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Hypersonic & Rarefied Flow Lab.

초고압가스차단기 내의 열가스 거동해석 Home > 연구주제 > 초고압가스차단기 내의 열가스 거동해석

초 고압 가스차단기는 전력 계통에서 고장이나 사고가 발생하였을 때 이를 신속하게 차단하여 전력 계통을 안정화시키고 기기를 보호하는 역할을 하며, 1970년대 이후 지속적인 투자와 연구개발 결과로 현재 국내외 시장에서 상당한 경쟁력을 확보하고 있는 기기 중의 하나이다. 또한 초고압 가스차단기의 세계시장 규모도 상당한 폭으로 증가할 것으로 예상되는 가운데 앞으로도 지속적인 연구개발, 투자, 기술혁신이 수반될 전망이다. 이러한 추세는 유럽과 일본의 세계적인 기업들의 초고압 가스차단기에 관한 연구 개발 동향과 투자 및 생산 규모 등에서 나타나고 있다.

 초 고압 가스차단기 내에서 일어나는 아크 소호 메커니즘은 아크와 가스 유동의 상호 작용에 의해 매우 복잡하며 차단기의 최적 설계를 위해서는 이러한 아크 현상을 고려한 유동 해석이 필수적이다. 이는 차단 성능에 직접적인 영향을 미치는 것이 차단부 내의 밀도 및 압력 분포이며 이러한 분포는 유동 해석을 통해서 얻을 수 있기 때문이다. 따라서 정확한 아크 소호 특성을 예측하기 위해서는 초음속 유동 해석이 가능한 유동체 해석 프로그램의 개발이 필수적이다. 한편 차단 과정에서 발생하는 아크의 거동을 파악하고 차단 특성을 해석하기 위해서는 개발된 유동 해석 프로그램에 아크 모델을 결합한 열가스 유동 해석 프로그램이 필수적이다. 아크는 복잡한 물리적 현상을 가지고 있기 때문에 수치적으로 정확히 표현하기는 어렵지만, 대전류 차단시의 차단 특성 해석을 위해서는 실험적 데이터를 기반으로 아크 물리량을 표현할 수 있는 아크 모델링에 대한 연구가 필요하다.
본 연구에서는 이러한 필요성에 의해 차단부 내 유동 해석 프로그램 개발 및 아크 모델링 기법 연구와 이들을 결합한 열가스 해석 프로그램 개발을 주목적으로 한다. 이들 프로그램은 차단 특성 해석 및 차단부 설계에 유용하게 이용될 것이다.