JP2007280738A - 海底ケーブル - Google Patents

Abstract

【課題】懸錨等の感知に加え、潮流による浸食もより早い段階で感知できるようにする。
【解決手段】ケーブル心を収納する第１のシース、前記第１のシースを収納する第２のシース、前記第２のシースを収納し最外郭を構成する第３のシース、前記第３のシースの内壁面に接するように配置される防護用鉄線層、光ファイバを具備して構成され不具合を感知するための感知用光ファイバユニットを少なくとも有して構成される海底ケーブルにおいて、前記感知用光ファイバユニットが、前記防護用鉄線層に配されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力、通信データ等を伝達するため海底に敷設されるケーブルに関し、特に該ケーブルに発生した懸錨、潮流の浸食等の不具合を感知するための技術に関するものである。

電力、通信データ等を伝達するための海底ケーブルは、その接続状態が健全であるか否か遠隔的に監視されている必要がある。この健全性を阻害する要因として、船舶の下ろす錨や漁具がケーブルに懸かったり接触したりすることによる損傷、潮流による浸食等が挙げられる。

このような健全性を阻害する要因となる現象を感知するための技術として、本出願人は、先に次のような従来発明をなしている。この従来発明にかかるケーブルは、光ファイバを収納した金属管の複数本あるいは金属管とプラスチック紐をひねり合わせて構成した懸錨感知用光ユニットを、電力ケーブル心の外側に配列したものである（特許文献１参照）。この構成により、ケーブルに懸錨や潮流の浸食等が発生すると、これらの要因による外圧又は水圧により光ファイバを収納した金属管が湾曲することにより、光ファイバの光パワーロスが発生する。そして、この光パワーロスを検出することにより、ケーブルへの不具合の発生を感知することができる。この従来発明にかかるケーブルの具体的構成は、図４に示すように、電力ケーブル心１０１が金属シース１０２及びプラスチックシース１０３に覆われ、プラスチックシース３の外周上に懸錨感知用光ファイバユニット１０４及び通信用光ユニット１０５がプラスチック介在紐１０６と共に配列されており、これら１０４，１０５，１０６からなる層の更に外側に、二重の鉄線外装１０７が施されてなるものである。
特開平８−１５３４２３号公報

上記特許文献１に開示されるケーブルにおいては、上述したように、懸錨感知用光ファイバユニット１０４を含む層が、電力ケーブル心１０１よりも外側、且つ鉄線外装１０７よりも内側に配されている。このような構成は、懸錨等による外圧の発生を感知することを主たる発明の目的として案出されたものである。しかしながら、潮流による浸食の感知に着目した場合、上記従来構成においては、海水が鉄線外装１０７を通り越し、更に懸錨感知用光ファイバユニット１０４をも浸食するまで感知することができないため、感知された時点では、既に浸食がかなり進行しているという問題があった。

そこで、本発明は、懸錨等の感知に加え、潮流による浸食もより早い段階で感知できるようにすることを目的とするものである。

上記課題の解決を図る本発明は、ケーブル心を収納する第１のシース、前記第１のシースを収納する第２のシース、前記第２のシースを収納し最外郭を構成する第３のシース、前記第３のシースの内壁面に接するように配置される防護用鉄線層、光ファイバを具備して構成され不具合を感知するための感知用光ファイバユニットを少なくとも有して構成される海底ケーブルにおいて、前記感知用光ファイバユニットが、前記防護用鉄線層に配されていることを特徴とするものである（請求項１）。

このように、懸錨、潮流の浸食等の不具合を感知するための感知用光ファイバユニットが、最外郭をなす第３のシース直下の防護用鉄線層中に配置されていることにより、潮流の浸食が生じた場合に、海水が防護用鉄線層に達し感知用光ファイバユニットを浸食した時点で、これを感知することができる。また、懸錨等による外圧の発生も、従来よりも高感度に感知することができる。

また、上記請求項１記載の構成において、前記感知用光ファイバユニットは、内部に中空部を有する中空鉄線、前記中空部に配置される光ファイバを有して構成されることが好ましい（請求項２）。

これにより、感知用光ファイバユニットを鉄線層の一部として構成することができる。

また、上記請求項２記載の構成において、前記中空部に、補強用のリブが形成されていてもよい（請求項３）。

これにより、感知用光ファイバユニットの防護層的な作用を強化することができる。

また、上記請求項３記載の構成において、前記リブに連通孔が形成されていることが好ましい（請求項４）。

上記請求項３に記載のリブを形成した場合、中空鉄線内の中空部には複数の部屋が画成され、光ファイバはこれらの部屋のうちの１つに配されることとなるため、たとえ中空鉄線の一部に海水による腐食が生じ、海水が中空部内に進入してきたとしても、進入した部屋が光ファイバの配置されない場所であったならば、この浸食を感知できない心配がある。そこで、上記請求項４記載のように、リブに隣接する部屋を連通させる連通孔を形成することにより、中空部内に進入した海水は、必ず光ファイバの配された部屋にも流れ込むようになり、浸食の発生を確実に感知することができる。

以下、添付した図面を参照して本発明の実施例を説明する。図１（ａ）は、本発明にかかる海底ケーブル１の横断面図であり、この海底ケーブル１は、電力、通信データ等を伝達するケーブル心２、鉛等からなる金属シース３、架橋ポリエチレン等からなる絶縁材４、鉛、布等の混材からなる混材シース５、ＦＲＰ(Fiber Reinforced Plastics：繊維強化プラスチック)等からなる充填材６、防護外装を構成する鉄線７、懸錨、潮流の浸食等を感知するための感知用光ファイバユニット８、プラスチック等からなるビニールシース９を具備して構成されている。

ケーブル心２は、金属シース３内に収納され、ケーブル心２と金属シース３内壁との空間には、絶縁材４が充填されている。本実施例においては、このケーブル心２を収納した金属シース３が３本設けられている。３本の金属シース３は、混材シース５内に収納され、金属シース３外壁と混材シース５内壁との空間には、充填材６が充填されている。混材シース５の外壁面は、複数の鉄線７及び感知用光ファイバユニット８により覆われており、これら鉄線７及び感知用光ファイバユニット８の外周面は、ビニールシース９により覆われている。本実施例においては、感知用光ファイバユニット８は、円周角９０°毎に計４本配置されている。

感知用光ファイバユニット８は、図１（ｂ）に示すように、中空鉄線２０と光ファイバ２１とにより構成される。中空鉄線２０は、その中心部に中空部２２が形成された筒状の鉄線であり、その外径は、隣接する他の鉄線７と同等である。光ファイバ２１は、中空部２２内に配され、その光パワーロスを測定することにより、懸錨、潮流による浸食等の発生を感知するためのものである。光パワーロスの測定は周知の適宜の方法により行うことができるが、例えば光ファイバ２１の一端にＯＴＤＲを接続するか、一端に光源、他端に光パワーメータを接続することにより、光度変化を測定する方法等が好ましい。

本発明は、上記のように、中空鉄線２０と光ファイバ２１とを有してなる感知用光ファイバユニット８が、防護外装としての鉄線７層に配置されている。これにより、潮流による浸食が起こった場合に、海水が混材シース５内に達する前に、浸食の発生を感知することができる。また、中空鉄線２０の厚みｔ（図１（ｂ）参照）を調整することにより、潮流の浸食の感度、及び防護層としての強度を調節することができる。即ち、厚みｔを小さくすれば、中空鉄線２０の消失による光ファイバ２１の露出が早くなるため、浸食発生の感度は増加するが、防護層的強度は低下する。一方、厚みｔを大きくすれば、光ファイバ２１の露出が遅くなるため、浸食発生の感度は低下するが、防護層的強度は増加する。更に、海底ケーブル１が懸錨等により外圧を受けた場合には、従来のように光ファイバが鉄線外装よりも内側に配された構造に比べて、より高感度での感知が可能となる。

また、本発明において、上記感知用光ファイバユニット８の構造は、上記に限られるものではなく、例えば図２（ａ）に示す感知用光ファイバユニット２４のように、中空鉄線２５の中空部２６に十字形状のリブ２７を形成したり、図２（ｂ）に示す感知用光ファイバユニット２９のように、中空鉄線３０の中空部３１に３方に延設する形状のリブ３２を形成することも好ましい。このようなリブ２７，３２を形成することにより、中空鉄線２４，３０の強度が増加するので、防護外装としての機能を向上させることができる。

更に、図３に示す感知用光ファイバユニット３５のように、リブ３６に、中空部３７内に画成される部屋３８を連通させる連通孔３９が形成されていてもよい。これにより、海水が中空鉄線４０を腐食させて進入する場所が、たとえ光ファイバ４１が配置された部屋３８でなくても、海水は連通孔３９を通りこの部屋３８にも流入するので、浸食の発生を確実に感知することができる。

（ａ）は本発明の実施例にかかる海底ケーブルの構造を示す横断面図であり、（ｂ）は感知用光ファイバユニットの構造を示す一部拡大横断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明における感知用光ファイバユニットの他の実施例である。 本発明における感知用光ファイバユニットの他の実施例である。 従来の海底ケーブルの構造を示す横断面図である。

符号の説明

１ 海底ケーブル
２ ケーブル心
３ 金属シース（第１のシース）
４ 絶縁材
５ 混材シース（第２のシース）
６ 充填材
７ 鉄線
８，２４，２９ 感知用光ファイバユニット
９ ビニールシース（第３のシース）
２０，２５，３０，４０ 中空鉄線
２１，４１ 光ファイバ
２２，２６，３１，３７ 中空部
２７，３２，３６ リブ
３９ 連通孔

Claims (4)

1. ケーブル心を収納する第１のシースと、前記第１のシースを収納する第２のシースと、前記第２のシースを収納し最外郭を構成する第３のシースと、前記第３のシースの内壁面に接するように配置される防護用鉄線層と、光ファイバを具備して構成され不具合を感知するための感知用光ファイバユニットとを少なくとも有して構成される海底ケーブルにおいて、
   前記感知用光ファイバユニットが、前記防護用鉄線層に配されていることを特徴とする海底ケーブル。
2. 前記感知用光ファイバユニットは、内部に中空部を有する中空鉄線と、前記中空部に配置される光ファイバとを有して構成されることを特徴とする請求項１記載の海底ケーブル。
3. 前記中空部に、補強用のリブが形成されていることを特徴とする請求項２記載の海底ケーブル。
4. 前記リブに連通孔が形成されていることを特徴とする請求項３記載の海底ケーブル。

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