KR20210039087A

KR20210039087A - 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러 및 이를 이용한 통신선로의 통신 및 상태진단장치

Info

Publication number: KR20210039087A
Application number: KR1020190121452A
Authority: KR
Inventors: 김재훈; 조삼규; 임영섭; 김성덕; 박갑호
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2019-10-01
Filing date: 2019-10-01
Publication date: 2021-04-09
Also published as: KR102622916B1

Abstract

본 발명은 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러 및 이를 이용한 통신선로의 통신 및 상태진단장치에 관한 것으로, 통신선로상에 배치되는 비접촉식 커플러와, 상기 비접촉식 커플러와 연결되고 통신용 제1 주파수신호를 송수신하는 제1,2 통신모뎀 및, 상기 비접촉식 커플러와 연결되고 제1 주파수신호와 다른 주파수 대역의 진단용 제2 주파수신호를 송수신하는 진단용주파수 발생부와 수신부를 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명에 따르면, 페라이트 또는 나노결정립합금 코어의 특성을 이용하여 통신선로상 통신장비 간의 통신기능 및 통신선로 상태진단기능을 동시에 수행가능한 효과가 있다.

Description

복합기능을 갖는 비접촉식 커플러 및 이를 이용한 통신선로의 통신 및 상태진단장치{NON-CONTACT TYPE COUPLER HAVING MULTIPLE FUCNTIONS AND COMMUINCATION AND STATE DIAGNOSIS DEVICE OF COMMUNICATION LINE USING IT}

본 발명은 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러 및 이를 이용한 통신선로의 통신 및 상태진단장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 페라이트 또는 나노결정립합금 코어의 특성을 이용하여 통신선로상 통신장비 간의 통신기능 및 통신선로 상태진단기능을 동시에 수행가능한 광대역 비접촉식 커플러 및 이를 이용한 통신선로의 통신 및 상태진단 장치에 관한 것이다.

통신기술의 발달로 인해 다양한 매개체를 통신선로로 이용하여 원격지 간의 통신이 가능하게 되었다. 예컨대, 전력선통신(Power Line Communication:PLC)은 전력을 공급하는 통신선로을 매개로 음성과 데이터를 고주파 신호에 실어 통신하는 기술로서 통신선로만으로 초고속 인터넷이 가능하며 최근에는 인터넷 전화, 홈네트워킹, 홈뱅킹 등 다양한 분야에까지 활용되고 있다.

뿐만 아니라, 최근에는 에어컨 배관, 광섬유 복합가공지선(OPGW) 등도 통신을 위한 통신선로로 이용되고 있다.

이와 같이, 기설치된 다양한 도체선을 통신선로로 활용하는데 필요한 장치가 통신용 커플러이다. 이러한 통신용 커플러는 기설치된 통신선로에 각종 통신신호를 실어주거나 또는 통신선로로부터 통신신호를 커플링하여 수집하도록 한다.

통신용 커플러는 접촉식과 비접촉식으로 구분되는데, 통신선로의 절연피복을 제거하고 직접 연결하는 접촉식 커플러는 안정성과 설치공정상의 문제점으로 인해 상용화가 어려워 현재에는 비접촉식 커플러가 주로 사용되고 있다.

비접촉식 커플러는 통신선로의 상용주파수에 통신신호를 실어 주거나 통신선로의 상용주파수를 통해 전달되는 신호를 분리하는 역할을 하는 장치로서 통신선로 통신환경을 구축하기 위해서는 필수적으로 필요한 장치이다.

그런데, 통신선로를 통한 통신에 문제가 발생하면 종래에는 통신장비를 우선 확인하고 이상이 없으면 통신선로를 확인한다. 통신선로의 상태를 확인하기 위해서는 해당 구간에서 전력을 차단해야 하고 통신선로를 접촉하여 확인해야 하므로 번거로움과 위험성이 따른다.

또한, 종래에는 통신선로에서 통신기능과 통신선로의 상태진단기능을 동시에 수행할 수 있는 기술이 제시되지 않아 통신기능을 위한 커플러와 상태진단을 위한 커플러를 별개로 구성하여야 하는 번거로움이 있었다.

하나의 비접촉식 커플러를 이용하여 통신기능과 상태진단기능을 동시에 수행하기 위해서는 송수신할 수 있는 통신 주파수대역이 넓어야 하는데, 종래의 비접촉식 커플러는 통신 주파수대역으로는 한계가 있다.

이에, 해당 기술분야에서는 페라이트계나 나노결정립합금 코어를 바탕으로 임피던스 매칭을 통해 광대역화가 가능하며 이를 이용하여 통신선로를 통한 통신기능 및 통신선로의 상태진단기능을 동시에 수행할 수 있는 비접촉식 커플러의 개발이 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같이 관련 기술분야의 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 통신선로상 통신기능과 통신선로의 상태진단기능을 동시에 수행하도록 하기 위한 페라이트 또는 나노결정립함금 코어를 이용한 비접촉식 커플러 및 이를 이용한 통신선로의 상태 진단장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 복수의 서로 다른 주파수신호를 동시에 수집 및 전달할 수 있는 비접촉식 커플러 및 이를 이용한 통신선로의 상태 진단장치를 제공하는데 추가적인 목적이 있다.

또한, 본 발명은 통신선로를 이용한 통신이 진행되고 있는 도중에도 위험부담 없이 비접촉으로 통신선로의 상태를 진단할 수 있는 비접촉식 커플러 및 이를 이용한 통신선로의 상태 진단장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러에 관한 것으로, 반원통 형상의 제1 하우징과 제2 하우징; 상기 제1,2 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제1,2 하우징의 형상에 대응되는 복수의 반원통 형상의 서브코어들이 적층된 제1 코어와 제2 코어; 및 상기 제1,2 코어 중 하나 이상에 각각 권선되는 제1 코일과 제2 코일;을 포함하되, 상기 제1 코일에는 통신용 제1 주파수신호가 입력 또는 출력되고, 상기 제2 코일에는 상기 제1 주파수신호와는 다른 주파수 대역의 진단용 제2 주파수신호가 입력 또는 출력되도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징이 서로 결합되면 중앙부에 길이방향으로 중공부가 형성되는 원통 형상이 되면서 상기 통신선로를 감싸며 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 코어와 상기 제2 코어는 각각 반원통 형상을 갖는 복수의 서브코어가 동일한 개수로 적층되어 구성되되, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징이 서로 결합되면 상기 제1 코어의 서브코어의 끝단부와 상기 제2 코어의 서브코어의 끝단부가 서로 대향하도록 배치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1,2 코어는 각각 복수의 서브코어가 적층되어 구성되고, 상기 제1,2 코일은 상기 복수의 서브코어의 전체에 각각 권선될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1,2 코어는 각각 복수의 서브코어가 적층되어 구성되고, 상기 제1 코일은 복수의 서브코어 중 일부에 권선되고, 상기 제2 코일은 복수의 서브코어 중 나머지 일부에 권선될 수 있다.

본 발명인 통신선로의 통신 및 상태진단장치는, 통신선로상에 배치되는 제1 비접촉식 커플러; 상기 제1 비접촉식 커플러와 연결되고, 통신용 제1 주파수신호를 입력하는 제1 통신모뎀; 및, 상기 제1 비접촉식 커플러와 연결되고, 제1 주파수신호와 다른 주파수 대역의 진단용 제2 주파수신호를 입력하는 진단용주파수 발생부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 비접촉식 커플러와 이격되어 통신선로상에 배치되고, 상기 제1 비접촉식 커플러에서 송신되는 제1,2 주파수신호를 수신하는 제2 비접촉식 커플러; 상기 제2 비접촉식 커플러와 연결되고, 통신용 제1 주파수신호를 출력하는 제2 통신모뎀; 및, 상기 제2 비접촉식 커플러와 연결되고, 진단용 제2 주파수신호를 출력하는 진단용주파수 수신부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 통신모뎀 또는 상기 진단용주파수 수신부와 연결되고, 상기 제2 통신모뎀에서 출력된 통신용 제1 주파수신호를 통해 통신상태를 점검하고, 상기 진단용주파수 수신부에서 출력된 진단용 제2 주파수신호를 통해 통신선로의 상태를 점검하는 상태진단부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 상태진단부는, 통신선로의 복수의 상태에 따른 통신상태를 나타내는 제1 주파수신호와 통신선로의 상태를 나타내는 제2 주파수신호가 저장된 저장부; 및 상기 제2 통신모뎀과 상기 진단용주파수 수신부에서 출력된 제1,2 주파수신호와 상기 저장부에 저장된 제1,2 주파수신호를 비교하여, 통신상태 및 통신선로의 상태를 확인하는 확인부;를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 통신모뎀 또는 상기 진단용주파수 발생부로 전압을 공급하는 제1 전원부; 및, 상기 제2 통신모뎀, 상기 진단용주파수 수신부 및 상기 상태진단부로 전원을 공급하는 제2전원부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1,2 전원부는, 통신선로에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류를 이용하여 전원을 생성하도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 비접촉식 커플러는, 반원통 형상의 제1 하우징과 제2 하우징; 상기 제1,2 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제1,2 하우징의 형상에 대응되는 복수의 반원통 형상의 서브코어들이 적층된 제1 코어와 제2 코어; 및, 상기 제1,2 코어 중 하나 이상에 각각 권선되는 제1 코일과 제2 코일;을 포함하되, 상기 제1 코일에는 상기 제1 통신모뎀에서 송출되는 통신용 제1 주파수신호가 입력되고, 상기 제2 코일에는 상기 진단용주파수 발생부에서 송출되는 제1 주파수신호와는 다른 주파수 대역의 진단용 제2 주파수신호가 입력되게 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 코일은 상기 제1 통신모뎀의 단자에 연결되고, 상기 제2 코일은 상기 진단용주파수 발생부의 단자와 연결되어, 상기 제1 주파수신호는 상기 제1 통신모뎀의 단자에 연결된 제1 코일로 전송되고, 상기 제2 주파수신호는 상기 진단용주파수 발생부의 단자와 연결된 제2 코일로 전송될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 비접촉식 커플러는, 반원통 형상의 제1 하우징과 제2 하우징; 상기 제1,2 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제1,2 하우징의 형상에 대응되는 복수의 반원통 형상의 서브코어들이 적층된 제1 코어와 제2 코어; 및, 상기 제1,2 코어 중 하나 이상에 각각 권선되는 제1 코일과 제2 코일;을 포함하되, 상기 제1 코일에는 상기 제1 비접촉식 커플러로부터 송출되는 통신용 제1 주파수신호가 수신 출력되고, 상기 제2 코일에는 상기 제1 비접촉식 커플러로부터 송출되는 진단용 제2 주파수신호가 수신 출력되도록 구성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 상기 제1 코일은 상기 제2 통신모뎀의 단자와 연결되고, 상기 제2 코일은 상기 진단용주파수 수신부의 단자와 연결되어, 상기 제1 주파수신호는 상기 제1 코일에서 상기 제2 통신모뎀의 단자로 전송되고, 상기 제2 주파수신호는 상기 제2 코일에서 상기 진단용주파수 수신부의 단자로 전송될 수 있다.

본 발명에 따른 통신선로 상태 진단장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명에 의하면 통신장비에 의해 통신선로을 이용한 통신선로통신이 이루어지는 중에도 비접촉식으로 통신선로의 상태를 동시에 진단할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면 비접촉식 커플러가 통신선로에 쉽고 간편하게 비접촉식으로 결합할 수 있고, 안정적인 결합유지가 가능하다.

또한, 본 발명에 의하면 대부분 실외에 설치된 통신선로의 상태를 진단하기 위해 실외의 통신선로에 비접촉식커플러를 결합할 때 결합력을 높이고 유지할 수 있도록 함으로써, 안정적인 통신선로 진단이 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통신선로 상태 진단장치의 구성도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상태진단부의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식커플러의 외관 사시도,
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 비접촉식커플러의 코어를 도시한 도면,
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 코어에 코일을 권선한 상태도,

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러를 이용한 통신선로의 통신 및 상태진단 장치의 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 비접촉식 커플러를 이용한 통신선로 상태진단장치(100)(이하 진단장치)는 제1 통신모뎀(110), 진단용주파수 발생부(120), 제1 비접촉식커플러(130), 제2 비접촉식커플러(140), 제2 통신모뎀(150), 진단용주파수 수신부(160) 및 상태진단부(170)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 제1 통신모뎀(110)은 상기 제2 통신모뎀(150)과 통신선로(10)의 통신을 수행하기 위해 통신용 제1 주파수신호를 발생하여 출력할 수 있다. 제1 통신모뎀(110)에서 출력된 통신용 제1주파수신호는 제1 비접촉식커플러(130)로 전달될 수 있다.

상기 진단용주파수 발생부(120)는 통신용 제1 주파수신호의 주파수와는 다른 주파수 대역의 진단용 제2 주파수신호를 발생하여 출력할 수 있다. 이러한 진단용 제2 주파수신호는 통신선로(10)의 통신을 위한 통신용 제1 주파수신호와 구별되는 신호로서, 제1 주파수신호와는 달리 통신선로(10)의 상태를 진단하기 위해 발생하는 별도의 진단용 주파수신호일 수 있다. 상기 진단용주파수 발생부(120)에서 출력된 진단용 제2 주파수신호도 제1 비접촉식커플러(130)로 전달될 수 있다.

상기 제1 비접촉식커플러(130)와 상기 제2 비접촉식커플러(140)는 각각 통신선로(10)에 비접촉식으로 설치될 수 있다. 상기 제1,2 비접촉식커플러(130,140)는 원통형상으로 구현되어 중앙부에 길이방향으로 중공부가 형성되어 통신선로(10)가 중공부의 내부를 관통하도록 설치됨으로써 상기 제1,2 비접촉식커플러(130,140)가 통신선로(10)를 감싸도록 결합될 수 있다.

상기 제1 비접촉식커플러(130)는 제1 통신모뎀(110) 및 진단용주파수발생부(120)로부터 출력되는 제1,2 주파수신호를 수신하여 통신선로(10)로 전달할 수 있다.

그리고 상기 제2 비접촉식커플러(140)는 통신선로(10)를 통해 전달되는 제1,2주파수신호를 수집할 수 있다. 이러한 제1,2 비접촉식커플러(130,140)는 각각 전자기유도 원리를 이용하여 특정신호를 통신선로(10)에 전달하고, 통신선로(10)를 통해 전달되는 신호를 커플링하여 수집할 수 있다.

상기 제2 통신모뎀(150)은 제2 비접촉식커플러(140)에서 수집된 제1 주파수신호를 수신하여 제1 통신모뎀(110)과 통신선로(10)를 통한 통신을 수행할 수 있다.

상기 진단용주파수 수신부(160)는 제2 비접촉식커플러(140)에서 수집된 제2 주파수신호를 수신하여 상기 상태진단부(170)로 출력할 수 있다.

그리고 상기 상태진단부(170)는 상기 진단용주파수 수신부(160)에서 출력된 제2 주파수신호를 분석하여 통신선로(10)의 상태를 진단할 수 있다.

도면으로 도시하지 않았으나, 상기 제1 통신모뎀(110), 진단용주파수 발생부(120), 제2 통신모뎀(150), 진단용주파수 수신부(160) 및 상태진단부(170)는 일례로 별도의 전원공급장치(미도시)를 통해 외부로부터 전원을 공급받을 수 있다.

다른 예로서 휴대용 전원공급장치(미도시)를 설치하여 전원을 공급받을 수도 있다. 예컨대, 휴대용 태양전지모듈을 부가적으로 설치하여 태양광의 빛에너지를 전기에너지로 변환하고, 전원공급장치는 이러한 전기에너지를 이용하여 각 장치로 전원을 공급할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 제1,2 비접촉식커플러(130,140)는 서로 다른 주파수신호를 각각 입력, 수집 및 출력할 수 있으며, 이들 주파수신호에 대응하여 통신기능 및 상태진단기능을 동시에 또는 별개로 진행할 수 있다.

다른 실시예에서는 제1,2 주파수신호와 다른 주파수의 제3주파수신호, 제4주파수신호를 이용하여 다른 기능들도 추가할 수 있다. 이는 복합기능을 갖는 제1,2비접촉커플러(130,140)가 여러 주파수신호를 입력, 수집 및 출력할 수 있으므로, 복합기능을 동시에 또는 별개로 진행할 수 있는 것이다. 이하에서는 설명의 편의상 2개의 기능에 대하여 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명의 또 다른 실시예에서는 도 1과 같이 별도의 전원부(180,190)를 더 포함할 수도 있다. 제1 전원부(180)는 제1 통신모뎀(110)과 진단용주파수 발생부(120)로 전원을 공급하고 제2 전원부(190)는 제2통신모뎀(150), 진단용주파수수신부(160) 및 상태진단부(170)로 전원을 공급할 수 있다.

상기 제1,2 전원부(180.190)는 예를 들어 CT(current transformer ; 계기용 변류기 또는 계기용 변압기) 전원장치를 포함할 수 있다. CT 전원장치는 통신선로(10)에 흐르는 전류를 검출하고 내부의 소자들을 이용하여 전류로부터 전압을 생성할 수 있다.

다음으로, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상태진단부의 구성도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 상태진단부(170)는 저장부(171) 및 확인부(172)를 포함하여 구성된다.

상기 저장부(171)는 통신선로(10)의 복수의 상태에 따른 제1,2 주파수신호의 특성들을 미리 저장하고 있을 수 있다. 통신선로(10)의 경우, 예컨대 내부 손상, 외부의 외란 등의 상태에 따라 통신선로(10)를 통해 전달되는 신호의 특성이 다르게 나타난다. 이에, 통신선로(10)의 각종 상태에 따라 통신선로(10)에서 전달되는 신호의 특성들을 사전에 확인하여 저장부(171)에 미리 저장해두는 것이다.

여기서 제1 주파수신호는 송신, 수신 등의 통신상태를 나타낼 수 있으며, 제2 주파수신호는 내부 손상, 외부의 외란 등의 통신선로의 상태를 나타낼 수 있다.

상기 확인부(172)는 상기 진단용주파수 수신부(160)에서 제2 주파수신호가 수신되면 그 수신된 제2주파수신호의 특성을 추출하고, 추출된 특성에 대응하는 통신선로(10)의 상태정보를 상기 저장부(171)에 미리 저장된 상태정보와 비교 확인하도록 한다. 이로써, 통신선로(10)를 통해 전달되는 진단용 제2 주파수신호를 수집하고, 그 제2주파수신호의 특성에 대응하는 통신선로(10)의 상태를 확인함으로써 해당 통신선로(10)의 현재 상태를 진단할 수 있다.

다음으로, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 비접촉식커플러의 외관 사시도이다.

본 발명의 비접촉식커플러는 제1,2 비접촉식커플러(130,140)를 포함할 수 있다.

그리고 도 3에는 제1 비접촉식커플러(130)에 한정하여 도시되어 있으나, 이는 제2 비접촉식커플러(140)에도 동일하게 적용될 수 있다. 따라서 이하 설명되는 제1,2 하우징과 제1,2 코어, 제1,2 서브코어, 제1,2 코일 등은 제2 비접촉식커플러(140)에서도 동일한 하위 구성요소들로 적용될 수 있으므로, 이하 설명하는 구성은 청구항 17 내지 청구항 21을 뒷받침할 수 있다.

도 3의 (a)를 참조하면, 본 발명에 따른 제1 비접촉식커플러(130) 제1 하우징(131) 및 제2 하우징(132)로 구성될 수 있다. 상기 제1,2 하우징(131,132)는 반원통 형상으로 구현되며, 둘은 서로 동일한 모양으로 구성될 수 있다.

상기 제1 비접촉식커플러(130)을 통신선로(10)에 비접촉식으로 결합하기 위해서 제1 하우징(131)과 제2 하우징(132)을 서로 대응하도록 결합할 수 있다. 즉, 도 3의 (b)와 같이 중앙부에 길이방향으로 형성된 중공부(133)가 형성되도록 제1 하우징(131)과 제2 하우징(132)를 결합하는 것이다. 이에 따라 제1,2 하우징(131,132)의 결합시 결합면(134)을 형성하게 된다.

이와 같이 제1 하우징(131)과 제2 하우징(132)를 결합하면 원통형상으로 구현되어 중앙부에 길이방향으로 중공부(133)가 형성되고, 이러한 중공부(133)에 통신선로(10)가 관통하도록 하여 통신선로(10)를 비접촉식으로 감싸도록 한다.

다음으로 도 4 및 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 비접촉식커플러의 코어를 도시한 도면이다. 도 4 및 도 5에는 제1 비접촉식커플러(130)에 한정하여 도시되어 있으나, 이는 제2 비접촉식커플러(140)에도 동일하게 적용될 수 있다. 본 발명의 실시예에서 상기 코어는 페라이트 또는 나노결정립합금 코어일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 상기 제1,2 하우징(131,132)의 내부에는 제1,2 하우징(131,132)의 형상에 대응하는 반원통 형상의 제1,2코어(135,136)가 삽입될 수 있다.

이러한 상기 제1,2 코어(135,136)는 각각 하나의 모듈로 일체형으로 구성될 수 있으나, 도 4 및 도 5의 (a)와 같이 복수의 서브코더(135a,136a)가 적층되는 방식으로 구성될 수 있다. 이때, 상기 제1,2 코어(135,136)는 서로 동일한 개수의 서브코어(135a,136a)가 적층됨이 바람직하다.

상기 제1,2 하우징(131,132)이 서로 결합되면 도 4 및 도 5의 (b)와 같이 제1 하우징(131)의 서브코어(135a)의 끝단부와 제2 하우징(132)의 서브코어(136a)의 끝단부가 서로 대향하도록 하여 전체적으로 상기 제1,2 코어(135,136)도 원통형상이 될 수 있다.

다음으로, 도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 코어에 코일을 권선한 예시도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 상기 제1,2 코어(135,136)에는 둘 이상의 제1,2 코일(138,139)이 권선된다. 도면에는 일례로 2개의 코일(138,139)이 제1,2 코어(135,136)에 권선된 것으로 도시되어 있으나, 코일의 개수는 변경이 가능하다.

도 6 및 도 7의 (a)에는 일례로, 복수의 서브코어(135a,136a)가 적층된 제1,2 코어(135,136)에 2개의 코일(138,139)이 권선된 예가 도시된다. 이는 제1,2 코어(135,136) 전체에 제1,2 코일(138,139)이 각각 권선된 것이다. 도 6 및 도 7의 (b)에는 다른 일례로, 제1,2 코일(138,139)이 서로 다른 서브코어(135a.136a)에 각각 권선된 예가 도시된다. 구체적으로, 제1 코일(138)은 복수의 서브코어(135a,136a) 중 일부에 권선되고 제2 코일(139)은 나머지 서브코어(135a,136a)에 권선될 수 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 각 서브코어(135a136a)에는 하나의 코일이 권선됨이 바람직하다. 하지만, 도면에는 도시하지 않았으나 다른 실시 예에서는 복수의 서브코어(135a,136a) 중 하나 이상의 일부 서브코어는 제1 코일(138)과 제2 코일(139)이 모두 권선될 수도 있다.

본 발명에서 제1,2 코일(138,139)의 권선 형태는 중요하며, 이는 복수의 서브코어(135a)에 제1,2 코일(138,139)이 어떻게 권선되어 있으냐에 따라 입출력되는 신호와 계측되는 통신선로의 상태가 다르기 때문이다.

구체적으로, 제1 코일(138)과 제2 코일(139)에는 각각 서로 다른 주파수신호가 입력 및 출력될 수 있다. 예를 들어, 복수의 코일(138,139) 중 제1 코일(138)에는 통신용 제1 주파수신호가 입력 및 출력되고 제2 코일(139)에는 제1 주파수신호와는 다른 주파수 대역의 진단용 제2 주파수신호가 입력 및 출력될 수 있다.

이와 같이 제1,2 주파수신호가 서로 다른 코일(138,139)로 입출력되므로 제1,2 주파수신호에 대응하는 통신기능 및 통신선로 상태진단기능을 구분되어 동시에 수행할 수 있게 된다.

또한, 도 6 및 도 7의 (b)와 같이 서로 다른 서브코어(135a136a)에 코일(138,139)을 서로 다른 형태로 권선함으로써 비접촉식커플러를 통해 전달 및 수집되는 주파수신호의 특성이 달라지고, 이러한 주파수신호의 특성에 대응하는 통신기능 및 통신선로의 상태진단기능이 구분되어 동시에 수행될 수 있는 것이다.

본 발명에서는 제1 비접촉식커플러(130)의 제1 코일(138)은 제1 통신모뎀(110)의 단자에 연결되고 제1 비접촉식커플러(130)의 제2 코일(139)은 진단용주파수발생부(120)의 단자와 연결되어, 통신용 제1 주파수신호는 제1 통신모뎀(110)의 단자에 연결된 제1 코일(138)로 전송되고 진단용 제2 주파수신호는 진단용주파수 발생부(120)의 단자와 연결된 제2 코일(139)로 전송될 수 있다.

동일하게 제2 비접촉식커플러(140)의 제1 코일(138)은 제2 통신모뎀(150)의 단자와 연결되고 제2 비접촉식커플러(140)의 제2 코일(139)은 진단용주파수 수신부(160)의 단자와 연결되어, 통신용 제1 주파수신호는 제1 코일(138)에서 제2 통신모뎀(150)의 단자로 전송되고 진단용 제2 주파수신호는 제2 코일(139)에서 진단용주파수수신부(160)의 단자로 전송될 수 있다.

이렇듯 코일의 권선은 매우 중요한 역할을 한다. 본 발명에서는 상기 제1,2 비접촉식커플러(130,140)는 통신선로(10)에서의 통신기능과 상태진단기능을 동시에 수행할 수 있도록 구현되므로, 이를 위해서는 광대역 주파수신호를 송수신이 가능해야 한다.

이와 같이 광대역 주파수신호의 송수신을 위해서는 각 코일(138,139)의 권선시 각각의 권선 임피던스가 통신선로(10)의 임피던스와 매칭이 되도록 한다. 즉, 통신선로(10)의 임피던스와 권선된 각 코일(138,139)의 임피던스가 서로 매칭이 됨으로써 제1,2 비접촉식커플러(130,140) 각각의 통신 주파수대역이 광대역으로 되도록 하는 것이다. 이러한 권선 임피던스 매칭을 통해 기존의 비접촉식 커플러의 통신 주파수대역인 1~30㎒보다 더 넓은 0.1~100㎒의 주파수대역을 처리할 수 있다.

이와 같이 본 발명에서는 통신선로통신을 통해 통신모뎀 간에 통신을 위한 제1 주파수신호와는 별도로 통신선로의 진단을 위한 제2 주파수신호를 이용하여 통신선로의 상태를 진단할 수 있으며, 이때 사용되는 비접촉식커플러의 경우 제1,2 하우징으로 구성되어 통신선로에 결합 및 분리가 쉽도록 분리/결합이 가능한 제1,2 하우징으로 구성되며, 특히 제1,2 하우징을 결합할 때 결합력을 높이기 위해 적절한 위치에 복수의 자성체를 구비하도록 구성할 수 있다.

결론적으로, 상기 제1 비접촉식 커플러(130)는, 반원통 형상의 제1 하우징(131)과 제2 하우징(132), 상기 제1,2 하우징(131,132)의 내부에 배치되고, 상기 제1,2 하우징(131,132)의 형상에 대응되는 복수의 반원통 형상의 서브코어(135a,136a)들이 적층된 제1 코어(135)와 제2 코어(136) 및, 상기 제1,2 코어(135,136) 중 하나 이상에 각각 권선되는 제1 코일(138)과 제2 코일(139)을 포함하되, 상기 제1 코일(138)에는 상기 제1 통신모뎀(110)에서 송출되는 통신용 제1 주파수신호가 입력되고, 상기 제2 코일(139)에는 상기 진단용주파수 발생부(120)에서 송출되는 제1 주파수신호와는 다른 주파수 대역의 진단용 제2 주파수신호가 입력될 수 있다.

이때 상기 제1,2 코어(135,136)의 일 실시예는 각각 복수의 서브코어(135a,136a)가 적층되어 구성되고, 상기 제1,2 코일(138,139)은 상기 복수의 서브코어(135a,136a)의 전체에 각각 권선될 수 있다. 또는 다른 실시예에서는 상기 제1,2 코어(135,136)는 각각 복수의 서브코어가 적층되어 구성되고, 상기 제1 코일(138)은 복수의 서브코어(135a,136a) 중 일부에 권선되고, 상기 제2 코일(139)은 복수의 서브코어(135a,136a) 중 나머지 일부에 권선될 수 있다.

그리고, 세부적으로 상기 제1 코일(138)은 상기 제1 통신모뎀(110)의 단자에 연결되고, 상기 제2 코일(139)은 상기 진단용주파수 발생부(120)의 단자와 연결되어, 상기 제1 주파수신호는 상기 제1 통신모뎀(110)의 단자에 연결된 제1 코일(138)로 전송되고, 상기 제2 주파수신호는 상기 진단용주파수 발생부(120)의 단자와 연결된 제2 코일(139)로 전송되도록 구성될 수 있다.

(한편, 상기 제2 비접촉식 커플러(140)에 대한 설명에 앞서, 앞서 언급한 것과 같이. 상기 제2 비접촉식 커플러(140)는 상기 제1 비접촉식 커플러(130)와 동일한 구조이므로, 도 3 내지 도 7를 참고하여 설명함에 따라 도면부호는 130번대를 동일하게 부여하여 설명하되, 140번대로 대체되어 구성될 수 있다. 따라서 이하 설명되는 내용은 제1,2 하우징(141,142), 제1,2 코어(145,146), 제1,2 서브코어(145a,146a) 제1,2 코일(148,149) 등으로 도면부호가 대체될 수 있으며, 이에 따라 청구항 17 내지 청구항 21을 뒷받침할 수 있다. )

다음으로, 상기 제2 비접촉식 커플러(140)는 반원통 형상의 제1 하우징(131)과 제2 하우징(132), 상기 제1,2 하우징(131,132)의 내부에 배치되고, 상기 제1,2 하우징(131,132)의 형상에 대응되는 복수의 반원통 형상의 서브코어(135a,136a)들이 적층된 제1 코어(135)와 제2 코어(136) 및, 상기 제1,2 코어(135,136) 중 하나 이상에 각각 권선되는 제1 코일(138)과 제2 코일(139)을 포함하되, 상기 제1 코일(138)에는 상기 제1 비접촉식 커플러(130)로부터 송출되는 통신용 제1 주파수신호가 수신 출력되고, 상기 제2 코일(139)에는 상기 제1 비접촉식 커플러(130)로부터 송출되는 진단용 제2 주파수신호가 수신 출력되게 된다.

이때 상기 제1,2 코어(135,136)의 일 실시예는 각각 복수의 서브코어(135a,136a)가 적층되어 구성되고, 상기 제1,2 코일(138,139)은 상기 복수의 서브코어(135a,136a)의 전체에 각각 권선될 수 있다. 또는 다른 실시예에서는 상기 제1,2 코어(135,136)는 각각 복수의 서브코어(135a,136a)가 적층되어 구성되고, 상기 제1 코일(138)은 복수의 서브코어(135a,136a) 중 일부에 권선되고, 상기 제2 코일(139)은 복수의 서브코어(135a,136a) 중 나머지 일부에 권선될 수 있다.

그리고, 세부적으로는 상기 제1 코일(138)은 상기 제2 통신모뎀(150)의 단자와 연결되고, 상기 제2 코일(139)은 상기 진단용주파수 수신부(160)의 단자와 연결되어, 상기 제1 주파수신호는 상기 제1 코일(138)에서 상기 제2 통신모뎀(150)의 단자로 전송되고, 상기 제2 주파수신호는 상기 제2 코일(138)에서 상기 진단용주파수 수신부(160)의 단자로 전송되도록 구성될 수 있다.

그리고 전송된 제1,2 주파수신호는 상기 상태진단부로 출력되어 통신상태 또는 통신선로의 상태를 점검할 수 있게 된다.

이상의 사항은 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러 및 이를 이용한 통신선로의 통신 및 상태진단장치의 특정한 실시예를 나타낸 것에 불과하다.

따라서 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 한도내에서 본 발명이 다양한 형태로 치환, 변형될 수 있음을 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 파악할 수 있다는 점을 밝혀 두고자 한다.

10:통신선로
110:제1 통신모뎀 120:진단용주파수 발생부
130:제1 비접촉식 커플러 131:제1 하우징
132:제2 하우징 133:중공부
134:결합면 135,136:제1,2 코어
135a,136a:제1,2 서브코어 138,139:제1,2 코일
140:제2 비접촉시 커플러 150:제2 통신모뎀
160:진단용주파수 수신부 170:상태진단부
171:저장부 172:확인부
180:제1 전원부 190:제2 전원부

Claims

반원통 형상의 제1 하우징과 제2 하우징;
상기 제1,2 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제1,2 하우징의 형상에 대응되는 복수의 반원통 형상의 서브코어들이 적층된 제1 코어와 제2 코어; 및
상기 제1,2 코어 중 하나 이상에 각각 권선되는 제1 코일과 제2 코일;을 포함하되,
상기 제1 코일에는 통신용 제1 주파수신호가 입력 또는 출력되고, 상기 제2 코일에는 상기 제1 주파수신호와는 다른 주파수 대역의 진단용 제2 주파수신호가 입력 또는 출력되는 것을 특징으로 하는 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러.
제1항에 있어서,
상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징이 서로 결합되면 중앙부에 길이방향으로 중공부가 형성되는 원통 형상이 되면서 상기 통신선로를 감싸며 배치되는 것을 특징으로 하는 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러.
제2항에 있어서,
상기 제1 코어와 상기 제2 코어는 각각 반원통 형상을 갖는 복수의 서브코어가 동일한 개수로 적층되어 구성되되, 상기 제1 하우징과 상기 제2 하우징이 서로 결합되면 상기 제1 코어의 서브코어의 끝단부와 상기 제2 코어의 서브코어의 끝단부가 서로 대향하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러.
제1항에 있어서,
상기 제1,2 코어는 각각 복수의 서브코어가 적층되어 구성되고, 상기 제1,2 코일은 상기 복수의 서브코어의 전체에 각각 권선되는 것을 특징으로 하는 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러.
제1항에 있어서,
상기 제1,2 코어는 각각 복수의 서브코어가 적층되어 구성되고, 상기 제1 코일은 복수의 서브코어 중 일부에 권선되고, 상기 제2 코일은 복수의 서브코어 중 나머지 일부에 권선되는 것을 특징으로 하는 복합기능을 갖는 비접촉식 커플러.
통신선로상에 배치되는 제1 비접촉식 커플러;
상기 제1 비접촉식 커플러와 연결되고, 통신용 제1 주파수신호를 입력하는 제1 통신모뎀; 및
상기 제1 비접촉식 커플러와 연결되고, 제1 주파수신호와 다른 주파수 대역의 진단용 제2 주파수신호를 입력하는 진단용주파수 발생부;를 포함하는 통신선로의 통신 및 상태진단장치.
제6항에 있어서,
상기 제1 비접촉식 커플러와 이격되어 통신선로상에 배치되고, 상기 제1 비접촉식 커플러에서 송신되는 제1,2 주파수신호를 수신하는 제2 비접촉식 커플러;
상기 제2 비접촉식 커플러와 연결되고, 통신용 제1 주파수신호를 출력하는 제2 통신모뎀; 및
상기 제2 비접촉식 커플러와 연결되고, 진단용 제2 주파수신호를 출력하는 진단용주파수 수신부;를 포함하는 통신선로의 통신 및 상태진단장치.
제7항에 있어서,
상기 제2 통신모뎀 또는 상기 진단용주파수 수신부와 연결되고,
상기 제2 통신모뎀에서 출력된 통신용 제1 주파수신호를 통해 통신상태를 점검하고, 상기 진단용주파수 수신부에서 출력된 진단용 제2 주파수신호를 통해 통신선로의 상태를 점검하는 상태진단부;를 더 포함하는 통신선로의 통신 및 상태진단장치.
제8항에 있어서,
상기 상태진단부는,
통신선로의 복수의 상태에 따른 통신상태를 나타내는 제1 주파수신호와 통신선로의 상태를 나타내는 제2 주파수신호가 저장된 저장부; 및
상기 제2 통신모뎀과 상기 진단용주파수 수신부에서 출력된 제1,2 주파수신호와 상기 저장부에 저장된 제1,2 주파수신호를 비교하여, 통신상태 및 통신선로의 상태를 확인하는 확인부;
를 포함하는 통신선로의 통신 및 상태진단장치.
제8항에 있어서,
상기 제1 통신모뎀 또는 상기 진단용주파수 발생부로 전압을 공급하는 제1 전원부; 및
상기 제2 통신모뎀, 상기 진단용주파수 수신부 및 상기 상태진단부로 전원을 공급하는 제2전원부;를 더 포함하는 통신선로의 통신 및 상태진단장치.
제10항에 있어서,
상기 제1,2 전원부는,
통신선로에 흐르는 전류를 검출하고, 검출된 전류를 이용하여 전원을 생성하는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.
제7항에 있어서,
상기 제1 비접촉식 커플러는,
반원통 형상의 제1 하우징과 제2 하우징;
상기 제1,2 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제1,2 하우징의 형상에 대응되는 복수의 반원통 형상의 서브코어들이 적층된 제1 코어와 제2 코어; 및
상기 제1,2 코어 중 하나 이상에 각각 권선되는 제1 코일과 제2 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.
제12항에 있어서,
상기 제1 코일에는 상기 제1 통신모뎀에서 송출되는 통신용 제1 주파수신호가 입력되고, 상기 제2 코일에는 상기 진단용주파수 발생부에서 송출되는 제1 주파수신호와는 다른 주파수 대역의 진단용 제2 주파수신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.
제13항에 있어서,
상기 제1,2 코어는 각각 복수의 서브코어가 적층되어 구성되고, 상기 제1,2 코일은 상기 복수의 서브코어의 전체에 각각 권선되는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.
제13항에 있어서,
상기 제1,2 코어는 각각 복수의 서브코어가 적층되어 구성되고, 상기 제1 코일은 복수의 서브코어 중 일부에 권선되고, 상기 제2 코일은 복수의 서브코어 중 나머지 일부에 권선되는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.
제14항 또는 제15항에 있어서,
상기 제1 코일은 상기 제1 통신모뎀의 단자에 연결되고, 상기 제2 코일은 상기 진단용주파수 발생부의 단자와 연결되어,
상기 제1 주파수신호는 상기 제1 통신모뎀의 단자에 연결된 제1 코일로 전송되고, 상기 제2 주파수신호는 상기 진단용주파수 발생부의 단자와 연결된 제2 코일로 전송되는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.
제13항에 있어서,
상기 제2 비접촉식 커플러는,
반원통 형상의 제1 하우징과 제2 하우징;
상기 제1,2 하우징의 내부에 배치되고, 상기 제1,2 하우징의 형상에 대응되는 복수의 반원통 형상의 서브코어들이 적층된 제1 코어와 제2 코어; 및
상기 제1,2 코어 중 하나 이상에 각각 권선되는 제1 코일과 제2 코일;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.
제17항에 있어서,
상기 제1 코일에는 상기 제1 비접촉식 커플러로부터 송출되는 통신용 제1 주파수신호가 수신 출력되고, 상기 제2 코일에는 상기 제1 비접촉식 커플러로부터 송출되는 진단용 제2 주파수신호가 수신 출력되는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.
제18항에 있어서,
상기 제1,2 코어는 각각 복수의 서브코어가 적층되어 구성되고, 상기 제1,2 코일은 상기 복수의 서브코어의 전체에 각각 권선되는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.
제18항에 있어서,
상기 제1,2 코어는 각각 복수의 서브코어가 적층되어 구성되고, 상기 제1 코일은 복수의 서브코어 중 일부에 권선되고, 상기 제2 코일은 복수의 서브코어 중 나머지 일부에 권선되는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.
제19항 또는 제21항에 있어서,
상기 제1 코일은 상기 제2 통신모뎀의 단자와 연결되고, 상기 제2 코일은 상기 진단용주파수 수신부의 단자와 연결되어,
상기 제1 주파수신호는 상기 제1 코일에서 상기 제2 통신모뎀의 단자로 전송되고, 상기 제2 주파수신호는 상기 제2 코일에서 상기 진단용주파수 수신부의 단자로 전송되는 것을 특징으로 하는 통신선로의 통신 및 상태진단 장치.