KR100353209B1 - 비접촉성 전력선 통신 시스템 - Google Patents

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KR100353209B1 KR10-1998-0705177A KR19980705177A KR100353209B1 KR 100353209 B1 KR100353209 B1 KR 100353209B1 KR 19980705177 A KR19980705177 A KR 19980705177A KR 100353209 B1 KR100353209 B1 KR 100353209B1
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티모시 제이. 매슨
게리 알. 바스타라쉐
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Abstract

비침해식 파워라인 통신 시스템은; 파워라인 상에서의 전송을 위한 제 1 위치에서의 통신 신호를 발생시키기 위한 수단; 상기 파워라인으로 통신 신호를 반응적으로 플링시키기 위한 수단; 및 제 2 위치에서 상기 통신 신호를 수신하기 위한 수단을 포함한다.

Description

비접촉성 전력선 통신 시스템 {NON-INVASIVE POWERLINE COMMUNICATION SYSTEM}
본 발명은 전력선 통신 시스템, 특히 전력선으로부터 그리고 전력선으로 신호를 리액턴스 결합(reactively coupling)시킴으로써 완전한 비침습적(non-invasive)방식 즉, 비접촉성 방식으로 통신 장치와 전력선 사이에서 통신 신호를 결합하는 시스템에 관한 것이다.
불완전한 장비 및 a.c. 전력선상의 과부하로 인해 발생하고 잠재적인 다수의 고객에 대한 서비스의 손실을 야기하는 정전을 예측하기 위하여, 전력 회사에게는 가공 전선로, 지중 전선로, 그리고 고압 및 저압 분야에서 a.c. 전력선에 대한 상태 모니터링이 중요한 사항이다. 전력 사용이 최대이고 계속된 전력 공급이 임계치에 있는 피크 기간 동안, 정전 가능성과 막대한 고객 손실 가능성이 증가한다. 고장나거나 과부하가 걸린 라인, 트랜스포머 및 다른 장비에 의해 야기되는 정전은 이를 복구하는데 많은 비용이 소요되며, 전력 회사 종업원에게 위험하며, 손실 서비스에 대한 수입 손실 및 회사 평가에 대한 손실 면에서 전력 회사의 희생이 크다. 전력선이 지하에 존재하는 경우에는 전력선의 고장 또는 과부하로 인해 나타나는 예기치 않은 정전의 결과가 더욱 악화된다.
따라서, 고장나거나 과부하가 걸린 장비에 기인하여 발생하는 예기치 못한 정전 가능성을 보다 잘 예측하기 위해 전력 회사가 a.c. 전력선 및 트랜스포머나 스위치와 같은 관련 장비를 모니터링하기 위해서는, 전력, 전압 및 전류와 같은 전기적인 상태를 감지하는 a.c. 전력선 센서가 전력 회사에게 매우 유용하다. 전력 회사가 전력선 상에서의 상태를 모니터링할 수 있다면, 회사들은 과부하 및 고장의 결과로서 단전될 수 있는 전력선을 지속적으로 관리 보수하고 교체할 수 있으므로 예상하지 못한 정전의 빈도를 낮출 수 있게 된다.
이와 같은 모니터링을 효율적으로 실행하기 위해서, 전형적으로 모니터링되는 시스템의 각 센서와 원격 기지국 사이에 통신 링크가 설정된다. 이로 인해, 전력 회사는 원위치에서 각 센서를 개별적으로 검사하는 대신에 한 원격위치에서 모든 센서를 감시할 수 있다. 통신 링크를 설정하는 한 방법은 예를 들어 FM 무선 링크에 의해 지역 지상국에 신호를 전송함으로써 달성된다. 이때, 신호는 예를 들어, 무선, 지상통신선, 또는 위성채널을 통해 원격 중앙 모니터링 위치에 전송된다(sieron의 미합중국 특허 제 4,786,862호 참조). 이러한 형태의 통신 링크는 복잡하고 비용이 많이 들며, 많은 하드웨어의 사용을 필요로 한다.
보다 양호한 방법은 모니터링되는 전력선을 이용하여 센서들과 기지국 사이에서 고주파 통신 신호를 전송하는 것이다. 이것은 센서들과 전력선 사이 그리고 기지국과 전력선 사이에 직접적인 전기 접속을 형성함으로써 달성된다. 그러나, 이러한 직접적인 전기 접속은 접촉성 전기 접속이 모니터링되는 전력회로에 만들어질 것을 요한다. 이는 설치하는데 많은 사람과 시간을 필요로 하기 때문에 전력 회사의 비용을 증대시키며, 설치자에게 위험할 수 있으며, 고객에게 통신장애를 유발할 수도 있다. 이러한 한계 때문에, 전력업계에서는 전력선 센서와의 통신에 있어서 전력선 통신이 널리 이용되지 않았다.
도 1a는 본 발명에 따른 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 센서를 3차원적으로 도시한 도면.
도 1b는 도 1의 모듈러 코어 엘리먼트 주위에서의 권선의 상호 접속을 개략적으로 도시한 도면.
도 1c는 도 1a의 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 센서의 감지 장치를 3차원적으로 도시한 도면.
도 2는 모듈러 코어의 주위를 둘러싸는 보호 커버링 및 상기 센서의 권선과 상기 보호 커버링 사이에 배치된 전자 컴포넌트를 가지는 도 1의 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 센서를 도시한 도면.
도 3은 a.c. 전력선에 결합된 도 1의 센서와 기지국의 개략적인 블록도.
도 4는 a.c. 전력선과 그 주위의 감지된 상태에 대한 시간 기준 공칭 레벨을 설정하여 a.c. 전력선과 그 주위의 공칭 상태로부터의 편차를 측정하기 위해 도 3의 마이크로콘트롤러에 의해 사용되는 소프트웨어의 순서도.
본 발명은 전력선으로 그리고 전력선으로부터 통신 신호를 비접촉성으로 결합하는 전력선 통신 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 전력선에 직접적인 전기 접속을 설치할 필요가 없는 비접촉성 전력선 통신 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 전력선 상에 저렴하고 안전하고 쉽게 설치되는 비접촉성 전력선 통신 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 고객에게 서비스 중단을 야기함이 없이 설치될 수 있는 비접촉성 전력선 통신 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 모니터링되는 전력선을 통신 신호를 전송하는데 사용하기 때문에 전력선 통신을 행하지 않는 종래 시스템보다 적은 하드웨어를 필요로 하는 비접촉성 전력선 통신시스템을 제공하는데 있다.
본 발명은 전력선을 통해 전송하기 위해 제 1 위치에서 통신 신호를 발생시키고, 발생된 통신 신호를 전력선에 리액턴스 결합하고, 제 2 위치에서 통신 신호를 수신하는 수단을 제공함에 의해 안전하고 간단하고 저렴한 전력선 통신 시스템이 실현될 수 있다는데 착안한 것이다.
본 발명은 비접촉성 전력선 통신 시스템을 특징으로 한다. 이 시스템은 전력선을 통해 전송하기 위해 제 1 위치에서 통신 신호를 발생시키는 수단과, 발생된 통신 신호를 전력선에 리액턴스 결합하는 수단과, 제 2 위치(예를 들어, 기지국)에서 통신 신호를 수신하는 수단을 포함한다.
바람직한 실시예에 있어서, 통신 신호를 발생시키는 수단은 제 1 통신 장치를 포함한다. 통신 신호를 리액턴스 결합하는 수단은 전력선에 통신 신호를 유도적으로 결합(inductively coupling)하는 수단을 포함할 수 있다. 통신 신호를 유도적으로 결합하는 수단은 전력선 주위에 배치된 통신 코어 엘리먼트와 통신 코어 엘리먼트 주위에 배치되어 전력선에 통신 신호를 결합시키는 다수의 권선을 포함할 수 있다.
통신 신호를 리액턴스 결합하는 수단은 전력선에 통신 신호를 용량적으로 결합(capacitively coupling)하는 수단을 포함할 수 있다. 통신 신호를 용량적으로 결합하는 수단은 전력선에 통신 신호를 용량적으로 결합하기 위해 전력선 주위에 배치된 제 1 및 제 2 이격된 플레이트 및 플레이트 사이에 배치된 유전체를 가진 캐패시터를 포함한다. 캐패시터의 제 1 및 제 2 플레이트는 전력선 주위에 동축으로 배치될 수 있다.
또한, 전력선으로부터 기지국으로 통신 신호를 리액턴스 (유도적 또는 용량적으로) 결합하는 수단이 더 포함될 수 있다. 또한, 제 1 위치로 전송되도록 기지국에 발생되는 통신 신호를 전력선에 다시 리액턴스 (유도적으로 또는 용량적으로) 결합하는 수단이 더 포함될 수 있다. 또한, 이 기지국 신호를 제 1 위치로 리액턴스 (유도적으로 또는 용량적으로) 결합시키는 수단이 더 포함될 수 있다.
본 발명은 또한 전력선을 통해 전송하기 위한 통신 신호를 발생시키는 수단 및 통신 신호를 전력선에 리액턴스 결합하는 수단을 포함하는 비접촉성 전력선 통신 송신기를 특징으로 한다.
본 발명은 전력선을 통해 전송되는 통신 신호를 수신하는 비접촉성 전력선 통신 수신기를 특징으로 한다. 이 수신기는 전력선을 통해 전송되는 통신 신호를 수신하는 수단 및 전력선으로부터의 통신 신호를 수신기로 리액턴스 결합시키는 수단을 포함한다.
본 발명의 상기 기술들은 도면을 참조한 아래의 상세한 설명으로부터 쉽게 이해될 수 있다.
a.c. 전력선(12) 주위에 배치된 본 발명에 따른 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 센서(10)가 도 1a에 도시되어 있다. 전력선(12)은 도전 소선(14)(또는 단일 코어) 및 절연 고무 층(16)을 포함한다. 도시된 a.c. 전력선(12)은 지중 전선로 저압 배전 분야에서 일반적으로 사용되는 타입의 케이블이지만, 이것은 본 발명의 제한사항은 아니다. 센서(10)는 절연 또는 비절연 케이블을 사용하는 가공 전선로의 저압 분야나 가공 전선로 및 지중 전선로의 고압 분야에서도 사용될 수 있다.
전력 추출
센서(10)는 소형의 모듈러 코어 엘리먼트(18,20,22)를 포함하며, 상기 엘리먼트는 전력선(12) 상에 상기 코어 엘리먼트를 설비하기 위해 갭(19,21,23)을 강제적으로 이격시키고, 갭들이 원래 위치로 탄성적으로 되돌아가서 코어 엘리먼트를 본래 위치에 고정하도록 함으로써 전력선(12) 주위에 배치된다. 상기 코어 엘리먼트는 강철과 같은 자기적으로 높은 투자율의 강자성체로 형성되며, 일반적으로 절연 물질로 코팅된다.
코어 엘리먼트(18,20,22)는 도넛형의 모양(toroidal in shape)을 가지며, 폭(W)과 대략적으로 동일한 단면 두께(T)를 가지는데, 대체로 약 1/2인치이다. 따라서 본 발명의 배경 기술에서 설명한 바와 같이, 대체로 a.c. 전력선(12)으로부터 가장 효율적인 전력 추출을 위한 구성을 가진다. 또한 본 발명의 배경 기술에서 설명한 바와 같이, 단일 코어 시스템을 사용하면, a.c. 전력선으로부터 전력 추출 양을 향상시키기 위해 코어의 폭은 증가되어야 하며, 코어의 단면 두께도 효율을 유지하기 위해 균형적으로 증가되어야 한다. 그러나, 단면 두께가 효율을 유지하기 위해 증가하기 때문에 센서의 크기가 매우 커지게 되어 제한된 체적 내부에 그리고 밀접하게 이격된 라인 상에 적용할 수 없게 된다.
본 발명에 따르며, 상기 코어는 다수(여기에서는 3개)의 모듈러 코어 엘리먼트로 이루어진다. 코어 엘리먼트의 단면 두께를 그 폭과 대략적으로 동일하게 함으로써 센서의 효율을 유지하고, 많은 수의 코어 엘리먼트를 사용함으로써, 전력 추출이 증가되면서도 센서의 단면 두께는 작은 형상을 유지하도록 한정될 수 있다.
최적화된 전력 추출을 위한 코어 엘리먼트(18,20,22)의 크기 설정은 코어 상의 다수의 권선(2차 권선)과 코어의 중심을 관통하는 전력선 케이블(1차 권선) 사이의 결합을 최대화하면서도 손실을 최소화할 수 있는 조합이다.
실제로 발견되는 3가지 기본적인 손실은 2차 권선의 저항에 기인한 손실, 자기 누설 인덕턴스에 기인한 손실 및 코어 물질 내에서 유도된 와전류에 기인한 손실이다. 이 외에 다른 손실도 존재하며, 이는 세부 설계에 따라 성능에 다소 영향을 미칠 수 있다. 그러나, 상기한 3가지의 손실이 관찰되는 주요 손실이다.
테스트된 센서의 실시예의 경우, 상기 코어는 권철(tape wound) 자성 강철 물질로 제조되는 디자인을 포함한다. 권철이라 함은 나선 방식으로 연속적인 강철 스트립을 감아서 일반적인 테이프의 롤과 매우 유사한 도넛형의 모양을 형성함으로써 상기 코어가 만들어진다는 것이다. 이러한 제조 방법의 이점은 상대적으로 용이하고 저렴하며, 강철 스트립의 길이 방향으로 높은 투자율을 갖도록 자성 강철의 방향이 설정될 수 있다는 것이다. 이같이 방향 설정된 강철 스트립이 도넛형으로 감길 때, 최고의 투자율은 대략 도넛형 코어 몸체의 원형 경로를 따라 위치하게 된다. 따라서 도넛형 코어의 중심을 관통하는 1차 도체를 따라 흐르는 전류에 의해 발생되는 자속의 경로와 최고의 투자율 경로가 일치된다. 권철심이 전기적 절연 코팅제를 사용하여 코팅된 자성 물질로 제조된다면, 1차 권선의 중심으로부터 코어를 통해 외향 방사상 경로를 따라 흐르는 와전류의 흐름을 효율적으로 한정하는 코어 구조물이 형성된다. 그러나, 이 같은 구조물은 1차 권선과 평행인 코어 내부 경로를 흐르는 와전류는 제한하지 않으므로, 1차 권선에 의해 코어 내부에 유도된 와전류는 이러한 평행 경로를 따라 형성된다.
다른 문제를 무시할 때, 1차 권선에 평행인 코어 내의 와전류 경로를 차단하도록 나선형 코어가 다수의 나란한 코어로 전기적으로 분리된다면, 이러한 와전류 및 그와 관련된 손실(비효율성)은 실질적으로 감소된다.
코어의 단면은 손실을 최소화하고 1차 권선과 2차 권선 사이의 결합을 최대화하도록 최적화된다. 전형적인 코어는 내부 반경(R1), 외부 반경(R2) 및 폭(W)을 가진다. 코어 단면 두께(T)는 R1과 R2의 차이다.
T = R2 - R1 (1)
1차 권선과 2차 권선 사이의 결합은 코어에서의 자속 결합(flux linkage)에 의해 특징지어질 수 있다. 2차 권선 저항 및 누설 인덕턴스는 코어 상의 각 2차 권선의 길이 즉, 코어 단면 외주 길이(2T+2W)에 의해 특징지어질 수 있다. 자속 결합을 최대화하고 코어 단면 외주를 최소화함으로써, 코어 크기 설정이 최적화될 수 있다. 예상되는 센서의 크기 범위에 대해, 최적화된 코어 크기 설정은 대략적으로 1 내지 3 범위의 W 대 T의 비율(W/T)을 요한다. 상술한 바와 같이, 테스트된 센서 실시예는 각기 대략적으로 1의 W/T 비율을 가지는 3개의 코어(18,20,22)를 사용한다.
권선(24,26,28)을 포함하는 권선 층은 각 코어 엘리먼트(18,20,22)를 28 게이지 자기 와이어와 같은 와이어로 여러 번 둘러싸고, 도 1b에 도시된 것과 같이 각 코어 권선을 직렬로 상호 접속함으로써 형성된다. 선택적으로, 권선이 병렬로 접속될 수 있다. 전력선(12)의 a.c. 전력은 비접촉식 트랜스포머의 동작에 의해 권선(24,26,28)에 전류를 유도한다. 적절한 권선비는 a.c. 전력선이 통전될 때 원하는 전류가 권선에 유도되도록 선택된다. 권선의 턴 수는 코어 엘리먼트(18,20,22)가 포화 레벨 또는 그 이하의 유도 자속 밀도를 포함하는 지점에서 권선에 유도된 전류와 a.c. 전력선(12)에서의 전류의 비를 결정한다. 20 암페어 정도로 낮은 선전류를 사용하여 센서(10)를 구동시키기에 충분한 전력을 추출하기 위해서는, 각 코어 엘리먼트에 대한 전형적인 권선 수는 75가 된다. 코어 엘리먼트의 수나 권선 수 또는 양자를 증가시킴으로써, 센서(10)는 보다 많은 전력을 추출하게 되며, 이에 따라 더 낮은 a.c. 선전류에서도 동작한다.
전압 감지
센서(10)는 도 la 및 도 1c에서 전압 및 전류 감지 장치(36)를 더 포함한다. 전압은 a.c. 전력선(12)의 절연 층(16)으로부터 인접하여 이격된 제 1의 내측 표면 도체(38)와 내측 표면 도체(38)로부터 이격된 외측 표면 도체(40)를 가지는 캐패시터(37)에 의해 감지된다. 두 도체들은 a.c. 전력선(12) 주위에 동심적으로 배치되며, 그들 사이에 공기 또는 포말 코어(foam core)와 같은 유전체(42)를 포함한다. 캐패시터(37)는 a.c. 전력선(12)으로부터 용량적으로 결합되어 전력선(12) 전압에 비례하는 전압을 감지하기 위해 사용되며, 하기하는 바와 같이, 전력선(12)으로부터의 고주파 전력선 통신 신호를 용량적으로 결합하기 위한 수신기로서 사용된다. 캐패시터(37)가 전력선(12) 주위에 동심적으로 배치되기 때문에, 캐패시터는 전력선(12) 이외의 다른 전력선 즉, 전력선(12)에 인접하여 이격되어 있을 수도 있는 다른 전력선의 전력의 영향은 상쇄한다.
예를 들어 인접한 전력선 또는 다른 전자계원과 같은 외부 전자계로부터의 노이즈 및/또는 바람직하지 않은 영향을 추가로 감소시키기 위해, 내측 표면 도체(38)는 추가의 동축 플레이트(39,41)와 전기적으로 접속되며, 상기 동축 플레이트(39,41)는 플레이트(40)와 동일한 방식으로 플레이트(38)의 외측에 이격되며, 플레이트(39)와 플레이트(38) 사이 및 플레이트(38)와 플레이트(41) 사이에 동일한 유전체가 사용된다. 추가 플레이트(39,41)는 각각 대략 외측 동축 플레이트(40)의 표면적의 절반이 되며, 도시된 바와 같이 내부 동축 플레이트(38)와 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 어떤 외부 신호도 내부 동축 플레이트와 외부 동축 플레이트 모두에 의해 동일하게 취출되며, 내측 표면 도체(38)와 외측 표면 도체(40) 사이의 차이 값은 존재하지 않는다. 하나의 동축 플레이트, 예를 들어 외측 플레이트(40)와 동일한 표면을 가지는 플레이트(39)만이 존재할 수도 있다. 선택적으로, 3개의 동축 플레이트가 존재하며, 각각은 외측 플레이트(40)의 1/3의 표면적을 가질 수도 있다. 일반적으로, n개의 플레이트가 존재한다면, 각 플레이트의 표면적은 외측 플레이트(40)의 표면적의 1/n이 된다.
전류 감지
도넛형 절연 물질(45)(예를 들어 포말) 주위에 감겨진 다수의 전류 측정 권선(44)을 가지는 인덕터(43)가 캐패시터(37)의 주위에 배치된다. a.c. 전력선(12)으로부터의 전류는 a.c. 전력선(12)을 흐르는 전류에 비례하여 권선(44)에 전류를 유도한다. 인덕터(43)가 공기 또는 포말 물질을 포함하는 절연 물질 주위에 감겨 있기 때문에, 인덕터는 일반적인 철심 코어에서와 같이 포화되지 않는다. 따라서, 감지된 전류는 더욱더 선형이 되며, 이는 해석을 보다 정확하고 용이하게 한다.
절연 물질(45)은 권선(44)을 위한 외관(form)과 같은 역할을 하며, 상기 절연 물질은 공기와 같이 낮은 투자율을 가진다. 절연 물질(45)은 높은 투자율을 가질 수 있지만, 상기 절연 물질(45)이 자성적으로 포화되어 인덕터(43)에 의해 감지된 전류가 선형으로 되지 않아 해석하기에 곤란하지 않도록 갭을 포함하거나 투자율을 제어해야 한다. 비선형 전류 측정이 인덕터(43)에 의해 감지되어 정확하게 해석될 수 있으나, 이것은 센서의 다른 엘리먼트가 훨씬 더 복잡해질 것을 요한다.
전압 및 전류 감지 장치(36)는 또한 그것을 a.c. 전력선(12)상에 설치하고 a.c. 전력선(12)으로부터 제거하기 위해 형성된 갭(46)을 포함한다. 전압 및 전류 감지 장치(36)의 전압감지 장치(캐패시터(37))와 전류 감지 장치(인덕터(43))가 전력선(12)에 대해 동일한 위치에 배치된 것으로 도시되었지만, 이것은 본 발명의 제한 사항은 아니다. 그들은 서로 인접하여 배치될 수도 있고, 서로 이격되어 배치될 수도 있다.
통신
통신 장치(48)는 비접촉식 트랜스포머의 동작에 의해 센서(10)로부터 a.c. 전력선(12)으로 통신 신호를 비접촉성으로 전송하기 위한 통신 코어 엘리먼트(50)와 다수의 권선(52)으로 구성된다. 고주파 통신 송신기로서 상기 통신 장치(48)를 사용하고, 전압 센서로서 사용하는 것 이외에 상기 캐패시터(37)를 고주파 통신 수신기로 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 어느 것이나 송신용, 수신용 또는 송수신용으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명에 따라 전력선으로 또는 전력선으로부터의 통신 신호를 비접촉성으로 결합하는 것은, 대체로 용량적 및 유도적 결합 기술을 모두 포함하는 리액턴스 결합(reactive coupling)으로 설명될 수 있다.
도 2에서 센서(10)는 일반적으로 보호 커버링(62)을 포함하며, 상기 보호 커버링은 전기적 절연체이다. 상기 커버링(62)은 일반적으로 고무로 형성되며, 자체 경화 테이프, 접착제 또는 다른 적합한 수단에 의해 권선에 부착된다. 유지 타이(retaining ties)(63,64)는 전력선 센서(10)를 전력선 주위의 적당한 위치에 제거 가능하게 고정시킨다. 커버링(62)은 가요성 PCB(68)상에 장착된 다수의 전자 컴포넌트(66)를 자신과 권선의 표면 사이에 효율적으로 끼워 유지하는 추가의 기능을 수행한다. 권선(도 1b)과 전자 컴포넌트들 사이의 전기적 접속은 도 2에는 도시되어 있지 않지만 도 3에 개략적으로 도시된 전기 접속에 의해 이루어진다. 전자 컴포넌트(66)는 본질적으로 예를 들어 온도, 압력, 방사, 습도 등의 임의의 현상을 감지하기 위한 다양한 타입의 센서, a.c. 전력선(12)과의 비접촉식 트랜스포머 작용에 의해 통전되는 권선(24,26,28)에 의해 전력이 인가되는 전력 공급 장치, 마이크로콘트롤러 및 도 3과 관련하여 아래에서 상세하게 설명되는 다른 컴포넌트들을 포함한다.
도 2에 도시된 모든 전자 컴포넌트가 가요성 회로 보드(68)에 고정된 것으로 도시되었을지라도, 이것은 필수적인 것이 아니며, 센서가 회로 보드(68)의 외부에 배치되어 보호 커버링(62)과 권선 사이에서 끼일 수도 있으며, 또한 보호 커버링(62) 외부의 특정 타입의 현상을 감지하기 위해 센서들이 보호 커버링(62)의 외부에 배치될 수도 있다.
모듈러 코어형 자체-구동 전력선 센서(10)가 도 3의 시스템(100)에 개략적으로 도시되어 있다. 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 센서(10)를 위한 전력은 간략화를 위한 단일 권선으로 도시된 권선(24,26,28)에 의해 a.c. 전력선(112)으로부터 유도된다. 상기 전력선은 고립된 단상(single phase) 전력선일 수도 있으며, 다상(multiphase) 송전 또는 배전 시스템의 일부일 수도 있다. 상기 권선들은 라인(103,104)을 통해 가요성 회로 보드(68)상에 배치된 전력 공급 장치(102)와 접속된다. a.c./d.c. 레귤레이터(a.c. to d.c. regulator) 집적 회로일 수 있는 전력 공급 장치(102)는 5V d.c.를 마이크로콘트롤러(106)에 공급하며, 또한 하나 이상의 센서 또는 다른 전자 컴포넌트들에 의해 사용되는 ±12V 및 +5V 출력을 제공한다.
마이크로콘트롤러(106)는 아날로그-디지털 변환기를 구비한 8비트 내장형 마이크로콘트롤러이다. 센서(108-112)들이 마이크로콘트롤러(106)에 상호 접속된 것으로 도시되었으나, 다양한 개수의 센서가 사용될 수 있다. 센서(108-110)는 가요성 회로 기판(68)에 배치되는 반면에 센서(111,112)는 외부 보호 커버링(62) 상에 배치된다. 단지 하나의 센서, 즉 센서(112)에는 전력 공급 장치(102)에 의해 전력이 인가되고 나머지 센서들은 동작을 위한 외부 전력을 요구하지 않는다. 이러한 센서들은 a.c. 전력선(12)이나 그 주위에서 감지된 특정 상태들을 나타내는 아날로그 또는 디지털 신호를 마이크로콘트롤러(106)로 제공한다. 이러한 센서들 이외에, 전압 센서로서 동작하는 캐패시터(37) 및 전류 센서로서 동작하는 인덕터(43)가 도시되어 있다.
캐패시터(37)는 라인(114,115)에 의해 신호 조절기(116)에 상호 접속되며, 신호 조절기(116)는 마이크로콘트롤러(106)의 입력 조건에 맞추기 위해 감지된 신호를 증폭 및 필터링한다. 전압 센서(37)로부터의 신호는 a.c. 전력선(12) 상의 순시 전압을 나타내는 용량적으로 결합된 전압이다. 기준 전압이 없기 때문에, 전압 센서(37)는 마이크로콘트롤러(106)로 절대 전압 값을 제공하지는 않는다. 그러나, 소정 시간 동안 캐패시터(37)에 의해 공급된 순시 전압 레벨을 모니터링함으로써 평균 또는 공칭(nominal) 레벨이 결정될 수 있으며, 공칭 레벨이 설정된 후 캐패시터(37)로부터의 순시 입력과 공칭 전압 레벨과의 편차가 결정될 수 있다. 마이크로콘트롤러(106)는 기준치가 없는 전압 입력 신호의 다른 통계적인 조작(가중치와 같은)도 수행할 수 있으며, 이러한 다른 타입의 통계적인 측정으로부터 편차를 결정할 수도 있다.
전류 감지는 전력선(12)의 a.c. 선전류에 비례하는 전류를 자신의 내부에 유도하는 인덕터(43)에 의해 수행된다. 유도된 전류는 전류 취출 신호 조절기(117)로 제공되고, 전류 취출 신호 조절기(117)는 마이크로콘트롤러(106)로 신호를 인가하기 전에 신호를 증폭 및 필터링한다.
센서(108-110)는 가요성 회로 보드(68) 상에 위치되고 센서(111,112)는 외부 또는 보호 커버링(62) 상에 위치된다. 이러한 센서들은 예를 들어, 온도, 압력, 가스, 습도, 방사선 또는 빛(가시광선 또는 적외선)을 감지할 수 있다. 실제로, 어떤 종류의 현상을 감지하기 위한 센서도 사용될 수 있다. 온도 센서 또는 방사선 센서와 같은 어떤 센서들은 가용성 회로 보드(68) 상에 직접 설치될 수 있으며; 가스 또는 빛을 감지하기 위한 센서(111,112)와 같은 다른 센서들은 보호 커버링(62)의 외부에 위치되어서만 동작될 수 있다.
센서(108-112)와 전압 및 전류센서(36)는 a.c. 전력선과 그 주위의 다양한 상태를 계속 감지하여 감지된 상태를 나타내는 아날로그 및 디지털 신호를 마이크로콘트롤러(106)로 제공한다. 상기 센서에 의해 제공된 신호는 필요한 경우엔 마이크로콘트롤러(106)에 의해 디지털 신호로 변환되어 감지된 상태를 나타내는 통신 데이터를 발생시키며, 이들 통신 데이터는 라인(118)을 통해서 상기 데이터를 인코딩하는 전력선 캐리어 전자장치(120)에 공급된다. 그러면, 전력선 캐리어 전자장치(120)는 출력 드라이버(122)에 인코딩된 데이터를 공급하며, 출력 드라이버(122)는 센서(10)의 마이크로콘트롤러(106)로부터 a.c. 전력선(12)으로 전송을 비접촉 트랜스포머 작용을 통해 비접촉성으로 결합시키기 위해 통신 장치(48)의 권선에 저전압, 고전류 펄스를 전송하는데 사용된다. 전력선 상태에 대한 국부적 판독을 위해, 저장 장치(129)가 라인(118 및 119)에 연결될 수 있다. 저장 장치(129)는 전력선 근처의 편리한 위치에 배치될 수 있다.
대안으로, 점선으로 도시된 바와 같이, 드라이버(122)로부터의 출력은 라인(124 및 125)을 통해 도 1의 캐패시터(37)의 내측 표면 및 외측 표면 도체(38 및 40)에 제공될 수 있다. 이 구성의 경우, 마이크로콘트롤러(106)로부터 전송된 신호는 a.c. 전력선(12)에 용량적으로 결합되며, 드라이버(122)는 고전압, 저전류 출력 펄스를 제공하도록 구성되어야 한다. 현재로서는 드라이버(122)가 통신 장치(48)의 권선(52)을 구동하도록 구성하는 것이 바람직하다. 드라이버(122)는 (반전 또는 비반전) 고전압 증폭기일 수 있다.
마이크로콘트롤러(106)로부터 전송된 데이터는 전력선 센서(10)를 식별하는 식별코드 및 전송되고 있는 데이터 유형을 나타내는, 전력선 센서(10)상의 각각의 특정 개별센서(108-112,37 및 43)에 대한 식별코드를 포함한다. 즉, 전송된 데이터는 전송 데이터 출발지에 대한 정보(다수의 전력선 센서는 전력 회사의 배전 시스템의 여러 위치에서 이용될 수 있다)와 전압, 전류, 온도 및 방사선에 대한 데이터일 수 있는 전송되는 데이터의 유형에 대한 정보를 포함한다. 전송 및 식별코드와 흥미 있는 데이터는 특정 임계값이 감지되었을 때 또는 원하는 어떤 기준에 따라 규칙적, 정기적으로 발생할 수 있다. 통신 코드는 선택된 정규 통신 시스템 상세사항 즉, 프로토콜을 따른다. 프로토콜은 스위스 제네바 소재 ISO(International Organization for Standardization)에 의해 개발된 OSI(Open System Interconnect) 통신 기준 모델에 기초할 수 있다. 전력선 통신에 적절한 기타 통신 코드도 이용될 수 있다.
센서(10)로부터 전송된 데이터는 원격 기지국(126)에 의해 수신된다. 기지국(126)은 전력선(12')에 접속된 직접적 전기 접속(127 및 128)에 의해 전력선(12)과 상호 접속된다. 전력선(12')은 전력선 배전 또는 송전 시스템의 일부이고 전형적으로 (다상 시스템의 경우) 전력선(12)과 다른 위상의 전력선이거나 중립 또는 접지된 전력선이다. 그러나, 전력선과 접속은 센서(10)에 대해 상기한 바와 같이 용량성 결합 또는 비접촉식 트랜스포머의 작용에 의해 달성될 수 있다. 예를 들어, 인덕터(43')는 비접촉성 유도성 결합으로 전력선에 접속시키는데 이용될 수 있으며, 그리고/또는 캐패시터(37')는 비접촉성 용량성 결합으로 전력선에 연결시키는데 이용될 수 있다. 전송된 데이터는 센서(10)의 통신 모듈에 맞는 표준 전력선 캐리어 모뎀(130)을 통해 컴퓨터(132)에 공급된다. 기지국(126)은 또한 전력선 캐리어 모뎀(130)을 통해 컴퓨터(132)로부터 a.c. 전력선(12)으로 데이터를 전송할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 기지국(126)은 전력선 센서로부터의 전송을 수동적으로 기다리는 대신 요구되는 센서정보를 얻기 위해 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 센서(10) 또는 시스템 상의 임의의 다른 전력선 센서를 폴링(poll)할 수 있다. 더욱이, 전력선 센서는 기지국(126)을 위해 재프로그래밍될 수 있다.
원격 기지국(126)으로부터 전송된 인코딩된 통신 신호는 바람직하게는 a.c. 전력선(12)과의 용량성 결합에 의해 캐패시터(37)로 수신된다. 이들 고주파 통신 신호는 고역필터(134 및 136)에 제공되며, 이 필터를 통과하여 전력선 캐리어 전자장치(120)에 공급된다. 전력선 캐리어 전자장치(120)는 통신 신호를 디코딩하여 라인(119)을 통해 마이크로콘트롤러(106)로 보낸다.
선택적으로, 통신 장치(48)의 권선(52)이 원격 기지국(126)으로부터 통신 신호를 수신하는데 이용될 수 있다. 이것은 고역필터(134 및 136)에 권선(52)을 상호 접속하는 유도 라인(138 및 139)(점선으로 도시됨)을 제공함으로써 달성된다.
센서(10)와 기지국(126)간에 비접촉성 전력선 통신을 이용하는 것이 바람직할 지라도, 이것은 본 발명에서 반드시 필요한 제한사항은 아니다. RF, 전화선 모뎀, 케이블 TV, 셀룰러폰, 적외선, 광섬유 케이블, 마이크로웨이브 또는 초음파통신과 같은 비-전력선 통신 또는 직접 접촉식 전력선 통신이 이용될 수 있다.
마이크로콘트롤러(106)는 감지된 상태에 대해 아날로그-디지털 변환을 수행하고, 이전에 감지된 상태를 저장하는 메모리의 기억장소를 조작 및 갱신하고, 평균 이동 시간 측정 등과 같은 수치연산을 수행하며, 동기(synchronization) 목적으로 시간을 기억하며, 모듈러 코어 자체-구동 전력선 센서(10)와 기지국(126)간의 통신을 제어한다.
마이크로콘트롤러(106)는 특정 감지 상태에 대한 실제 순시값, 즉 실제 온도 또는 방사선 판독값을 기지국(126)에 제공할 수 있다. 그러나, 감지되는 특정상태가 공칭 레벨과 편차가 있다는 것 및 그 편차량을 나타내는 지시도 기지국(126)에 제공할 수 있다. 상기한 바와 같이, 감지된 전압과 비교하여 절대전압을 결정할 수 있는 기준레벨이 없으므로 전압 감지에는 이러한 유형의 데이터 전송이 필요하다. 그러므로, 감지된 전압은 공칭 레벨과 비교되고, 공칭 레벨과 감지된 전압의 편차가 결정되어 기지국(126)에 전송된다. 공칭 레벨은 평균 전압 레벨일 수 있으며, 또는 가중치와 같은 기타 유형의 통계적 조작이 감지된 데이터 전압에 수행되고 공칭 레벨과 비교되어 공칭 레벨과의 편차가 결정될 수 있다. 더욱이, 비록 이 과정이 모든 유형의 센서에 대해 수행될 것을 필요로 하지는 않을 지라도(다수 센서가 감지되는 상태에 대한 절대값을 제공하기 때문에), 이 과정은 감지된 임의의 상태에 대해 이용될 수 있다. 사실상, 감지된 실제 절대값을 제공하는 것보다는 감지된 상태의 공칭 레벨과의 편차를 제공하는 것이 더 유용할 수도 있다. 이것은, 많은 경우에 모니터링되는 상태가 실제 값을 모니터하기 위한 것이 아니라 어떤 공칭 값과의 편차를 위해 모니터링되기 때문이다.
감지된 상태의 공칭 레벨로부터의 편차를 검출하여 전송하기 위해, 마이크로콘트롤러(106)는 도 4의 순서도에 따라 동작한다. 단계(152)에서, 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 센서가 설치되고, 상태(전압, 전류, 온도, 방사 등)는 계속하여 순간적으로 단계(154)에서 획득된다. 단계(156)에서 a.c. 전력선에서의 상태에 대한 공칭 레벨을 결정하기 위해, 시간(t)에 대해 감지된 상태의 순시값에 대한 시간적 평균이나 가중치와 같은 다른 임의의 유형의 통계적 조작이 수행된다. 이 시점에서, 원하는 유형의 통계적 조작을 위한 공칭 값이 결정된다는 점에서 초기 측정이 완료된다. 이 측정 과정은 정확한 공칭 값 레벨값을 얻기 위해서는 수초 내지 수주 심지어 수개월이 걸릴 수 있다. 초기 측정 과정이 완료된 후, 단계(158)에서는, 단계(154)에서 획득된 순시값이 공칭 레벨과 비교된다. 초기 공칭 레벨이 결정된 후, 초기 공칭 레벨은 새로운 순시 센서 데이터로부터 계속하여 재 계산된다. 단계(160)에서, 순시값이 공칭 레벨과 편차가 있는지가 결정된다. 편차가 있다면 편차가 있음과 편차 정도를 지시하는 신호가 단계(162)에서 원격 기지국에 전송된다. 편차가 검출되었는지 여부에 관계없이, 시스템은 단계(154)로 복귀하며, 여기서 또 다른 순시값이 획득되고 이 과정은 센서가 a.c. 전력선으로부터 제거될 때까지 또는 감지되는 특정 상태에 대한 결정이 더 이상 필요 없을 때까지 계속된다.
따라서, 도 1 및 도 3의 캐패시터(37)는 다음의 기능을 수행한다. 우선, 캐패시터(37)는 전력선 상의 전압을 감지하기 위해 사용된다. 둘째, 캐패시터(37)는 전력선에 통신 신호를 리액턴스 결합시키기 위해 사용된다. 셋째로 캐패시터(37)는 기지국(126)으로부터 전송된 신호를 마이크로콘트롤러(106)로 리액턴스 전달(reactively communicate)하기 위해 사용된다. 마지막으로, 기지국(126) 근처에 위치된 캐패시터(37')는 센서(10)로부터의 통신 신호를 리액턴스 수신하고, 기지국(126)으로부터의 통신 신호를 센서(10)로 다시 전송하기 위해 사용된다.
인덕터(43)도 유사한 방식으로 동작한다. 전력선 상의 전류를 감지할 뿐만 아니라; 기지국(126)으로 전송하기 위해 전력선에 통신 신호를 리액턴스 결합시킬 수 있다. 인덕터(43')는 또한 센서로부터의 통신 신호를 리액턴스 수신하고, 기지국(126)으로부터의 신호를 센서(10)로 전송하기 위해 사용된다.
비록 바람직한 실시예에 대해 설명된 전력선 통신이 센서에 의해 a.c. 전력선과 그 주변에서 감지된 상태에 관련되어 있지만, 본 발명이 비접촉성 센서 데이터 송신 및 수신에 한정되는 것은 아니다. 물론, 본 발명의 비접촉성 전력선 통신 시스템은 임의의 타입의 통신에서 사용될 수 있다.
본 발명의 상세한 특징이 특정 도면을 참조하여 도시되었을 지라도, 이것은 편의상 나타낸 것이며, 각 특징이 본 발명에 따른 다른 어떤 특징과도 결합될 수 있다.
당업자에게는 다른 실시예도 가능하며, 이 또한 다음의 청구범위에 속한다.

Claims (30)

  1. 전력선을 통해 전송하기 위해 제 1 위치에서 통신 신호를 발생시키는 수단과;
    상기 전력선을 분기(tap)시키지 않고 상기 전력선에 상기 통신 신호를 결합하는 수단과;
    제 2 위치에서 상기 통신 신호를 수신하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 통신 신호를 발생시키는 상기 수단은 제 1 통신 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 통신 신호를 결합하는 상기 수단은 상기 전력선에 상기 통신 신호를 유도적으로 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  4. 제 3항에 있어서, 통신 신호를 유도적으로 결합하는 상기 수단은 상기 전력선 주위에 배치된 통신 코어 엘리먼트와 상기 전력선에 상기 통신 신호를 결합하기 위해 상기 통신 코어 엘리먼트 주위에 배치된 다수의 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 통신 신호를 결합하는 상기 수단은 인덕터인 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  6. 제 1항에 있어서, 통신 신호를 수신하는 상기 수단은 제 2 위치에서 상기 전력선에 대해 상기 통신 신호를 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  7. 제 6항에 있어서, 통신 신호를 결합하는 상기 수단은 상기 전력선으로 그리고 상기 전력선으로부터 상기 신호를 유도적으로 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  8. 제 7항에 있어서, 통신 신호를 유도적으로 결합하는 상기 수단은 상기 전력선 주위에 배치된 통신 코어 엘리먼트와 상기 전력선으로 그리고 상기 전력선으로부터 상기 통신 신호를 결합하기 위해 상기 통신 코어 엘리먼트 주위에 배치된 다수의 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 위치로부터 전송된 상기 통신 신호를 상기 전력선으로부터 추출하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 추출 수단은 상기 제 2 위치로부터 전송된 상기 통신 신호를 상기 전력선으로부터 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  11. 제 10항에 있어서, 제 2 위치로부터 전송된 상기 통신 신호를 상기 전력선으로부터 결합하는 상기 수단은 상기 제 2 위치로부터 전송된 상기 신호를 상기 전력선으로부터 유도적으로 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  12. 제 11항에 있어서, 통신 신호를 유도적으로 결합하는 상기 수단은 상기 전력선 주위에 배치된 통신 코어 엘리먼트 및 상기 통신 코어 엘리먼트 주위에 배치된 다수의 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  13. 제 1항에 있어서, 상기 통신 신호를 인코딩하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  14. 제 4항에 있어서, 통신 신호를 유도적으로 결합하는 상기 수단은 상기 다수의 권선에 상기 통신 신호의 저전압, 고전류 펄스를 제공하여 상기 전력선에 상기 펄스를 유도적으로 결합하는 드라이버 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  15. 제 1항에 있어서, 상기 제 1 위치 근처에 배치된 기억장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 기억장치에 상기 통신 신호를 전송하는 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  17. 전력선을 통해 전송하기 위하여 통신 신호를 발생시키는 수단과;
    전력선을 분기시키지 않고 상기 전력선에 상기 통신 신호를 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 송신기.
  18. 전력선을 통해 전송된 통신 신호를 수신하는 비접촉성 전력선 통신 수신기에 있어서,
    상기 전력선을 통해 전송된 상기 통신 신호를 수신하는 수단과;
    상기 전력선을 분기시키지 않고 상기 전력선으로부터 상기 수신 수단으로 상기 통신 신호를 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 수신기.
  19. 전력선의 상태를 감지하는 센서와;
    상기 센서로부터 멀리 떨어져 있는 기지국과;
    상기 원격 기지국으로 전송하기 위해, 상기 센서로부터 상기 전력선 상으로, 상기 전력선을 분기시키지 않고, 신호를 결합하는 수단과;
    상기 전력선을 통해 전송된 상기 신호를, 상기 전력선으로부터 상기 원격 기지국으로, 상기 전력선을 분기시키지 않고 결합하는 수단과;
    상기 기지국에 의해 발생된 신호를, 상기 전력선 상에, 상기 전력선을 분기시키지 않고 결합하는 수단과;
    상기 기지국으로부터 상기 전력선을 통해 전송된 신호를, 상기 센서로, 상기 전력선을 분기시키지 않고 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 비접촉성 전력선 통신 시스템.
  20. a.c. 전력선 주위에 배치하기 위한 다수의 모듈러 코어 엘리먼트와;
    상기 a.c. 전력선에 의해 통전되며, 상기 각각의 모듈러 코어 엘리먼트 주위에 배치되어 있으며 상호접속된 다수의 권선을 포함하는 권선 층과;
    상기 a.c. 전력선과 그 주위의 상태를 감지하는 수단과;
    상기 권선에 의해 전력이 인가되며, 상기 감지수단에 응답하여 상기 감지된 상태를 나타내는 신호를 수신하는 제어 수단과;
    상기 전력선을 분기시키지 않고 상기 신호를 상기 전력선에 결합하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
  21. 제 20항에 있어서, 상기 모듈러 코어 엘리먼트는 고투자율을 가진 강자성체로 형성되는 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 각각의 모듈러 코어 엘리먼트의 권선은 직렬 또는 병렬로 전기적으로 상호접속되는 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
  23. 제 21항에 있어서, 상기 다수의 권선은 상기 a.c. 전력선과의 비접촉 트랜스포머 작용에 의해 통전되는 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
  24. 제 21항에 있어서, 상기 감지수단은 상기 a.c. 전력선의 전압을 감지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
  25. 제 21항에 있어서, 상기 감지수단은 상기 a.c. 전력선의 전류를 감지하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
  26. 제 20항에 있어서, 상기 감지수단은 인덕터를 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
  27. 제 26항에 있어서, 상기 인덕터는 상기 전력선 주위에 배치된 절연 물질 주위에 감겨진 다수의 전류측정 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
  28. 제 27항에 있어서, 상기 절연 물질은 저투자율을 가지는 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
  29. 제 28항에 있어서, 상기 절연 물질은 포말(foam)인 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
  30. 제 20항에 있어서, 통신 신호를 유도적으로 결합하는 상기 수단은 상기 a.c. 전력선 주위에 배치된 통신 코어 엘리먼트와; 비접촉 트랜스포머 작용을 통해 상기 a.c. 전력선에 상기 신호를 결합하기 위해 상기 통신 코어 엘리먼트주위에 배치된 다수의 권선을 포함하는 것을 특징으로 하는 모듈러 코어형 자체-구동 전력선 시스템.
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