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김영민(Young-Min Kim),박정환(Jung-Hwan Park),지승욱(Seung-Wook Jee),이광식(Kwang-Sik Lee),김민수(Min-Soo Kim),김정배(Jung-Bae Kim),박원주(Won-Zoo Park) 한국조명·전기설비학회 2006 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.11월
본 연구는 GIS용 광CT에서 3가지 신호처리방법을 각각 A,B,C로 명명하고 그 출력 특성을 비교분석 하였다. 도체주변에 감겨진 광섬유 코일을 따라 선형편광축이 자기장에 의해 회전하는 Faraday effect를 이용한 GIS용 광 전류센서를 구성하였다. 광원은 1310[㎚]의 레이저 다이오드를 이용하였다. 센서부는 GIS에 맞게 원형으로 제작하였고 9/125[㎛]규격 단일모드 광섬유를 센서부에 설치하였다. 200[A]~1400[A]까지의 전류에 대하여 신호처리 A,B,C의 방법으로 비교분석하였다. 신호처리A와 신호처리B에서의 오차율은 각각 광도의 변화와 광회로 내의 노이즈의 영향을 받아 나타난 것 때문이다. 또 광도의 변화에 의한 오차율보다는 광회로 내의 노이즈에 의한 오차율이 더 큰 영향을 끼치는 것으로 나타났다. 신호처리C는 앞의 두 신호처리에서 발생한 오차 원인들의 영향을 제거하여 이론치에 근접한 출력을 보여 우수한 감도를 보였으며 400[A]이상에서는 1[%]미만의 우수한 오차율을 보여주었다.
박정환(Jung-Hwan Park),지승욱(Seung-Wook Jee),이광식(Kwang-Sik Lee),김민수(Min-Soo Kim),김정배(Jung-Bae Kim),박원주(Won-Zoo Park) 한국조명·전기설비학회 2006 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.11월
현재 국내ㆍ외에서 전력기기용 광CT(optical current transformer)가 활발히 연구ㆍ개발되고 있다. 이러한 광CT는 전력선에 발생하는 자기장에 의해 레이저 빛의 파장 각도가 변하는 현상인 Faraday effect를 기본 원리로 한 전류측정용 기기이다. 즉, 전력선에 발생하는 자기장의 세기에 의해 레이저 광의 파장이 변하므로 자기장의 변화에 따른 센서부의 영향을 고려해야 할 것이다. 따라서, 본 논문에서는 광 CT 개발을 목적으로 한 기초적 연구로서 자기장이 발생하는 전력선에 장착되는 센서부의 재료를 자기적 특성에 따라 분류하고 각 자성체 재료와 전력선과 센서부 사이에 자성체 매질을 적용함에 따른 광CT의 출력신호에 대해 연구 고찰하였다.
박정환(Jung-Hwan Park),송현직(Hyun-Jig Song),박원주(Won-Zoo Park),이광식(Kwang-Sik Lee),김민수(Min-Soo Kim),김정배(Jung-Bae Kim) 한국조명·전기설비학회 2005 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2005 No.11월
현재 국내·외에서 GIS용 광 CT가 활발히 연구?개발되고 있다. 이러한 광 CT는 전류와 온도의 변화에 따른 오차가 발생하는데 온도특성을 고려하여 온도변화에 따른 출력신호의 오차를 감소시키고 전류를 더욱 정밀하고 안정적으로 측정 가능하도록 온도보상 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 온도보상 시스템 연구를 위한 광 CT의 온도보상 특성에 대한 연구 계획을 기술하였다.
GIS용 광 CT 센서부의 위치와 각도변화에 따른 출력 특성
박정환(Jung-Hwan Park),지승욱(Seung-Wook Jee),이광식(Kwang-Sik Lee),김민수(Min-Soo Kim),김정배(Jung-Bae Kim),박원주(Won-Zoo Park) 한국조명·전기설비학회 2006 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.5월
현재 국내ㆍ외에서 GIS(Gas Insulated Switchgear)용 광 CT(optical current transformer)가 활발히 연구ㆍ개발되고 있다. 이러한 광 CT는 전력선에 발생하는 자기장에 의해 레이저 빛의 파장 각도가 변하는 현상인 Faraday Effect를 기본 원리로 한 전류측정용 기기이다. 본 논문에서는 GIS용 광 CT개발을 목적으로 한 기초적 연구로써 자기장이 발생하는 전력선에 장착되는 센서부가 도선을 중심으로 해서 어떻게 위치하느냐에 따른 광 CT의 출력신호를 측정하여 연구하였다.
Faraday 효과를 이용한 광섬유 전류센서에 관한 연구
이정수(Jung-Soo Lee),송시준(Si-Joon Song),전재일(Jea-Il Jeon),박원주(Won-Zoo Park),이광식(Kwang-Sik Lee),김정배(Jung-Bae Kim),송원표(Won-Pyo Song) 한국조명·전기설비학회 2002 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2002 No.-
In this paper, we described the laboratory layout of the optical CT in connection with the measurement of large current for the GIS. The aim of this study is the development and application of optical CT based on Faraday effect. It was used He-Ne laser for light source (633nm) and was used PIN-Photodiode for light receiver. The laser source passes through optical fiber in single mode. We used the polarizer to polarize the light source and the beam splitter to divide the output light, and the optical fiber is connected for the measuring the angle polarized in the magnetic field.
전재일,안미경,박원주,이광식,김정배,김민수,Jeon, Jea-Il,Ahn, Mi-Kyoung,Park, Won-Zoo,Lee, Kwang-Sik,Kim, Jung-Bae,Kim, Min-Soo 한국조명전기설비학회 2004 조명·전기설비학회논문지 Vol.18 No.3
본 논문에서는 초고압 전력설비에서의 대전류 측정을 위한 광CT(optical current transformer)개발을 목적으로한 기초 연구를 하였다. 자기장에 의해서 광신호의 편광특성이 변화되는 Faraday 효과를 기본 이론으로 하며, 1310[nm] Laser Diode를 광원으로 사용하고 5[m], 10pm], 20[m]의 길이가 서로 다른 광섬유로 센싱부를 구성하였다. 전류의 측정은 400[A]에서 1300[A]까지의 범위에서 측정하였으며 센싱부를 구성한 광섬유의 길이에 따른 출력 특성을 파악하기 위한 실험을 하였다. 동일한 실험환경에서 각각의 출력의 크기 및 선형성은 인가 전류 및 광섬유의 길이에 비례하여 증가하였으며, 5[m]광섬유를 센싱부로 사용한 것은 최대 -11.1%의 오차율을, 10[m], 20[m]의 경우 각각 최대 -3.5%, 1.7%의 오차율을 나타냈다. In this paper, we took the basic experiment in order to explore the optical CT(optical current transformer) for measuring high current in a superhigh voltage condition. It is based on the faraday effect that changes the polarization characteristic of optical signals by the magnetic field. We used 1310[nm] laser diode for a light source and comprised a sensing part with the optional fiber of 5[m], 10[m], 20[m] length each. The range of current was from 400[A] to 1300[A]. We observed the characteristic of output that changes according to the length of the optical fiber composing the sensing part. The optical fiber of 5[m] length used for the sensing part had -11.1% of the maximum ratio of error and 10[m] and 20[m] length had -3.5% and 1.7% each. This means that the power and linearity of output increase in proportion to the length of optical fiber and applied current in the same experimental condition.
Faraday효과를 이용한 광CT의 온도특성에 관한 연구
전재일,허순영,박원주,이광식,김정배,김민수,Jeon, Jeo-Il,Heo, Soon-Young,Park, Won-Zoo,Lee, Kwang-Sik,Kim, Jung-Bae,Kim, Min-Soo 한국조명전기설비학회 2005 조명·전기설비학회논문지 Vol.19 No.1
본 논문에서는 패러데이 효과(Faraday effect)를 이용한 초고압 전력설비에서의 대전류 측정을 위한 광CT의 온도 특성에 대한 기초연구를 기술하였다. 1310[nm] 레이저 다이오드를 광원으로 사용하고 PIN-Photodiode를 수신부로 사용하고 광의 전송로는 Fiber내에서 편광상태를 유지 할 수 있는 30[m]의 단일 모드 광섬유를 사용하였다. 온도 변환에 따른 실험을 하기 위한 온도변환장치는 알루미늄으로 제작하였다. 전류의 측정은 400[A]에서 1300[A]까지의 범위에서 측정하였으며 온도는 $-40[^{\circ}C]$에서 $50[^{\circ}C]$까지 $10[^{\circ}C]$씩 증가시키면서 측정하였다. 동일한 실험 환경하에서 출력신호는 인가전류가 증가할수록, 주변온도가 높을수록 비례하여 증가하였다. In this paper, we wrote about the basic experimentation of Optical CT's temperature characteristic to measure high-current in a super-high-voltage electric power equipment which is using Faraday effect. We used the 1310[nm] Laser Diode as the light source and PIN Photodiode as receiver. For the transmission line of light, we used 30[m] single mode fiber which could maintain the state of polarization in the optical fiber. For the experiment, the temperature transformation device make by aluminium. the The range of current was from 400[A] and 1300[A] and the range of temperature was from $-40[^{\circ}C]\;to\;50[^{\circ}C]$. In a same experimental condition, magnitude increased input current increase follow by increasing proportion of input current.
김영민(Young-Min Kim),지승욱(Seung-Wook Jee),이광식(Won-Zoo Park),김민수(Kwang-Sik Lee),김정배(Min-Soo Kim),박원주(Jung-Bae Kim) 한국조명·전기설비학회 2006 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.5월
본 연구는 도체주변에 감겨진 광섬유 코일에 따라 선형편광축이 자기장에 의해 회전하는 Faraday Effect 를 이용한 GIS(Gas Insulated Switchgear ,이하 GIS) 용 광 전류센서의 구성과 DAQ(Data Acquisition ,이하 DAQ)보드를 장착한 PC를 이용하여 실시간 데이터 취득, 분석 그리고 저장을 동시에 수행하였다. 광원은 1310[㎚]의 레이저 다이오드를 이용하였다. 센서부는 GIS에 맞게 원형으로 제작하였고 9/125[㎛]규격 단일모드의 일반 통신용 광섬유를 지름 31[㎝]의 센서부 코어에 20[회] 감아 설치하였다. PC기반의 실시간 데이터 분석 프로그래밍은 NI사의 Labview를 이용하여 코딩하였으며 PD(Photo Diode ,이하 PD)의 전기적인 신호는 터미널 블록을 거쳐 NI사의 16bit DAQ M시리즈를 이용하여 수집되어진다. 직접 코딩한 프로그램을 이용하여 700A~1400A 측정한 출력값 선형적인 증가추세를 보여주었다. 또한 OCS(Oscilloscope ,이하 OCS)를 이용한 측정시스템과의 출력신호 및 정밀도를 비교 검토하였다. 그리고 Labview에서 지원하는 Web Tool기능을 이용하여 Web기반의 원거리 측정에서도 안정된 출력을 보여주었다.
김영민(Young-Min Kim),박정환(Jung-Hwan Park),이광식(Kwang-Sik Lee),김정배(Jung-Bae Kim),박원주(Won-Zoo Park) 한국조명·전기설비학회 2007 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.5월
본 연구에서는 광섬유형(Fiber Optic Sensor) 광전류센서 구성 시 발생하는 선형복굴절(Linear Birefringence)의 보상에 용이한 수직원형틀(Orthogonal Loop Type) 센서헤드(Sensor Heads)를 개선하여 1 Cross 수직원형틀(1 Cross Orthogonal Loop Type)올 제시하였다. 그리고 기존의 페루프형 원형툴(Closed Loop Type), 수직원형틀 그리고 1 Cross 수직원형틀의 편광상태를 비교하였다. 그 결과 편광상태 측정 시 페루프 원형틀을 수직원형틀로 교체할 경우 15.3%, 1 Cross 수직원형틀로 교체할 경우 33.8%의 선형복굴절 감소 효과가 나타났다. 이에 1 Cross 수직원형틀을 광전류센서에 적용할 경우 안정된 편광특성으로 고신뢰성 광전류센서 개발 가능성을 높게 할 것이다.
김영민(Young-Min Kim),송현직(Hyun-Jig Song),박원주(Won-Zoo Park),이광식(Kwang-Sik Lee),김민수(Min-Soo Kim),김정배(Jung-Bae Kim) 한국조명·전기설비학회 2005 한국조명·전기설비학회 학술대회논문집 Vol.2005 No.11월
본 연구는 페러데이 효과(Faraday Effect)를 이용한 GIS용 광 CT의 개발을 위하여 출력신호의 정밀성과 안정성 향상을 위한 신호분석 시스템에 대해 검토하였다. 기존 광 CT의 Verdet 상수 의존도와 온도에 따른 특성 및 노이즈에 대한 정밀성을 개선하기 위해 신호처리 시스템을 이용하여 신호를 균일화 시키고 온도 보상 프로그래밍을 이용하여 온도 특성에 따른 오차를 저감시키고자 한다. 또한 신호 계측부와 신호 처리부를 분리하여 신호 처리부를 프로그래밍 시켜 실시간으로 광 CT 특성을 모니터링 할 수 있는 시스템을 연구 검토하였다.