KR101285825B1 - 광전력전송장치를 이용한 송전 철탑 전력 공급 시스템 및 방법, 광전력전송장치를이용한 데이터 송수신 방법 - Google Patents

광전력전송장치를 이용한 송전 철탑 전력 공급 시스템 및 방법, 광전력전송장치를이용한 데이터 송수신 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에서는, 송전선과; 상기 송전선에 설치되고 상기 송전선에서 획득한 전력을 광신호로 변환시키기 위한 광전력전송장치와; 송전철탑과; 상기 송전철탑에 설치되어 광신호를 전기신호로 변환하여 상기 송전철탑에 설치된 각종 기기에 전원을 공급하기 위한 광전력수신장치와; 일단이 상기 광전력전송장치에 연결되고 타단이 상기 광전력수신장치에 연결되어 상기 광전력전송장치의 광신호를 상기 광전력수신장치로 전송하기 위한 광파이버를 포함하고;
상기 광파이버는 애자련 절연체에 의해 절연된 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를이용한 송전철탑 전력 공급시스템 및 방법이 제시된다.

Description

광전력전송장치를 이용한 송전 철탑 전력 공급 시스템 및 방법, 광전력전송장치를이용한 데이터 송수신 방법{Power supply system of transmission tower using optical power transmission device and method thereof, data transmitting and receiving method using the optical power transmission device}
본 발명은 광전력전송장치를 이용한 송전 철탑에의 전력공급시스템 및 그 방법, 광전력전송장치를 이용한 데이터 송수신 방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 송전 철탑에 설치되는 각종 장치에 전원을 공급하기 위한 것으로서, 송전선로에 비접촉식으로 설치된 광전력전송장치와 상기 광전력전송장치로부터 출력되는 광신호를 송전 철탑에 설치된 광전력수신장치로 전송하기 위한 외피가 애자련 절연체로 구성된 광케이블과 상기 광케이블로부터 광신호를 수신하여 전기로 변환하기 위한 광전력수신장치를 포함하는 송전 철탑 전력 공급 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
송전 철탑에는 송전철탑감시장치, 고장점진단장치, 낙뢰감시장치 등의 각종감시장치, 항공장애등 및 통신장치 등의 다양한 장치들이 설치되어 다양한 목적으로 사용되고 있다. 상기 송전철탑에 설치된 다양한 장치들은 외부 전원을 공급받아 구동되는 장치들이다. 현재, 대부분의 송전철탑에 설치된 장치들에 공급되는 전원은 상기 다양한 장치와 연결된 태양광모듈, 충전식 배터리 또는 전자기유도자율전원장치들이 사용되고 있다. 태양광모듈을 이용하여 전력을 공급하는 경우 우기, 안개, 장마기간 및 강설기간 등에 태양광모듈의 발전이 중단되어 송전철탑에 설치된 각종 장치에 전력을 공급할 수 없는 문제점이 있고, 태양광모듈의 전력을 충전하여 사용되는 배터리 역시 동일한 문제점을 가지고 있다. 또한, 송전선로 자체에 설치된 송전선로감시 및 통신장치는 송전선로로부터 전자기유도 방식을 이용하여 전력을 공급받아 구동될 수 있다. 따라서, 송전선으로부터 전자기유도 방식으로 획득한 전력을 장치들이 설치된 송전철탑 또는 접지측까지 공급하기 위해서는 전력케이블을 연결하여 사용하여야 한다. 이 경우 가공송전선로의 초고압전계에 의해 절연파괴 또는 단락문제가 발생하며 신뢰성 및 안정성을 확보할 수 없는 문제점이 있다.
대한민국 특허번호 제10-0337029호(등록일 2002년5월4일)의 “송전선 유기전력을 이용한 항공 장애등 장치”가 특허등록되어 있다.
상기 특허발명에는, 송전선로에 설치되어 유도전력을 검출하는 수단과, 상기 검출된 유도전력을 철탑에 설치된 항공장애등에 공급하기 위한 절연연장케이블을 포함하는 구성이 개시되어 있다.
그러나, 상기 특허발명의 송전선로의 유도전력 검출수단과 철탑에 설치된 항공장애등을 연결하는 절연연장케이블은 상술한 바와 같이, 절연파괴 또는 단락문제로 그 신뢰성과 안정성을 확보하지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 송전선로에 흐르는 전류로부터 비접촉식으로 전자기 유도 방식을 통해 확보된 전력을 광케이블 전송방식 및 상기 광케이블의 절연 방식을 통해 송전철탑으로 전송함으로써, 연결케이블의 절연파괴 또는 단락문제가 제거된 신뢰성과 안정성이 높은 광전력전송장치를 이용한 송전 철탑 전력 공급 시스템 및 그 방법의 발명이 요망된다. 또한, 상기 광전력전송장치를 이용한 통신 데이터 송신 시스템 및 그 방법이 더 포함된 시스템 및 그 방법의 발명이 요망된다.
대한민국 특허번호 제10-0337029호(등록일 2002년5월4일)
본 발명의 목적은 상기 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은, 송전선로에 설치되어 전자기 유도 방식으로 확보한 전력을 송전철탑으로 전송함에 있어서, 상기 확보된 전력을 광신호로 변환시켜 절연이 확보된 광파이버를 통해 상기 송전철탑으로 전송하고, 송전철탑에 설치된 광전력수신장치에서 전기신호로 변환하여 각종 장치에 전원을 공급함으로써, 연결 케이블의 절연파괴 또는 단락문제가 제거된 광전력전송장치를 이용한 송전 철탑 전력 공급 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 상기 광전력전송장치를 이용한 통신 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 해결 수단으로서, 본 발명의 제1 관점으로, 송전선로에 비접촉식으로 설치되어 전자기 유도 방식으로 전력을 생성하여 전기신호를 광신호로 변환시키기 위한 광전력전송장치와; 송전철탑에 설치되고 상기 광전력전송장치로부터 전송되어 온 광신호를 전기신호로 변환시키기 위한 광전력수신장치와; 상기 광전력전송장치로부터 광신호를 상기 광전력수신장치로 전송하기 위한 소정 길이의 광파이버를 포함하고; 상기 광파이버는 일단이 송전선로에 고정되고 타단이 상기 송전철탑에 고정된 소정 길이의 애자 절연체 내부에 위치하는 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템이 제시된다.
또한, 본 발명의 제2 관점으로, 상기 광전력수신장치로부터 전원을 공급받고 수집된 다양한 감시데이터를 광신호로 변환하여 송신하기 위한 데이터송수신부의 광송수신모듈과; 상기 광전력전송장치로부터 전원을 공급받고 상기 광전력수신장치의 광송수신모듈로부터 송신되어 온 광신호를 수신하여 감시데이터로 변환하기 위한 데이터송수신부의 광송수신모듈과; 상기 애자 절연체 내부에 설치되어 상기 광전력수신장치의 데이터송수신부 광송수신모듈로부터 상기 광신호를 입사받아 광전력전송장치의 데이터송수신부 광송수신모듈로 상기 광신호를 송신하기 위한 애자련 절연체로 절연된 광파이버를 더 포함하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템이 제시된다.
또한, 본 발명의 제3 관점으로, 송전선로에 비접촉식으로 설치된 전자기 유도 전력 생성수단이 전력을 생성시키는 단계와; 비접촉식 전원부가 상기 전자기 유도 전력 생성수단으로부터 생성된 AC 전원을 수신하여 DC 전원으로 변환하는 단계와; 광전력송신부가 상기 DC 전원을 연속파 레이저신호로 변환하여 광파이버로 입사시키는 단계와; 송전철탑에 설치된 광전력수신부가 상기 광파이버로 전송되어 온 연속파 레이저신호를 수신하여 증폭후 전기신호로 변환시켜 전원장치로 전원을 전송시키는 단계를 포함하는 광전력전송장치를 이용한 송전 철탑 전력 공급 방법이 제시된다.
또한, 본 발명의 제4 관점으로, 송전선로에 설치된 광전력전송장치로부터 전송된 전력을 송전철탑에 설치된 광전력수신장치에서 수신하고 송전철탑에 설치된 각종 감시시스템에 전원을 공급하는 단계와; 상기 감시시스템에서 각종 감시데이터를 데이터송수신부의 광송수신모듈로 전송하는 단계와; 상기 광송수신모듈이 수신된 감시데이터를 광파이버에 입사시키는 단계와; 상기 송전선로에 설치된 광전력전송장치에 포함된 데이터송수신부의 광송수신모듈이 상기 광파이버를 통해 송신된 감시데이터를 수신하는 단계와; 상기 광송수신모듈이 수신된 감시데이터를 제어부를 통해 통신장치로 전송하는 단계를 포함하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 방법이 제시된다.
본 발명에 의하면, 송전선로에 설치되어 전자기 유도 방식으로 확보한 전력을 송전철탑으로 전송함에 있어서, 상기 확보된 전력을 광신호로 변환시켜 애자 절연체로 절연이 확보된 광파이버를 통해 상기 송전철탑으로 전송하고, 송전철탑에 설치된 광전력수신장치에서 전기신호로 변환하여 각종 장치에 전원을 공급함으로써, 연결 케이블의 절연파괴 또는 단락문제가 없이 송전철탑에 전력을 신뢰성 및 안정성이 높게 공급할 수 있는 효과가 있다. 또한, 상기 광전력전송장치를 이용하여 송전철탑에서 감지하는 각종 감지데이터를 신뢰성 및 안정성이 높게 전송할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템의 실시예의 주요부에 관한 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템의 다른 실시예에 관한 개략적인 구성도이다.
도 4는 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 데이터 송수신 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6은 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 데이터 송수신 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서, 본 발명의 실시예의 발명의 구성을 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템의 실시예에 관한 개략적인 구성도이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템은, 송전선로(10)에 비접촉식으로 설치되어 전자기 유도 방식으로 전력을 확보하여 전기신호를 광신호로 변환시키기 위한 광전력전송장치(100)와; 송전철탑(20) 또는 접지측에 설치되고 상기 광전력전송장치(100)로부터 전송되어 온 광신호를 전기신호로 변환시키기 위한 광전력수신장치(300)와; 상기 광전력전송장치(100)로부터 광신호를 상기 광전력수신장치(300)로 전송하기 위한 소정 길이의 광파이버(210)를 포함하고; 상기 광파이버(210)는 일단이 송전선로(10)에 고정되고 타단이 상기 송전철탑(20)에 고정된 소정 길이의 애자 절연체(220) 내부에 위치하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템의 실시예의 주요부에 관한 개략적인 구성도이다. 도 2에 도시한 바와 같이, 전자기 유도 방식으로 AC 전력을 생성시키기 위한 AC전력생성부(110)와; 상기 AC전력생성부(110)로부터 생성된 AC 전력을 공급받아 DC 전력으로 변환시키기 위한 비접촉식전원부(120)와; 상기 비접촉식전원부(120)로부터 DC 전력을 공급받아 연속파 레이저신호로 변환하기 위한 광전력송신부(130)와; 상기 비접촉식전원부(120)로부터 DC 전력을 공급받아 구동되는 상기 광전력송신부(130)를 제어하기 위한 광전력송신제어부(140)를 포함하는 광전력전송장치(100)와, 상기 광전력송신부(130)에서 전송된 연속파 레이저신호를 입사시켜 전송하기 위한 소정 길이의 광파이버(210)와; 상기 광파이버(210)가 내부에 수용된 소정길이의 애자 절연체(220)를 포함하는 광전력전송부(200)와, 상기 광전력송신부(130)로부터 입사된 연속파 레이저신호를 전기신호로 변환시키기 위한 광전력수신부(310)와; 상기 광전력수신부(310)에서 변환된 전기신호를 수신하여 각종 감시시스템에 공급하기 위한 전원공급부(320)와; 상기 전원공급부(320)의 전원 공급을 제어하기 위한 전원제어부(330)와; 상기 전원공급부(320)로부터 전원을 공급받고 상기 광전력수신부(310) 및 각종 감시시스템(400)을 제어하기 위한 광전력수신제어부(340)를 포함하는 광전력수신장치(300)를 포함하는 구성이다.
상기 AC전력생성부(110)는 전자기 유도 방식을 통해 상기 송전선로로부터 AC전력을 발전시키는 구성으로서, 송전선의 1차 전력선의 전류에 비례하여 출력전류가 증가하지 않고 출력이 일정한 것이 특징이다. 상기 AC전력생성부(110)는 송전선과 자기코어 사이에 절연체를 개재하여 비접촉식으로 구성한 것이다. AC전력생성부(110)는 외경 160mm, 폭 200mm 구조에서 1차측 송전선 전류가 50~1000A 흐를 경우 2차측 부하전력은 60W를 얻을 수 있다.
상기 비접촉식전원부(120)는 상기 AC전력생성부(110)로부터 공급된 AC전력을 정류회로 등을 통하여 DC 전력으로 변환시킨다. 상기 광전력송신부(130)는 상기 DC 전력을 송전철탑으로 전송하기 위해 고출력 다이오드를 통해 850~1,550nm의 연속파(CW) 레이저신호로 변환시켜 상기 광전력전송부(200)의 광파이버(210)로 입사시킨다. 상기 광전력수신부(310)는 상기 광파이버(210)로부터 상기 연속파 레이저신호를 수신하여 광신호를 전기신호로 변환시킨다. 상기 광전력수신부(310)에서 변환된 전기신호를 상기 전원공급부(320)에서 전송 받아 각종 감시시스템(400)에 전원을 공급한다.
도 3은 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템의 다른 실시예에 관한 개략적인 구성도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 시스템은, 전자기 유도 방식으로 AC 전력을 생성시키기 위한 AC전력생성부(110)와; 상기 AC전력생성부(110)로부터 생성된 과전압으로부터 장치를 보호하기 위한 과전압보호회로(121)와 상기 AC전력을 DC 전력으로 변환시키기 위한 정류회로(122)를 포함하는 비접촉식전원부(120)와; 상기 비접촉식전원부(120)로부터 DC 전력을 공급받아 연속파 레이저신호로 변환하여 광파이버에 입사시키기 위한 광전력전송드라이버모듈(131)을 포함하는 광전력송신부(130)와; 상기 비접촉식전원부(120)로부터 DC 전력을 공급받아 구동되는 상기 광전력송신부(130)를 제어하기 위한 제어부(140)와; 송전선로 및 광전력전송장치의 상태를 감시하여 감시데이터를 생성시키기 위한 상태감시센서부(170)와; 상기 상태감시센서부(170)로부터 상태 감시데이터를 수신하여 광전력수신장치(300)로 송신하기 위해 광신호로 변환하거나 상기 송전철탑에 설치된 감시시스템(400)으로부터 전송되어 감시데이터를 수신하기 위한 광송수신모듈(151)을 포함하는 데이터송수신부(150)와; 상기 광송수신모듈(151)에서 전송된 감시데이터나 상태감시센서부(170)로부터 수집된 측정 데이터를 처리하는 제어부(140)와; 상기 제어부(140)에서 처리된 데이터를 상위 외부 네트워크로 전송하기 위한 통신장치(160)를 포함하는 광전력전송장치(100)와,
상기 광전력전송장치(100)의 광드라이버모듈(131)로부터 입사된 연속파 레이저신호를 전송하기 위한 소정 길이의 광파이버(210)와; 송전철탑에 설치된 감시시스템(400)으로부터 전송되어 온 감시데이터를 상기 광전력전송장치(100)의 데이터송수신부 광송수신모듈(132)로 송신하기 위한 광파이버(230)와; 상기 광파이버(210)(230)가 내부에 수용된 소정길이의 애자 절연체(220)를 포함하는 광신호전송부(200)와,
상기 광신호전송부(200)로부터 입사된 연속파 레이저신호를 전기신호로 변환시키기 위한 광전기신호변환모듈(311)을 포함하는 광전력수신부(310)와; 상기 광전력수신부(310)에서 변환된 전기신호를 수신하여 각종 감시시스템(400)에 공급하기 위한 전원공급부(320)와; 상기 전원공급부(320)의 전원 공급을 제어하기 위한 전원제어부(330)와; 상기 감시시스템(400)에서 전송되어 온 감시데이터를 광신호로 변환하여 상기 광파이버(230)로 입사시키거나 상기 광전력전송장치(100)로부터 상기 광파이버(230)를 통해 전송되어 온 광신호를 감시데이터로 변환하여 전송하기 위한 광송수신모듈(351)을 포함하는 데이터송수신부(350)와; 상기 전원공급부(320)로부터 전원을 공급받고 상기 광전력수신부(310) 및 각종 감시시스템(400)을 제어하기 위한 제어부(340)를 포함하는 광전력수신장치(300)를 포함하는 구성이다.
또한, 상기 감시시스템(400)으로부터 감시데이터를 수신하여 전송하기 위한 통신장치(500)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전원공급부(320)와 연결된 백업용 배터리(360)를 더 포함할 수 있다.
상기 광전력전송장치(100)의 상기 광전력전송드라이버모듈(131)에서 입사된 광신호를 상기 광전력수신장치(300)의 광전력송신부(130) 광전기신호변환모듈(311)로 전송하기 위한 광파이버(210)는 단방향이고, 상기 광전력수신장치(300)의 데이터송수신부(350) 광송수신모듈(351)로부터 상기 광전력전송장치(100)의 데이터송수신부(150) 광송수신모듈(151)로 감시데이터의 광신호를 송신하기 위한 광파이버(230)는 양방향으로 구성할 수 있다. 상기 광전력전송장치(100)의 상태감시센서부(170)는 각종 센서로서, 측정용 전류센서, 온도센서, 이도센서 및 영상카메라를 포함할 수 있다. 또한, 상기 통신장치(160)는 무선통신모듈을 포함하며 상태감시센서부(170)의 데이타와 광전력수신장치(300)으로부터 전송된 감시데이타를 제어부(140)를 통해 무선통신모듈에서 상위 외부 네트워크로 전송할 수 있다. 또한, 상기 송전철탑에 설치된 감시시스템(400)은 고장진단장치, 낙뢰감시장치, 항공장애등장치, 송전철탑감시장치 및 기타 통신장치 등을 포함할 수 있다.
송전선에 비접촉식으로 설치된 AC전력생성부(110)에서 전자기 유도발전을 통해 AC전력을 얻고, 상기 비접촉식전원부(120)의 과전압보호회로(121)를 거쳐 상기 정류회로(122)에서 DC 전력으로 변환된다. 상기 비접촉식전원부(120)에서 DC전력으로 변화된 전원은 광전력전송드라이브모듈(131)에 공급된다. 상기 광전력전송드라이버모듈(131)에서 전력 전송을 위해 DC 전력을 고출력 다이오드를 통해 850~1,550nm의 연속파(CW) 레이저신호로 변환되고 싱글모드 또는 멀티모드의 광파이버(210)로 입사된다. 상기 광전력수신장치(300)의 광전기신호변환모듈(311)에서 상기 광파이버(210)로 전송된 연속파 레이저신호를 수신하여, 증폭 후 상기 광레이저신호를 전기신호로 변환시킨다. 상기 광전기신호변환모듈(311)에서 변환된 전기신호는 상기 전원공급부(320)로 전송되고, 상기 전원제어부(330)의 제어에 따라서 감시시스템(400)의 각종 감시장치에 전원을 공급한다. 또한, 백업용 배터리(360)에 전원을 공급하여 충전시킬 수 있다. 상기 광전력수신장치(300)에서 수신되는 전력은 예를 들면, 전압 DC 3.3~5V, 전류 1-3A로서 약 10W로서, 감시시스템에서 최소로 필요한 소모 전력인 5W 이상을 공급할 수 있다. 따라서, 광전력수신장치(300)는 높은 전력을 수신받아야 하기 때문에 임계점이 높은 수광소자가 사용된다. 또한, 상기 광파이버는 멀티모드 1코아를 병렬 채널로 이용하여 광전력전송을 하도록 구성하고, 또한 싱글모드 광파이버를 사용할 수도 있다. 상기 광파이버는 초고압 가공송전선로에서 절연거리 확보를 위해 최소 송전철탑의 선로용 애자련 절연체의 길이보다 긴 것이 바람직하다.
또한, 상기 감시시스템(400)의 각종 감시장치는 상기 전원공급부(320)로부터 전원을 공급받아 구동되고, 데이터송수신부를 제어한다. 또한, 상기 감시시스템(400)에서 획득된 감시데이터는 상기 통신장치(500)를 통해 외부 네트워크로 전송될 수 있다. 또한, 상기 광전력전송장치(100)의 상태감시센서부(170)의 각종 센서에서 취득한 감지데이터를 상기 제어부에서(140) 처리 후 통신장치로 전송하고, 상기 통신장치(160)에서 외부 네트워크로 전송할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 송전선에서 전자기 유도 발전으로 생성된 AC전력을 DC전력으로 변환하여 송전선과 송전철탑으로 이어진 외피에 애자 절연체를 갖는 절연파괴의 문제점이 없는 광파이버를 통해 전송하고 상기 송전철탑에 설치된 감시시스템 등에 전원을 신뢰성 높고 안정적으로 공급할 수 있다.
도 4는 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 방법은, 송전선에 비접촉식으로 설치된 전자기 유도 전력 생성수단이 AC전력을 생성시키는 단계(S100)와; 비접촉식전원부가 상기 전자기 유도 전력 생성수단으로부터 생성된 AC 전원을 수신하여 DC 전원으로 변환하는 단계(S101)와; 광전력송신부가 상기 DC 전원을 연속파 레이저신호로 변환하여 광파이버로 입사시키는 단계(S102)와; 송전철탑에 설치된 광전력수신부가 상기 광파이버로 전송되어 온 연속파 레이저신호를 수신하여 증폭후 전기신호로 변환시켜 전원공급부로 전원을 전송시키는 단계(S103)를 포함하는 구성이다.
또한, 상기 전원공급부가 전원제어부의 제어에 따라서 감시시스템에 전원을 공급하는 단계(S104)와; 상기 감시시스템의 각종 감시부에서 취득된 감시데이터를 통신장치를 통해 외부장치로 전송하는 단계(S105)를 더 포함할 수 있다.
도 5는 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 데이터 송수신 방법의 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 데이터 송수신 방법은, 송전선에 설치된 광전력전송장치로부터 전송된 전력을 송전철탑에 설치된 광전력수신장치에서 수신하여 송전철탑에 설치된 각종 감시시스템에 전원을 공급하는 단계(S200)와, 상기 송전철탑의 감시시스템에서 감시데이터를 광전력수신장치의 데이터송수신부 광송수신모듈로 전송하는 단계(S201)와; 상기 광전력수신장치의 데이터송수신부 광송수신모듈에서 감시데이터를 광신호로 변환하여 광신호를 애자 절연체로 절연된 광파이버에 입사시키는 단계(S202)와; 상기 송전선에 설치된 광전력전송장치의 데이터송수신부 광송수신모듈이 상기 광파이버를 통해 광신호를 수신하는 단계(S203)와; 상기 광전력전송장치의 데이터송수신부 광송수신모듈이 수신된 광신호를 변환하여 상기 감시데이터를 광전력전송장치의 제어부를 통해 통신장치로 전송하는 단계(S204)를 포함하는 구성이다.
도 6은 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 데이터 송수신 방법의 다른 실시예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 광전력전송장치를 이용한 데이터 송수신 방법은, 송전선에 설치된 광전력전송장치의 비접촉식전원부에서 광전력전송장치의 광전력송신부, 데이터송수신부 광송수신모듈, 상태감시센서부 및 통신장치로 전원을 공급하는 단계(S300)와; 상기 송전선의 광전력전송장치의 상태감시센서부가 감지된 감시데이터를 광전력전송장치의 데이터송수신부 광송수신모듈로 전송하는 단계(S301)와; 상기 광전력전송장치의 데이터송수신부 광송수신모듈에서 감시데이터의 전기신호를 광신호로 변환하여 광신호를 애자 절연체로 절연된 광파이버에 입사시키는 단계(S302)와; 상기 송전철탑에 설치된 광전력수신장치의 데이터송수신부 광송수신모듈이 광파이버를 통해 광신호를 수신하는 단계(S303)와; 상기 광전력수신장치의 데이터송수신부 광송수신모듈이 수신된 광신호를 변환하여 감시데이터를 광전력수신장치의 통신장치로 전송하는 단계(S304)를 포함하는 구성이다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 본 발명의 다양한 실시예 중 일부에 지나지 않는다. 본 발명의 송전선에 설치된 전자기 유동 발전 방식의 AC전력생성부에서 획득한 AC 전원을 DC전원으로 변환하고, 광전력송신부에서 광레이저신호로 변환하여 애자 절연체로 절연된 소정 길이의 광파이버를 통해 광전력수신부로 전송하고, 광전력수신부에서 상기 광레이저신호를 전기신호로 변환하여 전원공급부에 전송하는 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 다양한 실시예가 본 발명의 보호범위에 해당함은 당연한 것이다.
100 : 광전력전송장치
110 : AC전력생성부
120 : 비접촉식전원부
121 : 과전압보호회로
122 : 정류회로
130 : 광전력송신부
131 : 광드라이버모듈
140, 340 : 제어부
150, 350 : 데이터송수신부
151, 351 : 광송수신모듈
160 : 통신장치
170 : 상태감시센서부
200 : 광신호전송부
210, 230 : 광파이버
220 : 애자련 절연체
221, 222 : 광파이버고정장치
300 : 광전력수신장치
310 : 광전력수신부
311 : 광전기신호변환모듈
320 : 전원공급부
330 : 전원제어부
360 : 배터리
400 : 감시시스템
500 : 통신장치

Claims (17)

  1. 송전선과; 상기 송전선에 설치되고 상기 송전선에서 획득한 전력을 광신호로 변환시키기 위한 광전력전송장치와; 송전철탑과; 상기 송전철탑에 설치되어 광신호를 전기신호로 변환하여 상기 송전철탑에 설치된 각종 기기에 전원을 공급하기 위한 광전력수신장치와; 일단이 상기 광전력전송장치에 연결되고 타단이 상기 광전력수신장치에 연결되어 상기 광전력전송장치의 광신호를 상기 광전력수신장치로 전송하기 위한 광파이버를 포함하고;
    상기 광전력전송장치는, 상기 송전선으로부터 전자기 유도 발전 방식으로 AC전력을 생성시키기 위한 AC전력생성부와; 상기 AC전력생성부로부터 AC전력을 전송받아 DC전력으로 변환하기 위한 비접촉식전원부와; 상기 비접촉식전원부로부터 DC전력을 전송받아 광신호로 변환하여 상기 광전력수신장치로 전송하기 위한 광전력송신부를 포함하고;
    상기 광파이버는 애자련 절연체에 의해 절연된 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 비접촉식전원부는 전송 받은 AC전력을 과전압으로부터 보호하기 위한 과전압보호회로와; 상기 AC전력을 DC전력으로 변환하기 위한 정류회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 광전력수신장치는 광신호를 전기신호로 변환시키기 위한 광전력수신부와; 상기 광전력수신부로부터 전기신호를 전송 받아 각종 기기로 전원을 공급하기 위한 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 광전력수신부는 광신호를 전기신호로 변환하기 위한 광전기신호변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 광전력송신부의 광파이버는 단일모드 또는 멀티모드 광파이버인 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 각종 기기는 송전철탑감시장치, 고장점진단장치, 낙뢰감시장치, 항공자애등장치 및 통신설비를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 광전력수신장치는 배터리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 광전력전송장치는 측정용전류센서, 온도센서, 이도센서, 풍향센서, 풍속센서 및 영상카메라를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 광전력전송장치 및 광전력수신장치는 감시데이터 또는 감지데이터를 무선통신을 통해 외부장치로 전송하기 위한 통신장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 광전력전송장치와 상기 광전력수신장치 간의 각종 데이터를 상호 송수신하기 위한 광송수신모듈과, 상기 광송수신모듈간 데이터의 전송을 위한 외피가 애자 절연체로 구성된 광파이버를 포함하는 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 광전력전송장치는 전력 전송을 제어하기 위한 제어부를 더 포함하고, 상기 광전력수신장치는 전원공급을 제어하기 위한 전원제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급시스템.
  13. 송전선에 비접촉식으로 설치된 전자기 유도 전력 생성수단이 AC전력을 생성시키는 단계와; 비접촉식전원부가 상기 전자기 유도 전력 생성수단으로부터 생성된 AC 전원을 수신하여 DC 전원으로 변환하는 단계와; 광전력송신부가 상기 DC 전원을 연속파 레이저신호로 변환하여 광파이버로 입사시키는 단계와; 송전철탑에 설치된 광전력수신부가 상기 광파이버로 전송되어 온 연속파 레이저신호를 수신하여 증폭후 전기신호로 변환시켜 전원공급부로 전원을 전송시키는 단계를 포함하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 전원공급부가 전원제어부의 제어에 따라서 감시시스템에 전원을 공급하는 단계와; 상기 감시시스템의 각종 감시부에서 취득된 감시데이터를 통신장치를 통해 외부장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 광전력전송장치를 이용한 송전철탑 전력 공급 방법.
  15. 청구항 13에 있어서,
    상기 전원공급부가 전원제어부의 제어에 따라서 송전철탑에 설치된 각종 감시시스템에 전원을 공급하는 단계와, 상기 송전철탑의 감시시스템에서 감시데이터를 광전력수신장치의 데이터송수신부 광송수신모듈로 전송하는 단계와; 상기 광전력수신장치의 데이터송수신부 광송수신모듈에서 감시데이터를 광신호로 변환하여 광신호를 애자련 절연체로 절연된 광파이버에 입사시키는 단계와; 상기 송전선에 설치된 광전력전송장치의 데이터송수신부 광송수신모듈이 상기 광파이버를 통해 광신호를 수신하는 단계와; 상기 광전력전송장치의 데이터송수신부 광송수신모듈이 수신된 광신호를 변환하여 상기 감시데이터를 광전력전송장치의 통신장치로 전송하는 단계를 더 포함하는 광전력전송장치를 이용한 데이터 송수신 방법.
  16. 삭제
  17. 삭제
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US13/922,603 US20140320313A1 (en) 2013-04-30 2013-06-20 System and method for supplying power to transmission tower using optical power transmission device and method for transmitting and receiving data using the optical power transmission device
CN201310256058.8A CN104135084A (zh) 2013-04-30 2013-06-25 向输电塔提供电力的系统和方法及发送和接收数据的方法
JP2013147019A JP2014220981A (ja) 2013-04-30 2013-07-12 光電力伝送装置を用いた送電鉄塔電力供給システム及び方法、光電力伝送装置を用いたデータ送受信方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170123295A (ko) * 2017-10-18 2017-11-07 엠엠피씨 주식회사 산불 감시 시스템
KR102036892B1 (ko) * 2018-06-04 2019-10-25 주식회사 대경산전 낙뢰 유입보호 기능이 적용된 ess

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104579501B (zh) * 2014-12-30 2017-08-29 中冶京诚工程技术有限公司 一种基于激光供电的光通讯系统及方法
US10313026B2 (en) * 2017-06-27 2019-06-04 Rolls-Royce North American Technologies, Inc. Power and communications over fiber optic cabling
US11411659B2 (en) * 2019-07-22 2022-08-09 Kyocera Corporation Optical power supply system
JP6898391B2 (ja) * 2019-07-26 2021-07-07 京セラ株式会社 光ファイバー給電システム
WO2021111477A1 (en) * 2019-12-06 2021-06-10 Laki Power EHF. Laser-based power supply system

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101155865B1 (ko) * 2010-10-13 2012-06-12 한전케이디엔주식회사 송전선로 직접부착형 통신중계장치

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57166827A (en) * 1981-04-07 1982-10-14 Nissan Motor Electronic part power source supply control device
JPS60262104A (ja) * 1984-06-08 1985-12-25 Tokyo Electric Power Co Inc:The 送電線用碍子装置
GB2165712B (en) * 1984-10-17 1988-05-11 Stc Plc Power transmission
JPH01503745A (ja) * 1987-07-01 1989-12-14 ムーグ　インコーポレーテツド 光電力伝達制御システム
US4912522A (en) * 1988-08-17 1990-03-27 Asea Brown Boveri Inc. Light driven remote system and power supply therefor
JPH0814501B2 (ja) * 1989-07-29 1996-02-14 株式会社東芝 光給電型信号処理装置
JPH0736032B2 (ja) * 1989-12-27 1995-04-19 東京電力株式会社 送電線故障区間標定方式
US5235861A (en) * 1991-05-03 1993-08-17 Seppa Tapani O Power transmission line monitoring system
JPH0591147U (ja) * 1992-05-13 1993-12-10 日立電線株式会社 送電線鉄塔部電源装置
JPH06276702A (ja) * 1993-03-17 1994-09-30 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光電力供給方法
DE19540046A1 (de) * 1995-10-27 1997-04-30 Asea Brown Boveri Lichtwellenleiter-Übertragungssystem
JP2001281289A (ja) * 2000-03-31 2001-10-10 Furukawa Electric Co Ltd:The 送配電線故障位置標定方法及びそのシステム
US7469105B2 (en) * 2004-04-09 2008-12-23 Nextg Networks, Inc. Optical fiber communications method and system without a remote electrical power supply
CN101044530B (zh) * 2004-07-02 2010-05-05 古河电气工业株式会社 光供电型传感系统
US7505692B2 (en) * 2004-08-31 2009-03-17 Cisco Technology, Inc. System and method for optical transmission
JP2006198396A (ja) * 2004-12-21 2006-08-03 Kao Corp 伸縮性吸収体
US7633262B2 (en) * 2005-03-11 2009-12-15 Lindsey Manufacturing Company Power supply for underground and pad mounted power distribution systems
CN2904434Y (zh) * 2006-04-10 2007-05-23 中国电力科学研究院 高压/超高压输电系统用激光送能电源装置
US8180225B2 (en) * 2006-12-20 2012-05-15 Jan-Gustav Werthen Optical data link
JP2008275334A (ja) * 2007-04-25 2008-11-13 Takuwa Corp 光給電型水晶水位装置
US7813646B2 (en) * 2007-07-11 2010-10-12 RLH Industries, Inc Power over optical fiber system
DE102008064402B4 (de) * 2008-12-22 2011-03-10 Texas Instruments Deutschland Gmbh Gleichrichterschaltung
CN101719670A (zh) * 2009-12-02 2010-06-02 中国科学院半导体研究所 激光长距离输电装置
US9197329B2 (en) * 2010-05-11 2015-11-24 The Invention Science Fund I, Llc Optical power transmission packeting systems and methods
WO2012039767A1 (en) * 2010-09-22 2012-03-29 Hubbell Incorporated Transmission line measuring device and method for connectivity and monitoring
CN102338913A (zh) * 2011-10-28 2012-02-01 江苏奥雷光电有限公司 利用光伏效应传输电能量的有源光缆

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101155865B1 (ko) * 2010-10-13 2012-06-12 한전케이디엔주식회사 송전선로 직접부착형 통신중계장치

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Technology Hot Issues 제 49호, 2011.10.06 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170123295A (ko) * 2017-10-18 2017-11-07 엠엠피씨 주식회사 산불 감시 시스템
KR102036892B1 (ko) * 2018-06-04 2019-10-25 주식회사 대경산전 낙뢰 유입보호 기능이 적용된 ess

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