본 연구실은 초전도 전력기기 및 고전압 직류(HVDC) 전력기기의 절연설계와 전기적 특성 분석을 핵심 연구 분야로 삼고 있습니다. 초전도 한류기, 케이블, 변압기 등 다양한 초전도 전력기기의 절연 시스템을 설계하고, 실제 운전 환경에서 발생할 수 있는 다양한 전기적 스트레스(과도 전압, 극성반전, 부분방전 등)에 대한 내성을 평가합니다. 이를 위해 COMSOL Multiphysics 등 첨단 시뮬레이션 도구를 활용하여 전계 분포, 공간전하 거동, 열-기계적 응력 등을 정밀하게 해석하고, 실험적 검증을 병행합니다. 특히, HVDC 시스템에서의 절연설계는 기존 AC 시스템과는 다른 도전율 기반의 전계 분포, 온도 및 전계의존성, 절연재료의 열화 특성 등 복합적인 요소를 고려해야 합니다. 본 연구실은 MI-PPLP, XLPE 등 다양한 절연재료의 열화 및 수명 평가, 부분방전 진단, 절연파괴 특성 분석 등 실험적 연구를 통해 HVDC 전력기기의 신뢰성 향상에 기여하고 있습니다. 또한, 친환경 절연가스(C4F7N/CO2, Dry Air 등) 및 바이오 에폭시 등 차세대 절연재료의 적용성 평가도 활발히 수행하고 있습니다. 이러한 연구는 HVDC 및 초전도 전력기기의 실계통 적용을 위한 핵심 기반기술로, 국내외 송전망의 고효율화, 대용량화, 친환경화에 필수적인 역할을 하고 있습니다. 미래 전력망의 안정성과 지속가능성을 확보하기 위해, 본 연구실은 절연설계의 이론적 모델링, 수치해석, 실험평가, 현장 적용까지 전 주기를 아우르는 연구를 지속적으로 확장하고 있습니다.

본 연구실은 HVDC 및 MVDC 계통에서의 사고 대응을 위한 직류 차단기(DC Circuit Breaker) 및 전력계통 보호기술 개발에 중점을 두고 있습니다. 직류 계통은 교류와 달리 자연적인 전류 영점이 존재하지 않아, 사고 발생 시 빠르고 신뢰성 있는 차단 기술이 필수적입니다. 본 연구실은 블랙박스 아크 모델, LC 공진회로, 자기 유도 전류 정류 모듈(MICCM) 등 다양한 차단기 구조와 원리를 연구하며, 사고 전류의 신속한 차단과 차단기 소자의 보호, 에너지 소산 기술을 개발하고 있습니다. 특히, 양방향 차단 및 과전압 보호를 구현한 하이브리드 DC 차단기, MOSA 전류 분배 제어, 다공성 매질 기반 통풍구 등 혁신적인 특허 기술을 바탕으로, 실제 계통 적용이 가능한 차단기 설계와 제어 알고리즘을 제안합니다. 또한, 초전도 한류기, SFCL(Superconducting Fault Current Limiter) 등과 연계한 복합 보호 시스템도 연구하며, 사고 시 고장 전류의 한류와 차단, 계통의 신속한 복구를 위한 전략을 수립합니다. 이와 더불어, 차단기 및 보호장치의 성능 검증을 위한 단락시험 회로 설계, 시뮬레이션 기반 성능 평가, 실증 테스트베드 구축 등 실용적 연구도 활발히 진행하고 있습니다. 이러한 연구는 신재생에너지 확대, 분산전원 연계, 미래 DC 그리드 실현 등 차세대 전력망의 안전성과 신뢰성 확보에 핵심적인 역할을 하며, 국내외 전력산업의 기술 경쟁력 제고에 크게 기여하고 있습니다.