KR20080014796A

KR20080014796A - 데이터 송신

Info

Publication number: KR20080014796A
Application number: KR1020077027543A
Authority: KR
Inventors: 스티븐 맥기; 알프레드 존스; 매튜 윌리엄 패트릭
Original assignee: 맹크스 일렉트리시티 어쏘리티
Priority date: 2005-04-28
Filing date: 2006-04-28
Publication date: 2008-02-14
Also published as: JP2008539687A; WO2006114636A3; NZ563644A; GB2425697B; GB0815419D0; EP1880481B1; ATE446618T1; GB2425697A; GB2449396A; CN101213766A; CN101213766B; RS51262B; ES2335431T3; DK1880481T3; EG25479A; GB0508673D0; HRP20100013T1; TW200707473A; AU2006238955A1; US8035031B2

Abstract

본 발명은 전력 배전 시스템 상에서의 데이터 송신을 위한 시스템에 관련된다. 이 시스템은 전기적 장치에 연결된 차폐된 전력 케이블을 포함하는 전기적 장치를 포함한다. 케이블은 금속성 시스에 의하여 포위된 코어 및 해당 금속성 시스를 포위하는 아머를 포함한다. 아머는 케이블이 장치에 진입하는 지점에서 금속성 시스로부터 분리되고, 해당 지점으로부터 이격된 소정 지점에서 장치에 대하여 지지됨으로써, 해당 금속성 시스의 일부가 노출되도록 한다.

Description

데이터 송신{Data transmission}

본 발명은 데이터 송신에 관련되며, 특히, 전력 배전 네트워크(electricity distribution network) 상에서의 데이터 송신에 관련된다.

전력 배전 네트워크는 전력 발전소, 예를 들면 파워 스테이션(power station)으로부터 가정적 및 산업적 소비자로 전기를 송전하기 위하여 광범위하게 이용된다. 전력 배전 네트워크가 수 천의 소비자를 상호 접속하는 인프라구조를 제공하고 있으며, 이러한 구조는 단지 전력 뿐 아니라 다른 것도 송신하는데 이용될 수 있다는 것이 알려져 왔다. 예를 들어, 배전 네트워크는 데이터의 송신을 위해 사용될 수 있다.

전력 배전 네트워크가 데이터의 송신을 위하여 이용되는 현존하는 시스템은 '전력선 통신(Power Line Communications, PLC)' 및 '광대역 전력선 통신(Broadband over Power Lines, BPL)'이라고 불린다. 이러한 시스템에서, 고주파 데이터 신호가, 케이블 주위에 또는 케이블에 인접하도록 구현되는 유도성 코일 또는 커패시터를 이용하여 전력 케이블에 추가 또는 삽입된다. 그러면 상응하는 유도성 코일 또는 커패시터가 대응하는 단부에서 해당 데이터 신호를 제거 또는 추출하는데 이용된다. 이러한 시스템들은, 개별 데이터 통신 인프라 구조를 더 요구하 지 않으면서도, 현존하는 전력선 케이블 상에서 양 당사자들 간에 데이터 신호가 송신될 수 있도록 허용한다. 더 나아가, 데이터의 송신 동작은, 케이블의 주된 용도인 전력 송전을 방해하지 않는다.

그러나 현존하는 전력 배전 네트워크 상에서 전력선 통신(PLC)을 구현하는데 관련된 많은 문제점들이 존재하는데, 이러한 문제점은 특히, 인프라 구조가 오래되었거나 구성 요소들에 접근할 수 없는 경우에는 더욱 그러하다.

배전 네트워크의 많은 구성 요소들(이를테면 고압의 오버헤드 전원 케이블과 같은 요소)에서, 전력 케이블들은 완전히 노출되거나 또는 얇은 보호층 또는 시스(sheath)에 의하여 코팅된다. 이러한 경우에, 이러한 케이블로의 접근은 대략적으로 방해받지 않으며, 결과 데이터는 작은 유도성 코일을 이용함으로써 용이하게 케이블 상에 주입(injection)될 수 있다. 그러나, 지하 어플리케이션들에 이용되는 차폐 케이블과 같이, 절연 및/또는 보호 목적으로 차폐된 케이블들이 존재하는 네트워크의 다양한 성분들이 존재한다. 전형적으로, 차폐 케이블은 전형적으로 전력을 전달하며, 금속성 시스 및 해당 케이블의 길이를 따라서 에워싸도록 진행하는 일련의 유연성(mild) 금속 와인딩 또는 테입(아머(armor)라고 불린다)에 의하여 포위되는 코어를 포함한다. 케이블들이 차폐되는 경우에, 데이터 신호를 케이블 차폐막을 관통하여 주입하고 케이블의 도전성 코어로 전달시키기 위하여는 큰 용량의 유도성 코일 또는 커패시터들이 필요하다. 물론 데이터 신호를 차폐를 관통하여 주입하기 위하여 큰 용량의 유도성 코일을 이용하는 것도 가능하지만, 현존하는 케이블 상에 이러한 코일들을 설치하고 탑재하는 것은 상업적으로는 적용되기 어려운 것이다. 더 나아가, 차폐된 케이블 상에 주입되거나 또는 그로부터 추출될 수 있는 데이터 신호의 품질은, 케이블 실드 및 아머 구조 때문에 열화될 수 있다.

PLC 어플리케이션에서 아머가 부탁된 케이블을 이용하는 것의 문제점은, 해당 케이블 코어로의 접근이 데이터 신호를 주입 또는 추출하기 위하여 필요한 어느 경우에도 발생할 수 있는 제한적 인자(limiting factor)이다. 예를 들어, PLC 네트워크들은 자주 신호가 연장된 거리를 이동할 필요가 있을 경우에 신호 강도를 '부스트(boost)'하도록 중계기에 요청한다. 또한, 신호를 주입하기 위하여 케이블 코어에 접근하는 아머가 부착된 케이블 수단은 PLC 중계기의 단가가 현저히 상승하도록 야기한다.

전술된 문제점들은 또한, 전기적 케이블이 변압기, 종단 박스(termination box) 등과 같은 장치들에 연결될 때에도 발생한다. 이러한 경우에, 케이블들은 안전 목적을 위하여 차폐된다(유연성 철제 아머(mile steel armour)를 이용한다). 차폐된 전기적 케이블이 종단 박스에 연결된 종래의 구조에서, 케이블의 차폐는 기계적 클램프를 이용하여 종단 박스로 기계적으로 연결된다. 이러한 클램프는 철제 아머를 그리핑하여 종단 박스 하우징에 대하여 기계적으로 케이블을 지지하며 이러한 케이블로 하여금 종단 박스로부터 인출되어 나오는 것을 방지하며, 이러한 아머를 금속성 시스의 전위에 전기적으로 연결한다. 아머 및 절연제에 의하여 포위된 케이블의 코어들은, 종단 박스로 직접 급전함으로써 요청된 전기적 경로를 제공한다.

종단 박스들이 차폐되고 접근 불가능한 상황은 자주 발생하기 때문에, 이러 한 상황에서 PLC를 구현하는 오직 하나의 방법은 해당 케이블이 종단 박스에 진입하기 이전에 차폐된 케이블 주위에 유도성 코일을 설치하는 것이다.

일반적으로, 전력 배전 네트워크 내에서 접근 불가능한 케이블 박스와 함께 차폐된 케이블을 이용하는 것은 해당 케이블 코어로의 접근을 제한하며, 네트워크의 이러한 성분으로 PLC를 구현하는 것을 어려우면서도 고가의 비용이 발생하도록 한다. 차폐된 케이블을 이용하여 PLC를 구현하는 문제점을 극복하기 위한 한 가지 옵션은 변압기 또는 종단 박스들 각각을 해당 케이블 코어로의 접근을 제공하는 균등물로 대체하는 것이다. 그러나, 전력 배전 네트워크에서 변압기와 종단 박스를 교체하는 것은 전력 공급을 중단시킬 뿐 아니라 매우 고비용이 요구되는 것이다.

그러므로, 현존하는 배전 네트워크 상에 PLC가 설치될 수 있도록 하는 장치로서, 장비에 대한 실질적인 변경 없이 차폐된 케이블을 이용할 수 있도록 하는 장치가 절실히 요구된다. 특히, 네트워크에 방대하고 고비용의 수정을 할 필요성을 배제하면서 전기적 안전성은 유지하고 커넥션의 기계적 무결성(mechanical integrity)을 유지하는 장치가 절실히 요구된다.

그러므로, 본 발명의 제1 측면으로부터, 본 발명은 전기적 장치 및 상기 장치에 연결된 차폐된 전기적 케이블을 포함하는 전기적 시스템으로서, 상기 케이블은 코어, 상기 코어 주위의 금속성 시스(metallic sheath), 및 포위 아머(surrounding armour)를 포함하고, 상기 아머는, 상기 시스가 상기 장치에 진입하는 지점에서 상기 금속성 시스의 주위로부터 분리되고, 상기 지점으로부터 이격된 지점에서 상기 장치에 대하여 지지됨으로써, 상기 시스의 일부가 상기 지점 및 상기 아머 간에 노출되도록 하는 전기적 시스템을 제공한다.

이와 같은 장치를 이용하면 시스의 일부는 케이블이 상기 장치(예를 들어, 변압기, 차단기(switchgear), 또는 종단 박스)에 진입하는 지점에서 노출되고, 따라서 이러한 시스를 PLC 장치 및 성분들에 의하여 접근 가능하도록 한다.

바람직하게는, 상기 아머는 장치 및 아머 간의 바람직한 위치 관계를 유지하고, 더 나아가 장치 및 케이블의 방향성에 기반하여 상기 아머를 상기 장치 상에 지지하는 커플링에 의하여 상기 장치에 연결되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 커플링은 상기 아머를 수납하도록 구현된 제1 단부 및 상기 제1 단부로부터 이격되지만 이에 연결된 제2 단부를 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 장치의 일부에 탑재되도록 구현되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 이와 같은 커플링으로부터 발전하며, 본 발명의 제2 측면으로부터 코어 및 포위 아머를 포함하는 차폐된 전기적 케이블을 전기적 장치에 연결하기 위한 커플링으로서, 상기 커플링은 상기 케이블의 상기 아머를 수납하도록 구현된 제1 단부 및 상기 제1 단부로부터 이격되지만 이에 연결된 제2 단부를 포함하고, 상기 제2 단부는 상기 장치의 일부에 탑재되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 커플링이 제공된다.

상기 제2 단부는 적합한 방법으로 상기 장치에 연결될 수 있으나, 바람직하게는 제2 단부는 장치의 일부(예를 들어 종단 박스의 글랜드(gland))의 주위에 원주상에서(circumferentially) 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

커넥션은 고정될 수 있고(즉, 영구적일 수 있고), 또는 릴리스 됨으로써, 커플링이 연결 및 분리될 수 있도록 한다.

바람직하게는, 장치의 일부를 원주상에서 클램프하도록 구현될 수 있다. 그러므로, 제2 단부는 해당 부분의 원주 주위에 상호 연장되는 하나 또는 그 이상의 부분들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 이것은 해당 부분을 포위하도록 구현되는 칼라(collar)를 포함할 수 있는데, 이것은 해당 칼라로 하여금 해당 부분 주위에서 조여지도록(tightened) 허용한다.

바람직하게는, 이러한 칼라는 상호 연결되도록 구현되고 또한 해당 부분 주위에서 조여지도록 구현되는 두 개 또는 그 이상의 성분들을 포함한다. 각 부분은 조임 볼트(tightening bolt)와 같은 조임 수단을 수납하기 위한 플랜지(flange)를 포함할 수 있다.

상기 커플링의 상기 제1 단부는 두 표면들 간에서 상기 케이블 아머를 클램핑하도록 구현되는 것을 특징으로 한다. 상기 표면들은 그 사이에 아머가 삽입될 수 있는 모든 형태를 가질 수 있다. 바람직하게는, 클램핑 표면들은 실질적으로 평행하며, 상기 케이블의 축에 대하여 소정의 각도로 구현되는데, 더 바람직하게는 상기 표면들은 상기 케이블의 상기 축에 대하여 수직인 것을 특징으로 한다.

커플링의 제1 단부는 바람직하게는 상기 케이블의 상기 코어가 관통하도록 충분한 크기를 가지는 중앙 보어(central bore)를 포함하는 두 개의 판 또는 디스크의 형태를 가지는 것을 특징으로 한다(즉, 보어의 지름은 최소한 케이블의 코어의 지름과 그 크기가 같다). 판들은 영구적이거나 릴리스가능한 적합한 기계적 커넥션 또는 조인트를 이용하여 서로에 대하여 결합될 수 있다.

판들은 상호 연결됨으로써 케이블 코어를 둘러싸고, 협동하도록 구현되는 두개 또는 그 이상의 성분들을 포함함으로써, 기계적으로 케이블 아머를 고정한다. 바람직하게는, 개별 판 성분들 간의 조인트들은 상호에 대하여 원주상에서 오프셋된다.

바람직하게는, 커플링은 커플링의 상기 제1 및 제2 단부들 간에서 연장된 하나 또는 그 이상의 연결 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 연결 부재(들)는 하나 또는 그 이상의 로드(rod)를 포함한다. 바람직하게는, 세 개의 원주상에서 이격된 커넥션 로드들이 제공된다.

상기 연결 부재(들)에는, 상기 제1 및 제2 단부들이 상기 케이블의 축을 따라서 서로에 대하여 이동되도록 하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에서, 턴버클(turnbuckle) 장치가 이용될 수 있다. 그럼으로써, 이용되는 동안에 케이블은 종단 박스에 밀려 넣어지거나 또는 당겨져 나올 수 있게 된다.

바람직하게는, 커플링의 제1 및 제2 단부 간에 전기적 절연이 제공된다. 예를 들어, 전술된 바와 같은 턴버클 장치에서, 턴버클 보디는 예를 들어 나일론과 같은 절연 물질로 이루어질 수 있다.

바람직하게는, 상기 커플링의 상기 제1 단부는, 상기 케이블 시스의 노출된 길이를 둘러싸며 유도성 성분을 수납하기 위한 표면을 제공한다. 바람직하게는, 이것은 상기 케이블의 축에 대하여 수직으로서, 유도성 성분을 수납하기 위한 표면을 제공한다. 유도성 성분은 모든 적합한 인덕터일 수 있으나 바람직하게는 인덕터 코일인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 인덕터를 포함하는 장치로 확장되어, 본 발명의 또다른 실시예로부터, 전기적 장치 및 상기 장치에 탑재된 차폐된 전기적 케이블을 포함하는 전기적 시스템으로서, 상기 케이블은 금속성 시스 및 아머에 의하여 포위된 코어를 포함하는 전기적 시스템에 있어서, 상기 아머는, 상기 시스가 상기 장치에 진입하는 지점에서 상기 금속성 시스의 주위로부터 분리되어, 상기 시스의 일부가 상기 지점 및 상기 아머 간에 노출되도록 하고, 유도성 수단이 상기 노출된 부분 주위에 구현되는 것을 특징으로 하는 전기적 시스템이 제공된다.

전술된 바와 같이, PLC 어플리케이션들은 또한 차폐된 케이블 상에서 운반되는 데이터 신호를 '부스트'하기 위하여 중계기의 이용을 요구함으로써, 이러한 신호가 연장된 거리를 통하여 송신될 수 있도록 한다. PLC 중계기에서, 신호는 케이블로부터 추출되고, 증폭되며, 다시 케이블 상으로 주입된다.

또다른 측면으로부터 살펴보면, 본 명세서에서 개시된 발명은 전류 운반 코어(current carrying core), 상기 코어 주위에 구현된 금속성 시스, 및 상기 금속성 시스 주위의 아머를 포함하는 전기적 케이블 상의 신호 중계기(repeater)를 제공하는데, 여기서 상기 아머는 상기 케이블의 소정 길이 상에서 제거되어 상기 금속성 시스의 소정 섹션을 노출시키고; 금속성 시스의 상기 노출된 섹션의 중앙부는 제거되어, 상기 코어의 소정 길이를 노출시키고 상기 아머로부터 투영된 시스의 두 배의 길이를 남겨두며; 개별 인덕터들이 시스의 상기 투영된 길이 상에 구현되고; 접지 경로들은, 상기 인덕터의 이면 하부의 시스의 상기 투영 길이의 개별 단부 영역(end region)으로부터 상기 중계기의 양단부 간에 연장되는 외부 접지 경로까지 진행하며; 및 상기 접지 경로들은 시스의 상기 길이들의 상기 단부 영역 및 상기 외부 접지 경로로의 그들의 연결 간에서 시스의 개별 길이들로부터 절연되는 것을 특징으로 한다.

금속성 시스 내의 브레이크(break)는 요청되는 바에 따라 케이블의 길이를 따라 시스의 전기적 연속성을 단절시키는데, 그 이유는 신호는 해당 시스템 및 케이블 코어 상에서 운반됨에 의하여 사실상 보완된다고 여겨질 수 있기 때문이다.

바람직하게는 상기 인덕터들은 상기 케이블과 동축인 것을 특징으로 한다.

상기 접지 경로는 모든 적합한 절연 도체에 의하여 제공될 수 있지만, 접지 경로는 상기 시스의 단부 영역을 연결하고 상기 개별 인덕터 하부(즉, 시스 및 인덕터의 내부 표면 간에)를 통과하는 절연 도전성 브레이드(braid)에 의하여 제공되는 것이 바람직하다.

상기 외부 접지 경로는 하나 또는 그 이상의 외부 도전성 부재에 의하여 제공되는 것이 바람직하다. 그러나, 바람직하게는, 상기 외부 도전성 부재는 상기 케이블을 포위하는 도전성 케이지(cage)에 의하여 제공되는 것을 특징으로 한다. 이를 통하여 필요한 접지 경로만을 제공하는 것이 아니라, 내장된 성분들이 절단에 의한 사고에 의하여 손상되지 않도록 보호하는데, 특히, 중계기가 지하에 매장된 경우에 더욱 그러하며, 이러한 현상은 항상 발생할 수 있는 것이다.

바람직하게는, 인덕터들은 지지를 위한 케이지 내에 밀접하게 수납된다.

제1 및 제2 인덕터들은 바람직하게는 데이터 프로세서에 연결되고, 상기 데이터 프로세서는 상기 제1 인덕터로부터의 입력 신호를 수신하고, 상기 신호를 증폭하며, 증폭된 신호를 제2 인덕터로 출력하도록 구현되는 것을 특징으로 한다.

그러므로, 이러한 장치에서, 케이블의 코어는 중계기에 의하여 접근가능해질 수 있으며, 따라서 데이터 신호가 용이하게 추출되며 케이블로 주입될 수 있도록 허용한다.

더 나아가, 인덕터의 이러한 동작을 위하여 요구되는 접지 경로가 유지된다.

더 넓은 측면으로부터 바라볼 때, 전류 운반 코어, 상기 코어 주위에 구현된 금속성 시스, 및 상기 금속성 시스 주위의 아머를 포함하는 전기적 도체가 제공되는데, 여기서 상기 아머는 도체의 소정 길이 상에서 제거되어 상기 금속성 시스의 소정 섹션을 노출시키고, 인덕터가 금속성 시스의 상기 노출된 섹션 주위에 구현되는 것을 특징으로 한다.

본 명세서에서 개시된 전기적 케이블/도체들은 단일 코어 형태로 제공되거나, 또는 복수 개의 코어를 포함하도록 구현될 수 있다. 각 코어는 모든 적합한 도체 물질에 의하여 형성될 수 있다.

절연층에 의하여 포위될 수 있는 코어 또는 코어들은 모든 적합한 물질로 제작될 수 있다. 코어(또는 코어들)는 예를 들어 종이 절연층에 의하여 포위될 수 있다. 이러한 구성에서, 금속성 시스의 일부가 제거되면, 해당 코어를 포위하는 절연 물질의 소정 길이가 노출된다. 코어들은 절연층에 의하여 개별적으로 포위될 수 있다.

금속성 시스는 모든 적합한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 금속성 시스는 리드를 이용하여 제작될 수 있다.

본 발명의 실시예들이 이하 첨부된 도면을 참조하여 설명될 것이며, 이는 오직 예시적인 목적으로 제공되는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 커플링 장치를 도시한다.

도 2는 도 1에 도시된 글랜드 클램프를 도시한다.

도 3은 통상적인 3상 11kV 전력 케이블의 구성을 도시한다.

도 4a 및 4b는 도 1에 도시된 커플링의 아머 클램프를 예시한다.

도 5는 도 1에 도시된 커플링 장치 상에 유도성 코일이 탑재된 형상을 도시한다.

도 6은, 전력선 통신 시스템과 함께 이용되는 중계기를 개념적으로 도시한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르는 커플링을 도시한다. 커플링(1)은 전기적 종단 박스(미도시)의 글랜드(2)를 3상 11kV 차폐 전력 케이블(3)로 연결시키도록 구현된다.

커플링(1)은 글랜드 클램프(4)를 포함하며, 이것은 원주상에서 글랜드(2) 주위 및 케이블(3)의 아머를 클램핑하는 클램프(5) 주위를 클램핑한다. 글랜드 클램프 및 아머 클램프는 복수의 접속 로드(6, 7, 8)에 의해 접속된다.

도 2를 참조하면, 글랜드 클램프(2)는 두 개의 반원 요소(21, 22)로 구성된다. 전기적 종단 박스 글랜드는 표준 직경을 가지고, 글랜드 클램프 직경은 해당 글랜드가 선택적으로 연결될 종단 박스에 따라서 선택된다. 글랜드 클램프 요소(21, 22)들에는 조임 플랜지(tightening flanges, 23, 24)가 제공되는데, 이것들은 글랜드 클램프 요소(21, 22)들로 하여금 글랜드(2) 주위에 구현되고, 그 이후에 상호 결합됨으로써(미도시된 볼트를 이용하여), 해당 글랜드(2)를 원주상에서 클램핑할 수 있도록 허용한다.

글랜드 클램프 요소(21, 22)들에는 또한 글랜드 클램프(2)의 원주 주위에 등간격으로 이격된 플랜지(25, 26, 27)들이 제공된다. 이것들은 접속 로드(6, 7, 8)의 상단을 수납한다. 이 실시예에서, 접속 로드는 M10 쓰레디드 바(M10 threaded bar)로 구성되고, 글랜드 클램프 접속 플랜지(25, 26, 27)들을 도 4b에 도시된 바와 같은 아머 클램프(5)의 상응하는 접속 플랜지(49, 50, 51)에 연결한다.

접속 로드(6, 7, 8)들은 그 길이에 있어서 변경될 수 있으며, 각각은 턴버클(9)을 포함한다. 턴버클(9)은 두 개의 쓰레딩된 보어(threaded bore)들을 각 단부에 포함하며 이러한 보어들은 연결 부제(6, 7, 8)의 M10 쓰레드를 수납하도록 구성되는 나일론의 원통형 길이로서 구성된다. 접속 로드들은 각각 턴버클(9) 및 글랜드 클램프(4) 사이에서 확장하는 제1부분(7a)과 턴버클(9)과 아머 클램프(5) 사이에서 확장하는 두 번째 부분(7b)으로 구성된다. 턴버클(9)이 구성 요소(6, 7, 8)(이들 중 접속 요소(7) 만이 도 1 내에 도시됨) 각각 상에 제공되기 때문에, 글랜드 클램프(4)는 전기적으로 아머 클램프(5)로부터 절연된다.

아머 클램프(5)는 기계적으로 3 위상 차폐 케이블(3)의 아머에 연결된다. 도 3은 차폐 케이블의 구성요소를 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같은 차폐 케이블(31)은 각각 종이 절연층(미도시)에 의하여 포위된 세 개의 개별 알루미늄 코어(32, 33, 34)들을 일반적으로 포함한다. 세 개의 코어(32, 33, 34)들은 개별 코어를 보호하고 지지하기 위한 리드 시스(35)에 의하여 포위된다. 케이블은, 케이블의 길이를 따라 나선형으로 감겨져 케이블 아머(36)를 구성하는 일련의 연성 철제 와이어(mild steel wire)에 의하여 포위된다. 아머(36)는 케이블을 차폐하고, 보호하도록 동작한다. 리드 시스(35) 및 아머(36)는 전기적으로 접속됨으로써 동일한 전기적 전위에 있다.

도 1은 아머(36) 및 아머 클램프(5)로의 연결의 구성을 도시한다. 커플링을 조립하는 과정에서, 케이블(3)의 아머(36)는 클리핑되어, 아머(36)가 리드 시스(35)로부터 당겨져 나올 수 있도록 한다. 그러면, 아머(36)는 리드 시스(35)로부터 당겨져 나오고 다시 구부러짐으로써, 도 1에 도시된 바와 같이 케이블(3)의 축에 대하여 수직으로 배치된다. 그러면, 아머(36)는 도 4a 및 4b에 도시된 바와 같이 아머 클램프 요소들 간에 배치된다.

도 4a는 바람직한 실시예에 따르면 네 개의 요소들(41, 42, 43, 44)을 이용하여 조립되는 아머 클램프(3을)를 도시한다. 요소(41, 42, 43, 44)들은 도 4a에 도시된 바와 같이 조립되며, 도 4b에 도시된 바와 같이(평면도에서) 볼트 구멍(45, 46, 47, 48)을 이용하여 상호 볼트 결합된다. 또한, 아머 클램프에는 전술된 바와 같이 접속 플랜지(49, 50, 51)들이 제공된다.

다시 구부려진 아머(36)가 네 개의 아머 클램프 요소들 간에 배치되면, 아머 클램프(5)는 볼트 구멍(45, 46, 47, 48)들 내에 배치된 볼트들(미도시)을 이용하여 조여짐으로써 아머 클램프 내에서 케이블 아머를 클램핑한다. 아머(36) 및 케이블(3)은 이에 의하여 도 1에 도시된 바와 같이 아머 클램프(5)에 견고하게 연결된다.

아머(36)가 아머 클램프에 연결되면, 접속 로드(6, 7, 8)들이 전술된 바와 같이 글랜드 클램프(4) 및 아머 클램프(5)의 접속 플랜지로 볼트 결합될 수 있다. 아머(36) 및 케이블(3)은 이를 통하여 커플링(1)을 통하여 글랜드(2)에 의하여 기계적으로 지지된다.

리드 시스(35)는 커플링 중앙을 관통하여 전기적 종단 박스(글랜드(2)가 이 박스의 일부 성분이다) 내로 진입한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 글랜드(2)는 와이프(wipe, 10)에 의하여 리드 시스(35) 상에 와이핑되거나(wiped) 납땜되는데, 여기서 와이프(10)는 글랜드(2) 및 리드 시스(35)가 동일한 전기적 전위에 위치하도록 보장한다. 이러한 구성은, 글랜드(2)를 케이블(3)에 연결하는 접지 경로가 리드 시스(35)를 경유하고 접속로드(6, 7, 8)를 경유하지 않으면서 커플링의 중앙을 관통하여 진행하도록 보장한다. 케이블의 전류 운반 코어는 종단 박스 내에 연결된다. 와이프(10)는 또한 시스(35) 및 케이블(3)에 어느 정도의 기계적인 지원을 제공할 것이다.

케이블(3)의 리드 시스(35)는 글랜드 클램프(4) 및 아머 클램프(5) 사이에서 노출되는데, 이는 도 5에 도시된 바와 같고, 유도성 코일(51)이 시스템의 노출된 길이 주위에 배치된다.

도 5에 도시된 구성은 일반적으로 도 1에 도시된 바와 동일한데, 다만 이 실시예에서는 접속 로드들이 전기적으로 절연된 물질을 이용하여 형성되고, 따라서 도 1에 도시된 절연성 요소(9)가 필요 없다는 점에서만 상이하다.

도 5에 도시된 바와 같이, 유도성 코일(51)(명료성을 위하여 유도성 코일(51)의 절반만이 도시됨)은 아머 클램프(5)에 의해 제공된 상부 수평면(52) 상에 배치된다. 유도성 코일(51)은 이에 의하여 리드 시스(35)와 인접하고 동축이 되도록 배치된다. 유도성 코일(51)은, 케이블(3)로 또는 케이블(3)로부터 주입 및/또는 추출되어야 하는 데이터 신호를 생성하기 위한 공지된 신호 생성 및/또는 디코딩 장치(미도시)에 연결된다. 특히, 신호들은 시분할 다중(Time Division Multiplexing, TDM) 또는 주파수 분할 다중(Frequency Division Multiplexing, FDM) 기법 중 하나를 이용하여 주입 또는 추출될 수 있다. 이러한 기법들 모두는 데이터 송신 기술 분야에서는 잘 알려진 바 있으며, 따라서 본 명세서에서 상세히 논의될 필요가 없다. 그러나, TDM이 이용되는 것이 바람직하다.

전술된 바와 같이, 케이블(3)의 글랜드(2) 및 리드 시스(35)는 동일한 전기적 전위에 있다. 접속 로드(6, 7, 8)들은 전기적으로 절연성을 가지며, 따라서 접지 경로가 아머(36)로부터 유도성 코일(51)의 중앙을 관통하여 시스(35)를 따라 진행하도록 보장한다. 유도성 코일(51)의 적합한 동작을 보장하기 위하여, 다른 접지 경로가 제공될 수도 있는데, 예를 들어 글랜드(2)로부터 다시 유도성 코일(51)을 관통하여 아머로 향하도록 시스(35)의 표면을 따라 진행할 수 있는 구리 바(11, 도 1 참조)에 의하여 제공될 수 있다.

도 6은 개념적으로 도 3을 참조하여 이미 전술된 바 있는 타입을 가지는 차폐된 전기적 케이블과 이용되기에 적합한 PLC 중계기를 도시한다. 케이블은 전형적으로 한 전력 발전소를 중간 전압(11kV) 배전 네트워크 상에서 다른 발전소로 연결시킨다. 도 6에 도시된 바와 같은 중계기는 전형적으로 케이블의 길이를 따라서 간헐적으로 배치될 것이다.

케이블(61)의 중앙 코어(62)는 중단되지 않도록(uninterrupted) 유지됨으로써 중계기가 설치되는 동안 전기가 케이블을 따라서 연속적으로 송신되도록 한다.

도 6에서, PLC 신호는 좌측으로부터 우측으로 전파되는데, 즉, 케이블의 좌측이 입력으로, 그리고 우측이 출력인 것으로 간주될 수 있다.

중계기에서, 케이블의 아머(63)는 특정 지점에서 종단되어 내장된 리드 시스(64, 65)를 노출시킬 수 있다. 리드 시스의 노출된 길이(64, 65)들에는 시스 종단점 주위에 배치된 스트레스 완화 테입(stress relieving tape)으로부터 형성된 종단(terminations, 68)이 제공된다. 리드 시스(64, 65)는 또한 절단되어 전류 운반 코어의 절연제(62)의 일 섹션을 노출시킨다. 전형적으로 테입은 스트레스 마스틱 테입(stress mastic tape)이다.

도시된 바와 같이, 제1 및 제2 유도성 코일(69, 70)들이 중계기의 개별 단부 상에서 노출된 리드 시스 길이(64, 65) 상에 배치된다. 제1 유도성 코일(69)은 데이터 신호를 추출하도록 구현되고, 제2 유도성 코일(70)은 데이터 신호를 주입하도록 구현된다. 제1 및 제2 유도성 코일들은 전기적으로 공지된 PLC 중계기 회로(미 도시)에 연결되는데, 이러한 PLC 중계기 회로는 유도성 코일(69)로부터 추출된 신호를 수신 및 증폭하고, 증폭된 출력을 케이블(61)로의 재주입을 위한 제2 유도성 코일(70)로 공급한다. 데이터 신호는 그 때문에 케이블의 길이를 따라 배치된 일련의 중계기를 이용하여 연장된 거리를 통하여 이동될 수 있다. 이전에 설명된 실시예들과 유사하게, 데이터 송신은 TDM 또는 FDM 기술을 이용하는 것이 바람직하다.

이제, 개별 칼라(71)들이 개별 노출된 시스 길이(64, 65)들의 한 단부에 탑재된다. 이러한 칼라(71)는 전기적으로 아머(63)에 연결되지만 절연제(72)에 의해 내장된 리드 시스 섹션(64, 65)들로부터 절연된다. 칼라(71)는 접지 스크린 케이지(earth screen cage, 74)를 그들의 외부 표면(73)들에 탑재한다. 이러한 케이지(74)는 케이블 주위에 배치된 복수 개의 알루미늄 스트립으로 구성되거나 또는 구멍이 형성된(perforated) 시트 부재(sheet member)의 형태로서 구성된다. 케이지(74)는 아머(63)와 동일한 전위에 위치하는데, 그 이유는 이것이 칼라(71)를 통하여 아머(63)에 연결되기 때문이다. 그러나, 이것은 내장된 시스 섹션(64, 65)들로부터 절연된다.

그러나, 접지 경로가 시스 섹션(64, 65)으로부터 개별 절연 브레이드(braid) 또는 케이블(75)을 통하여 케이지(74) 까지 제공되는데, 이러한 케이블들은 일 단부에서 코일들(69, 70)을 지나 시스 길이(64, 65)의 일부까지 예를 들어 솔더(76)에 의하여 연결된다. 브레이드(75)는 코일(69, 70) 하부에서 진행하고 그들의 다른 단부에서 칼라(71)에 첩부되는데, 이를 통하여 그들은 전기적으로 케이지(74)에 연결된다. 그러므로, 이러한 장치는 유도성 코일 각각을 통하여 진행하는, 중계기의 입력 및 출력 간의 접지 경로를 포함하는 PLC 중계기를 제공하는데, 이것은 신호를 만족할만한 수준으로 추출 및 주입하도록 하기 위하여 요청되는 것이다.

케이지(74)는, 고체 성분 및 수분이 중계기 내로 진입하는 것을 방지하는 커버(미도시)에 의하여 캡슐화될 수 있다.

본 발명은 데이터 송신에 이용될 수 있으며, 특히, 전력 배전 네트워크(electricity distribution network) 상에서의 데이터 송신에 이용될 수 있다.

Claims

전기적 장치 및 상기 장치에 연결된 차폐된 전기적 케이블을 포함하는 전기적 시스템으로서, 상기 케이블은 코어, 상기 코어 주위의 금속성 시스(metallic sheath), 및 포위 아머(surrounding armour)를 포함하는 전기적 시스템에 있어서, 상기 아머는,

상기 시스가 상기 장치에 진입하는 지점에서 상기 금속성 시스의 주위로부터 분리되고,

상기 지점으로부터 이격된 지점에서 상기 장치에 대하여 지지됨으로써, 상기 시스의 일부가 상기 지점 및 상기 아머 간에 노출되도록 하는 것을 특징으로 하는 전기적 시스템.
제1항에 있어서,

상기 아머는 커플링(coupling)을 이용하여 상기 장치에 연결되고,

상기 커플링은 상기 아머를 수납하도록 구현된 제1 단부 및 상기 제1 단부로부터 이격되지만 이에 연결된 제2 단부를 포함하고,

상기 제2 단부는 상기 장치의 일부에 탑재되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 전기적 시스템.
코어 및 포위 아머를 포함하는 차폐된 전기적 케이블을 전기적 장치에 연결 하기 위한 커플링에 있어서,

상기 커플링은 상기 케이블의 상기 아머를 수납하도록 구현된 제1 단부 및 상기 제1 단부로부터 이격되지만 이에 연결된 제2 단부를 포함하고,

상기 제2 단부는 상기 장치의 일부에 탑재되도록 구현되는 것을 특징으로 하는 커플링.
제2항 또는 제3항에 있어서,

상기 제2 단부는 상기 장치의 일부의 주위에 원주상에서(circumferentially) 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 단부는 칼라(collar)로서 형성되며,

상기 칼라는 상호 결합되도록 구현된 두개 또는 그 이상의 성분들을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 단부는 상기 장치의 일부의 주위를 조이도록(tighten) 구현되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제2항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 커플링의 상기 제1 단부는 두 표면들 간에서 상기 케이블 아머를 클램핑하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제7항에 있어서,

상기 표면들은 실질적으로 평행하며, 상기 케이블의 축에 대하여 소정의 각도로 구현되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제8항에 있어서,

상기 표면들은 상기 케이블의 상기 축에 대하여 수직인 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 표면들은, 상기 케이블의 상기 코어가 관통하도록 구현되는 중앙 보어(central bore)가 제공된 두 개의 판 또는 디스크의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제2항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 커플링의 상기 제1 및 제2 단부들 간에서 연장된 하나 또는 그 이상의 접속 부재(들)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제11항에 있어서,

상기 접속 부재(들)는 하나 또는 그 이상의 로드(rod)의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제11항 또는 제12항에 있어서,

원주상에서 이격된 세 개의 접속 부재들을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제10칼라13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 접속 부재(들)에는, 상기 제1 및 제2 단부들이 상기 케이블의 축을 따라서 서로에 대하여 이동되도록 하는 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제14항에 있어서,

상기 제1 및 제2 단부들은 턴버클(turnbuckle) 장치 또는 장치들에 의하여 서로에 대하여 이동되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제2칼라15항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 커플링의 상기 제1 단부는 상기 커플링의 상기 제2 단부로부터 전기적으로 절연되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제2칼라16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 커플링의 상기 제1 단부는, 유도성 성분을 수납하기 위하여 케이블 시스의 노출된 길이를 포위하는 표면을 제공하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
제17항에 있어서,

상기 표면은 상기 케이블의 가로 축(longitudinal axis)에 대하여 수직인 것을 특징으로 하는 시스템 또는 커플링.
전기적 장치 및 상기 장치에 탑재된 차폐된 전기적 케이블을 포함하는 전기적 시스템으로서, 상기 케이블은 금속성 시스 및 아머에 의하여 포위된 코어를 포함하는 전기적 시스템에 있어서, 상기 아머는,

상기 시스가 상기 장치에 진입하는 지점에서 상기 금속성 시스의 주위로부터 분리되어, 상기 시스의 일부가 상기 지점 및 상기 아머 간에 노출되도록 하고,

유도성 수단이 상기 노출된 부분 주위에 구현되는 것을 특징으로 하는 전기적 시스템.
제19항에 있어서,

상기 유도성 수단은 유도성 코일인 것을 특징으로 하는 전기적 시스템.
전류 운반 코어(current carrying core), 상기 코어 주위에 구현된 금속성 시스, 및 상기 금속성 시스 주위의 아머를 포함하는 전기적 케이블 상의 신호 중계기(repeater)에 있어서,

상기 아머는 상기 케이블의 소정 길이 상에서 제거되어 상기 금속성 시스의 소정 섹션을 노출시키고;

금속성 시스의 상기 노출된 섹션의 중앙부는 제거되어, 상기 코어의 소정 길이를 노출시키고 상기 아머로부터 투영된 시스의 두 배의 길이를 남겨두며;

개별 인덕터들이 시스의 상기 투영된 길이 상에 구현되고;

개별 접지 경로들은, 상기 인덕터의 이면 하부의 시스의 상기 투영 길이의 개별 단부 영역(end region)으로부터 상기 중계기의 양단부 간에 연장되는 외부 접지 경로까지 진행하며; 및

상기 접지 경로들은 시스의 상기 길이들의 상기 단부 영역 및 상기 외부 접지 경로로의 그들의 커넥션 간에서 시스의 개별 길이들로부터 절연되는 것을 특징으로 하는 신호 중계기.
제21항에 있어서,

상기 인덕터들은 상기 케이블과 동축인 것을 특징으로 하는 신호 중계기.
제21항 또는 제22항에 있어서,

상기 접지 경로는, 상기 시스의 단부 영역(들)을 연결하고 상기 개별 인덕터 하부를 통과하는 절연 도전성 브레이드(insulated conductive braid)에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는 신호 중계기.
제21항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 외부 접지 경로는 하나 또는 그 이상의 외부 도전성 부재(들)에 의하여 제공되는 것을 특징으로 하는 신호 중계기.
제24항에 있어서,

상기 외부 도전성 부재(들)는 상기 케이블을 포위하는 도전성 케이지(cage)의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 신호 중계기.
제21항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서,

제1 및 제2 인덕터들이 데이터 프로세서에 연결되고,

상기 데이터 프로세서는 상기 제1 인덕터로부터의 입력 신호를 수신하고, 상기 신호를 증폭하며, 증폭된 신호를 상기 제2 인덕터로 출력하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 신호 중계기.
전류 운반 코어, 상기 코어 주위에 구현된 금속성 시스, 및 상기 금속성 시스 주위의 아머를 포함하는 전기적 도체에 있어서,

상기 아머는 도체의 소정 길이 상에서 제거되어 상기 금속성 시스의 소정 섹션을 노출시키고,

인덕터가 금속성 시스의 상기 노출된 섹션 주위에 구현되는 것을 특징으로 하는 전기적 도체.
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 의한 전기적 시스템, 커플링, 중계기, 또는 도체에 있어서,

상기 코어(들)가 절연층에 의하여 포위되는 것을 특징으로 하는 전기적 시스템, 커플링, 중계기, 또는 도체.
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 의한 전기적 시스템, 커플링, 중계기, 또는 도체에 있어서,

상기 금속성 시스는 리드(lead)의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 전기적 시스템, 커플링, 중계기, 또는 도체.
도 1 내지 도 5를 참조하여 전술된 바 있는 커플링.
도 6을 참조하여 전술된 바 있는 신호 중계기.