초록

국제 표준(IEC62486)을 만족하는 광학식 이선 검출(NQ)과 전류식 이선 검출(CQ)을 겸하는, 최대 400km/h의 차량 속도에서도 측정 가능한 고속철도용 전차선아크 측정 장치(센서 및 데이터처리부)의 개발

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 4
• 보고서 요약서 ... 5
• 요약문 ... 6
• 목차 ... 11
• 표목차 ... 14
• 그림목차 ... 16
• 제1장 연구개발 과제의 개요 ... 20
• 제1절 연구개발 기술 개요 및 필요성 ... 20
• 1. 연구개발 기술 개요 ... 20
• 2. 연구개발의 필요성 ... 21
• 제2절 연구개발 내용 및 범위 ... 23
• 1. 연구개발 목표 ... 23
• 2. 연구개발 내용 및 범위 ... 23
• 제3절 연구개발 추진 체계 및 전략 ... 24
• 1. 연구개발 추진 체계 ... 24
• 2. 연구개발 추진전략 및 방법 ... 25
• 제2장 아크 검측기술 동향 ... 27
• 제1절 이선 현상 ... 27
• 제2절 국제규격 동향 ... 29
• 1. EN 50317 이선 유럽규격 ... 29
• 2. IEC62486 국제규격 동향 ... 31
• 제3절 국내외 이선아크 측정연구사례 ... 32
• 1. 국내 측정사례 ... 32
• 2. 국외 측정사례 ... 37
• 제4절 해외 시스템 사례 ... 43
• 제5절 시사점 ... 44
• 제3장 연구 개발 수행 내용 및 결과 ... 45
• 제1절 광학식 이선 검출기 제작 및 검증 ... 45
• 1. 외산 센서 벤치마킹 및 성능 검증 ... 46
• 2. 외산 센서 대비 동등 이상의 개발 성능지표 도출 ... 48
• 3. 아크 감지용 고속 광학센서 개발 ... 51
• 4. 태양광 제거를 위한 특수 광부품 개발 ... 56
• 5. 고속 데이터 수집 장치 개발 ... 61
• 6. 기본 성능 검증 시스템 제작 ... 66
• 7. 아크 센서 기본 성능 검증 ... 72
• 8. 광학식 이선 검출기 시제품 제작 사양 ... 74
• 제2절. 이선 전류 파형 분석 알고리즘 개발 및 검증 ... 75
• 1. 이선 전류파형 분석 알고리즘 개발 ... 75
• 2. 이선 전류 파형 시뮬레이터 개발 ... 85
• 3. 전류식 이선 검출기 시작품(프로토타입) 개발 ... 88
• 4. 이선 전류 분석 알고리즘 기본 성능 검증 ... 95
• 제3절 전차선-팬터그래프간 이선에 따른 스텍트럼 분석 ... 98
• 1. 이선 모의 아크측정장치 ... 98
• 2. 도시철도 재질별 파장대역 분석 및 평가 ... 102
• 3. 고속철도 및 일반철도 재질별 파장대역 분석 및 평가 ... 107
• 4. 각도 및 거리에 따른 파장대역 분석 및 평가 ... 109
• 5. 결 론 ... 112
• 제 4 절 광학식 및 전류식 겸용 이선 측정 장치 개발 ... 114
• 1. 국내외 관련분야의 환경변화 ... 114
• 2. 모듈형 광학식 이선 검출기 제작 ... 119
• 3. 외산센서 대비 성능 검증 ... 123
• 4. 전류 파형 및 이선 분석 장치 개발 ... 127
• 5. 고속 고압 전류 파형 측정 및 전송 장치 개발품 제작 ... 130
• 제5절 실차 시험 및 광학식과 전류식 비교 검증 ... 132
• 1. 고속차량에서의 실차 성능 검증 ... 132
• 2. 모의 아크 발생 장치 시험 ... 141
• 3. NQ와 CQ방식의 상관 관계 도출 ... 145
• 참고문헌 ... 147
• 제4장 목표 달성도 및 관련 분야의 기여도 ... 149
• 제1절 연구 목표의 달성도 ... 149
• 1. 연구개발 수행 진도율 ... 149
• 2. 연구개발 목표의 달성도 ... 151
• 3. 정량적 성과지표 달성도 ... 152
• 제2절 연구수행에 따른 문제점 및 개선사항 ... 153
• 제5장 연구개발 결과 및 활용 계획 ... 154
• 제1절 연구 개발 성과 ... 154
• 제2절 연구결과의 활용방안 및 기대효과 ... 155
• 1. 활용방안 ... 155
• 2. 기대효과 ... 156
• [별첨2-1] 성과점검기준표 ... 158
• [별첨2-2] 평가위원 의견사항 보완대비표 ... 160
• [별첨3-1] 광학식 이선 검출기 시제품 개요, 제작 사양 및 시험 절차서 ... 161
• [별첨3-2] 아크테스트베드 ... 166
• [별첨3-3] 이선 전류 파형 분석 알고리즘 ... 167
• [별첨3-4] 이선 전류 파형 시뮬레이터 ... 169
• [별첨3-5] 전류식 이선 검출기 프로토타입 ... 170
• [별첨3-6] NQ 센서 개발품 사양 ... 171
• [별첨3-7] CQ 센서 개발품 사양 ... 172
• [별첨3-8] NQ 센서 개발품 반응속도, 감도, 화각 테스트 ... 173
• [별첨3-9] NQ 센서 개발품 반응 파장 테스트 ... 178
• [별첨3-10] NQ 센서 개발품 vs. 외산 센서 반응속도, 감도 비교테스트 ... 181
• [별첨4-1] 특허출원증빙1 ... 185
• [별첨4-2] 특허출원증빙2 ... 212
• [별첨4-3] 특허출원증빙3 ... 234
• [별첨5-1] S/W등록 증빙1 ... 264
• [별첨5-2] S/W등록 증빙2 ... 265
• [별첨6-1] 논문 증빙 1 ... 266
• [별첨6-2] 논문 증빙 2 ... 272
• [별첨6-3] 논문 증빙 3 ... 274
• [별첨 8] KTX 현차 시험 데이터 ... 276
• 끝페이지 ... 284