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[박막]Vibrational Properties of Amorphous CNx:H Films by FTIR

AbstractHydrogenated amorphous carbon nitride (a-CNx:H) films were prepared by reactive RF magnetron sputtering system with DC bias at various deposition conditions. In hydrogenated CN samples, CHx and NHx groups give rise to stretching vibrations at 3000 and 3400 cm-1, respectively, according to increase of nitrogen incorporation. The broad band at 1500 cm-1 of IR observation is coincident to the amorphous carbon G and D bands of Raman spectroscopy. CN뻮p1 bond is observed around 2200 cm-1 as a weak peak. The intensities of these absorption peaks were depended on N2/Ar gas ratio.

경영/경제| 2003.11.20| 2페이지| 2,000원| 조회(525)

FTIR, 박막, 질화&#53, 스퍼&#53, carbon nitride

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반도체 수업자료 평가B괜찮아요

Chap 1 원자와 결합원자(atom)의 구성원자핵(nucleus) ← 양성자(photon)과 중성자 (neutron)전자 (electron)원자핵 주위를 이동하는 전자의 위치(혹은 궤적)는 정확히 정의할 수 없고 단지 구면상에위치할 확률이 가장 크다고 할 수 있다.최외곽전자(valence electrons)→ 원자의 화학적 성질을 지배한다.원자결합 (atomic bonding)→ 원자들은 서로 인력(attractive force)이 작용하여 기체, 액체, 고체를 형성한다.원자 결합의 종류→ 원자내의 하전 입자들 사이에 작용하는 정전기력(electrostatic force)의 차이에 의해이온, 공유, 반데르 발스, 수소, 및 금속결합으로 구분한다.1.1 주기율표(periodic table)원자번호 : 양성자(전자수)에 의해 결정원자량(혹은 원자질량) : 양성자 중성자주기율표는 원자번호순으로 배열되어 있으며, 수직선상에 있는 원소들은 서로 유사한전기적 특성을 보인다.1A족 : 알칼리금속 - 최외곽 전자가 한 개인 원소. …Li, Na, K...7A족 : 할로겐 원소 - 최외곽 전자가 7개인 원소 …F, Cl, Br....1A족과 7A족 사이에는 이온결합이 일어난다.… NaCl, KCl..8A족 {희귀가스(rare gas), 불활성가스(inert gas)}→ 최외곽 전자 궤도에 2개(He) 혹은 8개(Ne, Ar, Kr,....)의 전자로 완전히 채워진 원소1) 화학적으로 안정되기 때문에 다른 원소와 쉽게 결합하지 않는다.2) 일반적으로 기체상태를 유지3) 그러나 원자번호가 높은 Xe, Kr, Rn 들은 화합물을 형성할 수 있기 때문에더이상 불활성 가스로 불려지지 않는다.4A족 : 반도체 성분 … Si, Ge, C3A족과 5A족 : 화합물 반도체를 형성 … GaAs, AlGaAs, InGaAsP, ......2B족과 6A족 : 화합물 반도체를 형성 … ZnS, HgCdTe, .....3A족 원소 : 실리콘에 B,In등의 주입으로 P형 반도체를 만든다.5A족 원소 E = e INT E dl= 1 [eV] 정도에 불과하다.(10^8 [V/m]는 일반적이 절연파괴 전계 )→ 고전계를 이용한 소자 (avalanche diode)에서는 고전계에 의한 전자-정공쌍생성을 이용한다.⑨ 전도대로 전자를 여기할 수 있는 또 다른 매커니즘?광전효과를 이용E [eV] ={ 1.24} over { lambda }, 여기에서 파장 의 단위는mu m즉, 적어도 파장이1.1 mu m보다 짧은 광을 조사하면 전자는 밴드갭을 넘어 전도대로여기 될 수 있다.photodector ↔ LED, LASER2.3 절연체① 밴드갭이 반도체에 비해 상당히 크다. 따라서 가전자대는 전자로 거의 채워져 있게 되고전도대는 거의 비어 있게 된다.② 절연체는 일종의 밴드갭이 큰 반도체로 간주할 수 있다.절연체에 불순물을 주입시키면 전기전도를 증가 시킬 수 있게 된다. 절연체인다이아몬드를 예로 들면 고온 동작이 가능, 열잡음이 낮으며, 큰 열전도도를 가짐으로써방열효과가 우수하기 때문에 전력소자용 재료로서 이상적이다.2.4 금속① 에너지 밴드구조상 밴드갭이 존재하지 않는다.② 이용할 수 있는 에너지 상태가 충분히 많이 존재한다. 따라서 저전계에서도 상위의비어 있는 에너지 상태로 여기가 쉽게되어 전도도가 높다.③ 금지대가 없기 때문에 가전자대에 정공을 남기지 않는다.2.5 유효질량의 개념: 결정체 내에 있는 전자의 역학 법칙을 단순화시키기 위해 사용된 개념.① 진공 속에서 이동하는 전자와 결정 속에서 이동하는 전자결정 내에 있는 전자에 전압을 인가하면, 전자는 가속될 것이다.그러나 똑같은 전계를 가하더라도 진공 속의 전자(자유전자)와 같은속도로 가속되지 않을 것이다. → Why?따라서 결정내의 이동하는 전자는 격자와 상호작용을 고려해야 하므로 이동방향에도영향을 받을 것이다.② 단지 전자의 질량을 달리하여, 진공 속의 자유전자에 관련된 방정식을 고체(결정체)내의 전자에 적용할 수 있다.③ 유효질량(effective mass)진공 속의 자유전자와는 달리 결정 내에서 전도전자(일종적속도(V_th)와1000 [V/m]의 전계을 가했을 때 전자의 드리프트 속도(Vd)를 비교하라.V_th = SQRT { 3kT over m^*}=SQRT { { 3 times 1.38 times 10^-23 J/k times 300k} over {1.18 times 9.1 times 10^31 kg } }=1.08 times 10^5 [m / sec]( 단m^* = 1.18 m_o)Vd = mu E=0.15 m^2 /V·sec times 10^3 V/m= 150 [m/sec](단,mu_n = 0.15 m^2 /V·sec) ← 불순물의 주입농도에 따라 변화한다.전형적인 값임.따라서 자연적인 열에 의한 속도는 드리프트 속도에 비해 매우 크므로, 전계에의한 추가된 속도는 거의 영향을 미치지 못한다.따라서 격자사이에 평균 충돌시간도 전계에 의한 영향이 거의 없게 된다.⑦ 이완시간 혹은 평균 자유행정시간 ( relaxation time or mean free time) :전자가 겪는 충돌간의 평균시간.⑧ 평균 자유 행로 (mean free path)4.3 포화 드리프트 속도① 드리프트 속도는 전계에 비례하지만, 고전계에서는 드리프트 속도가 더 이상 증가하지않고 포화된다.② 포화 드리프트 속도는 평균 열 속도와 거의 일치한다.③ 전계에 의한 에너지의 증분이 전자의 운동에너지 보다는 격자를 가열시키는데사용된다고 가정할 수 있다.④ 저전계에서 동작하는 소자의 동작속도는 캐리어 이동도에 의해 제한된다.고전계에서 동작하는 소자의 동작속도는 포화드리프트 속도에 의해 제한된다.4.4 온도에 따른 이동도의 변화① 격자 산란 성분 (mu_L)과 이온화된 불순물과 산란 성분(mu _I)에 의해전체 이동도가 결정된다면mu=LEFT ( 1 over mu_L + 1 over mu_I RIGHT )^-1여기에서mu_L = C_1 times T^-3/2즉, 온도가 증가할수록mu_L은 감소한다.mu_ = C_2 times T^3/2즉, 온도가 증가하면mu_I는 증가한다. 왜냐하면 불순물들이 안정 n형 기판을 국지적으로 p형으로 전환하기 위해서는N_A>N_D으로도핑농도를 조절해야 한다.⑥ 기타 용어 설명a. 창 (window)b. HF(불화수소용액)이나 이온 에칭c. 사진식각(photolithography)⑦ 잘못된 에너지 밴드 다이어그램(그림 6.4)잘못된 이유a. 접합사이에 캐리어 농도차로 확산이 일어나면서 재결합이 일어난다. 즉 그림에서처럼정공은 오른쪽 방향, 전자는 왼쪽방향으로 확산이 일어난다. 그러나 주입된 불순물이온들은 이동(확산) 할 수 없다.b. 확산에 의한 내부 전계의 형성으로, 시간이 지나면 더 이상의 확산이 일어나지 않고평형을 이룬다.⑧ p-n 접합에서 전하의 분포(그림 6.6)⑨ 열평형 상태에서는 순 전류는 흐르지 않는다. 즉 J =J_드리프트+J_확산= 0⑩ 건다이오드에서는 드리프트 전류만 고려했지만, p-n 접합에서는 드리프트 전류와 확산전류가 모두 존재한다.⑪ 열평형 상태에서 페르미 준위가 수평이 됨을 유도.LEFT ( dE_F over dx = 0 RIGHT )J_p=q mu _p pE_x-qD_p dp over dx= 0J_p=mu _p LEFT ( pE_i - kT dp over dx RIGHT )= 0dp over dx=p over kTexp LEFT ( dE_i over dx - dE_F over dx RIGHT )J_p=mu _p p dE_F over dx= 0∴dE_F over dx= 0열평형 조건하에서는 p-n 접합 전체를 통해 전자와 정공의 페르미 준위는 일정하다.그러므로 중성영역에서 단 하나의 페르미 준위가 존재한다는 사실은 공간전하 영역에서도동일한 페르미 준위가 존재해야 할 것이다.⑫ 그림 6.7의 설명a. 에너지 밴드 구조는 페르미 준위에맞추어 정렬해야 한다.b. 열평형 상태의 공간전하층에서드리프트 전류와 확산전류 성분의방향은 서로 반대이다. 따라서순전류는 영이 된다.c. 전압을 인가하면 전류는 한방향으로 흐르게 된다.6.2 p-n 접합의 전위 장벽① 접합전위(junction voltage),내부전위(b 3 eV장파 Ep =10 ^-11eV 이하(5) AlxGa_1 -x As / GaAs 시스템p형 및 n형 모두 가능x가 0.44이하에서 직접밴드갭 반도체가 된다.GaAs Eg = 1.43eV 0.88 m 근적외선에 해당(near infrared)Al_0.44 Ga_0.56 AsEg = 1.96eV 633 m 적색 가시광선영역.(6) 이종접합 구조에서 효율적인 포톤 생성과정① p쪽에서 Al함유량이 40%이므로 직접 밴드갭 특성을 가지며, 방출된 포톤의 파장은650 m 의 적색광이다.② n쪽이 상대적으로 밴드갭 에너지가 크므로 낮은 밴드갭을 갖는 p쪽에 전자가효과적으로 주입된다. (전자가 낮은 에너지 상태로 이동하려는 현상을 이용)→ 주입된 전자는 p쪽 가장자리에서 가두어 둔 것처럼 머물러 있기 때문에 재결합효율을 높일 수 있게 된다.③ p형에서 생성된 포톤은 n형에서 다시 흡수되지 않고 투과된다.∵ n형의 Eg가 크기 때문(7) GaInAs P 시스템 LED광통신에서 요구되는 파장 1.3 m 혹은 1.55 m에 적합광섬유에서 흡수 손실이 최소가 되는 파장(8) PbSnTe 혹은 PbSnSe 시스템장파장용 5 ∼50 m에 달하는 포톤을 생성.7.3 가시광선용 LED 반도체(1) 적색용 : GaAsP, GaP, AlGaAs / GaAs①GaAs_1 -xPx는 x < 0.45에서 직접밴드갭 반도체 x = 045에서 Eg = 1.98eV② GaP는 간접 밴드갭 반도체아이소일렉트로닉 센터(isoelectronic center) : 유사 포획센타예를 들어 GaP에 질소(N)를 첨가시키면, P와 N이 같은 5가 원소이지만, P의 전자수가 15개, N의 전자수는 7개 이기 때문에 결정격자 중에서 P원자가 N원자로치환되면, N원자 주변에 전자가 부족하게 되어 마치 N원자는 주변의 전자를 포획하려는 포획 중심이 된다.이 중심은 가전자수가 같기 때문에도판트로 작용하지는 않는다.이 중심을 통한 재결합은 그림에서와같이 운동량 변화를 수반하지 않고 마치직접밴드갭에서의 천이 특성을 보인

공학/기술| 2002.11.11| 58페이지| 2,000원| 조회(973)

반도체, BJT, fet, 에너지밴드, 건다이오드

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전력전자

에너지원으로서 전기는 사용하기가 편리하고, 공해 유발 요인이 적기 때문에 산업 및 생활의 각 분야에서 널리 이용되고 있다. 이 전기 에너지를 소비하는 수용가 측에서 보면 공급된 전력을 직접 사용하는 경우도 있지만, 전동기의 가변속 구동 시스템, 컴퓨터등의 무정전 전원 장치나 스위칭 전원 장치, 전열기에서의 전열 제어, 조명기에서의 조광 제어 등에는 적당한 전력 변환 장치를 이용하여 전력을 제어하여 사용하고 있다. 전력용 반도체 소자를 이용하여 전력을 제어하는 전력 변환 장치는 최근 급속히 발전하고 있는 추세이다.

공학/기술| 2001.10.18| 15페이지| 1,000원| 조회(2,336)

BJT, MOSFET, 전력전자, gto, igbt

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태양광 발전시스템 평가A좋아요

태양광 발전시스템(Photovoltaic System)태양광발전시스템의 구성은 일반적으로 시스템의 이용처, 부하의 종류, 시스템의 크기, 입지조건 등에 따라 다르지만 그 기본 구성은 다음과 같다. 태양전지 어레이는 태양전지 소자를 직·병렬로 연결하여 직접 DC전력을 발생하기 때문에, 직류부하인 경우에는 DC-DC 변환장치를 이용하여 가장 효율적인 전압으로 출력측에 축전지를 접속하여 사용하며, 또한 교류부하인 경우 DC-AC 변환장치가 필요하고 경우에 따라 축전지를 접속하며 태양광발전시스템에서는 일반적으로 일사조건과 부하 사용시간이 다르고 일사량 또한 시간에 따라 다르므로 발전된 전력을 저장할 수 있는 축전지를 갖는다.DC-DC변환장치는 태양전지 출력이 일사량, 온도, 기타 주위환경 등에 따라 항상 최대전력점 전압 및 전류가 변하는 특성을 가지고 있다. 그러므로 승압형 초퍼, 강압형 초퍼, 승강압형 초퍼의 듀티비를 제어하여 태양전지 출력이 항상 최대전력점에서 동작할 수 있도록 하며, 또한 DC-DC 변환기의 출력전압을 일정하게 유지하여 축전지나 부하로 공급해 주는 역할을 한다.DC-AC 변환장치는 UPS, PWM컨버터, 무효전력 보상장치 등에 널리 이용되는 전파브리지 인버터 회로를 주로 사용하며 전압 및 주파수 조정기능을 갖고 있다. 태양광발전시스템에서 이러한 인버터는 전체 시스템의 효율에 큰 영향을 끼치므로 인버터의 스위칭 및 도통손실을 최소화시킴과 동시에 인버터 출력단에 연결된 필터용량을 최소화시켜 무효전력에 의한 손실을 최소화 해야한다. 또한 상용전원과 연계하는 경우는 연계장치가 필요하다. 연계장치는 전력계통의 이상시에 태양광발전시스템과 전환하는 보호제어장치가 필요하고 또한 고조파 억제필터나 전력계통으로부터 서지의 방지 및 전력조류의 방향에 의해 전력량을 계량할 수 있는 전력량계 등이 필요하다.시스템 구성방식은 태양전지 어레이에서 발전되는 직류전력은 하루중의 일사량이나 기후조건에 따라 크게 변동하기 때문에 전원과 부하사이의 전력을 조화시킬 필요가 있으며 도서 및 산간벽지 등 특수 전원용으로 사용하는 독립형 태양광발전시스템과 상용전력계통과 연계하여 사용하는 계통연계형 태양광발전시스템으로 구분되며 용도별로 구분하면 주택용, 낙도전원용, 대규모 전력공급용 및 기타 특수용으로 분류된다.A. 태양광발전시스템의 분류1. 독립형 태양광발전시스템독립형 PV시스템은 전력계통으로부터 전력을 공급받지 못하는 낙도나 산간벽지, 무인등대, 무인중계소, 인공위성 등에 축전지나 인버터를 이용하여 DC부하 또는 AC부하에 전력을 공급하는 시스템이다.직류부하용 시스템 구성방식은 부하가 직류전원을 요하는 경우이며 주로 소용량이고 계통선과 원거리에 떨어져 있을 경우에 이용되고 있으며 주로 무인등대, 시계탑, 통신장비용 전원 등에 이용된다. 이 시스템의 구성은 그림 1과 같이 과전압 안정회로를 부착한 축전지 저장방식으로 Regulator내에 과전압 보호장치가 설치되어 있어 항상 일정 전원을 축전지에 공급하여 운전하는 가장 간단한 시스템이다. 그리고 이러한 시스템에 Back-up system을 보완시킨 축전지 저장방식으로 축전지 전력이 떨어질 경우 Back-up system으로 축전지를 충전하여 운전하며, 이 시스템은 태양전지와 축전지를 최악조건에 맞추어 충분하게 설치하지 않아도 되며 직류부하용 시스템으로서는 가장 이상적이고 효율적인 시스템이다.AC부하용 태양광 발전시스템은 DC부하용 시스템에 직·교류 변환장치를 그림 2와 같이 구성하여 축전지에 저장한 전력을 교류로 변환시켜 직접 교류부하에 사용하는 시스템으로서 비교적 수용전력이 소규모인 곳에 사용된다.독립형 태양광 발전시스템은 축적설비를 가지고 있으며 계통선과 분리되어 있기 때문에 시스템에서 발생된 무효전력이나 유효전력 그리고 고조파는 전력계통선에 영향을 끼치지 않는다. 그러나 축적설비가 고가이고 넓은 설치공간을 필요로 하며 축전지의 액 보충, 유출, 폭발과 같은 문제점들이 나타난다. 또한 태양전지에 축전지를 직접 병렬로 연결하여 사용하는 경우 축적바테리의 전압동요가 태양전지의 동작점을 이동하게 하여 최대전력을 얻는 것이 불가능하며, 또한 축전지의 충방전 손실이 발생하게 되어 효율이 떨어진다는 단점을 가지고 있다.Fig. 1 Block diagram of stand-alone PV system for DC loadFig. 2 Block diagram of stand-alone PV system for AC load2. 계통연계형 태양광발전시스템계통연계형 시스템은 PV모듈과 인버터를 직접 연결함으로서 PV모듈로부터 발생되는 직류전원과 계통선의 교류전원을 균형 있게 유지하여 AC부하에 전력을 공급하는 시스템이다. 이 시스템은 단방향 연결형과 양방향 연결형으로 구분할 수 있으며, 단방향 계통선 연결방식은 주택용, 공장용 전원 등으로 많이 이용되는 시스템으로서 단방향 계통선 연계형 인버터를 사용하여 부하측에 전력을 공급하며 축전지를 사용하지 않고 운전한다. 그리고 계통선에서는 태양전지에서 공급되는 전력의 부족분만을 부하측으로 공급하는 시스템으로서 그림 3에 구성도를 나타내고 있다.그림 4는 양방향 계통선 연계방식으로 대용량발전소의 경우나 주택용 전원 등에 이용하는 시스템으로 계통선 연계형 인버터를 직접 태양전지와 연결하여 PV모듈로부터 발생된 인버터출력이 부하가 필요로 하는 전력보다 클 경우 그 잉여전력은 계통선으로 공급되며, PV모듈로부터 발생된 인버터출력이 부하가 필요로 하는 전력보다 적을 경우 부족한 전력은 계통선에서 공급된다. 또한 독립형 시스템에서와 같이 고가의 축적설비가 필요 없기 때문에 축전지의 충방전 손실이 없고 효율이 개선되는 장점을 가지고 있다. 그러나 계통연계형 시스템에서 PV모듈의 발생전력은 인버터를 지나 계통선과 직접 연결되어 있기 때문에 인버터 발생고조파와 유효전력과 무효전력의 동요는 직접 전력계통선에 영향을 미치게 된다. 계통선에는 많은 시스템들이 연결되어 있고 시스템의 발생전력과 수요전력이 균등상태에 있다면 계통선에서의 문제들은 찾기가 매우 어렵다. 그러므로 안전성에 관련된 기술적인 문제들이 나타나게 되며, 이러한 기술적인 문제점 해결을 위해 태양전지와 계통선 사이에 전기적인 절연이 필요하며, 시스템의 제어장치가 복잡해진다. 그러나 연계시스템은 보수가 없고 고가의 축적설비가 필요 없으며 시스템효율이 높기 때문에 주택용 PV시스템으로 사용하기 위한 가장 이상적인 시스템 형태라 할 수 있다.

공학/기술| 2001.10.18| 7페이지| 1,000원| 조회(3,684)

태양, 태양광, 태양광 발전

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과전압 보호와 접지방식 평가C아쉬워요

INHA UNIVERSITYINHA UNIVERSITY절연공학 reportINHA UniversityHigh Voltage LAB제목 : 과전압 보호와 접지방식 (특히 등전위 본딩)에 대한 제안Proposal on Overvoltage Protection and Earthing Method-Especially on Equal Electric Potential Bonding竹谷是幸Ⅰ. 머리말▶ 최근의 최첨단 인텔리전트 빌딩- 전력수배전, 조명, 공조, 위생설비의 계측자동제어, 통신정보 시스템, 다수의 컴퓨터 장비▶ 인텔리전트 빌딩의 안전운전을 위한 접지① 피뢰침용 접지② 고압 피뢰기용 접지③ A종 접지④ B종 접지⑤ C종 접지⑥ D종 접지⑦ 계측제어용 및 전산기기용 접지⑧ 통신용 접지⑨ 통신 보안용 접지⑩ 유도차폐용 접지▶ 각 접지의 목적- 감전보호, 과전압 보호, 계측제어 및 전산시스템의 기준전위 확보, 전자 노이즈 방지▶ 등전위 본딩 및 과전압 보호 관련 IEC규격의 도입- IEC 364-4-413 등전위 본딩- IEC 364-4-443 뇌, 개폐 등의 고전압 보호- IEC 364-4-444 건축전기설비에 있어서의 전자장애 보호- IEC 364-5-548 정보기술설비를 위한 접지설비와 등전위 본딩- IEC 364-7-707 데이터 처리기기의 설비에 대한 접지 요구사항- IEC 1024-1 건축물 등의 뇌보호- IEC 1312-1 뇌전자 임펄스에 대한 보호- IEC 664-1 저압계통에 연결되는 기기의 절연협조Ⅱ. 본론1. 전자기기의 장애발생 상황의 추이- 전자기기의 장애발생 빈도⇒ LSI가 도입된 후 1970년대말부터 1980년대 중반의 장애발생 건수가 급격히 증가- 이유 ⇒ 전자장치의 집적도 증가에 따라 과전압 내량이 저하2. 과전압의 종류와 원인2.1. 개폐 과전압- 가장 발생빈도가 높다.그림 개폐 과전압발생의 회로 예- 충전전압W_L = 1/2·L·i^2W_C = 1/2 ·C·v^2에너지 불변의 법칙 적용1/2·C·v^2 = 1/2 ·L·i^2∴ 충전전압은v= i~ root {L/C}발생이상전압의 주파수는f= 1/2 root{LC}- 제어반에서는 정보전달용 신호선과 강전선이 평행으로 부설되는 경우가 있으므로, 차단 이상전압은 양선의 상호유도결합에 의해 신호선으로 유도2.2 충전전하의 방전에 의한 이상전압그림 충전전하에 의한 유도과전압- 서로 다른 전위로 충전된 두 개의 물체가 접촉시, 높 은 전위의 물체로부터 낮은 전위의 물체로의 방전- 유도과전압에 의한 절연파괴의 대책⇒ 등전위 본딩으로 해결2.3 뇌전류에 의한 유도과전압- 뇌전류는 수[㎲]에서 파고값에 도달하다가, 수십[㎲]에서 파고값의 50[％]로 감쇠- 파고값은 수십[㎄]이며, 경우에 따라서는 200[㎄]를 초과그림 뇌전류에 의한 유도과전압2.4 과전압의 여러 가지 결합원리에 의한 발생- 과전압 파장이 시스템 치수에 비해 충분히 클 경우 ⇒ 도전, 유도, 용량성 결합- 시스템 치수가 과전압 파장보다 클 경우⇒ 전자방사에 의한 결합그림 도전적 결합에 의한 과전압2.4.1 도전적 결합에 의한 과전압- 과전압 UE는U_e = I_B ·R_EI_B ~:~뇌충격~전류R_E ~:~충격전류~접지저항그림 정전유도전압 UL (Common Mode) 전자유도전압 UQ (Normal Mode)그림 정전결합에 의한 과전압2.4.2 전자유도 결합 2.4.3 정전용량 결합그림 전자유도결합에 의한 과전압2.4.4 정전유도전압 UL과 전자유도전압 UQ3. 등전위 본딩3.1 등전위 본딩에 대한 새로운 사고방식- 기존 : 기능접지 ⇒ 시스탬이 안정적으로 작동하도록 균일한 기준전위를 부여- 현재 : 등전위 본딩에 의한 과전압 보호 쪽이 훨씬 중요한 과제로 부각- 과전압을 보호하기 위한 물리적 2가지 방법- 완전히 절연하는 방법- 완전히 전위를 균등화시키는 방법- 과전압 보호의 기본원리⇒ 서로 다른 전위를 지닌 도전부를 도전적으로 연결(등전위 본딩(EquipotentialBonding))하여 등전위화⇒ 등전위 본딩에 있어서는 충전부는 과전압 보호기에 의해 연결⇒ 과도 과전압 발생기간중 과전압 보호기를 포함해 서로 연결된 모든 도전부는 동일전 위로 가능- 주전위 본딩의 실시 예모두 하나의 접지극으로 연결되어 있다.(IEC 60364-4-41 제413.1.2)①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩보호도체주등전위 본딩 도체접지극 도체보조 등전위 본딩 도체주접지 단자전기기기의 노출 도전성 부분계통의 도전성 부분, 즉 스틸구조체 또는 금속제 파이프 또는 금속제 덕트급배수 또는 가스 공급용 금속제 파이프접지극, 즉 기초에 설치한 접지극다른 서비스용 도체그림 등전위 본딩의 예그림 주전위 본딩과 접지저항그림 직렬 등전위 본딩3.2 직렬 등전위 본딩- 도체의 자기 인덕턴스는 그 단면과 길이에 따라 정해진다.인덕턴스의 합계X_L~total = sum X_n- 인덕턴스가 매우 커서 등전위 본딩 도체의 양끝에는 큰 전위차 가 생길 경우가 있다.3.3 스타형 구성 등전위 본딩- 특징① 모든 연결선을 스타 포인트의 한점에 접속함으로써 연결선 양단간의 길이를 줄일 수 있다② 연결선이 폐회로를 형성하지 않으므로 노이즈 발생이 없다.③ 추가공사에 의해 폐회로가 생기면 경우에 따라서 매우 큰 유도 전류가 흐를 수 있다.- 국부적 수평 등전위 본딩 : 한정된 영역에, 즉 메시망을 사용해 기준 전위면을 만들어 등 전위 본딩그림 스타형 구성 등전위 본딩그림 국부적 수평 등전위 본딩3.4 망상 구성 등전위 본딩- 연결선의 임피던서를 최대한 줄이기 위해 가능한 병렬접속 한 것- 설계 단계에 도입시 비용적인 장점이 있다.4. 과전압 보호구역그림 망상 구성 등전위 본딩- 기기를 과전압 내량별로 분류하여, 내량에 따라 보호요구 정 도를 정해 동일구역으로 모아 설치하면 경제적인 과전압 보호 가 가능- 구역0 : 건물의 외측, 직접 뇌격의 영향을 받는다. 실드 없음- 구역1 : 건물의 내측, 개폐 및 뇌전류에 의해 에너지가 큰 과 도 현상이 발생한다.그림 과전압 보호구역 설명도- 구역2 : 건물의 내측, 개폐 및 전하 방전에 따 른 작은 에너지 과 도현상이 발생한다. - 구역3 : 건물의 내측, 장애 허용한도를 넘은 과도 전류 및 과도 전압은 발생하지 않는다. 실드 및 전기회로의 분리(IEC 1312-1 뇌전자 임펄스에 대한 보호)5. 과전압 보호기의 선정- 고려사항① 보호해야 할 기기 및 설비의 과전압 내량과 함께 설치장소에 필요한 흡수에너지를 고려② 건물의 인입점에서의 판정기준- 피뢰설비가 존재하는가?- 가공선에 의해 공급되는가?- 광범위한 공장설비인가?- 건물 또는 설비가 위험에 노출된 상태인가?그림 IEC 60에 의한 임펄스 전압파형③ 과전압 보호기의 제한전압(제한전압은 임펄스 내압전압과 비교 검토)- 과전압 보호의 단계① 1단계 : 전자유도에 의해 발생한 과전압 에너지를 방 전② 2단계 : 과전압을 위험하지 않은 수준으로 감소- 전기설비 및 기기의 임펄스 내압정도에 따른 분류(IEC 664-1 [저압계통에 접속되는 기기의 절연협조])① 범주Ⅰ : 종단기기② 범주Ⅱ : 분전반과 종단기기간 설비표 1 저전압 전원계통으로부터 직접 공급되는 기기의 정격임펄스 전압③ 범주Ⅲ : 주배전반과 분전반간의 설비(분전반 포함)④ 범주Ⅳ : 인입구에서 주배전반까지의 설비(주배전반 포함)- 임펄스 내전압 (IEC 664-1 [저전압 주회로에서 직접 에너지를 가할 수 있는 기기의 정격 임펄스전압])- 정격 상전압 300[V] 라인의 절연협조그림 16 저압회로에 의한 절연협조의 일례그림 17 통과전압 보호기 소자의 응답시간과 임펄스 전류 내량- 임펄스 전압의 진입시⇒ 1단계 피뢰기와 2단계 서지 흡수기 간에는 7∼15[㎲]의 인덕턴스가 필요⇒ 2단계 서지 흡수기는 적어도 10[㎄](8/20[㎲])의 방전내량을 지닌 바리스터가 사용⇒ 3단계는 전자유도전압에 대한 보호로서 방전내량 1.5[㎄](8/20[㎲])의 보호소자그림 18 제1, 제2단계 과전압 보호기의 위치6. IEC 배전계통- IEC 364 건축전기설비에 규정되어 있는 배전계통

공학/기술| 2001.03.19| 19페이지| 1,000원| 조회(1,343)

접지, 절연협조, 절연공학

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