KR100310087B1 - 리본광섬유를 이용한 광섬유 복합가공지선 및 그 제작방법 - Google Patents
리본광섬유를 이용한 광섬유 복합가공지선 및 그 제작방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 통신, 가공지선 및 전력선의 역할을 동시에 수행할 수 있는 광섬유 복합가공지선에 관한 것으로, 리본광섬유를 이용한 복합가공지선은 컬러링 및 링간의 거리를 다르게 배열하도록 링마킹되고, 2심이상의 광섬유를 수평배열후 코팅재질에 의해 코팅된 적어도 하나의 리본광섬유; 상기 리본광섬유의 집합이 삽입되는 적어도 하나의 스틸튜브; 복수개의 홈을 갖고 있으며 스틸튜브를 홈 안에 집합하는 알루미늄 막대: 및 상기 알루미늄 막대 주위를 둘러싸며 집합하는 인장선을 포함함을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 스틸튜브에 리본광섬유를 집합함으로써 튜브내 광섬유 길이차에 의한 광섬유의 특성저하를 최소화할 수 있다. 또한, 다심의 광섬유를 실장한 스틸튜브를 사용하기 때문에 외경이 작고 중량이 감소한 케이블의 설계가 가능하며, 알루미늄 막대에 스틸튜브를 집합하기 때문에 외부환경에 대한 기계적 특성이 우수하여 케이블 설치가 용이하다.
Description
본 발명은 광섬유 복합가공지선에 관한 것으로, 특히 리본광섬유를 이용한 광섬유 복합가공지선 및 그 제작방법에 관한 것이다.
전선로는 지중선로와 가공선로로 구분되며, 도시 이외의 지역에서는 주로 가공선로를 이용하여 송전하고 있다. 가공전선로의 경우에는 벼락이 전선을 직격할 수 있어서, 전선로의 최상부에 피뢰 역할을 하는 전선이 설치되어 있는데, 이를 가공지선이라 한다. 한편, 전선로에는 통신 선로가 필요하다. 특히, 송전선로에는 원격감시나 원격제어 등을 위한 통신선로를 반드시 갖추어야 한다. 이러한 가공지선이나 통신선로는 각각 별도로 설치되어 있으며, 이들은 하나로 통합하는 것이 바람직하다.
그러나, 구리나 알루미늄 같은 일반 도체로는 이러한 역할을 수행하는데 장애가 있다. 통신선 주변을 지나는 전력선은 유도 전압이나 유도 전류를 유도하여 통신 장애를 일으키기 때문이다. 이러한 통신 장애는 전력선의 전압이나 전류의 세기에 비례하고, 통신선과 전력선 사이의 거리에 반비례한다. 특히, 수십만 볼트의 전압하에서 고전류가 공급되는 송전선로는 주변의 통신선에 강한 통신장애를 일으킨다. 그럼에도 불구하고, 송전선로에는 통신선을 설치하는 것이 불가피하다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 광섬유 복합가공지선(optical fiber composite ground wire, OPGW)이라는 소재가 개발되었다.
도 1은 루즈튜브를 이용한 광섬유 복합가공지선에 대한 단면도로서, 광섬유(110), 튜브내 젤리(120), 루즈튜브(130), 튜브외 젤리(140), 알루미늄 막대(150), 인장선(160)으로 이루어진다.
광섬유(110)는 외경이 250μm인 아크릴 코팅 광섬유이다. 튜브의 두께 때문에 광섬유 심수가 제한되며 튜브내의 광섬유들이 길이차를 가진다. 튜브내 젤리(120)는 루즈튜브(130)내 수분침투방지를 위해 튜브에 충전하는 수지계열의 젤리이다. 루즈튜브(130)는 1심 이상의 광섬유(110)와 튜브내 젤리(120)를 동시에 집합한다. 튜브외 젤리(140)는 알루미늄 막대(150) 홈과 루즈튜브(130) 사이를 충전한다. 알루미늄 막대(150)은 1개이상의 홈을 가지고, 루즈튜브(130)를 홈안에 집합하여 외부의 충격 및 압축으로부터 광섬유(110)를 보호한다. 인장선(160)은 강선에 알루미늄을 코팅하여 부식방지, 기계적 및 전기적특성을 제공하는 알루미늄 피복강선이거나 알루미늄합금이다.
이와같은 광섬유 복합가공지선에 사용되는 루즈튜브(130)는 엔지니어링 플라스틱 재질로 제조되므로, 제조공정중이나 설치후 인장을 받으면 내부의 광섬유도 손상을 받는다. 또한, 포설후 자외선에 장기간 노출시 튜브의 변형에 의한 신뢰성 저하가 우려된다. 광섬유 심수 증가는 알루미늄 막대(150) 홈 수로 결정되지만, 케이블 외경을 고려한 홈수가 제한되어 있으므로 케이블내 심수 증가가 어렵다.
도 2는 스틸튜브를 이용한 광섬유 복합가공지선의 단면도를 도시한 것으로서, 광섬유(230), 스틸튜브(210), 튜브내 젤리(220), 인장선(240)으로 이루어진다.
광섬유(230)는 1심 이상 36심이하의 아크릴 코팅 광섬유를 사용하며, 0.1%이상의 연입율을 가지고 튜브 내에 집합한다. 스틸튜브(210)는 산화 및 부식이 되지 않는 강철재질로 이루어진 2mm이상의 튜브를 사용하며, 광섬유(230)를 집합한다. 튜브내 젤리(220)는 스틸튜브(210)내 광섬유(230)로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위하여 수지계열의 젤리 콤파운더를 사용한다. 외장선(240)은 부식방지 및 케이블의 전기적 특성을 제공하기 위해 알루미늄으로 코팅되어 1층 이상의 구조로 집합할 수 있으며 각 층은 서로 반대 방향으로 집합하며, 스틸튜브(210)를 보호하기 위하여 외장하고 케이블 하중을 지지하는 중심지지선 역할을 한다.
이와 같은 광섬유 복합가공지선에 사용되는 스틸튜브(210)는 알루미늄 피복강선과 접촉시 알루미늄 표면에서 부식이 발생하여 전기적 특성이 저하된다. 그리고, 알루미늄 피복강선과 동시에 집합시 압축 및 충격 등에 의하여 스틸튜브(210)가 손상을 받기 쉬운 구조이다. 또한, 광섬유(230)가 스틸튜브(210)에 집합시 설비조건에 따라 튜브 안의 광섬유(230)들이 길이차를 가짐으로써 광섬유의 특성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 압축 및 충격에 강하며 알루미늄 피복강선이 부식되지 않고, 튜브내 광섬유 길이차를 동일하게 하는 리본광섬유를 집합하는 스틸튜브를 이용한 광섬유 복합가공지선 및 그 제작방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 루즈튜브를 이용한 광섬유 복합가공지선의 단면을 도시한 것이다.
도 2는 종래의 스틸튜브를 이용한 광섬유 복합가공지선의 단면을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 의한 리본광섬유를 이용한 광섬유 복합가공지선의 단면을 도시한 것이다.
도 4는 리본광섬유가 집합된 스틸튜브의 단면을 도시한 것이다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 의한 광섬유 복합가공지선은 컬러링 및 링간의 거리를 다르게 배열하도록 링마킹되고, 2심이상의 광섬유를 수평배열후 코팅재질에 의해 코팅된 적어도 하나의 리본광섬유; 상기 리본광섬유의 집합이 삽입되는 적어도 하나의 스틸튜브; 복수개의 홈을 갖고 있으며, 상기 스틸튜브를 홈 안에 집합하는 알루미늄 막대; 상기 알루미늄 막대 주위를 둘러싸며 집합하는 인장선을 포함함을 특징으로 한다.
상기 다른 기술적 과제를 해결하기 위한, 본 발명에 의한 광섬유 복합가공지선 제조방법은 (a)컬러링 및 링마킹되고, 2심이상의 광섬유를 수평배열 후 코팅재질에 의해 코팅된 리본광섬유를 1층이상으로 적층하여 스틸튜브에 집합하는 단계; (b)상기 스틸튜브의 연정이 50mm이상 되게 하여 복수개의 홈을 가진 알루미늄막대에 집합하는 단계; (c)상기 스틸튜브가 집합된 상기 알루미늄막대를 인장선으로 둘러싸는 단계를 포함함을 특징으로 한다.
이하에서 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 광섬유 복합가공지선의 일실시예를 단면으로 도시한 것으로서, 리본광섬유(310), 튜브내 충전제(320), 스틸튜브(330), 튜브외 충전제(340), 알루미늄 막대(350), 인장선(360)으로 이루어진다.
리본광섬유(310)는 4심이상 8심이하의 리본 광섬유이다.
튜브내 충전제(320)는 스틸튜브(330)내 리본광섬유(310)로 수분이 침투하는 것을 방지하기 위하여 수지계열의 젤리 콤파운더를 사용한다.
스틸튜브(330)는 리본광섬유(310)를 집합하기 위한 것으로, 부식발생이 없는 메탈(metal)계열의 재질로 제조된다.
튜브외 충전제(340)는 스틸튜브(330)와 알루미늄 막대(350)의 홈 사이에 충전하여 금속의 전위차에 의한 부식을 방지한다.
알루미늄 막대(350)는 1개이상의 홈을 갖고 있으며, 스틸튜브(330)를 집합한다.
인장선(360)은 알루미늄 피복강선 혹은 알루미늄 합금으로서 케이블 하중을 지지하는 중심지지선 및 외부로부터 케이블을 기계적으로 보호하는 역할을 한다.
상술한 구성에 의거하여, 본 발명에 따른 광섬유 복합가공지선의 실시 예를 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 공칭외경이 250μm이며, 광섬유 식별을 위해서 12색상의 컬러링 및 링간의 거리를 다르게 배열하는 링(도트) 마킹을 조합된 2심이상의 아크릴 코팅된 광섬유를 일자형으로 수평배열 후 코팅한 리본광섬유(310)를 1층이상으로 적층하여 스틸튜브(330)에 집합한다. 스틸튜브(330)에 리본광섬유(310)를 집합시 0.1~0.5%의 연입율을 가진다. 스틸튜브(330)내의 리본광섬유(310)로 수분 침투 방지를 위하여 튜브내 충전제(320)로 사용하는 수지계열의 젤리 콤파운더를 스틸튜브(330)내에 충전한다. 스틸튜브(330)는 산화 및 부식이 없는 스테인레스로 제조되므로 외부자외선의 차단이 가능하다. 본 발명의 실시 예에 사용된 스틸튜브(330)는 두께가 0.1mm~0.3mm로 압출 또는 스테인레스 판금을 용접하여 제조되었다. 따라서, 스틸튜브(330)를 사용하여 수분침투 및 자외선을 완벽하게 차단할 수 있으므로 튜브의 열화 및 변형 없이 케이블의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한 스틸튜브(330)가 수분을 차단하기 때문에 알미늄 막대(350)와 스틸튜브(330)사이에 튜브외 충전제(340)를 충전한다. 케이블이 수축하거나 인장을 받을 경우, 리본광섬유(310)에 영향이 없도록 충분한 여유길이를 주기 위하여 알루미늄 막대(350)의 홈에 적당한 연정을 주면서 스틸튜브(330)를 집합하며 알루미늄 막대(350) 홈의 크기는 스틸튜브(330) 외경보다 크게 설계한다. 리본광섬유(310) 심수를 증가시키기 위하여 스틸튜브(330)내에 리본광섬유(310) 심수를 많이 집합시키고, 알루미늄 막대(350)의 홈수를 증가하여 설계한다. 스틸튜브(330)는 메탈로 제조되어 기계적 특성이 우수하므로 두께를 루즈튜브보다 작은 수준으로 광섬유 복합가공지선을 제조할 수 있다. 또한 필요에 따라서, 스틸튜브(330)와 알루미늄 막대(350)의 홈 사이에 충전제(340)를 주입하여 광섬유 복합가공지선을 제조할 수 있다.
도 4는 리본광섬유가 집합된 스틸튜브의 단면을 도시한 것으로, 광섬유 식별을 위해서 12색상의 컬러링 및 링간의 거리를 다르게 배열하는 링(도트) 마킹을 조합된 2심 이상의 아크릴 코팅된 광섬유(410)를 일자형으로 수평배열 후 코팅재질(420)에 의해 코팅한 리본광섬유를 1층 이상으로 적층한 단면도이다.
본 발명에 의하면, 스틸튜브에 리본광섬유를 집합함으로써 튜브내 광섬유 길이차에 의한 광섬유의 특성저하를 최소화할 수 있다. 또한, 다심의 광섬유를 실장한 스틸튜브를 사용하기 때문에 외경이 작고 중량리 감소한 케이블의 설계가 가능하며, 알루미늄 막대에 스틸튜브를 집합하기 때문에 외부환경에 대한 기계적특성이 우수하여 케이블 설치가 용이하다.
Claims (4)
- 통신, 가공지선 및 전력선의 역할을 동시에 수행하는 광섬유 복합가공지선에 있어서,컬러링 및 링간의 거리를 다르게 배열하도록 링마킹되고, 2심이상의 광섬유를 수평배열후 코팅재질에 의해 코팅된 적어도 하나의 리본광섬유;상기 리본광섬유의 집합이 삽입되는 적어도 하나의 스틸튜브;복수개의 홈을 갖고 있으며, 상기 스틸튜브를 홈 안에 집합하는 알루미늄 막대;상기 알루미늄 막대 주위를 둘러싸며 집합하는 인장선을 포함함을 특징으로 하는 리본광섬유를 이용한 광섬유 복합가공지선.
- 제1항에 있어서, 상기 리본광섬유는0.1%이상 0.5%의 연입율을 가지고 상기 스틸튜브내에 집합함을 특징으로 하는 리본광섬유를 이용한 광섬유 복합가공지선.
- 통신, 가공지선 및 전력선의 역할을 동시에 수행하는 광섬유 복합가공지선을 제조하는 방법에 있어서,(a)컬러링 및 링마킹되고, 2심이상의 광섬유를 수평배열 후 코팅재질에 의해 코팅된 리본광섬유를 1층이상으로 적층하여 스틸튜브에 집합하는 단계;(b)상기 스틸튜브의 연정이 50mm이상 되게하여 복수개의 홈을 가진 알루미늄막대에 집합하는 단계;(c)상기 스틸튜브가 집합된 상기 알루미늄막대를 인장선으로 둘러싸는 단계를 포함함을 특징으로 하는 리본광섬유를 이용한 광섬유 복합가공지선 제조방법.
- 제6항에 있어서, 상기 스틸튜브 내부 및 상기 스틸튜브와 상기 알루미늄 막대의 홈 사이에 충전제를 삽입하는 단계를 더 부가함을 특징으로 하는 리본광섬유를 이용한 광섬유 복합가공지선 제조방법.
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