KR100542137B1 - Structure and fabrication of inductive clamp-coupler for the power line commucation - Google Patents

Structure and fabrication of inductive clamp-coupler for the power line commucation Download PDF

Info

Publication number
KR100542137B1
KR100542137B1 KR1020050004399A KR20050004399A KR100542137B1 KR 100542137 B1 KR100542137 B1 KR 100542137B1 KR 1020050004399 A KR1020050004399 A KR 1020050004399A KR 20050004399 A KR20050004399 A KR 20050004399A KR 100542137 B1 KR100542137 B1 KR 100542137B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power line
magnetic
communication
signal
magnetic material
Prior art date
Application number
KR1020050004399A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김현식
허정섭
이해연
김종령
김민호
Original Assignee
(주)매트론
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)매트론 filed Critical (주)매트론
Priority to KR1020050004399A priority Critical patent/KR100542137B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100542137B1 publication Critical patent/KR100542137B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/56—Circuits for coupling, blocking, or by-passing of signals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F38/00—Adaptations of transformers or inductances for specific applications or functions
    • H01F38/14—Inductive couplings
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462—Systems for power line communications
    • H04B2203/5483—Systems for power line communications using coupling circuits

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Near-Field Transmission Systems (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

본 발명은 광대역 전력선 통신을 위해 전력선통신용 데이터 송수신 장치와 연결되어 전력선에 통신 신호를 커플링하는 자기 유도성 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치는 자성체, 통신용 단자, 신호선 등을 기본 구성으로 하고, 상기 자성체를 절연성, 내구성, 접지를 목적으로 고분자 수지나 금속을 이용한 외부 케이스에 삽입하거나 절단하여 제작하는 방법을 특징으로 한다. 이러한 본 발명은, 상기 자기 유도성 장치에 대전류 특성을 향상시키는 목적으로 절단면에 갭이나 얇은 물질을 삽입하여 전력선에 비접촉식으로 설치되고, 단상 혹은 다상의 저압 및 고압 전력선에 자기 유도성을 이용하여 캐리어신호를 고압 전력선에 송신하고, 고압 전력선의 캐리어신호를 상기 데이터 송수신 장치에 수신하는 커플링을 목적으로 응용된다.

Figure 112005002635948-pat00001

전력선 통신, 커플러, 고전압, 고주파

The present invention relates to a magnetic inductive device coupled to a data transmission and reception device for power line communication for wideband power line communication to couple a communication signal to a power line. The magnetic inductive device for power line communication according to the present invention has a basic configuration of a magnetic material, a communication terminal, a signal line, and the like, and inserts or cuts the magnetic material into an outer case using a polymer resin or metal for the purpose of insulation, durability, and grounding. Method. The present invention is installed in a non-contact with a power line by inserting a gap or thin material in the cut surface for the purpose of improving the high current characteristics in the magnetic inductive device, the carrier using magnetic induction to low-voltage and high-voltage power line single-phase or multi-phase The present invention is applied for the purpose of coupling a signal to a high voltage power line and receiving a carrier signal of the high voltage power line to the data transmitting and receiving device.

Figure 112005002635948-pat00001

Power Line Communication, Coupler, High Voltage, High Frequency

Description

전력선 통신용 비접촉식 자기 유도성 장치의 구조와 그 제조 방법{Structure and Fabrication of Inductive Clamp-Coupler for the Power Line Commucation}Structure and fabrication method of contactless magnetic inductive device for power line communication {Structure and Fabrication of Inductive Clamp-Coupler for the Power Line Commucation}

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치의 개략도      1 is a schematic diagram of a magnetic inductive device for power line communication according to an embodiment of the present invention

도 2는 도 1의 회로도      2 is a circuit diagram of FIG.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치를 전력선에 설치한 상태를 예시한 도면      3 is a diagram illustrating a state in which a magnetic induction apparatus for power line communication according to an embodiment of the present invention is installed on a power line;

도 4는 도 1에 도시된 자성체의 제 1 실시예에 따른 구조 및 고분자 수지를 이용한 코팅 형상을 예시한 도면     4 is a view illustrating a structure according to a first embodiment of the magnetic body shown in FIG. 1 and a coating shape using a polymer resin;

도 5는 도 1에 도시된 자성체의 제 2 실시예에 따른 구조 및 이를 삽입하기 위한 외부 금속 케이스의 구조를 예시한 도면     5 is a view illustrating a structure according to a second embodiment of the magnetic material shown in FIG. 1 and a structure of an outer metal case for inserting the structure

도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따라 자기 유도성 장치를 전력선에 설치한 상태 및 신호선을 권선하는 방법을 예시한 도면     6 is a diagram illustrating a state in which a magnetic inductive device is installed on a power line and a method of winding a signal line according to the first embodiment of the present invention.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따라 자기 유도성 장치를 전력선에 설치한 상태 및 신호선을 권선하는 방법을 예시한 도면     7 is a diagram illustrating a state in which a magnetic inductive device is installed on a power line and a method of winding a signal line according to a second embodiment of the present invention.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치의 측정된 신호전송 특성도      8 is a measured signal transmission characteristic diagram of a magnetic inductive device for power line communication according to an embodiment of the present invention;

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>  <Description of reference numerals for main parts of the drawings>

1 : 자기 유도성 장치 10 : 전력선   1: magnetic inductive device 10: power line

20 : 자성체 30 : 신호선  20: magnetic material 30: signal line

40, 41 : 연결단자 50 : 데이터 송수신 장치   40, 41: connection terminal 50: data transmission and reception device

본 발명은 광대역 전력선 통신을 위해 전력선통신용 데이터 송수신 장치와 연결되어 전력선에 통신 신호를 커플링하는 비접촉식 자기 유도성 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자성체, 통신용 단자, 신호선 등을 기본 구성으로 하고, 전력선에 비접촉식으로 설치되어 캐리어신호를 고압 전력선에 송신하고, 고압 전력선의 캐리어신호를 상기 데이터 송수신 장치에 수신하는 자기 유도성 장치의 구조와 제조방법에 관한 것이다.    The present invention relates to a non-contact magnetic inductive device coupled to a data transmission and reception device for power line communication for wideband power line communication, and coupling a communication signal to a power line. More specifically, the present invention has a basic configuration of a magnetic material, a communication terminal, a signal line, and the like. The present invention relates to a structure and a manufacturing method of a magnetic inductive device which is provided in a non-contact manner on a power line to transmit a carrier signal to a high voltage power line and receives a carrier signal of the high voltage power line to the data transmitting and receiving device.

현재 본 발명에서 제시하는 수 백 암페어(A)급의 고전압에서 안정적이고 우수한 신호전달 특성을 갖는 자기 유도성 장치는 전력선의 절연피복을 제거하고 직접 연결하는 접촉식 커플러가 개발되어 있지만, 안정성과 복잡한 설치과정의 문제점 때문에 상용화가 어려운 실정이다.Currently, the magnetic inductive device, which has stable and excellent signal transmission characteristics at high voltages of several hundred amperes (A), has been developed with a contact coupler that removes insulation of the power line and directly connects it. Due to problems in the installation process, commercialization is difficult.

전력선 통신(Power Line Communication)은 기존 포설된 망 중에서 가장 넓은 분포도를 갖는 전력선을 이용하여 통신신호를 전달하는 것으로써, 전력선이 전용 통신 선으로 설계, 설치 및 운용되고 있지 않기 때문에 다양한 종류의 전기부하들이 복잡하게 연결됨에 따라 전력 전달 시 생성되는 간섭현상과 변압기를 통해 데이터를 전송하는데 핵심적인 문제점을 가지고 있다. Power line communication transmits a communication signal using the power line having the widest distribution among the existing networks. Since the power line is not designed, installed and operated as a dedicated communication line, various types of electric loads are used. As they become more complex, there are key problems in the transmission of data through transformers and the interference generated during power delivery.

또한, 전력선을 이용한 통신기술의 발전으로 인하여 새로운 통신망으로 관심을 받게 되었고, 각 가정의 홈 네트워크나 전력소비 감시제어 또는 인터넷 통신 등의 여러 응용분야에 적용되어 별도의 통신선을 사용하지 않고 초고속 통신망을 구축할 수 있기 때문에 향후 전력선 통신은 더욱 발전될 전망이다.In addition, due to the development of communication technology using the power line has been attracting attention as a new communication network, it is applied to various applications such as home network, power consumption monitoring control or Internet communication in each home to establish a high-speed communication network without using a separate communication line. Power line communication is expected to be further developed in the future.

따라서 본 발명의 목적은, 광대역 전력선 통신을 위해 전력선통신용 데이터 송수신 장치와 연결되고 전력선에 비접촉식으로 설치되어 캐리어신호를 전력선에 송신하고, 전력선의 캐리어신호를 상기 데이터 송수신 장치에 수신하는 자기 유도성 장치의 구조와 제조방법을 제공함에 있다.

Accordingly, an object of the present invention is a magnetic inductive device that is connected to a data transmission and reception device for power line communication for broadband power line communication and is installed in a contactless manner on a power line to transmit a carrier signal to a power line, and receives a carrier signal of a power line to the data transmission and reception device. To provide a structure and a method of manufacturing.

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.  Hereinafter, described in detail by the accompanying drawings as follows.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력선 통신용 비접촉식 자기 유도성 장치는 자성체, 통신용 단자, 신호선 등을 기본 구성으로 하고, 상기 자기 유도성 장치에 접지, 저항이나 콘덴서를 추가하는 것을 특징으로 한다.  The non-contact magnetic inductive device for power line communication of the present invention for achieving the above object has a basic configuration of a magnetic material, a communication terminal, a signal line, and the like, and is characterized by adding a ground, a resistor or a capacitor to the magnetic inductive device.

또한, 본 발명에 따른 전력선 통신용 비접촉식 자기 유도성 장치는 상기 자성체를 절연성, 내구성, 접지를 목적으로 고분자 수지나 금속을 이용한 외부 케이스에 삽입하거나 절단하여 제작하는 방법을 특징으로 한다. In addition, the non-contact magnetic induction apparatus for power line communication according to the present invention is characterized in that the magnetic material is produced by inserting or cutting the outer case using a polymer resin or metal for the purpose of insulation, durability and grounding.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력선 통신용 자기 유도성 장치는 대전류 특성을 향상시키는 목적으로 절단면에 갭이나 얇은 물질을 삽입하여 전력선에 비접촉식으로 설치되는 것을 특징으로 한다.Magnetic inductive device for power line communication of the present invention for achieving the above object is characterized in that it is installed in a non-contact power line by inserting a gap or thin material in the cutting surface for the purpose of improving the large current characteristics.

상기의 전력선 통신용 자기 유도성 장치를 단상 혹은 다상의 저압 및 고압 전력선에 자기 유도성을 이용하여 1 kHz ~ 100 MHz 범위의 통신 신호를 커플링하는 목적으로 응용되는 것을 특징으로 한다.The magnetic inductive device for power line communication may be applied for the purpose of coupling a communication signal in the range of 1 kHz to 100 MHz using magnetic induction to single-phase or multi-phase low voltage and high voltage power lines.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전력선 통신용 비접촉식 자기 유도성 장치의 구조 및 제조방법에 대해서 상세하게 설명기로 한다.Hereinafter, a structure and a manufacturing method of a non-contact magnetic inductive device for power line communication according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치의 개략도로써, 본 발명에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치(1)는 한 개의 자성체(20)를 전력선(10)에 결합하고, 이 자성체(20)에 신호선을 권선하여 BNC나 SMA 형태의 연결단자(40)를 구성하고 전력선 통신용 데이터 송수신 장치(50)의 신호단자(41)와 연결되는 구조를 갖는다.1 is a schematic diagram of a magnetic inductive device for power line communication according to an embodiment of the present invention, the magnetic inductive device 1 for power line communication according to the present invention combines one magnetic body 20 to the power line 10, By winding a signal line on the magnetic body 20 to form a connection terminal 40 of the BNC or SMA type and has a structure connected to the signal terminal 41 of the data transmission and reception device 50 for power line communication.

본 발명에서 고안된 자성체(20)는 토로이드(Toroid)형상으로서, 그 내경부에 전력선(10)이 관통하는 형태로 설치되며, 주파수 1 kHz에서 50 MHz범위에서 20 이상의 투자율과 0.4 T 이상의 자속밀도의 특성을 갖는 자성재료가 이용된다.Magnetic body 20 designed in the present invention is a toroid (Toroid) shape, is installed in the form of the power line 10 penetrates the inner diameter portion, the magnetic permeability of more than 20 and magnetic flux density of 0.4 T or more in the range of 50 MHz at a frequency of 1 kHz Magnetic materials having the characteristics of are used.

본 발명에서 고안된 자성체(20)는 신호선(30)을 통해서 인가되는 데이터 송수신 장 치(50)의 전기신호를 전력선(10)에 유도기전력(렌쯔의 법칙)을 이용하여 통신 주파수를 송신할 수 있게 한다. The magnetic body 20 devised in the present invention can transmit an electrical signal of the data transmitting / receiving device 50 applied through the signal line 30 to the power line 10 by using induced electromotive force (Lenz's law). do.

또한 전력선(10)에 인가되어 있는 통신신호를 상기 언급한 방법으로 신호선(30)에 유도하여 데이터 송수신장치에 수신할 수 있게 한다.In addition, the communication signal applied to the power line 10 is guided to the signal line 30 in the above-described manner so that it can be received by the data transmission and reception apparatus.

도 2는 도 1에 도시된 전력선 통신용 자기 유도성 장치의 회로도로서, 동 도면에서는, 본 발명에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치(1)는 전력선 통신용 데이터 송수신 장치(50)에 연결되는 신호선(30) 뿐만 아니라 상기의 유도성 장치(1)와 데이터 송수신 장치(50)를 보호할 수 있는 접지 단자(120)가 포함되어 있는 구조를 나타냈다. FIG. 2 is a circuit diagram of the magnetic inductive device for power line communication shown in FIG. 1, in which the magnetic inductive device 1 for power line communication according to the present invention is connected to a data transmission / reception device 50 for power line communication. In addition, the structure in which the ground terminal 120 that protects the inductive device 1 and the data transmission / reception device 50 is included.

그리고, 상기 전력선 통신용 데이터 송수신 장치(50)와 임피던스를 매칭하기 위해서 신호선에 저항, 커패시터(130)등과 같은 수동소자를 직렬, 혹은 병렬로 접합하여 신호전송특성(S21)을 향상시킬 수 있도록 구성된다.In addition, in order to match the impedance with the power line communication data transmission and reception device 50, a passive element such as a resistor, a capacitor 130, or the like is connected to the signal line in series or parallel to improve signal transmission characteristics (S 21 ). do.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치(1)를 고압전력선(10)에 설치한 상태를 예시한 도면으로서, 본 발명에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치(1)는 고압전력선(10)에 비접촉식으로 설치될 수 있으며, 상기의 자기 유도성 장치(1)에 포함된 신호선(30)을 이용하여 데이터 송수신 장치(50)와 연결되어 수용가의 옥내에서 송신된 통신신호가 저압전력선(101)을 거쳐 주상 혹은 지중 변압기를 통과하지 않고 자성체의 유도기전력을 이용하여 전력선에 커플링 될 수 있도록 설치된다.3 is a view illustrating a state in which the magnetic inductive device for power line communication 1 according to an embodiment of the present invention is installed on a high voltage power line 10, and the magnetic inductive device for power line communication 1 according to the present invention is a high voltage. It can be installed in a non-contact manner on the power line 10, the communication signal transmitted in the indoor of the customer by using the signal line 30 included in the magnetic inductive device 1 is transmitted to the low-voltage It is installed to be coupled to the power line using the induced electromotive force of the magnetic material without passing through the power line 101 and the column or underground transformer.

또한 전력선(10)에 인가되어 있는 통신신호를 상기 언급한 방법으로 신호선(30)에 유도하여 데이터 송수신장치에 수신하고, 저압 전력선에 송신할 수 있게 한다.In addition, the communication signal applied to the power line 10 is guided to the signal line 30 by the above-mentioned method, so that it can be received by the data transceiver and transmitted to the low voltage power line.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치(1)의 자성체(20) 구조 및 고분자 수지(110)를 이용한 자기 유도성 장치를 예시한 도면이다.FIG. 4 is a diagram illustrating a magnetic body 20 structure of the magnetic inductive device 1 for power line communication and a magnetic inductive device using the polymer resin 110 according to the first exemplary embodiment of the present invention.

여기서, 자성체(100)는 절연성과 내구성을 향상시키기 위해서 고분자 수지(110)로 코팅하였고, 그 내경부에 고압전력선(10)이 관통하여 설치가 용이하도록 높이 방향(z축)으로 절단하여 분리되는 구조로 이루어져 있다. Here, the magnetic material 100 was coated with a polymer resin 110 to improve insulation and durability, and the high-voltage power line 10 penetrates the inner diameter portion thereof to be separated by cutting in the height direction (z-axis) to facilitate installation. It consists of a structure.

그리고, 신호선(30)은 고분자 수지(110)로 코팅된 자성체(100)의 한쪽 개구부를 통해서 내경부로 인입하고, 다른 한쪽의 개구부를 통해 자성체(100)의 외경부로 인출되어 BNC나 SMA 형상의 연결단자(40)와 결합된다. The signal line 30 is led into the inner diameter portion through one opening of the magnetic body 100 coated with the polymer resin 110, and drawn out to the outer diameter portion of the magnetic body 100 through the other opening to have a BNC or SMA shape. It is coupled with the connection terminal 40.

상기의 유도성 장치(1)와 데이터 송수신 장치(50)를 보호할 수 있는 접지 단자(120)는 전도성이 우수한 금속선이나 금속박을 이용하여 자성체에 연결하고, 상기의 자성체와 동시에 고분자 수지로 코팅하여 본 발명의 자기 유도성 장치(1)에 고정될 수 있도록 하였다. The ground terminal 120 that can protect the inductive device 1 and the data transmission / reception device 50 is connected to a magnetic material using a metal wire or a metal foil having excellent conductivity, and is coated with a polymer resin at the same time as the magnetic material. It can be fixed to the magnetic inductive device (1) of the present invention.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치(1)의 자성체(20) 구조 및 이를 삽입하기 위한 외부 금속 케이스의 구조를 예시한 도면이다. FIG. 5 is a diagram illustrating a structure of a magnetic body 20 of a magnetic inductive device 1 for power line communication and a structure of an external metal case for inserting the same, according to a second embodiment of the present invention.

도 4의 제 1 실시예에 따른 자기 유도성 장치(1)의 기본적인 구성과 동일하게 자성체(100)는 절연성과 내구성을 향상시키기 위해서 고분자 수지(110)로 코팅하였고, 그 내경부에 전력선(10)이 관통하여 설치가 용이하도록 높이 방향(z축)으로 절단하여 분리되는 구조로 이루어져 있다. Similar to the basic configuration of the magnetic inductive device 1 according to the first embodiment of FIG. 4, the magnetic body 100 is coated with the polymer resin 110 to improve insulation and durability, and the power line 10 in the inner diameter portion thereof. ) Is cut and separated in the height direction (z-axis) to facilitate installation.

그러나, 본 발명의 제 2 실시예에서 신호선의 구성은 전도성이 우수한 금속재질을 이용하여 고분자 수지(110)로 코팅된 자성체(100)의 외부, 하부나 상부의 한쪽, 내부를 둘러싸는 금속 케이스(111)를 이용하여 구성하였다. However, in the second embodiment of the present invention, the configuration of the signal line includes a metal case surrounding one of the outside, the bottom or the top, and the inside of the magnetic material 100 coated with the polymer resin 110 by using a metal material having excellent conductivity ( 111).

또한, BNC나 SMA 형상의 연결단자(40)를 별도의 신호선 없이 금속 케이스에 직접 접합(400, 401)하고, 자성체(100)와 함께 고분자 수지(110)로 코팅하여 상기의 자기 유도성 장치(1)에 고정될 수 있다.In addition, the connection terminal 40 of the BNC or SMA shape is directly bonded (400, 401) to the metal case without a separate signal line, and coated with a polymer resin 110 together with the magnetic body 100, the magnetic inductive device ( Can be fixed to 1).

상기의 유도성 장치(1)와 데이터 송수신 장치(50)를 보호할 수 있는 접지 단자(120)는 전도성이 우수한 금속을 이용하여 자성체와 고분자 수지를 둘러싸고 있는 금속 케이스(111)에 접합하여 본 발명의 자기 유도성 장치(1)에 고정될 수 있도록 하였다. The ground terminal 120 that can protect the inductive device 1 and the data transmission / reception device 50 is bonded to the metal case 111 surrounding the magnetic material and the polymer resin by using a metal having excellent conductivity. It can be fixed to the magnetic inductive device (1).

도 6은 도 4에 도시된, 고분자 수지(110)로 코팅하고 높이 방향(z축)으로 절단하여 분리된 자성체(100)를 결합하여 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치(1)를 전력선에 설치한 상태 및 신호선을 권선하는 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 6 is a magnetic inductive device for power line communication according to the first embodiment of the present invention by combining the separated magnetic material 100 coated with the polymer resin 110 and cut in the height direction (z-axis) shown in FIG. 4. It is a figure which shows the state which installed (1) in the power line, and the method of winding a signal line.

도시되고 있는 바와 같이, 상기의 자기 유도성 장치(1)는 내경부에 전력선(10)과 신호선(30)을 수용하고 절연테이프로 고분자 수지(110)로 코팅된 자성체(100)의 외경부를 여러 겹 둘러싸서 절단된 두 개의 자성체(100)가 유동되지 않도록 고정하였다. As shown, the magnetic inductive device 1 accommodates the power line 10 and the signal line 30 in the inner diameter portion and the outer diameter portion of the magnetic body 100 coated with the polymer resin 110 with insulating tape. The two magnetic bodies 100 cut by overlapping layers were fixed to prevent flow.

또한, 절단하여 분리된 두 개의 자성체(100)가 내경부에 전력선(10)과 신호선(30)을 함유하고 결합되었을 때, 결합면에 높은 평탄도를 유지하여 자성체(100)에서 생 성된 자속의 누설이 최소화 될 수 있게 구성되며, 전력선(10)에 대전류가 통전되는 조건에서도 우수한 전자기적 특성을 유지하기 위해서 분리된 두 개의 자성체(100) 결합면에 얇은 물질(예컨대, 절연테이프 등)을 삽입하여 자성체의 포화전류 특성을 증가시키는 것이 가능하도록 이루어져 있다. In addition, when the two magnetic bodies 100 cut and separated are combined with the power line 10 and the signal line 30 in the inner diameter portion, the magnetic flux generated by the magnetic body 100 is maintained by maintaining high flatness on the coupling surface. It is configured to minimize leakage and inserts a thin material (for example, insulating tape, etc.) into two mating surfaces of the magnetic material 100 separated in order to maintain excellent electromagnetic characteristics even in a condition where a large current is energized in the power line 10. It is possible to increase the saturation current characteristics of the magnetic material.

도 7은 도 5에 도시된, 자성체(100)를 결합하여 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치(1)를 전력선에 설치한 상태 및 신호선을 권선하는 방법을 나타내는 도면이다.FIG. 7 is a view illustrating a state in which the magnetic induction device 1 for power line communication according to the second embodiment of the present invention is installed on a power line and a signal line is wound by combining the magnetic material 100 shown in FIG. 5. .

도시되고 있는 바와 같이, 상기의 자기 유도성 장치(1)는 내경부에 전력선(10)을 수용하고 신호선(30)으로 사용되고 있는 금속 케이스(111)의 외경부를 절연테이프로 여러 겹 둘러싸거나, 금속 케이스(111)에 경첩(hinge)과 걸쇠(catch)를 장착하여 절단된 두 개의 자성체(100)가 유동되지 않도록 고정할 수 있다. As shown in the drawing, the magnetic inductive device 1 accommodates the power line 10 in the inner diameter portion and surrounds the outer diameter portion of the metal case 111, which is used as the signal line 30, with an insulating tape several times. A hinge and a catch may be attached to the case 111 to fix the two magnetic bodies 100 that are not cut.

또한, 절단하여 분리된 두 개의 자성체(100)가 내경부에 고압전력선(10)을 함유하고 결합되었을 때, 결합면에 높은 평탄도를 유지하여 자성체(100)에서 생성된 자속의 누설이 최소화 될 수 있게 구성되며, 고압전력선(10)에 대전류가 통전되는 조건에서도 우수한 전자기적 특성을 유지하기 위해서 분리된 두 개의 자성체(100) 결합면에 얇은 물질(예컨대, 절연테이프 등)을 삽입하여 자성체의 포화전류 특성을 증가시키는 것이 가능하도록 이루어져 있다. In addition, when the two magnetic bodies 100 cut and separated include the high-voltage power line 10 in the inner diameter and are coupled to each other, the leakage of the magnetic flux generated in the magnetic body 100 may be minimized by maintaining high flatness on the coupling surface. In order to maintain excellent electromagnetic properties even under conditions where a large current is energized in the high-voltage power line 10, a thin material (eg, insulating tape, etc.) is inserted into two mating surfaces of the magnetic material 100 to separate the magnetic material. It is possible to increase the saturation current characteristics.

도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치(1)의 신호전송 특성을 네트워크 어낼라이저(Network Analyzer)를 이용하여 측정한 결과도로써, 1 kHz ~ 30 MHz에서는 -5 dB 이상, 30 MHz ~ 50 MHz에서는 -7 dB 이상의 우수한 특성 을 갖고 있다.8 is a result of measuring signal transmission characteristics of the magnetic inductive device 1 for power line communication according to an exemplary embodiment of the present invention using a network analyzer, and is greater than -5 dB at 1 kHz to 30 MHz. At 30 MHz to 50 MHz, the signal quality is better than -7 dB.

따라서, 본 발명에서 제시하는 광대역 전력선 통신용 비접촉식 자기 유도성 장치는 데이터 송수신 장치와 연결되어 통신신호를 전력선에 커플링 함에 있어서 높은 효율의 신호전송 특성을 나타낼 것으로 판단된다. Therefore, the contactless magnetic inductive device for wideband power line communication proposed in the present invention is connected to a data transmission / reception device and thus is expected to exhibit high efficiency signal transmission characteristics in coupling a communication signal to a power line.

위에서 설명하고 있는 본 발명에 따른 전력선 통신용 자기 유도성 장치는, 다음과 같은 효과를 갖는다.      The magnetic inductive device for power line communication according to the present invention described above has the following effects.

첫째, 본 발명은, 자성체의 유도기전력(렌쯔의 법칙)을 이용하여 통신 주파수를 송수신할 수 있도록 구성되기 때문에, 전력선 통신용 데이터 송수신 장치를 전력선에 직접 접촉시키지 않고 설치할 수 있는 효과가 있다.First, since the present invention is configured to transmit and receive a communication frequency using the induced electromotive force of the magnetic material (Lenz's law), there is an effect that the data transmission and reception device for power line communication can be installed without directly contacting the power line.

둘째, 본 발명은, 신호선을 전력선에 직접 납땜하여 접합하는 설치 공정 없이, 고압 전력선을 내경부에 수용하고 절단하여 분리된 자성체를 결합하여 설치완료 할 수 있기 때문에 설치 공정의 단순화 효과가 있다.Second, the present invention has a simplification of the installation process because the installation process can be completed by combining the separated magnetic material by receiving and cutting the high-voltage power line in the inner diameter portion without the installation process of directly soldering the signal line to the power line.

셋째, 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 전도성이 우수한 금속 케이스를 신호선으로 이용하고, BNC나 SMA 형상의 신호연결 단자를 접합하여 자성체와 함께 고분자 수지로 코팅하여 자기 유도성 장치에 고정함으로써 자성체, 신호선, 연결단자를 일체화 할 수 있는 효과가 있다.Third, according to the second embodiment of the present invention, by using a metal case having excellent conductivity as a signal line, by bonding a signal connection terminal of the BNC or SMA shape, coated with a magnetic resin and fixed with a magnetic inductive device by magnetic polymer It is effective to integrate signal line and connecting terminal.

Claims (6)

주파수 1 kHz에서 50 MHz범위에서 20 이상의 투자율과 0.4 T 이상의 자속밀도의 특성을 갖는 토로이드 형상의 자성체를 이용하여 그 내경부에 전력선이 관통하고, 신호선을 자성체의 한쪽 개구부를 통해서 내경부로 인입하고, 다른 한쪽의 개구부를 통해 자성체의 외경부로 인출하여 권선하고 양쪽 끝을 BNC나 SMA 형태의 단자와 연결하고 전력선 통신용 데이터 송수신 장치의 입출력 단자에 부착하여 전력선에 통신 신호를 커플링하는 비접촉식 자기 유도성 장치     A power line penetrates the inner diameter part of a toroidal magnetic body having a magnetic permeability of 20 or more and a magnetic flux density of 0.4 T or more in the frequency range of 1 kHz to 50 MHz, and the signal line is introduced into the inner diameter part through one opening of the magnetic body. Non-contact magnetic induction that draws the wire through the other opening to the outer diameter of the magnetic material and connects both ends with a BNC or SMA type terminal and attaches it to the input / output terminal of the data transmission / reception device for power line communication to couple the communication signal to the power line. Sex device 제 1 항에 있어서,      The method of claim 1, 상기 장치는 자성체, 자성체를 권선하고 있는 신호선, 신호선 양쪽 끝을 연결하는 통신용 단자를 기본 구성으로 하고, 여기에 저항이나 콘덴서, 인덕터를 신호선에 직, 병렬로 추가 연결하여 임피던스 매칭을 통한 1 kHz ~ 100 MHz의 주파수 범위에서 감쇠율이 0 ~ -15dB의 특성을 발휘하도록 구성하는 비접촉식 자기 유도성 장치The device is composed of a magnetic material, a signal wire winding the magnetic material, and a communication terminal for connecting both ends of the signal line, and a resistor, a capacitor, and an inductor are connected directly and in parallel to the signal line, and then 1 kHz through impedance matching. Contactless magnetic inductive device configured to exhibit 0 to -15 dB of attenuation over a frequency range of 100 MHz 제 1 항에 있어서,     The method of claim 1, 상기 자성체를 절연성, 내구성, 접지를 목적으로 고분자 수지나 금속을 이용한 케이스에 삽입하고 자성체와 케이스 내부면과의 공간에 고분자 수지를 몰딩하여 자성체와 케이스를 고정하고, 상기 장치를 높이 방향(Z축)으로 절단하여, 운용되고 있는 저압 및 고압 전력선의 절단없이 내경부를 관통할 수 있도록 제작하는 방법을 특징으로 하는 비접촉식 자기 유도성 장치.The magnetic material is inserted into a case using polymer resin or metal for insulation, durability, and grounding, and the polymer is molded in the space between the magnetic material and the inner surface of the case to fix the magnetic material and the case, and the device is moved in the height direction (Z axis). A non-contact magnetic induction device characterized in that the method to be cut so that it can penetrate the inner diameter without cutting the low-voltage and high-voltage power line in operation. 제 2 항에 있어서,        The method of claim 2, 자성체를 권선하는 신호선으로 이용하기 위한 목적으로 유도성 장치를 구성하는 자성체의 외부, 하부나 상부의 한쪽, 내부를 둘러싸도록 연결된 전도성이 우수한 금속 케이스를 사용하여 신호선에서 발생하는 감쇠를 최소화 하는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 비접촉식 자기 유도성 장치.Minimize attenuation generated in the signal line by using a highly conductive metal case connected to surround the outside, one side of the lower part or the upper part of the magnetic material constituting the inductive device for use as a signal line for winding the magnetic material. Non-contact magnetic induction device for power line communication. 제 3 항에 있어서,       The method of claim 3, wherein 제시한 방법으로 제작한 장치에 대전류 특성을 향상시키는 목적으로, 절단하여 분리된 두 개의 자성체 결합면에 갭이나 얇은 물질(예컨대, 절연테이프 등)을 부착하여 결합면에 공극을 형성함으로써 자성체의 포화전류 특성을 증가시키는 것을 특징으로 하는 전력선 통신용 비접촉식 자기 유도성 장치.In order to improve the high current characteristics of the device fabricated by the proposed method, saturation of the magnetic body is formed by attaching a gap or thin material (for example, an insulating tape, etc.) to the two magnetic coupling surfaces separated and separated to form voids on the coupling surface. A contactless magnetic inductive device for power line communication, characterized by increasing current characteristics. 제 1 항에 있어서,       The method of claim 1, 상기 장치를 구성하고 있는 자성체의 내경부를 관통하고 있는 전력선과 신호선을 통하여 신호선에 인가되어 있는 데이터 송수신 장치의 전기신호를 자성체의 유도기전력(렌쯔의 법칙)을 이용하여 전력선에 1 kHz ~ 100 MHz 범위의 통신 신호를 송신하고, 전력선에 인가되어 있는 통신 신호를 신호선에 유도하여 데이터 송수신장치에서 수신하는 것을 목적으로 응용되는 전력선 통신용 비접촉식 자기 유도성 장치.       1 kHz to 100 MHz on the power line using the induced electromotive force (Lenz's law) of the data transmitting / receiving device applied to the signal line through the power line and the signal line passing through the inner diameter portion of the magnetic body constituting the device. A contactless magnetic inductive device for power line communication, which is applied for the purpose of transmitting a communication signal of a range and inducing a communication signal applied to a power line to a signal line and receiving the same in a data transmission / reception apparatus.
KR1020050004399A 2005-01-18 2005-01-18 Structure and fabrication of inductive clamp-coupler for the power line commucation KR100542137B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050004399A KR100542137B1 (en) 2005-01-18 2005-01-18 Structure and fabrication of inductive clamp-coupler for the power line commucation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050004399A KR100542137B1 (en) 2005-01-18 2005-01-18 Structure and fabrication of inductive clamp-coupler for the power line commucation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100542137B1 true KR100542137B1 (en) 2006-01-11

Family

ID=37178100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050004399A KR100542137B1 (en) 2005-01-18 2005-01-18 Structure and fabrication of inductive clamp-coupler for the power line commucation

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100542137B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100996139B1 (en) 2008-12-08 2010-11-24 한국전기연구원 non-intrusive blocking filter for power line communication and control method thereof
WO2014072063A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-15 Premo, Sl Device for the two-way inductive coupling of data signals to a power line
KR101879184B1 (en) * 2017-04-12 2018-07-17 모본주식회사 Device which is able to receive vehicle information signal without any wiring or physical connection

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100996139B1 (en) 2008-12-08 2010-11-24 한국전기연구원 non-intrusive blocking filter for power line communication and control method thereof
WO2014072063A1 (en) * 2012-11-12 2014-05-15 Premo, Sl Device for the two-way inductive coupling of data signals to a power line
KR20150085005A (en) * 2012-11-12 2015-07-22 프레모, 에세엘레 Device for the two-way inductive coupling of data signals to a power line
US9531436B2 (en) 2012-11-12 2016-12-27 Premo, Sl Device for the two-way inductive coupling of data signals to a power line
KR102068561B1 (en) 2012-11-12 2020-01-21 프레모, 에세.아. Device for the two-way inductive coupling of data signals to a power line
KR101879184B1 (en) * 2017-04-12 2018-07-17 모본주식회사 Device which is able to receive vehicle information signal without any wiring or physical connection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7046124B2 (en) Power line coupling device and method of using the same
US10030510B2 (en) Wellbore E-field wireless communication system
US7224243B2 (en) Power line coupling device and method of using the same
US7307512B2 (en) Power line coupling device and method of use
AU2005299964B2 (en) Inductive coupler for power line communications
CN1493111A (en) Induction coupling of data signal to power transmission cable
PL210711B1 (en) High frequency network communications over various lines
KR20080099565A (en) Automatic meter reading method using power line communication(plc) through a neutral line
KR100542137B1 (en) Structure and fabrication of inductive clamp-coupler for the power line commucation
CA2929061C (en) Wellbore e-field wireless communication system
US20050017908A1 (en) Antenna device
KR101320253B1 (en) A non-contact coupler for power line communication using condenser capacitance and a manufacturing method thereof
US7312694B2 (en) Capacitive couplers and methods for communicating data over an electrical power delivery system
JP2006279214A (en) Signal-injecting/extracting apparatus
EP1307972B1 (en) Coupler for wireless communications
CN101667488A (en) Wide/narrow-band multiplexing coupler for power-line data transmission, and machining method thereof
Van Pham Development of High Power Components and Systems for Radar and Energy Harvesting Applications
Huang et al. Characterization of Mn–Zn ferrites using the coaxial transmission line method
NO20180835A1 (en) Wellbore e-field wireless communication system
Sower et al. Twin coaxial balun (TCB) development
KR100468322B1 (en) Pulse transformer for transmitting and receiving signal
KR200327573Y1 (en) Apparatus for connecting signal line with power line for power line communication
JP2006287324A (en) Antenna assembly and high-frequency coupling unit using the same
KR20090075488A (en) Contactless inductive coupler
GB2366068A (en) Reducing RF-induced longitudinal currents in conductors

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121228

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131230

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141230

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160120

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170103

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180102

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190103

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191231

Year of fee payment: 15