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JKIEES, vol. 28, no. 9, pp.698-706, September, 2017
DOI. http://dx.doi.org/10.5515/KJKIEES.2017.28.9.698

Vulnerability Case Analysis of the High Power Electromagnetic Pulse on Digital Control System 디지털 제어장치의 고출력 전자기펄스에 대한 취약성 사례 분석

우정민․주문노․이홍식․강성만․최승규․이재복 Jeong Min Woo․Mun-No Ju․Hong-Sik Lee․Sung-Man Kang․Seung-Kyu Choi․Jae-Bok Lee
한국전기연구원(Korea Electrotechnology Research Institute)

The risk of high power electromagnetic(HPEM) pulse exposure to the devices used in digital control system such as PLC(programmable logic controller) and communication cable is increasing. In this paper, two different frequency ranges HPEMs were exposed to those control systems to assess the each vulnerability. The vulnerability of the EUTs exposed from HPEM were analyzed and compared with a variation of distances and source power. As the EUTs were exposed to higher level of HPEM, the voltage and communication waveform of the control system had shown a distorted response. And the unshielded twisted pair(UTP) cable connected to the EUTs showed operation failures with induced voltage. However, the foiled twisted pair(FTP) cable shielded the connected device efficiently from the HPEM exposure. Therefore, the necessity of the protection measures against the vulnerability of HPEM exposure for the digital control system used in power facilities and industrial site were verified

디지털 제어 시스템에서 주로 사용되는 설비인 PLC(Programmable Logic Controller)와 통신선로에 대한 HPEM(High Power Electromagnetic) 펄스의 노출 위험이 최근 증가되고 있다. 본 연구에서는 서로 다른 주파수 대역을 가지는 HPEM 발생장치를 이용하여 분리된 독립 객체로써 전자 장치의 HPEM에 대한 취약성을 평가하였다. 전자장치가 어떠한 영향을받는지 상황별로 나누어 비교하였고, HPEM에 노출된 피 시험 기기의 취약성을 분석하였다. 피 시험 기기는 특정 이상의HPEM에 노출되면, 제어 장치의 전압 및 통신 파형에 왜곡된 특성을 보였으며, UTP(Unshielded Twisted Pair) 케이블에연결된 장치는 유도전압에 의해 작동 불량을 나타났다. 그러나 FTP(Foiled Twisted Pair) 케이블에 연결된 장치인 경우에는 HPEM 노출로부터 효율적으로 보호되었다. 따라서 현재 전력설비 및 산업현장에서 이용되고 있는 디지털 제어시스템에 대한 HPEM 노출 취약성과 보호대책의 필요성을 입증하였다.

Keyword : Key words: High Power Electromagnetic Pulse, Digital Control System, Shield, Conduction, Vulnerability

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