KR20150037294A

KR20150037294A - 해저케이블 보호장치

Info

Publication number: KR20150037294A
Application number: KR20130116800A
Authority: KR
Inventors: 황경민
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2015-04-08

Abstract

본 발명은 해저케이블 보호장치에 관한 것으로, 해저면(b)의 바닥을 파서 형성한 트렌치(c)의 상측 해저면(b)에 안착되며 상기 트렌치(c)의 상부를 덮는 상부몸체(11)와, 상기 상부몸체(11)의 하부로 연장되며 상기 트렌치(c)에 삽입되어 상기 트렌치(c)의 바닥면에 배치된 해저케이블(d)의 상부로 배치되는 하부몸체(15)와, 상기 하부몸체(15)의 가장자리 부분을 형성하고 상기 하부몸체(15)가 상기 트렌치(c)에 삽입되면 상기 트렌치(c)의 벽면에 정착되어 상기 상부몸체(11)가 상기 해저면(b)에 안착된 상태를 고정하는 지지부(19)를 포함한다.
본 발명은 태풍, 파랑 등의 상향력에 대한 저항력이 확보되어 해저케이블을 안전하게 보호할 수 있으며 트렌치 내부로의 설치 및 분리도 용이한 이점이 있다.

Description

해저케이블 보호장치{APPARATUS OF PROTECTING SUBMARINE CABLE}

본 발명은 해저케이블 보호장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 해저케이블을 태풍이나 파랑 등의 영향으로부터 안전하게 보호할 수 있는 해저케이블 보호장치에 관한 것이다.

해저케이블은 도서지역의 원활한 전력공급을 위해 해저에 부설된다. 이러한 해저케이블은 안전과 반영구적인 수명유지, 전력의 안정적인 공급을 위해 해저면에 매설 후 덕트, 돌망태(stone bag), 돌무덤(rock berm), 인공어초 등 여러 보강설비로 보호하는 공법을 시행하여 보호하고 있다.

그러나, 상기한 공법은 천해(수심이 대략 130~200mm 정도의 얕은 바다) 구간에서 태풍이나 파랑 등의 영향으로 주철관 및 덕트 등 해저케이블 보강설비가 파손되거나 이탈되는 현상이 발생하고 있다. 보강설비 파손은 해저케이블을 그대로 해수면에 노출시켜 안정적인 전력공급에 문제를 발생하고 안전에도 문제가 있으므로 이에 대한 보강이 필요한 설정이다.

그 예로, 도 1에는 해저케이블을 덕트로 보호하고 있는 구성을 보인 도면이 도시되어있고, 도 2에는 해저케이블을 덕트, 사석 및 자연석으로 보호하고 있는 구성을 보인 도면이 도시되어 있다.

도 1에 의하면, 해저케이블(d)은 해저면(b)의 바닥을 파서 형성한 트렌치(c)에 배치되고 그 상부에 U덕트(101)를 덮어 보호하고 있다. 다른 예로, 도 2에 의하면, 해저케이블(d)은 해저면(b)의 바닥을 깊게 파서 형성한 트렌치(c)에 배치되고 그 상부에 콘크리트 덕트(201)를 설치하고 사석(203)을 메워 해저면(b)과 동일한 높이가 되게 한 후, 그 상부에 자연석(205)을 배치하여 해저케이블(d)을 보호하고 있다.

도 1의 경우, 도 3에 도시된 바와 같이, 파랑의 상향력이 크게 작용하여 U덕트(101)가 해저케이블(d)과 분리되어 트렌치(c)로부터 이탈하는 현상이 지속적으로 발생하였다. 따라서, 해저케이블(d)을 덮는 U덕트(101)와 같은 임시적 구조로는 해저케이브을 보호하는데 한계가 있었다.

도 2의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 태풍이나 파랑 등의 영향으로 자연석(205)이 원위치로부터 이탈되고 사석(203), 콘크리트 덕트(201) 등이 파손되어 해저케이블(d)이 그대로 노출되는 현상이 발생하였다. 도 2의 경우, 트렌치(c)를 깊게 파는 작업이 쉽지 않을 뿐 아니라 해저면(b)의 지반 특성상 트렌치 작업이 어렵고 트렌치(c)에 사석(203) 등을 메워 보호하더라도 태풍이나 파랑의 지속적인 영향에는 파손되어 해저케이블(d)을 보호하는데 한계가 있었다.

한국등록특허 제0913814호(등록일자:2009.08.18, 명칭:송배전 해저 고압케이블 보호시설장치)

본 발명의 목적은 해저케이블을 태풍이나 파랑 등의 영향으로부터 안전하게 보호할 수 있도록 태풍이나 파랑의 영향에 대해 구조적 안정성을 유지할 수 있는 해저케이블 보호장치를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 본 발명은 해저면의 바닥을 파서 형성한 트렌치의 상측 해저면에 안착되며 상기 트렌치의 상부를 덮는 상부몸체와, 상기 상부몸체의 하부로 연장되며 상기 트렌치에 삽입되어 상기 트렌치의 바닥면에 배치된 해저케이블의 상부로 배치되는 하부몸체와, 상기 하부몸체의 가장자리 부분을 형성하고 상기 하부몸체가 상기 트렌치에 삽입되면 상기 트렌치의 벽면에 정착되어 상기 상부몸체가 상기 해저면에 안착된 상태를 고정하는 지지부를 포함한다.

상기 지지부는 상면과 저면이 끝단을 향하여 상향 경사진 갈고리 형상이다.

상기 지지부는 상면이 상기 하부몸체의 상면에 힌지축으로 연결되고, 상기 지지부의 상면을 케이블을 이용하여 당기면 상기 지지부가 상기 힌지축을 중심으로 회전하게 된다.

상기 지지부는 저면에 상기 지지부를 자중 방향으로 당기는 질량부가 부착된다.

상기 케이블은 일측이 상기 지지부의 상면에 연결되고 타측이 상기 상부몸체에 구비된 케이블 고정부에 연결되며 상기 케이블 고정부에서 상기 케이블을 잡아 당길수 있도록 된다.

상기 상부몸체에 상기 케이블 고정부를 수용하는 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간은 커버부에 의해 상기 상부몸체의 상부로 개방된다.

상기 상부몸체는 상면이 유선형으로 형성된다.

상기 트렌치는 상부에서 하부로 갈수록 그 폭이 점차적으로 넓어지는 형상이다.

본 발명은 상부몸체가 해저면에 안착되면 질량부의 자중에 의해 케이블이 아래로 당겨지면서 지지부와 하부몸체가 일체화되어 트렌치의 벽면에 지지되는 구조로 된다. 또한, 상부몸체는 상면이 유선형으로 형성되어 파랑 및 선박의 닻에 의한 간섭효과를 줄일 수 있도록 된다.

따라서, 본 발명은 트렌치를 깊게 파지 않고도 간단한 구조로 태풍이나 파랑으로부터 해저케이블을 보호할 수 있는 효과가 있다.

또한, 케이블은 상부몸체의 수용공간에 배치되어 잠수부에 의해 쉽게 당길 수 있도록 된다.

따라서, 본 발명은 트렌치 내부로의 설치가 용이하고 해저케이블의 보수를 위해 하부몸체를 트렌치의 외부로 용이하게 인출할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 해저케이블을 덕트로 보호하고 있는 구성을 보인 도면.
도 2는 해저케이블을 덕트, 사석 및 자연석으로 보호하고 있는 구성을 보인 도면.
도 3은 해저케이블을 보호하고 있는 덕트가 해저케이블로부터 이탈된 모습을 보인 도면.
도 4는 해저케이블을 보호하고 있는 덕트, 사석 및 자연석이 파손되어 해저케이블로부터 이탈된 모습을 보인 도면.
도 5는 본 발명에 의한 해저케이블 보호장치를 보인 구성도.
도 6은 본 발명에 의한 해저케이블 보호장치를 트렌치에 설치하는 모습을 보인 도면.
도 7은 본 발명에 의한 해저케이블 보호장치를 트렌치로부터 분리하는 모습을 보인 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

본 발명의 해저케이블 보호장치는, 도 5에 도시된 바와 같이, 해저면(b)의 바닥을 파서 형성한 트렌치(c)의 상측 해저면(b)에 안착되어 트렌치(c)의 상부를 덮는 상부몸체(11)와, 상부몸체(11)의 하부로 연장되며 트렌치(c)에 삽입되어 트렌치(c)의 바닥면에 배치된 해저케이블(d)의 상부로 배치되는 하부몸체(15)와, 하부몸체(15)의 가장자리 부분을 형성하고 하부몸체(15)가 트렌치(c)에 삽입되면 트렌치(c)의 벽면에 정착되어 상부몸체(11)가 해저면(b)에 안착된 상태를 고정하는 지지부(19)를 포함한다.

트렌치(c)는 해저케이블(d)을 수용하기 위해 해저면(b)의 바닥에 파놓은 구멍이다. 트렌치(c)는 단면이 대략 사각형상이며 상부에서 하부로 갈수록 그 폭이 점차적으로 넓어지는 형상이다. 트렌치(c)의 형상은 지지부(19)가 트렌치(c)의 벽면에 정착되어 트렌치(c) 내에 고정된 상태가 유지되도록 한다.

해저케이블(d)은 내부 케이블의 보호를 위해 주철관으로 쌓여져 있으며 트렌치(c)의 바닥면에 배치된다.

상부몸체(11)는 상면이 유선형으로 형성된다. 상부몸체(11)의 상면을 유선형으로 형성하면 해수면(a)으로부터 전달되는 파랑의 영향을 최소화할 수 있고, 선박에서 내려오는 닻의 이동에 대한 간섭도 최소화할 수 있다.

파랑(e)은 바람에 의해 생긴 수면상의 풍랑과 풍량이 다른 해역까지 진행하여 감쇠하여 생긴 너울을 말한다.

상부몸체(11)에는 아래에서 설명될 케이블(23)을 수용하기 위한 수용공간(25)이 형성된다. 수용공간(25)은 개폐가 가능한 커버부(29)에 의해 상부몸체(11)의 상부로 개방된다. 구체적으로, 상부몸체(11)에 케이블 고정부(27)를 수용하는 수용공간(25)이 형성되고, 수용공간(25)은 커버부(29)에 의해 상부몸체(11)의 상부로 개방된다. 수용공간(25)의 저면에는 케이블(23)을 아래에서 설명될 지지부(19)와 연결할 수 있도록 하는 구멍(미도시)이 형성됨이 바람직하다.

커버부(29)는 상부몸체(11)의 상면이 유선형을 형성할 수 있도록 상부몸체(11)의 상면과 연결되는 곡면으로 형성됨이 바람직하다. 수용공간(25)은 해저케이블(d)의 보수시 잠수부에 의해 오픈되며, 케이블 고정부(27)에 감겨진 케이블(23)을 당길 수 있도록 된다.

수용공간(25)의 바닥면에는 크레인 고리(28)가 형성된다. 크레인 고리(28)는 크레인의 후크가 걸어지는 고리로, 해저케이블(d)의 유지 보수시 상부몸체(11)를 상부로 들어올리기 용이하도록 한다. 본 실시예에서 크레인 고리(28)는 케이블 고정부(27)를 기준으로 양측으로 각각 하나씩 두 개가 형성된다.

이러한 상부몸체(11)는 해저면(b)과 맞닿아 지지되는 구조로 트렌치(c)의 상부를 덮어 해저케이블(d)을 파랑 또는 태풍의 영향으로부터 보호한다.

하부몸체(15)는 연결부(13)를 매개로 상부몸체(11)와 연결된다. 연결부(13)는 상부몸체(11)의 저면 중앙에서 돌출된 형태이다. 연결부(13)는 상부몸체(11)와 일체로 형성될 수 있다. 또는, 연결부(13)는 저면으로 개구되는 볼트홀이 형성되고, 이 볼트홀에 하부몸체의 상부가 볼트결합되는 방식으로 상부몸체(11)와 연결될 수 있다. 물론, 상부몸체(11), 연결부(13), 하부몸체(15)가 일체로 형성될 수도 있다.

하부몸체(15)는 트렌치(c)의 벽면을 향해 연장되는 날개형상으로 형성된다. 본 실시예에서 하부몸체(15)는 상면이 오목한 곡선형상을 이루고 저면이 볼록한 곡선형상을 이룬다. 하부몸체(15)의 저면을 볼록한 곡선형상으로 형성하는 것은 하부몸체(15)가 해저케이블(d)과 맞닿을 수 있으므로 해저케이블(d)을 보호하기 위해 맞닿는 면적을 최소화하기 위한 것이다.

이와 같이, 하부몸체(15)는 트렌치(c)에 삽입되면 저면이 해저케이블(d)과 맞닿을 수 있으므로 해저케이블(d)의 보호를 위해 충격을 완충할 수 있는 재질로 형성됨이 바람직하다. 또는, 하부몸체(15)는 저면에 충격완화부재를 부착하는 방식으로 제작하여 해저케이블(d)을 보호할 수 있다.

지지부(19)는 상부몸체(11)가 해저면(b)과 맞닿아 트렌치(c)의 상부를 커버한 상태를 지지하기 위한 것이다.

지지부(19)는 상면과 저면이 끝단을 향하여 상향 경사진 갈고리 형상이다. 갈고리 형상은 상부몸체(11)가 파랑에 의한 상향력을 받을 때에도 지지부(19)가 트렌치(c)의 벽면에 견고히 정착되도록 하는데 기여한다. 또한, 지지부(19)는 상향 경사진 갈고리 형상이므로 하부몸체(15)를 트렌치(c)에 삽입시 삽입이 용이하다.

지지부(19)는 하부몸체(15)와 힌지축(17)으로 연결된다. 지지부(19)는 상면이 하부몸체(15)의 상면에 힌지축(17)으로 연결되고, 지지부(19)의 상면을 케이블(23)을 이용하여 당기면 지지부(19)가 힌지축(17)을 중심으로 회전하여 하부몸체(15) 방향으로 들리게 되는 구조로 된다.

구체적으로, 지지부(19)는 하부몸체(15)의 단부에서 연결되면 트렌치(c)의 벽면에 정착된 상태가 유지되고, 케이블(23)을 당겨 힌지축(17)을 중심으로 회전하면 하부몸체(15)의 단부에서 소정각도 이격되고 하부몸체(15) 방향으로 들려 트렌치(c)의 벽면에 정착된 상태가 해제된다.

이와 같이, 지지부(19)는 케이블(23)에 의해 상부로 당겨지면 힌지축(17)을 중심으로 회전하여 상부로 들려지는 상태가 되므로 지지부(19)가 트렌치(c)의 벽면에 정착된 상태의 해제는 용이하다.

지지부(19)가 트렌치(c)의 벽면에 정착된 상태가 해제되면 상부몸체(11)가 해저면(b)에 맞닿아 지지되는 상태가 해제되고 해저케이블 보호장치를 트렌치(c)로부터 쉽게 분리할 수 있다.

지지부(19)는 저면에 지지부(19)를 자중 방향으로 당기는 질량부(21)가 부착된다. 질량부(21)는 하부몸체(15)가 트렌치에 삽입되고 상부몸체(11)가 해저면의 맞닿은 상태가 되면 자동적으로 지지부(19)를 하부몸체와 맞닿게 회전시켜 지지부(19)가 하부몸체(15)와 소정각도 이격된 상태가 다시 연결되게 하는 기능을 한다.

이러한 질량부(21)는 상부몸체(11)가 태풍, 파랑 등에 의한 수평력과 상향력을 받을 때 지지부(19)가 트렌치(c)의 벽면에 견고히 정착되도록 자중 방향으로 지지부(19)를 당겨 저항할 수 있도록 한다. 질량부(21)는 무게추일 수 있다.

참고로 미설명 부호 22는 케이블(23)의 일측을 지지부(19)에 고정하기 위한 고리이다.

이하 본 발명의 작용을 설명한다.

도 6 및 도 7을 참조하여 해저면에 형성한 트렌치에 해저케이블을 배치한 후, 트렌치에 해저케이블 보호장치를 설치하고 분리하는 방법을 설명하기로 한다.

우선, 해저면(b)을 파 트렌치(c)를 형성한다. 트렌치(c)는 상부에서 하부로 갈수록 그 폭이 점차적으로 넓어지는 형상으로 형성한다.

다음으로 케이블 고정부에 고정된 케이블(23)을 상부로 미리 조금 당겨놓은 상태에서 하부몸체(15)를 트렌치(c)의 내부로 삽입한다.

이 과정에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 트렌치(c)의 상부 폭이 하부 폭에 비해 상대적으로 좁더라도 미리 당겨진 케이블(23)에 의해 지지부(19)가 힌지축(17)을 중심으로 하부몸체(15) 방향으로 회전하여 들려진 상태이므로 하부몸체(15)를 트렌치(c)에 삽입하는 과정이 원활하게 진행된다.

하부몸체(15)를 트렌치(c)에 삽입하는 과정이 더 진행되어 상부몸체(11)가 해저면(b)과 닿으면 하부몸체(15)의 삽입이 정지되고, 이와 동시에 하부몸체(15)는 해저케이블(d)과 맞닿게 된다. 그러면 힌지축(17)에 의해 하부몸체(15)와 분리되었던 지지부(19)는 질량부(21)에 의해 아래 방향으로 당겨지면서 하부몸체(15)와 일체가 되고 트렌치(c)의 벽면에 정착된다.

따라서, 상부몸체(11)가 태풍, 파랑 등에 의한 수평력과 상향력을 받더라도 트렌치(c)의 벽면에 견고히 정착된 지지부(19)에 의해 하부몸체(15)가 트렌치(c) 내에 고정된 상태가 유지되고 상부몸체(11)가 트렌치(c)의 상부를 덮은 상태가 유지된다.

이와 같이, 해저케이블 고정장치는 힌지축(17)에 의해 지지부(19)가 하부몸체(15)로부터 소정각도 이격되어 상부몸체(11) 방향으로 들려지므로 하부몸체(15)의 트렌치(c) 내부로의 삽입이 용이하고, 트렌치(c) 내부에 삽입된 후에는 질량부(21)의 자중에 의해 아래 방향으로 당겨지면서 하부몸체(15)와 일체가 되고 트렌치(c) 내에 고정된 상태가 견고하게 유지된다.

또한, 상부몸체(11)의 상면이 유선형으로 이루어지므로 해수면으로부터 전달되는 파랑의 영향을 최소화하고 선박에서 내려오는 닻의 이동에 대한 간섭도 최소화할 수 있다.

또한, 상부몸체(11)의 수용공간(25)에 지지부(19)와 연결된 케이블(23)의 타단을 고정하므로 수용공간(25)을 개방한 후 케이블(23)을 상부로 쉽게 잡아당길 수 있다.

다음으로 해저케이블 고정장치를 트렌치로부터 분리하는 방법을 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 해저케이블(d)의 유지보수시 잠수부에 의해 커버부(29)를 열고 수용공간(25)을 개방하면 케이블(23)을 당길 수 있다. 케이블(23)을 당기면 지지부(19)가 힌지축(17)을 중심으로 회전하면서 하부몸체(15)와 소정각도 이격되면서 하부몸체(15) 방향으로 들여올려지게 된다. 그러면, 지지부(19)가 트렌치(c)의 벽면에 정착된 상태가 해제된다.

지지부(19)가 트렌치(c)의 벽면에 정착된 상태가 해제되면 크레인 고리(28)에 후크를 걸어 상부몸체(11)를 쉽게 들어올릴 수 있다. 따라서, 해저케이블(d)의 유지보수가 용이하다.

이와 같이, 본 실시예는 트렌치(c) 내부로의 설치가 용이하고, 트렌치(c) 벽면의 정착효과로 파랑의 상향력에 대한 저항력을 확보할 수 있으며, 해저케이블(d)의 유지보수시 하부몸체(15)를 트렌치(c)의 외부로 용이하게 인출할 수 있다. 또한, 상부몸체(11)가 큰 공간을 차지하지 않아 트렌치(c)를 깊게 팔 필요가 없으며 파랑(e)의 영향과 선박의 닻에 대한 간섭효과도 효율적으로 피할 수 있어 해저케이블(d)을 보호하는 장치로 적합하다.

본 발명의 권리범위는 위에서 설명된 실시예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

11: 상부몸체 13: 연결부
15: 하부몸체 17: 힌지축
19: 지지부 21: 질량부
22: 고리 23: 케이블
25: 수용공간 27: 케이블 고정부
28: 크레인 고리 29: 커버부
a: 해수면 b: 해저면
c: 트렌치 d: 해저케이블
e: 파랑
101: U덕트 103: 메움부
201: 콘크리트 덕트 203: 사석
205: 자연석

Claims

해저면의 바닥을 파서 형성한 트렌치의 상측 해저면에 안착되며 상기 트렌치의 상부를 덮는 상부몸체와,
상기 상부몸체의 하부로 연장되며 상기 트렌치에 삽입되어 상기 트렌치의 바닥면에 배치된 해저케이블의 상부로 배치되는 하부몸체와,
상기 하부몸체의 가장자리 부분을 형성하고 상기 하부몸체가 상기 트렌치에 삽입되면 상기 트렌치의 벽면에 정착되어 상기 상부몸체가 상기 해저면에 안착된 상태를 고정하는 지지부를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저케이블 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 지지부는 상면과 저면이 끝단을 향하여 상향 경사진 갈고리 형상인 것을 특징으로 하는 해저케이블 보호장치.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 지지부는 상면이 상기 하부몸체의 상면에 힌지축으로 연결되고, 상기 지지부의 상면을 케이블을 이용하여 당기면 상기 지지부가 상기 힌지축을 중심으로 회전하게 된 것을 특징으로 하는 해저케이블 보호장치.
청구한 3에 있어서,
상기 지지부는 저면에 상기 지지부를 자중 방향으로 당기는 질량부가 부착된 것을 특징으로 하는 해저케이블 보호장치.
청구항 3에 있어서,
상기 케이블은 일측이 상기 지지부의 상면에 연결되고 타측이 상기 상부몸체에 구비된 케이블 고정부에 연결되며 상기 케이블 고정부에서 상기 케이블을 잡아 당길수 있도록 된 것을 특징으로 하는 해저케이블 보호장치.
청구항 3에 있어서,
상기 상부몸체에 상기 케이블 고정부를 수용하는 수용공간이 형성되고, 상기 수용공간은 커버부에 의해 상기 상부몸체의 상부로 개방되는 것을 특징으로 하는 해저케이블 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 상부몸체는 상면이 유선형으로 형성된 것을 특징으로 하는 해저케이블 보호장치.
청구항 1에 있어서,
상기 트렌치는 상부에서 하부로 갈수록 그 폭이 점차적으로 넓어지는 형상인 것을 특징으로 하는 해저케이블 보호장치.