KR100337699B1 - 광섬유복합가공지선 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광섬유 복합 가공지선에 관한 것이다. 복수개의 홈이 형성되어 있는 중심 코아, 하나 이상의 리본광섬유를 내장하고 있으며, 상기 홈에 삽입되어 있는 루즈튜브, 및 상기 중심 코아를 외장하고 있는 외부 인장선을 포함하는 광섬유 복합 가공지선은 다음과 같은 장점이 있다. 첫째, 튜브 내에 집합된 광섬유의 길이가 동일하므로, 튜브내 광섬유별 길이차에 의한 인장 및 단선 사고를 방지할 수 있다. 둘째, 2심∼8심 단위의 리본광섬유를 루즈 튜브 내에 집합하므로, 별도의 설비 증설없이 12심 이상의 광섬유를 튜브 내에 집합할 수 있다. 셋째, 리본광섬유 외층에 코팅되어 있는 경화 수지가 광섬유에 대한 수분 침투를 방지하여, 광특성 저하 방지 효과가 있다.

Description

광섬유 복합 가공지선{Optical fiber composite ground wire}

본 발명은 광섬유 복합 가공지선에 관한 것으로서, 상세하게는 튜브내 광섬유별 길이차에 의한 단선 가능성이 줄어들 뿐만 아니라, 별도의 설비 증설없이 광섬유 심선 수를 증설시키기 용이한 광섬유 복합 가공지선에 관한 것이다.

전선로는 지중선로와 가공선로로 구분되며, 도시 이외의 지역에서는 주로 가공선로를 이용하여 송전하고 있다. 가공전선로의 경우에는 벼락이 전선을 직격할수 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 복합 가공지선(optical fiber composite ground wire, OPGW)이라는 소재가 개발되었다. 도 1은 종래에 사용되는 광섬유 복합 가공지선에 대한 개략적인 단면도로서, 복수개의 홈이 형성되어 있는 중심 코아 (1), 상기 홈 내에 삽입되어 있는 루즈튜브 (3) 및 상기 중심 코아를 둘러싸고 있는 외부 인장선 (8)을 포함한다. 상기 루즈 튜브 (3)에는 아크릴로 코팅된 하나 이상의 광섬유 (4)가 실장되어 있다. 광섬유 (4)와 루즈 튜브 (3) 사이, 및 상기 홈 (2)의 루즈 튜브 (3) 이외 부분에는 수분 침투 방지를 위한 겔 타입의 충진제(미도시)가 충진되어 있다. 광섬유 (4)는 아크릴로 코팅되어 있다. 또한, 외부 인장선 (8)은 강한 인장강도를 부여하기 위한 강선 (6) 및 전도성이 우수한 알루미늄 코팅층 (7)으로 이루어져 있다.

도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 광섬유 복합 가공지선은 기존의 가공지선 역할을 하는 외부 인장선 (8) 및 통신로로 이용되는 광섬유 (4)를 포함한다. 특히, 광섬유를 이용하는 경우 전기적 신호를 이용하는 통신선로에 비해 통신 장애의 문제가 크게 줄어든다는 장점이 있다.

그러나, 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 광섬유 복합 가공지선은 루즈 튜브 (3) 내에 있는 광섬유들 사이의 길이차로 인한 단선의 문제점이 있다. 송전용 철탑 사이의 표준 간격은 6백미터로서, 이와 같이 간격이 넓은 철탑에 가설시 자체 하중에 의한 강한 인장력을 받게 된다. 이 경우, 상대적으로 강한 인장력을 받는 광섬유는 단선될 가능성이 크다. 일반 전력선 소재로 사용되는 구리나 알루미늄과 달리, 광섬유는 연신 가능성이 매우 작으면서도 인장력이 작기 때문이다. 도 1에서와 같이, 광섬유가 루즈 튜브 내에 불규칙하게 삽입되어 있는 경우에는, 외부 인장선 (8) 및 중심 코아 (1)가 연신될 경우에 강한 인장력을 받는 광섬유가 존재할 가능성이 크다. 즉, 가공지선 전체의 연신율을 고려하여 광섬유가 삽입되어 있을 지라도 부분적으로 강한 인장력을 받는 광섬유는 존재할 수 있다는 것이다.

이와 같은 이유로 인한 광섬유가 단선되는 경우에는 곧바로 통신장애로 이어짐은 물론이다. 특히, 송전선로의 원격감시나 원격제어용일 경우에는, 송전체계에 큰 혼란이 일어날 수 있어서, 광섬유가 부분적으로 단선되는 문제점이 개선된 광섬유 복합 가공지선이 필요하다.

한편, 루즈튜브는 일반적으로 6심 내지 12심의 광섬유를 집합하고 있으며,13심 이상의 광섬유를 집합할 경우에는 별도의 광섬유 집합 설비를 추가 설치를 필요로 하여 많은 비용이 소요된다. 또한, 광섬유 집합 설비의 증설이 어려울 경우에는 튜브 내의 광섬유 심수가 한정되므로 중심 코아의 홈 수를 늘려야 한다. 그러나, 중심 코아의 홈 수를 늘리면 기계적 강도가 떨어지는 문제점이 있다. 반면에, 중심 코아의 외경을 크게 할 경우, 광섬유 복합 가공 지선 자체의 중량 증대로 인하여, 철탑의 안전도를 떨어뜨리는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상기 문제점을 해결하여 튜브내 광섬유별 길이차에 의한 단선 가능성이 줄어들 뿐만 아니라, 별도의 설비 증설없이 광섬유 심선 수를 증설시키기 용이한 광섬유 복합 가공지선을 제공하는 것이다.

도 1은 종래에 사용되는 광섬유 복합 가공지선에 대한 개략적인 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 복합 가공지선에 대한 개략적인 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명

1,11.중심 코아3,13.루즈 튜브

4.광섬유6,16.강선

7,17.코팅층8,18.외부 인장선

14.리본광섬유

상기 과제를 달성하기 위하여 본 발명에서는 복수개의 홈이 형성되어 있는 중심 코아, 하나 이상의 리본광섬유를 내장하고 있으며, 상기 홈에 삽입되어 있는 루즈튜브, 및 상기 중심 코아를 외장하고 있는 외부 인장선을 포함하는 것을 특징으로 하는 광섬유 복합 가공지선이 제공된다.

상기 리본광섬유는 2심 이상의 광섬유가 수평으로 균일하게 배열상태에서 집합되어 있는 것으로서, 2심 이상의 광섬유가 자외선 경화성 수지에 의해 상호간에 결합되어 있는 것이 바람직하다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 광섬유 복합 가공지선에 대한 개략적인단면도로서, 복수개의 홈 (12)이 형성되어 있는 중심 코아 (11), 상기 홈 내에 삽입되어 있는 루즈튜브 (13) 및 상기 중심 코아를 둘러싸고 있는 외부 인장선 (18)을 포함한다. 중심 코아 (11)는 홈 내에 삽입되어 있는 광섬유를 외부 충격 및 압축으로부터 보호하는 역할을 하며, 알루미늄 또는 그 합금으로 이루어진다. 리본광섬유 (14)와 루즈 튜브 (13) 사이, 및 상기 홈 (12)의 루즈 튜브 (13) 이외 부분에는 수분 침투 방지를 위한 겔 타입의 충진제(미도시)가 충진되어 있는 것이 바람직하다. 상기 홈 (12)은 나선형으로 형성되어 있는 것이 일반적이다. 또한, 외부 인장선 (18)은 강한 인장강도를 부여하기 위한 강선 (16), 및 알루미늄과 같은 전도성이 우수하고 강선의 부식 방지 효과가 우수한 소재로 이루어진 코팅층 (17)을 갖는다.

본 발명에 있어서, 상기 루즈 튜브 (13)에는 리본광섬유 (14)가 적층되어 있다. 리본광섬유 (14)는 복수개의 광섬유가 배열되어 있으며, 각각의 광섬유는 아크릴로 코팅되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같은 루즈 튜브 (13)는 다음과 같은 방법으로 제조되는 것이 바람직하다.

우선, 2심 이상의 광섬유를 수평으로 균일하게 배열한 상태에서, 자외선 경화성 수지로 광섬유 사이의 빈 공간을 채움과 동시에 외부를 균일하게 코팅한다. 코팅 후, 자외선을 조사하여 자외선 경화성 수지를 경화시킨다. 경화된 수지는 광섬유들을 강하게 결합시키는 역할을 하므로, 광섬유를 루즈 튜브에 삽입하는 과정에서 광섬유 사이의 길이 차이가 발생할 가능성이 줄어들게 된다. 또한, 경화된 수지는 수분 침투 방지 효과가 있을 뿐만 아니라, 외부 충격으로부터 광섬유를 보호하는 역할을 한다.

상술한 바와 같은 공정을 거치면 리본광섬유가 제조되며, 그 심선수는 2심 내지 8심이 바람직하다. 2심∼8심 단위의 리본광섬유는 루즈 튜브 내에 내장된다. 리본광섬유가 2개 이상일 경우에는 적층하여 집합한 후, 집합된 리본광섬유를 루즈 튜브 내에 집합한다. 이와 같이, 리본광섬유를 여러개 적층하면 12가닥을 넘는 광섬유가 루즈 튜브 내에 집합되는 장점이 있다. 리본광섬유 집합시, 수분 침투 방지를 위한 겔타입의 충진제를 충진하는 것이 바람직하다. 충진제는 리본광섬유와 루즈 튜브 사이의 빈공간에 채워져 있어서, 수분이 리본광섬유로 스며드는 것을 방지하는 효과가 있는 것이다. 충진제는 겔타입이므로, 외부 충격으로부터 광섬유를 보호하는 완충층 역할도 한다. 또한, 본 발명에 따르면, 리본광섬유를 루즈 튜브 내에 집합하기 전에, 플라스틱 수지로 코팅하는 것이 바람직하다.

루즈 튜브가 제조되면, 중심 코아의 홈에 삽입한다. 이 때, 루즈 튜브는 적절한 연정을 주면서 홈에 집합시켜야 한다. 전술한 바와 같이, 광섬유 복합 가공지선은 가설 과정 및 가설된 상태에서 강한 인장력을 받기 때문에, 어느 정도의 연신은 불가피하다. 연신시 광섬유가 인장력을 받으면 광섬유는 단선되기 쉽다. 따라서, 광섬유 복합 가공지선이 연신되더라도, 광섬유는 인장력을 받지 않을 정도로 충분한 여유 길이를 갖도록 집합되어야 한다. 본 발명에 따르면, 균일하게 배열된 광섬유로 이루어진 리본광섬유가 루즈 튜브에 내장되어 있으므로, 광섬유 복합 가공지선의 연신시 특정 광섬유의 여유 길이가 부족하여 강한 인장력을 받을 가능성은 매우 작다. 홈에 루즈 튜브가 집합되어 있으면, 홈의 빈 공간에 겔타입의 충진제로 채운 다음 응고시키는 것이 바람직하다.

마지막으로, 중심 코아는 루즈 튜브가 삽입된 상태에서 외부 인장선으로 외장된다. 외부 인장선은 외부의 충격 및 압축으로부터 광섬유를 보호한다. 또한, 광섬유 복합 가공지선의 인장 강도를 부여할 뿐만 아니라, 전도성이 우수하여 가공지선의 역할도 한다.

이상으로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 광섬유 복합 가공지선은 다음과 같은 장점이 있다.

첫째, 튜브 내에 집합된 광섬유의 길이가 동일하므로, 튜브내 광섬유별 길이차에 의한 인장 및 단선 사고를 방지할 수 있다.

둘째, 2심∼8심 단위의 리본광섬유를 루즈 튜브 내에 집합하므로, 별도의 설비 증설없이 12심 이상의 광섬유를 튜브 내에 집합할 수 있다.

셋째, 리본광섬유 외층에 코팅되어 있는 경화 수지가 광섬유에 대한 수분 침투를 방지하여, 광특성 저하 방지 효과가 있다.

Claims (4)

1. 복수개의 홈이 형성되어 있는 중심 코아;

   상기 중심코아의 홈에 삽입되며, 2심 이상의 광섬유가 자외선 경화성 아크릴 수지에 의해 상호간에 결합되어 형성된 하나 이상의 리본광섬유와, 상기 리본광섬유 주위를 둘러싸는 겔타입 충진제를 내장하고 있는 루즈튜브; 및

   상기 루즈튜브가 상기 홈에 삽입된 중심코아를 외장하고 있는 외부 인장선을 구비하며, 상기 루즈튜브와 상기 중심 코아의 홈 사이의 공간에 겔타입 충진제가 충진되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 복합 가공지선.
2. 제1항에 있어서, 상기 리본광섬유는 2심 이상의 광섬유가 수평으로 균일하게 배열상태에서 집합되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 복합 가공지선.
3. 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 리본광섬유는 플라스틱 수지로 외장되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 복합 가공지선.
4. 제1항에 있어서, 상기 외부 인장선은 강선에 알루미늄이 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 광섬유 복합 가공지선.

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