KR102587912B1 - 원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법 - Google Patents

원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법 Download PDF

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Abstract

원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법이 개시된다. 원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법은, (a) 원자력 발전소에 설치된 지진 감시 계통에서 설정된 중력 가속도를 초과하는 신호를 기록하는 단계와, (b) 상기 (a) 단계의 신호가 기록된 이후에. 지진 데이터 베이스로부터 설정된 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진 신호가 발생되는지 여부를 확인하는 단계와, (c) 상기 (b) 단계에서 확인된 지진으로부터 전달된 지진 신호의 최초 도달 시간을 시뮬레이션을 통해 계산하고, 계산된 지진 신호의 도달 시간과 실제 지진 신호의 도달 시간이 일치하는지 확인하는 단계와, (d) P파 지진 신호와 S파 지진 신호를 확인하고, P파 지진 신호와 S파 지진 신호가 시간차를 두고 발생 여부를 확인하는 단계와, (e) 상기 지진의 파형을 푸리에 변환하여 상기 지진 신호가 관측 주파수 범위에서 균일한 분포 상태를 확인하는 단계와, (f) 상기 (b) 단계에서 지진 데이터 베이스로부터 설정된 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진 신호가 발생되는지 여부를 확인되고, 상기 (c) 단계 내지 (e) 단계가 확인되면, 지진 발생으로 확인하는 단계를 포함한다.

Description

원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법{METHOD FOR AUTOMATICALLY DISCRIMINATING EARTHQUUAKE VIBRATORY MOTION FROM ERRONEOUS SIGNAL RECORD AT SEISMIC SYSTEM OF NUCLEAR POWER PLANT}
본 발명은 지진 신호의 정확한 감지가 가능한 원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법에 관한 것이다.
일반적으로 원자력발전소 내 지진감시계통은, 지진 신호를 감지하기 위해 설정된 중력 가속도를 초과하는 신호가 감지되는 경우 지진 계측기가 작동하여 그 신호를 기록하고, 신호에 따른 경보를 발생하여 지진 위험에 대해 경고한다.
그러나, 지진감시계통은, 지진에 의한 지진동을 감시하고자 하는 지진감시계통의 목적과는 다르게, 지진 계측장비의 기계적, 전기적 오작동이나 주변 기기 혹은 인적 요소에 의한 잡음으로 인해 지진 신호를 감지하기 위해 설정된 중력 가속도를 초과하는 신호가 빈번하게 감지될 수 있다.
따라서, 지진에 의해 발생되지 않은 지진 계측장비의 기계적, 전기적 오작동이나 주변 기기 혹은 인적 요소에 의한 잡음으로 인해, 오작동된 지진 경보에 의해 원자력 발전소 운영에 혼란을 줄 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는, 지진 신호의 정확한 감지가 가능하여, 오신호에 의해 원자력 발전소 운영에 혼란을 유발하지 않도록 하는 원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예는, (a) 원자력 발전소에 설치된 지진 감시 계통에서 설정된 중력 가속도를 초과하는 신호를 지진 계측기를 이용하여 기록하는 단계와, (b) 상기 (a) 단계의 신호가 기록된 이후에. 지진 데이터 베이스로부터 설정된 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진 신호가 발생되는지 여부를 기상청 또는 미지질 조사국을 이용하여 확인하는 단계와, (c) 상기 (b) 단계에서 확인된 지진으로부터 전달된 지진 신호의 최초 도달 시간을 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션을 통해 계산하고, 계산된 지진 신호의 도달 시간과 실제 지진 신호의 도달 시간이 일치하는지 컴퓨터를 이용하여 확인하는 단계와, (d) P파 지진 신호와 S파 지진 신호를 확인하고, P파 지진 신호와 S파 지진 신호가 시간차를 두고 발생 여부를 힐버트 변환(Hilbert Transform) 또는 STA/LTA(Short Term Average/Long Term Average)를 이용하여 확인하는 단계와, (e) 상기 지진의 파형을 컴퓨터를 이용하여 푸리에 변환하여 상기 지진 신호가 관측 주파수 범위에서 균일한 분포 상태를 컴퓨터를 이용하여 확인하는 단계와, (f) 상기 (b) 단계에서 지진 데이터 베이스로부터 설정된 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진 신호가 발생되는지 여부를 기상청 또는 미지질 조사국을 이용하여 확인하고 (c) 단계 내지 (e) 단계가 확인되면 지진 발생으로 확인하는 단계를 포함한다.
(a) 단계는, 0.01g(1g=9.81m/s2)를 초과하는 신호를 경보하는 것을 포함할 수 있다.
(b) 단계의 설정된 시간은 상기 (a) 단계의 0.01g(1g=9.81m/s2)를 초과하는 신호 발생으로부터 30분 이전 사이의 시간일 수 있다.
(d) 단계는, 힐버트 변환(Hilbert Transform) 또는 STA/LTA(Short Term Average/Long Term Average)를 이용할 수 있다.
(e) 단계의 상기 관측 주파수는, 0.01Hz 내지 50Hz의 광대역 신호일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 원자력 발소의 지진 감시계통에서 0.01g(1g=9.81m/s2)의 신호가 감지되는 경우, 지진계측장비의 기계적, 전기적 오작동이나 주변 기기 혹은 인적 요소에 의한 잡음에 의해 0.01g를 초과한 신호가 발생된 것인지 또는 실제 지진의 발생에 의해 0.01g를 초과한 신호가 발생된 것인지를 명확하게 확인하는 것이 가능하다. 이에 따라 0.01g를 초과하는 신호 감지시, 지진에 의한 지진동 신호가 아닐 경우 원자력발전소 운영에 불필요한 혼란을 주지 않아도 되며, 지진에 의한 지진동으로 판별될 경우 빠른 후속조치를 통하여 발전소를 안전하게 운영 가능하도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법을 개략적으로 도시한 흐름도이다. 이하에서 원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법을 구체적으로 설명한다.
먼저, 원자력 발전소에 설치된 지진 감시 계통에서 설정된 중력 가속도를 초과하는 신호를 기록한다(S10).
(S10) 단계에서 설정된 중력 가속도는 0.01g(1g=9.81m/s2)이며, (S10) 단계는 원자력 발전소에 설치된 지진 감시 계통에 설치된 지진 계측기에서 신호를 기록하는 것으로, 0.01g(1g=9.81m/s2)를 초과하는 신호가 발생되는 경우 신호를 기록할 수 있다.
(S10) 단계는 0.01g(1g=9.81m/s2)를 초과하는 신호가 발생되는 경우 신호를 기록함과 함께 경보 등을 통해 알리는 것도 가능하다.
다음, (S10) 단계의 신호가 기록된 이후에. 지진 데이터 베이스(10)로부터 설정된 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진 신호가 발생되는지 여부를 확인한다(S20).
(S20) 단계는 원자력 발전소 이외에서 지진 신호를 측정하는 것으로, 원자력 발전소 외부의 기상청, 미지질 조사국 등의 지진 신호를 측정 가능한 곳에서 측정된 실시간 지진 기록을 확인하며 규모 3.0 이상의 지진 신호의 발생을 확인할 수 있다.
(S20) 단계는 0.01g(1g=9.81m/s2)를 초과하는 신호가 기록된 시점으로부터 30분 이전 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진이 발생된 상태 여부를 지진 데이터베이스(10)를 이용하여 확인할 수 있다.
즉, 원자력 발전소 외부의 기상청, 미지질 조사국 등에서 측정된 실시간 지진 기록은 지진 데이터베이스(10)에 저장되는 바, 지진 데이터 베이스(10)의 기록을 확인하여 지진 발생 상태 여부를 확인할 수 있다.
(S20) 단계 이후에, 0.01g를 초과한 신호의 발생 시간 이후, 5분 이상 시간 경과 여부를 확인할 수 있다(S21). 이는 데이터베이스의 주기적 업데이트 시간을 고려한 것이다.
따라서, (S20, S21) 단계는, 0.01g(1g=9.81m/s2)를 초과하는 신호가 기록된 시점으로부터 30분 이전 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진이 발생되지 않은 상태에서 0.01g를 초과한 신호의 발생 시간 이후, 5분 이상 시간 경과되는 경우 지진 신호가 아닌 것으로 확인할 수 있다.
이어서, (S20) 단계에서 확인된 지진으로부터 전달된 지진 신호의 최초 도달 시간을 시뮬레이션을 통해 계산 및 추정하고(S30), 계산된 지진 신호의 도달 시간과 실제 지진 신호의 도달 시간이 일치하는지 확인한다(S40).
(S30) 단계는 지진으로부터 전달된 지진 신호의 최초 도달 시간의 시뮬레이션은 컴퓨터를 이용하여 계산하여 추정할 수 있다.
그리고, (S40) 단계에서는 (S30) 단계에서 컴퓨터에 의해 계산된 지진으로부터 전달된 지진 신호의 최초 도달 시간이 실제 지진 신호의 도달 시간과 일치하는지 여부를 확인할 수 있다.
(S40) 단계에서 컴퓨터에 의해 계산된 지진으로부터 전달된 지진 신호의 최초 도달 시간이 실제 지진 신호의 도달 시간과 일치하지 않는 경우, 지진 신호가 아닌 것으로 확인할 수 있다.
다음, P파 지진 신호와 S파 지진 신호를 확인하고, P파 지진 신호와 S파 지진 신호가 시간차를 두고 발생 여부를 확인한다(S50).
(S50) 단계는, 힐버트 변환(Hilbert Transform) 또는 STA/LTA(Short Term Average/Long Term Average)를 이용하여 P파 지진 신호와 S파 지진 신호가 시간차를 두고 발생 여부를 확인할 수 있다.
여기서, 힐버트 변환(Hilbert Transform)은, 위상을 ―90도만큼 회전시키는 시간영역 신호 변환방법이고, STA/LTA(Short Term Average/Long Term Average)은, 신호 짧은 시간 동안의 평균 진폭과 긴 시간동안의 평균 진폭의 비를 이용하는 것을 말한다.
(S50) 단계에서 P파 지진 신호와 S파 지진 신호가 시간차를 두고 발생하지 않으면, 지진 신호가 아닌 것으로 확인할 수 있다.
이어서, 지진의 파형을 푸리에 변환하고(S60), 지진 신호가 관측 주파수 범위에서 균일한 분포 상태를 확인한다(S70).
(S70) 단계는 관측 주파수는 0.01Hz 내지 50Hz의 광대역 신호이며, 지진 파형을 푸리에 변환하고, 푸리에 변환된 신호가 0.01Hz 내지 50Hz의 광대역 신호에 고르게 분포하는지 확인할 수 있다.
여기서, 푸리에 변환된 신호가 0.01Hz 내지 50Hz의 광대역 신호의 범위에서 확인되지 않은 경우, 지진 신호가 아닌 것으로 확인할 수 있다.
다음, (S20) 단계에서 규모 3.0 이상의 지진 신호가 발생한 상태에서, (S40) 단계와 (S50) 단계와 (S70) 단계가 함께 확인되는 경우, 지진 발생으로 확인한다(S80).
즉 (S80) 단계는, 0.01g(1g=9.81m/s2)를 초과하는 신호가 기록된 시점으로부터 30분 이전 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진이 발생된 상태에서, (S40) 단계와 (S50) 단계와 (S70) 단계가 함께 확인되는 경우, 지진 발생으로 확인할 수 있다.
이와 같이, 원자력 발소의 지진 감시계통에서 0.01g(1g=9.81m/s2)의 신호가 감지되는 경우, 지진계측장비의 기계적, 전기적 오작동이나 주변 기기 혹은 인적 요소에 의한 잡음에 의해 0.01g를 초과한 신호가 발생된 것인지 또는 실제 지진의 발생에 의해 0.01g를 초과한 신호가 발생된 것인지를 명확하게 확인하는 것이 가능하다.
따라서, 0.01g를 초과하는 신호 감지 시, 지진에 의한 지진동 신호가 아닐 경우 원자력발전소 운영에 불필요한 혼란을 주지 않아도 되며, 지진에 의한 지진동으로 판별될 경우 빠른 후속조치를 통하여 발전소를 안전하게 운영 가능하도록 할 수 있다.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.
10...지진 데이터 베이스

Claims (5)

  1. (a) 원자력 발전소에 설치된 지진 감시 계통에서 설정된 중력 가속도를 초과하는 신호를 지진 계측기를 이용하여 기록하는 단계;
    (b) 상기 (a) 단계의 신호가 기록된 이후에. 지진 데이터 베이스로부터 설정된 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진 신호가 발생되는지 여부를 기상청 또는 미지질 조사국을 이용하여 확인하는 단계;
    (c) 상기 (b) 단계에서 확인된 지진으로부터 전달된 지진 신호의 최초 도달 시간을 컴퓨터를 이용한 시뮬레이션을 통해 계산하고, 계산된 지진 신호의 도달 시간과 실제 지진 신호의 도달 시간이 일치하는지 컴퓨터를 이용하여 확인하는 단계;
    (d) P파 지진 신호와 S파 지진 신호를 확인하고, P파 지진 신호와 S파 지진 신호가 시간차를 두고 발생 여부를 힐버트 변환(Hilbert Transform) 또는 STA/LTA(Short Term Average/Long Term Average)를 이용하여 확인하는 단계;
    (e) 상기 지진의 파형을 컴퓨터를 이용하여 푸리에 변환하여 상기 지진 신호가 관측 주파수 범위에서 균일한 분포 상태를 컴퓨터를 이용하여 확인하는 단계; 및
    (f) 상기 (b) 단계에서 지진 데이터 베이스로부터 설정된 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진 신호가 발생되는지 여부를 기상청 또는 미지질 조사국을 이용하여 확인하고, 상기 (c) 단계 내지 (e) 단계가 확인되면, 지진 발생으로 확인하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 (a) 단계에서 상기 설정된 중력 가속도는 0.01g(1g=9.81m/s2)이고, 상기 0.01g(1g=9.81m/s2)를 초과하는 신호를 경보하며,
    상기 (b) 단계의 설정된 시간은, 상기 (a) 단계의 0.01g(1g=9.81m/s2)를 초과하는 신호 발생으로부터 30분 이전 사이의 시간이고,
    상기 0.01g(1g=9.81m/s2)를 초과하는 신호가 기록된 시점으로부터 30분 이전 시간 범위에서 규모 3.0 이상의 지진이 발생되지 않은 상태에서 0.01g를 초과한 신호의 발생 시간 이후, 5분 이상 시간 경과되는 경우 지진 신호가 아닌 것으로 확인하는, 원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (e) 단계의 상기 관측 주파수는, 0.01Hz 내지 50Hz의 광대역 신호인, 원자력 발전소의 지진 감시계통 오신호 판별 방법.
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