KR101438275B1 - 광 및 ｐｌｃ 복합조가선을 이용한 통신시스템 - Google Patents

광 및 ｐｌｃ 복합조가선을 이용한 통신시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조가선, 광통신 및 배전선로의 PLC 전용회선으로 사용할 수 있는 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템은 광섬유 심선 및 이를 보호하는 금속관으로 이루어진 광코어와, 상기 광코어 외주면에 소정 피치로 꼬여 연선되는 다수의 아연도 강선과, 상기 아연도 강선 중 적어도 하나 이상의 소선은 동으로 동코팅되는 동복강선으로 이루어지는 광 및 PLC 복합조가선을 이용하여, 상기 동복강선을 배전계통의 PLC(Power Line Communication) 통신라인으로 사용하는 것을 특징으로 한다.

Description

광 및 ＰＬＣ 복합조가선을 이용한 통신시스템{COMMUNICATIONS SYSTEM USING OPTICAL AND POWER LINE COMMUNICATION COMPOSITE SUSPENSION WIRE}
본 발명은 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 조가선, 광통신 및 배전선로의 PLC 전용회선으로 사용할 수 있는 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템에 관한 것이다.
전주와 전주 사이에 설치되어 다양한 통신선의 지지기능을 수행하는 기존의 조가선을 개선한 형태로서, 통신기능과 지지기능을 일체화하여 전주에 부가되는 하중을 크게 감소시키고 스마트그리드(Smart Grid) 통신망과 배전분야 자동화 구축에 기여를 한 케이블이 일명 광섬유 복합 조가선(OPSW, Composite Suspension Wire with Optical Fiber)이다.
도 7은 종래의 조가선과 OPSW의 단면 구조를 비교하여 표시한 것이며, (A)는 조가선의 단면 구조이고 (B)는 OPSW의 단면 구조이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 조가선은 직경 2.6mm의 아연도강선(711) 7개의 소선을 연선하여 전체직경 7.8mm로 제조된 형태로서, 전주 경간에 통신케이블을 지지하기 위한 용도로서 사용된다.
반면에, OPSW는 통신케이블 지지용 조가선으로 직경 2.45mm의 강심알루미늄연선(712) 7개의 소선을 연선하여 전체직경 8.9mm로 제조되고, 이 조가선 속에 광코어(713)가 내장되어 있어 조가선과 광통신 역할을 동시에 수행할 수 있게 된다.
OPSW는 조가선 기능과 광통신 기능을 동시에 수행함으로써 배전전주에 추가로 광케이블을 시설하지 않고도 통신망 확보가 가능하여 그 사용이 점차 확대되는 추세에 있다.
하지만, OPSW의 장점에도 불구하고 구조적으로 다음과 같은 문제점들이 내포되어 있다.
첫째로, 기존 조가선과 OPSW간의 전체 외경 차이로 인하여 설치공사시 기존에 사용되던 공구 사용시 내부 광코어의 단선이 발생할 수 있다.
조가선 이도 작업시 사용되는 레버블럭 와이어바이스를 이용하여 압착할 때, 압착부위의 연선 및 광코어의 손상이 발생하는 데, 이는 OPSW 외경(8.9mm)이 기존의 조가선 외경(7.8mm) 보다 크고 레버블럭 와이어바이스의 결속부 직경이 기존 조가선의 외경에 맞추어 설계되어 있기 때문이다. 따라서, 조가선 이도 작업을 위해 기존의 조사선용 레버블럭과 OPSW용 레버블럭을 별도로 제작하여 사용되어야 하는 문제가 있고 특히 기존의 조가선과 OPSW가 혼용 사용되고 있다는 데 더 큰 문제가 있다.
둘째로, 조가선을 고정하기 위한 클램프 사용시 이격이 발생하는 문제가 생긴다.
클램프는 조가선의 외경에 맞는 홈이 형성되어 있어 그 홈 부위에 조가선을 삽입시킨 상태에서 볼트 등으로 조이게 되나, 기존의 클램프들은 기존 조가선 외경에 맞게 제작되어 사용되나 OPSW는 기존 조가선의 외경보다 큰 관계로 기존의 클램프를 이용하여 OPSW를 고정할 때 외경 차이로 인해 클램프 쌍의 이격이 발생하게 된다. 이러한 클램프 쌍 이격은 설치 후 OPSW에 외압(전주 승주시)이 가해질 경우 클램프로부터 이탈될 가능성이 많아 문제가 된다.
세째로, 가선 작업시 금속재질인 OPSW의 탄성으로 인해 꼬임현상으로 단선 발생의 문제가 생긴다.
가선 작업시 일반적으로 케이블 드럼은 차량에 거치된 상태에서 케이블을 풀게 되는 데, OPSW 자체의 탄성에 의해 드럼으로부터 이탈되면서 서로 꼬이고 순간적으로 무리한 장력이 가해져 단선의 문제가 발생하기도 한다.
네째로, OPSW와 조가선은 외관상 차이가 없어 서로의 구분이 쉽지 않다. 외경의 차이가 존재하지만 육안에 의한 구별이 어렵다.
따라서, 기존 조가선과 OPSW의 외관상 차별성이 적어 교체작업시 작업자의 실수 등으로 인해 OPSW를 절단하는 사고 발생율이 높아질 수 밖에 없다.
상술한 OPSW의 구조적 문제와 함께 전력사업자(한전)로서의 스마트그리드 완성을 위해 자가통신망 구축이 절대적으로 필요한 상태이다.
현재, 스마트그리드 체계를 구축하기 위해서 배전측 자동화가 필요하며, 배전자동화용으로 광케이블(임대)망과 원격검침용 동축케이블(자가)망이 혼재하여 2개의 케이블을 사용중에 있다.
도 8은 종래의 원격검침자동화 통신망 개요도이다.
수용가(812)의 전력 사용들의 원격검침을 위해서 각 수용가(812)의 전력량계(모뎀 포함)는 배전전주(811)의 변압기로부터 전력선(815)이 연결되고, 데이타 집중장치(DCU, Data Concentrate Unit(813, 814))는 전력선(815)에 연결되어 전력선통신(PLC, Power Line Communication)을 하게 된다.
데이타 집중장치는 마스터 DCU(813)와 하나 이상의 슬래브 DCU(814)로 구분되고 각각의 배전전주(811)에 장착되며, 각각의 배전전주(811)에 장착된 슬래브 DCU(814)는 마스터 DCU(813)와 데이터 통신을 위해 동축케이블(817)로 연결된다.
마스터 DCU(813)는 광케이블(816)을 매개로 하여 간선망(HFC(Hybrid Fiber Coax) 또는 DTRS(Digital Trunked Radio Service))을 이용하여 AMI(Advanced Metering Infra) 서버(818)에 연결된다.
위에서 살펴본 바와 같이, 종래에는 배전자동화용으로 광케이블(816)망과 원격검침용 동축케이블(817)망이 혼재하여 2개의 케이블을 사용중에 있다.
현재, 전력사업자는 광케이블망을 임대하여 사용하고 있는 데 임차회선의 사용료는 년간 몇백억을 통신사업자에게 지불하고 있는 실정이며, 배전자동화 및 원격검침을 위한 회선수요 및 밴드 폭의 증가로 급격히 회선사용료가 증가이기 때문에 임대망을 지속적으로 가져가기에는 전력사업자 입장에서 바람직하지 못하다.
또한, 전력계통 제어를 위한 통신망은 보안성 확보를 위하여 통신사업자 망과 물리적으로 분리된 망이 절실히 요구된다.
또한, 송배전계통의 복합화, 특히 배전계통과 수용가쪽에 트래픽이 집중되어 나타날 것이 명확하고, 고객들이 다양한 단말 및 매체로 전력통신망에 접근하여 고객들의 효율적인 전기사용 및 정보를 관리하고자 요구되어질 것이라는 예측이 가능하므로 스마트그리드의 성공적인 완성을 위하여 최적의 통신망 확보가 더욱 절실하게 필요하다.
상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 전력사업자의 스마트그리드의 구축이 본격화됨에 따라 수용가의 전력 원격검침의 필요성이 대두되고, 이에 따라 기존의 OPSW를 대체하면서 PLC 통신이 가능한 복합케이블을 이용한 통신시스템을 제공하고자 한다.
또한, 전력사업자 측면에서 스마트그리드 통신망 구축을 위해서 현재 임차회선을 통신사업자에게 임차하여 사용하고 있는 실정이며, 이러한 임차회선은 날이 갈수록 회선 사용료가 급격히 증가되므로 자가통신망이 절실히 필요하며 본 발명에서는 이러한 자가통신망의 구축이 용이한 통신시스템을 제공하고자 한다.
또한, 전력계통 제어를 위한 통신망은 보안성 확보 차원에서 통신사업자 망과 물리적으로 분리된 통신망이 절대적으로 필요한 점을 감안할 때, 본 발명의 통신시스템은 이러한 문제를 해결할 수 있도록 할 것이다.
또한, 통신사업자로부터 임차하는 가공광케이블 방식과는 완전히 차별화된 자가통신망을 제공하여, 스마트그리드 전용 통신망으로서 조가선 기능, 광케이블 기능 및 PLC 통신용 동축케이블 기능을 제공할 수 있는 통신시스템을 제공하고자 한다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템은, 광섬유 심선 및 이를 보호하는 금속관으로 이루어진 광코어와, 상기 광코어 외주면에 소정 피치로 꼬여 연선되는 다수의 아연도 강선과, 상기 아연도 강선 중 적어도 하나 이상의 소선은 동으로 동코팅되는 동복강선으로 이루어지는 광 및 PLC 복합조가선을 이용하여, 상기 동복강선을 배전선로의 PLC(Power Line Communication) 통신라인으로 사용하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템은, 광섬유 심선 및 이를 보호하는 금속관으로 이루어진 광코어와, 상기 광코어 외주면에 소정 피치로 꼬여 연선되는 다수의 아연도 강선과, 상기 아연도 강선 중 적어도 하나 이상의 소선은 동으로 동코팅되는 동복강선으로 이루어지는 광 및 PLC 복합조가선을 이용하여, 스마트그리드 통신망 구축에 있어서, 발전소에서 변전소 구간은 OPGW(Optical Phase Ground Wire, 광섬유복합가공지선), 변전소에서 배전전주까지는 OPSW(Composite Suspension Wire, 광 및 PLC 복합조가선), 배전전주와 배전전주 까지는 상기 광 및 PLC 복합조가선, 배전전주와 수용가까지는 PLC(Power Line Communication)을 통한 통신라인으로 구축하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 동복강선은 원격검침을 위한 PLC 통신라인, 변압기이상유무 감시를 위한 PLC 통신라인, 맨홀감시을 위한 PLC 통신라인, 공가 감시를 위한 PLC 통신라인 또는 전주도괴방지감시를 위한 PLC 통신라인으로 사용될 수 있을 것이다.
또한, 본 발명에 따른 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템은, 광섬유 심선 및 이를 보호하는 금속관으로 이루어진 광코어와, 상기 광코어 외주면에 소정 피치로 꼬여 연선되는 다수의 아연도 강선과, 상기 아연도 강선 중 적어도 하나 이상의 소선은 동으로 동코팅되는 동복강선으로 이루어지는 광 및 PLC 복합조가선을 이용하여, 상기 동복강선은 배전전주의 변압기와 수용가측과 연결된 전력선과 연결되어 수용가측의 전력 사용량의 원격검침을 위한 PLC 통신라인으로 사용되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 전력선은 각각의 수용가의 전력량계와 PLC 모뎀과 연결되며, 데이터 집중장치인 DCU(Data Concentrate Unit)와 연결되고, 상기 동복강선의 일측은 상기 전력선과 연결되고, 타측은 상기 DCU에 연결되어 PLC를 통한 데이터 통신될 수 있다.
여기서, 상기 동복강선과 상기 DCU간에는 DCP(Direct Coupling Probe)를 매개로 서로 연결되는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 DCU는 상기 배전전주에 장착되며, 특정의 배전전주에 장착된 하나는 마스터 DCU이고, 다른 배전전주에 장착된 하나 이상의 DCU는 슬래브 DCU이며, 상기 슬래브 DCU는 상기 마스터 DCU와 상기 동복강선으로 연결되어, 원격검침을 위한 데이터가 상기 마스터 DCU로 집중되어 데이터의 통신 효율성을 높이는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 마스터 DCU는 광케이블을 매개로 하여 간선망을 이용하여 AMI(Advanced Metering Infra) 서버에 연결되어 원격 데이터 관리가 될 수 있도록 한다.
여기서, 상기 동복강선과 상기 전력선간에는 커플러가 매개되어 서로 연결되어, 동복강선에 의한 PLC 통신에 있어 노이즈를 완전히 제거된 상태에서의 통신이 이루어지도록 하는 클리어 존(Clear Zone)을 형성시키는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 광 및 PLC 복합조가선은 어싱 코일(Earthing Coil)을 통해 대지와 연결되는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 전력사업자의 스마트그리드의 구축이 본격화됨에 따라 수용가의 전력 원격검침의 필요성이 대두되고, 이에 따라 기존의 OPSW를 대체하면서 PLC 통신이 가능한 복합케이블을 이용한 통신시스템을 제공하는 것이 가능하게 된다.
또한, 전력사업자 측면에서 스마트그리드 통신망 구축을 위해서 현재 임차회선을 통신사업자에게 임차하여 사용하고 있는 실정이며, 이러한 임차회선은 날이 갈수록 회선 사용료가 급격히 증가되므로 자가통신망이 절실히 필요하며 본 발명에서는 이러한 자가통신망의 구축이 용이한 통신시스템의 제공이 가능하다.
또한, 전력계통 제어를 위한 통신망은 보안성 확보 차원에서 통신사업자 망과 물리적으로 분리된 통신망이 절대적으로 필요한 점을 감안할 때, 본 발명의 통신시스템은 이러한 문제를 해결할 수 있게 된다.
또한, 통신사업자로부터 임차하는 가공광케이블 방식과는 완전히 차별화된 자가통신망을 제공하여, 스마트그리드 전용 통신망으로서 조가선 기능, 광케이블 기능 및 PLC 통신용 동축케이블 기능의 통신시스템 구축이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광 및 PLC 복합조가선의 단면도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 및 PLC 복합조가선의 단면도를 도시한 것이다.
도 3은 도 1 및 도 2의 광 및 PLC 복합조가선의 길이 표시 구성도를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광 및 PLC 복합조가선의 제품을 생산하여 드럼에 권취된 상태의 사진이다.
도 5는 본 발명에 따른 광 및 PLC 복합조가선을 적용한 전력사업자의 스마트그리드 통신망의 개요이다.
도 6은 본 발명에 따른 광 및 PLC 복합조가선을 적용하여 구축 가능한 원격검침자동화 통신망 개요도이다.
도 7은 종래의 조가선과 OPSW의 단면 구조를 비교하여 표시한 것이며, (A)는 조가선의 단면 구조이고 (B)는 OPSW의 단면 구조이다.
도 8은 종래의 원격검침자동화 통신망 개요도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 광 및 PLC 복합조가선{COMPOSITE SUSPENSION WIRE} 및 광 및 PLC 복합조가선(광동축복합케이블)을 이용한 통신시스템의 구조 및 작용효과를 살펴본다.
본 발명에 따른 광 및 PLC 복합조가선은 OPSW(Composite Suspension Wire)와 PLC(Power Line Communication) 기능의 구현이 가능한 복합케이블이다. 더욱 구체적으로는 조가선, 광통신선 및 PLC 통신케이블로서의 기능을 구현할 수 있는 복합 케이블로서, ‘광섬유복합 스마트그리드 케이블’로 명명될 수 있고, OPLC(OPTICAL AND POWER LINE COMMUNICATION COMPOSITE SUSPENSION WIRE)로 약칭될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 광 및 PLC 복합조가선의 단면도를 도시한 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 광 및 PLC 복합조가선(110)은 중심에 광코어(111)가 형성되고, 광코어(111)의 외주면으로 밀착되어 동심으로 배열되어 일정한 연정을 주어 꼬어져 형성된 안연도 강선(112)이 형성된다.
광코어(111)는 광섬유 심선과 내부 충진용 필러가 충진되며 그 외부로는 광코어(111) 보호용 스테인레스 스틸 튜브(113)로 이루어져 통신용으로 사용된다.
아연도 강선(112)은 조가선 기능을 하며 신선한 강선에 용융 아연도금 또는 전기 아연도금을 한 것으로 사용될 수 있고, 전체외경이 기존의 조가선 전체 외경인 7.8mm와 동일하게 되도록 아연도 강선(112)의 직경 및 소선수가 결정된다.
여기서, 기존의 조가선 외경 7.8mm와 동일하도록 설계하는 것은 종래의 OPSW의 외경이 8.9mm이어서 구조적으로 문제가 되었던 기존 금구류와의 호환성 문제와 큰 관련이 있다.
또한, OPSW의 광코어는 인장강도 50kgf/㎟를 요구되며 OPSW 자체의 인장하중이 일정 규격치를 만족해야 하므로, 본 발명의 광 및 PLC 복합조가선의 광코어(111)의 외경이 결정되고, 광코어(111)의 외경이 결정된 후 전체 외경 7.8mm의 조건에 만족하도록 아연도 강선(112)의 직경 및 코어수가 결정된다.
바람직하게는, 광코어(112)의 직경은 3.8mm로 설계될 수 있으며, 아연도 강선(112)의 직경은 2.0mm로 결정되고 소선수는 9개로 결정될 수 있다.
아연도 강선(112)의 소선 중 적어도 하나 이상은 동코팅(114)되어 동복강선(115)으로서 활용된다.
아연도 강선(112) 중 동코팅(114)된 동복강선(115)은 배전선로 상의 PLC x통신을 위한 케이블 대체용으로 사용될 수 있다. 동복강선(115, Bare copper coverd steel)은 강선의 표면에 동을 피복하여 만든 전선으로서 구리심에 비해 도전율이 2.5~3배 정도 낮으나 인장강도가 뛰어난 장점을 갖는다.
본 발명의 동복강선(115)은 조가선으로서의 기능이 기본이 되므로 조가선이 갖아야 되는 충분한 인장강도를 지닐 수 있어야 하고, 또한 전기란 도체의 표면을 따라서 흐르려는 성질이 있으므로 강선에 동코팅 또는 동피복을 하여 전기전도도가 좋아야 되는 두 조건을 만족할 수 있으므로 기계적 강도 및 전기전도도 모두를 만족할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광 및 PLC 복합조가선의 단면도를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 도 1의 일실시예와 비교하여 동복강선(215)에서 동코팅(214)된 부분 위에 동코팅 보호용으로 자켓(216)이 형성되는 부분에 차이가 있다.
나머지 광 및 PLC 복합조가선(210)의 외경, 광코어(211) 및 아연도 강선(212)의 구성은 동일하며, 조가선의 기능, 광통신 기능 및 동복강선을 통한 PLC케이블로서의 활용 역시 동일하다.
자켓(216)은 동코팅 피복의 벗겨짐으로부터 보호하기 위한 PVC 재질로서, 일반 케이블의 피복 재질과 동등 이상의 성능이면 만족된다.
도 1 및 도 2에 도시된 광 및 PLC 복합조가선(210)은 기존의 조가선과 OPSW의 기능을 모두 만족하는 동시에 하나의 아연도 강선을 동코팅하여 PLC 통신용 케이블로서 활용할 수 있도록 한다. 특히 배전라인에서 PLC 통신을 위한 급전선과 같은 동케이블로 활용될 수 있다.
또한, 본 발명의 광 및 PLC 복합조가선(110, 210)은 외측의 아연도 강선(112, 212)의 소선 중 하나 이상을 동코팅된 동복강선(115, 215)으로 활용하므로써 통신용 기능 외에 기설치되어 있는 조가선이나 OPSW와 구분이 가능한 장점을 갖는다.
동복강선(115, 215)은 아연도강선이나 알루미늄연선과 색깔로서도 구분이 가능하여 외부에서도 쉽게 식별이 가능하여 보수 작업시나 교체 작업시 외부 식별 불가능에 의한 오작업을 없앨 수 있는 장점을 동시에 갖는다.
도 1 및 도 2에서는 하나의 아연도 강선 소선만을 동복강선으로 사용한 예를 들고 있지만, 한 쌍의 아연도 강선 소선을 동코팅하여 동복강선으로 사용할 수도 있을 것이다. 물론, 셋 이상의 아연도 강선 소선을 동복강선으로 활용할 수도 있다.
도 3은 도 1 및 도 2의 광 및 PLC 복합조가선의 길이 표시 구성도를 도시한 것이다.
광 및 PLC 복합조가선의 정확한 케이블 소요 수량의 확인이 필요하고, 케이블 길이를 이용한 공법의 개선이 가능하다는 점에서 광 및 PLC 복합조가선의 정확한 길이를 확인할 수 있는 개선이 절실히 필요하다.
실제 아연도 강선의 표면에 인쇄 방식이나 기타의 다른 방식으로 표시하는 것이 불가능하므로 본 발명에서는 광코어를 보호하고 있는 스테인레스 스틸관의 표면에 인쇄 표시하는 방안을 제안한다.
도 3을 참조하면, 광 및 PLC 복합조가선(310)의 탈피된 상태도를 나타낸다. 도 1 및 도 2와 마찬가지로 내부로부터 광섬유 심선(311a), 스테인레스 스틸관(313) 및 아연도 강선(312) 순으로 형성된다. 여기서 아연도 강선(312) 소선 중 어느 하나 이상은 동코팅된 동복강선(315)일 것이다.
여기서, 스테인레스 스틸관(313)은 알루미늄이나 기타 다른 금속관으로 대체가 가능하다.
스테인레스 스틸관(313)의 외표면에는 소정 길이 단위로 일정한 길이표시(316)와 해당 길의 숫자가 인쇄될 수 있다.
실제, 본 발명과 같이 스테인레스 스틸관(313)의 표면에 길이를 인쇄 표시하는 경우 광 및 PLC 복합조가선(310)의 외표면에서는 인식될 수 없는 단점은 있으나, 내부의 광코어는 배전단에서 접속이 이루어져야 하므로 실제 광섬유를 접속하기 위해서는 외부의 아연도 강선(312)을 절단하여 1m 이상 제거하고 스테인레스 스틸관(313)을 뽑아낸 상태에서 광섬유 접속을 진행하므로 이 경우 스테인레스 스틸관(313)의 표면에 표시된 길이를 확인하는 것이 가능하게 된다. 결국, 광 및 PLC 복합조가선(310)의 길이를 외부에서 인식은 어렵지만 광섬유 접속시 그 길이를 확인하는 것이 가능하고, 광섬유 접속은 반드시 접속개소마다 이루어지므로 실질적으로 광 및 PLC 복합조가선(313)의 길이를 확인할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 광 및 PLC 복합조가선의 제품을 생산하여 드럼에 권취된 상태의 사진이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 광 및 PLC 복합조가선(410)은 외측에 9개의 소선이 일정한 피치로 꼬여져 형성되며, 9개의 소선 중 하나의 소선은 동코팅된 동복강선(415)이 형성된다. 사진상에서 연한 갈색으로 보이는 부분이 동코팅된 동복강선이며, 회색으로 보이는 부분은 조가선으로서의 아연도 강선(412)이다.
도 5는 본 발명에 따른 광 및 PLC 복합조가선을 적용한 전력사업자의 스마트그리드 통신망의 개요이다.
도 5에 도시된 전력사업자의 스마트그리드 통신망은 발전소에서 변전소 구간은 OPGW(Optical Phase Ground Wire, 광섬유복합가공지선), 변전소에서 배전전주까지는 OPSW(Composite Suspension Wire, 광 및 PLC 복합조가선), 배전전주와 배전전주 까지는 OPLC(본 발명의 광 및 PLC 복합조가선), 배전전주와 수용가까지는 PLC(Power Line Communication)을 통한 통신라인으로 구성된다.
여기서, 본 발명의 광 및 PLC 복합조가선이 설치되는 배전선로의 라인은 원격검침을 위한 PLC 라인, 변압기이상유무 감시를 위한 PLC 라인, 맨홀감시을 위한 PLC 라인, 공가 감시를 위한 PLC 라인 및 전주도괴방지감시를 위한 PLC 라인으로 사용될 수 있고, 또한 배전자동화를 위한 통신용 광케이블 라인으로 사용될 수 있다.
즉, 본 발명의 일실시예(도 1)에서 광 및 PLC 복합조가선(110)의 동복강선(115)은 수용가측 또는 배전전주의 원격검침 및 감시를 위한 PLC 통신용 케이블로서 활용되고, 광코어(111)는 배전자동화를 위한 통신용 광케이블로서 활용된다.
특히, 수용가측에서의 전력 소비량을 원격검침하기 위해서 현재 수용가측의 전력라인을 전력모뎀을 통해 PLC 통신을 수행하고 있으므로, 배전선로 내에서 PLC 통신이 가능하도록 본 발명의 광섬유복합조선을 배전전주 사이에 설치하여 동복강선(115)을 PLC 통신 전용라인으로 활용하도록 한다.
도 6은 본 발명에 따른 광 및 PLC 복합조가선을 적용하여 구축 가능한 원격검침자동화 통신망 개요도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 수용가(612)측의 전력 사용량의 원격검침을 위해서 각 수용가(612)의 전력량계(모뎀 포함)는 배전전주(611)의 변압기로부터 전력선(615)이 연결되고, 데이타 집중장치(DCU, Data Concentrate Unit(613, 614))는 전력선(615)에 연결되어 전력선통신(PLC, Power Line Communication)을 하게 된다.
데이타 집중장치는 마스터 DCU(613)와 하나 이상의 슬래브 DCU(614)로 구분되고 각각의 배전전주(611)에 장착되며, 각각의 배전전주(611)에 장착된 슬래브 DCU(614)는 마스터 DCU(613)와 데이터 통신을 위해 광 및 PLC 복합조가선(616)으로 연결된다.
마스터 DCU(613)와 슬래브 DCU(614)간의 통신은 PLC 통신으로서 광 및 PLC 복합조가선(616)의 동복강선(115, 215)을 통신선으로서 활용된다.
이때, DCU(613, 614)와 광 및 PLC 복합조가선(616)간의 연결은 DCP(Direct Coupling Probe, 618)를 매개로 하여 프로브 결합(Probe Coupling)된다.
마스터 DCU(613)는 광케이블을 매개로 하여 간선망(HFC(Hybrid Fiber Coax) 또는 DTRS(Digital Trunked Radio Service))을 이용하여 AMI(Advanced Metering Infra) 서버(617)에 연결된다.
본 발명에서 제안된 광 및 PLC 복합조가선(616)의 동복강선(115, 215)을 이용한 PLC 통신은 마스터 및 슬래브 DCU(613, 614) 간의 PLC 통신 선로로 사용하며, 어싱 코일(Earthing Coil, 619)을 통해 광 및 PLC 복합조가선(616)과 대지 사이에 직렬로 연결시켜, 전력선 통신 주파수 대역의 임피던스를 증가시켜 동복강선(115, 215)에 인가된 통신신호가 접지선을 통해 손실되는 것을 차단하도록 구성된다.
어싱 코일(619)은 인덕턴스 성분을 갖는 인덕터로써, 저주파 대역은 통과 시키고 고주파 대역은 차단하는 인덕터 고유의 전자기적 특성을 이용하며, 저주파 성분의 낙뢰나 누전에 의한 전압 전류는 통과되고 고주파 성분인 전력선 통신 신호는 차단하게 된다.
PLC 통신의 경우 전력선을 이용한 통신방식으로서 많은 장점을 갖는 반면에 높은 부하간섭과 잡음, 가변감쇠, 임피던스 레벨 잡은 그리고 신호왜곡 등의 문제가 있게 된다. 이러한 점을 감안하여 본 발명에서는 PLC 통신선으로 이용되는 광 및 PLC 복합조가선(616)의 동복강선(115, 215)과 전력선(615)간에는 커플러(614)를 매개로 수용가측의 PLC 라인과 배전전주측의 PLC 라인을 서로 연결시키는 것이 바람직하다.
수용가(612)의 계량기에서 검침된 검침 데이터는 전력선(615)을 이용한 전력선 통신으로 각각의 DCU(613, 614)에 전송되며, 슬래브 DCU(614)의 데이터는 마스터 DCU(613)로 집중된다. 이때 수용가(612)의 전력선(615)과 배전전주에 가설된 광 및 PLC 복합조가선(616) 간에는 커플러(614)를 매개로 연결되므로, 수용가(612)측의 검침 데이터는 노이즈 및 전력 성분을 제외한 신호만을 광 및 PLC 복합조가선(616)에 전송되어 광 및 PLC 복합조가선(616)의 동복강선(115, 215)은 클리어존(Clear Zone)이 형성된 PLC 통신을 하게 된다.
도 6에 도시된 예는 PLC 통신 기반의 원격검침을 예시로 한 것이지만, PLC 통신 기반의 통신시스템 기반이라면, 원격검침 외에 PLC 통신 기반의 배전선로 통신시스템에는 모두 적용이 가능하며, 그 예로서 변압기이상유무 감시를 위한 PLC 라인, 맨홀감시을 위한 PLC 라인, 공가 감시를 위한 PLC 라인 및 전주도괴방지감시를 위한 PLC 라인으로 사용될 수 있을 것이다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110, 210, 310, 616 : 광 및 PLC 복합조가선
111, 211 : 광코어
112, 212, 312 : 아연도 강선
113, 213, 313 : 스테인레스 스틸관
114, 214 : 동코팅 115, 215, 315 : 동복강선
216 : 자켓 311a : 광섬유 심선
316 : 길이 표시 611 : 배전전주
612 : 수용가 613 : 마스터 DCU
614 : 슬래브 DCU 615 : 전력선
617 : AMI 서버 618 : DCP
619 : 어싱 코일 620 : 커플러

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
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  4. 광섬유 심선 및 이를 보호하는 금속관으로 이루어진 광코어와, 상기 광코어 외주면에 소정 피치로 꼬여 연선되는 다수의 아연도 강선과, 상기 아연도 강선 중 적어도 하나 이상의 소선은 동으로 동코팅되는 동복강선으로 이루어지는 광 및 PLC 복합조가선을 이용하여,
    상기 동복강선은 배전전주의 변압기와 수용가측과 연결된 전력선과 연결되어 수용가측의 전력 사용량의 원격검침을 위한 PLC 통신라인으로 사용되며,
    상기 전력선은 각각의 수용가의 전력량계와 PLC 모뎀과 연결되며, 데이터 집중장치인 DCU(Data Concentrate Unit)와 연결되고,
    상기 동복강선의 일측은 상기 전력선과 연결되며, 타측은 상기 DCU에 연결되어 PLC를 통한 데이터 통신되는, 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 동복강선과 상기 DCU간에는 DCP(Direct Coupling Probe)를 매개로 서로 연결되는, 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 DCU는 상기 배전전주에 장착되며, 특정의 배전전주에 장착된 하나는 마스터 DCU이고, 다른 배전전주에 장착된 하나 이상의 DCU는 슬래브 DCU이며,
    상기 슬래브 DCU는 상기 마스터 DCU와 상기 동복강선으로 연결되어, 원격검침을 위한 데이터가 상기 마스터 DCU로 집중되는, 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 마스터 DCU는 광케이블을 매개로 하여 간선망을 이용하여 AMI(Advanced Metering Infra) 서버에 연결되는, 광 및 PLC 복합조가선을 이용한 통신시스템.
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