이호준
                     (Ho Jun Lee)
                     1iD
                     김영국
                     (Young Kook Kim)
                     1iD
                     조우진
                     (Woo Jin Jo)
                     1iD
                     고창섭
                     (Chang-Seop Koh)
                     2iD
                     안길영
                     (Kilyoung Ahn)
                     †iD
                     김영근
                     (Young Geun Kim)
                     1iD
               
                  - 
                           
                        (LV Switch Team, Electro-Technology R&D Center, LSIS, Korea.)
                        
 
                  - 
                           
                        (Department of Electric Engineering, Chungbuk University, Korea.)
                        
 
               
             
            
            
            Copyright © The Korean Institute of Electrical Engineers(KIEE)
            
            
            
            
            
               
                  
Key words
               
               DC Relay, Optimal Design, Taguchi Method, Orthogonal Table, Heat Transfer, Electro-Magnetic Force, Coupled Simulation.
             
            
          
         
            
                  1. 서 론
               
                  21세기 화석연료의 폭발적인 사용증가로 발생되는 온실효과는 지구 온난화 현상을 보다 가속시키고 있으며, 이를 극복하기 위한 신재생 에너지의 확산의
                  필요성이 대두되고 있다. 특히 전력의 효율성을 높이고, 에너지사용을 제어할 수 있는 에너지 저장장치(ESS) 기반의 직류계통이 급속도로 성장세를 보이고
                  있으며, 탄소배출물에 의한 환경규제에 대한 대체제로서 전기자동차(Electric Vehicle)의 생산량이 급속한 성장세를 띄고 있다.
                  
               
               
                  이러한 직류기반 배전시스템의 지속적인 성장에도 불구하고, 시스템에 내의 계통에 대한 안전성에 대한 문제가 지속적으로 제기되고 있다. ESS 내의 고장전류로
                  인한 과충전과 외부 복사열에 의한  내/외부 단락 화재가 지속적으로 발생되고 있으며[1], 전기 자동차 내의 단락전류와 온도상승 의한 화재 또한 국내외에서 지속적으로 발생되고 있다[2]. 결국 직류배전(DC Distribution)에 대한 건전성을 확보하여야 신재생에너지의 지속적인 성장을 견인할 수 있다[3].  
                  
               
               
                  
                  
                        
                        
그림. 1. DC전류 단락 및 온도상승시험 
                     
                     
                        
Fig. 1. Short Circuit and Temperature Rise Test for Direct Current
                      
                  
               
               
                  이를 위해서는 계통의 건전성이 확보가 되어야 하며, 이를위해서는, 다양한 계통보호 장치들이 혼합되어 적용하여야 하는데, 이 중 직류 릴레이(DC Relay)는
                  퓨즈(Fuse)와 조합하여 전원(Line)과 부하(Load)사이의 안정적인 공급을 담당하는 릴레이이다. 특히 이러한 제품군은 퓨즈의 융단시간 동안
                  단락전류를 견딜 수 있는 구동부와, 통전 시 발생하는 온도상승이 국제규격범위 내에 머물도록 하는 통전부의 성능이 중요하다[4][5]. 
                  
               
               
                  
                  
                        
                        
그림. 2. Taguchi 직교표 기반 최적설계인자 도출 Process 
                     
                     
                        
Fig. 2. The Optimal Design Process for DC Relay based on  Taguchi Method
                      
                  
               
               
                  본 논문에서는 직류형 릴레이의 설계에 있어 상기 두가지 주요 요구성능 조건을 만족하기 위하여, 그림 2와 같이 직교표(Orthogonal Table) 기반 Taguchi 기법을 적용한다[6]. 
                  
               
               
                  이를 위해, 우선 코일의 구동력과 접점의 온도상승 성능에 유의한 변화를 끼치는 형상 주요인자들을 정의하고, 이후 인자기반 직교표를 작성하여 최적 실험계획을
                  유도한다. 이후 직교표 기반 실험을 전자계/열유동 해석환경에서 해석을 진행하고, 실험결과를 바탕으로 주요인자의 효과를 분석하여 최적인자 도출을 확인하고자
                  한다.
                  
               
             
            
                  2. 가스밀폐형 직류릴레이 구조
               
                     2.1 가스밀폐형 직류릴레이(DC Relay) 구조
                  
                     
                     
                           
                           
그림. 3. 가스밀폐형 직류릴레이 주요구조 (분해도) 
                        
                        
                           
Fig. 3. System Configuration of Gas-insulated DC Relay (Exploded View)
                         
                     
                  
                  	
                     직류 릴레이(DC Relay)는 DC 전류계통 내에서 계폐(Switching)을 목적으로 설계된 장치로서, 소호공간의 형태에 따라 크게 기중노출형과,
                     가스밀폐형으로 구성되어 있다. 이 중, 고전류, 고전압화에 따라 가스밀폐형 릴레이의 개발요구가 증대되고 있는 추세이다. 그림 3은 이러한 밀폐형 릴레이의 분해도로서, 크게 제품 외관을 구성하는 Upper/ Low Case Assembly와, 부하개폐 시, Arc Plasma를
                     소호(Quenching)하고 정격전류를 통전하는 부분인 Seal Assembly,  Moving Contact과 Fixed Contact의 개폐 시의
                     구동력을 담당하는 Coil Actuator로 구성되어 있다[7].
                     
                  
                
               
                     2.2 가스밀폐형 직류릴레이 성능 영향 부품 선정
                  	
                     가스밀폐형 직류릴레이의 성능은 통전능력과, 아크소호, 그리고 개폐빈도로 결정된다. 특히 연속통전시의 발열과, 개폐구동성능은 제품의 품질에 직접적으로
                     연결되므로, 이에 대한 최적 인자를 도출하는 것은 매우 중요하다. 
                     
                  
                  	
                     그림 4는 가스밀폐형 직류릴레이의 단면도로서, 직류릴레이의 주요 부품의 배치형태를 나타내고 있다. 이중, 통전에 의한 발열성능에 직접적인 영향을 끼치는 부품인자는
                     ① Fixed /② Moving Contact 이고, 구동력성능에 영향을 끼치는 부품은 전자기력을 발생시키는 ⑧ Coil과 전자기력에 의해 자화되어
                     구동력을 증대시키는 ⑥ Moving / ⑦ Fixed Core, ⑩ Yoke / ⑪ Yoke Ring으로 볼 수 있다.
                     
                  
                  
                     
                     
                           
                           
그림. 4. 가스밀폐형 직류릴레이 주요구조 (단면도) 
                        
                        
                           
Fig. 4. System Configuration of Gas-insulated DC Relay (Cross-section View) 
                         
                     
                  
                
             
            
                  3.  직교표(Orthogonal Table) 기반 주요부품 최적설계
               
                  앞서 선정한 통전 시의 온도상승, 전자계 구동력 성능에 관련된 주요 7개 부품에 대하여 주요인자들을 형상관점에서 보다 구체적으로 정의하고, 열전달(Heat
                  Transfer) / 전자계(Electro-Magnetic Field) 해석 환경에서 실험결과를 직교표 기반으로 분석하고자 한다.
                  
               
               
                     3.1 설계인자 설정 및 직교표 구성
                  	
                     가스밀폐형 직류릴레이의 통전 시 온도 상승치를 결정하는 주요 인자들로 그림 5와 같이 Fixed Contact의 외경(A1)과 내경(B1), Tap 크기(C1), Moving Contact 의 폭(D1), 두께(E1), 길이(F1)와
                     같이 총 6개의 인자를 구분하였고, 이의 수준을 표 1과 같이 작게는 2수준, 크게는 3수준으로 나누어 L18(21X35) 직교표(Orthogonal Table)기반 실험계획을 구성하였고, 자계 구동력의
                     경우 그림 6과 같이 Yoke 두께(A2)과 Yoke Ring 길이(B2), Moving Core 길이(C2), Moving Core 상단부 직경(D2), Fixed
                     Core 길이(E2), Fixed Core 직경(F2)을 표 2와 같이 작게는 2수준, 크게는 3수준으로 L18(21X35) 직교표 기반 실험계획을 구성하였다.
                     
                  
                  
                     
                     
                           
                           
그림. 5. 고정(Fixed)/이동접점(Moving Contact) 인자구성 
                        
                        
                           
Fig. 5. Parameter Configurations for Fixed and Moving Contact
                         
                     
                  
                  
                     
                     
                           
                           
그림. 6. 코일 구동기(Coil Actuator)의 인자구성 
                        
                        
                           
Fig. 6. Parameter Configuration for Coil Actuator
                         
                     
                  
                
               
                     3.2  온도상승 및 전자기 구동력 해석환경
                  	
                     가스밀폐형 직류릴레이의 통전시의 전류분포와, 전자계 구동력에 대한 구체적인 인자에 따른 직교표 기반 시험계획의 결과를 확보하기 위해서 본 논문에서는
                     두 가지 물리계 해석을 ANSYS 시스템 기반으로 구성하였다[8][9].
                     
                  
                  
                     통전 시의 전류분포 기반 온도상승해석환경은 각 노드(Node)당 전기전도도(Electrical Conductivity,σ)와 전기장(Electric
                     Field, E)의 내적(Inner Product)을 식 (1)에 기반으로 계산하여 Joule Heating을 유도하여 이를 자연대류(Natural Convection) 환경에서 유도하도록 구성되었다. 
                     
                  
                  
                     자계구동력 해석환경의 경우, 코일(Coil) 부분에 기자력(Magneto-motive Force, 515AT)을 인가하였을 때, 식 (2)와 같이 각 노드(Node)당 발생되는 Magnetic Flux Density($\vec{B}$)와 입자의 전하속도($q\vec{u}$)와의 외적(Cross
                     Product)으로 자계구동력을 유도할 수 있도록 설계하였다.
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                           
                           
표 1. 고정(Fixed)/이동접점(Moving Contact) 실험인자 및 수준수
                        
                        
                           
Table 1. Test Configuration Setup for Fixed and Moving Contact 
                        
                        
                           
                           
                                 
                                    
                                       | 
                                          
                                       			
                                        인자 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        인자정의 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1 수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        2 수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 수준 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $A_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Fixed Contact 외경 Φ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        13.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -  
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $B_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Fixed Contact 내경 Φ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        8.00 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $C_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Fixed Contact Tap Φ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M6 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $D_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Moving Contact 폭 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.80 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $E_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Moving Contact 두께 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        4.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.00 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $F_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Moving Contact 길이 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        30.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        28.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.00 
                                       			
                                     | 
                                 
                              
                           
                        
                      
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                           
                           
표 2. 구동력 Actuator 실험인자 및 수준수
                        
                        
                           
Table 2. Test Configuration Setup for Coil Actuator
                        
                        
                           
                           
                                 
                                    
                                       | 
                                          
                                       			
                                        인자 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        인자정의 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1 수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        2 수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 수준 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $A_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Yoke Ring 두께 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -  
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $B_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Yoke Ring 길이 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.90 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $C_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Moving Core 길이 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.20 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $D_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Moving Core 상단부 Φ [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.05 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.10 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $E_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Fixed Core 길이 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        19.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        21.50 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $F_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Fixed Core 직경 Φ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.20 
                                       			
                                     | 
                                 
                              
                           
                        
                      
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                     
                  
                
               
                     3.3  전류분포 및 자계 구동력 인자분석
                  	
                     가스밀폐형 직류릴레이의 통전 시의 전류분포에 따른 온도상승과, 전자계 구동력에 대하여 직교표 실험계획을 물리계 해석결과를 바탕으로 물리계에 주요영향을
                     끼치는 인자들을 분석할 수 있다.
                     
                  
                  
                     다구찌 기법에서 주요인자분석은 데이터 결과들의 평균치의 제곱으로 정의된 입력신호(Signal)와 데이터의 표준편차의 제곱에 해당되는 잡음(Noise)의
                     분산의 비율인 잡음비(Signal to Noise ratio)를 기반으로 수행할 수 있다. 
                     
                  
                  
                     이러한 통계적 방법을 물리적 특성을 포함시키면 최적화함수를 유도할 수 있다. 우선 온도상승 관점에서는, 입력신호(통전영역 형상)에 대한 잡음(통전시의
                     접점온도상승) 의 변동이 최소화 되는 것이 최적조건이므로 목적함수는 식 (3)과 같이 기대손실을 작게 하는 망소특성(The smaller the better characteristic) 관점으로 잡음비 함수를 구성할 수 있고,
                     전자계 구동력에 관점에서는 입력신호(기자력 인가)대비 잡음(자계 구동력)이 최대화 되어야 하므로 식 (4)와 같이 평균값이 크고 변동치가 작은 망대특성(The larger the better characteristic)으로 잡음비 함수를 도출할 수 있다[10].
                     
                  
                  
                     
                     
                           
                           
그림. 7. 전자계 열유동 연성 해석환경 
                        
                        
                           
Fig. 7. Coupled Simulation Environment for Electro-Magnetic and Heat Transfer 
                         
                     
                  
                  
                     
                     
                           
                           
그림. 8. 전자계 기반 구동력 해석환경 
                        
                        
                           
Fig. 8. Simulation Environment for Electro-Magnetic Force 
                         
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                     
                  
                  
                     여기서, $y_{ij}$ : i번째 실험점에서 관측된 j 번째 성능특성치 
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                           
                           
표 3. 통전 시 전류분포(온도상승) 직교표 및 잡음비
                        
                        
                           
Table 3. S/N Ratio Result in Orthogonal Table for Temperature Rise 
                        
                        
                           
                           
                                 
                                    
                                       | 
                                          
                                       			
                                        시험수 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        인자 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        결과값 
                                       
                                       			
                                       [℃] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        SN Ratio 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $A_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $B_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $C_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $D_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $E_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $F_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Y 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        4.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        30.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        19.85 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.0 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        28.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        22.06 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.9 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        21.83 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.8 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        28.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.37 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.2 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.63 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.3 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        4.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        30.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        23.42 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -27.4 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        8.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        4.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.52 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.2 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        8.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        30.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        23.55 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -27.4 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        8.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        28.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.58 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.3 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        13.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        28.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        23.25 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -27.3 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        11 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        13.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        4.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.03 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.0 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        12 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        13.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        30.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        22.45 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -27.0 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        13 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        13.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        30.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        22.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -27.1 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        14 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        13.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        4.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        28.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        23.13 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -27.3 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        15 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        13.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.13 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.1 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        16 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        13.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        8.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        22.41 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -27.0 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        17 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        13.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        8.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        30.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        21.77 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.8 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        18 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        13.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        8.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        4.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        28.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        21.82 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -26.8 
                                       			
                                     | 
                                 
                              
                           
                        
                      
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                           
                           
표 4. 자기 구동력 직교표 및 잡음비
                        
                        
                           
Table 4. S/N Ratio Result in Orthogonal Table for Electro-Magnetic Force
                        
                        
                           
                           
                                 
                                    
                                       | 
                                          
                                       			
                                        시험수 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        인자 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        결과값 
                                       
                                       			
                                       [N] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        SN Ratio 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $A_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $B_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $C_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $D_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $E_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $F_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Y 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        19.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        2.60 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        8.3 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.05 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.23 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.2 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        21.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.83 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.7 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        2.99 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.5 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.05 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        21.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.49 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.9 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        19.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.01 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.6 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.05 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        19.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.35 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.5 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.15 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        21.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.14 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.9 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        21.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.48 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        11 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        19.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.09 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.8 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        12 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.05 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.5 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        13 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.05 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        21.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.5 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        14 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        19.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.45 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        15 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.32 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.4 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        16 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        14.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.95 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.9 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        17 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        15.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        21.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.00 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        2.88 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.2 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        18 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.05 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        19.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.45 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                 
                              
                           
                        
                      
                     
                  
                  
                     식 (3), (4)에 기반한 항목별 잡음비 결과는 표 3, 4와 같다. 
                     
                  
                  
                     이를 통해 인자들의 기여율(Contribution Degree, CD)을 도출할 수있는데, 이를 위해 우선 각 인자수준별 잡음비의 합계와 평균값을
                     도출하고, 수준별 잡음비 평균값의 최대, 최소값의 차이를 이득(Gain, G)으로 정의한 다음, 마지막으로 식 (5)와 같이 백분율로 유도할 수 있다. 
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                     
                  
                  
                     식 (5)를 기반으로 릴레이의 온도상승과 자기구동력에 기여하는 주요 인자들을 도출할 수 있다. 우선 통전시의 접점의 온도상승에 주요한 영향을 주는 인자들은
                     Moving Contact 폭(D1,46.6%)과, Moving Contact 길이(F1, 25.4%), 그리고 Fixed Contact 외경(A1,
                     10.4%) 순으로 분포됨을 표 5에서 확인할 수 있다.  
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                           
                           
표 5. 통전 시 전류분포(온도상승) 기여율
                        
                        
                           
Table 5. Contribution Degree for Temperature Rise
                        
                        
                           
                           
                                 
                                    
                                       | 
                                          
                                       			
                                        구분 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $A_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $B_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $C_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $D_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $E_1$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $F_1$ 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        잡음비 
                                       
                                       			
                                       합계 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        239.4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        160.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        159.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        157.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        159.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        161.7 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        2수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        241.4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        160.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        160.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        160.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        160.6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        160.7 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        3수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                         - 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        160.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        160.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        163.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        160.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        158.4 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        수준별 
                                       
                                       			
                                       잡음비 
                                       
                                       			
                                       (Abs) 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.9 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        2수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.8 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        3수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                         - 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        27.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.4 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        인자별 
                                       
                                       			
                                       잡음비 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Max 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.4 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        Min 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        27.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.9 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        Max-Min 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        이득 
                                       
                                       			
                                       (G) 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.22 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.08 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.14 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.99 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.15 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.54 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        기여율 
                                       
                                       			
                                       (CD) 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.4% 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        3.9% 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        6.6% 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        46.6% 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        7.2% 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        25.4% 
                                       			
                                     | 
                                 
                              
                           
                        
                      
                     
                  
                  
                     두 번째로, 자계 구동력 관점에서 기여도는 Fixed Core 직경(F2,38.2%)과, Moving Core 상단부 직경(D2, 31.9%) 순으로
                     분포됨을 표 6에서 확인할 수 있다.
                     
                  
                  
                     상기 독립된 최적화 목적함수를 기반으로 최적조건을 도출할 수 있다. 전류밀도 기반 온도상승 관점에서 최적 인자조합은 표 7과 같으며, 전자계-열유동 g해석 결과 19.5[℃] 상승으로 통전능력 직교표(표 3)의 18개의 표본보다 낮은 온도상승결과를 확보하였다. 또한 자계 구동력 관점에서 최적 인자 조합은 표 8과 같으며, 전자계 해석결과 자계구동력이 4.10[N]으로 구동력 직교표(표 4)의 18개 표본보다 높은 힘을 확보할 수 있었다.
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                           
                           
표 6. 구동력(자기구동력) 기여율
                        
                        
                           
Table 6. Contribution Degree for Electro-Magnetic Force
                        
                        
                           
                           
                                 
                                    
                                       | 
                                          
                                       			
                                        구분 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $A_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $B_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $C_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $D_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $E_2$ 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $F_2$ 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        잡음비합계 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        90.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        60.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        60.6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        57.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        59.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        56.1 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        2수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        92.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        60.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        60.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        61.4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        61.6 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        62.0 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        3수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -  
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        62.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        61.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        64.7 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        62.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        65.2 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        수준별 
                                       
                                       			
                                       잡음비 
                                       
                                       			
                                       (Abs) 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.4 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        2수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.3 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        3수준 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        -  
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.9 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        인자별 
                                       
                                       			
                                       잡음비 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Max 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.3 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.9 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        Min 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.5 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.9 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.4 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        Max-Min 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        이득 
                                       
                                       			
                                       (G) 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.25 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.33 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.21 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.26 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        0.39 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.51 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        기여율 
                                       
                                       			
                                       (CD) 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        6.4% 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        8.3% 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        5.4% 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        31.9% 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        9.9% 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        38.2% 
                                       			
                                     | 
                                 
                              
                           
                        
                      
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                           
                           
표 7. 통전능력(온도상승) 최적 Parameter 및 결과
                        
                        
                           
Table 7. The Optimal Parameter Configuration for Temperature Rise
                        
                        
                           
                           
                                 
                                    
                                       | 
                                          
                                       			
                                        조건 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        통전능력 최적인자 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        결과값 
                                       
                                       			
                                       [℃] 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $A_1$ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $B_1$ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $C_1$ 
                                       
                                       			
                                       [-] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $D_1$ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $E_1$ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $F_1$ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Y 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        M4 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        10.8 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        4.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        26.0 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        19.50 
                                       			
                                     | 
                                 
                              
                           
                        
                      
                     
                  
                  
                     
                     
                     
                           
                           
표 8. 구동력(자기구동력) 최적 Parameter 및 결과
                        
                        
                           
Table 8. The Optimal Parameter Configuration for Electro-Magnetic Force
                        
                        
                           
                           
                                 
                                    
                                       | 
                                          
                                       			
                                        조건 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        통전능력 최적인자 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        결과값 
                                       
                                       			
                                       [N] 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        $A_2$ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $B_2$ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $C_2$ 
                                       
                                       			
                                       [-] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $D_2$ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $E_2$ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        $F_2$ 
                                       
                                       			
                                       [mm] 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        Y 
                                       			
                                     | 
                                 
                                 
                                       | 
                                          
                                       			
                                        1 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        1.2 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.90 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        16.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.10 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        20.50 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        11.20 
                                       			
                                     | 
                                    
                                          
                                       			
                                        4.10 
                                       			
                                     | 
                                 
                              
                           
                        
                      
                     
                  
                
             
            
                  4. 결  론
               
                  본 논문은 가스밀폐형 직류릴레이의 주요성능인 통전능력과 구동력의 최적성능을 도출하기 위한 내용으로서, 통계적 기법인 다구찌 기법(Taguchi Method)을
                  적용하였다. 
                  
               
               
                  이를 위해 통전능력과 자계구동력에 유의한 영향을 주는 형상인자들을 정의하여, L18 직교표 기반 실험계획을 확보하고, 전자계-열유동, 자계구동력에
                  적용되는 해석환경 내에서 실험결과를 도출하였다.
                  
               
               
                  해석 결과를 요인효과 잡음비(S/N Ratio) 기반으로 분석 시, 전류밀도 기반 온도상승 관점에 있어서는, Moving Contact 폭과, Moving
                  Contact 길이, 그리고 Fixed Contact 외경이 성능에 주요한 영향을 끼치는 인자로 확인되었고, 자계 구동력 관점에서는 Fixed Core
                  직경과, Moving Core 상단부 직경 순으로 유의성을 확인할 수 있었다. 
                  
               
               
                  최종적으로 기여율(Contribution Degree)를 기반으로 최적인자 조합을 구성하였으며, 최적조합 시, 기존 직교표 결과 대비 온도상승, 구동력
                  성능의 우수함을 확인 할 수 있었다.
                  
               
             
          
         
            
                  
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            저자소개
             
             
             
            
            997년 성균관대학교 전기공학과 졸업.
            1997-현재 LS산전 전력솔루션 연구소 Senior  Manager.
            2019-현재 충북대학교 전기공학과 석사과정 재학 중. 
            관심분야는 LVDC 배전기술, DC 개폐기 개발.
            
            2009년 금오공과대학교 기계공학부 졸업. 2011년 한국과학기술원(KAIST) 로봇공학 석사, 
            2015년 동 대학원 박사.
            2015-현재 LS산전 전력솔루션 연구소 Manager. 
            관심분야는 LVDC 배전기술, LV/MV차단기, 개폐기 개발.
            
            2015년 경희대학교 우주과학과 졸업.
            2017년 동 대학원 전자전파공학과 석사.
            2017년-현재 LS산전 전력솔루션 연구소 Associate Manager.  
            관심분야는 LVDC 배전기술, 저압개폐기, 전력전자회로. 
            
            1986년 서울대학교 전기공학과 졸업. 
            1988년 동 대학원 전기공학과 석사.
            1992년 동 대학원 전기공학과 박사.
            1993~1994년 Florida International University 전기컴퓨터 공학과 박사 후 연구원.
            1994~1996년 삼성전기 종합연구소 선임연구원.
            1996년~현재 충북대학교 전자정보대학 전기공학과 교수. 
            
            1994년 부산대학교 정밀기계공학과 졸업. 
            1996년 한국과학기술원(KAIST) 기계공학 석사, 
            2001년 동 대학원 박사.
            1996년-현재 LS산전 전력솔루션 연구소 배전연구단장(상무)
            관심분야는 전력제품 동역학 설계 및 해석, LV/MV 배전기기 개발.
            
            1988년 한양대학교 전기공학과 졸업
            2000년 동 대학원 석사. 2007년 충북대학교 박사. 
            1988년-현재 LS산전 CTO(상무)
            관심분야는 AC/DC 및 친환경 전력기기, DC 배전시스템(ESS, MG), 전력시험기술 및 관련규격.