STDR 및 SSTDR에서 기준신호 제거와 시간-주파수 상관 분석을 이용한 전력 케이블의 고장 위치 검출 Fault Location Detection of Electric Power Cable Through Reference Signal Elimination and Time-frequency Correlation Analysis in STDR and SSTDR원문보기
최근 케이블에 인가되는 신호로 의사 잡음 수열(pseudo noise sequence : PN sequence)을 사용하여 인가신호와 반사신호의 시간 상관 분석(time correlation analysis)을 실시함으로써 케이블 고장을 검출하는 STDR (sequence time Domain reflectometry) 및 SSTDR(spread spectrum time domain reflectometry)이 개발되었다. ...
최근 케이블에 인가되는 신호로 의사 잡음 수열(pseudo noise sequence : PN sequence)을 사용하여 인가신호와 반사신호의 시간 상관 분석(time correlation analysis)을 실시함으로써 케이블 고장을 검출하는 STDR (sequence time Domain reflectometry) 및 SSTDR(spread spectrum time domain reflectometry)이 개발되었다. STDR 및 SSTDR 경우 노이즈 환경에 강하고, 사선 및 활선 상태에서 단선, 합선을 포함한 간헐적 고장(intermittent faults)의 검출이 가능한 것으로 알려져 있다. 하지만 고장 위치의 거리가 멀거나 경미한 고장의 경우 반사신호의 감쇄가 크고 상관계수가 작아지게 되어, 케이블 고장 판별이 어렵거나 측정 거리 오차가 커진다. 또한 반사신호의 위상과 최댓값 검출에 의한 고장 탐지 자동화가 어렵게 된다. 따라서 본 논문에서는 기존의 STDR 및 SSTDR이 갖는 문제점을 해결하기 위해 시간-주파수 상관 분석을 이용하여 케이블에 인가되는 기준신호의 상관계수의 최댓값을 검출하고, 다음으로 기준신호를 제거하여 반사신호의 상관계수의 최댓값을 검출하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 방법은 MATLAB을 이용한 시뮬레이션과 저압 전력 케이블에서의 고장 검출 실험을 통해 성능을 입증하였다. 그 결과 제안된 방법은 거리가 멀 경우 신호가 감쇄되더라도 전통적인 STDR과 SSTDR보다 고장 여부의 정확한 구분과 위치의 추적이 가능하였다. 또한 기준신호 제거와 상관계수의 정규화를 통해 위상과 최댓값 검출 방법을 사용함으로써 자동 고장 판별과 거리 계산에 오류가 발생하지 않았다.
최근 케이블에 인가되는 신호로 의사 잡음 수열(pseudo noise sequence : PN sequence)을 사용하여 인가신호와 반사신호의 시간 상관 분석(time correlation analysis)을 실시함으로써 케이블 고장을 검출하는 STDR (sequence time Domain reflectometry) 및 SSTDR(spread spectrum time domain reflectometry)이 개발되었다. STDR 및 SSTDR 경우 노이즈 환경에 강하고, 사선 및 활선 상태에서 단선, 합선을 포함한 간헐적 고장(intermittent faults)의 검출이 가능한 것으로 알려져 있다. 하지만 고장 위치의 거리가 멀거나 경미한 고장의 경우 반사신호의 감쇄가 크고 상관계수가 작아지게 되어, 케이블 고장 판별이 어렵거나 측정 거리 오차가 커진다. 또한 반사신호의 위상과 최댓값 검출에 의한 고장 탐지 자동화가 어렵게 된다. 따라서 본 논문에서는 기존의 STDR 및 SSTDR이 갖는 문제점을 해결하기 위해 시간-주파수 상관 분석을 이용하여 케이블에 인가되는 기준신호의 상관계수의 최댓값을 검출하고, 다음으로 기준신호를 제거하여 반사신호의 상관계수의 최댓값을 검출하는 알고리즘을 제안한다. 제안된 방법은 MATLAB을 이용한 시뮬레이션과 저압 전력 케이블에서의 고장 검출 실험을 통해 성능을 입증하였다. 그 결과 제안된 방법은 거리가 멀 경우 신호가 감쇄되더라도 전통적인 STDR과 SSTDR보다 고장 여부의 정확한 구분과 위치의 추적이 가능하였다. 또한 기준신호 제거와 상관계수의 정규화를 통해 위상과 최댓값 검출 방법을 사용함으로써 자동 고장 판별과 거리 계산에 오류가 발생하지 않았다.
Recently, STDR(sequence time domain reflectometry) and SSTDR (spread spectrum time domain reflectometry) to detect cable fault using pseudo noise sequence(PN sequence) as reference signal and time correlation analysis between reference and reflected signal have been developed. STDR and SSTDR are kno...
Recently, STDR(sequence time domain reflectometry) and SSTDR (spread spectrum time domain reflectometry) to detect cable fault using pseudo noise sequence(PN sequence) as reference signal and time correlation analysis between reference and reflected signal have been developed. STDR and SSTDR are known to be robust to noisy environments and can detect intermittent faults including open fault and short circuits in both dead and live wires. However, if the distance of the fault location is far away or the fault type is soft fault, attenuation of the reflected signal becomes larger and hence correlation coefficient in STDR and SSTDR becomes smaller, which makes fault detection difficult and measurement error larger. In addition, automatic detection of fault location by measuring phase and peak values of reflected signal becomes difficult. Therefore, in order to solve the problem of inaccurate fault detection due to signal attenuation in conventional STDR and SSTDR, this dissertation proposes the algorithm that peak value of the correlation coefficient of the reference signal is detected using time-frequency correlation analysis, and then a peak value of the correlation coefficient of the reflected signal is detected after removing the reference signal. The performance of the proposed method was validated via MATLAB simulation and an experiment in low-voltage power cables. The performance evaluation showed that the proposed method can identify whether a fault occurred more accurately and can track fault locations better than conventional STDR and SSTDR despite signal attenuation. In addition, error regarding automatic fault detection and calculation of fault location of phase and peak value through elimination of the reference signal and normalization of correlation coefficient not occurred.
Recently, STDR(sequence time domain reflectometry) and SSTDR (spread spectrum time domain reflectometry) to detect cable fault using pseudo noise sequence(PN sequence) as reference signal and time correlation analysis between reference and reflected signal have been developed. STDR and SSTDR are known to be robust to noisy environments and can detect intermittent faults including open fault and short circuits in both dead and live wires. However, if the distance of the fault location is far away or the fault type is soft fault, attenuation of the reflected signal becomes larger and hence correlation coefficient in STDR and SSTDR becomes smaller, which makes fault detection difficult and measurement error larger. In addition, automatic detection of fault location by measuring phase and peak values of reflected signal becomes difficult. Therefore, in order to solve the problem of inaccurate fault detection due to signal attenuation in conventional STDR and SSTDR, this dissertation proposes the algorithm that peak value of the correlation coefficient of the reference signal is detected using time-frequency correlation analysis, and then a peak value of the correlation coefficient of the reflected signal is detected after removing the reference signal. The performance of the proposed method was validated via MATLAB simulation and an experiment in low-voltage power cables. The performance evaluation showed that the proposed method can identify whether a fault occurred more accurately and can track fault locations better than conventional STDR and SSTDR despite signal attenuation. In addition, error regarding automatic fault detection and calculation of fault location of phase and peak value through elimination of the reference signal and normalization of correlation coefficient not occurred.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.