๋ฐฐ์์ค
(Young-jun Bae)
*iD
์ ์ฐฌ์ด
(Chan-yeol Ryu)
*iD
๊ณ ๊ฑด
(Geon Go)
*iD
์ด๋ฐฉ์ฑ
(Bang-wook Lee)
โ iD
-
Dept. of Electronic Engineering, Hanyang University, Republic of Korea. E-mail: baeyj0504@hanyang.ac.kr,
jesus0333@hanyang.ac.kr, gogeon38@hanyang.ac.kr
Copyright ยฉ The Korean Institute of Electrical Engineers
Key Words
HVDC converter transformer, Oil-impregnated pressboard, Insulation design, DC breakdown, Weibull distribution, Thickness effect
1. ์ ๋ก
์ํด์ HVDC ์๋์ง๊ณ ์๋๋ก ์ฌ์
์ ๋๊ท๋ชจ ํด์ํ๋ ฅ ๋ฑ ์ฌ์์๋์ง๋ฅผ ์ฃผ์ ์์์ฒ๋ก ์์กํ๊ธฐ ์ํ ๊ตญ๊ฐ๊ธฐ๊ฐ ์ ๋ ฅ๋ง ์ฌ์
์ผ๋ก, 2030๋
๋์ ๊ฑธ์ณ ๋จ๊ณ์ ์ผ๋ก
๊ตฌ์ถ๋ ์์ ์ด๋ค. ์ด์ ๋ณํํ์ฌ ๋์ฉ๋ ์ ์ํ HVDC ๋ณํ์ฉ ๋ณ์๊ธฐ์ ๊ตญ์ฐํ ๊ฐ๋ฐ์ด ๊ตญ์ฑ
์ฌ์
์ผ๋ก ์ถ์ง๋๊ณ ์๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ผ DC ์ ์์ด ์์ ์ธ๊ฐ๋๋
์ ์ฐ ์์คํ
์ ์ ๋ขฐ์ฑ ํ๋ณด๊ฐ ์ค์ํ ๊ณผ์ ๋ก ๋๋๋๊ณ ์๋ค. ํนํ ์ปจ๋ฒํฐ ๋ณ์๊ธฐ์ ์ฃผ์ ์ฐ์ ์ ์ฐ์ ์ ํ๋ ์ค๋ณด๋๋ก ๊ตฌ์ฑ๋ ๋ณตํฉ ์ ์ฐ๋ฌผ๋ก์, ๊ต๋ฅ ์กฐ๊ฑด๊ณผ
๋ฌ๋ฆฌ ์ ์์ํ ์ ๊ณ ๋ถํฌ๊ฐ ์ ์ ์จ์ด ์๋ ์ ํญ๋ฅ ์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๊ณ ๊ณต๊ฐ์ ํ์ ์ถ์ ์ด ์ด๋ฃจ์ด์ง๋ฏ๋ก ๊ต๋ฅ ๊ธฐ๊ธฐ์ ์ค๊ณ ๋ฐฉ์์ ๊ทธ๋๋ก ์ ์ฉํ๊ธฐ ์ด๋ ต๋ค [1,
2].
์ ์นจ ํ๋ ์ค๋ณด๋์ ์ ์ฐํ๊ดด ํน์ฑ์ ๊ดํด์๋ ์ธ๊ฐ ์ ์ ํํ, ์ดํ ์ํ, ์๋ถ, ๊ณต๊ทน ๋ฑ ๋ค์ํ ์ธ์๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ์ฐ๊ตฌ๊ฐ ์ํ๋์ด ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ ์ฐ๋ฌผ์
๋๊ป๊ฐ ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ํด์๋ ์ฐ๊ตฌ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ์ผ๊ด๋์ง ์๋ค. ๊ณ ์ฒด ์ ์ฐ๋ฌผ ์ ๋ฐ์์ ๋๊ป ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ ์ ํ๊ฐ ํ์ธ๋์ด ์์ผ๋ [3], ์ ์นจ ์ ์ฐ์ง๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ํํ ์ ๊ทน์ ์ด์ฉํ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ง๋ฅ ์กฐ๊ฑด์์ ์คํ๋ ค ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ์ด ์์นํ๋ ๊ฒฐ๊ณผ๊ฐ ๋ณด๊ณ ๋ ๋ฐ ์๋ค [4]. ์ด๋ ์ ๊ทน ํ์๊ณผ ์ ๊ณ ๋ถํฌ, ๋์ ์ฌ๋ฃ์ ๋๊ป ๋ฒ์์ ๋ฐ๋ผ ๋๊ป ์์กด์ฑ์ด ์์ดํ๊ฒ ๋ํ๋ ์ ์์์ ์์ฌํ๋ค.
์ ์ฐ๋ฌผ ๋๊ป์ ์ํฅ์ ์ค๋ช
ํ๋ ์ด๋ก ์ผ๋ก๋ ์ ์ฐ๋ฌผ ๋ด๋ถ์ ๊ฒฐํจ ๋ถํฌ์ ๊ธฐ์ดํ ์ต์ฝ๋งํฌ(Weakest-Link) ์ด๋ก [5,
6]์ด ์กด์ฌํ๋ฉฐ, ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ์ ์ ๊ธฐ์ ์คํธ๋ ์ค๋ฅผ ๋ฐ๋ ์ ์ฐ๋ฌผ์ ์ฒด์ ์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋ค. ์ด์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด ์ด ์ฒด์ ์ด ๋์ผํ ๋ ์กฐ๊ฑด์์๋ ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋ํ๋์ง
์์์ผ ํ๋ฉฐ, ์ ์ํ ์ฐจ์ด๊ฐ ๊ด์ฐฐ๋๋ค๋ฉด ์ด๋ ์ฒด์ ํจ๊ณผ ์ด์ธ์ ์ธ์๊ฐ ์์ฉํ๊ณ ์์์ ์๋ฏธํ๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ด ์ ์ฐ ๋๊ป๋ฅผ ๊ณ ์ ํ ์ฑ ๊ฐ๋ณ ์ธต์ ๋๊ป๋ง
๋ฐ๊พธ์ด ๋น๊ตํ๋ฉด, ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ์ด ์ด ์ฒด์ ์ ์ํด ๊ฒฐ์ ๋๋์ง ์๋๋ฉด ๋ค๋ฅธ ์ธ์๊ฐ ํจ๊ป ์์ฉํ๋์ง๋ฅผ ํ๋ณํ ์ ์๋ค. ๋ํ ์ด ์ด๋ก ์ ๊ธฐ์ดํ ํ๋๋ฒ์น(enlargement
law)์ ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ฒด์ ์ ๊ฐ๋ ์กฐ๊ฑด ๊ฐ์ ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ ๊ด๊ณ๋ฅผ ์ ๋์ ์ผ๋ก ์์ธกํ๋ฏ๋ก, ์ค์ธก์น์์ ๋น๊ต๋ฅผ ํตํด ์ฒด์ ํจ๊ณผ๊ฐ ๋๊ป ์์กด์ฑ์ ์ค๋ช
ํ๋ ๋ฒ์๋ฅผ
ํ๋ณํ ์ ์๋ค. ๊ทธ๋ฌ๋ ์ด๋ฌํ ๊ด์ ์ ์ฐ๊ตฌ๋ ๋ถ๋ถ๋ฐฉ์ ์ ๋์์ผ๋ก ์ผ๋ถ ๋ณด๊ณ ๋์ด ์์ ๋ฟ [7], ์ ์ฐํ๊ดด ๊ด์ ์ ๋น๊ต๋ ๋ฏธํกํ ์ค์ ์ด๋ค.
๋ฐ๋ผ์ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ ์นจ ํ๋ ์ค๋ณด๋๋ฅผ ๋์์ผ๋ก ๋๊ป ์กฐ๊ฑด ๋ฐ ์ธต ๊ตฌ์ฑ ๋ฐฉ์์ ๋ฐ๋ฅธ DC ์ ์ฐํ๊ดด ํน์ฑ์ ์คํ์ ์ผ๋ก ํ์
ํ์๋ค. ๊ตฌ-๊ตฌ ์ ๊ทน์ ์ด์ฉํ์ฌ
1T, 2T, 3T์ ๋จ์ผ ์ํธ๊ณผ 1T ์ํธ 3์ฅ์ ์ ์ธตํ ์ํธ์ ๋ํด ๊ฐ 10ํ์ ์ ์ฐํ๊ดด ์ํ์ ์ํํ๊ณ , ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ IEC 62539 [8]์ ๋ฐ๋ผ 2-parameter ์์ด๋ธ ๋ถํฌ๋ก ํด์ํ์๋ค. ์์ธ๋ฌ ์ ํ์์ํด์์ ํตํด ์กฐ๊ฑด๋ณ ์ ๊ณ ์ด์ฉ๋ฅ ์ ์ฐ์ถํ์ฌ ์ ๊ทน ํ์์ ๊ธฐ์ธํ ์ ๊ณ ๋ถํ๋ฑ๋์
์ํฅ์ ๋ถ๋ฆฌํ์๋ค. ํนํ ์ด ์ ์ฐ ๋๊ป๊ฐ ๋์ผํ 3T ๋จ์ผ ์ํธ๊ณผ 1T 3์ฅ ์ ์ธต ์ํธ์ ๋น๊ต๋ฅผ ํตํด, ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ์ด ์ด ์ฒด์ ๋ง์ผ๋ก ๊ฒฐ์ ๋๋์ง, ์ธต ๊ตฌ์ฑ
๋ฐฉ์๋ ํจ๊ป ์์ฉํ๋์ง๋ฅผ ํ์ธํ์๋ค.
2. ํ๋ ์ค๋ณด๋ ์ํธ ๋ฐ ์ ์ฒ๋ฆฌ ์ ์ฐจ
ํ๋ ์ค๋ณด๋๋ ์
๋ฃฐ๋ก์ค์ค ๊ธฐ๋ฐ์ ๋ค๊ณต์ฑ ๊ณ ์ฒด ์ ์ฐ๋ฌผ๋ก์, ์ ์กฐ ๋ฐ ๋ณด๊ด ๊ณผ์ ์์ ๋ด๋ถ ๊ธฐ๊ณต์ ์๋ถ๊ณผ ๊ณต๊ธฐ๊ฐ ์นจํฌํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์๋ฅ ์๋ถ๊ณผ ๊ธฐํฌ๋ ์ ์ค
์ ์ฐ๋ด๋ ฅ์ ํฌ๊ฒ ์ ํ์ํค๊ณ ์ธก์ ๊ฐ์ ํธ์ฐจ๋ฅผ ํ๋์ํค๋ ์์ธ์ด ๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ ์ฐ ํน์ฑ์ ํ๊ฐํ๊ธฐ์ ์์ ๊ฑด์กฐ, ์ง๊ณต ํ๊ธฐ, ํจ์นจ์ผ๋ก ์ด์ด์ง๋ ์ ์ฒ๋ฆฌ
๊ณผ์ ์ด ๋ฐ๋์ ์ ํ๋์ด์ผ ํ๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ํ๋ ์ค๋ณด๋์ ์๋ถ ๋ฐ ๊ณต๊ทน์ด ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ์ ๋ฏธ์น๋ ์ํฅ์ ๋ฐฐ์ ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ, ๊ฑด์กฐ ๋ฐ ์ง๊ณต ํจ์นจ ๊ณผ์ ์ ๊ฑฐ์น๋
์ ์ฒ๋ฆฌ๋ฅผ ์ํํ์๋ค. ๋๊ป ๋ฐ ์ธต ๊ตฌ์ฑ ์กฐ๊ฑด๋ณ๋ก ๋ค์์ ์ํธ์ ๋ํด ๋ฐ๋ณต ์ํ์ ์ํํด์ผ ํ๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ํน์ฑ์ ๊ณ ๋ คํ์ฌ ์ธ๋ถ ์๊ฐ ์กฐ๊ฑด์ ์คํ์ ์ผ๋ก
์ต์ ํํ์ฌ ์ ์ฉํ์๋ค.
2.1 ํ๋ ์ค๋ณด๋ ์ ์ฒ๋ฆฌ ๊ณผ์
์ ์ฒ๋ฆฌ ์ ์ฐจ๋ ๊ทธ๋ฆผ 1๊ณผ ๊ฐ์ด ์งํ๋๋ค. ๋จผ์ ํ๋ ์ค๋ณด๋ ์ํธ์ ์ ์ฐ๋ฌผ ๊ฑด์กฐ์ฉ ์ค๋ธ์ ๋ฃ๊ณ 100 โ์์ 24์๊ฐ ์ด์ ๊ฑด์กฐํ์ฌ ๋ด๋ถ์ ์๋ฅํ๋ ์๋ถ์ ์ถฉ๋ถํ ์ ๊ฑฐํ๋ค.
๊ฑด์กฐ๊ฐ ์๋ฃ๋ ์ํธ์ ์ ์ฐ์ ๊ฐ ๋ด๊ธด ์ง๊ณต ์ฑ๋ฒ์ ์ฝ์
ํ์ฌ ์ ์ฐ์ ์ ์์ ํ ์ ๊ธฐ๋๋ก ๊ฑฐ์นํ ๋ค, ์ง๊ณต ํํ๋ฅผ 40๋ถ๊ฐ ๊ฐ๋ํ์ฌ ์ํธ ๋ด๋ถ ๊ธฐ๊ณต์ ๋จ์
์๋ ๊ณต๊ธฐ๋ฅผ ์ ๊ฑฐํ๋ค. ์ด์ด์ ์ง๊ณต ํํ์ ๊ฐ๋์ ์ค์งํ ์ํ์์ 40๋ถ๊ฐ ์ง๊ณต ์ํ๋ฅผ ๊ทธ๋๋ก ์ ์งํ์ฌ ๊ธฐ๊ณต ๋ด๋ถ์ ์๋ฅ ๊ธฐํฌ๊ฐ ์ถฉ๋ถํ ์ดํํ๋๋ก
์ ๋ํ๋ค. ์ดํ ์ง๊ณต์ ํด์ ํ์ฌ ์ฑ๋ฒ ๋ด๋ถ๋ฅผ ๋๊ธฐ์ ์ํ๋ก ๋ณต๊ท์ํจ ๋ค, ๋๊ธฐ์์์ 2์๊ฐ ๋์ ๋๊ธฐ์์ผ ๋๊ธฐ์์ ์ํ ์๋ ฅ์ฐจ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ ์ฐ์ ๊ฐ
์ํธ ๋ด๋ถ ๊ธฐ๊ณต๊น์ง ์นจํฌํ๋๋ก ํ๋ค. ํด๋น ๊ณผ์ ์ ์ฌ์ฉ๋ ์ค๋น๋ค์ ๊ทธ๋ฆผ 2์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ ๊ณผ์ ์ ํตํด ํจ์นจ์ด ์๋ฃ๋ ์ํธ์ ํ๋ฉด์ ๊ณต๊ธฐ ๊ธฐํฌ๊ฐ ์ฌํก์ฐฉ๋๋ ๊ฒ์ ๋ฐฉ์งํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ฆ์ ์ํ์ฉ ์ ์กฐ๋ก ์ฎ๊ฒจ ์ง๊ทธ์ ๊ณ ์ ํ์์ผ๋ฉฐ,
5๋ถ๊ฐ ์์ ํํ ํ ์ํ์ ์ํํ์๋ค. ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์กฐ๊ฑด ๊ฐ ์ ์ฒ๋ฆฌ ๊ณผ์ ์ ๋์ผ์ฑ์ ํ๋ณดํ๊ธฐ ์ํ์ฌ, ์ํธ ๋๊ป์ ๋ฌด๊ดํ๊ฒ ๋์ผํ ๊ฑด์กฐ ๋ฐ ํจ์นจ
์กฐ๊ฑด์ ์ ์ฉํ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 1 ํ๋ ์ค๋ณด๋ ์ ์ฒ๋ฆฌ ์ ์ฐจ
Fig. 1 Pressboard pre-treatment procedure
๊ทธ๋ฆผ 2 ํ๋ ์ค๋ณด๋ ๋ฐ ํ๋ ์ค๋ณด๋ ์ ์ฒ๋ฆฌ ์ค๋น
Fig. 2 Pressboard pre-treatment equipment
2.2 ์ํ ์ํธ ๊ตฌ์ฑ
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ด ์ ์ฐ ๋๊ป๊ฐ ๋์ผํ ์กฐ๊ฑด์์ ์ธต ๊ตฌ์ฑ ๋ฐฉ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฐํ๊ดด ํน์ฑ์ ๋น๊ตํ๊ธฐ ์ํ์ฌ, ๊ทธ๋ฆผ 3๊ณผ ๊ฐ์ด ๋ ์ข
๋ฅ์ ์ํธ์ ๊ตฌ์ฑํ์๋ค. ๊ทธ๋ฆผ 3(a)๋ 3T ๋๊ป์ ๋จ์ผ ํ๋ ์ค๋ณด๋ ์ํธ์ด๋ฉฐ, ๊ทธ๋ฆผ 3(b)๋ 1T ๋๊ป์ ํ๋ ์ค๋ณด๋ ์ธ ์ฅ์ ๊ฒน์ณ ์ ์ธตํ ์ํธ์ผ๋ก ๊ณต์นญ ์ด ๋๊ป๋ 3T๋ก ๋์ผํ๋ค. ๋ ์ํธ์ ์ ๊ทน ํ์์ด ๋์ผํ๊ณ ๊ณต์นญ ์ ์ฐ ๋๊ป ๋ํ ๊ฐ์ผ๋ฏ๋ก,
๊ฐ๋ณ ์ธต์ ๋๊ป์ ์ธต๊ฐ ๊ณ๋ฉด์ ์ ๋ฌด๋ง์ด ์์ดํ๋ค. ๋ค๋ง, ํ๋ ์ค๋ณด๋์ ๋๊ป ๊ณต์ฐจ์ ์ธต๊ฐ์ ์กด์ฌํ๋ ์ ์ฐ์ ๋ง์ผ๋ก ์ธํด ์ค์ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์๋ ๊ทผ์ํ ์ฐจ์ด๊ฐ
๋ฐ์ํ๋ฉฐ ์ด์ ๋ํ ์ค์ธก ๊ฒฐ๊ณผ๋ 4.3์ ์ ์ ์ํ์๋ค.
์์ธ๋ฌ ๋๊ป์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฐํ๊ดด ํน์ฑ์ ํ์ธํ๊ธฐ ์ํ์ฌ 1T, 2T, 3T์ ๋จ์ผ ์ํธ์ ํจ๊ป ์ํํ์๋ค. ์ํธ์ ๋๊ป๋ฅผ ์ค์ธกํ ๊ฒฐ๊ณผ 1T, 2T, 3T
์กฐ๊ฑด์ด ๊ฐ๊ฐ 1.02 mm, 2.01 mm, 3.03 mm์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 3 ํ๋ ์ค๋ณด๋ ์ํธ ๊ตฌ์ฑ
Fig. 3 Pressboard specimen configuration
3. ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ ํ๊ฐ ์ํ ๋ฐ ์ ๊ณ ์ด์ฉ๋ฅ ์ฐ์ถ
3.1 ์ ์ฐํ๊ดด ์ํ ๋ฐฉ๋ฒ
์ ์ฐํ๊ดด ์ํ์ IEC 60243-1 [9] ๋ฐ IEC 60243-2 [10]๋ฅผ ์ค์ฉํ์ฌ ์ํํ์๋ค. IEC 60243-2๋ IEC 60243-1๊ณผ ๋ณํํ์ฌ ์ ์ฉํ๋๋ก ๊ท์ ๋์ด ์์ผ๋ฉฐ, ์ง๋ฅ ์ ์ ํ์์์ ์ํ์ ๋ํ ์ถ๊ฐ
์๊ตฌ์ฌํญ์ ์ ์ํ๋ค. ์น์ ๋ฐฉ์์ IEC 60243-1์์ ๊ท์ ํ๋ ๋จ๊ณ์ ์น์(step voltage) ๋ฐฉ์์ ์ ์ฉํ์๋ค. ์ฐ์ ์น์(ramp)
๋ฐฉ์์ ์ถฉ์ ์ ๋ฅ(charging current)๊ฐ ์์ ํ ์๋ฉธ๋์ง ์์ ์ํ์์ ์ ์์ด ๊ณ์ ์์นํ๋ฏ๋ก ํ๊ดด๊ฐ๋ ์ธก์ ์ ์ค์ฐจ๊ฐ ๋ฐ์ํ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด
์๋ ๋ฐ๋ฉด, ๋จ๊ณ์ ์น์ ๋ฐฉ์์ ๊ฐ ์ ์ ๋จ๊ณ์์ ์ผ์ ์๊ฐ ๋๊ธฐํ์ฌ ๊ณผ๋์ ๋ฅ๋ฅผ ๋ฐฐ์ ํ๊ณ ์์ ๋์ค์ ๋ฅ์ ์ํ ํ๊ดด๊ฐ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ ์ ์๋ค. ์ธ๊ฐ ์ ์์
๊ทน์ฑ์ ์ ๊ทน์ฑ์ผ๋ก ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ํ์ ์์จ์์ ์ํํ์๋ค.
๋ณธ ์ํ์ ์์ ๊ฐ ์ํธ ์กฐ๊ฑด์ ๋ํด 2 kV/s์ ์น์ ์๋๋ก ์ฐ์ ์น์ํ์ฌ ์ ์ฐํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ ๋๊น์ง์ ํ๊ดด์ ์์ ๊ธฐ๋กํ๋ ์๋น ์ํ์ ์ํํ์๋ค.
๊ท๊ฒฉ์ ๋ฐ๋ผ ์๋น ์ํ์์ ์ป์ ํ๊ดด์ ์์ 40 % ์ง์ ์ ๋ณธ ์ํ์ ์ด๊ธฐ ์ธ๊ฐ์ ์์ผ๋ก ์ค์ ํ์๋ค.
๋ณธ ์ํ์์๋ ์ด๊ธฐ ์ธ๊ฐ์ ์์ผ๋ก๋ถํฐ ๋จ๊ณ์ ์ผ๋ก ์น์ํ์์ผ๋ฉฐ, ๊ฐ ๋จ๊ณ์์ 60์ด๊ฐ ์ ์์ ์ ์งํ์ฌ ์์ ๋์ค์ ๋ฅ์ ์ํ ์ ์ฐํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ๋๋ก ์ ๋ํ์๋ค.
์ ์ ์ฆ๊ฐ๋ถ์ 1T ์ํธ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๊ท๊ฒฉ์ ๋ฐ๋ผ 5 kV๋ฅผ ์ ์ฉํ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๊ธฐ ์ธ๊ฐ์ ์์ด ๋์ ์กฐ๊ฑด์์๋ ๋ณด๋ค ํฐ ์ฆ๊ฐ๋ถ์ด ๊ท์ ๋๋ ํ๊ดด์ ์์ ๋ณด๋ค
์ธ๋ฐํ๊ฒ ๊ตฌ๋ถํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ๋ชจ๋ ์กฐ๊ฑด์ ๋์ผํ๊ฒ ์ ์ฉํ์๋ค. ์ ์ฐํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ ์์ ์ ์ธ๊ฐ์ ์์ ํด๋น ์ํธ์ ์ ์ฐํ๊ดด ์ ์์ผ๋ก ๊ธฐ๋กํ์๋ค. ์ด์์ ์ ์ฐจ๋ฅผ
๊ฐ ์ํธ ์กฐ๊ฑด์ ๋ํด 10ํ ๋ฐ๋ณต ์ํํ์๋ค. ์ ์ฐํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ์ํ ์ํธ์ ๋งค ์ํ๋ง๋ค ์๋ก์ด ์ํธ์ผ๋ก ๊ต์ฒดํ์๋ค. ์ ์ฐ์ ๋ํ ํ๋์ ์กฐ๊ฑด์ด ๋๋๋ฉด
๊ต์ฒดํ์ฌ ํ๊ดด๋ก ์ธํ ์ด๋ฌผ์ด ์์ด๋ ๊ฒ์ ๋ฐฉ์งํ์๋ค. ์ด์ ๊ฐ์ด ํ๋ณดํ ์ ์ฐํ๊ดด ์ ์ ๋ฐ์ดํฐ๋ฅผ ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ๋น๊ตยท๋ถ์ํ์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 4 ์ ์ฐํ๊ดด ์ํ ํ๋ก ๊ตฌ์ฑ
Fig. 4 Configuration of the breakdown test circuit
๊ทธ๋ฆผ 5 ์ ์ฐํ๊ดด ์ํ ๊ตฌ์ฑ
Fig. 5 Breakdown voltage test configuration
3.2 ์ ์ฐํ๊ดด ์ํ ๊ตฌ์ฑ
์ ์ฐํ๊ดด ์ํ์๋ Phenix Technologies ็คพ 600 kV๊ธ Portable Modular DC Hipot์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. DC ๋ด์๊ธฐ์์
์ธ๊ฐ๋ ์ ์์ ์ ์๋ถ๋ฐฐ๊ธฐ๋ฅผ ํตํด ์ธก์ ํ๊ณ , ์ ์ฐ์ ๊ฐ ์ฑ์์ง ์ ์กฐ ๋ด๋ถ์์ ์ํธ์ ์ ์ฐํ๊ดด ์ํ์ ์ํํ์๋ค. ์ํ ํ๋ก๋ ๊ทธ๋ฆผ 4์ ๊ฐ์ด ๊ตฌ์ฑ๋์์ผ๋ฉฐ, ์ํ์กฐ ๋ด๋ถ๋ ์ ์ฐ์ (โ ), ์ํธ ๊ณ ์ ์ฉ ์ง๊ทธ(โก), ํ๋ ์ค๋ณด๋ ์ํธ(โข), ๊ณ ์ ์ ๋ฐ ์ ์ง ์ ๊ทน(โฃ)์ผ๋ก ๊ตฌ์ฑ๋๋ค. ์ด๋
์ฌ์ฉํ ์ ์ฐ์ ๋ 1์ข
4ํธ์ ํด๋นํ๋ ๋ณ์๊ธฐ์ ๋ฅผ ์ฌ์ฉํ์๋ค.
๊ณ ์ ์ ๋ฐ ์ ์ง ์ ๊ทน์ ์ง๊ฒฝ 4 mm์ ๋์ผํ ์คํ
์ธ๋ฆฌ์ค ๊ตฌํ ์ ๊ทน์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ์ํธ ๋๊ป๋ฅผ ๋ณํ์ํค๋ ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์ ํน์ฑ์ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ ์กฐ์ ์ด ํ์ํ๋ฉฐ,
์ ๊ทน ๊ฐ ์ ๋ ฌ ์ํ๋ฅผ ๋๊ป ์กฐ๊ฑด๊ณผ ๋ฌด๊ดํ๊ฒ ๋์ผํ๊ฒ ์ ์งํ ์ ์๋ ๊ตฌ-๊ตฌ ์ ๊ทน์ ์ฌ์ฉํ์๋ค. ๋ณธ ๋
ผ๋ฌธ์์๋ ์ ๊ทน ์กฐ๊ฑด์ ๊ณ ์ ํ ์ํ์์ ๋๊ป ๋ฐ
์ธต ๊ตฌ์ฑ ํจ๊ณผ๋ฅผ ๋ถ๋ฆฌํ์ฌ ํ๊ฐํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ง๊ฒฝ 4 mm ์กฐ๊ฑด์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ง์ ๋ค๋ฃจ์๋ค. ์ ๊ทน์ ๋์ฌ ํญ ํํ๋ก ๊ฐ๊ณตํ์ฌ ์ํธ์ ๋๊ป์ ๋ฐ๋ผ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์
์กฐ์ ํ ์ ์๋๋ก ์ค๊ณํ์๋ค. ์ํธ์ ์ ์ฐ ์ง์ง๋์ ๋ํธ๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์ยทํ๋ถ ์ ๊ทน ์ฌ์ด์ ์ํธ์ด ๊ฒฌ๊ณ ํ๊ฒ ๋ฐ์ฐฉ๋ ์ ์๋๋ก ๊ณ ์ ํ์์ผ๋ฉฐ, ์ฒด๊ฒฐ ์
์ํธ์ด ์์๋์ง ์๋ ๋ฒ์์์ ์ผ์ ํ ํ์ผ๋ก ์กฐ์๊ณ , ์ฒด๊ฒฐ ํ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ค์ธกํ์ฌ ํด์ ๋ฐ ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ ์ฐ์ถ์ ๋ฐ์ํ์๋ค. ๋ํ ์ํธ์ด ์ํ์ ์ ์งํ๋๋ก
ํ์ฌ ์ ๊ทน ๊ฐ ๊ฐ๊ฒฉ ๋ฐ ์ ๊ณ ๋ถํฌ๊ฐ ๊ท ์ผํ๊ฒ ํ์ฑ๋๋๋ก ํ์๋ค. ์์ธ๋ฌ ์ํธ ๊ณ ์ ํ ์ ์ฐ์ ๋ด๋ถ์ ์์ ํ ์ ๊ธฐ๋๋ก ์ค์นํ์ฌ, ์ํ ์ค ๊ธฐ์ค ๋ฐฉ์
๋ฐ ํ๋ฉด ์ฐ๋ฉด๋ฐฉ์ ์ ์ํฅ์ ์ต์ํํ์ฌ ์ํธ ์์ฒด์ ์ ์ฐํ๊ดด ํน์ฑ๋ง์ ํ๊ฐํ ์ ์๋๋ก ๊ตฌ์ฑํ์๋ค. ํด๋น ์ํ์ ์ ๊ฒฝ ๋ฐ ์ํธ ๊ณ ์ ์ฉ ์ง๊ทธ๋ฅผ ๊ทธ๋ฆผ 5์ ๋ํ๋ด์๋ค.
3.3 ์ ๊ณ ์ด์ฉ๋ฅ ์ฐ์ถ
์ํธ ๋๊ป์ ๋ฐ๋ผ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋ณํํ๋ฏ๋ก ์ ๊ณ ๋ถํฌ์ ๋ถํ๋ฑ๋๊ฐ ํจ๊ป ๋ฌ๋ผ์ง๋ค. ์ด๋ฅผ ์ ๋ํํ๊ธฐ ์ํ์ฌ ์ ํ์์ํด์(FEM) ํ๋ก๊ทธ๋จ์ธ COMSOL
Multiphysics๋ฅผ ์ด์ฉํ์ฌ ์กฐ๊ฑด๋ณ ์ ๊ณ ๋ถํฌ๋ฅผ ์ฐ์ถํ์๋ค. ํด์ ๋ชจ๋ธ์ 2์ฐจ์ ์ถ๋์นญ ๋ชจ๋ธ๋ก ๊ตฌ์ฑํ์์ผ๋ฉฐ, ํ๋ ์ค๋ณด๋์ ์ ์ฐ์ ์ ๋น์ ์ ์จ์
๊ฐ๊ฐ 4.4์ 2.2๋ฅผ ์ ์ฉํ์๋ค. ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ ๊ฐ ์กฐ๊ฑด์ ์ค์ธก๊ฐ์ ์ ์ฉํ์๋ค. ์๋ถ ์ ๊ทน์ ๊ณ ์ ์์ ์ธ๊ฐํ๊ณ ํ๋ถ ์ ๊ทน์ ์ ์ง ์กฐ๊ฑด์ผ๋ก ์ค์ ํ ๋ค,
ํ๋ ์ค๋ณด๋ ์์ญ ๋ด๋ถ์ ์ต๋ ์ ๊ณ๋ฅผ ์ฐ์ถํ์๋ค. ํด์ ๋ชจ๋ธ์ ๊ตฌ์ฑ๊ณผ 1T ์กฐ๊ฑด์ ๋ํ ์ ์ ๋ถํฌ ํด์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ทธ๋ฆผ 6์ ๋ํ๋ด์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 6 ์ ํ์์ํด์์ ์ํ ์ ์ ๋ถํฌ (1T)
Fig. 6 Potential distribution of the finite element model (1T)
ํด์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก๋ถํฐ ๊ฐ ์กฐ๊ฑด์ ์ ๊ณ ์ด์ฉ๋ฅ $\eta$๋ฅผ ์ (1)๊ณผ ๊ฐ์ด ์ ์ํ์๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ $E_{0}$๋ ์ธ๊ฐ ์ ์์ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ๋๋ ํ๊ท ์ ๊ณ์ด๊ณ , $E_{\text{max}}$๋ ํ๋ ์ค๋ณด๋ ๋ด๋ถ์ ์ต๋ ์ ๊ณ์ด๋ค. ์ฐ์ถ๋ ์ ๊ณ
์ด์ฉ๋ฅ ์ ํ 1๊ณผ ๊ฐ๋ค.
ํ 1 ์กฐ๊ฑด๋ณ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ ๋ฐ ์ ๊ณ ์ด์ฉ๋ฅ
Table 1 Electrode gap and field utilization factor for each condition
|
์กฐ๊ฑด
|
์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ [mm]
|
$\eta$
|
|
1T ๋จ์ผ
|
1.02
|
0.746
|
|
2T ๋จ์ผ
|
2.01
|
0.600
|
|
3T ๋จ์ผ
|
3.03
|
0.505
|
|
1T 3์ฅ ์ ์ธต
|
3.09
|
0.500
|
์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ด 1.02 mm์์ 3.03 mm๋ก ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ ๊ณ ์ด์ฉ๋ฅ ์ 0.746์์ 0.505๋ก ๊ฐ์ํ์๋ค. ์ด๋ ๋์ผํ ํ๊ท ์ ๊ณ ์กฐ๊ฑด์์๋
๋๊บผ์ด ์ํธ์ผ์๋ก ๊ตญ๋ถ์ ์ผ๋ก ๋ ๋์ ์ ๊ณ๊ฐ ํ์ฑ๋จ์ ์๋ฏธํ๋ค. ํํธ, ์ ์ธต ์ํธ์ 3T ๋จ์ผ ์ํธ๊ณผ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๊ฑฐ์ ๋์ผํ์ฌ ์ ๊ณ ์ด์ฉ๋ฅ ๋ํ
0.500์ผ๋ก ๊ฑฐ์ ์ ์ฌํ๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค.
4. ์ํ ๊ฒฐ๊ณผ
4.1 ์กฐ๊ฑด๋ณ ์ ์ฐํ๊ดด์ ์์ ์์ด๋ธ ๋ถํฌ ํน์ฑ
๊ฐ ์ํ ์กฐ๊ฑด์ ๋ํด 10ํ์ฉ ๋ฐ๋ณต ์ธก์ ํ ์ ์ฐํ๊ดด์ ์์ 2-parameter ์์ด๋ธ ๋ถํฌ ํด์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ทธ๋ฆผ 7์ ๋ํ๋ด์๋ค. ์์ด๋ธ ๋ถํฌ์ ๋์ ๋ถํฌ ํจ์๋ ์ (2)๋ก ์ฃผ์ด์ง๋ค.
์ฌ๊ธฐ์ $\alpha$๋ ๋์ ํ๊ดด ํ๋ฅ ์ด 63.2 %๊ฐ ๋๋ ์ ์์ ํด๋นํ๋ ์ฒ๋๋ชจ์์ด๊ณ , $\beta$๋ ํ๊ดด์ ์์ ์ฐํฌ ์ ๋๋ฅผ ๋ํ๋ด๋ ํ์๋ชจ์๋ก,
๊ทธ ๊ฐ์ด ํด์๋ก ์ฐํฌ๊ฐ ์์์ ์๋ฏธํ๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 7 ์กฐ๊ฑด๋ณ ์ ์ฐํ๊ดด์ ์์ ์์ด๋ธ ๋ถํฌ
Fig. 7 Weibull distribution of breakdown voltage
์์ด๋ธ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ IEC 62539์ ๋ฐ๋ผ ์ฐ์ถํ์๋ค. ํด๋น ๊ท๊ฒฉ์์๋ ์ํ๋ณธ์ ๋ํ ํ๋ผ๋ฏธํฐ ์ถ์ ์ White ๋ฐฉ๋ฒ์ ์ ์ฉํ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋
์ํธ ์๊ฐ 10๊ฐ์ด๋ฏ๋ก ์ด๋ฅผ ์ ์ฉํ์๋ค. ๋์ ํ๊ดดํ๋ฅ ์ ๋ ๊ท๊ฒฉ์์ ์ ์ํ Ross ๋ฐฉ๋ฒ์ผ๋ก ๋ถ์ฌํ์์ผ๋ฉฐ, 90 % ์ ๋ขฐ๊ตฌ๊ฐ ๋ํ ํด๋น ๊ท๊ฒฉ์ ์ ์ฐจ์
๋ฐ๋ผ ์ฐ์ถํ์๋ค.
์ ์ฐํ๊ดด์ ์์ ๋จ์๋ฒ(Per-Unit)์ผ๋ก ์ ๊ทํํ์ฌ ์ ์ํ์๋ค. ๊ธฐ์ค๊ฐ์ 1T ๋จ์ผ ์ํธ ์กฐ๊ฑด์ ๊ฒฐ๊ณผ๋ก ํ์ฌ, ์ ์์ ํด๋น ์กฐ๊ฑด์ ์ฒ๋๋ชจ์ $\alpha_{\text{1T}}$๋ฅผ,
ํ๊ดด ์ ๊ณ๋ ํด๋น ์กฐ๊ฑด์ $E_{0,\text{1T}}$๋ฅผ ๊ฐ๊ฐ 1.0 pu๋ก ์ ์ํ์๋ค.
์กฐ๊ฑด ๊ฐ ๋น๊ต๋ ๊ฐ ์กฐ๊ฑด์ ์ค์ธก ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ผ๋ก ์ ๊ทํํ ํ๊ท ์ ๊ณ $E_{0} = U_{\text{breakdown}} / d$๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํ๋, ์ ๊ทน
๊ฐ๊ฒฉ ๋ณํ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ๊ณ ๋ถํ๋ฑ๋์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๊ณ ๋ คํ๊ธฐ ์ํ์ฌ 3.3์ ์์ ์ฐ์ถํ ์ ๊ณ ์ด์ฉ๋ฅ ์ ์ ์ฉํ ์ต๋ ์ ๊ณ $E_{\text{max}} = E_{0}
/ \eta$๋ฅผ ํจ๊ป ์ ์ํ์๋ค. ๊ฐ ์กฐ๊ฑด์ ์์ด๋ธ ํ๋ผ๋ฏธํฐ๋ฅผ ํ 2์, ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ๋ฅผ ํ 3์ ๋ํ๋ด์๋ค.
ํ 2 ์กฐ๊ฑด๋ณ ์์ด๋ธ ํ๋ผ๋ฏธํฐ
Table 2 Weibull parameters for each condition
|
์กฐ๊ฑด
|
$\alpha$ [pu]
|
$\alpha$ 90% CI
|
$\beta$
|
$\beta$ 90% CI
|
|
1T ๋จ์ผ
|
1.000
|
0.985~1.014
|
37.4
|
24.3~63.5
|
|
2T ๋จ์ผ
|
1.568
|
1.515~1.617
|
16.8
|
10.9~28.5
|
|
3T ๋จ์ผ
|
1.785
|
1.692~1.872
|
10.8
|
7.0~18.4
|
|
1T 3์ฅ ์ ์ธต
|
2.074
|
2.005~2.138
|
17.1
|
11.1~29.0
|
ํ 3 ์กฐ๊ฑด๋ณ ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ
Table 3 Breakdown field for each condition
|
์กฐ๊ฑด
|
$E_{0}$ [pu]
|
$E_{\text{max}}$ [pu]
|
|
1T ๋จ์ผ
|
1.000
|
1.340
|
|
2T ๋จ์ผ
|
0.795
|
1.325
|
|
3T ๋จ์ผ
|
0.601
|
1.189
|
|
1T 3์ฅ ์ ์ธต
|
0.684
|
1.369
|
์กฐ๊ฑด๋ณ ์ํธ ์๋ IEC 62539์์ ์์ด๋ธ ํ๋ผ๋ฏธํฐ ์ถ์ ์ ๊ถ๊ณ ํ๋ ์ต์ ์ํธ ์๋ฅผ ์ถฉ์กฑํ์ง๋ง, ํ 2์ ์ ์ํ ๋ฐ์ ๊ฐ์ด ํ์๋ชจ์์ ์ ๋ขฐ๊ตฌ๊ฐ์ ์ฒ๋๋ชจ์์ ๋นํด ๋น๊ต์ ๋๋ค. ๋ํ 5 kV ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋จ๊ณ ์น์์ผ๋ก ์ธํด ํ๊ดด์ ์์ด 5 kV ๋จ์๋ก๋ง ๊ธฐ๋ก๋๋ฉฐ,
์๋ก ๋ค๋ฅธ ํ๊ดด์ ์์ ๊ฐ์๊ฐ 1T ์กฐ๊ฑด์์ 4๊ฐ์ ๊ทธ์ณ ํ์๋ชจ์๊ฐ ์๋์ ์ผ๋ก ๋๊ฒ ์ถ์ ๋๋ ๊ฒฝํฅ์ด ์๋ค. ๋ ๊ท๊ฒฉ์ ์ ํฉ๋ ํ์ ์์๋ 2T, 3T
๋ฐ ์ ์ธต ์กฐ๊ฑด์ ์๊ด๊ณ์๋ ๊ฐ๊ฐ 0.972, 0.959, 0.964๋ก ์๊ณ๊ฐ 0.918์ ์ํํ์์ผ๋ 1T ์กฐ๊ฑด์ 0.853์ผ๋ก ์ด๋ฅผ ํํํ์ฌ ์์ด๋ธ
๋ถํฌ์ ๋ํ ์ ํฉ๋๊ฐ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ์ ๊ฒ์ผ๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค.
4.2 ํ๋ ์ค๋ณด๋ ๋๊ป์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฐํ๊ดด ํน์ฑ
๋จ์ผ ์ํธ์ ๊ฒฝ์ฐ ๋๊ป๊ฐ 1T์์ 3T๋ก ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ์ฒ๋๋ชจ์๋ 1.000 pu์์ 1.785 pu๋ก ์์นํ์์ผ๋, ๋๊ป๊ฐ 3๋ฐฐ ์ฆ๊ฐํ ๊ฒ์ ๋นํด
์์น ํญ์ 1.78๋ฐฐ์ ๊ทธ์ณค๋ค. ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ ํ๊ท ์ ๊ณ ๊ธฐ์ค ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ๋ 1.000 pu์์ 0.601 pu๋ก 39.9 % ๊ฐ์ํ์๋ค. ํ์๋ชจ์๋ 37.4์์
10.8๋ก ๊ฐ์ํ์ฌ, ๋๊ป๊ฐ ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ์ ์ฐํ๊ดด์ ์์ ํธ์ฐจ๊ฐ ํ๋๋๋ ๊ฒฝํฅ์ด ํ์ธ๋์๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ฒฝํฅ์ ์ ์ฐ๋ฌผ ๋ด๋ถ์ ๊ณต๊ทน์ด๋ ๋ถ์๋ฌผ, ์ฌ์ ๋ฐฐ์ด ๋ถ๊ท ์ผ๊ณผ ๊ฐ์ ๊ฒฐํจ์ด ํ๋ฅ ์ ์ผ๋ก ๋ถํฌํ๋ฉฐ, ์ ๊ณ๊ฐ ์ธ๊ฐ๋๋ ์ฒด์ ์ด ์ฆ๊ฐํ ์๋ก ๊ฒฐํจ์ด ํ๊ดด
๊ฒฝ๋ก์์ ์์นํ ํ๋ฅ ์ด ๋์์ง๋ค๋ ์ต์ฝ๋งํฌ ์ด๋ก ๊ณผ ์ ์ฑ์ ์ผ๋ก ๋ถํฉํ๋ค.
๋ค๋ง, ๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์ ์ฌ์ฉํ ๊ตฌ-๊ตฌ ์ ๊ทน์์๋ ์ํธ ๋๊ป์ ๋ฐ๋ผ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋ณํํ๋ฏ๋ก ์ ๊ณ ๋ถํฌ์ ๋ถํ๋ฑ๋ ๋ํ ํจ๊ป ๋ฌ๋ผ์ง๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ํ๊ท ์ ๊ณ
๊ธฐ์ค์ ์ ํ ํญ์๋ ์ ์ฐ๋ฌผ ์์ฒด์ ํน์ฑ ๋ณํ ์ธ์ ์ ๊ณ ์ง์ค์ ์ฆ๊ฐ๊ฐ ํฌํจ๋์ด ์๋ค. ์ ๊ณ ์ด์ฉ๋ฅ ์ ์ ์ฉํ์ฌ ์ต๋ ์ ๊ณ๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ์ฌ๋น๊ตํ ๊ฒฐ๊ณผ,
๋๊ป ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ํ๋ 11.3 %๋ก ๋ํ๋ฌ๋ค. ์ฆ ํ๊ท ์ ๊ณ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๊ด์ฐฐ๋ 39.9 %์ ์ ํ ์ค ์ ์ฐ๋ฌผ ์์ฒด์ ํน์ฑ์ ๊ธฐ์ธํ๋ ๋ถ๋ถ์ 11.3
%์ด๋ฉฐ, ๋๋จธ์ง๋ ์ ๊ทน ํ์์ ๊ธฐ์ธํ ์ ๊ณ ๋ถํ๋ฑ๋ ์ฆ๊ฐ์ ํด๋นํ๋ค.
์ด ์ ํ ํญ์ด ์ฒด์ ํจ๊ณผ๋ง์ผ๋ก ์ค๋ช
๋๋์ง ๊ฒํ ํ๊ธฐ ์ํ์ฌ, ์ต์ฝ๋งํฌ ์ด๋ก ์ ๊ธฐ๋ฐํ ํ๋๋ฒ์น์ ์ ์ฉํ์๋ค. ์๋ก ๋ค๋ฅธ ์ ๊ณ ์ธ๊ฐ ์ฒด์ ์ ๊ฐ๋ ๋ ์กฐ๊ฑด์
์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ๋ ์ (3)์ ๊ด๊ณ๋ฅผ ๋ฐ๋ฅธ๋ค.
์ ๊ทน ํ์์ด ๋์ผํ ๋ณธ ์ํ ์กฐ๊ฑด์์ ์ ๊ณ ์ธ๊ฐ ์ฒด์ ์ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋น๋กํ๋ฏ๋ก 1T์์ 3T๋ก ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ ์ฆ๊ฐ๋ ์ค์ธก ๊ธฐ์ค 2.97๋ฐฐ์ ํด๋นํ๋ค.
๊ฐ ์กฐ๊ฑด ๋ด๋ถ์ ์ฐํฌ๋ก๋ถํฐ ์ป์ ํ์๋ชจ์์ ํ๊ท ๊ฐ 21.7์ ์ (3)์ ์ ์ฉํ๋ฉด, ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ์ ์ ํ๋ 4.9 %๋ก ์์ธก๋๋ค.
๊ทธ๋ฌ๋ ์ค์ธก๋ ์ ํ๋ 11.3 %๋ก ์์ธก ๊ฐ์ ์ฝ 2.3๋ฐฐ์ ํด๋นํ๋ค. ์ด๋ ๋๊ป ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ์ ์ ํ๊ฐ ๊ฒฐํจ ๋ถํฌ์ ํ๋ฅ ์ ํน์ฑ๋ง์ผ๋ก๋
์ค๋ช
๋์ง ์์ผ๋ฉฐ, ๋๊ป ์์ฒด์ ์์กดํ๋ ์ถ๊ฐ์ ์ธ ์์ธ์ด ํจ๊ป ์์ฉํ๊ณ ์์์ ๋ํ๋ธ๋ค. ๊ทธ ์์ธ์ผ๋ก๋ ๋๊บผ์ด ํ๋ ์ค๋ณด๋์์์ ์ ์ฐ์ ํจ์นจ ๊ท ์ผ๋ ์ ํ์
์ ์กฐ ๊ณต์ ์ ์์ฐฉ ๋ฐ๋์ ์ฐจ์ด๋ฅผ ๋ค ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด์ ๋ํด์๋ 4.3์ ์์ ์ธต ๊ตฌ์ฑ ๋ฐฉ์์ ๋ฌ๋ฆฌํ ์กฐ๊ฑด๊ณผ์ ๋น๊ต๋ฅผ ํตํด ๊ฒํ ํ์๋ค.
4.3 ์ ์ธต ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฐํ๊ดด ํน์ฑ
๊ณต์นญ ์ด ์ ์ฐ ๋๊ป๋ฅผ 3 mm๋ก ํ๊ณ ๊ตฌ์ฑ ๋ฐฉ์์ ๋ฌ๋ฆฌํ ๋ ์กฐ๊ฑด์ ๋น๊ต ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ๊ทธ๋ฆผ 8์ ๋ํ๋ด์๋ค.
์ํ ๊ฒฐ๊ณผ ์ ์ธต ์ํธ์ ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ๋ ํ๊ท ์ ๊ณ ๊ธฐ์ค 0.684 pu, ์ต๋์ ๊ณ ๊ธฐ์ค 1.369 pu๋ก, ๋จ์ผ ์ํธ์ 0.601 pu ๋ฐ 1.189
pu ๋๋น ๊ฐ๊ฐ 14.0 % ๋ฐ 15.1 % ๋์๋ค. ๋ ์กฐ๊ฑด์ ์ฒ๋๋ชจ์์ 90 % ์ ๋ขฐ๊ตฌ๊ฐ์ด ๊ฐ๊ฐ 1.692~1.872 pu ๋ฐ 2.005~2.138
pu๋ก ์ค์ฒฉ๋์ง ์์, ์ด ์ฐจ์ด๋ ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ์ ์ํ ๊ฒ์ผ๋ก ํ์ธ๋์๋ค.
๊ทธ๋ฆผ 8 ์ ์ธต ๊ตฌ์กฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฐํ๊ดด์ ์์ ์์ด๋ธ ๋ถํฌ
Fig. 8 Weibull distribution of breakdown voltage for different layer configuration
๋ ์กฐ๊ฑด์ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ค์ธกํ ๊ฒฐ๊ณผ 3T ๋จ์ผ ์ํธ์ 3.03 mm, 1T 3์ฅ ์ ์ธต ์ํธ์ 3.09 mm๋ก, ์ ์ธต ์ํธ์ด 0.06 mm ๋๊บผ์ ๋ค.
์ด๋ ํ๋ ์ค๋ณด๋์ ๋๊ป ๊ณต์ฐจ์ ์ธต๊ฐ์ ํ์ฑ๋๋ ์ ์ฐ์ ๋ง์ ๊ธฐ์ธํ๋ค. ์ ์ธต ์ํธ์ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ด ์คํ๋ ค ๋์์๋ ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ๊ฐ ๋๊ฒ ๋ํ๋ฌ๋ค๋ ์ ์์
๊ด์ฐฐ๋ ์ฐจ์ด๋ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ ๋ณํ๋ก ์ค๋ช
๋์ง ์๋๋ค.
๋ ์กฐ๊ฑด์ ์ ๊ทน ํ์์ด ๋์ผํ๊ณ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ ์ฐจ์ด๊ฐ 2 % ์์ค์ ๋ถ๊ณผํ๋ฏ๋ก, ์ ๊ณ๊ฐ ์ธ๊ฐ๋๋ ์์ญ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ฌ์ค์ ๋์ผํ ์กฐ๊ฑด์ ๋์ธ๋ค. ๋ฐ๋ผ์
๊ทธ ์์ญ ๋ด์ ๋ถํฌ๋๋ ๊ฒฐํจ์ ๊ฐ์ ๋ํ ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ๋์ผํ ์กฐ๊ฑด์ ๋์ธ๋ค. ์ต์ฝ๋งํฌ ์ด๋ก ์ ๋ฐ๋ฅด๋ฉด ์ด ๊ฒฝ์ฐ ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ์ ์ฐจ์ด๊ฐ ๋์ง ์์์ผ ํ๋ค.
๊ทธ๋ผ์๋ ์ฐจ์ด๊ฐ ๊ด์ฐฐ๋์๋ค๋ ๊ฒ์, ์ด ์ฐจ์ด๊ฐ ๊ฒฐํจ์ ๊ฐ์๊ฐ ์๋ ์ ์ฐ๋ฌผ์ ๊ตฌ์ฑ ๋ฐฉ์์์ ๋น๋กฏ๋์์์ ์๋ฏธํ๋ค.
๋ ์กฐ๊ฑด ์ฌ์ด์์ ๋ฌ๋ผ์ง ๋ณ์๋ ๊ฐ๋ณ ์ธต์ ๋๊ป์ ์ธต๊ฐ ๊ณ๋ฉด์ ์กด์ฌ ์ฌ๋ถ๋ฟ์ด๋ค. ๋ฐ๋ผ์ 4.2์ ์์ ๊ด์ฐฐ๋ ๋๊ป์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ์ ์ ํ๋ ์ด
์ ์ฐ ๋๊ป๋ฟ๋ง ์๋๋ผ ๊ฐ๋ณ ์ธต์ ๋๊ป์๋ ์ข์ฐ๋๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค. ํ์๋ชจ์๊ฐ 10.8์์ 17.1๋ก ์ฆ๊ฐํ์ฌ 3T ๋จ์ผ ์กฐ๊ฑด๋ณด๋ค ์ฐํฌ๊ฐ ์ถ์๋๋
๊ฒฝํฅ์ ๋ณด์๋ค. ๋ค๋ง ํ์๋ชจ์์ 90 % ์ ๋ขฐ๊ตฌ๊ฐ์ ๊ฐ๊ฐ 7.0~18.4 ๋ฐ 11.1~29.0์ผ๋ก ์ค์ฒฉ๋์ด, ์ํธ ์์ ์ ์ฝ์ผ๋ก ์ธํด ์ด ๊ฒฝํฅ์ ํต๊ณ์
์ ์์ฑ์ ํ์ธ๋์ง ์์๋ค.
์ด๋ฌํ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ ์ค๋ช
ํ ์ ์๋ ์์ธ์ผ๋ก๋ ๋ ๊ฐ์ง๋ฅผ ๋ค ์ ์๋ค. ์ฒซ์งธ๋ ๊ฐ๋ณ ์ธต์ ๋๊ป ๊ฐ์์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํธ ๋ฌผ์ฑ์ ๊ฐ์ ์ด๋ค. ์์ ํ๋ ์ค๋ณด๋์ผ์๋ก
๊ท ์ผํ ํจ์นจ ์ํ์ ๋๋ฌํ๊ธฐ ์ ๋ฆฌํ๋ค. ๋ฐ๋ฉด, ๋๊บผ์ด ํ๋ ์ค๋ณด๋๋ ์ ์กฐ ๊ณผ์ ์์์ ์์ฐฉ ๊ท ์ผ๋๊ฐ ์๋์ ์ผ๋ก ๋ฎ์์ง ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์๋ค.
๋์งธ๋ ์ธต ์ฌ์ด์ ํ์ฑ๋๋ ์ ์ฐ์ ๊ณ๋ฉด์ ์ฅ๋ฒฝ ์์ฉ์ด๋ค. ๋จ์ผ ์ํธ์์๋ ํ๊ดด ๊ฒฝ๋ก๊ฐ ํ ๋ฒ ๊ฐ์๋๋ฉด ์ํธ ์ ์ฒด๋ฅผ ๊ดํตํ ์ ์์ผ๋, ์ ์ธต ์ํธ์์๋
์ธต ์ฌ์ด์ ์ ๋ง์ด ํ๊ดด์ ์ง์ ์ ๊ฐ๋ก๋ง๋๋ค. ๋ฐ๋ผ์ ์ ์ฒด๊ฐ ํ๊ดด๋๋ ค๋ฉด ๊ฐ ์ธต์์ ํ๊ดด๊ฐ ๋ฐ๋ก ์ผ์ด๋์ผ ํ๋ค. ์ด๋ ์ ๋ง ์์ฒด์์ ํ๊ดด๋ ์ ์๋ค๋
์ฐ๋ ค๊ฐ ์์ผ๋, ์ง๋ฅ์์๋ ๊ทธ ๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ๋ฎ๋ค. ๊ต๋ฅ์์๋ ์ ์ ์จ์ด ๋ฎ์ ์ ์ฐ์ ์ ์ ๊ณ๊ฐ ๋ชฐ๋ฆฌ์ง๋ง, ์ง๋ฅ ์ ์์ํ์์๋ ์ ํญ๋ฅ ์ด ์ ๊ณ ๋ถํฌ๋ฅผ ๊ฒฐ์ ํ๋ฉฐ
ํ๋ ์ค๋ณด๋์ ์ ํญ๋ฅ ์ด ์ ์ฐ์ ๋ณด๋ค ๋๊ธฐ ๋๋ฌธ์ด๋ค [11]. ๋ค๋ง, ์ง๋ฅ ์กฐ๊ฑด์์๋ ์ ๋ง๊ณผ ํ๋ ์ค๋ณด๋์ ๊ณ๋ฉด์ ๊ณต๊ฐ์ ํ๊ฐ ์ถ์ ๋ ์ ์์ผ๋ฉฐ, ์ด๋ ๊ตญ๋ถ์ ์ผ๋ก ์ ๊ณ ๋ถํฌ๋ฅผ ๋ณํ์์ผ ์ฅ๋ฒฝ ์์ฉ์ ์ํฅ์ ๋ฏธ์น
๊ฐ๋ฅ์ฑ์ด ์๋ค.
5. ๊ฒฐ ๋ก
๋ณธ ์ฐ๊ตฌ์์๋ ์ ์นจ ํ๋ ์ค๋ณด๋์ DC ์ ์ฐํ๊ดด ํน์ฑ์ ๋๊ป ๋ฐ ์ธต ๊ตฌ์ฑ ๋ฐฉ์์ ๊ด์ ์์ ์คํ์ ์ผ๋ก ๊ณ ์ฐฐํ์๋ค. ๊ตฌ-๊ตฌ ์ ๊ทน์ ์ด์ฉํ์ฌ 1T, 2T,
3T์ ๋จ์ผ ์ํธ๊ณผ 1T ์ํธ 3์ฅ์ ์ ์ธตํ ์ํธ์ ๋ํด ๊ฐ 10ํ์ ์ ์ฐํ๊ดด ์ํ์ ์ํํ๊ณ , ๊ทธ ๊ฒฐ๊ณผ๋ฅผ 2-parameter ์์ด๋ธ ๋ถํฌ๋ก ํด์ํ์๋ค.
๋จ์ผ ์ํธ์ ๋๊ป๊ฐ 1T์์ 3T๋ก ์ฆ๊ฐํจ์ ๋ฐ๋ผ ํ๊ท ์ ๊ณ ๊ธฐ์ค ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ๋ 1.000 pu์์ 0.601 pu๋ก 39.9 % ๊ฐ์ํ์์ผ๋ฉฐ, ํ์๋ชจ์๋
37.4์์ 10.8๋ก ๊ฐ์ํ์ฌ ๋๊ป ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ผ ์ฐํฌ๊ฐ ํ๋๋๋ ๊ฒฝํฅ์ด ํ์ธ๋์๋ค. ๋ค๋ง ๋ณธ ์ํ์์๋ ์ํธ์ ๋๊ป์ ๋ฐ๋ผ ์ ๊ทน ๊ฐ๊ฒฉ์ด ๋ณํํ๋ฏ๋ก,
์ ๊ณ ์ด์ฉ๋ฅ ์ ๋ณด์ ํ ์ต๋์ ๊ณ๋ฅผ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ํ๋ฉด ์ ํ ํญ์ 11.3 %๋ก ๋ํ๋๋ค. ์ฆ ํ๊ท ์ ๊ณ ๊ธฐ์ค์ผ๋ก ๊ด์ฐฐ๋ ์ ํ์ ์๋น ๋ถ๋ถ์ ์ ๊ทน ํ์์ ๊ธฐ์ธํ
์ ๊ณ ๋ถํ๋ฑ๋์ ์ฆ๊ฐ์ ํด๋นํ๋ค.
์ค์ธก์น๋ฅผ ๋ณด์ ํ ์ ํ ํญ ๋ํ ์ต์ฝ๋งํฌ ์ด๋ก ์ ๊ธฐ์ดํ ํ๋๋ฒ์น์ ์์ธก์น 4.9 %๋ฅผ ํฌ๊ฒ ์ํํ์ฌ, ๋๊ป ์ฆ๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ์ ์ ํ๊ฐ ๊ฒฐํจ
๋ถํฌ์ ํ๋ฅ ์ ํน์ฑ๋ง์ผ๋ก๋ ์ค๋ช
๋์ง ์์์ ํ์ธํ์๋ค.
๊ณต์นญ ์ด ์ ์ฐ ๋๊ป๋ฅผ 3 mm๋ก ๊ณ ์ ํ๊ณ 1T ์ํธ 3์ฅ์ ์ ์ธตํ ์กฐ๊ฑด์์๋ ์ ์ฐํ๊ดด ์ ๊ณ๊ฐ ํ๊ท ์ ๊ณ ๊ธฐ์ค 0.684 pu๋ก ๋์ผํ ๋๊ป์ ๋จ์ผ ์ํธ
๋๋น 14.0 % ๋๊ฒ ๋ํ๋ฌ์ผ๋ฉฐ, ์ฒ๋๋ชจ์์ 90 % ์ ๋ขฐ๊ตฌ๊ฐ์ด ์ค์ฒฉ๋์ง ์์ ํต๊ณ์ ์ผ๋ก ์ ์ํ ์ฐจ์ด์์ ํ์ธํ์๋ค. ๋ ์กฐ๊ฑด์ ์ ๊ณ๊ฐ ์ธ๊ฐ๋๋
์์ญ์ ํฌ๊ธฐ๊ฐ ์ฌ์ค์ ๋์ผํ๋ฏ๋ก, ์ด ์ฐจ์ด๋ ๊ฒฐํจ์ ๊ฐ์๊ฐ ์๋๋ผ ์ ์ฐ๋ฌผ์ ๊ตฌ์ฑ ๋ฐฉ์์์ ๋น๋กฏ๋ ๊ฒ์ผ๋ก ํ๋จ๋๋ค.
๊ฒฐ๊ณผ์ ์ผ๋ก DC ์ ์ฐ ์ค๊ณ์ ์์ด, ์ด ์ ์ฐ ๋๊ป์ ํ๋ณด๋ง์ผ๋ก๋ ์๊ตฌ ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ์ ์ถฉ์กฑํ๊ธฐ ์ด๋ ค์ฐ๋ฉฐ, ์ ์ฐ๋ฌผ ๊ตฌ์ฑ ๋ฐฉ์์ด ์ค๊ณ ์ธ์๋ก ํจ๊ป ๊ณ ๋ ค๋ ํ์๊ฐ
์์์ ํ์ธํ์๋ค. ๋ค๋ง, ๊ณ๋ฉด์ด ์กด์ฌํ๋ ์ ์ธต ์กฐ๊ฑด์์ ๊ณ๋ฉด๋ถ๊ทน์ด ๊ฐ ์ ์ ๋จ๊ณ์ ์ ์ง์๊ฐ ๋ด์ ์ถฉ๋ถํ ์ํ๋๋์ง์ ๋ํด์๋ ๋ณ๋์ ๊ฒํ ๊ฐ ํ์ํ๋ค.
ํฅํ ๋๊ป๋ณ ํจ์นจ ์ํ์ ์ํธ ๋ฐ๋๋ฅผ ์ธก์ ํ์ฌ ๋๊ป์ ๋ฐ๋ฅธ ์ ์ฐ๋ด๋ ฅ ์ ํ์ ์์ธ์ ๋ฐํ๊ณ , ์ ์ธต ๋งค์๋ฅผ ๋ณํ์ํจ ์ถ๊ฐ ์คํ๊ณผ ์ ์ง์๊ฐ์ ๋ฐ๋ฅธ ์ํฅ
๊ฒํ ๋ฅผ ์งํํ ์์ ์ด๋ค.
Acknowledgements
This work was supported by the Korea Institute of Energy Technology Evaluation and
Planning (KETEP) grant funded by the Korea government (MOTIE) (RS-2025-25460496 and
RS-2025-25462762, Development of 525kV VSC-HVDC Bi-pole Converter Transformer Technology).
References
P. Morshuis, A. Cavallini, D. Fabiani, G. C. Montanari, C. Azcarraga, "Stress conditions
in HVDC equipment and routes to in service failure," IEEE Transactions on Dielectrics
and Electrical Insulation, vol. 22, no. 1, pp. 81-91, 2015.

CIGRE Joint Working Group A2/B4.28, "HVDC Converter Transformers: Design Review, Test
Procedures, Ageing Evaluation and Reliability in Service," CIGRE, Paris, 2010.

L. Zhao, C. L. Liu, "Review and mechanism of the thickness effect of solid dielectrics,"
Nanomaterials, vol. 10, no. 12, 2020.

X. Li, J. Li, C. Xiang, J. Zhang, L. Bao, H. Ran, "The influence of oil-impregnated
insulation paper's thickness on electrical breakdown strength," Toronto, Canada, pp.
392-395, Proc. 2016 IEEE CEIDP, 2016.

W. Weibull, "A statistical distribution function of wide applicability," Journal of
Applied Mechanics, vol. 18, pp. 293-297, 1951.

H. Goshima, N. Hayakawa, M. Hikita, H. Okubo, K. Uchida, "Weibull statistical analysis
of area and volume effects on the breakdown strength in liquid nitrogen," IEEE Transactions
on Dielectrics and Electrical Insulation, vol. 2, no. 3, pp. 385-393, 1995.

F. Atalar, N. ร. รnhon, M. Uฤur, "Investigation of the effect of layered structure
on partial discharges in transformer pressboard insulator," Electrical Engineering,
vol. 105, no. 6, pp. 3459-3467, 2023.

"IEC/IEEE Guide for the Statistical Analysis of Electrical Insulation Breakdown Data,"
IEC 62539:2007(IEEE std 930-2004), IEEE, 2007.

"Electric Strength of Insulating Materials - Test Methods - Part 1: Tests at Power
Frequencies," IEC 60243-1, IEC, 2013.

"Electric Strength of Insulating Materials - Test Methods - Part 2: Additional Requirements
for Tests Using Direct Voltage," IEC 60243-2, IEC, 2013.

Q. Chen, J. Zhang, M. Chi, C. Guo, "Breakdown characteristics of oil-pressboard insulation
under AC-DC combined voltage and its mathematical model," Energies, vol. 11, no. 5,
2018.

์ ์์๊ฐ
๋ฐฐ์์ค (Young-jun Bae)
He received the B.S. degree in electrical engineering from Daejin University, South
Korea, in 2025. He is currently pursuing the M.S. degree in electrical engineering
at Hanyang University, Ansan, South Korea. His research interests include high-voltage
insulation design, electric field analysis for HVDC and HVAC power equipment.
์ ์ฐฌ์ด (Chan-yeol Ryu)
He received the B.S. degree in Marine Science and Convergence Technology from Hanyang
University, South Korea, in 2023. He is currently pursuing the combined M.S.-Ph.D.
degree in Electronic Engineering at Hanyang University, South Korea. His research
interests include high-voltage insulation design, insulation diagnostics, and condition
assessment of HVDC and HVAC power equipment
He received the B.S. degree in electrical engineering from Daejin University, South
Korea, in 2023. He is currently pursuing the M.S. degree in electrical engineering
at Hanyang University, Ansan, South Korea. His research interests include high-voltage
insulation design, electric field analysis for HVDC and HVAC power equipment.
์ด๋ฐฉ์ฑ (Bang-wook Lee)
He received his B.S., M.S., and Ph.D. degrees in electrical engineering from Hanyang
University, Seoul, South Korea, in 1991, 1993, and 1998, respectively. He was a Senior
Research Engineer with LS Industrial Systems Company Ltd., South Korea. In 2008, he
joined the Department of Electronic System Engineering, Hanyang University, Ansan,
South Korea, where he is currently a Professor. He also serves as the Director of
the DC Grid Energy Innovation Research Center. His research interests include high-voltage
insulation, HVDC systems, and the development of electrical equipment for HVDC and
HVAC power systems.