KR20230075668A - system and control method for detecting leakage current of track circuit - Google Patents

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KR20230075668A
KR20230075668A KR1020210162090A KR20210162090A KR20230075668A KR 20230075668 A KR20230075668 A KR 20230075668A KR 1020210162090 A KR1020210162090 A KR 1020210162090A KR 20210162090 A KR20210162090 A KR 20210162090A KR 20230075668 A KR20230075668 A KR 20230075668A
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조봉관
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한국철도기술연구원
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Abstract

The present invention relates to a system and control method for detecting the leakage current of a track circuit, and to a monitoring system and a control method that can perform rapid train communication by pre-detecting fuel defects and prompt recovery in the event of a failure due to insulation defects, and also can detect defective contact points in rail bonds and signal bonds, and detect defective parts in submerged wires, and ensure safe train operation. The monitoring system includes: a power frequency track circuit leakage current detector; and a non-insulated track circuit rack device.

Description

궤도회로 누설전류 검지 시스템 및 제어방법 {system and control method for detecting leakage current of track circuit}Track circuit leakage current detection system and control method {system and control method for detecting leakage current of track circuit}

본 발명은 궤도회로 누설전류 검지 시스템 및 제어방법에 관한 것으로, 절연불량개소 사전 검지와 절연불량으로 인한 장애 발생시 신속한 복구로 열차 신속 소통 가능하게 하며, 또한 레일본드와 신호본드 접촉불량개소 검지 및 잠파선 불량개소를 검지할수 있어 열차 안전운행을 확보할 수 있는 모니터링 시스템 및 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and control method for detecting leakage current in a track circuit, which enables rapid communication between trains by pre-detection of defective areas in insulation and rapid recovery in the event of a failure due to poor insulation, and also detects and locks defective areas in rail bonds and signal bonds. It relates to a monitoring system and control method capable of ensuring safe train operation by detecting defective parts of broken lines.

궤도회로 모니터링 관련 기술은 고속선 열차운행시 궤도회로성능감시장치(TLDS)를 사용하고 있으나 철도 선진국인 프랑스 알스톰사에서 도입한 고속철도를 대상으로 하고 있으며, 각 정거장에 설치된 장치들의 동작전압, 전류 데이터를 실시간 신호분소감시장치로 전송, 저장 및 분석하고 알람정보를 제공하여 장애 판단 근거를 제공하고 있다. The technology related to track circuit monitoring uses the track circuit performance monitoring device (TLDS) when operating high-speed trains, but it is targeted for high-speed trains introduced by Alstom, France, an advanced railway company, and operates voltage and current data of devices installed at each station. It transmits, stores, analyzes, and provides alarm information as a real-time signal division monitoring device to provide a basis for failure determination.

그리고 궤도회로성능감시장치(TLDS)의 유도전압에 의한 피해현상(전원개폐기(ELB) 차단현상, 잦은 통신불량현상 등)에 대한 연구가 진행중이다. In addition, research on the damage caused by the induced voltage of the track circuit performance monitoring device (TLDS) (electric switch (ELB) blocking phenomenon, frequent communication failure phenomenon, etc.) is in progress.

궤도회로성능감시장치(TLDS)는 고속철도 궤도회로를 대상으로 하고 있어 서울교통공사 궤도회로 설비와 같이 도시철도 현장에서의 요구사항을 충족시키지 못하고 있다.The track circuit performance monitoring system (TLDS) targets high-speed rail track circuits, so it does not meet the requirements at the urban railway site like the Seoul Transportation Corporation's track circuit facilities.

따라서 이를 해결할 수 있는 장치 및 방법에 대한 니즈가 높아지고 있는 실정이다.Therefore, the need for a device and method capable of solving this problem is increasing.

(1) 대한민국 특허청 등록번호 제10-1004317호(1) Korean Intellectual Property Office Registration No. 10-1004317 (2) 대한민국 특허청 등록번호 제20-0426727호(2) Korean Intellectual Property Office Registration No. 20-0426727 (3) 대한민국 특허청 출원번호 제10-2008-0088371호(3) Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2008-0088371 (4) 대한민국 특허청 등록번호 제10-1949952호(4) Korean Intellectual Property Office Registration No. 10-1949952

본 발명의 목적은 궤도회로 누설전류 검지 시스템 및 제어방법을 사용자에 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a track circuit leakage current detection system and control method to users.

구체적으로 본 발명은 절연불량개소 사전 검지와 절연불량으로 인한 장애 발생시 신속한 복구로 열차 신속 소통 가능하게 하며, 또한 레일본드와 신호본드 접촉불량개소 검지 및 잠파선 불량개소를 검지할수 있어 열차 안전운행을 확보할 수 있는 모니터링 시스템 및 방법을 제안하고자 한다.Specifically, the present invention enables rapid train communication through preliminary detection of defective insulation and rapid restoration in the event of a failure due to insulation failure, and also detects defective contact between rail bonds and signal bonds, and detects defective areas on the sleep line, thereby ensuring safe train operation. We would like to propose a monitoring system and method that can be secured.

또한, 자화된 레일과 이로 인하여 레일과 차륜의 마찰로 생겨난 쇠가루들이 PF궤도회로를 구성하기 위하여 설치한 절연을 무력화시키는 장애 개소를 신속히 찾을 수 있는 상용주파수 궤도회로 누설전류 모니터링 시스템을 제공함을 목적으로 한다.In addition, the commercial frequency track circuit leakage current monitoring system that can quickly find the faulty point where the magnetized rail and the iron powder generated by the friction between the rail and the wheel thereby disable the insulation installed to construct the PF track circuit To provide a leakage current monitoring system do.

또한, 코일이 몸체에 감긴 마그네트로 구비되어 궤도회로 절연부의 누설전류로 인한 자력선을 감지하는 센싱부, 상기 센싱부에서 감지된 신호를 증폭하는 제1증폭기, 상기 증폭된 신호와 비교를 위한 상용주파수를 발진하는 발진기, 상기 센싱부에서 감지된 신호와 상용주파수와 비교하는 비교기, 상기 비교기에서 출력된 신호를 제2증폭기(50)에서 증폭하여 디스플레이하는 지시계기로 구성된 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, a sensing unit equipped with a coil with a magnet wound around the body to sense a magnetic line of force due to a leakage current of the track circuit insulation part, a first amplifier for amplifying the signal sensed by the sensing unit, and a commercial frequency for comparison with the amplified signal It is an object of the present invention to provide a system composed of an oscillator that oscillates, a comparator that compares the signal detected by the sensing unit with a commercial frequency, and an indicator that amplifies and displays the signal output from the comparator by the second amplifier (50). .

또한, 무절연 궤도회로의 랙장치 내부에 설치된 SMPS에 출력전류를 감지하는 감지부를 부가하고, 그 감지부에서 감지된 출력전류값이 과전류나 돌입전류의 범위에 포함된 고장전류인 경우 자동으로 SMPS의 전류 출력을 차단하고, 이를 관제실로 자동 통보하며, 일정 횟수에 걸쳐 SMPS의 전류 출력을 스위칭하고 전류를 감지하여 안정 전류가 출력되는 지를 확인하고 그 결과를 관제실로 통보함으로써 감시 및 자동 복구 기능을 수행하도록 한 자동 복구기능을 갖는 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.In addition, a sensing unit for detecting the output current is added to the SMPS installed inside the rack device of the non-insulated track circuit, and if the output current value detected by the sensing unit is a fault current included in the range of overcurrent or inrush current, the SMPS automatically It cuts off current output, automatically notifies it to the control room, switches the current output of SMPS over a certain number of times, detects the current, checks whether stable current is output, and notifies the result to the control room to provide monitoring and automatic recovery functions. It is intended to provide a monitoring system having an automatic recovery function to be performed.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems that are not mentioned will become clear to those skilled in the art from the description below. You will be able to understand.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상으로 상용주파수 궤도회로 누설전류 검지기; 및 철로변에 일정간격으로 이격되게 설치되며, 내부에 관제실 PC의 제어신호를 제공받아 이웃하는 다른 랙장치와 연동하여 데이터를 송수신하면서 각종 신호기기 및 선로전환 기기들을 구동 제어하고, 그 구동상태를 확인하도록 송신기 및 수신기가 구비된 무절연 궤도회로 랙장치;를 포함하는 모니터링 시스템이 제안될 수 있다.In one aspect of the present invention for achieving the above technical problem, a commercial frequency track circuit leakage current detector; and installed along the railroad at regular intervals, receives control signals from the control room PC inside, transmits and receives data in conjunction with other neighboring rack devices, drives and controls various signal devices and line switching devices, and checks their driving status. A monitoring system including a non-insulated track circuit rack device equipped with a transmitter and a receiver to do so may be proposed.

또한, 상기 누설전류 검지기는, 코일이 몸체에 감긴 마그네트로 구비되어 궤도회로 절연부의 누설전류로 인한 자력선을 감지하는 센싱부, 상기 센싱부에서 감지된 신호를 증폭하는 제1증폭기, 상기 증폭된 신호와 비교를 위한 상용주파수를 발진하는 발진기, 상기 센싱부에서 감지된 신호와 상용주파수와 비교하는 비교기, 상기 비교기에서 출려된신호를 제2증폭기에서 증폭하여 디스플레이하는 지시계기로 구성될 수 있다.In addition, the leakage current detector includes a sensing unit equipped with a coil wound around a body and detecting a magnetic line of force due to a leakage current of a track circuit insulation part, a first amplifier for amplifying a signal sensed by the sensing unit, and the amplified signal. and an oscillator for oscillating a commercial frequency for comparison, a comparator for comparing the signal detected by the sensing unit with the commercial frequency, and an indicating instrument for amplifying and displaying the signal output from the comparator with a second amplifier.

또한, 상기 랙장치는, 상기 랙장치의 내부에 구성되어, 상기 송신기 및 수신기에 일정 구동전력을 공급하고, 출력전류를 감지하여 관제실 PC로 전송하여 실시간 모니터링 가능하도록 구성되어져 있으며, 전류상태를 감시하여 고장전류 발생시전류 출력을 자동 차단하고 복구를 위한 자동 스위칭을 수행하고, 그 처리정보를 관제실 PC로 전송하게 구성된 SMPS장치와; 상기 무절연 궤도회로 랙장치의 SMPS 장치로부터 출력전류값을 전송받아 실시간 해당 SMPS 장치의 이상 유무를 모니터링하고, 이상신호 발생시 경보를 발생시키며, 상기 SMPS장치의 자동 스위칭을 통한 복구 정보를 수신하는 관제실 PC로 구성될 수 있다.In addition, the rack device is configured inside the rack device, supplies a certain driving power to the transmitter and receiver, detects an output current, and transmits it to a control room PC to enable real-time monitoring, and monitors the current state. An SMPS device configured to automatically cut off current output when a fault current occurs, perform automatic switching for recovery, and transmit the processing information to a control room PC; A control room that receives the output current value from the SMPS device of the non-insulated track circuit rack device, monitors the presence or absence of an error in the corresponding SMPS device in real time, generates an alarm when an abnormal signal occurs, and receives recovery information through automatic switching of the SMPS device. It may consist of a PC.

또한, 상기 SMPS장치는 그 출력단 전류를 감지하기 위한 전류감지부와; 상기 전류감지부로부터 인가받은 전류의 검출로 인한 감지신호 및 자동 복구정보, 출력전압/출력전류 신호를 상기 관제실 PC로 전송하는 데이터전송부와; 자동 감지 및 고장전류 판단시 자동 복구 기능을 수행하는 바, 상기 전류감지부를 통해 감지된 전류값을 미리 저장된 정상전류값과 비교하여 고장전류라고 판단되면, 스위칭부를 스위칭제어하여 그 랙용 SMPS로 투입되는 전류를 자동으로 차단하는 스위칭제어부를 포함하여 구성될 수 있다.In addition, the SMPS device includes a current sensing unit for sensing the output terminal current; a data transmission unit for transmitting a detection signal, automatic recovery information, and an output voltage/output current signal resulting from the detection of the current applied from the current detection unit to the control room PC; Automatic recovery function is performed when automatic detection and fault current determination is performed. When the current value detected through the current sensing unit is compared with the pre-stored normal current value and it is determined that the current value is fault current, the switching unit switches and controls the input to the SMPS for the rack. It may be configured to include a switching control unit that automatically cuts off the current.

또한, 상기 스위칭제어부는 고장전류 감지시, 일정 시간간격으로 복수 회에 걸쳐 전류를 자동 재투입 함으로써 정상 전류가 투입되는 지를 감지하게 설정된 것을 특징으로 하는 자동 복구기능을 가질 수 있다.In addition, the switching control unit may have an automatic recovery function, characterized in that it is set to detect whether or not normal current is input by automatically re-injecting current over a plurality of times at regular time intervals when detecting a fault current.

본 발명은 궤도회로 누설전류 검지 시스템 및 제어방법을 사용자에 제공할 수 있다.The present invention can provide users with a track circuit leakage current detection system and control method.

본 발명은 절연불량개소 사전 검지와 절연불량으로 인한 장애 발생시 신속한 복구로 열차 신속 소통 가능하게 하며, 레일본드와 신호본드 접촉불량개소 검지 및 잠파선 불량개소를 검지할수 있어 열차 안전운행을 확보할 수 있는 모니터링 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.The present invention enables rapid train communication by pre-detection of defective insulation points and rapid recovery in the event of a failure due to insulation defects, and it is possible to detect defective points in contact between rail bonds and signal bonds and defective sleep lines, thereby ensuring safe train operation. A monitoring system and method can be provided.

본 발명은 절연불량개소 사전 검지와 절연불량으로 인한 장애 발생시 신속한 복구로 열차 신속 소통 가능하게 하며, 또한 레일본드와 신호본드 접촉불량개소 검지 및 잠파선 불량 개소를 검지할수 있어 열차 안전운행을 확보할 수 있다.The present invention enables rapid train communication by pre-detection of defective insulation points and rapid restoration in case of failure due to insulation defects, and also detects defective points of contact between rail bonds and signal bonds and defective sleep lines, thereby ensuring safe train operation. can

본 발명은 무절연 궤도회로의 랙용 SMPS가 자체적으로 자동 감지 및 고장전류 판단시 자동 복구 기능을 수행하는 바, 고장전류 발생시 상기 랙용 SMPS는 그 랙용 SMPS로 투입되는 전류를 자동으로 차단하고, 일정 시간간격으로 3회에 걸쳐 전류를 자동 재투입함으로써 정상 전류가 투입되는 지를 감지하여 랙장치 내부의 송신기나 수신기 등의 다른 탑재 장치들이 고장전류에노출되지 않도록 한다는 장점이 있다.In the present invention, the SMPS for a rack of a non-insulated track circuit automatically detects and automatically recovers when a fault current is determined. When a fault current occurs, the SMPS for a rack automatically cuts off the current input to the SMPS for the rack and By automatically re-inserting current three times at intervals, it detects whether normal current is input, and has the advantage of preventing other mounted devices such as transmitters and receivers from being exposed to fault current.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

도 1은 본 발명과 관련하여, 궤도회로 성능감시장치 구성도 일례를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명과 관련하여, Four UM71 track circuits 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명과 관련하여, AFTC 기술분류 일례를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명과 관련하여, 누설전류 검지 모니터링 시스템 일례를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명과 관련하여, 누설전류 검지기에 의한 대역 특성표 일례를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명과 관련하여, 자동 복구기능을 갖는 무절연 궤도회로 랙용 SMPS 감시시스템 일례를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명과 관련하여, 누설전류 검지 모니터링 시스템 일례를 도시한 것이다.1 shows an example of the configuration of a track circuit performance monitoring device in relation to the present invention.
2 shows an example of Four UM71 track circuits in relation to the present invention.
3 illustrates an example of AFTC technical classification in relation to the present invention.
4 shows an example of a leakage current detection monitoring system in relation to the present invention.
5 shows an example of a band characteristic table by a leakage current detector in relation to the present invention.
6 shows an example of an SMPS monitoring system for a non-insulated track circuit rack having an automatic recovery function in relation to the present invention.
7 illustrates an example of a leakage current detection monitoring system in relation to the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 의도는 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해될 수 있다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. This is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and it can be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명을 설명함에 있어서 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지 않을 수 있다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.In describing the present invention, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components may not be limited by the terms. These terms are only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있다거나 접속되어 있다고 언급되는 경우는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해될 수 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접 연결되어 있다거나 직접 접속되어 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다.When a component is referred to as being connected or connected to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it may be understood that another component may exist in the middle. . On the other hand, when it is mentioned that a certain element is directly connected to another element or directly connected to another element, it can be understood that no other element exists in the middle.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.Terms used in this specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 명세서에서, 포함하다 또는 구비하다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로서, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해될 수 있다.In this specification, the terms include or include are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features or numbers, It can be understood that the presence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 본 명세서에서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석될 수 있으며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않을 수 있다.In addition, unless defined otherwise, all terms used in this specification, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. . Terms such as those defined in commonly used dictionaries may be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this specification, interpreted in an ideal or excessively formal meaning. It may not be.

종래기술 및 종래기술의 문제점Prior art and prior art problems

1869년 발명된 궤도회로장치는 열차위치검지와 속도제어의 열차제어 기능을 수행하면서 부가적으로 레일 절손검지 기능을 가지고 있어 국내 철도가 도입된 시점부터 지금까지 코레일, 서울교통공사 등 대부분의 철도 운영기관에서 사용 중에 있다.Invented in 1869, the track circuit device performs train control functions such as train position detection and speed control, and additionally has a rail breakage detection function. It is in use by the operating institution.

궤도회로는 레일을 전기회로로 이용하기 때문에 초창기 레일 절연 방식을 사용하였으나 열차의 고속화, 승차감 문제 등으로 무절연 방식의 궤도회로로 발전을 하여 최근에는 무절연 AF(Audio Frequency) 궤도회로를 많이 사용하고 있다.The track circuit used the rail insulation method in the early days because the rail was used as an electric circuit, but it has developed into a non-insulation type track circuit due to problems such as high-speed train and riding comfort. Recently, non-insulation AF (Audio Frequency) track circuit has been widely used are doing

도 1은 본 발명과 관련하여, 궤도회로 성능감시장치 구성도 일례를 도시한 것이다.1 shows an example of the configuration of a track circuit performance monitoring device in relation to the present invention.

도 1을 참조하면, 궤도회로 모니터링 관련 기술은 고속선 열차운행시 궤도회로성능감시장치(TLDS)를 사용하고 있으나 철도 선진국인 프랑스 알스톰사에서 도입한 고속철도를 대상으로 하고 있으며, 각 정거장에 설치된 장치들의 동작전압, 전류 데이터를 실시간 신호분소감시장치로 전송, 저장 및 분석하고 알람정보를 제공하여 장애 판단 근거를 제공하고 있다. Referring to FIG. 1, the track circuit monitoring technology uses a track circuit performance monitoring device (TLDS) during high-speed train operation, but is targeted for high-speed trains introduced by Alstom, France, a railway advanced country, and the devices installed at each station It transmits, stores, and analyzes operating voltage and current data to a real-time signal division monitoring device, and provides alarm information to provide a basis for failure determination.

그리고 궤도회로성능감시장치(TLDS)의 유도전압에 의한 피해현상(전원개폐기(ELB) 차단현상, 잦은 통신불량현상 등)에 대한 연구가 진행중이다. In addition, research on the damage caused by the induced voltage of the track circuit performance monitoring device (TLDS) (electric switch (ELB) blocking phenomenon, frequent communication failure phenomenon, etc.) is in progress.

도 2는 본 발명과 관련하여, Four UM71 track circuits 일례를 도시한 것이고, 도 3은 본 발명과 관련하여, AFTC 기술분류 일례를 도시한 것이다.2 shows an example of Four UM71 track circuits in relation to the present invention, and FIG. 3 shows an example of AFTC technical classification in relation to the present invention.

미국의 경우 미연방 철도청(FRA)으로부터 지원받은 Transportation Technology Center, Inc. (TTCI)는 2015년 보고서에서 차세대 궤도회로(next generation track circuits, NGTC) 기술현황조사를 수행하였으며, 미래의 열차 제어 방법에는 CBTC(CommunicationsBased Train Control), Moving Block 기술이 포함될 수 있으며, 이러한 열차 제어 방법은 효율적인 열차제어가 가능하지만 레일파손에 대한 열차보호가 추가적으로 필요하며, 궤도회로에서 전류를 감지하여 파손된 레일을 감지할 수 있도록 하고 있다.In the United States, Transportation Technology Center, Inc., funded by the Federal Railroad Administration (FRA). (TTCI) conducted a technical status survey of next generation track circuits (NGTC) in a report in 2015, and future train control methods may include CBTC (Communications Based Train Control) and Moving Block technology, and these train control In this method, efficient train control is possible, but train protection against rail damage is additionally required, and the damaged rail can be detected by detecting the current in the track circuit.

프랑스는 장대레일에 적합한 UM71 타입의 전기절연 궤도회로를 채택하고 있으며, 절연레일조인트의 경우 설치, 유지보수 비용이 상대적으로 높아 최근 AFTC (Audio Frequency Track Circuit)의 적용이 확대되는 추세로 기술 분류는 도 3에 도시된 것과 같다.France adopts a UM71 type electrically insulated track circuit suitable for long rails, and in the case of insulated rail joints, the installation and maintenance costs are relatively high, and the application of AFTC (Audio Frequency Track Circuit) is expanding. As shown in Figure 3.

단, 궤도회로 모니터링 관련 기술은 고속선 열차운행시 궤도회로성능감시장치(TLDS)를 사용하고 있으나 철도 선진국인 프랑스 알스톰사에서 도입한 고속철도를 대상으로 하고 있으며, 각 정거장에 설치된 장치들의 동작전압, 전류 데이터를 실시간 신호분소감시장치로 전송, 저장 및 분석하고 알람정보를 제공하여 장애 판단 근거를 제공하고 있다. However, the technology related to track circuit monitoring uses the track circuit performance monitoring device (TLDS) when operating high-speed trains, but it is targeted for high-speed trains introduced by Alstom, France, an advanced railway company, and the operating voltage and current of devices installed at each station. It transmits, stores, and analyzes data to a real-time signal division monitoring device and provides a basis for determining failure by providing alarm information.

그리고 궤도회로성능감시장치(TLDS)의 유도전압에 의한 피해현상(전원개폐기(ELB) 차단현상, 잦은 통신불량현상 등)에 대한 연구가 진행중이다. In addition, research on the damage caused by the induced voltage of the track circuit performance monitoring device (TLDS) (electric switch (ELB) blocking phenomenon, frequent communication failure phenomenon, etc.) is in progress.

현재, 궤도회로성능감시장치(TLDS)는 고속철도 궤도회로를 대상으로 하고 있어 서울교통공사 궤도회로 설비와 같이 도시철도 현장에서의 요구사항을 충족시키지 못하고 있다.Currently, the track circuit performance monitoring system (TLDS) targets high-speed rail track circuits, so it does not meet the requirements at the urban railway site like the Seoul Transportation Corporation's track circuit facilities.

또한, 서울교통공사 분기부 무절연 궤도회로 모니터링 장치는 유지보수 작업자가 현장 선로변에서 궤도회로 상태를 점검하고 있는 상황이며 모니터링 장치 개발을 통해 유지보수의 효율화와 유지보수 고도화에 대한 니즈가 매우 높아진 상황이다.In addition, the non-insulated track circuit monitoring device of the branch of the Seoul Transportation Corporation is a situation where maintenance workers are checking the track circuit condition from the side of the track at the site, and the need for efficiency of maintenance and advancement of maintenance is very high through the development of a monitoring device. situation.

따라서 본 발명에서는, 전술한 문제점을 해소하고자 궤도회로 누설전류 검지 시스템 및 제어방법을 사용자에 제공하고자 한다.Therefore, in the present invention, in order to solve the above problems, it is intended to provide a track circuit leakage current detection system and control method to the user.

구체적으로 본 발명은 절연불량개소 사전 검지와 절연불량으로 인한 장애 발생시 신속한 복구로 열차 신속 소통 가능하게 하며, 또한 레일본드와 신호본드 접촉불량개소 검지 및 잠파선 불량개소를 검지할수 있어 열차 안전운행을 확보할 수 있는 모니터링 시스템 및 방법을 제안하고자 한다.Specifically, the present invention enables rapid train communication through preliminary detection of defective insulation and rapid restoration in the event of a failure due to insulation failure, and also detects defective contact between rail bonds and signal bonds, and detects defective areas on the sleep line, thereby ensuring safe train operation. We would like to propose a monitoring system and method that can be secured.

또한, 자화된 레일과 이로 인하여 레일과 차륜의 마찰로 생겨난 쇠가루들이 PF궤도회로를 구성하기 위하여 설치한 절연을 무력화시키는 장애 개소를 신속히 찾을 수 있는 상용주파수 궤도회로 누설전류 모니터링 시스템을 제공함을 목적으로 한다.In addition, the commercial frequency track circuit leakage current monitoring system that can quickly find the faulty point where the magnetized rail and the iron powder generated by the friction between the rail and the wheel thereby disable the insulation installed to construct the PF track circuit To provide a leakage current monitoring system do.

또한, 코일이 몸체에 감긴 마그네트로 구비되어 궤도회로 절연부의 누설전류로 인한 자력선을 감지하는 센싱부, 상기 센싱부에서 감지된 신호를 증폭하는 제1증폭기, 상기 증폭된 신호와 비교를 위한 상용주파수를 발진하는 발진기, 상기 센싱부에서 감지된 신호와 상용주파수와 비교하는 비교기, 상기 비교기에서 출력된 신호를 제2증폭기(50)에서 증폭하여 디스플레이하는 지시계기로 구성된 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.In addition, a sensing unit equipped with a coil with a magnet wound around the body to sense a magnetic line of force due to a leakage current of the track circuit insulation part, a first amplifier for amplifying the signal sensed by the sensing unit, and a commercial frequency for comparison with the amplified signal It is an object of the present invention to provide a system composed of an oscillator that oscillates, a comparator that compares the signal detected by the sensing unit with a commercial frequency, and an indicator that amplifies and displays the signal output from the comparator by the second amplifier (50). .

또한, 무절연 궤도회로의 랙장치 내부에 설치된 SMPS에 출력전류를 감지하는 감지부를 부가하고, 그 감지부에서 감지된 출력전류값이 과전류나 돌입전류의 범위에 포함된 고장전류인 경우 자동으로 SMPS의 전류 출력을 차단하고, 이를 관제실로 자동 통보하며, 일정 횟수에 걸쳐 SMPS의 전류 출력을 스위칭하고 전류를 감지하여 안정 전류가 출력되는 지를 확인하고 그 결과를 관제실로 통보함으로써 감시 및 자동 복구 기능을 수행하도록 한 자동 복구기능을 갖는 모니터링 시스템을 제공하고자 한다.In addition, a sensing unit for detecting the output current is added to the SMPS installed inside the rack device of the non-insulated track circuit, and if the output current value detected by the sensing unit is a fault current included in the range of overcurrent or inrush current, the SMPS automatically It cuts off current output, automatically notifies it to the control room, switches the current output of SMPS over a certain number of times, detects the current, checks whether stable current is output, and notifies the result to the control room to provide monitoring and automatic recovery functions. It is intended to provide a monitoring system having an automatic recovery function to be performed.

실시예 1 - 누설 전류 검지 모니터링 시스템Example 1 - Leakage Current Detection Monitoring System

도 4는 본 발명과 관련하여, 누설전류 검지 모니터링 시스템 일례를 도시한 것이다.4 shows an example of a leakage current detection monitoring system in relation to the present invention.

도 5는 본 발명과 관련하여, 누설전류 검지기에 의한 대역 특성표 일례를 도시한 것이다.5 shows an example of a band characteristic table by a leakage current detector in relation to the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명은 코일이 몸체에 감긴 마그네트로 구비되어 궤도회로 절연부의 누설전류로 인한 자력선을 감지하는 센싱부(10), 상기 센싱부(10)에서 감지된 신호를 증폭하는 제1증폭기(20), 상기 증폭된 신호와 비교를 위한 상용주파수를 발진하는 발진기(40), 상기 센싱부에서 감지된 신호와 상용주파수와 비교하는 비교기(30), 상기 비교기(30)에서 출려된 신호를 제2증폭기(50)에서 증폭하여 디스플레이하는 지시계기(60)로 구성된다.Referring to FIGS. 4 and 5, the present invention includes a sensing unit 10 in which a coil is provided as a magnet wound around a body to sense a line of magnetic force due to a leakage current of a track circuit insulation part, and a signal detected by the sensing unit 10 A first amplifier 20 for amplification, an oscillator 40 for oscillating a commercial frequency for comparison with the amplified signal, a comparator 30 for comparing the signal detected by the sensing unit with a commercial frequency, and the comparator 30 It consists of an indicator 60 that amplifies the signal output from the second amplifier 50 and displays it.

본 발명은 마그네트 픽업코일(Magnet Pick-up Coil)을 이용한 것으로 마그네트에서 발생하는 자속의 방향에 직각방향으로 전류를 흐르게 할 때 전류와 자속의 직각방향으로 전압이 발생한다는 원리를 이용한 것이다.The present invention uses a magnet pick-up coil, and uses the principle that a voltage is generated in a direction perpendicular to the current and magnetic flux when current flows in a direction perpendicular to the direction of magnetic flux generated from a magnet.

본 발명은 도 4 및 도 5에 개시된 바와 같이 코일이 몸체에 감긴 마그네트로 구비되어 궤도회로 절연부의 누설전류로 인한 자력선을 감지하는 센싱부(10), 상기 센싱부(10)에서 감지된 신호를 증폭하는 제1증폭기(20), 상기 증폭된 신호와 비교를 위한 상용주파수를 발진하는 발진기(40), 상기 센싱부에서 감진된 신호와 상용주파수와 비교하는 비교기(30), 상기 비교기(30)에서 출려된신호를 제2증폭기(50)에서 증폭하여 디스플레이하는 지시계기(60)로 구성된다.As disclosed in FIGS. 4 and 5, the present invention includes a sensing unit 10 that is provided with a magnet wound around a body and senses a line of magnetic force due to a leakage current of an insulating part of a track circuit, and a signal detected by the sensing unit 10. A first amplifier 20 for amplification, an oscillator 40 for oscillating a commercial frequency for comparison with the amplified signal, a comparator 30 for comparing the signal damped by the sensing unit with a commercial frequency, and the comparator 30 It consists of an indicator 60 that amplifies the signal output from the second amplifier 50 and displays it.

상기 센싱부(10)의 내부에는 코일(12)이 몸체에 감긴 마그네트(11)와 상기 코일과 일단이 연결된 전선이 내장된다.Inside the sensing unit 10, a magnet 11 with a coil 12 wound around a body and a wire having one end connected to the coil are embedded.

상기와 같이 구성된 본 발명 상용주파수 궤도회로 누설전류 검지기는 궤도내에 설치되어 있는 PF 궤도회로의 절연부에 센싱부(10)를 근접시켜 자화된 레일과 이로 인하여 레일과 차륜의 마찰로 생겨난 쇠가루들이 PF 궤도회로의 절연불량 개소를 검지하는데, 상기 검지신호를 증폭하여 비교기(30)로 전송하고, 상기 비교기(30)는 발진기(40)에서의 상용주파수와 비교하여 절연불량개소 여부를 확인하고 사용자가 육안으로 확인할 수 있도록 지시계기판(60)으로 디스플레이 할 수 있다.The commercial frequency track circuit leakage current detector of the present invention configured as described above is a magnetized rail by bringing the sensing unit 10 close to the insulator of the PF track circuit installed in the track, and the iron powder generated by friction between the rail and the wheel is PF In order to detect the defective part of the insulation of the track circuit, the detection signal is amplified and transmitted to the comparator 30. It can be displayed on the indicator panel 60 so that it can be confirmed with the naked eye.

실시예 2 - 누설 전류 검지 모니터링 시스템Example 2 - Leakage Current Detection Monitoring System

도 6은 본 발명과 관련하여, 자동 복구기능을 갖는 무절연 궤도회로 랙용 SMPS 감시시스템 일례를 도시한 것이고, 도 7은 본 발명과 관련하여, 누설전류 검지 모니터링 시스템 일례를 도시한 것이다.6 shows an example of an SMPS monitoring system for a non-insulated track circuit rack having an automatic recovery function in relation to the present invention, and FIG. 7 shows an example of a leakage current detection monitoring system in relation to the present invention.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 복구기능을 갖는 무절연 궤도회로 랙용 SMPS 감시시스템은 무절연 궤도회로의 랙장치 내부에 설치된 SMPS에 출력전류를 감지하는 감지부를 부가하고, 그 감지부에서 감지된 출력전류값이 과전류나 돌입전류의 범위에 포함된 고장전류인 경우 자동으로 SMPS의 전류 출력을 차단하고, 이를 관제실로 자동 통보하며, 일정 횟수에 걸쳐 SMPS의 전류 출력을 스위칭하고 전류를 감지하여 안정 전류가 출력되는 지를 확인하고 그 결과를 관제실로 통보함으로써 감시 및 자동 복구 기능을 수행하도록 한 시스템이다.6 and 7, the SMPS monitoring system for a non-insulated track circuit rack having an automatic recovery function according to an embodiment of the present invention includes a sensor for detecting an output current in the SMPS installed inside the rack device of the non-insulated track circuit. In addition, if the output current value detected by the sensing unit is a fault current included in the range of overcurrent or inrush current, the current output of the SMPS is automatically cut off, it is automatically notified to the control room, and the current of the SMPS over a certain number of times It is a system that performs monitoring and automatic recovery functions by switching the output, detecting the current, checking whether stable current is output, and notifying the result to the control room.

이를 위해, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 복구기능을 갖는 무절연 궤도회로 랙용 SMPS 감시시스템은 각 철도역의 노변을 따라 일정간격으로 설치되어 각종 신호기기 및 선로전환 기기들을 구동 제어하기 위한 송신부(118) 및 수신부(116)로 이루어진 신호처리부(152)를 가지며, 그 신호처리부(152)의 구동전력을 공급하고, 출력전류를 감지하여 관제실 PC(170)로 전송하여 실시간 모니터링 가능하도록 구성되어져 있으며, 고장전류를 감시하여 고장전류 발생시 전류 출력을 차단하고 수회 자동 스위칭을 통해 자동 복구를 수행하고, 그 처리정보를 관제실 PC(170)로 전송하게 구성된 SMPS장치(154)로 이루어진 무절연 궤도회로 랙장치(150)가 구성된다.To this end, the SMPS monitoring system for non-insulated track circuit racks having an automatic recovery function according to an embodiment of the present invention is installed at regular intervals along the roadside of each railway station and transmits for driving and controlling various signaling devices and track switching devices ( 118) and a signal processing unit 152 consisting of a receiving unit 116, supplying driving power to the signal processing unit 152, detecting an output current and transmitting it to the control room PC 170, so that real-time monitoring is possible. , Non-insulated track circuit rack consisting of SMPS device 154 configured to monitor fault current, cut off current output when fault current occurs, perform automatic recovery through automatic switching several times, and transmit the processing information to the control room PC 170 Device 150 is configured.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 복구기능을 갖는 무절연 궤도회로 랙용 SMPS 감시시스템은 그 내부에 철노변에 다수개가 일정간격으로 배치된 다수의 무절연 궤도회로 랙장치(150)로부터 SMPS 장치(154)의 출력전류값을 전송받아 실시간 해당 SMPS 장치(154)의 이상 유무를 모니터링하고, 이상신호 발생시 경보를 발생시키도록 된 관제실 PC(170)가 구성된다.In addition, the SMPS monitoring system for a non-insulated track circuit rack having an automatic recovery function according to an embodiment of the present invention is a SMPS from a plurality of non-insulated track circuit rack devices 150 arranged at regular intervals on the iron roadside therein. The control room PC 170 is configured to receive the output current value of the device 154, monitor whether or not there is an abnormality in the corresponding SMPS device 154 in real time, and generate an alarm when an abnormal signal occurs.

이때, 상기 무절연 궤도회로 랙장치(150)에 구성된 신호처리부(152)는 각종 신호기기 및 선로전환 기기들을 구동 제어하기 위한 송신부(118) 및 수신부(116)로 이루어진다.At this time, the signal processing unit 152 configured in the non-insulated track circuit rack device 150 is composed of a transmitting unit 118 and a receiving unit 116 for driving and controlling various signaling devices and line switching devices.

또한, 상기 무절연 궤도회로 랙장치(150)에 구성된 SMPS 장치(154)에 구성된 전원공급 처리부(156)는 교류를 직류로 바꾼 다음 이것을 다시 일정범위의 고주파로 만들고, 페라이트 트랜스를 이용해 변압시키고, 정류시키며 이때 2차측전압을 포토커플러 등을 이용해 1차측에 feedback시켜 PWM의 duty로서 정전압을 유지시키는 기능을 수행하는 구성으로 이루어진다.In addition, the power supply processing unit 156 configured in the SMPS device 154 configured in the non-insulated track circuit rack device 150 changes the alternating current to direct current, then makes it a high frequency in a certain range again, transforms it using a ferrite transformer, It is composed of a structure that performs a function of maintaining a constant voltage as a duty of PWM by rectifying and feeding back the secondary side voltage to the primary side using a photocoupler.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 복구기능을 갖는 무절연 궤도회로 랙용 SMPS 감시시스템을 구성하는 SMPS 장치(154)의 주요 구성은 상기 전원공급 처리부(156)의 출력단에 접속 분기되어 출력전류를 감지하기 위한 전류감지부(158)와 상기 전류감지부(158)로부터 감지된 전류가 돌입전류 또는 과전류인 고장전류인 경우 상기 전원공급 처리부(156)로 입력되는 전류를 차단하기 위해 상기 전원공급 처리부(156)의 입력단에 구비된 스위칭부(157)를 스위칭 제어하며, 일정 시간간격으로 스위칭부(157)를 턴오프 및 턴온 제어하여 자동 복구 기능을 수행하는 스위칭제어부(162)와; 그 감지된 전류정보 및 자동 복구정보를 데이터통신망을 이용하여 관제실 PC(170)로 전송하기 위한 데이터 전송부(160)로 이루어지며, 다수의 무절연 궤도회로 랙장치(150)로부터 SMPS 장치(154)의 출력 전류정보 및 자동 복구정보를 전송받아 실시간 해당 SMPS 장치(154)의 이상 유무를 모니터링하고, 이상신호 발생시 경보를 발생시키도록 된 관제실 PC(170)로 이루어진다.Therefore, the main component of the SMPS device 154 constituting the SMPS monitoring system for non-insulated track circuit racks having an automatic recovery function according to an embodiment of the present invention is connected to the output terminal of the power supply processing unit 156 and branched to output current The current sensing unit 158 for detecting and the power supply to cut off the current input to the power supply processing unit 156 when the current detected by the current sensing unit 158 is an inrush current or an overcurrent fault current. a switching control unit 162 that switches and controls the switching unit 157 provided at the input terminal of the processing unit 156 and performs an automatic recovery function by controlling the switching unit 157 to turn off and on at regular time intervals; It consists of a data transmission unit 160 for transmitting the detected current information and automatic recovery information to the control room PC 170 using a data communication network, and from a plurality of non-insulated track circuit rack devices 150 to the SMPS device 154 ), the control room PC 170 is configured to receive the output current information and automatic recovery information of the corresponding SMPS device 154 in real time, monitor whether or not there is an error in the corresponding SMPS device 154, and generate an alarm when an abnormal signal occurs.

이때, 상기 관제실 PC(170)는 무절연 궤도회로 랙장치(150)의 SMPS 장치(154)로부터 출력되는 정상 상태의 출력전류 기준값이 설정되어져 있으며, 무절연 궤도회로 랙장치(150)의 SMPS 장치(154)로부터 전송받은 출력전류값과 자동 비교하여 이상신호 발생시 자동으로 경보를 발생시켜 관리자가 다수개의 무절연 궤도회로 랙장치(150)에 각각 구성된 SMPS 장치(54)의 고장 유무를 신속하게 파악할 수 있게 된다.At this time, the control room PC 170 has a normal output current reference value output from the SMPS device 154 of the non-insulated track circuit rack device 150, and the SMPS device of the non-insulated track circuit rack device 150. Automatic comparison with the output current value transmitted from (154) to automatically generate an alarm when an abnormal signal occurs so that the manager quickly identifies the failure of the SMPS device 54 configured in each of the plurality of non-insulated track circuit rack devices 150 be able to

마찬가지로, 자동 복구를 수행하기 위한 자동 스위칭 제어가 가능하도록 상기 스위칭제어부(162)에도 역시 무절연 궤도회로 랙장치(150)의 SMPS 장치(154)로부터 출력되는 정상 상태의 출력전류 기준값이 설정되어져 있으며, 무절연 궤도회로 랙장치(150)의 SMPS 장치(154)로부터 전송받은 출력전류값과 자동 비교하여 이상신호 발생시 자동으로 스위칭부(157)에 자동 스위칭을 행하도록 구성된다.Similarly, in the switching control unit 162 to enable automatic switching control for performing automatic recovery, the reference value of the output current in the normal state output from the SMPS device 154 of the non-insulated track circuit rack device 150 is also set, , It is configured to automatically switch to the switching unit 157 when an abnormal signal is generated by automatically comparing the output current value received from the SMPS device 154 of the non-insulated track circuit rack device 150.

무절연 궤도회로의 랙용 SMPS(154)에 구비된 상기 스위칭제어부(162)는 자동 감지 및 고장전류 판단시 자동복구 기능을 수행하는 바, 상기 전류감지부(158)를 통해 감지된 전류값을 미리 저장된 정상전류값과 비교하여 고장전류라고 판단되면, 상기 스위칭제어부(162)는 상기 스위칭부(157)를 스위칭제어하여 그 랙용 SMPS(154)로 투입되는 전류를 자동으로 차단하고, 일정 시간간격으로 3회에 걸쳐 전류를 자동 재투입함으로써 정상 전류가 투입되는 지를 감지하여 랙장치 내부의 송신기나 수신기 등의 다른 탑재 장치들이 고장전류에 노출되지 않도록 한다.The switching control unit 162 provided in the rack SMPS 154 of the non-insulated track circuit automatically detects and performs an automatic recovery function when determining a fault current. If it is determined to be a fault current compared to the stored normal current value, the switching control unit 162 controls the switching of the switching unit 157 to automatically cut off the current supplied to the rack SMPS 154, and at regular time intervals. By automatically re-inserting current three times, it detects whether normal current is input and prevents other mounted devices such as transmitters and receivers from being exposed to fault current.

또한, 상기 SMPS 장치(154)의 데이터 전송부(160)와, 상기 관제실 PC(170)간의 통신은 RS-232 통신이다.In addition, communication between the data transmission unit 160 of the SMPS device 154 and the control room PC 170 is RS-232 communication.

상기 SMPS 장치(154)에 돌입전류나 과전류 등의 고장전류가 발생된다고 해도, 그 고장전류는 일정시간 지속되는 것이 아니고, 한시적으로 발생되는 전류이므로, 상기 스위칭제어부(162)에서 상기 SMPS 장치(154)로의 전류를 수차례 스위칭하면서 정상전류의 투입여부를 감시함으로써 자동적으로 복구가 이루어질 수 있게 된다. 실제로 상기 SMPS 장치(154)의 자동 스위칭 기능을 통해 그 후단의 부품들이 손상되지 않으면서 자동 복구가 이루어지게 되는 경우가 대부분이며, 상기 SMPS 장치(154)의 전단 부품(예컨대, 케이블, 한전 변전소, 주상변압기 등)의 이상시에는 지속적으로 고장전류가 상기 SMPS 장치(154)로 인입되므로 이 경우에는 상기 SMPS 장치(154)는 상기 관제실 PC(170)로 자동 복구 불가정보를 전송하여 보수자가 출동할 수 있도록 한다.Even if a fault current such as an inrush current or an overcurrent is generated in the SMPS device 154, the fault current does not last for a certain period of time and is generated temporarily, so the switching controller 162 controls the SMPS device 154 ) by switching the current several times and monitoring whether or not the normal current is input, it can be automatically restored. In fact, in most cases, automatic recovery is performed without damaging subsequent parts through the automatic switching function of the SMPS device 154, and the front end parts of the SMPS device 154 (eg, cables, KEPCO substations, pole-type transformer, etc.), a fault current is continuously drawn into the SMPS device 154, so in this case, the SMPS device 154 transmits information on non-automatic recovery to the control room PC 170 so that maintenance personnel can be dispatched. let it be

또한, 관제실 PC(170)를 살펴보면 상기 관제실 PC(170)는 상기 무절연 궤도회로의 랙용 SMPS(154)로부터 출력전압/출력전류 신호를 인가받기 위해, 무절연 궤도회로의 랙용 SMPS(154)의 개수와 동일한 18개 채널로 구성된 한 통신모듈(172)이 구비되어져 있으며, 각 무절연 궤도회로의 랙용 SMPS(154)의 위치정보를 저장하는 채널별 위치정보 관리부(174)가 구성되어져 있고, 기준 출력전압 및 출력전류와 상기 무절연 궤도회로의 랙용 SMPS(154)로부터 전송받은 출력전압/전류와 비교하는 SMPS 데이터 비교부(176)와; 상기 SMPS 데이터 비교부(176)의 전압/전류 비교로 인해 해당 SMPS의 이상신호 감지시 경보를 발생하기 위한 경보발생부(178)가 구성되어져 있고, 각 채널별 SMPS(154)의 출력전압/전류 정보를 표시하고 경보 발생정보를 표시하기 위한 표시부(180)가 마련되어져 있고, 각 SMPS(154)의 채널별 위치정보 및 기준 출력전압/전류 정보를 저장하고 경보 이력정보를 저장하기 위한 메모리(182)가 구비되어져 있고, 무절연 궤도회로의 랙용 SMPS(154)의 기준 출력전압/전류 정보를 저장한 상태에서 다수의 무절연 궤도회로의 랙용 SMPS(154)로부터 출력전압/전류정보를 인가받아 표시하고, 전압 및 전류를 기준정보와 비교함으로써 고장 유무에 대해 판단하고 경보를 구동시키도록 제어하는 제어부(184)가 구성되어져 있다.In addition, looking at the control room PC 170, the control room PC 170 receives the output voltage / output current signal from the SMPS 154 for the rack of the non-insulated track circuit, the SMPS 154 for the rack of the non-insulated track circuit. One communication module 172 composed of 18 channels equal to the number is provided, and a location information management unit 174 for each channel that stores the location information of the SMPS 154 for racks of each non-insulated track circuit is configured. An SMPS data comparison unit 176 that compares the output voltage and output current with the output voltage/current received from the SMPS 154 for the rack of the non-insulated track circuit; An alarm generating unit 178 is configured to generate an alarm when an abnormal signal of the corresponding SMPS is detected due to the voltage/current comparison of the SMPS data comparator 176, and the output voltage/current of the SMPS 154 for each channel A display unit 180 is provided to display information and alarm generation information, and a memory 182 for storing location information and reference output voltage/current information for each channel of each SMPS 154 and alarm history information. ) is provided, and the output voltage/current information is received and displayed from the rack SMPS (154) of a plurality of non-insulated track circuits in a state where the reference output voltage / current information of the rack SMPS (154) of the non-insulated track circuit is stored. And, by comparing the voltage and current with reference information, a control unit 184 is configured to determine whether there is a failure and control to drive an alarm.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 자동 복구기능을 갖는 무절연 궤도회로 랙용 SMPS 감시시스템은 철도역의 노변에 일정거리 이격되게 설치된 랙의 내부에서 송신기 및 수신기에 전력을 공급하는 다수의 무절연 궤도회로의 랙용 SMPS(154)로부터 다른 기기와 무관하게 자체적으로 검출된 출력전압 및 출력전류값을 관제실 PC(170)에서 전송받아 실시간 모니터링을 수행하며, 그 전압 및 전류를 기준정보와 비교함으로써 고장 유무에 대해 신속하게 판단하고 경보를 구동시킴으로써 신속하게 고장여부 및 고장위치를 파악할 수 있다.Therefore, the SMPS monitoring system for a non-insulated track circuit rack having an automatic recovery function according to an embodiment of the present invention is a plurality of non-insulated tracks that supply power to transmitters and receivers inside a rack installed at a certain distance apart from a roadside of a railway station. The control room PC 170 receives the output voltage and output current values detected by itself from the SMPS 154 for the rack of the circuit, regardless of other devices, and performs real-time monitoring, and compares the voltage and current with reference information to determine if there is a problem. It is possible to quickly determine whether or not there is a failure and the location of the failure by promptly determining and activating an alarm.

본 발명에 따른 효과Effect according to the present invention

본 발명은 궤도회로 누설전류 검지 시스템 및 제어방법을 사용자에 제공할 수 있다.The present invention can provide users with a track circuit leakage current detection system and control method.

본 발명은 절연불량개소 사전 검지와 절연불량으로 인한 장애 발생시 신속한 복구로 열차 신속 소통 가능하게 하며, 레일본드와 신호본드 접촉불량개소 검지 및 잠파선 불량개소를 검지할수 있어 열차 안전운행을 확보할 수 있는 모니터링 시스템 및 방법을 제공할 수 있다.The present invention enables rapid train communication by pre-detection of defective insulation points and rapid recovery in the event of a failure due to insulation defects, and it is possible to detect defective points in contact between rail bonds and signal bonds and defective sleep lines, thereby ensuring safe train operation. A monitoring system and method can be provided.

본 발명은 절연불량개소 사전 검지와 절연불량으로 인한 장애 발생시 신속한 복구로 열차 신속 소통 가능하게 하며, 또한 레일본드와 신호본드 접촉불량개소 검지 및 잠파선 불량 개소를 검지할수 있어 열차 안전운행을 확보할 수 있다.The present invention enables rapid train communication by pre-detection of defective insulation points and rapid restoration in case of failure due to insulation defects, and also detects defective points of contact between rail bonds and signal bonds and defective sleep lines, thereby ensuring safe train operation. can

본 발명은 무절연 궤도회로의 랙용 SMPS가 자체적으로 자동 감지 및 고장전류 판단시 자동 복구 기능을 수행하는 바, 고장전류 발생시 상기 랙용 SMPS는 그 랙용 SMPS로 투입되는 전류를 자동으로 차단하고, 일정 시간간격으로 3회에 걸쳐 전류를 자동 재투입함으로써 정상 전류가 투입되는 지를 감지하여 랙장치 내부의 송신기나 수신기 등의 다른 탑재 장치들이 고장전류에노출되지 않도록 한다는 장점이 있다.In the present invention, the SMPS for a rack of a non-insulated track circuit automatically detects and automatically recovers when a fault current is determined. When a fault current occurs, the SMPS for a rack automatically cuts off the current input to the SMPS for the rack and By automatically re-inserting current three times at intervals, it detects whether normal current is input, and has the advantage of preventing other mounted devices such as transmitters and receivers from being exposed to fault current.

다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.However, the effects obtainable in the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below. You will be able to.

한편, 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. Meanwhile, the above-described embodiments of the present invention may be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to the embodiments of the present invention includes one or more ASICs (Application Specific Integrated Circuits), DSPs (Digital Signal Processors), DSPDs (Digital Signal Processing Devices), PLDs (Programmable Logic Devices) , Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, etc.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software codes may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor and exchange data with the processor by various means known in the art.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.Detailed descriptions of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above are provided to enable those skilled in the art to implement and practice the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will understand that the present invention can be variously modified and changed without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art can use each configuration described in the above-described embodiments in a way of combining each other. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential characteristics of the present invention. Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, claims that do not have an explicit citation relationship in the claims may be combined to form an embodiment or may be included as new claims by amendment after filing.

Claims (5)

상용주파수 궤도회로 누설전류 검지기; 및
철로변에 일정간격으로 이격되게 설치되며, 내부에 관제실 PC의 제어신호를 제공받아 이웃하는 다른 랙장치와 연동하여 데이터를 송수신하면서 각종 신호기기 및 선로전환 기기들을 구동 제어하고, 그 구동상태를 확인하도록 송신기 및 수신기가 구비된 무절연 궤도회로 랙장치;를 포함하는 모니터링 시스템에 있어서,

상기 누설전류 검지기는,
코일이 몸체에 감긴 마그네트로 구비되어 궤도회로 절연부의 누설전류로 인한 자력선을 감지하는 센싱부;
상기 센싱부에서 감지된 신호를 증폭하는 제1증폭기;
상기 증폭된 신호를 비교하기 위한 상용주파수를 발진하는 발진기;
상기 센싱부에서 감지된 신호와 상용주파수와 비교하는 비교기; 및
상기 비교기에서 출려된 신호를 제2증폭기에서 증폭하여 표시하는 지시계기;를 포함하는 궤도회로 누설전류 검지 시스템.commercial frequency track circuit leakage current detector; and
It is installed along the railroad at regular intervals, receives control signals from the control room PC inside, transmits and receives data in conjunction with other neighboring rack devices, drives and controls various signaling devices and track switching devices, and checks their driving status. In the monitoring system comprising a; non-insulated track circuit rack device equipped with a transmitter and a receiver,

The leakage current detector,
A sensing unit equipped with a magnet with a coil wound around the body to sense a magnetic line of force due to a leakage current of the track circuit insulation part;
a first amplifier for amplifying the signal sensed by the sensing unit;
an oscillator oscillating a commercial frequency for comparing the amplified signal;
a comparator for comparing the signal detected by the sensing unit with a commercial frequency; and
A track circuit leakage current detection system comprising a; indicator for amplifying and displaying the signal output from the comparator by the second amplifier. 제 1항에 있어서,
상기 랙장치는,
상기 랙장치의 내부에 구성되어, 상기 송신기 및 수신기에 일정 구동전력을 공급하고, 출력전류를 감지하여 관제실 PC로 전송하여 실시간 모니터링 가능하도록 구성되어져 있으며, 전류상태를 감시하여 고장전류 발생시전류 출력을 자동 차단하고 복구를 위한 자동 스위칭을 수행하고, 그 처리정보를 관제실 PC로 전송하게 구성된 SMPS장치를 포함하는 궤도회로 누설전류 검지 시스템.According to claim 1,
The rack device,
It is configured inside the rack device, supplies constant driving power to the transmitter and receiver, detects the output current and transmits it to the control room PC to enable real-time monitoring, and monitors the current state to output current when a fault current occurs. A track circuit leakage current detection system including an SMPS device configured to automatically cut off, perform automatic switching for recovery, and transmit the processing information to the control room PC. 제 2항에 있어서,
상기 랙장치는,
상기 무절연 궤도회로 랙장치의 SMPS 장치로부터 출력전류값을 전송받아 실시간 해당 SMPS 장치의 이상 유무를 모니터링하고, 이상신호 발생시 경보를 발생시키며, 상기 SMPS장치의 자동 스위칭을 통한 복구 정보를 수신하는 관제실 PC를 포함하는 궤도회로 누설전류 검지 시스템.According to claim 2,
The rack device,
A control room that receives the output current value from the SMPS device of the non-insulated track circuit rack device, monitors the presence or absence of an error in the corresponding SMPS device in real time, generates an alarm when an abnormal signal occurs, and receives recovery information through automatic switching of the SMPS device. Track circuit leakage current detection system including PC. 제 3항에 있어서,
상기 SMPS장치는 그 출력단 전류를 감지하기 위한 전류감지부;
상기 전류감지부로부터 인가받은 전류의 검출로 인한 감지신호 및 자동 복구정보, 출력전압/출력전류 신호를 상기 관제실 PC로 전송하는 데이터전송부;
자동 감지 및 고장전류 판단시 자동 복구 기능 수행을 위해, 상기 전류감지부를 통해 감지된 전류값을 미리 저장된 정상전류값과 비교하여 고장전류라고 판단되면, 스위칭부를 스위칭제어하여 그 랙용 SMPS로 투입되는 전류를 자동으로 차단하는 스위칭제어부;를 포함하는 궤도회로 누설전류 검지 시스템.According to claim 3,
The SMPS device includes a current sensing unit for sensing the output terminal current;
a data transmission unit for transmitting a detection signal, automatic recovery information, and an output voltage/output current signal resulting from the detection of the current applied from the current detection unit to the control room PC;
In order to automatically detect and perform an automatic recovery function when determining fault current, the current value detected through the current sensing unit is compared with the pre-stored normal current value, and if it is determined to be a fault current, the switching unit switches and controls the current input to the SMPS for the rack. A track circuit leakage current detection system comprising a; switching control unit that automatically cuts off. 제 4항에 있어서,
상기 스위칭제어부는 고장전류 감지시, 일정 시간간격으로 복수회에 걸쳐 전류를 자동 재투입 함으로써 정상 전류가 투입되는 지를 감지하게 설정된 것을 특징으로 하는 자동 복구기능을 갖는 궤도회로 누설전류 검지 시스템.According to claim 4,
When the switching control unit detects a fault current, the track circuit leakage current detection system having an automatic recovery function, characterized in that set to detect whether a normal current is input by automatically re-injecting the current multiple times at regular time intervals.
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