KR20210042729A - 케이블 진단 시뮬레이션 시스템 및 이의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

가상 진단 절차를 수행하는 케이블 진단 시뮬레이터를 제공한다. 상기 케이블 진단 시뮬레이터는, 이미지들을 입력받아 결함 신호로 처리하여 저장하는 관리 서버, 사용자의 입력 정보를 이용하여 모의 데이터를 생성하는 제 1 내지 제 2 단말기, 및 통신망을 통해 상기 관리서버 및 제 1 내지 제 2 단말기에 연결되며, 상기 모의 데이터 및 저장된 결함 신호를 이용하여 케이블 진단 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

케이블 진단 시뮬레이션 시스템 및 이의 제어 방법{Simulation system for diagnosing cables and Method for controlling the same}
본 발명은 케이블 진단 시뮬레이션 기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는 가상 진단 절차를 수행하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템 및 이의 제어 방법에 대한 것이다.
일반적으로, 케이블을 진단하기 위해 VLF(Very Low Frequency) 진단 기술이 사용되고 있다. 이 VLF 진단 기술의 경우, 사선(Off-Line)상태의 지중 배전 케이블에 0.01~1Hz의 저주파 고전압을 인가하여 누설전류 측정 및 부분 방전 신호를 적출한다. 따라서, 취득되는 측정값 및 파형을 해석하여 절연체의 열화정도를 판정한다.
VLF 진단은 적출 신뢰도가 높아 지중 케이블 진단에 가장 효과적으로 활용되고 있어, 지중 배전 케이블 진단방법 중 전세계적으로 가장 널리 쓰인다.
이러한 VLF 진단을 위해서는 VLF 내전압 시험, TD(Tipping Discharge), 부분방전(PD: Partial Discharge) 진단 및 고장점 탐지가 가능한 차량, VLF 장비, 폴트 로케이터(fault locator) 등이 구성되어야 한다.
또한, 케이블 종점 위치와 실제 종점 위치간 착오가 발생될 수 있다. 이는 진단 실행자가 VLF 진단 경험이 부족할 때 나타난다. 또한, PD 발생위치 착오로 건전 케이블을 교체할 수도 있다.
또한, 케이블 PD 신호(파형)의 해석 능력이 떨어지거나 케이블 PD 미적출로 선로 고장 발생으로 판단할 수도 있다. 이러한 점들을 교육으로 줄이려면 실제 현장에서 이루어져야 한다.
그런데, 실제 현장의 경우, 결함이 없는 케이블이 많기 때문에 진단 교육 자체가 불가능하다. 또한, 진단 교육 목적으로 인위적인 VLF 고전압을 인가할 경우, 고장이 발생할 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 실제 현장에서 발생하는 다양한 형태의 결함 신호들을 물리적으로 구현하는 것이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 사전에 설치한 물리적인 결함에서 발생한 단편적인 신호에 대해서만 분석 및 학습이 이루어지는 문제점이 있다. 또한, 교육진행시 습득했던 파형과 다른 형태의 결함신호를 적출/분석하는 것이 어렵다는 문제점이 있다. 또한, 케이블의 설치조건 및 환경에 따라 발생하는 다양한 결함신호를 적출할 수 없다는 단점이 있다.
1. 한국등록특허번호 제10-1523502호(등록일자: 2015.05.21) 2. 한국등록특허번호 제10-1367891호(등록일자: 2014.02.20)
본 발명은 위 배경기술에 따른 문제점을 해소하기 위해 제안된 것으로서, 가상 진단 절차를 수행하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 다양한 형태의 결함신호에 대한 체계적 진단 학습을 가능하게 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템 및 이의 제어 방법을 제공하는데 다른 목적이 있다.
본 발명은 위에서 제시된 과제를 달성하기 위해, 가상 진단 절차를 수행하는 케이블 진단 시뮬레이터를 제공한다.
상기 케이블 진단 시뮬레이터는,
이미지들을 입력받아 결함 신호로 처리하여 저장하는 관리 서버;
사용자의 입력 정보를 이용하여 모의 데이터를 생성하는 제 1 내지 제 2 단말기; 및
통신망을 통해 상기 관리서버 및 제 1 내지 제 2 단말기에 연결되며, 상기 모의 데이터 및 저장된 결함 신호를 이용하여 케이블 진단 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이터;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 이미지들은 디지털 수치 형태로 변환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 디지털 수치 형태는 분류 형태 정보 및 결함 신호 종류 정보를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 분류 형태 정보는 결함의 원인에 따른 케이블 긍장 및 환경별, 발생위치에 따른 결함위치별 분류, 설치 상태에 따른 결함 원인별 분류, 및 결함 크기에 따른 결함 크기별 분류를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 관리 서버는 상기 결함 신호 종류 정보를 이용하여 상기 분류 형태 정보에 따라 결함 신호 라이브러리를 구성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 결함 신호 라이브러리는 케이블 긍장 및 환경별에 따라, 단긍장에서 발생에서 발생한 결함신호, 장긍장에서 발생에서 발생한 결함신호, 노이즈가 적은 개소의 결함신호, 노이즈가 많은 개소의 결함신호를 포함하고, 결함위치별 분류에 따라 직선접속재 결함신호, 종단접속재 결함신호, 엘보접속재 결함신호, 케이블 경간중 결함신호, 진단시 인근 결함, 종점 인근 결함을 포함하고, 결함원인별 분류에 따라 노후 열화개소 결함신호, 경년 열화개소 결함신호, 보이드 결함신호, 제조 불량개소 결함신호, 시공 불량개소 결함신호를 포함하고, 결함 크기별 분류에 따라 낮은 전압에서 발생한 결함신호, 높은 전압에서 발생한 결함신호를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블 진단 시뮬레이션은 상기 모의 데이터에 따라 설정되는 노이즈 신호를 상기 결함 신호에 합하여 최종 결함신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 노이즈 신호는 랜덤하게 미리 설정되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 케이블 진단 시뮬레이션은 VLF(Very Low Frequency) 진단의 시뮬레이션인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 VLF 진단은 내전압 시험, TD(Tipping Discharge) 진단, PD(Partial Discharge) 진단 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 내전압 시험은 케이블 전체에 대한 절연상태를 측정하거나, 해당 케이블에 상전압의 수배 전압을 수십분 동안 인가하여 절연파괴의 발생여부를 확인하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 TD 진단은 케이블 전체에 대한 절연상태를 측정하거나, 케이블에 0.5배, 1.0배, 1.5배의 상전압을 순차적으로 인가하여 각 전압별로 8사이클 동안 8개의 누설전류를 측정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 PD 진단은 해당 케이블의 국부적인 결함(PD)을 적출하거나, 해당 케이블에 1.0배, 1.25배, 1.5배, 1.75배의 상전압을 순차적으로 인가하여 부분방전 발생여부, 발생 방전량 크기, 및 발생 위치를 판정하는 것을 특징으로 한다.
다른 한편으로, 본 발명의 다른 일실시예는, (a) 관리 서버가 이미지들을 입력받아 결함 신호로 처리하여 저장하는 단계; (b) 제 1 내지 제 2 단말기가 사용자의 입력 정보를 이용하여 모의 데이터를 생성하는 단계; 및 (c)) 통신망을 통해 상기 관리서버 및 제 1 내지 제 2 단말기에 연결되는 시뮬레이터가 상기 모의 데이터 및 저장된 결함 신호를 이용하여 케이블 진단 시뮬레이션을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 방법을 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명의 또 다른 일실시예는, 위에서 기술된 케이블 진단 시뮬레이션 방법을 실행시키기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 제공한다.
본 발명에 따르면, 가상 진단을 통해 시간과 장소의 제약없이 진단 학습이 가능하다.
또한, 본 발명의 다른 효과로서는 진단으로 인한 사선작업이 불요하여 안전한 교육이 가능하다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 과거 실제 발생한 결함신호로 활용으로 발생가능한 모든 종류의 결함 신호에 대한 진단 학습이 가능하다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 진단시 적출한 결함신호에 대해 사후 공유가 가능하여 진단자의 역량을 향상시킬 수 있다는 점을 들 수 있다.
또한, 본 발명의 또 다른 효과로서는 지중 분야뿐만 아니라 가공분야 진단에 대해서도 적용이 가능하다는 점을 들 수 있다.
도 1은 일반적인 모의 결함 형태의 파형도이다.
도 2는 일반적인 접속재 불량에 따른 실제 현장 결함 형태의 파형도이다.
도 3은 일반적인 종단 불량에 따른 실제 현장 결함 형태의 파형도이다.
도 4는 일반적인 케이블 불량에 따른 실제 현장 결함 형태의 파형도이다.
도 5는 일반적인 노이즈 제거전 PD 미적출 상태를 보여주는 파형도이다.
도 6은 일반적인 노이즈 제거후 PD 적출 상태를 보여주는 파형도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 진단 시뮬레이션 시스템의 구성 블럭도이다.
도 8은 도 7에 도시된 시뮬레이터의 구성 블럭도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 결함 신호 라이브러리 구성 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 진단 과정을 보여주는 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 라이브러리 구성을 보여주는 개념도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 결함 신호를 적출하는 개념을 보여주는 개념도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 구체적으로 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 이해되어야한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용한다. 제 1, 제 2등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
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 의미가 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미가 있는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않아야 한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 진단 시뮬레이션 시스템 및 이의 제어 방법을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 일반적인 모의 결함 형태의 파형도이다. 도 1을 참조하면, 일반적인 모의 결함 형태의 파형도는 단순한 형태의 명확한 결함신호 이미지로 표현될 수 있다. 그러나, 실제 현장의 결함 형태는 다양한 형태를 보일 수 있다. 왜냐하면, 케이블에서 발생하는 결함신호의 형태는 불량원인, 노이즈, 긍장(line length) 등에 따라 매우 다양하기 때문이다.
도 2는 일반적인 접속재 불량에 따른 실제 현장 결함 형태의 파형도이고, 도 3은 일반적인 종단 불량에 따른 실제 현장 결함 형태의 파형도이고, 도 4는 일반적인 케이블 불량에 따른 실제 현장 결함 형태의 파형도이다.
또한, 도 5는 일반적인 노이즈 제거전 PD 미적출 상태를 보여주는 파형도이고, 도 6은 일반적인 오니즈 제거후 PD 적출 상태를 보여주는 파형도이다.
따라서, 도 1에 도시된 단순한 파형도만으로 도 2 내지 도 6에서 검출하는 파형들을 분석 및/또는 학습하는 것이 가능하지 않다. 왜냐하면, 실제 현장에서 발생하는 다양한 형태의 결함신호들을 물리적으로 구현하는 것이 불가능하다. 따라서, 진단자가 교육시 습득했던 파형과 다른 형태의 결함신호를 적출/분석하는 것은 어렵다. 케이블의 설치조건 및/또는 환경에 따라 발생하는 다양한 결함신호를 적출할 수 없으며, 일반적으로 다양한 형태의 신호에 대한 진단 노하우(know-how)가 있어야 케이블의 결함 개소 적출이 가능하다. 따라서, 본 발명의 일실시예에서는 이러한 다양한 형태의 신호를 미리 수집하여 디지털 수치화하고, 이를 라이브러리로 구성한다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 케이블 진단 시뮬레이션 시스템(700)의 구성 블럭도이다. 도 7을 참조하면, 케이블 진단 시뮬레이션 시스템(700)은, 관리 서버(710), 통신망(720), 시뮬레이터(730), 및 제 1 내지 제 n 단말기(740-1 내지 740-n) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
관리 서버(710)는 실제 현장 결함 형태의 이미지 파일을 입력받아 저장하고 디지털 수치화를 거쳐 결함 신호로 생성하여 라이브러리를 구성한다. 물론, 이러한 라이브러리는 데이터베이스(711)에 저장된다. 이를 위해, 관리 서버(710)에는 프로세서, 통신 회로, 메모리, 소프트웨어 등이 구성될 수 있다.
통신망(720)은 복수의 단말 및 서버들과 같은 각각의 노드 상호 간에 정보 교환이 가능한 연결 구조를 의미하는 것으로, 공중교환 전화망(PSTN), 공중교환 데이터망(PSDN), 종합정보통신망(ISDN: Integrated Services Digital Networks), 광대역 종합 정보 통신망(BISDN: Broadband ISDN), 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 대도시 지역망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WLAN: Wide LAN) 등이 될 수 있다, 그러나, 본 발명은 이에 한정되지는 않으며, 무선 통신망인 CDMA(Code Division Multiple Access), WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband), WiFi(Wireless Fidelity), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 망 , 블루투쓰(bluetooth),NFC(Near Field Communication) 네트워크, 위성 방송 네트워크, 아날로그 방송 네트워크, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 네트워크 등이 될 수 있다. 또는, 이들 유선 통신망 및 무선 통신망의 조합일 수 있다.
시뮬레이터(730)는 제 1 내지 제 n 단말기(740-1 내지 740-n)로부터 모의 데이터를 입력받아 케이블 진단 시뮬레이션을 수행하고, 시뮬레이션 결과를 제 1 내지 제 n 단말기(740-1 내지 740-n)에 제공하는 기능을 수행한다.
물론, 도 7에서는 이해를 위해 관리 서버(710)와 시뮬레이터(730)를 분리하여 도시하였으나, 시뮬레이터(730)를 관리 서버(710)에 통합하여 구성하는 것도 가능하다.
제 1 내지 n 단말기(740-1 내지 740-n)는 PC(Personal Computer), 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player), 네비게이션, 노트 패드 등이 될 수 있다.
도 8은 도 7에 도시된 시뮬레이터(730)의 구성 블럭도이다. 도 8을 참조하면, 시뮬레이터(730)는, 제어부(810), 통신부(820), 입력부(830), 처리부(840), 판단부(850), 표시부(860), 저장부(870) 등을 포함하여 구성될 수 있다.
제어부(810)는 구성요소들을 제어하여, 신호, 데이터 등의 입출력 처리를 수행한다.
통신부(820)는 통신망(720)과 연결되어 관리 서버(710), 제 1 내지 제 n 단말기(740-1 내지 740-n)에 통신 연결된다. 이를 위해, 통신부(820)는 모뎀, 랜 카드 등을 포함하여 구성될 수 있다.
입력부(830)는 사용자의 명령을 입력받는 기능을 수행한다. 이때 명령은, 조작, 음성, 터치 등이 될 수 있다. 따라서, 조작 키, 터치 스크린, 마이크 등, 및 이들의 조합이 될 수 있다.
처리부(840)는 사용자의 명령에 따라 입력받은 모의 데이터를 처리하여 임의의 노이즈 신호를 생성하는 기능을 수행한다.
판단부(850)는 노이즈 신호를 결함 신호와 조합하고, 해당 결함 신호를 판단하여 적출하는 기능을 수행한다.
표시부(860)는 입력 화면, 처리 화면, 결과 화면 등을 표시하는 기능을 수행한다. 표시부(860)는 LCD(Liquid Crystal Display), LED(Light Emitting Diode) 디스플레이, PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic LED) 디스플레이, 터치 스크린, CRT(Cathode Ray Tube), 플렉시블 디스플레이 등이 될 수 있다.
저장부(870)는 데이터, 모의 데이터 입력에 따른 결함 신호를 적출하는 알고리즘을 실행하는 프로그램 등을 저장하는 기능을 수행한다. 저장부(870)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD(Secure Digital) 또는 XD(eXtreme Digital) 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), PROM(Programmable Read Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage), 클라우드 서버와 관련되어 동작할 수도 있다.
도 8에 도시된 제어부(810), 처리부(840), 판단부(850)는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 소프트웨어 및/또는 하드웨어로 구현될 수 있다. 하드웨어 구현에 있어, 상술한 기능을 수행하기 위해 디자인된 ASIC(application specific integrated circuit), DSP(digital signal processing), PLD(programmable logic device), FPGA(field programmable gate array), 프로세서, 마이크로프로세서, 다른 전자 유닛 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 소프트웨어 구현에 있어, 소프트웨어 구성 컴포넌트(요소), 객체 지향 소프트웨어 구성 컴포넌트, 클래스 구성 컴포넌트 및 작업 구성 컴포넌트, 프로세스, 기능, 속성, 절차, 서브 루틴, 프로그램 코드의 세그먼트, 드라이버, 펌웨어, 마이크로 코드, 데이터, 데이터베이스, 데이터 구조, 테이블, 배열 및 변수를 포함할 수 있다. 소프트웨어, 데이터 등은 메모리에 저장될 수 있고, 프로세서에 의해 실행된다. 메모리나 프로세서는 당업자에게 잘 알려진 다양한 수단을 채용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 결함 신호 라이브러리 구성 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 9를 참조하면, 과거로부터 현재까지의 다양한 형태의 파형을 갖는 이미지를 입력한다(단계 S910). 이들 이미지는 그동안 수집된 케이블 불량에 따른 실제 현장 결함 형태의 파형도를 갖는 이미지들이다. 이후, 이미지들을 디지털 수치 형태로 변환한다(단계 S920). 이미지 파형을 디지털 수치 형태로 변환하기 위해 디지타이저(digitizer) 프로그램등이 사용될 수 있다. 부연하면, 파형의 골 마루를 각각 0 및 1로 표현하는 것을 들 수 있다.
디지털 수치 형태는 예를 들면 "01010010"으로 표현될 수 있다. 부연하면, 맨앞 "0101"은 분류 형태 정보를 나타내고, 그 뒤 "0010"은 결함 신호 종류 정보를 나타낸다. 물론, 이는 예시에 불과하며 다르게 정의하는 것도 가능하다.
이러한 디지털 수치 형태에 따라 결함신호 라이브러리가 구성된다(단계 S930). 부연하면, 결함의 원인에 따른 케이블 긍장 및 환경별, 발생위치에 따른 결함위치별 분류, 설치 상태에 따른 결함 원인별 분류, 결함 크기에 따른 결함 크기별 분류 등의 형태로 분류된다. 이러한 분류형태에 따라 결함 신호 라이브러리가 구성된다. 즉 라이브러리는 케이스들의 집합이다. 이를 표로 나타내면 다음과 같다.
분류형태 결함신호 라이브러리
케이블 긍장 및 환경별 * 단긍장에서 발생에서 발생한 결함신호
* 장긍장에서 발생에서 발생한 결함신호
* 노이즈가 적은 개소의 결함신호
* 노이즈가 많은 개소의 결함신호
결함위치별 분류 * 직선접속재 결함신호 * 종단접속재 결함신호
* 엘보접속재 결함신호 * 케이블 경간중 결함신호
* 진단시 인근 결함
* 종점 인근 결함
결함원인별 분류 * 노후 열화개소 결함신호 * 경년 열화개소 결함신호
* 보이드 결함신호 * 제조 불량개소 결함신호
* 시공 불량개소 결함신호
결함 크기별 분류 * 낮은 전압에서 발생한 결함신호
* 높은 전압에서 발생한 결함신호
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 진단 과정을 보여주는 흐름도이다. 도 10을 참조하면, 사용자가 모의 데이터를 입력한다(단계 S1010). 모의 데이터는 라이브러리 마다 게인(gain), 트리거(trigger) 등에 조건을 부여하는 데이터이다. 이후 입력된 모의 데이터에 의해 임의의 노이즈 신호를 생성한다(단계 S1020). 임의의 노이즈 신호는 파형이 랜덤하게 미리 설정되는 것을 말한다. 부연하면, 파형이 불규칙적으로 골 마루가 형성되거나 평탄하게 형성되거나 평탄 구간과 불규칙적인 구간이 반복되게 구성될 수 있다.
이후, 임의의 노이즈 신호를 결함신호 라이브러리로부터의 결함 신호에 조합하여 해당하는 최종 결함 신호를 적출한다(단계 S1030,S1040). 부연하면, 훈련을 통해 원결함 신호를 분석할 수 있도록, 원결함 신호에 노이즈를 섞어 최종 결함 신호를 생성하면 원결함 신호를 구분하기가 어렵게 된다. 물론, 원결함 신호는 사용자가 직접 원하는 신호가 될 수 있고, 또는 현재까지 추출된 고장에 따른 원결함 신호를 이용하는 것도 가능하다.
최종 결함 신호가 적출되면, 이 최종 결함 신호를 통하여 케이블의 열화도가 판정된다.
일반적으로 VLF 진단의 적출 신뢰도는 다음과 같다.
구분 지중케이블 접속재 합계(평균)
분석(구간, 개) 3 6 9
정상(구간, 개) 1 - 1
불량(구간, 개) 2 6 8
적출신뢰도(%) 66.7 100.0 88.9
특히, VLF 진단 종류별 진단 실행 절차는 다음과 같다.
진단 종류 진단절차 불량판정기준
내전압 시험 * 시험대상 케이블 전체에 대한 절연상태 측정
* 시험대상 케이블에 상전압의 3배 전압을 30분 동안 인가하여 절연파괴 발생여부 확인 		* 시험 중 절연파괴시 불량판정
TD 진단 * 시험대상 케이블 전체에 대한 절연상태 측정
* 시험대상 케이블에 0.5배, 1.0배, 1.5배의 상전압을 순차적으로 인가하여 각 전압별로 8 Cycle 동안 8개의 누설전류 측정(24개값 측정) 		* 24개 측정값 분석 후 열화
정도 판정
PD 진단 * 시험대상 케이블의 국부적인 결함(PD) 적출
* 시험대상 케이블에 1.0배, 1.25배, 1.5배, 1.75배의 상전압을 순차적으로 인가하여 부분방전 발생여부, 발생 방전량 크기 및 발생 위치를 판정 		* 케이블 5pC, 접속재 300 pC
이상 PD 발생시 불량 판정
한편, VLF 진단의 종류 및 목적을 보면 다음과 같다.
진단 종류 내전압 시험 TD 진단 PD 진단
진단 대상 신설 케이블(최초 가압전) 노후 케이블(약 15년 경과분) 신설 및 노후 케이블
진단 목적 제조 및 시공 결함 적출 케이블 수트리 및 경년열화 적출 케이블 부분방전 및 국부적인 결함 적출
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 라이브러리 구성을 보여주는 개념도이다. 도 11을 참조하면, 과거의 결함신호(즉 이미지)를 수집하고(1110), 이를 디지털 수치화하여(1120), 결함신호 라이브러리로 구성한다(1130). 과거의 결함신호는 기존에 실제 적출되었던 모든 결함신호(캡쳐 이미지)가 디지털 수치 형태로 변환된다. 결함신호 라이브러리는 결함의 원인, 발생위치, 설치 상태등의 형태별로 분류하여 구성될 수 있다. 129.5m는 실제 결함위치이고, 456.0m는 케이블 길이를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 결함 신호를 적출하는 개념을 보여주는 개념도이다. 도 12를 참조하면, 결함신호 라이브러리(1210)에 노이즈 신호(1220)를 합하여 최종 결함 신호(1230)를 생성한다.
또한, 여기에 개시된 실시형태들과 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은, 마이크로프로세서, 프로세서, CPU(Central Processing Unit) 등과 같은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 (명령) 코드, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.
상기 매체에 기록되는 프로그램 (명령) 코드는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프 등과 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD, 블루레이 등과 같은 광기록 매체(optical media) 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 (명령) 코드를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 반도체 기억 소자가 포함될 수 있다.
여기서, 프로그램 (명령) 코드의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
700: 케이블 진단 시뮬레이션 시스템
710: 관리 서버
711: 데이터베이스
720: 통신망
730: 시뮬레이터
740-1 내지 740-n: 제 1 단말기 내지 제 n 단말기

Claims (17)

  1. 이미지들을 입력받아 결함 신호로 처리하여 저장하는 관리 서버(710);
    사용자의 입력 정보를 이용하여 모의 데이터를 생성하는 제 1 내지 제 2 단말기(740-1 내지 740-n); 및
    통신망(720)을 통해 상기 관리서버(710) 및 제 1 내지 제 2 단말기(740-1 내지 740-n)에 연결되며, 상기 모의 데이터 및 저장된 결함 신호를 이용하여 케이블 진단 시뮬레이션을 수행하는 시뮬레이터(730);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 이미지들은 디지털 수치 형태로 변환되는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 디지털 수치 형태는 분류 형태 정보 및 결함 신호 종류 정보를 갖는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 분류 형태 정보는 결함의 원인에 따른 케이블 긍장 및 환경별, 발생위치에 따른 결함위치별 분류, 설치 상태에 따른 결함 원인별 분류, 및 결함 크기에 따른 결함 크기별 분류를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 관리 서버(710)는 상기 결함 신호 종류 정보를 이용하여 상기 분류 형태 정보에 따라 결함 신호 라이브러리를 구성하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 결함 신호 라이브러리는 케이블 긍장 및 환경별에 따라, 단긍장에서 발생에서 발생한 결함신호, 장긍장에서 발생에서 발생한 결함신호, 노이즈가 적은 개소의 결함신호, 노이즈가 많은 개소의 결함신호를 포함하고, 결함위치별 분류에 따라 직선접속재 결함신호, 종단접속재 결함신호, 엘보접속재 결함신호, 케이블 경간중 결함신호, 진단시 인근 결함, 종점 인근 결함을 포함하고, 결함원인별 분류에 따라 노후 열화개소 결함신호, 경년 열화개소 결함신호, 보이드 결함신호, 제조 불량개소 결함신호, 시공 불량개소 결함신호를 포함하고, 결함 크기별 분류에 따라 낮은 전압에서 발생한 결함신호, 높은 전압에서 발생한 결함신호를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이블 진단 시뮬레이션은 상기 모의 데이터에 따라 설정되는 노이즈 신호를 상기 결함 신호에 합하여 최종 결함신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 노이즈 신호는 랜덤하게 미리 설정되는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 케이블 진단 시뮬레이션은 VLF(Very Low Frequency) 진단의 시뮬레이션인 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 VLF 진단은 내전압 시험, TD(Tipping Discharge) 진단, PD(Partial Discharge) 진단 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 내전압 시험은 케이블 전체에 대한 절연상태를 측정하거나, 해당 케이블에 상전압의 수배 전압을 수십분 동안 인가하여 절연파괴의 발생여부를 확인하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 TD 진단은 케이블 전체에 대한 절연상태를 측정하거나, 케이블에 0.5배, 1.0배, 1.5배의 상전압을 순차적으로 인가하여 각 전압별로 8사이클 동안 8개의 누설전류를 측정하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 PD 진단은 해당 케이블의 국부적인 결함(PD)을 적출하거나, 해당 케이블에 1.0배, 1.25배, 1.5배, 1.75배의 상전압을 순차적으로 인가하여 부분방전 발생여부, 발생 방전량 크기, 및 발생 위치를 판정하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 시스템.
  14. (a) 관리 서버(710)가 이미지들을 입력받아 결함 신호로 처리하여 저장하는 단계;
    (b) 제 1 내지 제 2 단말기(740-1 내지 740-n)가 사용자의 입력 정보를 이용하여 모의 데이터를 생성하는 단계; 및
    (c)) 통신망(720)을 통해 상기 관리서버(710) 및 제 1 내지 제 2 단말기(740-1 내지 740-n)에 연결되는 시뮬레이터(730)가 상기 모의 데이터 및 저장된 결함 신호를 이용하여 케이블 진단 시뮬레이션을 수행하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 이미지들은 디지털 수치 형태로 변환되는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 케이블 진단 시뮬레이션은 상기 모의 데이터에 따라 설정되는 노이즈 신호를 상기 결함 신호에 합하여 최종 결함신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 케이블 진단 시뮬레이션 방법.
  17. 제 14 항에 따른 케이블 진단 시뮬레이션 방법을 실행시키기 위한 프로그램 코드를 포함하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체.
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