KR101958299B1

KR101958299B1 - Apparatus for processing reflected wave

Info

Publication number: KR101958299B1
Application number: KR1020170105092A
Authority: KR
Inventors: 손송호; 신용준; 양형석; 임성우; 한상철; 권구영; 방수식; 이건석; 이영호
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2019-03-15
Also published as: KR20190019760A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 반사파 처리 장치는 기준 신호를 케이블의 신호 단말부로 제공하는 기준 신호 생성부, 상기 케이블의 신호 단말부, 복수의 접속함 및 종단 단말부로부터 반사 신호를 획득하는 반사 신호 획득부, 및 상기 복수의 접속함 및 상기 종단 단말부 중 적어도 두 개로부터 획득되는 반사 신호에 따라 정상 상호 상관함수 범위를 연산하고, 상기 신호 단말부로부터 획득되는 반사 신호에 따라 상호 상관함수 값을 연산하고, 상기 정상 상호 상관함수 범위와 상기 상호 상관함수 값을 비교하는 신호 분석부를 포함할 수 있다. A reflected wave processing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a reference signal generator for providing a reference signal to a signal terminal of a cable, a signal terminal of the cable, a reflection signal for obtaining a reflection signal from a plurality of connection boxes and an end terminal, Calculating a normal cross-correlation function range according to a reflection signal obtained from at least two of the plurality of connection boxes and the end terminal units, and calculating a cross-correlation function value according to a reflection signal obtained from the signal terminal unit And a signal analysis unit for comparing the normal cross-correlation function range with the cross-correlation function value.

Description

반사파 처리 장치{APPARATUS FOR PROCESSING REFLECTED WAVE}[0001] APPARATUS FOR PROCESSING REFLECTED WAVE [0002]

본 발명은 반사파 처리 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a reflected wave processing apparatus.

　반사 신호 계측법은 일정한 신호를 케이블에 인가한 후 반사되는 신호를 측정하여, 전력시스템을 구성하는 케이블을 진단 및 점검하는 방법이다. 케이블에서 전기적인 신호의 전파는 케이블 특성의 저항, 인덕턴스, 및 커패시턴스에 의해 결정이 되고, 국부적인 임피던스의 변화는 전기적인 신호를 인가했을 때, 그 변화 지점에서 반사 신호를 발생시킨다. 따라서 반사 신호 계측법에서는 반사 신호의 파형을 분석함으로 케이블 이상 여부와 그 위치를 탐지한다. The reflection signal measurement method is a method of diagnosing and checking a cable constituting a power system by measuring a reflected signal after applying a certain signal to the cable. The propagation of an electrical signal in a cable is determined by the resistance, inductance, and capacitance of the cable's properties, and a change in local impedance causes a reflected signal at that point of change when an electrical signal is applied. Therefore, in the reflection signal measurement method, the waveform of the reflection signal is analyzed to detect whether the cable is abnormal or its position.

　반사 신호 계측법은 신호의 유형에 따라 시간영역 반사 신호 계측법(TDR: Time Domain Reflectometry), 주파수영역 반사 신호 계측법(FDR: Frequency Domain Reflcetometry), 시간-주파수영역 반사 신호 계측법(TFDR: Time-Frequency Domain Reflectomertry)으로 분류될 수 있다. 시간영역 반사 신호 계측법은 시간 폭에서 분해능을 갖는 스텝신호 혹은 펄스신호를 인가하여 반사 신호를 시간 영역에서 분석한다. 주파수 영역 반사 신호 계측법은 주파수영역에서 분해능을 갖는 정현파를 케이블에 인가하여 반사 신호를 주파수 영역에서 분석한다. 시간-주파수영역 반사 신호 계측법은 시간과 주파수영역 각각에서 분석하는 방법들의 한계를 해결하여 보다 높은 정확도로 케이블의 결함 여부를 진단하는 방법이다. Reflection signal measurement is based on time domain Reflectometry (TDR), Frequency Domain Reflectometry (FDR), Time-Frequency Domain Reflectometry (TFDR) ). &Lt; / RTI > In the time domain reflection signal measurement method, a step signal or a pulse signal having a resolution in a time width is applied to analyze a reflected signal in a time domain. In the frequency domain reflection signal measurement method, a sinusoidal wave having resolution in the frequency domain is applied to the cable to analyze the reflected signal in the frequency domain. Time-frequency domain reflec- tive signal metrology is a method of diagnosing cable faulty with higher accuracy by solving the limitations of the methods of analysis in time and frequency domain, respectively.

또한, 시간-주파수 영역 반사 신호 처리법의 경우, 손실매질을 통과하면서 발생하는 고주파수 성분의 손실로 인해 오차가 발생한다. 예를 들어, 시간에 따라 주파수가 증가하는 처프 신호를 기준 신호로 이용하는 경우, 손실된 고주파수 성분으로 인하여, 실제 반사 신호는 이상적인 반사된 신호의 지연 시간 보다 지연 시간이 감소하는 오차가 발생하고, 케이블의 길이가 길어질수록 오차가 증가하는 문제가 있다. 특허문헌 3은 시간에 따라 주파수가 감소하는 처프 신호를 이용하여, 고주파수 성분의 손실로 인한 오차를 보상하나, 주파수별 감쇠특성만 고려하였을 뿐 주파수별 속도로 인한 반사 신호의 왜곡은 고려하고 있지 못한 문제가 있다. Also, in the case of the time-frequency domain reflection signal processing method, an error occurs due to the loss of the high frequency component generated while passing through the loss medium. For example, when a chirp signal whose frequency increases with time is used as a reference signal, an error occurs that the delay time of the actual reflected signal is shorter than the delay time of the ideal reflected signal due to the lost high frequency component, There arises a problem that the error increases as the length of the light source increases. In Patent Document 3, although a chirp signal with a decreasing frequency with time is used to compensate for an error caused by a loss of a high frequency component, only a frequency-dependent attenuation characteristic is considered, but distortion of a reflected signal due to a frequency- there is a problem.

국내 특허출원번호 10-2016-0142899Korean Patent Application No. 10-2016-0142899

본 발명의 과제는 반사 신호의 왜곡을 정밀하게 검출할 수 있는 반사파 처리 장치를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to provide a reflected wave processing apparatus capable of precisely detecting distortion of a reflected signal.

본 발명의 일 실시예에 따른 반사파 처리 장치는, 설계된 임피던스 불연속점으로부터 시간-주파수 영역 상호상관 함수 값 및 순시 주파수의 기울기를 연산함으로써, 케이블의 고장 시기 및 위치 검출의 정확성과 신속성을 향상시킬 수 있다. The reflected wave processing apparatus according to an embodiment of the present invention can improve the accuracy and promptness of detecting the failure time and the position of the cable by calculating the time-frequency domain cross-correlation function value and the slope of the instantaneous frequency from the designed impedance discontinuity point have.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사파 처리 장치의 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 신호 처리 방법의 흐름도이다.
도 3(a)은 신호 단말부, 접속함 및 종단 단말부의 모식도를 나타내고, 도 3(b)는 신호 단말부, 접속함 및 종단 단말부에서의 반사 신호와 기준 신호의 시간-주파수 영역 상호 상관함수 값을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호 및 반사 신호의 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 신호 처리 방법의 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 순시 주파수 기울기 연산 방법을 나타내는 흐름도이다. 1 is a block diagram of a reflected wave processing apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method of processing a reflected signal according to an embodiment of the present invention.
3 (a) and 3 (b) are schematic diagrams of a signal terminal unit, a connection box and an end terminal unit. FIG. 3 (b) is a time- Fig.
4 is a graph of a reference signal and a reflection signal according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart of a method of processing a reflected signal according to another embodiment of the present invention.
6 is a flowchart illustrating an instantaneous frequency slope calculating method according to an embodiment of the present invention.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조할 수 있다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 할 수 있다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 할 수 있다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭할 수 있다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings, wherein specific embodiments in which the invention may be practiced. These embodiments are described in sufficient detail to enable those skilled in the art to practice the invention. It should be understood that the various embodiments of the present invention are different, but need not be mutually exclusive. For example, certain features, structures, and characteristics described herein may be implemented in other embodiments without departing from the spirit and scope of the invention in connection with an embodiment. It is also to be understood that the position or arrangement of individual components within each disclosed embodiment may be varied without departing from the spirit and scope of the present invention. The following detailed description is, therefore, not to be taken in a limiting sense, and the scope of the present invention is to be limited only by the appended claims, along with the full scope of equivalents to which such claims are entitled, if properly explained. In the drawings, like reference numbers may refer to the same or similar functions throughout the several views.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 할 수 있다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반사파 처리 장치의 블록도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 반사파 처리 장치(10)는, 기준 신호 생성부(100), 및 반사 신호 획득부(200) 및 신호 분석부(300)를 포함할 수 있다. 1 is a block diagram of a reflected wave processing apparatus according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the reflected wave processing apparatus 10 of the present invention may include a reference signal generating unit 100, a reflected signal obtaining unit 200, and a signal analyzing unit 300.

기준 신호 생성부(100)는 케이블부(20)로 제공되는 기준 신호를 생성할 수 있다. 기준 신호 생성부는 임의 파형 발생기(Arbitrary Waveform Generator)를 포함할 수 있다. 기준 신호는 시간에 따라 주파수가 증가하는 처프(Positive-chirp, Up-chirp) 신호 및 시간에 따라 주파수가 감소하는 처프(Negative-Chirp, Down-Chirp) 신호 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The reference signal generator 100 may generate a reference signal provided to the cable 20. The reference signal generator may include an arbitrary waveform generator. The reference signal may include at least one of a positive-chirp (Up-chirp) signal whose frequency increases with time and a negative-chirp (Down-Chirp) signal whose frequency decreases with time.

반사 신호 획득부(200)는 케이블부(20)로부터 반사되는 반사 신호를 획득할 수 있다. 반사 신호 획득부(200)는 디지털 저장 오실로스코프(Digital Storage Oscilloscope)를 포함할 수 있다. The reflected signal obtaining unit 200 can obtain a reflected signal reflected from the cable unit 20. [ The reflected signal acquisition unit 200 may include a digital storage oscilloscope.

신호 분석부(300)는 기준 신호 생성부(100)의 기준 신호의 생성을 제어하고, 반사 신호 획득부(200)로부터 제공되는 반사 신호를 분석하여, 케이블부(20)의 결함 위치를 판별할 수 있다. 구체적으로, 신호 분석부(300)는 케이블부(20)의 임피던스 불연속점에서 되돌아오는 반사 신호를 실시간으로 취득 및 분석하여, 정상범위 외의 반사 신호가 감지되는 경우, 케이블의 고장 시기 및 위치를 검출할 수 있다. The signal analyzer 300 controls generation of a reference signal of the reference signal generator 100 and analyzes a reflection signal provided from the reflection signal acquiring unit 200 to determine a defect position of the cable unit 20 . Specifically, the signal analyzing unit 300 acquires and analyzes a reflected signal returned from the impedance discontinuity point of the cable unit 20 in real time, detects a failure time and position of the cable when a reflected signal outside the normal range is detected can do.

케이블부(20)은 적어도 세 개의 케이블(21, 22, 23)을 포함할 수 있고, 적어도 세 개의 케이블(21, 22, 23)은 3상 회로의 A상, B상 및 C상 각각에 대응할 수 있다. 적어도 세개의 케이블(21, 22, 23) 각각은 통전층(21a, 22a, 23a), 및 차폐층(21b, 22b, 23b)을 포함할 수 있고, 추가적으로, 포머 및 절연층을 더 포함할 수 있다. 포머는 사고 발생시, 사고 전류를 바이패스(bypass) 하고, 통전층은 초전도체로 형성되어 운전 전류를 통전하고, 절연층은 PPLP(Polypropylene laminated paper)로 형성되어, 운전 전압 유지를 위해 통전층과 차폐층을 절연한다. 또한, 차폐층은 초전도체로 형성되어, 쉴드 전류를 유도하고, 자기장 방출을 차폐할 수 있다. The cable section 20 may include at least three cables 21,22 and 23 and at least three cables 21,22 and 23 may correspond to the A-phase, B-phase and C- . Each of the at least three cables 21, 22 and 23 may comprise energizing layers 21a, 22a and 23a and shielding layers 21b, 22b and 23b and additionally may further comprise a former and an insulating layer. have. In the event of an accident, the former bypasses the fault current, and the conductive layer is formed of a superconductor to energize the operating current. The insulating layer is formed of polypropylene laminated paper (PPLP) Insulate the layer. Further, the shielding layer may be formed of a superconductor to induce a shielding current and shield the magnetic field emission.

반사파 처리 장치(10)는 분배기(30) 및 커넥터부(40)를 통해 케이블부(20)과 연결될 수 있다. 기준 신호 생성부(100)에서 출력되는 기준 신호는 분배기(30)를 통해 분배되어, 세 개의 케이블(21, 22, 23) 각각에 인가될 수 있다. 세 개의 케이블(21, 22, 23)은 커넥터부(40)의 세 개의 커넥터(41, 42, 43)와 각각 연결될 수 있다. The reflected wave processing device 10 may be connected to the cable portion 20 through the distributor 30 and the connector portion 40. The reference signal output from the reference signal generator 100 may be distributed through the distributor 30 and applied to each of the three cables 21, 22, and 23. The three cables 21, 22 and 23 can be connected to the three connectors 41, 42 and 43 of the connector portion 40, respectively.

반사파 처리 장치(10)는 케이블부(20)의 통전층(21a, 22a, 23a), 및 차폐층(21b, 22b, 23b)과 연결될 수 있다. 구체적으로, 반사파 처리 장치(10)의 기준 신호 생성부(100) 및 반사 신호 획득부(200)는 커넥터(41, 42, 43)의 양극(+)을 통해 통전층(21a, 22a, 23a)과 연결되어, 통전층(21a, 22a, 23a)에 기준 신호를 인가하고, 반사 신호를 획득할 수 있다. 여기서, 통전층(21a, 22a, 23a)은 통전층은 초전도 케이블과 상전도 케이블을 연결하는 단말부의 인출부를 포함할 수 있다. The reflection wave processing apparatus 10 can be connected to the conductive layers 21a, 22a and 23a of the cable portion 20 and the shielding layers 21b, 22b and 23b. Specifically, the reference signal generator 100 and the reflected signal acquisition unit 200 of the reflected wave processing apparatus 10 are connected to the power supply layers 21a, 22a, and 23a through the positive electrodes (+) of the connectors 41, So that a reference signal can be applied to the energizing layers 21a, 22a and 23a, and a reflected signal can be obtained. Here, the energizing layers 21a, 22a, and 23a may include lead portions of terminal portions connecting the superconducting cable and the normal conducting cable.

또한, 반사파 처리 장치(10)의 기준 신호 생성부(100)는 커넥터(41, 42, 43)의 음극(-)을 통해 차폐층(21b, 22b, 23b)과 연결될 수 있다. 세 개의 차폐층(21b, 22b, 23b)은 접지와 같은 하나의 등전위에 연결되어, 커넥터(41, 42, 43)의 음극(-)은 접지와 같은 등전위로 유지될 수 있다. The reference signal generator 100 of the reflected wave processing apparatus 10 may be connected to the shield layers 21b, 22b, and 23b through the negative (-) terminals of the connectors 41, 42, The three shield layers 21b, 22b and 23b are connected to one equipotential such as ground so that the cathode (-) of the connectors 41, 42 and 43 can be kept at the same potential as the ground.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 신호 처리 방법의 흐름도이다. 2 is a flowchart of a method of processing a reflected signal according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 신호 처리 방법은 정상 상호 상관함수 범위를 저장하는 것으로 시작한다(S200). 반사 신호 획득부(200)는 케이블부(20)의 정상 상태 - 정상 운영온도(Temperature) - 에서 적어도 하나의 임피던스 불연속점으로부터 반사 신호를 획득할 수 있다. 적어도 하나의 임피던스 불연속점은 케이블의 접속함 및 종단 단말부를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 2, the method of processing a reflection signal according to an embodiment of the present invention starts with storing a normal cross-correlation function range (S200). The reflected signal acquisition unit 200 may obtain a reflected signal from at least one impedance discontinuity point at a steady state-normal operating temperature (temperature) of the cable unit 20. [ The at least one impedance discontinuity may comprise a junction box and an end terminal of the cable.

신호 분석부(300)는 접속함 및 종단 단말부 각각으로부터 획득되는 반사 신호들과 인가된 기준 신호와의 시간-주파수 영역 상호 상관함수 값들을 연산한다. 접속함과 종단 단말부 각각에서의 상호 상관함수 값들의 차이 범주를 정상 상호 상관함수 범위로 저장할 수 있다.The signal analyzer 300 calculates time-frequency domain cross-correlation function values of the reflected signals obtained from each of the connection box and the end terminal and the applied reference signal. The category of difference of the cross-correlation function values at each of the connection box and the end terminal can be stored in the normal cross-correlation function range.

도 3(a)은 신호 단말부, 접속함 및 종단 단말부의 모식도를 나타내고, 도 3(b)는 신호 단말부, 접속함 및 종단 단말부에서의 반사 신호와 기준 신호의 시간-주파수 영역 상호 상관함수 값을 나타낸 그래프이다. 도 3(a)를 참조하면, 신호 단말부는 케이블의 건전성 측정을 위하여, 기준 신호가 제공되고, 반사 신호가 획득되는 단자에 해당하고, 종단 단말부는 케이블의 종단에 해당할 수 있다. 접속함은 수 km에 이르는 케이블을 형성하기 위하여, 개별적인 케이블을 연결하는 단자에 해당한다. 도 3(a)에서 하나의 접속함이 도시되어 있으나, 하나의 케이블에는 복수의 접속함이 존재할 수 있다. 3 (a) and 3 (b) are schematic diagrams of a signal terminal unit, a connection box and an end terminal unit. FIG. 3 (b) is a time- Fig. Referring to FIG. 3 (a), a signal terminal unit corresponds to a terminal for which a reference signal is provided and a reflection signal is obtained, and an end terminal unit corresponds to an end of a cable, for measuring the integrity of the cable. The junction box corresponds to a terminal for connecting individual cables so as to form cables of several km. One connection box is shown in FIG. 3 (a), but a single cable may have a plurality of connection boxes.

본 발명의 일 실시예에 따른 반사 신호 획득부(200)는 케이블의 건전성 측정시, 신호 단말부로부터 반사 신호를 획득할 수 있고, 상술한 정상 상호 상관함수 범위 및 후술할 정상 순시 주파수 기울기 범위의 연산시, 복수의 접속함 및 종단 단말부 중 적어도 두 개로부터 반사 신호를 획득할 수 있다. 일 예로, 반사 신호 획득부(200)는 정상 상호 상관함수 범위 및 정상 순시 주파수 기울기 범위의 연산시, 두 개의 접속함으로부터 반사 신호를 획득하거나, 접속함 및 종단 단말부로부터 반사 신호를 획득할 수 있다. The reflected signal obtaining unit 200 according to an exemplary embodiment of the present invention can obtain a reflected signal from the signal terminal when measuring the soundness of the cable, and can obtain the normal cross-correlation function range and the normal instantaneous frequency slope range At the time of calculation, a reflection signal can be obtained from at least two of the plurality of connection boxes and the end terminal. For example, the reflection signal acquisition unit 200 may acquire a reflection signal from two connection boxes or obtain a reflection signal from a connection terminal and an end terminal unit during calculation of a normal cross-correlation function range and a normal instantaneous frequency slope range have.

도 3(b)를 참조하면, 신호 분석부(300)는 접속함에서의 상호 상관함수 값과, 종단 단말부에서의 상호 상관함수 값의 차이 범주를 정상 상호 상관함수 범위로 저장할 수 있다. Referring to FIG. 3 (b), the signal analyzer 300 can store the difference category of the cross-correlation function value at the connection terminal and the cross-correlation function value at the terminal end section in the normal cross-correlation function range.

다시 2를 참조하면, 반사 신호 획득부(200)는 반사 신호를 획득하고, 신호 분석부(300)는 획득된 반사 신호와 기준 신호의 시간-주파수 영역 상호 상관함수 값을 연산할 수 있다(S210). 신호 분석부(300)는 시간-주파수 영역의 상호 상관함수 연산을 위하여, 위그너-빌 분포 함수 및 초이-윌리암 분포 함수 중 하나를 이용할 수 있다. 신호 분석부(300)는 계산 속도 및 분해능 중 하나에 따라 위그너-빌 분포 함수 및 초이-윌리암 분포 함수 중 하나를 이용할 수 있다. 위그너-빌의 경우 초이-윌리암 분포 함수보다 분해능은 우수하나, 혼신 성분(Cross-Term)을 제거하기 위해 이동창(Moving Window)를 사용하는 경우 연산 속도가 오래 걸리고, 초이-윌리암 분포 함수는 계산 속도는 빠르나 분해능이 낮은 단점이 있다. 2, the reflected signal obtaining unit 200 obtains the reflected signal, and the signal analyzing unit 300 can calculate the time-frequency domain cross-correlation function value of the obtained reflected signal and the reference signal (S210 ). The signal analysis unit 300 may use one of a Wigner-Bill distribution function and a Chi-Williams distribution function for time-frequency domain cross-correlation function calculation. The signal analyzing unit 300 may use one of the Wigner-Bill distribution function and the < RTI ID = 0.0 > Chi-Williams < / RTI > distribution function according to one of the computational speed and resolution. Wigner-Bill's resolution is better than the Chou-Wililam distribution function, but it takes a long time to use the Moving Window to remove the cross-term, and the Chou- The speed is fast but the resolution is low.

신호 분석부(300)는 획득된 상호 상관함수 값로부터, 반사 신호의 반사 지점을 추정할 수 있다(S220). 신호 분석부(300)는 반사 신호의 추정된 반사 지점을 접속함 및 종단 단말부과 같은 설계된 임피던스 불연속점과 비교할 수 있다(S230). 비교 결과, 반사 신호의 반사 지점과 설계된 임피던스 불연속점이 불일치하는 경우, 케이블의 고장을 통지하고(S240), 일치하는 경우, 상호 상관함수 값과 사전에 저장된 정상 상호 상관함수 범위를 비교할 수 있다(S250). 비교 결과, 연산된 시간-주파수 영역 상호 상관함수 값이 사전에 저장된 정상 상호 상관함수 범위 외인 경우, 케이블의 고장을 통지하고(S240), 범위 내인 경우, 케이블에 고장이 발생하지 않은 것으로 판단하여, 알고리즘을 종료할 수 있다. The signal analysis unit 300 may estimate a reflection point of the reflected signal from the obtained cross-correlation function value (S220). The signal analysis unit 300 may compare the estimated reflection point of the reflected signal with a designed impedance discontinuity point, such as an end terminal unit (S230). As a result of comparison, if the reflection point of the reflected signal and the designed impedance discontinuity do not match, the failure of the cable is notified (S240). If they match, the cross-correlation function value and the previously stored normal cross-correlation function range can be compared ). If it is determined that the calculated time-frequency domain cross-correlation function value is out of the range of the normal cross-correlation function stored in advance, the failure of the cable is notified (S240). If it is within the range, The algorithm can be terminated.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 기준 신호 및 반사 신호의 그래프이다. 4 is a graph of a reference signal and a reflection signal according to an embodiment of the present invention.

도 4는 기준 신호(Ws(t,w)), 순시 반사 신호(Ws(t-td,w)), 및 실제 반사 신호(Wr(t,w))를 나타낸다. 도 4에서 기준 신호(Ws(t,w))는 시간에 따라 주파수가 증가하는 처프(Positive-chirp, Up-chirp) 신호에 해당한다. 실시예에 따라, 기준 신호(Ws(t,w))는 시간에 따라 주파수가 감소하는 처프(Negative-Chirp, Down-Chirp) 신호로 구현될 수 있다. 4 shows the reference signal Ws (t, w), the instantaneous reflected signal Ws (t-td, w), and the actual reflected signal Wr (t, w). In FIG. 4, the reference signal Ws (t, w) corresponds to a positive-chirp (Up-chirp) signal whose frequency increases with time. According to the embodiment, the reference signal Ws (t, w) may be implemented as a negative-chirp (Down-Chirp) signal whose frequency decreases with time.

기준 신호(Ws(t,w))가 케이블을 통과하고, 임피던스 변화 지점에서 반사되면서, 주파수에 따른 감쇠 특성과 전파 속도 차이로 인하여, 순시 반사 신호(Ws(t-td,w))의 주파수 기울기(IFs(t-td,w))는 실제 반사 신호(Wr(t,w))의 주파수 기울기(IFr(t,w))와 같이, 기울기가 변하게 된다. 순시 주파수 기울기는 기준 신호가 케이블을 통과하면 발생하는 감쇠(Attenuation), 분산(Dispersion), 및 임피던스 변화지점의 전자기적 특성을 반영한다. 따라서, 순시 주파수 기울기를 케이블의 고장을 감지하는 방법으로 이용할 수 있다. The reference signal Ws (t, w) passes through the cable and is reflected at the impedance change point so that the frequency of the instantaneous reflected signal Ws (t-td, w) The slope IFs (t-td, w) changes in the slope as the frequency slope IFr (t, w) of the actual reflected signal Wr (t, w). The instantaneous frequency slope reflects the attenuation, dispersion, and electromagnetic characteristics of the point of impedance change that occur when the reference signal passes through the cable. Thus, the instantaneous frequency slope can be used as a way to detect cable failure.

도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반사 신호 처리 방법의 흐름도이다. 5 is a flowchart of a method of processing a reflected signal according to another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 신호 처리 방법은 정상 순시 주파수 기울기 범위를 저장하는 것으로 시작한다(S500). 반사 신호 획득부(200)는 케이블부(20)의 정상 상태 - 정상 운영온도(Temperature) - 에서 복수의 접속함과 종단 단말부 중 적어도 두 개로부터 반사 신호를 획득하고, 신호 분석부(300)는 획득된 반사 신호들과 인가된 기준 신호로부터 순시 주파수 기울기들을 연산한다. 신호 분석부(300)는 접속함과 종단 단말부 각각에서의 순시 주파수 기울기들의 차이 범주를 정상 범위로 저장할 수 있다. Referring to FIG. 5, the method of processing a reflected signal according to an exemplary embodiment of the present invention starts with storing a normal instantaneous frequency slope range (S500). The reflection signal obtaining unit 200 obtains a reflection signal from at least two of the plurality of connection boxes and the terminal terminal unit at the steady state-normal operating temperature of the cable unit 20, Calculates instantaneous frequency slopes from the obtained reflected signals and the applied reference signal. The signal analysis unit 300 can store the difference category of the instantaneous frequency slopes at the connection terminal and the terminal end respectively in a normal range.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 순시 주파수 기울기 연산 방법을 나타내는 흐름도이다. 6 is a flowchart illustrating an instantaneous frequency slope calculating method according to an embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 순시 주파수 기울기 연산 방법은 기준 신호와 반사 신호의 위그너-빌 분포 함수 값을 연산하는 것으로 시작한다(S610). 연산된 위그너-빌 분포 함수 값의 첨두값(Peak Value)을 기준 신호로 업데이트 한다(S620). 업데이트 된 기준 신호의 주파수 기울기와 업데이트 직전 기준 신호의 주파수 기울기의 차를 임계치와 비교하여(S630), 업데이트 된 기준 신호의 기울기와 업데이트 직전 기준 신호의 기울기의 차가 임계치 미만인 경우, 기준 신호가 특정 값에 수렴된 것으로 판단하여, 업데이트 된 기준 신호의 주파수 기울기를 순시 주파수 기울기로 선정한다(S640). 이와 달리, 업데이트 된 기준 신호의 주파수 기울기와 업데이트 직전 기준 신호의 주파수 기울기의 차가 임계치 이상인 경우, 기준 신호의 주파수 기울기가 특정 값에 수렴되지 않았으므로, 업데이트 된 기준 신호와 반사 신호의 위그너-빌 분포 함수 값을 재 연산한다(S610).Referring to FIG. 6, an instantaneous frequency slope calculating method according to an embodiment of the present invention starts with calculating a Wigner-Bieh distribution function value of a reference signal and a reflected signal (S610). The peak value of the calculated Wigner-Bist distribution function value is updated with the reference signal (S620). If the difference between the updated slope of the reference signal and the slope of the immediately preceding reference signal is less than the threshold value, the difference between the frequency slope of the updated reference signal and the frequency slope of the immediately preceding reference signal is compared with a threshold value (S630) , And selects the frequency slope of the updated reference signal as the instantaneous frequency slope (S640). Alternatively, when the difference between the frequency slope of the updated reference signal and the frequency slope of the immediately preceding reference signal is equal to or greater than the threshold value, since the frequency slope of the reference signal is not converged to the specific value, The distribution function value is re-computed (S610).

다시, 도 5를 참조하면, 신호 분석부(300)는 상술한 순시 주파수 연산 방법에 따라 접속함과 종단 단말부 각각에서의 순시 주파수를 연산하고, 순시 주파수들의 차이 범주를 정상 순시 주파수 범위로 저장할 수 있다(S500).5, the signal analyzer 300 calculates an instantaneous frequency in each of the connection terminal and the terminal terminal according to the instantaneous frequency calculation method described above, and stores the difference category of the instantaneous frequencies in the normal instantaneous frequency range (S500).

신호 분석부(300)는 케이블부(20)에 인가되는 기준 신호와 케이블부(20)로부터 반사되어 획득되는 반사 신호로부터 순시 주파수를 연산할 수 있다(S510). 신호 분석부(300)는 연산된 순시 주파수 기울기와 정상 순시 주파수 기울기 범위를 비교할 수 있다(S520). 비교 결과, 연산된 순시 주파수 기울기가 정상 순시 주파수 기울기 범위 외인 경우, 케이블의 고장을 통지하고(S530), 범위 내인 경우, 케이블에 고장이 발생하지 않은 것으로 판단하여, 알고리즘을 종료할 수 있다. The signal analysis unit 300 may calculate an instantaneous frequency from the reference signal applied to the cable unit 20 and the reflection signal reflected and obtained from the cable unit 20 (S510). The signal analyzer 300 may compare the calculated instantaneous frequency slope with the normal instantaneous frequency slope range (S520). If the computed instantaneous frequency slope is out of the normal instantaneous frequency slope range, the failure of the cable is notified (S530). If the computed instantaneous frequency slope is within the range, the failure of the cable is judged not to have occurred and the algorithm can be terminated.

이상에서 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 다양한 형태로 변형이 가능하며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형예 및 수정예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. It will be understood that the invention may be practiced.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.Therefore, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the above-described embodiments, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, I will say.

10: 반사파 처리 장치
20: 케이블부
30: 분배기
40: 커넥터부
100: 기준 신호 생성부
200: 반사 신호 획득부
300: 신호 분석부10: Reflected wave processing device
20: Cable section
30: Dispenser
40:
100: Reference signal generator
200: reflection signal acquisition unit
300: Signal Analysis Unit

Claims

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기준 신호를 케이블의 신호 단말부로 제공하는 기준 신호 생성부;
상기 케이블의 신호 단말부, 복수의 접속함 및 종단 단말부로부터 반사 신호를 획득하는 반사 신호 획득부; 및
상기 복수의 접속함 및 상기 종단 단말부 중 적어도 두 개로부터 획득되는 반사 신호에 따라 정상 순시 주파수 기울기 범위를 연산하고, 상기 신호 단말부로부터 획득되는 반사 신호에 따라 순시 주파수 기울기를 연산하고, 상기 정상 순시 주파수 기울기 범위와 상기 순시 주파수 기울기를 비교하는 신호 분석부; 를 포함하고,
상기 신호 분석부는, 상기 기준 신호와 상기 신호 단말부로부터 획득되는 반사 신호의 위그너-빌 분포 함수 값을 연산하고, 연산된 위그너-빌 분포 함수 값의 첨두값을 기준 신호로 업데이트하고, 업데이트 된 기준 신호의 주파수 기울기와 업데이트 직전 기준 신호의 주파수 기울기의 차가 임계치 미만인 경우, 업데이트 된 기준 신호의 주파수 기울기를 순시 주파수 기울기로 결정하는 반사파 처리 장치.
A reference signal generator for providing a reference signal to a signal terminal of the cable;
A reflection signal acquisition unit for acquiring reflection signals from the signal terminal unit, the plurality of connection boxes and the terminal unit of the cable; And
Calculating a steady-state instantaneous frequency slope range according to a reflection signal obtained from at least two of the plurality of connection boxes and the end terminal section, calculating an instantaneous frequency slope according to a reflection signal obtained from the signal terminal section, A signal analyzer for comparing the instantaneous frequency slope with the instantaneous frequency slope; Lt; / RTI >
Wherein the signal analyzer calculates a Wigner-bin distribution function value of the reference signal and a reflection signal obtained from the signal terminal unit, updates a peak value of the calculated Wigner-Bill distribution function value with a reference signal, And determines the frequency slope of the updated reference signal as an instantaneous frequency slope when the difference between the frequency slope of the reference signal and the frequency slope of the immediately preceding reference signal is less than a threshold value.

제4항에 있어서, 상기 반사 신호 획득부는,
상기 케이블의 정상 상태에서, 상기 복수의 접속함 및 상기 종단 단말부 중 적어도 두 개로부터 반사 신호를 획득하는 반사파 처리 장치.
The apparatus as claimed in claim 4,
And obtains a reflected signal from at least two of said plurality of connection boxes and said end terminal section in a steady state of said cable.

제4항에 있어서, 상기 신호 분석부는,
상기 복수의 접속함 및 상기 종단 단말부 중 적어도 두 개 각각으로부터 획득되는 반사 신호들과 상기 기준 신호로부터 순시 주파수 기울기들을 연산하고, 상기 순시 주파수 기울기들의 차이 범주를 상기 정상 순시 주파수 기울기 범위로 저장하는 반사파 처리 장치.
5. The apparatus according to claim 4,
Calculating instantaneous frequency slopes from the reference signals and reflection signals obtained from at least two of the plurality of connection boxes and the end terminal units and storing the difference category of the instantaneous frequency slopes in the normal instantaneous frequency slope range Reflected wave processing apparatus.

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제4항에 있어서, 상기 신호 분석부는,
상기 업데이트 된 기준 신호의 주파수 기울기와 상기 업데이트 직전 기준 신호의 주파수 기울기의 차가 임계치 이상인 경우, 업데이트 된 기준 신호와 상기 반사 신호의 위그너-빌 분포 함수를 연산하는 반사파 처리 장치.
5. The apparatus according to claim 4,
And calculates a Wigner-Bin distribution function of the updated reference signal and the reflected signal when the difference between the frequency slope of the updated reference signal and the frequency slope of the immediately preceding reference signal is equal to or greater than a threshold value.

제4항에 있어서,
상기 케이블은 적어도 세 개 구비되고, 상기 적어도 세 개의 케이블은 3상 회로의 A상, B상, 및 C상 각각에 대응하는 반사파 처리 장치.

5. The method of claim 4,
Wherein at least three cables are provided, and the at least three cables correspond to the A-phase, B-phase, and C-phase of the three-phase circuit, respectively.