JP2015203805A - 電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部 - Google Patents

Abstract

【課題】電力・光複合ケーブル内設けられた光ケーブル接続部に所要の長さの光増幅用光ファイバ心線（又は温度センサ用光ファイバ心線）が含まれる場合に、電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部を含む部分の外径を、光ケーブル接続部を含まない部分の外径と同等にできるようにする。
【解決手段】光ケーブル接続部４に電力ケーブル２に沿って配置される細長い円筒部材６３を設ける。円筒部材６３の外周面にはらせん溝を形成する。光増幅用光ファイバ心線５３は、円筒部材６３のらせん溝に収容して当該円筒部材にらせん状に巻かれた状態とする。光増幅用光ファイバ心線５３以外の光ファイバ心線は円筒部材の中を通過させる。
【選択図】図１

Description

本発明は電力ケーブルと光ケーブルを複合した電力・光複合ケーブルにおける光ケーブルの接続部に関するものである。

海底ケーブルでは、電力・光複合ケーブルを用いることが多くなってきている。電力・光複合ケーブルを用いると、送電線路の建設と同時に通信回線を確保することができるので、光ケーブルの布設コストを低減することができる。

電力・光複合ケーブルは、例えば３相交流送電のための３本の電力ケーブルを撚り合わせ、隣り合う電力ケーブルの間にできる凹部に光ケーブルを配置したものである（例えば特許文献１の図１８（ａ）、特許文献２の図１）。このような構成にすることより、ケーブル全体の外径を大きくすることなく、電力ケーブルと光ケーブルを複合することができる。

ところで光ケーブルは、例えば海底ケーブルのように光信号伝送距離が長くなると、伝送ロスによって光信号強度が低下する。このため、所定長ごとに光増幅器を設けて光信号を増幅する必要がある。光信号増幅器としては、エルビウム等の希土類元素をドープした光増幅用光ファイバに、光信号と励起光を導入して光信号を増幅するタイプのものが公知である（特許文献３）。光増幅用光ファイバ心線は光信号増幅のために数ｍの長さが必要とされる。

また、光ケーブルの中の一部の光ファイバ心線は、電力ケーブルの温度測定の目的で温度センサとして用いられることがある（特許文献４）。この温度センサ用光ファイバ心線も、より正確な温度測定を行うためには温度検出箇所に所要の長さが必要である。

上記のように光増幅器又は温度センサとして用いられる光ファイバ心線は、光ケーブル接続部にトレイやボックスなどを設けて収容される（特許文献２、特許文献５）。

特開２０１３−１９０７２８号公報 米国特許公開２０１２／００３３９２８号公報 特開２００５−５５３８号公報 特開平５−２３６６３０号公報 特開２００７−１８９１１９号公報

光増幅用光ファイバ心線は光信号増幅のために、また温度センサ用光ファイバ心線は測定精度を高めるために、それぞれ数ｍの長さが必要である。このため、光ケーブル接続部に光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線が含まれる場合には、そのような長い光ファイバ心線を最小許容曲げ半径（通常20〜30mm程度）以上の半径になるようにループ状に巻回してトレイやボックスに収容するのが一般的である。

しかし電力・光複合ケーブルの一部に光ファイバ心線を収容するトレイ又はボックスを設けると、その部分に出っ張りができたり、その部分の外径が大きくなったりするという問題がある。特に海底ケーブルとして用いられる電力・光複合ケーブルは、製造可能な長さの複合ケーブルを工場で接続して一連続のケーブルとして出荷され、布設船によって海底布設されるため、光ケーブル接続部を含む部分の外径は光ケーブル接続部を含まない部分の外径に出来るだけ近づけること、出っ張りがないこと等が要求されており、光ケーブル接続部に上記のようなトレイ又はボックスを設けることは好ましくない。

本発明の目的は、電力・光複合ケーブルの長さ方向の一部に設けられた光ケーブル接続部に、所要の長さの光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線が含まれる場合に、光ケーブル接続部の外径を出来るだけ小さく抑えて、電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部を含む部分の外径の増大や出っ張りの発生を抑制することにある。

上記目的を達成するため本発明は、複数本の電力ケーブルと、隣り合う電力ケーブル間の凹部に沿って配置された光ケーブルとを備えた電力・光複合ケーブルの、長さ方向の一部に前記光ケーブルの接続部が設けられ、当該光ケーブル接続部にはその長さより長い所要の長さの光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線が含まれている電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部において、
前記電力ケーブル間の凹部に沿って、外周面にらせん溝を形成した円筒部材が配置されており、
前記光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線は、前記円筒部材のらせん溝に収容されて当該円筒部材にらせん状に巻かれた状態で、所要の長さが光ケーブル接続部の長さより短い範囲内に収められており、
前記光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線以外の光ファイバ心線は前記円筒部材の中を通過させてある、
ことを特徴とするものである。

本発明において、らせん溝に光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線を収容した円筒部材の外周には保護テープがらせん巻きされていることが好ましい。

また本発明において、らせん溝に光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線を収容した円筒部材の外周には保護筒が被せられていることが好ましい。

本発明によれば、所要の長さの光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線が、円筒部材にらせん状に巻き付けられて、光ケーブル接続部の長さの範囲内に収められているので、細くて長さの短い光増幅部又は温度センサ部を構成することができる。その上、光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線以外の光ファイバ心線は円筒部材の中を通過させてあるので、光ケーブル接続部の外径を円筒部材の外径程度に抑えることができる。このため、細くて長さの短い光ケーブル接続部を得ることができ、これを電力ケーブル間の凹部に沿わせることにより、電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部を含む部分の、外径の増大や出っ張りの発生を抑制することができる。

また、円筒部材の外周に保護テープをらせん巻きするか保護筒を被せることにより、らせん溝に収容した光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線がらせん溝から飛び出したり外圧を受けたりするのを防止することができ、光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線の保護をより確実にすることができる。

（Ａ）は本発明に係る電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部を含む部分の一実施例を展開した状態で示す概略構成図、（Ｂ）は（Ａ）に示した電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部を含む部分の断面図。 電力・光複合ケーブルの一例を示す断面図。 （Ａ）は光ケーブルの一例を示す断面図、（Ｂ）は他の例を示す断面図。 （Ａ）は図１における光ケーブル接続部を拡大して示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の光ケーブル接続部の保護カバー及び円筒部材を取り除いた状態を示す側面図。 図４の光ケーブル接続部における心線ガイドを示す正面図。 図４の光ケーブル接続部における円筒部材を示す、（Ａ）は一部切開側面図、（Ｂ）は正面図。 （Ａ）は本発明に係る電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部を含む部分の他の実施例を展開した状態で示す概略構成図、（Ｂ）は（Ａ）に示した電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部を含む部分の断面図。 （Ａ）は図７における光ケーブル接続部を拡大して示す側面図、（Ｂ）は（Ａ）の光ケーブル接続部の保護カバー及び円筒部材を取り除いた状態を示す側面図。 本発明のさらに他の実施例を示す要部の側面図。 本発明のさらに他の実施例を示す要部の側面図。

以下、本発明に係る電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

〔実施例１〕
図１（Ａ）、（Ｂ）は本発明の一実施例を示す。図において、１は電力・光複合ケーブル、２は電力・光複合ケーブル１の電力ケーブル、３は電力・光複合ケーブル１の光ケーブル、４は電力・光複合ケーブル１の長さ方向の一部に設けられた光ケーブル３の接続部、５は電力・光複合ケーブル１の外被である。

電力・光複合ケーブル１は、例えば図２に示すように、互いに撚り合わされた３本の電力ケーブル２と、隣り合う電力ケーブル２の間の凹部に沿って撚り合わされた１本の光ケーブル３を有している。光ケーブル３は２本又は３本の場合もある。隣り合う電力ケーブル２の間の凹部は介在１１で埋められ、その外周には、押さえテープ巻き層１２、座床テープ巻き層１３、鉄線鎧装１４、外被５が順次設けられている。この電力・光複合ケーブル１は鉄線鎧装１４を有する海底ケーブルの形態である。電力・光複合ケーブル１としては、これ以外の形態のものを用いることができる。なお、図１では押さえテープ巻き層１２、座床テープ巻き層１３、鉄線鎧装１４等が図示を省略されている。

各電力ケーブル２は、導体２１の外周に、内部半導電層２２、絶縁層２３、外部半導電層２４、シールド層２５、座床テープ巻き層２６を順次設けたものである。

また光ケーブル３は、例えば図３（Ａ）又は（Ｂ）のような形態である。図３（Ａ）に示す光ケーブルはスロット型と呼ばれるものである。この光ケーブル３は、テンションメンバ３１の外周にプラスチックの溝付きスペーサ３２を押出被覆し、この溝付きスペーサ３２の溝に光ファイバ心線３３を収容した上で、その外周に、押さえテープ巻き層３４、プラスチックシース３５、鉛シース３６、座床テープ巻き層３７を順次設けたものである。また図３（Ｂ）に示す光ケーブル３はルースチューブ型と呼ばれるものである。この光ケーブル３は、テンションメンバ３１の外周に、所要本数の光ファイバ心線３３をゆるく収容したルースチューブ４１と、フィラー４２とを撚り合わせ、その外周に、押さえテープ巻き層４３、補強材層４４、ラッピング４５、インナーシース４６、鉛シース４７、アウターシース４８を順次設けたものである。光ケーブル３としては上記以外のタイプのものを用いることができる。

図４（Ａ）は図１における光ケーブル接続部４の詳細図である。光ケーブル接続部４では、両側の光ケーブル３の、対応する光ファイバ心線３３同士の接続が行われる。両側の光ケーブル３には、この光ケーブル接続部４で光信号の増幅を行わない光ファイバ心線３３ａと、光信号の増幅を行う光ファイバ心線３３ｂとが含まれている。光信号の増幅を行わない光ファイバ心線３３ａ同士は直接接続される。５１はその融着接続部である。

これに対し、光信号の増幅を行う光ファイバ心線３３ｂ、３３ｂは、光カプラ５２及び光増幅用光ファイバ心線５３を介して接続される。５４は送信側（図で左側）の光ファイバ心線３３ｂと光カプラ５２の信号入力側の光ファイバ心線５５ａとの融着接続部、５６は光カプラ５２の出力側の光ファイバ心線５５ｂと光増幅用光ファイバ心線５３の入力側との融着接続部、５７は光増幅用光ファイバ心線５３の出力側と受信側の光ファイバ心線３３ｂとの融着接続部である。また、送信側（図で左側）の光ケーブル３には光増幅のための励起光を伝送する光ファイバ心線３３ｃが含まれている。５８はこの光ファイバ心線３３ｃと光カプラ５２の励起光導入側の光ファイバ心線５５ｃとの融着接続部である。

光ケーブル接続部４では、両側の光ケーブル３のテンションメンバ３１同士の接続も行われているが、その接続部は図示を省略してある。なお、５９は光ケーブル接続部４の保護カバーである。

光ケーブル接続部４のテンションメンバ３１には、図４（Ｂ）に示すように、適当な間隔ごとに円板状の心線ガイド６１が取り付けられている。この心線ガイド６１は、図５に示すように、外周部に心線数に見合う数の凹部６２を有している（特許文献１の図１３等参照）。光信号の増幅を行わない光ファイバ心線３３ａは、この心線ガイド６１の凹部６２に周方向の位置が順次変化するように収容され、ＳＺ撚り状になるように配置されている。なお光ファイバ心線３３ａは、心線ガイド６１によってらせん状に又は直線状に配置することもできる。

光増幅用光ファイバ心線５３は、光信号の増幅を行うために数ｍの長さが必要である。この長さは光ケーブル接続部４の長さ（両光ケーブル３、３のシース端からシース端までの長さ）よりかなり長い。従来はこれをループ状に巻回してトレイ等に収容していたのであるが、本発明はこれを細長い円筒部材６３にらせん状に巻き付けて収容するようにしたものである。円筒部材６３は、図６に示すように、外周面にらせん溝６４を形成したものである。この円筒部材６３は、金属、ＦＲＰ又はゴム製で、ある程度の剛性と可とう性を有している。また円筒部材６３は、らせん溝６４の溝底の曲率半径が光増幅用光ファイバ心線５３の最小許容曲げ半径以上となるように、かつ図１（Ｂ）に示すように隣り合う電力ケーブル２、２間の凹部に収まるように形成されている。円筒部材６３は、隣り合う電力ケーブル２、２間の凹部に沿って配置される。

図４（Ａ）は円筒部材６３及び保護カバー５９を取り付けた状態、（Ｂ）は円筒部材６３及び保護カバー５９を取り除いた状態（取り付ける前の状態）を示す。この図から明らかなように、円筒部材６３は複数の心線ガイド６１に跨ってそれらを覆うように設置されている。光増幅用光ファイバ心線５３は、円筒部材６３の外周面のらせん溝６４に収容され、当該円筒部材６３にらせん状に巻かれた状態で、所要の長さ（光信号増幅に必要な長さ）が光ケーブル接続部４の長さより短い範囲内に収められている。また、光信号の増幅を行わない光ファイバ心線３３ａは、心線ガイド６１に保持された状態で円筒部材６３の中を通過させてある。

以上のような構成にすると、光ケーブル接続部４の外径を小さく、長さを短く抑えることができるので、光ケーブル接続部４を、図１（Ｂ）に示すように、隣り合う電力ケーブル２、２間の凹部に収めることが可能となる。その結果、電力・光複合ケーブル１の光ケーブル接続部４を含む部分の外径を、光ケーブル接続部４を含まない部分の外径と実質的に同じにすることができるとともに、電力・光複合ケーブル１の光ケーブル接続部４を含む部分に出っ張りができるのを防止することができる。

〔実施例２〕
図７及び図８は本発明の他の実施例を示す。図７及び図８は実施例１の図１及び図４に対応する。図７及び図８において、図１及び図４と同一部分には同一符号を付してあるので、重複する説明は省略する。

この実施例は、接続すべき光ケーブル３、３が通常の光信号伝送用の光ファイバ心線３３ａと、温度センサ用の光ファイバ心線３３ｄを含む場合である。通常の光ファイバ心線３３ａは実施例１と同様、円筒部材６３の中を通過させて対応するもの同士が直接接続される。５１はその融着接続部である。

これに対し、一方の光ケーブル３側（図の右側）の温度センサ用光ファイバ心線３３ｄは、他の光ファイバ心線３３ａよりも長く（温度測定に必要な長さだけ）露出させてあり、円筒部材６３にらせん溝６４に沿ってらせん状に巻き付けた上で、他方の光ケーブル３側の温度センサ用光ファイバ心線３３ｄと直接接続されている。６５はその融着接続部である。温度センサ用光ファイバ心線３３ｄをらせん巻きした円筒部材６３は実施例１と同様、電力ケーブル２、２間の凹部に沿って配置される。

このような構成にすると、光ケーブル接続部４の長さよりかなり長い温度センサ用光ファイバ心線３３ｄが電力ケーブル４に、長さ方向に分散して接近配置されることになるため、電力ケーブル４の温度測定精度を高めることができる。また、円筒部材６３は細長い形態であるため、実施例１と同様、外径が小さく、出っ張り等のない電力・光複合ケーブルを構成することができる。

〔その他の実施例〕
図９は本発明のさらに他の実施例を示す。この実施例は、らせん溝６４に光増幅用光ファイバ心線５３又は温度センサ用光ファイバ心線３３ｄを収容した円筒部材６３の外周に保護テープ６６をらせん巻きしたものである。それ以外の構成は実施例１又は２と同様であるので、説明を省略する。

図１０は本発明のさらに他の実施例を示す。この実施例は、らせん溝６４に光増幅用光ファイバ心線５３又は温度センサ用光ファイバ心線３３ｄを収容した円筒部材６３の外周に保護筒６７を被せたものである。それ以外の構成は実施例１又は２と同様であるので、説明を省略する。なお、保護筒６７は、その両端を光ケーブル３、３のシース上まで延長して、図４（Ａ）、図８（Ａ）に示した保護カバー５９を兼ねることもできる。

図９又は図１０のような構成にすると、光増幅用光ファイバ心線５３又は温度センサ用光ファイバ心線３３ｄがらせん溝６４から飛び出したり、外部から圧力を受けたりするのを防止でき、光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線の保護をより確実にすることができる。

なお、光ケーブル接続部４は電力ケーブル接続部（図示せず）に沿わせる場合もある。電力ケーブル接続部も電力ケーブルの一部である。

１：電力・光複合ケーブル
２：電力ケーブル
３：光ケーブル
４：光ケーブル接続部
３１：テンションメンバ
３３：光ファイバ心線
３３ａ：光増幅を行わない光ファイバ心線
３３ｂ：光増幅を行う光ファイバ心線
３３ｃ：励起光伝送用光ファイバ心線
３３ｄ：温度センサ用光ファイバ心線
５２：光カプラ
５３：光増幅用光ファイバ心線
６１：心線ガイド
６２：凹部
６３：円筒部材
６４：らせん溝

Claims (3)

1. 複数本の電力ケーブルと、隣り合う電力ケーブル間の凹部に沿って配置された光ケーブルとを備えた電力・光複合ケーブルの、長さ方向の一部に前記光ケーブルの接続部が設けられ、当該光ケーブル接続部にはその長さより長い所要の長さの光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線が含まれている電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部において、
   前記電力ケーブル間の凹部に沿って、外周面にらせん溝を形成した円筒部材が配置されており、
   前記光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線は、前記円筒部材のらせん溝に収容されて当該円筒部材にらせん状に巻かれた状態で、所要の長さが光ケーブル接続部の長さより短い範囲内に収められており、
   前記光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線以外の光ファイバ心線は前記円筒部材の中を通過させてある、
   ことを特徴とする電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部。
2. らせん溝に光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線を収容した円筒部材の外周に保護テープがらせん巻きされていることを特徴とする請求項１記載の電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部。
3. らせん溝に光増幅用光ファイバ心線又は温度センサ用光ファイバ心線を収容した円筒部材の外周に保護筒が被せられていることを特徴とする請求項１記載の電力・光複合ケーブルの光ケーブル接続部。

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