Earticle

오늘 날 산업이 발전함에 따라 전력에 대한 수요량이 증가하고 송전 용량이 커야할 필요성이 점차 요구되고 있다. 관련 설비들은 대규모화될 뿐만이 아니라 높은 신뢰성으로써 동작할 것을 요구받고 있다. 따라서 전기설비의 안 정화는 매우 중요한 과제이다. 특히, 전기의 생산 및 공급 과정에서 요구되는 높은 신뢰성은 산업 사회의 필수적인 요 소라고 할 수 있다. 설비의 사고 및 정전 사고등은 높은 전기적 의존을 가진 고도 산업사회에 막대한 경제적 손실 및 장애를 가져다준다. 우리는 이 논문에서 발전소에서 고전압의 생산 및 송배전의 유일한 전송 수단으로 사용하고 있는 고전압용 전력 케이블(power cable) 시스템의 안정된 동작을 판단하기 위하여, 아레니우스 인자를 따르는 절연 저항의 시간에 따른 변화추세를 파악하고, 열화의 마지막 단계로서 발생하는 파괴에 의한 케이블의 수명을 예측하고자 한다.

With the development of industry these days, the demand for electric power increases and the larger capacity for power transfer is required. The scales of facilities should become larger; and the relative systems are required to operate with a higher degree of reliability. Therefore, stabilization of electric power systems is an important issue. The high degree of reliability required in the process of production and supply of electric power is an essential part of industrial society. Accident such as blackouts causes a hugh amount of economic losses to the high-tech industrial society dependent upon electric power. In this paper, in order to determine a stable operation of high-voltage power cable, used as a unique means of delivering electric power generated at a power station, we figure out the time rate of change of insulation resistance following a decay accelerating factor Arrhenius equation. With the data from the insulation resistance, we can determine the lifetime of power cable in operation.

<P>In this study, in order to analyze the lifetime for flexible cables used in portable electric machines, artificial accelerating aging was carried out for VCT(Vinyl Cab-Tire) cables in consideration of thermal, mechanical and electrical multiple-stresses. Accelerated aging factors were calculated with aging temperatures based on the Arrhenius relationship. Through Weibull statistical analysis in the AC breakdown voltages for aged cables after low-temperature mechanical tests, it was analyzed that AC breakdown voltages were proportional to the elongation rates and 19kV of the scale parameter in Weibull analysis was suggested as limit value of lifetime. Using this criterion, it was deduced that the lifetimes with thermal and mechanical multiple-stresses for 70 degrees C, 50 degrees C and 40 degrees C continuous operation were calculated to be 3.3 years, 9.9 years and 15.7 years respectively. Based on these analysis procedure, it is possible to suggest the lifetime assessment technique with multiple stresses for low voltage cables.</P>

Feeder cable assembly는 정보통신용 자동차부품이다 기능을 제대로 하지 않으면 자동차의 제어와 안전에 큰 문제가 발생한다. 가속수명시험은 시험시간을 단축할 목적으로 짧은 시간에 잠재적인 고장모드와 고장을 찾기 위하여 기속조건(스트레스, 스트레인, 온도 등)에서 실험을 실시하는 것이다. 고장원인은 부품의 품질과, 고장으로 유도하는 공정, 디자인에 의해 발생하는 결함이다. 열충격은 온도차에 의하여 부품의 열팽창 정도가 다른 것에 기인한다. 열충격시험은 부품이 급격한 온도차를 견디는 능력을 실험하는 것이다. 본 연구에서는 가속시험의 coffin-manson 식을 이용하여 정상조건(최고온도 $80^{\circ}C$, 최저온도 $-40^{\circ}C$)과 가속조건(최고온도 $120^{\circ}C$, 최저온도 $-60^{\circ}C$)을 이용하여 가속계수를 계산하여 2.25 값을 얻었다. 정상조건에서 1,000 사이클 실험이 가속조건에서 444 사이클 실험만하여도 됨을 알 수 있었다. Bx 수명 식을 이용하여 가속조건에서 시료가 5개, B0.04%.10years 조건에서 747 사이클 결과를 얻었다. 정상조건에서 1,000 사이클, 가속조건에서 747 사이클 실험한 feeder cable assembly 시료 5개를 각각 네크워크 분석기를 이용하여 성능시험을 실시하고, 와이블분포의 모수분포값을 비교한 결과 가속이 잘 되었음을 알 수 있었다. 동등한 신뢰도에서 가속실험을 통하여 시험시간을 1/4 정도 단축할 수 있었다.

The feeder cable assembly is an automotive part used for telecommunication. If it malfunctions, the control and safety of the automobile can be put at risk. ALT (Accelerated Life Testing) is a testing process for products in which they are subjected to conditions (stress, strain, temperatures, etc.) in excess of their normal service parameters in an attempt to uncover faults and potential modes of failure in a short amount of time. Failure is caused by defects in the design, process, quality, or application of the part, and these defects are the underlying causes of failure or which initiate a process leading to failure. Thermal shock occurs when a thermal gradient causes different parts of an object to expand by different amounts. Thermal shock testing is performed to determine the ability of parts and components to withstand sudden changes in temperature. In this research, the main causes of failure of the feeder cable assembly were snapping, shorting and electro-pressure resistance failure. Using the Coffin-Manson model for ALT, the normal conditions were from Tmax = $80^{\circ}C$ to Tmin = $-40^{\circ}C$, the accelerated testing conditions were from Tmax = $120^{\circ}C$ to Tmin = $-60^{\circ}C$, the AF (Acceleration Factor) was 2.25 and the testing time was reduced from 1,000 cycles to 444 cycles. Using the Bxlife test, the number of samples was 5, the required life was B0.04%.10years, in the acceleration condition, 747 cycles were obtained. After the thermal shock test under different conditions, the feeder cable assembly was examined by a network analyzer and compared with the Weibull distribution modulus parameter. The results obtained showed good results in acceleration life test mode. For the same reliability rate, the testing time was decreased by a quarter using ALT.

본 연구는 디지털 케이블 운동기구에서 사용자의 가속도 변화를 실시간 제어 입력으로 활용하여 동적 부하를 생성하는 가속도 기반 동적 부하 제어 알고리즘을 제안한다. 전통적 기계식 케이블 운동기구에서 나타나는 관성, 감쇠, 마찰 성분을 포함한 동적 부하 모델을 참조 부하로 정의하고, 참조 부하와 측정 부하 간 오차를 누적 갱신하는 위상 적응형 피드백 구조를 설계하였다. 또한 등척성 구간에는 Deadband를 적용하여 출력 안정성을 확보하였다. 실험 결과, 제안 방식은 모델 타당성과 동적 구간 추종 성능을 확보하였으며, 구조적 지연 특성을 정량적으로 분석하고 보정 가능성을 확인하였다.

This study proposes an acceleration-based dynamic load control algorithm for digital cable exercise equipment, in which users' acceleration is utilized as a real-time control input to generate dynamic resistance. A dynamic load model incorporating inertia, damping, and friction components observed in traditional mechanical cable machines is defined as a reference load, and a phase-adaptive feedback structure is designed to iteratively update load commands based on the error between the reference and measured loads. A deadband mechanism is applied in the isometric phase to enhance output stability. Experimental results verify the model validity and dynamic load tracking performance of the proposed method, while quantitatively identifying structural response delays and confirming the feasibility of delay compensation.

이 논문에서는 박스형 전력구의 지진응답해석에 사용되는 응답진도법의 보수성을 평가하였다. 이를 위해 25가지 전력구 단면과 각 전력구에 대한 2개의 지반조건을 고려한 총 50개 예제를 선정하였다. 응답진도법의 보수성을 평가하기 위해 동적 지반-구조물 상호작용을 고려한 정밀해석법에 의한 응답과 비교하였다. 비교결과, 정밀해석 응답에 대한 응답진도법에 의한 응답의 비로 정의한 응답비의 평균이 1.0에 근접하며, 응답비의 표준편차도 5% 이내로 매우 작아서, 응답진도법에 의한 해석이 정밀해석법과 일관됨을 알 수 있었다. 마지막으로 응답진도법에 의한 응답에 하중계수 1.1을 적용하면 전력구의 보수적인 내진설계가 가능할 것으로 나타났다.

In this paper, we present the evaluation results for the conservatism of the response acceleration method (RAM), for seismic response analysis of box-type power cable tunnels. We studied 50 examples, considering the cross sections of 25 power cable tunnels, and two soil conditions for each power cable tunnel. A refined dynamic analysis method considering the soil-structure interaction was further employed to evaluate the conservatism of the RAM. The comparison revelated that the seismic responses computed using the RAM were consistent with those obtained using the refined method, since the averages of response ratio (defined as the ratio of the response by RAM to that of the refined method) approached 1.0, and the standard deviations of the response ratio were less than 5%. Finally, we found that applying a load factor of 1.1 to the response of the RAM allowed for a conservative design for seismic loads.