KR101713978B1 - 전력선통신 중계 장치 및 그 방법 - Google Patents

전력선통신 중계 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

전력선통신 신호증폭 장치에 있어서, 상부와 하부로 분리 및 결합이 가능한 제1 코어를 포함하되, 제1 코어의 중심 구멍을 통해 전력선에 결합되는 발전코어부; 발전코어부와 결합된 전력선에서의 전류를 바탕으로 전원을 생성하는 변류부; 변류부에서 생성된 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터부; 및 변환된 직류 전원에 의해 전원을 공급 받아, PLC 통신신호를 중계하는 PLC부를 포함하는, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치가 개시된다.

Description

전력선통신 중계 장치 및 그 방법{Apparatus of Signal Relaying in Power Line Communication, and Method thereof}
본 발명은 전력선통신 중계 장치 및 그 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 에너지 하베스팅을 이용한 전력선통신 중계 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
전력선통신 기술(Power Line Communication, PLC)은 기존의 전력선을 통해 데이터를 송수신함으로써, 손쉽게 통신 네트워크를 구성할 수 있도록 하는 기술로, 이러한 전력선통신 기술은 기반시설인 전력시설을 이용함으로써 추가적인 통신 선로의 설치 필요가 없다는 장점이 있어, 이제 전력시스템을 갖추기 시작하는 개발도상국을 비롯하여 전세계적으로 관심을 받고 있다.
다만, 전력선통신은 전력을 효율적으로 전달하도록 설계된 전력선을 이용한다는 측면에서, 전달되는 전력과 그 주파수 등의 특성이 다른 통신신호를 신뢰성 있게 송신하는데 불충분하며, 이로 인해 유효전송거리에 한계가 있다는 단점이 있다.
전력선통신에서는 이를 극복하기 위해 일반적으로, 통신신호의 감쇠 또는 왜곡을 보상하는 신호증폭기 또는 중계기를 많이 사용하게 되나, 해당 장치의 전원공급 문제 등을 고려하여 설치하기에는 어려움이 있으며, 이러한 어려움은 지상에서의 신호증폭기 또는 중계기 설치 시 보다는, 지중 선로에서의 설치 시에 더 큰 실정이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 및 그 방법은 에너지 하베스팅을 이용한 효율적인 전력선통신 중계 장치 및 그 방법을 구현하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 및 그 방법은 효과적인 방수를 구현함으로써, 지중 선로에 설치되는 경우 고장의 위험을 줄이고, 신뢰성을 확보하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 및 그 방법은 설치 및 해제를 용이하게 할 수 있도록 구성함으로써, 설치 및 해제의 편의성을 확보하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치는,
상부와 하부로 분리 및 결합이 가능한 제1 코어를 포함하되, 상기 제1 코어의 중심 구멍을 통해 전력선에 결합되는 발전코어부; 상기 발전코어부와 결합된 상기 전력선에서의 전류를 바탕으로 전원을 생성하는 변류부; 상기 변류부에서 생성된 상기 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터부; 및 변환된 상기 직류 전원에 의해 전원을 공급 받아, PLC 통신신호를 중계하는 PLC부를 포함할 수 있다.
상기 전력선통신 중계 장치는 상부바디와 하부바디로 분리 및 결합할 수 있다.
상기 상부바디는 상기 제1 코어의 상부코어를 포함하고, 상기 하부바디는 상기 제1 코어의 하부코어를 포함하되, 상기 상부바디 및 상기 하부바디는 방수 처리된 하우징 형태로 구성될 수 있다.
상기 전력선통신 중계 장치는 상기 하우징 내에서, 상기 발전코어부에 대한 외부 영향을 차단하기 위한 실링부; 및 상기 발전코어부를 서로 밀착시키기 위한 스프링부를 더 포함할 수 있다.
상기 하우징은 2중 하우징을 포함하되, 상기 실링부는 상기 2중 하우징의 공극 사이에 결합되어 상기 발전코어부에 대한 외부 영향을 차단할 수 있다.
상기 전력선통신 중계 장치는 상기 상부바디와 상기 하부바디를 결합시키는 제1 결합부를 더 포함할 수 있다.
상기 전력선통신 중계 장치는 상기 제1 코어의 중심 구멍과 일직선상에서, 상기 전력선을 상기 전력선통신 중계 장치와 결합시키는 제2 결합부를 더 포함할 수 있다.
상기 전력선통신 중계 장치는 상부와 하부로 분리 및 결합 가능한 제2 코어를 포함하되, 상기 제2 코어의 중심 구멍을 통해 상기 전력선에 결합되어, 상기 전력선의 전류를 계측하는 계측코어부를 더 포함할 수 있다.
상기 PLC부는 계측된 상기 전력선의 전류를 상기 커플러부를 통해 전달할 수 있다.
상기 PLC 통신신호는, 상기 전력선에 결합된 커플러부를 통해 추출될 수 있다.
상기 중계는, 상기 PLC 통신신호의 왜곡 보정과 증폭을 포함하되, 보정되고 증폭된 상기 PLC 통신신호는 상기 커플러부를 통해 상기 전력선으로 투입될 수 있다.
상기 변류부, 컨버터부 및 PLC부 중 적어도 둘 이상은, 서로 접지면 배면 간섭 회피 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 방법은,
전력선통신 중계 장치에 의한 전력선통신 중계 방법에 있어서, 전력선 전류와의 전자기적 결합을 통해 전원을 취득하는 단계; 상기 전력선으로부터 PLC 통신신호를 추출하는 단계; 취득된 상기 전원을 바탕으로, 상기 추출된 PLC 통신신호의 왜곡을 보정하고 증폭하는 단계; 및 왜곡이 보정되고 증폭된 상기 PLC 통신신호를 상기 전력선으로 투입하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 전력선통신 신호증폭 방법은 상기 전력선 전류와의 전자기적 결합을 통해, 상기 전력선의 전류를 계측하는 단계; 및 계측된 상기 전력선의 전류를 상기 PLC 통신신호에 포함시켜, 상기 전력선으로 투입하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 및 그 방법은 에너지 하베스팅을 이용한 효율적인 전력선통신 전원공급장치 및 그 방법을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 및 그 방법은 효과적인 방수를 구현함으로써, 지중 선로에 설치되는 경우 고장의 위험을 줄이고, 신뢰성을 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 및 그 방법은 설치 및 해제를 용이하게 할 수 있도록 구성함으로써, 설치 및 해제의 편의성을 확보할 수 있다.
본 발명을 통해 이뤄지는 기술적 효과들은 이상에서 언급한 기술적 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치를 도시한 도면이다.
도 1(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치의 정면도를 도시한 도면이다.
도 1(c)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치의 배면도를 도시한 도면이다.
도 1(d)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치의 좌측면도를 도시한 도면이다.
도 1(e)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치의 우측면도를 도시한 도면이다.
도 1(f)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치의 상면도를 도시한 도면이다.
도 1(g)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치의 저면도를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 신호증폭 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치의 분리 및 결합 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치를 도시한 도면이다.
도 6(a)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 밀봉 수단을 도시한 도면이다.
도 6(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 밀봉 수단의 분해도를 도시한 도면이다.
도 6(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 밀봉 방법을 도시한 도면이다.
도 6(d)는 본 발명의 또 다른 른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치의 결합부 구성을 도시한 도면이다.
도 7(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치가 운용되는 것을 도시한 도면이다.
도 7(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치가 운용되는 것을 도시한 도면이다.
도 7(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치가 운용되는 것을 도시한 도면이다.
도 7(d)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치가 운용되는 것을 도시한 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명은, 전력선통신 중계 장치 및 그 방법을 개시한다. 보다 구체적으로는 본 발명은 에너지 하베스팅을 통한 전원공급장치 및 그 방법을 개시하며, 특히 지중 전력선에 결합되는 경우에 대비하여, 방수기능을 갖춘 전력선통신 중계 장치 및 그 방법을 개시한다. 이와 같은 전력선통신 중계 장치 및 그 방법에 대하여 아래에서 도면을 참고하여 자세히 설명한다.
도 1(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)는 상부바디(110), 하부바디(120) 및 상기 상부바디(110)와 하부바디(120)를 견고하게 결합시키기 위한 결합부(151a, 151b) 등을 포함할 수 있다.
구체적으로는, 상기 상부바디(110)는 상부와 하부로 분리 및 결합 가능한 제1 코어의 상부코어를 포함할 수 있으며, 상기 하부바디(120)는 상기 제1 코어의 하부코어를 포함할 수 있다.
상기 결합부(151a, 151b)는 상기 상부바디(110)와 하부바디(120)를 결합시킬 수 있는 클립형, 걸쇠형, 나사형 등의 모든 결합체를 포함할 수 있으나, 지중 선로에서의 설치 편의를 고려한다면 걸쇠형, 클립형 등으로 형성하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 결합부(151a, 151b)는 상기 상부바디(110)와 하부바디(120)가 결합되는 공통의 면에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보다 구체적으로, 상기 상부바디(110)와 상기 하부바디(120)와의 결합은 상기 제1 코어의 중심 구멍 사이로 전력선을 통과시킴으로써 이루어질 수 있으며, 전자기 유도 현상을 바탕으로 한 상기 결합에 의해, 상기 전력선에 흐르는 전류를 이용하여 상기 전력선통신 중계 장치(100) 내에 전원를 발생시킬 수 있다.
일례로, 상기 전력선이 일반적인 송배전선로인 경우, 상기 송배전선로에는 5A ~ 1000A 사이의 전류가 흐를 수 있으며, 상기 전류를 바탕으로, 결합된 상기 제1 코어에 의해 상기 전력선통신 중계 장치(100)에 전류를 발생시킬 수 있다.
상기 전력선통신 중계 장치(100)는 발생된 상기 전류를 이용하여, 전력선통신을 수행할 수 있으며, 특히, 전력선통신의 중계 역할을 수행할 수 있다. 이에 관하여는 아래에서 도 2를 참고하여 자세히 설명하도록 한다.
설명한 바와 같이, 상기 전력선통신 중계 장치(100)는 상부바디(110)와 하부바디(120)로 분리 및 결합될 수 있으며, 상기 상부바디(110)에는 상기 제1 코어의 상부가, 상기 하부바디(120)에는 상기 제2 코어의 하부가 포함될 수 있다. 한편, 상기 상부바디(110) 및 상기 하부바디(120)는 상기 제1 코어의 상부 및 하부를 감싸 보호하는 하우징 형태로 구성될 수 있으며, 상기 하우징은 우레탄 수지, 폴리우레탄 수지 등의 몰딩액으로 내부를 충진한 방수 구조를 포함할 수 있다.
도 1(b) 내지 도 1(g)는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)의 정면도, 배면도, 좌측면도, 우측면도, 상면도 및 저면도를 도시한 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)는 제1 결합부(151, 152), 커넥터부(170), 지지부(180) 등을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 제1 결합부(151, 152)는 상기 상부바디(110)와 상기 하부바디(120)를 견고하게 결합시킬 수 있다.
상기 커넥터부(170)는, 커플러부와 연결되는 케이블을 상기 전력선통신 중계 장치(100)로 연결시킬 수 있으며, 상기 케이블은 PLC 통신을 위한 탈부착 케이블을 포함할 수 있다. 이에 관하여는 아래에서 도 7(a) 내지 도 7((d)를 참고하여 자세히 설명하도록 한다.
한편, 상기 커넥터부(170) 또한, 우레탄 수지, 폴리우레탄 수지 등의 몰딩액 등으로 충진된 방수 구조를 형성할 수 있으며, 보다 뛰어난 방수 성능을 위해, 방수 기능을 갖춘 덮개부재를 사용하여, 케이블과 연결되지 않은 커넥터부를 보호할 수 있다.
도 1(g)에 도시된 바와 같이, 상기 지지부(180)는 지지부재(181a~181f)를 포함할 수 있으며, 상기 지지부재를 통해 상기 전력선통신 중계 장치(100)의 설치 및 유지 안정성을 확보할 수 있다. 즉, 상기 지지부(180)에 의해, 상기 전력선통신 중계 장치가 지중 선로에 설치되는 경우, 외부 바닥과의 마찰, 온도, 수분 등에 대한 영향을 줄일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(200)의 구성을 도시한 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(200)는 발전코어부(210), 변류부(220), 컨버터부(230), PLC(Power Line Communication)부(240) 등을 포함할 수 있다.
상기 발전코어부(210)는 상부와 하부로 분리 및 결합 가능한 제1 코어를 포함할 수 있다. 구체적으로는, 상기 발전코어부(210)는 상부와 하부로 분리 및 결합 가능한 제1 코어를 이용하여 전력선을 감싸는 형태의 코어부(210)를 구성할 수 있다.
위와 같은 구성을 통해 특정 전력선을 상기 발전코어부(210)의 중심 구멍에 위치시킴으로써, 상기 전력선에 흐르는 전류를 바탕으로, 전자기 유도 현상에 의한 전원을 상기 전력선통신 중계 장치(200) 내에 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 제1 코어의 상부코어는 상기 전력선통신 중계 장치(200)의 상부바디에, 상기 제1 코어의 하부코어는 상기 전력선통신 중계 장치(200)의 하부바디에 각각 하우징 형태로 포함될 수 있다.
상기 제1 코어는 규소강판, 마그네틱 또는 기타 재질로써, 전자기 유도 현상을 통해 PLC부(240)가 동작할 수 있는 전원을 생성할 수 있는 것이면 족하다.
상기 변류부(220)는 상기 발전코어부(210)를 통해 발생된 전류를 변류할 수 있다. 구체적으로는, 상기 변류부(220)는 상기 코어부(210)와 연결되어, 상기 발생된 전류를 변류할 수 있다.
상기 컨버터부(230)는 상기 변류부(220)와 연결되어, 상기 변류부(220)가 변류한 전류를 직류로 변환할 수 있다. 이는, 일반적인 PLC 모뎀이 직류 전원에 의해 동작하는 것에 기인한다. 한편, 상기 컨버터부(230)는 상기 변류부(220)와 최단거리로 연결되어 전력 손실을 최소화할 수 있으며, 상기 컨버터부(230)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 포함한다.
상기 PLC부(240)는 상기 컨버터부(230)에서 공급되는 직류 전원을 바탕으로, PLC 통신신호를 중계할 수 있다. 일례로, 상기 PLC부(240)는 상기 전력선 내의 PLC 통신신호의 왜곡을 보상하고 증폭하여 다시 상기 전력선으로 투입함으로써, 원활한 PLC 통신이 수행되도록 할 수 있다.
보다 구체적으로는, 상기 PLC부(240)는 케이블을 통해 특정 전력선에 결합된 커플러부와 연결됨으로써, 상기 전력선에 흐르는 PLC 통신신호를 수신할 수 있으며, 수신된 상기 PLC 통신신호의 왜곡을 보상하고 증폭한 후, 상기 전력선으로 다시 투입시킬 수 있다. 한편, 상기 PLC부(240)는 PLC 보드, PLC 모뎀을 포함하며, 상기 커플러부는 비접촉식 커플러를 포함할 수 있다.
또한, 상기 변류부(220), 컨버터부(230), PLC부(240)는 상기 전력선통신 중계 장치(200) 내에서 서로, 접지면 배면 간섭 회피 구조를 가짐으로써 보다 신뢰성 있는 작동을 수행할 수 있다. 상기 접지면 배면 간섭 회피 구조란, 상기 변류부(220), 컨버터부(230), PLC부(240)의 접지면을 서로 마주보거나, 또는 서로 직각이 되도록 위치 시키는 구조를 포함하며, 이를 통해 상호간의 EMI(ElectroMangetic Interference) 영향 등을 최소화함으로써, 안정적인 동작을 담보할 수 있다.
또한, 상기 전력선통신 중계 장치(200)는 커넥터부, 제1 결합부, 제2 결합부를 더 포함할 수 있다.
상기 커넥터부는, 상기 커플러부에 연결된 케이블이 상기 전력선통신 중계 장치(200)와 연결되도록 할 수 있다. 상기 케이블은 탈부착식 케이블 등을 포함할 수 있다.
상기 제1 결합부는, 상기 전력선통신 중계 장치(200)의 상부바디와 하부바디를 서로 결합시킬 수 있으며, 상기 결합을 통해 상기 제1 코어를 서로 견고하게 결합시키고 또한, 외부 영향으로부터 상기 전력선통신 중계 장치(200)를 보호할 수 있다.
상기 제2 결합부는, 상기 제1 코어의 중심 구멍과 일직선상에 위치하여, 상기 전력선을 상기 전력선통신 중계 장치(200)와 결합시킬 수 있다. 상기 제2 결합부에 의해, 상기 전력선과 상기 전력선통신 중계 장치(200)와의 결합에 있어, 상기 전력선의 두께 및 기울기에 관계 없이 밀림, 꺽임, 휘어짐 등을 방지할 수 있게 된다. 이에 관하여는 도 6(d)에서 자세히 설명하기로 한다.
한편, 제작, 설치 및 유지의 용이성을 위해, 상기 전력선통신 중계 장치(200)의 상부바디에는 제1 코어의 상부가, 상기 전력선통신 중계 장치(200)의 하부바디에는 제1 코어의 하부가 위치될 수 있다. 또한, 상기 변류부(220), 상기 컨버터부(230), 상기 PLC부(240) 등 또한 상기 하부바디에 위치됨으로써 무게중심을 중력방향으로 두는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명 기술적 사상의 범위 내에서 얼마든지 변형 가능하다는 것은 통상의 기술자에게 자명하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 방법을 도시한 순서도이다. 도 3 설명에 있어, 앞서 설명한 내용과 동일한 부분은 생략하기로 한다.
S310에서, 전력선의 전류를 통해, 전원을 획득할 수 있다. 상기 전원 획득은 발전코어부(210), 변류부(220) 및 컨버터부(230)를 통해서 이루어질 수 있다.
S320에서, 전력선 내 PLC 통신신호를 추출할 수 있다. 상기 추출은 커플러부를 통해서 이루어질 수 있으며, 추출된 상기 PLC 통신신호는 상기 커플러부에 연결된 케이블을 통해 전력선통신 중계 장치(200)로 전달될 수 있다.
S330에서, PLC 통신신호의 왜곡을 보정하고 증폭할 수 있다. 구체적으로는, 상기 전력선통신 중계 장치(200)로 전달된 상기 PLC 통신신호는, 상기 전력선통신 중계 장치(200)의 PLC부(240)를 통해 그 왜곡 보정 및 증폭이 이루어질 수 있다.
S340에서, 왜곡 보정 및 증폭된 PLC 통신신호를 전력선에 투입할 수 있다. 구체적으로는, 왜곡이 보정되고 증폭된 상기 PLC 통신신호는 상기 케이블 및 상기 커플러부를 통해 상기 전력선으로 투입될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)의 분리 및 결합 구성을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)의 분리 및 결합은 상부바디(110), 하부바디(120), 개스킷(160), 비자성절연테이프(165a, 165b), 제1 결합부(151a, 151b) 등을 통해 이루어질 수 있다.
보다 구체적으로는, 상기 상부바디(110) 및 상기 하부바디(120)는 상기 개스킷(160), 비자성절연테이프(165a, 165b), 제1 결합부(151a, 151b)를 통해, 온도, 습기 등의 외부 환경에 의한 고장 위험 없이 견고하게 결합될 수 있다.
또한, 상기 개스킷(160), 비자성절연테이프(165a, 165b), 제1 결합부(151)는 지중 선로에서의 설치 환경에 대비하여, 방수기능을 구비할 수 있으며, 이를 통해 상기 전력선통신 중계 장치(100) 내로 습기가 스며드는 것을 방지하고, 외부에서의 전자기적 영향을 차폐할 수 있다. 즉, 위와 같은 구성의 상기 개스킷(160), 비자성절연테이프(165, 165), 제1 결합부(151), 제2 결합부(155) 등을 통해 상기 제1 코어의 상부코어(136)와 상기 제1 코어의 하부코어(137)는, 서로 안전하게 밀착되어 결합될 수 있다.
한편 상기 제1 결합부(151)는 설치 편의를 위하여 볼트 및 너트형 보다는, 클립형, 걸쇠형 등으로 구성되는 것이 바람직하다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치는 발전코어부(130)에 더하여 계측코어부(140)를 포함할 수 있다.
상기 계측코어부(140)는 상부와 하부로 분리 및 결합 가능한 제2 코어를 포함하되, 상기 제2 코어의 중심 구멍을 통해 상기 전력선에 결합되어, 상기 전력선의 전류를 계측할 수 있다. 자세하게는, 상기 계측코어부(140)와 상기 전력선과의 전자기적 결합으로 발생된 전류를 바탕으로, 상기 전력선의 전류를 파악할 수 있다. 파악된 상기 전력선의 전류는 사용자가 인지할 수 있도록 상기 PLC부를 통해, 전력관리서버 등으로 전달될 수 있다.
도 6(a)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 밀봉 수단을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 상기 전력선통신 중계 장치는 밀봉 수단으로써 실링부(190) 및 스프링부(195)를 더 포함할 수 있다.
상기 실링부(190)는, 상기 발전코어부와 상기 발전코어부를 감싸 보호하는 하우징 사이에 위치하여, 상기 발전코어부에 대해 한번 더 차단 역할을 수행함으로써, 상기 발전코어부 및 그 주변부에 습기가 스며드는 것을 차단하는 등, 외부 환경에 대해 보다 견고한 차단을 구현할 수 있도록 한다.
상기 스프링부(195)는, 상기 발전코어부의 위 또는 아래에 위치하여, 각 코어부분을 밀착시킴으로써, 분리 및 결합 가능한 코어끼리의 결합이 보다 더 강하게 이뤄질 수 있도록 할 수 있다.
도 6(b)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 밀봉 수단의 분해도를 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 상기 전력선통신 중계 장치는 상기 상부바디에 실링부(190) 및 스프링부(195)를 더 포함함으로써, 보다 견고한 밀봉 및 코어부의 결합을 구현할 수 있다.
도 6(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치 밀봉 방법을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 상기 전력선통신 중계 장치의 하우징 구조는 2중막 구조(도시된 하우징 a, 하우징 b)로 형성될 수 있으며, 상기 2중막 구조 내에서 상기 실링부(190)는 상기 2중막 구조 안으로 결합하여 밀봉됨으로써, 보다 견고한 결합과 차단을 구현할 수 있다. 또한, 상기 스프링부(195)는 상기 실링부를 아래로 압박하는 구조로 형성됨으로써, 발전코어부가 서로 단단하게 결합될 수 있도록 한다.
한편, 도 6(d)에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치의 결합부 구성는 상부바디와 하부바디를 단단히 결합시킴으로써, 상기 발전코어부의 결합을 강하게 하는 제3 결합부(157)를 더 포함할 수 있다. 상기 제3 결합부(157)는 호스밴드 등을 포함할 수 있다.
도 7(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)가 운용되는 것을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)의 운용은 전력선통신 중계 장치(100), 커플러부(300) 및 케이블(400) 등을 통해 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 전력선통신 중계 장치(100)는, 상부바디(110)와 하부바디(120)에 위치된 제1 코어의 상부와 제2 코어의 하부를 포함하는, 발전코어부의 구멍 및 제1 결합부(151a, 151b)를 통해 서로 밀착되어 전력선에 결합될 수 있으며, 상기 결합을 통한 전자기 유도 현상에 의해, 전류를 상기 전력선통신 중계 장치 내에 발생시킬 수 있다.
발생된 상기 전류는 상기 전력선통신 중계 장치(100) 내 변류부 및 컨버터부를 통해 적절한 DC 전력으로 변환되어, PLC부가 동작 가능한 전원으로 공급될 수 있다. 상기 PLC부는 공급되는 상기 전원을 바탕으로 PLC 통신신호를 중계할 수 있다.
상기 커플러부(300)는, 전자기 유도 현상을 통해, 결합된 전력선 내의 PLC 통신신호를 수신할 수 있으며, 또한 상기 전력선통신 중계 장치(100)로부터 전달받은 PLC 통신신호를 상기 전력선으로 송신할 수 있다.
구체적으로는, 상기 전력선 내 PLC 신호는 상기 커플러부(300) 및 케이블(400)을 통해 상기 전력선통신 중계 장치(100) 내 PLC부로 전달될 수 있으며, 상기 PLC부는 상기 PLC 신호를 증폭하여, 상기 전력선으로 송신할 수 있다.
한편, 상기 커플러부(300)는 비접촉식 커플러 등을 포함할 수 있으며, 또한 상기 케이블(400)을 탈부착할 수 있는 탈부착부를 포함할 수 있다.
상기 케이블(400)은, 상기 전력선통신 중계 장치(100)와 상기 커플러부(300) 사이에 연결되어, 상기 PLC 통신신호의 송수신을 수행할 수 있다. 일례로, 상기 케이블(400)은 상기 커플러부(300)로부터 전력선 내 PLC 통신신호를 수신하여 상기 전력선통신 중계 장치(100) 내 PLC부로 전달할 수 있으며, 상기 PLC부가 왜곡 보상 및 증폭한 PLC 통신신호를 다시 커플러부(300)로 전달하여, 상기 전력선으로 왜곡 보상 및 증폭된 상기 PLC 통신신호가 송신되도록 할 수 있다.
상기 커플러부(300)와 케이블(400)은 탈부착식 케이블을 포함하며, 지중 설치에 대비하여 방수처리될 수 있다.
한편, 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)는 보다 신뢰성 있는 전력선과의 결합을 위해 제2 결합부(170)를 더 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 제2 결합부(170)는 밴드클램프 등을 포함할 수 있으며, 코어의 구멍 부분과 일직선 상에 위치하여, 상기 전력선통신 중계 장치(100)와 전력선과의 보다 더 결속력 있는 결합을 수행할 수 있다. 즉, 상기 제2 결합부(170)를 통해 상기 전력선통신 중계 장치(100)는 상기 전력선과의 결합 시, 상기 전력선의 두께 및 기울기에 무관하게 상기 전력선의 밀림, 휘어짐 또는 틀림 현상 등이 없이, 보다 견고하게 결합될 수 있다.
도 7(b)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)가 운용되는 것을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)는 삼상전력선(R, S, T)의 커플러부(300a, 300b, 300c)와 모두 연결되어 PLC 통신신호 중계를 수행할 수 있다.
도 7(c)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치가 운용되는 것을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)는 분기케이스를 통한 케이블 연결을 통해, 각각의 전력선과 결합된 커플러부와 연결될 수 있다. 상기 분기케이스 역시 방수처리(방수 몰딩액을 이용한 충진 등)됨으로써, 안정적인 작동을 담보할 수 있다.
도 7(d)는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치가 운용되는 것을 도시한 도면이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치(100)는 커플러부(300)를 포함할 수 있으며, 포함되는 상기 커플러부(300)는 상기 전력선통신 중계 장치(100)의 발전코어부(130) 맞은 편에 위치할 수 있다. 이러한 구조를 통해 외부 케이블을 통한 커플러부와의 연결에서 비롯되는 손상 위험성을 제거함과 동시에, 전력선통신 중계 장치(100)와 전력선과의 견고한 결합을 구현할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 전력선통신 중계 장치는 분리 및 결합 가능한 코어를 이용하여, 에너지 하베스팅을 통한 PLC통신을 수행할 수 있다. 이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 일례로, 본 발명 전력선통신 중계 장치의 구성 및 외형은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 다양한 방향에서 변형되어 수행될 수 있다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것으로 이해되어야 한다.
100 : 전력선통신용 전원공급장치
110 : 상부바디 120 : 하부바디
130 : 발전코어부 140 : 계측코어부
136 : 제1 코어 상부 137 : 제1 코어 하부
151, 152, 151a, 151b, 152a, 152b : 제1 결합부
155 : 제2 결합부
157 : 제3 결합부
160: 개스킷
165a, 165b : 비자성절연테이프
170 : 커넥터부
180 : 지지부
181a, 181b, 181c, 181d, 181e, 181f : 지지부재
190 : 실링부 195 : 스프링부
210 : 발전코어부 220 : 변류부
230 : 컨버터부 240 : PLC부
300 : 커플러부
400 : 케이블

Claims (14)

  1. 상부와 하부로 분리 및 결합이 가능한 제1 코어를 포함하되, 상기 제1 코어의 중심 구멍을 통해 전력선에 결합되는 발전코어부;
    상기 발전코어부와 결합된 상기 전력선에서의 전류를 바탕으로 전원을 생성하는 변류부;
    상기 변류부에서 생성된 상기 전원을 직류 전원으로 변환하는 컨버터부; 및
    상기 변환된 직류 전원에 의해 전원을 공급 받아 PLC 통신신호를 중계하는 PLC부를 구비한 하우징을 포함하고, 상기 하우징은 상부바디와 하부바디로 분리 및 결합하고, 상기 상부바디와 상기 하부바디를 결합시키는 제1 결합부를 더 포함하며, 상기 제1 코어의 중심 구멍과 일직선상에서 상기 전력선을 상기 하부바디와 결합시키는 제2 결합부를 더 포함하는 전력선통신 중계 장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부바디는 상기 제1 코어의 상부코어를 포함하고,
    상기 하부바디는 상기 제1 코어의 하부코어를 포함하되,
    상기 상부바디 및 상기 하부바디는 방수 처리된 하우징 형태로 구성되는, 전력선통신 중계 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전력선통신 중계 장치는
    상기 하우징 내에서, 상기 발전코어부에 대한 외부 영향을 차단하기 위한 실링부; 및
    상기 발전코어부를 서로 밀착시키기 위한 스프링부를 더 포함하는, 전력선통신 중계 장치.
  5. 제4항에 있어서
    상기 하우징은 2중 하우징을 포함하되,
    상기 실링부는 상기 2중 하우징의 공극 사이에 결합되어 상기 발전코어부에 대한 외부 영향을 차단하는, 전력선통신 중계 장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 전력선통신 중계 장치는
    상부와 하부로 분리 및 결합 가능한 제2 코어를 포함하되, 상기 제2 코어의 중심 구멍을 통해 상기 전력선에 결합되어, 상기 전력선의 전류를 계측하는 계측코어부를 더 포함하는, 전력선통신 중계 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 PLC부는
    계측된 상기 전력선의 전류를 커플러부를 통해 전달하는, 전력선통신 중계 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 PLC 통신신호는, 상기 전력선에 결합된 커플러부를 통해 추출되는, 전력선통신 중계 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 중계는, 상기 PLC 통신신호의 왜곡 보정과 증폭을 포함하되,
    보정되고 증폭된 상기 PLC 통신신호는 상기 커플러부를 통해 상기 전력선으로 투입되는, 전력선통신 중계 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 변류부, 컨버터부 및 PLC부 중 적어도 둘 이상은, 서로 접지면 배면 간섭 회피 구조를 가지는, 전력선통신 중계 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
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