KR20040028021A

KR20040028021A - 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터

Info

Publication number: KR20040028021A
Application number: KR1020020059090A
Authority: KR
Inventors: 김관호; 이원태; 이재조; 오휘명
Original assignee: 한국전기연구원
Priority date: 2002-09-28
Filing date: 2002-09-28
Publication date: 2004-04-03
Also published as: KR100463439B1

Abstract

고속 고주파 통신을 가능하게 하고, 고압 배전선로에의 설치 및 연결을 위해 배전급(22.9kv급)의 선로에도 설치가 가능하도록 절연 내력이 높고 소형 및 경량화로 설치 및 시공의 합리화가 가능한 고압 전력선 통신용 밴드 블로킹 필터가 개시된다. 본 발명에 따른 고압 전력선 통신용 밴드 블로킹 필터는 커패시터부와 인덕터부를 분리하여 커패시터부는 세라믹 커패시터로 사용하고, 인덕터부는 활선 작업이 가능하도록 분리 형태로 구성하여 배전선로에 적합한 절연 내력 및 안전성을 확보한다.

Description

고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터{BAND BLOCKING FILTER FOR TELECOMMUNICATION BY HIGH VOLTAGE AND HIGH FREQUENCY DISTRIBUTION LINE}

본 발명은 고압 전력선을 통신선으로 사용하여 고속 통신을 하기 위한 고압 전력선 통신용 밴드 블로킹 필터에 관한 것으로서, 특히 고속 고주파 통신을 가능하게 하고, 고압 배전선로에의 설치 및 연결을 위해 배전급(22.9kv급)의 선로에도 설치가 가능하도록 절연 내력이 높고 소형 및 경량화로 설치 및 시공의 합리화가 가능한 고압 전력선 통신용 밴드 블로킹 필터에 관한 것이다.

일반적으로, 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터는 전력선 통신 시스템에서 통신망과 통신망 사이의 통신 신호 간섭을 차단시켜 주는 역할을 수행하는 장치이다.

전력선 통신 시스템은 전력선을 이용하여 초고속 인터넷과 전화접속을 가능하게 함으로써 음성, 문자 및 영상 데이터등을 전송할 수 있는 기술을 말하며, PLC(Power Line Communication)라고도 한다. 고압전력선을 이용한 2Mbps, 10Mbps급(고주파 대역 1 MHz~ 57MHz)의 고속 통신 분야는 차세대 통신수단으로 각광받기 시작하여 세계 각국에서 경쟁적으로 개발에 박차를 가하고 있는 상황이다. 고압 전력선을 이용한 고속 통신 분야에서 현재까지 개발되어진 기술의 범위는 가입자망의 개발 및 그와 연관된 홈 네트워킹에 주력해 왔다. 그러나 약 20 ~100가구 단위로 구성되는 고속통신망과 통신망 사이의 신호간섭은 노이즈로 작용되어 통신품질을 저하시키고 궁극적으로 배전급 전력선을 이용한 고속 통신망의 상용화 가치를 낮아지게 한다.

이러한 약 50~100가구 단위로 구성되는 고속 통신망과 통신망 사이의 신호간섭을 막기 위해서는 도1에서 보는 바와 같이, 22.9kV 고전압과 600A의 고전류 가 인가되는 배전 선로(10)상에 장착되어 통신망(A)과 통신망(B)사이의 통신 신호 간섭을 차단시켜 주는 역할을 수행하는 밴드 블로킹 필터(100)의 장착이 필수적이다.

이러한 고전압과 고전류가 인가되는 배전 선로(22.9kV)상에 장착되는 밴드 블로킹 필터(100)는 내구성과 안전성이 선행되어야 한다. 즉, 고압 전력선을 이용한 고속통신망 간의 통신 신호 차단용 밴드 블로킹 필터(100)는 배전선로(10)에 상시 22.9kV이상의 고전압이 인가되어 있어 절연 내력의 확보는 필수적이며, 외부로부터 뢰, 서지 등에 의한 이상전압이 유입되어 밴드 블로킹 필터의 절연이 파괴되거나 치명적인 손상을 입었을 경우 수용가의 안전에 지대한 영향을 미칠 뿐만 아니라 제반 시스템을 손상시키는 주요 요인으로 작용하게 된다.

그러므로 배전 선로(22.9kV)상에 장착되어 통신 신호 간섭을 차단시켜 주며, 내구성과 안전성을 갖는 밴드 블로킹 필터(100)의 개발이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기의 필요성에 부응하기 위하여 발명된 것으로, 밴드 블로킹 필터를 구성하는 커패시터부와 인덕터부를 분리하여 커패시터부는 다중 직렬 및 병렬로 구성된 세라믹 커패시터로 사용하고, 인덕터부는 활선 작업이 가능하도록 분리 형태로 구성하여 배전선로에 적합한 절연 내력 및 안전성을 확보하기 위한 고압 전력선 통신용 고주파 통신 밴드 블로킹 필터를 제공하는 데 그 목적이 있다.

도1은 본 발명에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터의 설치시 위치를 보여주기 위한 전력선 통신의 개념도이다.

도2는 본 발명에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터의 회로도이다.

도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터의 구조도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 배전선로 100 : 밴드 블로킹 필터

122 : 세라믹 커패시터 123 : 갓

124 : 절명 케이스 125 : 세라믹 소체

126 : 전극면 127 : 소체 직렬 결합체

132 : 세라믹 소체 134 : 분리부

C : 커페시터부 I : 인덕터부

A,B : 통신망

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은,

통신망(A)과 통신망(B)을 연결하는 배전 선로상에 장착되어 신호간섭을 차단하는 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터에 있어서,

배전 선로의 상,하 또는 좌,우에 통상의 결합장치에 의하여 결합되도록 중앙의 분리부가 형성되며, 다중 직렬 결합된 세라믹 소체를 가지고 분리 형성되는 두개의 인덕터로 이루어진 인덕터부; 및

두개의 인덕터의 사이에 T자 형태를 이루고, 배전선로에 직접 접지되도록 형성되며, 세라믹 소체가 다중 직렬 결합된 소체 직렬 결합체로 형성된 세라믹 커패시터를 내부에 포함하는 커패시터부가 각각 분리되도록 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 커패시터부는 내부에 절연 처리된 세라믹 커패시터가 형성되고, 세라믹 커패시터의 외부는 에폭시, 폴리머, EPDM등의 절연재료를 이용하여 다수의 갓의 형태를 지닌 원통형 또는 단순 원통형으로 형성된 절연 케이스를 갖는다

또한 본 발명의 일 실시예에서는, 세라믹 커패시터는 유전율 약 5,000 ~ 10,000인 세라믹 혼합물을 정전용량이 1,200~3,000pF가 되도록 원통형으로 고압성형하고 양측에 은으로 프린팅 처리한 전극면을 갖도록 고온으로 소성시켜 형성된 다수의 세라믹 소체를 직렬 연결하여 하나의 소체 직렬 결합체를 형성하고, 소체 직렬 결합체를 접합하는 다중 직렬 접합방법에 의하여 형성된다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도면중 도2는 본 발명에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터의 회로도이고, 도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터의 구조도이다.

본 발명에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터는, 도 2에서 보는 바와 같이 통신망(A)과 통신망(B)을 연결하는 배전 선로(22.9kV)상(10)에 장착되며, 그 구성은 두개의 인덕터(I1,I2)사이에 커패시터(C)가 T자 형태를 이루도록 형성되며, 커패시터(C)의 일측은 고압 전력선에 직접 접지 되도록 구성되어 통신 신호 간섭을 차단시켜 준다.

여기서 본 발명에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터(100)는 배전선로에 적합한 절연 내력 및 안전성을 확보하기 위하여 커패시터부(C)와 인덕터부(I)을 분리하여 커패시터부(C)은 다중 직렬로 구성된 세라믹 커패시터로 사용하고, 인덕터부(I)은 활선 작업이 가능하도록 분리 형태로 구성한다.

본 발명에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터(100)의 커패시터부(C)는 도 3에서 보는 바와 같이 내부에 세라믹 커패시터(122)가 형성되고, 세라믹 커패시터(122)의 외부는 에폭시, 폴리머, EPDM등의 절연재료를 이용하여 다수의 갓(123)의 형태를 지닌 원통형 또는 단순 원통형의 절연 케이스(124)를 형성한다. 내부의 세라믹 커패시터(122)는 측면의 방전을 방지하기 위하여 절연 처리된다.

절연 케이스(124)의 내부에 위치하여 필터 역할을 하게 하는 세라믹 커패시터(122)는 절연 내력 향상과 미세 크랙을 방지하기 위하여 유전율 약 5,000 ~10,000인 세라믹 혼합물을 성형압력과 소성조건을 향상시키는 다중 강화형으로 제조되며, 정전용량은 1,200~3,000pF가 되도록 원통형으로 형성되며, 양쪽 전극면(126)은 은(Ag 85%)으로 프린팅 처리한 후 고온으로 소성시켜 형성된 다수의 세라믹 소체(125)를 직렬 연결하여 하나의 소체 직렬 결합체(127)를 구성하고, 이러한 소체 직렬 결합체(127)를 다수개 접합하는 다중 직렬 접합에 의하여 세라믹 커패시터(122)를 형성한다.

이러한 세라믹 커패시터(122)의 다중 직렬 접합은 세라믹 커패시터(122)의 내전압 및 밴드 블로킹 필터 특성의 향상을 위한 것으로, 소체(125)간 전극면의 직렬 연결은 솔더 페이스트(solder paste)등으로 소체를 접합하여 소체 직렬 결합체(127)를 형성하고, 소체 직렬 결합체(127)을 중심으로부터 방사상으로 결합시켜 세라믹 커패시터(122)의 정전용량 값을 8nF이상으로 증진시킨다.

이전의 세라믹 소체는 두께와 직경이 일정치를 초과하면 성형시 압력이 불균일화하여 제조 후 미소 크랙 등이 남아 특고전압 제품 등에 사용을 제한 받아 왔으나, 본 발명에 따른 세라믹 커패시터는 다중 강화형으로 제조하고, 다중 직렬 결합 방법을 채용함으로써 더 높은 전압에서도 이용이 가능하게 된다.

본 발명에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터(100)의 인덕터부(I)

은 사용하는 곳이 고압 전력선인 관계로 활선 작업이 가능케 하기 위해서, 세라믹 소체(132)를 다중 직렬로 결합한 다음 중앙부에 분리부(134)가 형성되도록 구성된다. 그러므로 고압 전력선에 전원이 인가된 상태(활선 상태)에서도 중앙의분리부(134)를 기준으로 배전선로(10)의 상,하 또는 좌,우로 다중 직렬 연결된 세라믹 소체(132)를 분리시킨 다음 클램프등 접합장치(도시되지 않음)을 통하여 접합하여 쉽게 설치할 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터는 커패시터부(C)와 인덕터부(I)를 고압 전력선에 T자 형태로 연결하여 통신망과 통신망사이의 신호간섭을 차단하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터의 세라믹 커패시터는 기존의 커패시터 제조법보다 제조비용이 저렴하며, 제조가 간단하고 견고하며 소형 및 경량이고, 인덕터부는 분리 형태로 제작되어 전력선 통신망의 상용화를 조기화 할 수 있고, 수용가의 안전성을 확보할 수 있으며, 통신품질의 수준을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당업자에 의해 그 개량이나 변형이 가능하다.

Claims

통신망(A)과 통신망(B)을 연결하는 배전 선로상(10)에 장착되어 신호간섭을 차단하는 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터(100)에 있어서,

상기 배전 선로(10)의 상,하 또는 좌,우에 통상의 결합장치에 의하여 결합되도록 중앙의 분리부(134)가 형성되며, 다중 직렬 결합된 세라믹 소체(132)를 가지고 분리 형성되는 두개의 인덕터(I1,I2)로 이루어진 인덕터부(I); 및

상기 두개의 인덕터(I1,I2)의 사이에 T자 형태를 이루고, 상기 배전선로(10)에 직접 접지되도록 형성되며, 세라믹 소체(125)가 다중 직렬 결합된 소체 직렬 결합체(127)를 다수개 결합시켜 형성된 세라믹 커패시터(122)를 내부에 포함하는 커패시터부(C)가 각각 분리되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터.
제 1 항에 있어서, 상기 커패시터부(C)는 내부에 절연 처리된 세라믹 커패시터(122)가 형성되고, 상기 세라믹 커패시터(122)의 외부는 에폭시, 폴리머, EPDM등의 절연재료를 이용하여 다수의 갓(123)의 형태를 지닌 원통형 또는 단순 원통형으로 형성된 절연 케이스(124)를 갖는 것을 특징으로 하는 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터.
제 1항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 세라믹 커패시터(122)는 유전율 약5,000 ~ 10,000인 세라믹 혼합물을 정전용량이 1,200~3,000pF가 되도록 원통형으로 압력에 의하여 성형하고 양측에 은(Ag)으로 프린팅 처리한 전극면(126)을 갖도록 고온으로 소성시켜 형성된 다수의 세라믹 소체(125)를 솔더 페이스트(solder paste)등으로 접합하여 직렬 연결하여 하나의 소체 직렬 결합체(127)를 형성하고, 상기 소체 직렬 결합체(127)를 다수개 접합하는 다중 직렬 접합방법에 의하여 형성되는 것을 특징으로 하는 고압 전력선 통신용 고주파 밴드 블로킹 필터.