KR200173467Y1 - 에스시알의 성능 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 교류전원을 순저지 누설 전류 측정용 고압으로 승압하는 승압부와, 승압된 교류전원을 반파 정류하여 애노드에 제공하는 반파 정류부로 이루어지고, 측정용 SCR 의 애노드 연결단에 전원을 인가하는 순저지 누설전류 측정부와; 교류전원을 턴온 특성 시험에 맞도록 감압하는 트랜스와 감압된 교류전압을 정류시켜 애노드 연결단에 제공하는 전파 정류 및 평활부와; 게이트 트리거 전류를 제공하는 트리거 전원부와; 상기 순저지 누설전류 측정부의 측정용 에스시알의 애노드와 그라운드 사이에 연결된 저항부에 의하여 대응 전압을 분압하여 전압신호를 검출하는 전압 검출부와, 상기 측정용 SCR 의 애노드에서 캐소드로 흐르는 전류를 측정하는 전류 검출부를 가지는 전압 전류 측정부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 에스시알 성능 시험장치이며, 발전 설비 등에 설치되어 있는 각종 전력용 에스시알 소자의 현재 상태를 분석하여 상태를 판단하여 예측 정비를 가능토록 한다. 이는 에스시알 규격집의 표준값을 기초로 분석 가능하며, 운전중 돌발 사고를 미연에 막아 설비 안전 운전을 확보하고, 정비 기술 향상에 따른 고객 만족도를 제고하고, 전 산업 현장에서 확대 보급 활용시 계산할 수 없는 유 무형 효과가 예상되고, 특히 운휴시 예측 예방 정비를 가능케 하여 막대한 돌발 사고 손실을 막고 설비의 안전 운전성을 확보할 수 있다.

Description

에스시알의 성능 시험장치

본 고안은 에스시알의 성능 시험장치에 관한 것으로, 시험할 에스시알의 단자 연결단에 순저지 누설전류 측정부와, 턴온시의 특성을 시험하기 위한 정류 및 평활부와, 게이트 트리거 전류를 제공하는 트리거 전원부와, 성능을 측정하는 전압 전류 측정부를 핵심 구성요소로 구성한 에스시알의 성능 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 전력용 반도체 소자의 하나인 다이리스터(Thyristor)는 스위칭 동작을 하는 PNPN 구조의 3 단자형 반도체 소자로 1958년 미국의 GE 사에 의하여 고체 다이라트론 이라는 명칭으로 발표되었다. 이 소자는 실리콘 정류 소자의 특성과 더불어 도통 개시의 정류소자의 특성과 더불어 도통 개시의 시점을 제 3 의 전극(게이트 전극)에 의해서 제어할 수 있는 특성을 가지고 있기 때문에 그 뒤 SCR(Silicon Controlled Rectifier) 이라는 상품명으로 시판되었다. 그 이래 SCR 또는 실리콘 제어 정류 소자라는 명칭이 일반적으로 쓰여 왔다. 그후 1964년 8월의 국제 전기 표준회의(IEC)에서 이와같은 PNPN 구조를 가진 각종 반도체 소자에 대해 검토를 한 결과 상기 성질을 가진 소자를 총칭하여 다이라트론 동작을 하는 트랜지스터라는 뜻에서 다이리스터로 명명하였다. 그 정의는 PN 접합을 3개이상 내장하고 주전류 전압 특성의 적어도 하나의 상한에 있어서 온 오프의 2개의 상태를 가지며 오프 상태에서도 온 상태로의 전환 또는 그 반대의 전환을 할 수 있는 반도체 소자를 뜻한다. 따라서 다이리스터에는 일 방향으로만 도통하는 것, 또는 양 방향으로 도통하는 것, 전극수가 2-4개 인 것, 전기 신호에 의하여 스위칭하는 것, 빛에 의하여 스위칭하는 것등 많은 종류가 포함된다. 다이리스터의 분류상으로 역저지 3단자 다이리스터인 SCR (Silicon Controlled Rectifier)은 도 1a 와 같이 게이트 리드를 P₂층에서 끌어낸 P 게이트 형(도 1b는 그 심볼)과, 도 2a 와 같이 N₁층에서 끌어낸 N 게이트 형이 있는데(도 2b는 그 심볼) P 게이트 형이 일반적이다. SCR 에서는 게이트 전류에 의하여 턴 온 위상이 제어된다. SCR 특성은 도 3 에 나타낸 바와 같이 역저지 상태Ⅰ, 순저지 상태Ⅱ, 도통상태Ⅲ로 이루어진다. 이들 상태의 동작은 1)역저지 상태와, 2)순저지 상태와, 3)도통 상태로 구분할수 있고, 상기 1)역저지 상태는 애노드에 -, 캐소드에 +의 전압을 가했을 경우로, 정공과 전자가 도 4a와 같이 이동하며 접합부(J1,J3) 부근에서는 캐리어가 부족하여 고저항 영역이 형성되므로 통전이 저지된다. 또한 SCR 에서는 N₁층이 다른 층에 비하여 낮은 불순물 농도로 형성되어 있으므로 이 경우에는 SCR 의 브레이크다운 전압이 J₁접합의 성질에 의하여 결정되는 보통의 정류소자와 같은 특성을 나타낸다.

한편 2) 순저지 상태의 경우는 도 3 의 Ⅱ 영역으로, 애노드에 +, 캐소드에 -의 전압이 가했을 경우 정공 및 전자는 도 4a 와 같이 이동하며 접합J₂부근에서는 캐리어가 부족하여 고저항 영역으로 되기 때문에 순방향 전류가 저지된다.

한편 3) 도통 상태의 경우는 도 2 의 Ⅲ 영역으로, SCR은 순방향 통전을 저지하는 능력에 한계가 있으며 이 한계값(브레이크 오버 전압)을 넘어서 전압을 가하면 P₁ 층의 정공이 P₂층으로, 또 N₂층의 전자가 N₁층으로 접합 J₂를 넘어서 흘러 들어가게 된다. 이와 같이 캐리어가 주입되면 트랜지스터 효과에 의하여 전류가 증대하여 급격히 도통상태로 된다(도 4b). SCR 에서는 게이트 전극으로부터 게이트 전류를 흘림으로써 턴오프 기능을 가능하게 한 것이 GTO 다이리스터이다. SCR 이 트랜지스터에 비해 뛰어난 점은 고내압, 대전류화가 가능하다는 점으로, 이 때문에 SCR 은 가정용 소전력 기기로부터 산업용 대전력 장치에 이르기까지 모든 분야에 있어서 널리 이용되고 있다. 발전소의 주요 설비인 자동 전압 조정장치(AVR;Automatic Voltage Control), 축전지, 충전장치, 인버터, 무정전 전원 설비, 해수 전해설비, 기타 설비에 폭넓게 설치 사용되어지고 있다. 또한 활용 설비의 종류와 수량도 급진적으로 증가되고 단위 소자의 용량 및 내압이 커짐에 따라 가격도 고가화 되고 있다. 그러나 각 소자의 사용 시간 경과에 따른 경년 열화에 의한 성능 저하나 수명을 예측하기가 어려워 설비의 정비 및 유지 관리에 어려움이 있다. 이를 위하여 건전지와 램프를 사용한 SCR 의 도통 여부 확인과, 절연 저항계 또는 L,C,R 미터를 사용한 애노드와 캐소드간의 저항값 측정으로 불량 여부를 판단한다. 즉, 캐소드와 애노드간의 도통 여부를 측정하기 위하여 6V 건전지와 램프를 사용하여 점검하였으나, 도통전압 전류치 체크가 불가능한 단점이 있다. 또한 L,C,R 미터로 측정하는 방식은 캐소트와 애노드, 애노드와 게이트, 및 게이트와 캐소드 사이의 저항을 체크하는 것으로, P.N 접합부 소손 여부 점검이 불가하다(단 완전소손품은 가능하다). 또한 절연 저항계로 측정하는 방식은 캐소드와 애노드 간의 절연 상태를 점검하는 것으로 P.N 접합부 소손 여부의 점검이 불가능한 단점(단 완전소손품은 가능하다)이 있다. 결국 이러한 종래 방식은 SCR 의 작동 가능 및 불가능은 알 수 있으나 성능의 저하등은 알 수 없는 단점이 있다. 즉, 전력 소자인 다이오드,SCR 의 경우 수명이 짧아질수록 역내압이 작아진다. 이는 소자의 파괴의 원인을 조사하면 대부분 과도전압에 의한 절연파괴, 과도전류에 의한 열적 파괴, 써지 전압(dV/dt), 서지 전류(di/dt), 방열 불량으로 인한 열적 파괴가 원인이며, 순 방향으로 턴 온시 소자 양단의 전압(On Stage Voltage)은 온도의 증가에 비례하여 감소하기 때문이다. 또한 대용량 전력 소자는 계단 접합(Step Junction)으로 이루어져 있어 드리프트 영역(Drift region)의 두께에 의하여 내압이 결정된다. 예를들면 언로더(Ship-Unloader) 설비에 사용되는 SCR 은 급격한 온/오프 와 순간적인 과전류로 인하여 열화가 가속화되는 현상이 있어서, 1800 V 내압이 1400 V 정도로 낮아져서 좀더 낮아지면 차단 역할을 못하여 소손 된다. 즉 과열과 열적 스트레스의 누적으로 인하여 전력 소자의 내압은 점진적으로 감소하다가 소손되고 순방향 도통시 게이트 전류는 작아지는 경향이 있다.

본 고안은 이를 해결코자 하는 것으로, 본 고안의 목적은 SCR 턴 온시의 직류 게이트 트리거 전류와, SCR 턴온후 게이트 트리거 전류 제거시 턴온 상태 유지여부와, SCR 피크 순저지 전압(게이트 개방)과 순누설전류를 측정하고, 측정장치를 소형화 할 수 있도록 하는 것이다.

이를 위하여 턴온시의 게이트 트리거 전류를 조정하여 제공하는 수단과, SCR 턴 온시의 턴온 상태 유지 여부를 측정하기 위한 수단과, SCR 의 피크 순저지 전압과 순누설전류를 측정하는 수단을 구비한다.

도 1a 는 에스시알의 구조도,

도 1b 는 도 1a의 심볼도,

도 2a 는 다른 에스시알의 구조도,

도 2b 는 도 2b의 심볼도,

도 3 은 에스시알의 전압 전류 특성도,

도 4a 는 역전압 인가시의 저지 상태도,

도 4b 는 순전압 인가시의 저지 상태도,

도 5 는 본 고안장치의 전면 구조도,

도 6 은 본 고안 장치의 후면 구조도,

도 7 은 본 고안의 회로도,

도 8 은 본 고안의 릴레이 결선도,

도 9 는 본 고안의 전압 전류 측정부의 회로 예시도이다.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10;순저지 누설저류 측정부 11;승압부

12;반파 정류부 20;정류 및 평활부

21;평활부 22;감압부

30;트리거 전원부 40;전압 전류 측정부

41;전압 검출부 41-1;증폭부

41-2;전압 피크 홀드부 42;전류 검출부

F/R SEL S/W;제 1 스위치 START S/W;제 2 스위치

즉 본 발명은 교류전원을 순저지 누설 전류 측정용 고압으로 승압하는 승압부와, 승압된 교류전원을 반파 정류하여 애노드에 제공하는 반파 정류부로 이루어지고, 측정용 SCR 의 애노드에 전원을 인가하는 순저지 누설전류 측정부와; 교류전원을 턴온 특성 시험에 맞도록 감압하는 트랜스와 감압된 교류전압을 정류시켜 애노드에 제공하는 전파 정류 및 평활부와; 게이트 트리거 전류를 제공하는 트리거 전원부와; 상기 순저지 누설전류 측정부의 측정용 에스시알의 애노드와 그라운드 사이에 연결된 저항부에 의하여 대응 전압을 분압하여 전압신호를 검출하는 전압 검출부와, 상기 측정용 SCR 의 애노드에서 캐소드로 흐르는 전류를 측정하는 전류 검출부를 가지는 전압 전류 측정부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 에스시알의 성능 시험장치를 제공하려는 것이다.

이하 본 고안을 도 7 내지 도 9 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명은 교류전원을 순저지 누설 전류 측정용으로 승압하는 승압부(11)와, 승압된 교류전원을 반파 정류하여 애노드에 제공하는 반파 정류부(12)로 이루어지고, 측정용 SCR 의 애노드에 전원을 인가하는 순저지 누설전류 측정부(10)와; 교류전원을 턴온 특성 시험에 맞도록 트랜스(T3)에서 감압하는 감압부(22)와, 감압된 교류전압을 정류부(B.D)에서 정류시키고 평활부(21)에서 평활후 애노드 연결단에 제공하는 전파 정류 및 평활부(20)와; 시험할 에스시알의 게이트 연결단에 게이트 트리거 전류를 제공하는 트리거 전원부(30)와; 상기 순저지 누설전류 측정부(10)의 출력용 에스시알의 애노드와 그라운드 사이에 연결된 저항(R4-R8)에 의하여 대응 전압을 분압하여 전압신호를 검출하는 전압 측정부(41)와, 상기 측정용 SCR 의 애노드에서 캐소드로 흐르는 전류를 측정하는 전류 검출부(42)를 가지는 전압 전류 측정부(40)를 포함하여 구성한다. 트리거 전원부(30)에는 게이트(G) 에 인가하는 게이트 트리거 전류를 확인하는 전류계(mA)를 설치한다. 트리거 전원부(30)에 인가하는 전원은 교류전원 입력단에서 분지시킨 것을 감압 정류시킨 게이트 트리거 전원부(PWR SUPPLY)에서 제공토록한다.

도 7 의 도면에서 (PCB2) 는 릴레이 결선부로, 릴레이(F,R)를 포함하며 이는 도 8 에 의하여 확인할 수 있다. 이때 도 7 의 릴레이(F2-1,F1-2,F2-2)와, 릴레이(R2-1)등은 릴레이 접점을 함께 표시하며 이는 도 8 에서 도시한 릴레이(R2,R1,F1,F2,S2,S1)의 일종이다. 도 7 에서 (F1,F2)는 휴즈이고, (T1-T3)는 트랜스이다. 도 7 에서 상기 측정용 SCR 의 애노드(A)에는 순저지 누설전류 측정부(10)와 정류 및 평활부(20)의 출력이 선택적으로 인가되며, 인가의 선택은 도통 및 누설을 선택하는 제 1 스위치(F/R SEL S/W)에 의하여 선택되도록 구성한다.

도 7 에서 상기 순저항 누설전류 측정부(10)와 정류 및 평활부(20)에는 측정의 시작을 지시하는 제 2 스위치의 릴레이(S1-2)(S2-1)가 대응 설치된다. 상기 트리거 전원부(30)에는 게이트 전류를 조정하는 게이트 전류 조정 가변저항(VR)이 설치된다. 상기 전압 전류 측정부(40)에는 도 9 와 같이 승압된 교류전원이 분압된 입력을 인가 받아 증폭시키는 증폭부(41-1)와, 증폭부(41-1)의 출력의 피크 전압을 홀드하여 전압계(V)로 제공하는 전압 피크 홀드부(41-2)와, 애노드와 캐소드를 통과한 전류의 피크 전류를 홀드하여 전류계(A)로 제공하는 전류 피크 홀드부인 전류 검출부(42)를 포함하여 이루어진다. 이러한 구성에 기초한 본 고안의 케이스에는 도 5 와 같이 전면에 게이트 트리거 전류계(mA), 전원 램프(LAMP PWR), 트랜스(110/0-110 TR.), 전압계(V), 전류계(A), 도통 및 누설확인 램프(F, R), 제 1 스위치(F/R SEL S/W), 제 2 스위치(START S/W) 및 정지 스위치(STOP S/W)가 설치되고, 후면에는 전원 스위치(PWR S/W), 전원 단자(PWR RECEP), 휴즈(F1,F2), 냉각팬(FAN), 에스시알의 단자 연결단(A, K, G)을 형성한다. 그러나 이러한 구성 배열은 본 고안의 기술 사상 범위 내에서 변형 가능하다. 도면에서 (R**)은 저항이며,(C**)은 콘덴서이고, (D**)은 다이오드이며, (U**)은 증폭 아이시이다.

이와 같이 구성한 본 고안은 전압 측정의 원리는 연결단(A, K) 양단에 걸리는 저항(R4-7)과 저항(R8)이 있고, 저항(R8) 에 인가되는 피크 전압을 전압 전류 측정부(40)를 통하여 전압계(V) 상에서 피크 전압을 측정토록 한다. 또한 전류 측정은 전류가 흐를 때 션트 저항(50mA 50mV SHUNT)에서의 mV전압과 저항(R3)에서의 mV전압을 감지하여 도통 기능 시험 시는 직류전류(단위;A)를, 누설 기능 시험시에는 피크 전류(단위;mA)를, 전압 전류 측정부(40)에서 취득하여 전류계(A) 상에서 표시토록 한다. 또한 게이트 트리거 전류는 게이트 연결단(G)에 직렬로 전류계(mA)를 연결하여 인가되는 직류 전류를 눈금을 통하여 읽을 수 있도록 한다.

이를 위하여 본 고안은 초기에 장치의 교정이 필요한바, 예를 들어 전압계(V)는 직류 0-10V 인가시 0-2000을 지시하고, 전류계(A)는 직류 0-50mV 인가시 0-50을 지시하며, 게이트 트리거 전류계(mA)는 직류 0-300mA 인가시 0-300mA를 지시하고, 증폭부(41-1)의 가변저항(VR1) 설정은 스코프(도시하지 않음)로 반파 정류부(12)의 저항(L. R1) 전단에서 반파 파형을 측정하여 1000Vp 일 때 전압계(V)에서 1000을 지시하도록 가변 저항(VR1)을 조정하며 전압별로 확인한다(4mA이하에서는 계산치 보다 작게 지시되고 4mA 이상에서는 약간 크게 지시한다). 또한 누설전류 감지 저항조정은 연결단(A, K)을 단락 시키고 스코프로 저항(L. R1) 전단에서 반파 파형을 측정하여 500Vp 일 때 10mA, 100Vp일 때 2mA 를 지시하도록 저항(R34)에 직렬로 연결된 가변저항( VR1)을 조정(4mA이하에서는 계산치 보다 작게 지시되고 4mA이상에서는 약간 크게 지시된다)한다.

이렇게 조정이 끝나면 우선 자체 동작을 시험하는바, 에스시알을 연결하지 않고 장비 동작 전원인 AC 110V 를 입력단(예를들어 도 6 의 전원단자(PWR RECEP))에 연결한다. 이어 장비 후면의 전원 스위치(PWR S/W)를 온 시킨다. 그리고 도 5 의 장비 전면의 제 1 스위치(F/R SEL S/W)를 측정하고자 하는 목적에 맞게 F 또는 R 측으로 선택한다.(그러면 이에 대응하는 램프(LAMP F, LAMP R)가 점등된다. 이어 전압 조정 손잡이(도 5 에서는 110/0-110 TR.로 표시하였으나 손잡이가 생략된 것으로 이해할수 잇을것이다) 또는 게이트 트리거 전류 가변저항(VR)의 위치가 최소 위치임을 확인한다(항상 최소 위치에서 시작함). 상기 도 5 및 도 7 에 보인 제 1 스위치(F/R SEL S/W)가 선택된 상태에서 스타트 스위치(START S/W)를 누르면 이에연동하는 릴레이(S1-2) 또는 (S2-1)가 자동된다(이 경우 최소의 전압 또는 전류가 출력된다). 이어 전압 조정 손잡이 또는 게이트 전류 조정 가변저항(VR)을 조정한다(예를 들어 제 1 스위치(F/R SEL S/W) 선택 상태에 따라서 전압이 표시되고 도통 전류(F) 선택시에는 15V, 누설전압(R) 선택시에는 0-2000Vp). 그리고 정지 스위치(STOP S/W) 을 누르거나 제 1 스위치(F/R SEL S/W)를 오프 위치(중간 위치)로 하여 전압 전류 출력을 차단한다(전압 조정 손잡이(TR.) 또는 전류 가변저항(VR)을 초기 상태로 원위치 한다. 이때 도 7 에서는 제 2 스위치(START S/W) 및 정지 스위치(STOP S/W)의 도시는 생략하고 그에 연동하는 릴레이(예를 들어 S1-2,S2-1) 만 도시하였고 릴레이 자체는 별도로 도 8 에서 도시하였는바, 이는 여러 구성으로 구현 가능하기 때문이다. 이어 상기 제 1 스위치(F/R SEL S/W)를 중간 위치(OFF)로 한다. 이상은 자체동작시험(에스시알 미결선)을 설명한 것이다.

다음은 소자의 시험방법을 설명한다. 전원을 플럭을 통하여 교류 110V 입력단에 인가한다. 이어 장비 후면의 전원 스위치(PWR S/W)를 온 시키고 시험할 에스시알을 도 6 에 보인 장비 후면의 연결단(A, K, G)에 연결한다. 그리고 나서 시험을 한다. 우선 에스시알의 턴온시의 직류 게이트 트리거 전류를 측정하려면,

게이트 전류 조정 가변저항(VR)의 위치가 최소 상태인지를 확인하고, 제 1 스위치(F/R SEL S/W)를 도통위치(F)로 선택한다. 선택이 올바르면 선택 램프(LAMP F)가 점등된다. 이어 도 5 에 보인 스타트 기능의 제 2 스위치(START S/W)를 누른다(이때 전압계의 전압은 15V이고 전류계의 전류는 0 A가 바람직하다). 이 상태에서 게이트 전류 조정 가변저항(VR)을 돌려 게이트 전류를 증가시키면서 에스시알이 도통하는 시점의 게이트인가 전류 값을 기록하여 직류 게이트 트리거 전류를 측정한다(이때 전압 지시는 1 V 이하를 지시하며 전류는 7A 이상을 지시한다).

한편 에스시알의 턴온 동작 여부를 확인하기 위하여는, 게이트 전류를 유지한 상태에서 연결단(A, K) 사이에 직류 전압을 제거후 재공급시, 게이트 전류 조정 가변저항(VR)을 돌려 게이트 전류를 증가시키면서 에스시알이 도통하는 시점의 게이트인가 전류 값을 기록하여 직류 게이트 트리거 전류를 측정하고(이때 전압 지시는 1 V 이하를 지시하며 전류는 7A 이상을 지시한다), 이 상태에서 정지 스위치(STOP S/W)를 누른 후 제 2 스위치(START S/W)를 누른다. 그리고 전류 값이 7A 이상이 되면 턴온 동작 결과를 기록하여 턴온 동작 여부를 확인한다.

또 한편 게이트 전류 제거시 에스시알의 턴온 상태 유지 여부를 확인하는 과정은, 상기 턴온 동작 여부 확인 과정에서의 전류 값이 7A 이상이 되면 턴온 동작 결과를 기록하여 턴온 동작 여부를 확인할 때의 상태에서, 게이트 전류 조정 가변저항(VR)을 돌려 게이트 전류를 최소로 줄인다. 그리고 전류 지시가 7A 이상임을 확인하고 턴온 유지 결과를 기록하여 특성을 평가한다. 이를 마치려면 정지 스위치(STOP S/W)를 누르거나 제 1 스위치(F/R SEL S/W)를 오프 위치로 오게 한다.

또 한편 순저지 누설 전류를 측정하기 위하여는 제 1 스위치(F/R SEL S/W)를 위치(R) 로 선택하고(램프(LAMP R)가 점등됨)), 전압 조정 손잡이의 위치가 최소 위치임을 확인하고 제 2 스위치를 누른다(전압 전류 값이 표시된다). 그리고 시험할 에스시알의 최대인가 전압을 결정한 다음, 전압 조정 손잡이(TR.)를 돌려 시험 전압을 서서히 올려 준다. 전압 전류 값을 주시하며 측정점의 값을 기록하여 누설 전류를 측정한다. 시험이 완료되면 전압 조정 손잡이를 돌려 최소 위치로 한 다음 정지 스위치(STOP S/W)를 누른다. 이렇게 하여 원하는 측정이 완료되면 전원 스위치(PWR S/W)를 오프하고 시험한 에스시알을 분리시키고, 전원 코드를 분리시킨다.

상기의 과정을 거쳐서 측정한 시험에서, 에스시알의 단자(G-K)간의 게이트 래치 해당전류는 열화가 될수록 작은 전류로 소자를 도통시킨다. 예를 들어 C451 PN2 의경우 통상 40mA 이상이면 SCR이 도통하는 것이 정상이나 40 mA 이하인 20mA 값에서 에스시알이 온 되었을 경우 높은 역내압이 걸린 순저지 상태의 소자라면 접합 J₂에 누설전류가 G-K 로 흘러 에스시알의 오동작을 유발시켜 시스템 전체에 셧 다운을 유발하는 전력소자 소손사고로 초래될 수 있으므로 너무 낮은 게이트 전류( 20mA)로 에스시알이 도통되는 경우 에스시알을 교체하는 것이 바람직하다. 또한 순방향 도통시 소자 양단 전압과 흐르는 전류의 관계에서 에스시알의 콘덕턴스(Ia/Vak)가 구해지므로 소자의 온 스테이트 상태를 통하여 에스시알의 중성 영역에서의 캐리어 농도를 추정하여 물리적인 구조 결함을 추정하고 소자의 잔존 수명 추이를 예측하는 데이터로 활용한다. 에스시알의 경우에 온도와 열화에 따라 흐르는 순, 역저지 전류가 증가하므로 이 특성을 분석하여 수명을 예측한다. 순, 역저지 전류의 크기는 소자의 양단에 인가되는 전압의 크기에 비례하여 커지고 있으므로 제작사에서 제공한 데이터중 최대 정현 반파 역전압과 전류 값을 비교 분석한다.

이상과 같이 본 고안은 발전 설비 등에 설치되어 있는 각종 전력용 에스시알 소자의 현재 상태를 분석하여 상태를 판단하여 예측 정비를 가능토록 한다. 이는 에스시알 규격집의 표준값을 기초로 분석 가능하며, 운전중 돌발 사고를 미연에 막아 설비 안전 운전을 확보하고, 정비 기술 향상에 따른 고객 만족도를 제고하고, 전 산업 현장에서 확대 보급 활용시 계산할 수 없는 유무형 효과가 예상되고, 특히 운휴시 예측 예방 정비를 가능케 하여 막대한 돌발 사고 손실을 막고 설비의 안전 운전성을 확보할 수 있다.

Claims (5)

1. 교류전원을 순저지 누설 전류 측정용 고압으로 승압하는 승압부와, 승압된 교류전원을 반파 정류하여 애노드에 제공하는 반파 정류부로 이루어지고, 측정용 SCR 의 애노드 연결단에 전원을 인가하는 순저지 누설 전류 측정부와; 교류전원을 턴온 특성 시험에 맞도록 감압하는 트랜스와 감압된 교류전압을 정류시켜 애노드 연결단에 제공하는 전파 정류 및 평활부와; 게이트 트리거 전류를 제공하는 트리거 전원부와; 상기 순저지 누설 전류 측정부의 출력단과 직결된 저항부에 의하여 대응 전압을 분압하여 전압신호를 검출하는 전압 검출부와, 상기 측정용 SCR 의 애노드에서 캐소드로 흐르는 전류를 측정하는 전류 검출부를 가지는 전압 전류 측정부를 포함하여 구성함을 특징으로 하는 에스시알의 성능 시험장치.
2. 제 1 항에 있어서, 측정용 SCR 의 애노드에는 순저지 누설 전류 측정부와 정류 및 평활부의 출력이 선택적으로 인가되며, 인가의 선택은 도통 및 누설을 선택하는 제 1 스위치에 의하여 선택되도록 구성한 것을 특징으로 하는 에스시알의 성능 시험장치.
3. 제 1 항에 있어서, 순저항 누설 전류 측정부와 정류 및 측정부에는 측정 시작을 지시하는 제 2 스위치에 대응하는 릴레이(S1-2,S2-1)가 설치된 것을 특징으로 하는 에스시알의 성능 시험장치.
4. 제 1 항에 있어서, 트리거 전원부에는 게이트 전류를 조정하는 게이트 전류 조정 가변저항이 설치된 것을 특징으로 하는 에스시알의 성능 시험장치.
5. 제 1 항에 있어서, 전압 전류 측정부에는 인가된 전압의 분압된 입력을 인가 받아 증폭시키는 증폭부와, 증폭부의 출력의 피크 전압을 홀드하여 전압계로 제공하는 전압 피크 홀드부와, 애노드와 캐소드를 통과한 전류의 피크 전류를 홀드하여 전류계로 제공하는 전류 피크 홀드부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에스시알의 성능 시험장치.