드론의 선로변 전자기파 내성 시험장치 구축 (Construction of a Trackside Electromagnetic Wave Immunity Test Device for Drones)

서지정보

· 발행기관 : 한국철도학회
· 수록지 정보 : 한국철도학회논문집 / 25권 / 8호 / 572 ~ 579페이지
· 저자명 : 김대현, 윤혁진, 김재희, 김정석, 박찬호

초록

열차 운행시 선로변에는 전차선의 전압에 의해 전기장, 전차선과 레일에 흐르는 전류로 인해 자기장이 발생한다. 전자기장은 드론에 탑재된 지자기 센서 측정값에 간섭원으로 작용하여 항법 시스템에 중대한 영향을 준다. 그러므로 선로변에서 철도시설물을 점검하는 드론의 안전한 비행을 위해서는 전자기장의 영향을 시험하여 전자기파 내성 성능을 검증해야 한다. 하지만 국내에는 아직 드론을 비행하면서 열차 운행 시와 동등한 세기의 전자기파에 의한 영향을 시험할 수 있는 장치가 없다. 시험장치의 부재로 선로변에 근접하여 시설물을 점검하는 드론의 개발과 도입에 어려움이 있다. 본 연구에서는 전자기파가 드론에 미치는 영향을 시험하기 위해 고전압, 고전류 발생기를 이용하여 전차선 시험 장치를 설계한다. 레일을 따라 흐르는 귀선전류에 의해 발생하는 자기장은 안전상의 문제로 시험장치에서 구현하기 어렵다. 시험장치에서는 귀선전류를 전차선 높이에 흐르도록 하여 안전성을 확보하고 선로변과 시험공간에서 동일한 형태의 자기장이 발생하도록 귀선전류의 위치와 방향을 설계한다. 시험장치에서 측정된 전자기장은 시뮬레이션 결과와 비교 하여 열차 운행 현장과 동등한 세기와 형태임을 보인다. 그 결과 시험장치는 선로변에서 시설물 점검 등을 위한 드론의 개발 및 인증에 활용할 수 있다.

영어초록

During train operation, an electric field is generated by the voltage of the catenary, and a magnetic field is generated by the current flowing in the catenary and the rail. The electromagnetic field is an interference source to the geomagnetic sensor measurements mounted on the drone, and has a significant effect on the navigation system. Therefore, for the safe flight of drones that inspect railway facilities at the trackside, it is necessary to test the effect of the electromagnetic field to verify the electromagnetic wave immunity performance. However, in Korea, there is still no device that can test the effect of electromagnetic waves of the same strength as that of a train while flying a drone. Due to the absence of such a test device, it is difficult to develop and introduce a drone to inspect facilities close to the track. In this study, to test the effect of electromagnetic waves on drones, a catenary test device was designed using a high voltage and high current generator. For safety reasons, the magnetic field generated by the return current flowing along the rail is difficult to implement in the test equipment. In the test device, the return current flows at the height of the catenary to ensure safety, and the position and direction of the return current are designed so that the same type of magnetic field is generated at the trackside and in the test device. The electromagnetic field measured in the test device is compared with simulation results and it is shown that the strength and shape are equivalent to that of the trackside. As a result, the test device can be used for development and certification of drones for inspection of facilities at the trackside.

참고자료

· 없음