The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

The Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Fault Monitoring System for Cables Using a Compact Impedance Analyzer

소형 임피던스 분석기를 이용한 케이블의 결함 감시 시스템

  • Yoon, Chai-Won (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Yong, Hwan-Gu (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Kim, Kwangho (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Nah, Wansoo (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Chae, Jang-Bum (College of Engineering, Ajou University) ;
  • Kim, Byung-Sung (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University)
  • 윤채원 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 용환구 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 김광호 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 나완수 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 채장범 (아주대학교 공과대학) ;
  • 김병성 (성균관대학교 정보통신대학)
  • Received : 2017.08.30
  • Accepted : 2017.10.30
  • Published : 2017.11.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

This work presents a cable fault monitoring system based on the differential frequency domain reflectometry using a compact impedance analyser which is composed of a direct digital synthesizer, an op amp and a gain/phase detector with a micro controller. The proposed system can replace expensive vector network analysers for frequency domain reflectometry and therefore be deployed in sensor networks for long term multi-point cable monitoring. Effectiveness of the system is experimentally confirmed by diagnosing the status of the power cable.

본 논문은 direct digital synthesizer, 연산 증폭기 및 이득/위상 검출기로 구성된 소형 임피던스 분석기를 사용하여 차분 주파수 영역 반사 계측을 기반으로 한 케이블 결함 모니터링 시스템을 제시한다. 제안된 시스템은 주파수 영역 반사계측을 위한 고가의 벡터 네트워크 분석기를 저비용으로 대체할 수 있으므로, 장기간 동안 다중 지점을 모니터링하는 센서 네트워크 구성이 가능하다. 이 시스템의 성능은 전원 케이블의 결함 지점을 진단하는 실험을 통해 검증하였다.

Keywords

References

  1. U. S. Nuclear Regulatory Commission, Office of Nuclear Reactor Regulation, "Inaccessible or underground power cable failures that disable accident mitigation systems or cause plant transients", NRC Generic Letter, Feb. 2007.
  2. C. Furse, Y. C. Chung, R. Dangol, M. Nielsen, G. Mabey, and R. Woodward, "Frequency-domain reflectometry for on-board testing of aging aircraft wiring", IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 45, no. 2, pp. 306-315, May 2003. https://doi.org/10.1109/TEMC.2003.811305
  3. Q. Shi, U. Troeltzsch, and O. Kanoun, "Detection and localization of cable faults by time and frequency domain measurements", 2010 7th International Multi-Conference on Systems Signals and Devices, Amman, Jordan, pp. 1-6, Jun. 2010.
  4. Y.-J. Shin, E. J. Powers, T. -S. Choe, C.-Y. Hong, E.-S. Song, J.-G. Yook, and J. B. Park, "Application of time-frequency domain reflectometry for detection and localization of a fault on a coaxial cable", IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, vol. 54, no. 6, pp. 2493-2500, Dec. 2005. https://doi.org/10.1109/TIM.2005.858115
  5. 노현승, 김양석, 채장범, 김병성, "오차 보정 방법을 이용한 시간 영역 임피던스 측정의 정확도 개선", 한국전자파학회논문지, 23(11), pp. 1315-1322, 2012년 11월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2012.23.11.1315
  6. 용환구, 채장범, 김병성, "미약한 결함에 의한 반사 계수 변화를 이용한 제어 및 전력 케이블의 상태 진단", 한국전자파학회논문지, 25(12), pp. 1269-1274, 2014년 12월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2014.25.12.1269
  7. OA-13 Current Feedback Loop Gain Analysis and Performance Enhancement, http://www.ti.com/lit/an/snoa366b/snoa366b.pdf, Texas Instruments, Apr. 2013.