KR101905767B1 - Apparatus for determining faults of line - Google Patents

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KR101905767B1
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이지훈
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Abstract

According to an embodiment of the present invention, provided is an apparatus for determining a fault of a line which comprises: a signal input unit for mixing signals with first, second, and third frequency components to inject the mixed signals into an aluminum conductor steel reinforced (ACSR); a signal measurement unit for measuring a voltage value and a current value of a signal applied to the ACSR; a calculation unit for calculating a size value, a phase value, and a reactance value of an impedance on each frequency component signal by analyzing the voltage value and the current value measured by the signal measurement unit to extract a voltage component value for each frequency and a current component value for each frequency; and a fault determination unit for determining whether a fault is present according to an inner configuration of the ACSR by using a change rate of the size value, the phase value, and the reactance value of the impedance.

Description

선로 이상 판단 장치{APPARATUS FOR DETERMINING FAULTS OF LINE}[0001] APPARATUS FOR DETERMINING FAULTS OF LINE [0002]

본 발명의 일실시예는 선로 이상 판단 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 송전선으로 사용되는 강심알루미늄 연선에 적용될 수 있는 선로 이상 판단 장치에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a line abnormality determination apparatus, and more particularly, to a line abnormality determination apparatus that can be applied to a radial aluminum strand used as a transmission line.

오늘날 케이블은 초고속 인터넷이나 방송 통신 케이블뿐 아니라 항공기나 우주 발사체에 이르기까지 복잡하고 다양하게 쓰이고 있다. 이러한 케이블 내부에 부식이나 소손이 발생했을 경우 육안 확인이 불가능하기 때문에 적외선, X-Ray 등 케이블 내부 부식, 소손등의 이상상태를 판단하기 위해 비파괴방식(Non-destructive Testing(NDT))이 사용되고 있다.Today, cables are complex and diverse, ranging from high-speed Internet and telecommunication cables to aircraft and space launch vehicles. Non-destructive Testing (NDT) is used to determine abnormal conditions such as corrosion and burnout inside the cable such as infrared ray and X-ray because it is impossible to visually check if corrosion or burnout occurs inside the cable .

예를들어 강심알루미늄연선(ACSR, Aluminium Conductor Steel Reinforced) 케이블의 경우 최외곽의 알루미늄층, 중간의 아연도금층, 최내각의 강선층으로 구성되어 있는데, 비자성체인 알루미늄 소선의 단면적 변화는 고주파 대역에서 주로 인덕턴스 변화로 나타나며, 알루미늄 소선 단면적의 변화는 출력전압의 허수부만 변화시키게 된다. 그러나 아연도금 및 강선은 저항과 인덕턴스가 동시에 변화되기 때문에 출력전압은 실수부와 허수부가 동시에 변화된다.For example, in the case of an ACSR (Aluminum Conductor Steel Reinforced) cable, the outermost aluminum layer, the middle galvanized layer, and the innermost steel wire layer are made of non-magnetic aluminum wire. The change in the aluminum cross section changes only the imaginary part of the output voltage. However, since the resistance and the inductance of the galvanized and the steel wire are simultaneously changed, the output voltage is changed in the real part and the imaginary part simultaneously.

그러나, 기존 방식으로는 강심알루미늄연선 내부 재질 및 깊이에 따른 케이블의 부식 및 소선 정도를 판단할 수 없다는 문제가 있다.However, there is a problem in that it is impossible to judge the degree of wire corrosion and wire corrosion due to the material and depth of the aluminum wire in the conventional method.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 송전선 내부의 재질 및 깊이에 따른 부식 및 소선 정도를 구분하여 판단할 수 있는 선로 이상 판단 장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a line abnormality determining apparatus capable of distinguishing corrosion and wire line degree according to material and depth of a transmission line.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분의 신호를 혼합하여 강심알루미늄연선(ACSR) 내부로 주입하는 신호 입력부; 상기 강심알루미늄 연선에 인가된 신호의 전압값 및 전류값을 측정하는 신호 측정부; 상기 신호 측정부에서 측정한 전압값 및 전류값을 분석하여 각 주파수별 전압 성분값 및 전류 성분값을 추출하여 각 주파수 성분 신호에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값을 연산하는 연산부; 및 상기 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 상기 강심알루미늄연선 내부 구성에 따른 이상 여부를 판단하는 이상 판단부를 포함하는 선로 이상 판단 장치를 제공한다.According to an embodiment of the present invention, a signal input unit for mixing signals of a first frequency component, a second frequency component, and a third frequency component into an ACSR; A signal measuring unit measuring a voltage value and a current value of a signal applied to the stranded aluminum strand; A calculating unit for analyzing the voltage value and the current value measured by the signal measuring unit and extracting a voltage component value and a current component value for each frequency to calculate a magnitude value, a phase value, and a reactance value of an impedance for each frequency component signal; And an abnormality determination unit for determining an abnormality according to the inner configuration of the stratified aluminum strand using the magnitude value of the impedance, the phase value, and the rate of change of the reactance value.

상기 신호 측정부는 센싱코일, 센싱저항, 상기 센싱코일 양단에 병렬 연결된 제1전압 측정부 및 상기 센싱저항 양단에 병렬 연결된 제2전압 측정부를 포함하여 구성될 수 있다.The signal measuring unit may include a sensing coil, a sensing resistor, a first voltage measurement unit connected in parallel to both ends of the sensing coil, and a second voltage measurement unit connected in parallel to the sensing resistance.

상기 연산부는 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 상기 각 주파수 성분 신호에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값을 연산할 수 있다.The operation unit may calculate a magnitude value, a phase value, and a reactance value of the impedance for each frequency component signal using Fast Fourier Transform (FFT).

상기 연산부는, 상기 신호 측정부에서 측정한 전압값 및 전류값을 증폭하는 증폭기; 증폭된 신호를 샘플링하는 아날로그-디지털 변환기; 고속 푸리에 변환을 통하여 샘플링 된 신호에 대하여 제1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분에 대한 전압 성분값 및 전류 성분값을 각각 추출하는 고속 푸리에 변환기; 및 상기 제1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분에 대한 전압 성분값 및 전류 성분값을 이용하여 주파수별 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값을 연산하는 프로세서를 포함하여 구성될 수 있다.Wherein the operation unit comprises: an amplifier for amplifying a voltage value and a current value measured by the signal measuring unit; An analog-to-digital converter for sampling the amplified signal; A fast Fourier transformer for extracting a voltage component value and a current component value for a first frequency component, a second frequency component, and a third frequency component with respect to a sampled signal through a fast Fourier transform; And a processor for calculating a magnitude value, a phase value and a reactance value of the frequency-dependent impedance using the voltage component value and the current component value for the first frequency component, the second frequency component and the third frequency component, have.

상기 이상 판단부는 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율이 변화율 설정치 범위를 벗어난 경우 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다.The abnormality determination unit can determine that an abnormality has occurred when the magnitude value of the impedance, the phase value, and the rate of change of the reactance value are out of the change rate set value range.

상기 강심알루미늄연선은 최외각 알루미늄층, 중간 아연도금층 및 최내각 강선층을 포함하여 구성될 수 있다.The stranded aluminum strand may comprise an outermost aluminum layer, an intermediate galvanized layer, and a most interior steel wire layer.

상기 제1주파수 성분 신호는 100Hz~9kHz대역의 신호이고, 상기 제2주파수 성분 신호는 10kHz~99KHz대역의 신호이고, 상기 제3주파수 성분 신호는 100kHz~500kH대역의 신호일 수 있다.The first frequency component signal may be a signal of a frequency band of 100 Hz to 9 kHz, the second frequency component signal may be a signal of a frequency band of 10 kHz to 99 KHz, and the third frequency component signal may be a signal of a frequency band of 100 kHz to 500 kHz.

상기 이상 판단부는 상기 제1주파수 성분 신호 대역에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 상기 최내각 강선층의 이상 여부를 판단하고, 상기 제2주파수 성분 신호 대역에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 상기 중간 아연도금층의 이상 여부를 판단하고, 상기 제3주파수 성분 신호 대역에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 상기 최외각 알루미늄층의 이상 여부를 판단할 수 있다.Wherein the abnormality determination unit determines whether or not the innermost lumen strand layer is abnormal by using a magnitude value, a phase value, and a change rate of a reactance value of an impedance with respect to the first frequency component signal band, Determining a state of abnormality of the intermediate zinc plated layer by using a magnitude value, a phase value, and a rate of change of a reactance value of the first frequency component signal band, It is possible to judge whether or not the outermost aluminum layer is abnormal.

본 발명인 선로 이상 판단 장치는 송전선 내부의 재질 및 깊이에 따른 부식 및 소선 정도를 구분하여 판단할 수 있다.The line abnormality determination apparatus of the present invention can judge corrosion and wire line degree according to the material and depth of the transmission line.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 선로 이상 판단 장치의 구성 블록도,
도2는 본 발명의 일실시예에 따른 선로 이상 판단 장치의 개략적인 구성도,
도3은 본 발명의 일실시예에 따른 강심알루미늄 연선의 개념도,
도4는 본 발명의 일실시예에 따른 선로 이상 판단 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
1 is a block diagram of a line abnormality determination apparatus according to an embodiment of the present invention;
2 is a schematic diagram of a line abnormality determination apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual view of a stranded aluminum strand according to an embodiment of the present invention, FIG.
4 is a diagram for explaining an operation of the line abnormality determination apparatus according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. The present invention is capable of various modifications and various embodiments, and specific embodiments are illustrated and described in the drawings. It should be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular embodiments, but includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention.

제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. The terms including ordinal, such as second, first, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used in this application is used only to describe a specific embodiment and is not intended to limit the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.

도1은 본 발명의 일실시예에 따른 선로 이상 판단 장치의 구성 블록도, 도2는 본 발명의 일실시예에 따른 선로 이상 판단 장치의 개략적인 구성도, 도3은 본 발명의 일실시예에 따른 강심알루미늄 연선의 개념도, 도4는 본 발명의 일실시예에 따른 선로 이상 판단 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a block diagram of a line abnormality determination apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram of a line abnormality determination apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view for explaining the operation of the line abnormality determination apparatus according to an embodiment of the present invention.

도1 내지 도4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 선로 이상 판단 장치(1)는 신호 입력부(100), 신호 측정부(200), 연산부(300) 및 이상 판단부(400)를 포함하여 구성될 수 있다.1 to 4, a line abnormality determination apparatus 1 according to an embodiment of the present invention includes a signal input unit 100, a signal measurement unit 200, an operation unit 300, and an abnormality determination unit 400 And the like.

신호 입력부(100)는 제1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분의 신호를 혼합하여 강심알루미늄연선(ACSR) 내부로 주입할 수 있다.The signal input unit 100 may mix signals of the first frequency component, the second frequency component, and the third frequency component into the ACSR.

신호 입력부(100)는 제1주파수 성분 신호를 출력하는 제1주파수 발진기(110), 제2주파수 성분 신호를 출력하는 제2주파수 발진기(120), 3주파수 성분 신호를 출력하는 제3주파수 발진기(130) 및 제1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분의 신호를 혼합하는 믹서(Mixer) (140)를 포함하여 구성될 수 있다.The signal input unit 100 includes a first frequency oscillator 110 for outputting a first frequency component signal, a second frequency oscillator 120 for outputting a second frequency component signal, a third frequency oscillator 130, and a mixer 140 for mixing signals of the first frequency component, the second frequency component, and the third frequency component.

제1주파수 성분 신호는 100Hz~9kHz대역의 신호이고, 제2주파수 성분 신호는 10kHz~99KHz대역의 신호이고, 제3주파수 성분 신호는 100kHz~500kH대역의 신호일 수 있다.The first frequency component signal may be a signal in a band of 100 Hz to 9 kHz, the second frequency component signal may be a signal in a band of 10 kHz to 99 kHz, and the third frequency component signal may be a signal in a band of 100 kHz to 500 kHz.

각 주파수 성분 신호는 최대 200mA로 주입될 수 있다.Each frequency component signal can be injected up to 200mA.

강심알루미늄 연선(10)의 경우 최외곽의 알루미늄층(11), 중간 아연도금층(12), 최내각 강선층(13)으로 구성되어 있다. 제1주파수 성분 신호는 100Hz~9kHz의 저주파 대역의 신호로 강심알루미늄 연선(10)의 최내각에 위치한 강선층(13)까지 주입될 수 있고, 제2주파수 성분 신호는 10kHz~99KHz대역의 신호로 강심알루미늄 연선의 중간에 위치한 아연도금층(12)까지 주입될 수 있으며, 제3주파수 성분 신호는 100kHz~500kH대역의 고주파 신호로 강심 알루미늄 연선의 최외각에 위치한 알루미늄층(11)에 주입될 수 있다.And in the case of the hard steel aluminum strand 10, the outermost aluminum layer 11, the intermediate galvanized layer 12, and the innermost steel wire layer 13. The first frequency component signal can be injected up to the stranded wire layer 13 located at the innermost corner of the superabsorbent aluminum strand 10 with a signal of a low frequency band of 100 Hz to 9 kHz and the second frequency component signal can be injected into a signal of the band of 10 kHz to 99 kHz And the third frequency component signal can be injected into the aluminum layer 11 located at the outermost edge of the stranded aluminum strand with a high frequency signal in the 100 kHz to 500 kHz band .

비자성체인 알루미늄층(11) 소선의 단면적 변화는 제3주파수 성분 신호에서 인덕턴스 변화로 나타나며, 아연도금층(12) 소선의 단면적 변화는 제2주파수 성분신호에서 저항과 인덕턴스의 변화로, 강선층(13)은 제1주파수 성분신호에서 저항과 인덕턴스의 변화로 나타날 수 있다.The change in cross-sectional area of the strand of the aluminum layer 11, which is a nonmagnetic material, is represented by an inductance change in the third frequency component signal, and the change in cross-sectional area of the strand of the zinc plated layer 12 is caused by a change in resistance and inductance in the second frequency- 13) may appear as a change in resistance and inductance in the first frequency component signal.

신호 측정부(200)는 강심알루미늄 연선(10)에 인가된 신호의 전압값 및 전류값을 측정할 수 있다.The signal measuring unit 200 can measure a voltage value and a current value of a signal applied to the stranded aluminum strand 10.

신호 측정부(200)는 센싱코일(210), 센싱저항(220), 상기 센싱코일 양단에 병렬 연결된 제1전압 측정부(230) 및 상기 센싱저항 양단에 병렬 연결된 제2전압 측정부(240)를 포함하여 구성될 수 있다.The signal measuring unit 200 includes a sensing coil 210, a sensing resistor 220, a first voltage measuring unit 230 connected in parallel with the sensing coil 220, and a second voltage measuring unit 240 connected in parallel with the sensing resistor 210, As shown in FIG.

신호 측정부(200)는 측정하고자 하는 강심알루미늄 연선(10)의 특정 지점에 배치될 수 있으며, 제1전압 측정부(230)를 통하여 센싱코일(210) 양단의 전압을 측정하고, 제2측정부(240)를 통하여 센싱저항(220) 양단의 전압을 측정한다.The signal measuring unit 200 may be disposed at a specific point of the stranded aluminum strand 10 to be measured and measures the voltage across the sensing coil 210 through the first voltage measuring unit 230, The voltage across the sensing resistor 220 is measured through the resistor 240.

센싱코일(210)은 다층형 분할 관통형 센서일 수 있으며, 송전선에 탈착이 가능한 센서 헤드 구조로 이루어 질 수 있다. 또한, 다층형 분할 관통형 센서는 센서 측정 감도를 증가시키기 위해서 다층으로 코일이 감겨 있는 형태로 이루어질 수 있다. The sensing coil 210 may be a multi-layer type split-through sensor, and may be a sensor head structure capable of being detached from a transmission line. In addition, the multi-layer type penetration type sensor can be formed in a multilayered coil shape in order to increase sensor sensitivity.

센싱저항(220)은 일반적인 저항소자일 수 있으며, 저항값은 연산부(300)에 저장되어 있어 센싱저항(220) 양단에서 측정된 전압값을 이용하여 전류값을 연산할 수 있다.The sensing resistor 220 may be a general resistance element and the resistance value is stored in the calculator 300 so that the current value can be calculated using the voltage value measured across the sensing resistor 220.

연산부(300)는 신호 측정부(200)에서 측정한 전압값 및 전류값을 분석하여 각 주파수별 전압 성분값 및 전류 성분값을 추출하여 각 주파수 성분 신호에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값을 연산할 수 있다.The operation unit 300 analyzes the voltage value and the current value measured by the signal measurement unit 200 and extracts voltage component values and current component values for each frequency and outputs a magnitude value, a phase value, and a reactance value of the impedance for each frequency component signal. Value can be calculated.

연산부(300)는 예를 들면, 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 각 주파수 성분 신호에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값을 연산할 수 있다.The operation unit 300 can calculate the magnitude value, the phase value, and the reactance value of the impedance for each frequency component signal using, for example, Fast Fourier Transform (FFT).

연산부(300)는 증폭기(310), 아날로그-디진털 변환기(320), 고속 푸리에 변환기(330) 및 프로세서(340)를 포함하여 구성될 수 있다.The operation unit 300 may include an amplifier 310, an analog-to-digital converter 320, a fast Fourier transformer 330, and a processor 340.

증폭기(310)는 신호 측정부에서 측정한 전압값 및 전류값을 증폭시킬 수 있다. 증폭기(310)는 신호 측정부(200)에서 측정한 전압값을 증폭하기 위한 제1증폭기(311)와 신호 측정부(200)에서 측정한 전류값을 증폭하기 위한 제2증폭기(312)를 포함하여 구성될 수 있다.The amplifier 310 may amplify the voltage value and the current value measured by the signal measuring unit. The amplifier 310 includes a first amplifier 311 for amplifying a voltage measured by the signal measuring unit 200 and a second amplifier 312 for amplifying a current value measured by the signal measuring unit 200 .

아날로그-디지털 변환기(320)는 증폭기(310)에서 증폭된 신호를 샘플링할 수 있다. 아날로그-디지털 변환기(320)는 예를 들면, 1024sample/cycle의 샘플링률로 증폭된 신호를 샘플링 할 수 있다. 아날로그-디지털 변환기(320)는 제1증폭기(311)에서 증폭된 신호를 샘플링하기 위한 제1아날로그-디지털 변환기(321)와 제2증폭기(312)에서 증폭된 신호를 샘플링하기 위한 제2아날로그-디지털 변환기(322)를 포함하여 구성될 수 있다.The analog-to-digital converter 320 may sample the amplified signal from the amplifier 310. The analog-to-digital converter 320 may sample the amplified signal at a sampling rate of, for example, 1024 samples / cycle. The analog-to-digital converter 320 includes a first analog-to-digital converter 321 for sampling the amplified signal from the first amplifier 311 and a second analog-to-digital converter 322 for sampling the amplified signal from the second amplifier 312. [ Digital converter 322, as shown in FIG.

고속 푸리에 변환기(330)는 고속 푸리에 변환을 통하여 샘플링 된 신호에 대하여 제1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분에 대한 전압 성분값 및 전류 성분값을 각각 추출할 수 있다. 고속 푸리에 변환기(330제1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분에 대한 전압 성분값을 추출하기 위한 제1고속 푸리에 변환기(331) 및 1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분에 대한 전류 성분값을 추출하기 위한 제2고속 푸리에 변환기(332)를 포함하여 구성될 수 있다.The fast Fourier transformer 330 can extract a voltage component value and a current component value for the first frequency component, the second frequency component, and the third frequency component with respect to the sampled signal through the fast Fourier transform. A first fast Fourier transformer 331 for extracting a voltage component value for a first frequency component, a second frequency component and a third frequency component, and a second fast Fourier transformer 332 for extracting a first frequency component, a second frequency component, And a second fast Fourier transformer 332 for extracting a current component value for the second fast Fourier transformer 332.

프로세서(340)는 제1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분에 대한 전압 성분값 및 전류 성분값을 이용하여 주파수별 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값을 연산할 수 있다.The processor 340 may calculate a magnitude value, a phase value, and a reactance value of the frequency-dependent impedance by using the voltage component value and the current component value for the first frequency component, the second frequency component, and the third frequency component.

프로세서(340)는 예를 들면 하기 수학식 1 내지 5에 따라 주파수별 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값을 연산할 수 있다.The processor 340 may calculate a magnitude value, a phase value, and a reactance value of the impedance for each frequency according to the following equations (1) to (5), for example.

[수학식 1] [Equation 1]

Figure 112017061046111-pat00001
Figure 112017061046111-pat00001

Figure 112017061046111-pat00002
Figure 112017061046111-pat00002

Figure 112017061046111-pat00003
Figure 112017061046111-pat00003

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure 112017061046111-pat00004
Figure 112017061046111-pat00004

Figure 112017061046111-pat00005
Figure 112017061046111-pat00005

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure 112017061046111-pat00007
Figure 112017061046111-pat00007

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure 112017061046111-pat00008
Figure 112017061046111-pat00008

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure 112017061046111-pat00009
Figure 112017061046111-pat00009

상기 수학식 1 내지 5에서 샘플링율(sampling rate)은1024sample/cycle이며, V(t)는 주파수별 전압 성분값, Is(t)는 주파수별 전류 성분값, Vamp는 전압 크기, Iamp는 전류 크기, f는 주파수, t는 시간, Z는 임피던스의 크기값, θ는 위상값, L은 리액턴스값을 의미한다.The equation is 1 to the sampling rate (sampling rate) in 5 1024sample / cycle, V (t) is a frequency-voltage component value, I s (t) is a current component by the frequency value, V amp is a voltage magnitude, I amp Is the magnitude of the current, f is the frequency, t is the time, Z is the magnitude of the impedance, θ is the phase value, and L is the reactance value.

이상 판단부(400)는 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 상기 강심알루미늄연선 내부 구성에 따른 이상 여부를 판단할 수 있다.The abnormality determiner 400 can determine whether the abnormality is caused by the internal structure of the radial aluminum strand using the magnitude value of the impedance, the phase value, and the rate of change of the reactance value.

임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율이 변화율 설정치 범위를 벗어난 경우 이상이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 설정치 범위는 부식이나 소손된 전선시료의 점검을 통하여 판단된 부식 및 소손율과 임피던스, 리액턴스 변동값이 사전에 맵핑되어 저장된 데이터 일 수 있다.It can be determined that an abnormality has occurred when the magnitude value of the impedance, the phase value, and the rate of change of the reactance value are out of the change rate set value range. The set value range may be data in which corrosion and burning rate, impedance and reactance variation values determined through inspection of corrosion or burned wire samples are previously mapped and stored.

이상 판단부(400)는 제1주파수 성분 신호 대역에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 최내각 강선층의 이상 여부를 판단하고, 제2주파수 성분 신호 대역에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 중간 아연도금층의 이상 여부를 판단하고, 제3주파수 성분 신호 대역에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 최외각 알루미늄층의 이상 여부를 판단할 수 있다.The abnormality determination unit 400 determines whether or not the most inner circumferential steel wire layer is abnormal by using the magnitude value, the phase value, and the rate of change of the reactance value of the impedance for the first frequency component signal band, And the rate of change of the reactance value is used to determine whether the intermediate galvanized layer is abnormal or not by using the magnitude value of the impedance, the phase value, and the rate of change of the reactance value, It is possible to judge whether or not the layer is abnormal.

본 실시예에서 사용되는 '~부'라는 용어는 소프트웨어 또는 FPGA(field-programmable gate array) 또는 ASIC과 같은 하드웨어 구성요소를 의미하며, '~부'는 어떤 역할들을 수행한다. 그렇지만 '~부'는 소프트웨어 또는 하드웨어에 한정되는 의미는 아니다. '~부'는 어드레싱할 수 있는 저장 매체에 있도록 구성될 수도 있고 하나 또는 그 이상의 프로세서들을 재생시키도록 구성될 수도 있다. 따라서, 일 예로서 '~부'는 소프트웨어 구성요소들, 객체지향 소프트웨어 구성요소들, 클래스 구성요소들 및 태스크 구성요소들과 같은 구성요소들과, 프로세스들, 함수들, 속성들, 프로시저들, 서브루틴들, 프로그램 코드의 세그먼트들, 드라이버들, 펌웨어, 마이크로코드, 회로, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조들, 테이블들, 어레이들, 및 변수들을 포함한다. 구성요소들과 '~부'들 안에서 제공되는 기능은 더 작은 수의 구성요소들 및 '~부'들로 결합되거나 추가적인 구성요소들과 '~부'들로 더 분리될 수 있다. 뿐만 아니라, 구성요소들 및 '~부'들은 디바이스 또는 보안 멀티미디어카드 내의 하나 또는 그 이상의 CPU들을 재생시키도록 구현될 수도 있다.As used in this embodiment, the term " portion " refers to a hardware component such as software or an FPGA (field-programmable gate array) or ASIC, and 'part' performs certain roles. However, 'part' is not meant to be limited to software or hardware. &Quot; to " may be configured to reside on an addressable storage medium and may be configured to play one or more processors. Thus, by way of example, 'parts' may refer to components such as software components, object-oriented software components, class components and task components, and processes, functions, , Subroutines, segments of program code, drivers, firmware, microcode, circuitry, data, databases, data structures, tables, arrays, and variables. The functions provided in the components and components may be further combined with a smaller number of components and components or further components and components. In addition, the components and components may be implemented to play back one or more CPUs in a device or a secure multimedia card.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention as defined by the following claims It can be understood that

100: 신호 입력부
200: 신호 측정부
300: 연산부
400: 이상 판단부
100: Signal input section
200: Signal measurement unit
300:
400: abnormal judgment unit

Claims (8)

100Hz~9kHz대역의 제1주파수 성분, 10kHz~99KHz대역의 제2주파수 성분 및 100kHz~500kH대역의 제3주파수 성분의 신호를 혼합하여 강심알루미늄연선(ACSR) 내부로 주입하는 신호 입력부;
상기 강심알루미늄 연선에 인가된 신호의 전압값 및 전류값을 측정하는 신호 측정부;
상기 신호 측정부에서 측정한 전압값 및 전류값을 분석하여 각 주파수별 전압 성분값 및 전류 성분값을 추출하여 각 주파수 성분 신호에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값을 연산하는 연산부; 및
상기 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 상기 강심알루미늄연선 내부 구성에 따른 이상 여부를 판단하는 이상 판단부를 포함하며,
상기 신호 측정부는 센싱코일, 센싱저항, 상기 센싱코일 양단에 병렬 연결되어 상기 센싱코일 양단의 전압을 측정하는 제1전압 측정부 및 상기 센싱저항 양단에 병렬 연결되어 상기 센싱저항 양단의 전압을 측정하는 제2전압 측정부를 포함하고,
상기 이상 판단부는,
상기 제1주파수 성분 신호 대역에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 최내각 강선층에서의 저항과 인덕턴스 변화를 측정하여 상기 최내각 강선층의 이상 여부를 판단하고,
상기 제2주파수 성분 신호 대역에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 중간 아연도금층에서의 저항과 인덕턴스 변화를 측정하여 상기 중간 아연도금층에서의 이상 여부를 판단하고,
상기 제3주파수 성분 신호 대역에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율을 이용하여 최외각 알루미늄층에서의 인덕턴스 변화를 측정하여 상기 최외각 알루미늄층에서의 이상 여부를 판단하는 선로 이상 판단 장치.
A signal input unit for mixing signals of a first frequency component in a frequency band of 100 Hz to 9 kHz, a second frequency component in a frequency band of 10 kHz to 99 KHz, and a third frequency component in a frequency band of 100 kHz to 500 kHz into an ACSR;
A signal measuring unit measuring a voltage value and a current value of a signal applied to the stranded aluminum strand;
A calculating unit for analyzing the voltage value and the current value measured by the signal measuring unit and extracting a voltage component value and a current component value for each frequency to calculate a magnitude value, a phase value, and a reactance value of an impedance for each frequency component signal; And
And an abnormality determination unit for determining an abnormality according to the inner configuration of the superconducting aluminum strand using the magnitude value, the phase value, and the rate of change of the reactance value of the impedance,
The signal measuring unit includes a sensing coil, a sensing resistor, a first voltage measuring unit connected in parallel at both ends of the sensing coil to measure a voltage across the sensing coil, and a voltage measuring unit connected in parallel at both ends of the sensing resistor, And a second voltage measuring unit,
The abnormality determination unit
Determining an abnormality of the innermost liner layer by measuring a change in resistance and inductance in the innermost liner layer using the magnitude value, the phase value and the rate of change of the reactance value with respect to the first frequency component signal band,
Determining an abnormality in the intermediate zinc plating layer by measuring resistance and inductance change in the intermediate zinc plating layer using a magnitude value, an impedance value and a rate of change of reactance value of the impedance for the second frequency component signal band,
Determining whether an abnormality has occurred in the outermost aluminum layer by measuring a change in inductance in the outermost aluminum layer using a magnitude value of the impedance, a phase value, and a change rate of the reactance value with respect to the third frequency component signal band; Device.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 연산부는 고속 푸리에 변환(FFT)을 이용하여 상기 각 주파수 성분 신호에 대한 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값을 연산하는 선로 이상 판단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the operation unit calculates a magnitude value, a phase value, and a reactance value of an impedance for each frequency component signal using Fast Fourier Transform (FFT).
제3항에 있어서,
상기 연산부는,
상기 신호 측정부에서 측정한 전압값 및 전류값을 증폭하는 증폭기;
증폭된 신호를 샘플링하는 아날로그-디지털 변환기;
고속 푸리에 변환을 통하여 샘플링 된 신호에 대하여 제1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분에 대한 전압 성분값 및 전류 성분값을 각각 추출하는 고속 푸리에 변환기; 및
상기 제1주파수 성분, 제2주파수 성분 및 제3주파수 성분에 대한 전압 성분값 및 전류 성분값을 이용하여 주파수별 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값을 연산하는 프로세서를 포함하는 선로 이상 판단 장치.
The method of claim 3,
The operation unit,
An amplifier for amplifying a voltage value and a current value measured by the signal measuring unit;
An analog-to-digital converter for sampling the amplified signal;
A fast Fourier transformer for extracting a voltage component value and a current component value for a first frequency component, a second frequency component, and a third frequency component with respect to a sampled signal through a fast Fourier transform; And
And a processor for calculating a magnitude value, a phase value, and a reactance value of the frequency-dependent impedance using the voltage component value and the current component value for the first frequency component, the second frequency component, and the third frequency component, .
제1항에 있어서,
상기 이상 판단부는 임피던스의 크기값, 위상값 및 리액턴스값의 변화율이 변화율 설정치 범위를 벗어난 경우 이상이 발생한 것으로 판단하는 선로 이상 판단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the abnormality determination unit determines that an abnormality has occurred when the magnitude value of the impedance, the phase value, and the rate of change of the reactance value are out of the change rate set value range.
삭제delete 삭제delete 삭제delete
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR101032465B1 (en) * 2009-10-30 2011-05-03 한국전력공사 Power transmission line corrosion detector and corrosion detecting method thereof

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