JP2021073644A

JP2021073644A - 光ファイバ複合架空地線

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Publication number: JP2021073644A
Application number: JP2021003193A
Authority: JP
Inventors: 松井　敏郎; Toshiro Matsui; 敏郎松井; 智也今田; Tomoya Imada
Original assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 2021-01-13
Filing date: 2021-01-13
Publication date: 2021-05-13
Anticipated expiration: 2037-03-01
Also published as: JP7056769B2

Abstract

【課題】光ファイバ同士の接続作業の効率を低下させることがなく、光ファイバのマイクロベンディングロスを防止し得るＯＰＧＷ（光ファイバ複合架空地線）を提供する。【解決手段】ＯＰＧＷ１は、光ファイバ保護体１４の内部に複数の光ファイバ５からなる光ファイバユニット６が収容されている。光ファイバ保護体１４は、架線方向に沿って延びる複数の金属製の線状梁部材１５と、架線方向に沿って間隔をあけて複数配置され、線状梁部材１５に固定された金属製のリング状部材１６とを有し、水の通過を可能にする隙間１７が架線方向に沿って複数設けられている。そして、隙間１７は、複数の線状梁部材１５と隣り合うリング状部材１６，１６との間に形成される空間である。【選択図】図２

Description

この発明は、送電線鉄塔に架線される光ファイバ複合架空地線（以下、ＯＰＧＷと略称する）に関するものである。

従来から、送電線鉄塔の最上部には、高圧送電線を直撃雷から保護するために設置される避雷用アース線（架空地線）の内部に光ファイバケーブルを実装したＯＰＧＷが架線されている。このＯＰＧＷは、風水害等の災害に強く、電力保安通信回線の情報やデータの伝送路として信頼度が高いため、送電線系統保護用回線等の重要回線の情報やデータなどの伝送用として使用されている。

図６（ａ）は、従来から知られているＯＰＧＷ１００の断面図である。この図６（ａ）に示すように、ＯＰＧＷ１００は、金属管１０１（例えば、アルミ管、ステンレス管）の内部空間１０２に、テンションメンバ１０３（例えば、繊維強化プラスチックで形成された線状体）を中心にして光ファイバ１０４が複数配置されている。また、ＯＰＧＷ１００は、金属管１０１の外周側にアルミ覆鋼線１０５が複数配置されている。

図６（ｂ）は、ＯＰＧＷ１００を構成する光ファイバ１０４の断面図である。この図６（ｂ）に示すように、光ファイバ１０４は、コア１０６と、このコア１０６の外側のクラッド１０７と、これらコア１０６及びクラッド１０７を覆う柔軟性樹脂被膜１０８と、から構成されている。なお、コア１０６及びクラッド１０７は、光に対する透過率が非常に高い石英ガラス又はプラスチックでできている。また、柔軟性樹脂被膜１０８は、柔軟性樹脂（例えば、シリコーン樹脂）で形成されている。

図６に示したようなＯＰＧＷ１００は、金属管１０１が金属疲労等に起因した亀裂を生じた場合、その亀裂から水（例えば、雨水）が金属管１０１の内部に浸入し、その浸入した水が金属管１０１の内部（特に、ＯＰＧＷ１００の垂れ下がった部分の金属管１０１の内部）に滞留することがある。この金属管１０１の内部に滞留している水は、冬季に冷えて凍ると、金属管１０１の内部で膨張して光ファイバ１０４を圧迫し、光ファイバ１０４にマイクロベンディングロスを生じさせ、通信障害（回線停止等）を生じさせる場合がある。また、このような不具合が生じたＯＰＧＷ１００は、外気温度が上昇すると、金属管１０１の内部の氷が溶け、マイクロベンディングロスに起因する通信障害が解消されるため、通信障害を生じた送電線区間の特定（金属管１０１に亀裂が生じた送電線区間の特定）が困難であり、金属管１０１の亀裂が生じた部分のみに水の浸入防止対策を施すことが困難である。

このようなＯＰＧＷの不具合を解消する技術としては、図７に示すＯＰＧＷ２００が知られている。この図７に示すＯＰＧＷ２００は、光ファイバ心線２０１の外周にスポンジ層２０２を被覆し、その光ファイバ心線２０１を金属管（アルミパイプ）２０３の軸心に沿って設けられたテンションメンバ２０４の軸回りに撚合わせることにより、金属管２０３の内部にスポンジ層２０２を隙間なく充満させ、金属管２０３の亀裂部分から水が浸入するのをスポンジ層２０２で阻止するようになっている（特許文献１参照）。

特開平５−２４２７４０号公報

しかしながら、図７に示したＯＰＧＷ２００は、光ファイバ心線２０１同士の接続時に、スポンジ層２０２を部分的に剥がす等の作業が必要になり、作業効率が悪くなるという問題を有している。また、図７に示したＯＰＧＷ２００は、金属管２０３に亀裂が生じた場合、その金属管２０３の亀裂部分から浸入する雨水や紫外線等の影響を受けてスポンジ層２０２が劣化し、スポンジ層２０２に割れが生じると、光ファイバ心線２０１と金属管２０３との間に水が浸入し、その水が凍結するとマイクロベンディングロスに起因する通信障害が生じてしまう。

そこで、本発明は、光ファイバ同士の接続作業の効率を低下させることがなく、光ファイバのマイクロベンディングロスを防止し得るＯＰＧＷを提供する。

本発明は、光ファイバ保護体１４の内部に複数の光ファイバ５からなる光ファイバユニット６が収容されたＯＰＧＷ（光ファイバ複合架空地線）１に関するものである。本発明において、前記光ファイバ保護体１４は、架線方向に沿って延びる複数の金属製の線状梁部材１５と、架線方向に沿って間隔をあけて複数配置され、前記線状梁部材１５に固定された金属製のリング状部材１６とを有し、水の通過を可能にする隙間１７が架線方向に沿って複数設けられている。そして、前記隙間１７は、複数の前記線状梁部材１５と隣り合う前記リング状部材１６，１６との間に形成される空間である。

本発明に係るＯＰＧＷは、光ファイバの外周をスポンジで覆うようになっていないため、光ファイバ同士の接続作業の効率を低下させることがない。また、本発明に係るＯＰＧＷは、雨水が光ファイバ保護体の隙間を通過して落下するため、光ファイバ保護体の内部に氷ができるのを防止できるか、又は光ファイバ保護体の内部に付着した水滴が凍ったとしても、膨張した氷を光ファイバ保護体の隙間から外部に逃がすことができ、氷によって生じる光ファイバのマイクロベンディングロスを防止できる。

本発明の第１実施形態に係るＯＰＧＷを示す図であり、図１（ａ）はＯＰＧＷの断面図、図１（ｂ）はＯＰＧＷを構成する光ファイバ保護体の斜視図、図１（ｃ）は光ファイバ保護体の一部（Ａ部）を拡大した図、図１（ｄ）は光ファイバの拡大断面図である。本発明の第２実施形態に係るＯＰＧＷを示す図であり、図２（ａ）はＯＰＧＷの断面図、図２（ｂ）はＯＰＧＷを構成する光ファイバ保護体の斜視図である。本発明の第３実施形態に係るＯＰＧＷを示す図であり、図３（ａ）はＯＰＧＷの断面図、図３（ｂ）はＯＰＧＷを構成する光ファイバ保護体の正面図、図３（ｃ）はＯＰＧＷを構成する光ファイバ保護体の側面図である。本発明の第４実施形態に係るＯＰＧＷの断面図である。本発明の第５実施形態に係るＯＰＧＷの断面図である。第１の従来例に係るＯＰＧＷを示す図であり、図６（ａ）はＯＰＧＷの断面図、図６（ｂ）は光ファイバの拡大断面図である。第２の従来例に係るＯＰＧＷの断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき詳述する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るＯＰＧＷ１を示す図である。なお、図１（ａ）はＯＰＧＷ１の断面図であり、図１（ｂ）はＯＰＧＷ１を構成する金属管（光ファイバ保護体）２の斜視図であり、図１（ｃ）は金属管２の一部（Ａ部）を拡大した図であり、図１（ｄ）は光ファイバ５の拡大断面図である。

この図１に示すように、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、金属管２（光ファイバ保護体としてのアルミ管、ステンレス管等）の内部空間３の中心部にテンションメンバ４（繊維強化プラスチックで形成された線状体）が配置され、このテンションメンバ４の周囲に複数の光ファイバ５が配置されている。そして、このＯＰＧＷ１は、複数の光ファイバ５により、光ファイバユニット６が構成されている。また、ＯＰＧＷ１は、金属管２の外周に沿って複数のアルミ覆鋼線７が配置されている。また、ＯＰＧＷ１は、金属管２の内面２ａと光ファイバ５の外表面５ａとの間に空間８が設けられている。

本実施形態に係るＯＰＧＷ１の金属管２は、断面形状が円形の筒状体であり、その周方向及び長手方向に沿って複数の通水用の穴（隙間）１０が形成されている。この金属管２の内外を連通する通水用の穴１０は、六角形状に形成されている。そして、複数の六角形状の穴１０は、メッシュ状に密に形成されているが、これに限られず、内部に収容される光ファイバ５を保護し得る強度が保持され、且つ、金属管２の内部に浸入した水を円滑に排出できるような間隔で形成されればよい。また、本実施形態において、金属管２の穴１０は、六角形状の穴を例示しているが、これに限られず、丸穴、多角形穴（三角穴、四角穴等）でもよい。このような金属管２は、ＯＰＧＷ１が送電線鉄塔に架線された場合、通水用の穴１０が架線方向に沿って複数配置されることになる。

光ファイバ５は、コア１１と、このコア１１の外周側を覆うクラッド１２と、このクラッド１２の外周側を覆う柔軟性樹脂被膜（シリコーン樹脂被膜）１３と、からなる３層構造になっている。

このような本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、光ファイバ５の外周をスポンジで覆うようになっていないため、光ファイバ５，５同士の接続作業の効率を低下させることがない。

また、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、金属管２の内部に浸入した水が金属管２に形成された複数の穴１０から円滑に排出されるため、金属管２の内部に氷が形成されない。その結果、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、金属管２の内部の氷によって生じる光ファイバ５のマイクロベンディングロスを生じることがなく、マイクロベンディングロスに起因する通信障害の発生を防止できる。

また、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、金属管２の穴１０と穴１０との間の内面２ａや光ファイバ５の外表面５ａに付着した水滴が残留し、その水滴が凍結して氷が生じたとしても、膨張した氷を通水用の穴１０で逃がすか、又は金属管２の内面２ａと光ファイバ５の外表面５ａとの間の空間８に収容できるため、光ファイバ５が氷で強く押圧されることがなく（過度の外力が作用することがなく）、金属管２の内部の氷に起因する光ファイバ５のマイクロベンディングロスを生じることがない。

［第２実施形態］
図２は、本発明の第２実施形態に係るＯＰＧＷ１を示す図である。なお、図２（ａ）はＯＰＧＷ１の断面図であり、図２（ｂ）はＯＰＧＷ１を構成する光ファイバ保護体１４の斜視図である。また、図２に示す本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、光ファイバ保護体１４を除き、他の構成が第１実施形態に係るＯＰＧＷ１と共通するため、第１実施形態に係るＯＰＧＷ１に対応する箇所に同一符号を付し、第１実施形態に係るＯＰＧＷ１の説明と重複する説明を省略する。

図２に示すように、本実施形態に係るＯＰＧＷ１において、光ファイバ保護体１４は、架線方向（図２（ｂ）の矢印Ｃ方向）に沿って延びる複数の金属製の線状梁部材１５と、架線方向に沿って間隔をあけて複数配置され、線状梁部材１５に固定された（溶接された）金属製のリング状部材１６と、を有している。この光ファイバ保護体１４は、３本の線状梁部材１５がリング状部材１６の内周面に接し、且つ、３本の線状梁部材１５がリング状部材１６の内周面に沿って等間隔に配置され、３本の線状梁部材１５がリング状部材１６に溶接されている。リング状部材１６は、平行に配置された３本の線状梁部材１５に直交するように位置し、且つ、線状梁部材１５の長手方向（ＯＰＧＷ１の架線方向）に沿って等間隔で複数配置されている。そして、光ファイバ保護体１４は、３本の線状梁部材１５と隣り合うリング状部材１６，１６との間に形成される空間が水の通過を可能にする隙間１７になる。

また、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、光ファイバ保護体１４の隙間１７が水を通過させることができるため、光ファイバ保護体１４の内部に氷が形成されない。その結果、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、光ファイバ保護体１４の内部の氷によって生じる光ファイバ５のマイクロベンディングロスを生じることがなく、マイクロベンディングロスに起因する通信障害の発生を防止できる。

また、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、光ファイバ保護体１４や光ファイバ５の外表面５ａに付着した水滴が残留し、その水滴が凍結して氷が生じたとしても、膨張した氷を隙間１７で逃がすか、又は光ファイバ保護体１４と光ファイバ５の外表面５ａとの間の空間８で吸収できるため、光ファイバ５が氷で強く押圧されることがなく、光ファイバ保護体１４の内部の氷に起因する光ファイバ５のマイクロベンディングロスを生じることがない。

なお、本実施形態において、光ファイバ保護体１４は、線状梁部材１５をリング状部材１６の内周面の周方向に沿って等間隔に３本配置する構成を例示したが、これに限られず、線状梁部材１５をリング状部材１６の内周面の周方向に沿って２本配置する構成にしてもよく、また、線状梁部材１５をリング状部材１６の内周面の周方向に沿って４本以上配置する構成にしてもよい。また、線状梁部材１５は、リング状部材１６の内周面の周方向に沿って不等間隔で複数配置する構成にしてもよい。

［第３実施形態］
図３は、本発明の第３実施形態に係るＯＰＧＷ１を示す図である。なお、図３（ａ）はＯＰＧＷ１の断面図、図３（ｂ）はＯＰＧＷ１を構成する光ファイバ保護体１８の正面図、図３（ｃ）はＯＰＧＷ１を構成する光ファイバ保護体１８の側面図である。また、図３に示す本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、光ファイバ保護体１８を除き、他の構成が第１実施形態に係るＯＰＧＷ１と共通するため、第１実施形態に係るＯＰＧＷ１に対応する箇所に同一符号を付し、第１実施形態に係るＯＰＧＷ１の説明と重複する説明を省略する。

図３に示すように、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、光ファイバ保護体１８が金属製の棒状部材２０を一定のピッチで螺旋状に巻いた（変形させた）巻線状構造体である。そして、光ファイバ保護体１８は、隣り合う巻線２０ａ，２０ａ間の空間が水の通過を可能にする隙間２１である。隙間２１は、ＯＰＧＷ１の架線方向（図３（ｃ）の矢印Ｃ方向）に沿って複数形成されている。

また、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、光ファイバ保護体１８の隙間２１が水を通過させることができるため、光ファイバ保護体１８の内部に氷が形成されない。その結果、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、光ファイバ保護体１８の内部の氷によって生じる光ファイバ５のマイクロベンディングロスを生じることがなく、マイクロベンディングロスに起因する通信障害の発生を防止できる。

また、本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、光ファイバ保護体１８や光ファイバ５の外表面５ａに付着した水滴が残留し、その水滴が凍結して氷が生じたとしても、膨張した氷を巻線２０ａ，２０ａ間の隙間２１で逃がすか又は光ファイバ保護体１８と光ファイバ５の外表面５ａとの間の空間８で吸収できるため、光ファイバ５が氷で強く押圧されることがなく、光ファイバ保護体１８の内部の氷に起因する光ファイバ５のマイクロベンディングロスを生じることがない。

［第４実施形態］
図４は、本発明の第４実施形態に係るＯＰＧＷ１の断面図である。この図４に示す本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、第１実施形態に係るＯＰＧＷ１のテンションメンバ４を省略した構造になっているが、その他の構成が第１実施形態に係るＯＰＧＷ１と同様である。

このような構成の本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、第１実施形態に係るＯＰＧＷ１と同様の効果を得ることができる。なお、第２実施形態に係るＯＰＧＷ１及び第３実施形態に係るＯＰＧＷ１は、本実施形態と同様に、テンションメンバ４を省略してもよい。

［第５実施形態］
図５は、本発明の第５実施形態に係るＯＰＧＷ１の断面図である。この図５に示す本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、第１実施形態に係るＯＰＧＷ１のテンションメンバ４に代えて、スペーサ２２を配置する構成になっている。そして、スペーサ２２は、外周面２２ａに沿って複数の光ファイバ収容凹所２３が形成され、各光ファイバ収容凹所２３内に光ファイバ５が収容されている。光ファイバ収容凹所２３は、断面形状が円弧形状であり、スペーサ２２の長手方向（図５の紙面に直交する方向）に連続して形成されている。なお、光ファイバ収容凹所２３は、スペーサ２２の外周面２２ａに沿って螺旋状に形成されることが排水上の観点から好ましい。

このような構成の本実施形態に係るＯＰＧＷ１は、第１実施形態に係るＯＰＧＷ１と同様の効果を得ることができる。なお、第２実施形態に係るＯＰＧＷ１及び第３実施形態に係るＯＰＧＷ１は、本実施形態と同様に、スペーサ２２をテンションメンバ４に代えて配置してもよい。

［その他の実施形態］
上記各実施形態において、光ファイバ５のコア１１及びクラッド１２は、石英ガラス等のガラス製のものに限られず、プラスチックで形成してもよい。また、光ファイバ保護体は、金網で形成された筒状体（金属線がメッシュ状に編み込まれたような構造の筒状体）でもよい。

１……ＯＰＧＷ（光ファイバ複合架空地線）、５……光ファイバ、６……光ファイバユニット、１４……光ファイバ保護体、１５……線状梁部材、１６、……リング状部材、１７……隙間

Claims

光ファイバ保護体の内部に複数の光ファイバからなる光ファイバユニットが収容された光ファイバ複合架空地線において、
前記光ファイバ保護体は、架線方向に沿って延びる複数の金属製の線状梁部材と、架線方向に沿って間隔をあけて複数配置され、前記線状梁部材に固定された金属製のリング状部材とを有し、水の通過を可能にする隙間が架線方向に沿って複数設けられており、
前記隙間は、複数の前記線状梁部材と隣り合う前記リング状部材との間に形成される空間である、
ことを特徴とする光ファイバ複合架空地線。