KR20210121477A - 케이블을 이용한 전력 공급 시스템 - Google Patents

케이블을 이용한 전력 공급 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20210121477A
KR20210121477A KR1020200038186A KR20200038186A KR20210121477A KR 20210121477 A KR20210121477 A KR 20210121477A KR 1020200038186 A KR1020200038186 A KR 1020200038186A KR 20200038186 A KR20200038186 A KR 20200038186A KR 20210121477 A KR20210121477 A KR 20210121477A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power
cable
unit
power unit
units
Prior art date
Application number
KR1020200038186A
Other languages
English (en)
Inventor
조영창
김태경
한관희
육태경
Original Assignee
엘에스전선 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스전선 주식회사 filed Critical 엘에스전선 주식회사
Priority to KR1020200038186A priority Critical patent/KR20210121477A/ko
Publication of KR20210121477A publication Critical patent/KR20210121477A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/007—Arrangements for selectively connecting the load or loads to one or several among a plurality of power lines or power sources
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00—Communication cables or conductors
    • H01B11/22—Cables including at least one electrical conductor together with optical fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02—Disposition of insulation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
    • H01B7/29—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame
    • H01B7/292—Protection against damage caused by extremes of temperature or by flame using material resistant to heat
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/003—Power cables including electrical control or communication wires
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/005—Power cables including optical transmission elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J13/00—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network
    • H02J13/00006—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment
    • H02J13/00016—Circuit arrangements for providing remote indication of network conditions, e.g. an instantaneous record of the open or closed condition of each circuitbreaker in the network; Circuit arrangements for providing remote control of switching means in a power distribution network, e.g. switching in and out of current consumers by using a pulse code signal carried by the network characterised by information or instructions transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated power network element or electrical equipment using a wired telecommunication network or a data transmission bus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/12—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment
    • Y04S40/124—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them characterised by data transport means between the monitoring, controlling or managing units and monitored, controlled or operated electrical equipment using wired telecommunication networks or data transmission busses

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)

Abstract

본 발명은 케이블의 포설 길이에 따른 케이블 도체의 유효 단면적을 증가시키는 방법으로 전압 강하를 감소시켜 전력 공급 가능 거리를 증대할 수 있는 케이블을 이용한 전력 공급 시스템에 관한 것이다.

Description

케이블을 이용한 전력 공급 시스템{Power Supplying System Using Cable}
본 발명은 케이블을 이용한 전력 공급 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 케이블의 포설 길이에 따른 케이블 도체의 유효 단면적을 증가시키는 방법으로 전압 강하를 감소시켜 전력 공급 가능 거리를 증대할 수 있는 케이블을 이용한 전력 공급 시스템에 관한 것이다.
가로등과 같이 미리 결정된 간격 및 방향으로 다수의 전력 수요기기들은 전력을 공급하는 분전반 등과 1 대 1로 연결되는 경우 케이블 사용량이 너무 커 복수 개의 전력유닛을 구비한 케이블을 포설한 후 전력 수요기기의 위치에 따라 순차적으로 전력유닛을 분기시켜 전력을 공급하는 경우가 많다.
또한, 최근 5G 등의 최신 세대 통신망은 전파 특성상 하나의 큰 기지국으로 넓은 커버리지를 갖는 대신 소형 기지국을 다수 설치하여 통신망을 촘촘하게 구성하는 경우가 많다. 이러한 소형 기지국은 건물 등에 설치될 수도 있으나, 가로등 등이 설치되는 프레임 또는 전신주에 설치되어 가로등의 전력 공급 시스템을 공유하는 방식으로 운용되는 사례가 늘고 있으며, 이러한 소형 기지국과 같은 전력 수요기기들의 예로서 전력망과 통신망 연결이 모두 필요한 네트워크 CCTV들도 이에 해당된다.
이와 같이, 가로등, 소형 기지국 및 CCTV 등은 전력 공급을 위한 케이블 개수를 최소화하며 전력을 공급하는 것이 요구되나, 광통신 등과 달리 전력의 경우 분전반 등과 거리가 멀어질수록 전압 강하가 커져 전력 공급 거리의 제한이 존재한다.
즉, 전력 공급을 위한 케이블의 길이가 증가할수록 저항에 의한 전압 강하가 증가하게 되어 근거리에 설치된 전력 수요기기와 달리 동일한 케이블로 전력이 공급되는 원거리에 설치되는 전력 수요기기로 안정적 전력 공급이 쉽지 않다.
본 발명은 케이블의 포설 길이에 따른 전력 공급을 위한 도체의 유효 단면적을 증가시키는 방법으로 전압 강하를 감소시켜 전력 공급 가능 거리를 증대할 수 있는 케이블을 이용한 전력 공급 시스템을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 도체와 상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하여 구성되는 복수 개의 전력유닛 및 복수 개의 상기 전력유닛을 감싸는 케이블 자켓을 포함하는 케이블을 이용한 전력 공급 시스템에 있어서, 상기 케이블 길이방향을 따라 이격되어 설치되는 복수 개의 전력 수요기기; 및, 복수 개의 상기 전력 수요기기에 전력을 공급하기 위하여, 상기 케이블의 길이방향을 따라 이격된 지점에서 순차적으로 분기되는 복수 개의 상기 전력유닛;을 포함하고, 상기 케이블의 길이 방향으로 선순위로 분기된 적어도 하나의 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛은 후순위로 분기되는 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결되는 전력 공급 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 상기 전력유닛은 전방에서 분기된 복수 개의 전력유닛의 후방의 미사용 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.
그리고, 복수 개의 전력유닛 중 후순위로 분기되는 전력유닛의 순위와 전기적 병렬 연결되는 미사용 전력유닛의 길이가 비례할 수 있다.
이 경우, 복수 개의 전력유닛 중 최선순위로 분기되는 전력유닛을 제외한 후순위 컨력유닛은 다른 전력유닛이 분기된 후방의 미사용 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결될 수 있다.
여기서, 분기된 상기 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛은 복수 개로 분할되어 복수 개의 전력유닛에 각각 병렬 연결될 수 있다.
또한, 상기 전력 수요기기는 가로등, CCTV, 무선 기지국 또는 무선 공유기 중 하나 이상일 수 있다.
그리고, 상기 CCTV, 상기 무선 기지국 또는 상기 무선 공유기는 각각 가로등에 설치될 수 있다.
이 경우, 상기 가로등에 전력을 공급하는 케이블은 복수 개의 상기 전력유닛을 구비한 전력 케이블일 수 있다.
여기서, 상기 CCTV, 상기 무선 기지국 또는 상기 무선 공유기로 공급되는 통신신호는 적어도 하나의 광섬유를 포함하는 광유닛을 통해 공급되며, 상기 광유닛과 상기 가로등, 상기 CCTV, 상기 무선 기지국 또는 상기 무선 공유기로 전력을 공급하기 위한 전력유닛은 하나의 광전복합 케이블로 구성될 수 있다.
또한, 상기 케이블의 전력유닛 및 전력망과 연결되는 분전반이 구비된 제어기를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 케이블의 전력유닛 및 전력망과 연결되는 분전반이 구비된 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 이더넷 통신망과 연결되어 상기 광유닛과 통신하는 네트워크 스위치를 더 구비할 수 있다.
이 경우, 상기 케이블의 길이 방향으로 선순위로 분기된 적어도 하나의 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛을 미분기된 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결하는 전력유닛 연결부재를 구비할 수 있다.
여기서, 상기 순차적으로 분기되는 N개 전력유닛 중 2개 전력유닛 병렬 연결 시 케이블의 길이 방향으로 n(n은 1부터 N까지의 자연수)번째 분기되는 전력유닛과 (N+1-n)번째 분기되는 전력유닛이 연결될 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 미리 결정된 간격으로 이격되어 설치되는 복수 개의 전력 수요기기에 대한 직류 전력공급용 케이블에 있어서, 도체와 상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하고 직류 전력을 전송하는 복수 개의 전력유닛; 및, 복수 개의 상기 전력유닛을 감싸는 케이블 자켓;을 포함하고, 상기 복수 개의 전력유닛은 양(+) 전력유닛(P)과 음(-) 전력유닛(N)이 각각 연속적으로 두 개 이상 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 직류 전력공급용 케이블을 제공할 수 있다.
또한, 적어도 하나의 광섬유를 포함하는 광유닛을 추가로 포함할 수 있다.
그리고, 상기 전력유닛은 2개층 이상으로 적층될 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 도체와 상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하여 구성되는 복수 개의 전력유닛 및 복수 개의 상기 전력유닛을 감싸는 케이블 자켓을 포함하는 케이블을 이용한 전력 공급 시스템에 있어서, 복수 개의 상기 전력유닛은 상기 케이블을 따라 이격되어 설치된 복수 개의 전력 수요기기들에 순차적으로 분기되어 전력을 공급하며, 적어도 하나의 선순위 분기된 전력유닛의 후방 미사용 전력유닛은 후순위로 분기되는 적어도 하나의 전력유닛에 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템을 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 전력 공급 시스템에 의하면, 복수 개의 전력유닛을 구비한 케이블에 복수 개의 전력 수요기기를 미리 결정된 간격으로 연결하여 전력을 공급하는 전력 공급 시스템에서 케이블의 포설 길이가 증가되어도 전류가 흐를 수 있는 도체의 유효 단면적을 확대시켜 케이블 포설 길이에 따른 전압 강하를 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력 공급 시스템에 의하면, 케이블 포설 길이에 따른 전압 강하를 최소화할 수 있으므로, 원거리 전력 수요기기들로 전력을 안정적으로 공급할 수 있으며, 동일한 케이블의 전력 공급 범위를 확장할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력 공급 시스템에 의하면, 전력 공급을 위한 케이블을 광유닛을 포함하는 광전복합 케이블로 구성하여 전력 공급과 데이터 송수신을 함께 제공하여 포설되는 케이블의 개수를 최소화할 수 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 전력 공급 시스템의 다양한 예시를 도시한다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 전력 공급 시스템에 적용이 가능한 광전복합의 하나의 실시예의 탈피된 사시도 및 단면도를 도시한다.
도 6 내지 도 8은 전력 수요 기기가 3개인 경우의 일반적인 전력 공급 시스템의 구성과 본 발명에 따른 전력 공급 시스템의 구성의 예시를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 전력 공급 시스템에서 전력 공급을 위한 케이블을 구성하는 전력유닛의 연결 거리에 따른 전압강하 변화의 예시를 도시한다.
도 10 내지 도 12은 전력 수요 기기가 4개인 경우의 본 발명에 따른 전력 공급 시스템의 구성의 예시를 도시한다.
도 13은 본 발명에 따른 전력 공급 시스템의 구성도를 도시한다.
도 14는 본 발명에 따른 전력 공급 시스템에 적용 가능한 전력 케이블의 하나의 예시를 도시한다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 전력 공급 시스템(1)의 다양한 예시를 도시한다.
본 발명에 따른 케이블을 이용한 전력 공급 시스템은 가로등(200a)과 같이 전력 수요기기들(200)이 방향성을 가지며 일정하게 분산 설치되는 경우에 최소화된 케이블 개수로 전력을 공급하는 전력 공급 시스템에 관한 것이다.
최근에는 전력 공급이 전제되는 가로등(200a)에 CCTV(200b) 또는 소형 기지국(200c) 등이 함께 설치되는 경우가 많다.
도 1의 경우, 케이블의 길이방향으로 복수 개의 가로등(200a)이 설치되어 전력망(P)과 연결된 제어기(300)에 연결된 케이블(100a)을 따라 복수 개의 가로등(200a)이 분산 연결되어 설치되는 전력 공급 시스템(1)을 도시한다.
도 2의 경우 각각의 가로등(200a)이 설치되는 전주 또는 프레임에 CCTV(200b) 또는 소형 기지국(200c)이 함께 설치된 전력 공급 시스템(1)을 도시한다.
이 경우, 제어기(300)는 전력망(P)과 통신망(C)에 연결되고, 각각의 제어기(300)와 가로등(200a), CCTV(200b) 또는 소형 기지국(200c)은 각각 복수 개의 케이블(100a, 100b)과 분기된 전력유닛(10a, 10b) 또는 광유닛(20b)으로 전력이 공급되거나 통신신호가 제공될 수 있다.
도 3의 경우, 도 2와 마찬가지로 각의 가로등(200a)이 설치되는 전주 또는 프레임에 CCTV(200b) 또는 소형 기지국(200c)이 함께 설치되되 하나의 광전복합 케이블(100) 및 상기 광전복합 케이블(100)로부터 분기된 전력유닛(10x, 10y) 또는 광유닛(20)으로부터 전력과 데이터가 제공될 수 있다.
이와 같이, 가로등(200a)과 같이 일정한 방향으로 이격되어 배치되는 전력 수요기기들의 경우, 전력망(P)과 연결되며 분전반 등을 구비하는 제어기(300)와 일대일 직접 연결되는 경우 케이블 개수가 크게 증가되므로, 전력 수요기기의 수보다 적은 개수의 케이블을 이용하여 전력을 공급하는 방법이 사용될 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 전력 수요기기(200)가 별도의 데이터 통신이 필요하지 않은 가로등(200a) 등인 경우에는 제어기(300)와 연결된 케이블(100a)은 단순 전력 케이블일 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 전력 수요기기(200)가 전력 공급만 요구되는 경우와 전력 공급과 데이터 통신이 모두 필요한 경우에는 전력 케이블(100a)과 광전복합 케이블(100b)이 함께 시스템(1)을 구성할 수도 있고, 도 3에 도시된 바와 같이, 하나의 광전복합 케이블(100)로 전력과 통신 모두를 제공할 수 있다.
그러나, 도 1 내지 도 3에 도시된 경우, 전력 수요기기들(200)이 전력 공급 시스템을 구성하는 케이블을 따라 이격된 위치에 배치되고, 하나의 케이블이 복수 개의 전력 수요기기로 전력을 공급한다는 점에서 공통된다.
가로등(200a), CCTV(200b) 또는 소형 기지국(200c) 등과 같이, 전력 공급 시스템을 구성하는 케이블을 따라 전력 수요기기들(200)이 이격되어 설치되는 경우, 전력 공급 시스템(1)을 구성하는 케이블 내애 복수 개의 분리된 전력유닛을 구비하고, 필요한 지점에서 전력유닛들이 커팅 또는 분기되고 전력 수요기기에 연결되어 전력을 공급할 수 있다.
전력 수요기기 중 통신 신호의 송수신이 요구되는 CCTV(200b) 또는 소형 기지국(200c) 등은 통신망(C)과 연결되고 네트워크 스위치 등을 구비한 제어기(300)와 광섬유를 구비한 광유닛 등으로 연결되는 경우, 거리에 따른 손실 문제는 발생되지 않는다.
그러나, 전력망(P)과 연결된 분전반 또는/및 통신망(C)과 연결된 네트워크 스위치 등이 구비된 제어기(300)에 연결된 케이블을 따라 설치되는 전력 수요기기 중 제어기(300)와 가까운 위치의 전력 수요기기의 경우, 전압 강하 등의 문제가 없으나, 원거리에 위치한 전력 수요기기의 경우, 전압 강하로 인해 전력 공급 거리의 제한이 존재하거나 안정적 전력 공급이 어려울 수 있다.
따라서, 본 발명은 도체와 상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하여 구성되는 복수 개의 전력유닛; 및 복수 개의 상기 전력유닛을 감싸는 케이블 자켓을 포함하는 케이블(100)을 이용한 전력 공급 시스템(1)에 있어서, 상기 케이블 길이방향을 따라 이격되어 설치되는 복수 개의 전력 수요기기(200); 및, 복수 개의 상기 전력 수요기기에 전력을 공급하기 위하여, 상기 케이블의 길이방향을 따라 이격된 지점에서 순차적으로 분기되는 복수 개의 상기 전력유닛;을 포함하고, 상기 케이블의 길이 방향으로 선순위로 분기된 적어도 하나의 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛은 후순위로 분기되는 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결되는 전력 공급 시스템을 제공하여 이와 위와 같은 문제점을 해결하였다. 그 구체적인 방법은 뒤에서 상세하게 설명한다. 먼저 본 발명에 적용이 가능한 광전복합 케이블의 하나의 예를 설명한다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 전력 공급 시스템(1)에 적용이 가능한 광전복합의 하나의 실시예의 탈피된 사시도 및 단면도를 도시한다.
상기 광전복합 케이블(100)은 케이블 코어(C)와 상기 케이블 코어(C)를 감싸는 외피층(O)으로 구성될 수 있다.
상기 케이블 코어(C)는 전력 공급을 위한 복수의 전력유닛(10), 테이터 통신을 위한 광신호를 전달하는 복수의 광유닛(20)을 구비할 수 있다.
전술한 바와 같이, 최근 전력 수요기기들(200)로 전력과 신호를 동시에 전송할 수 있도록 선로에 광전복합 케이블(100)을 포설하는 경우가 늘어나고 있다. 특히, 초고속, 대용량의 통신망(C) 구축에 있어, 다수의 광섬유(21)을 이루어지는 광유닛(20)을 전력유닛(10)과 복합하여 케이블을 구성할 수 있다.
상기 광전복합 케이블(100)의 중심부에는 중심인장선(30)이 배치될 수 있으며, 상기 중심인장선(30) 둘레에 복수 개의 광유닛(20)이 광전복합 케이블(100)의 길이방향으로 배치될 수 있다.
그리고, 상기 복수 개의 광유닛(20) 층 외측에는 광유닛(20)을 보호하기 위한 보호층(40)을 더 구비할 수 있다.
상기 광유닛(20)은 광신호의 전송을 위한 광섬유를 포함하는 어떠한 형태로든 구성이 가능하며, 예를 들어 적어도 1심 이상의 광섬유(21)와, 상기 광섬유(21)를 둘러싸는 튜브(25)를 포함할 수 있다. 상기 튜브(25)는 예를 들어 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 또는 폴리염화비닐 등으로 구성될 수 있다. 또한, 추가적으로 상기 튜브(25) 내에는 젤리 또는 방수사 등의 충진재(23)가 충진될 수 있다. 예를 들어 젤리가 충진되거나, 아라미드 얀(aramid yarn)과 같은 인장재(미도시)가 충진될 수 있다. 상기 인장재는 인장력이 뛰어나고 유연하여 케이블을 안정적으로 설치할 수 있게 된다.
상기 광유닛(20)은 타이트 버퍼 방식 또는 루즈튜브 방식 등 다양한 형태 중 필요한 형태로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 각 전력유닛(10)은 도체(11) 및 상기 도체(11)를 감싸는 절연체(13)를 포함한다. 상기 전력유닛(10)은 일반 전력용으로 이용되는 규격에 준하는 형태로 이루어질 수 있으며, 상기 복수 개의 도체(11)는 서로 꼬인 형태를 취할 수 있다. 또한, 상기 도체(11)는 구리, 알루미늄 등의 금속으로 구성될 수 있으며, 상기 절연체(13)는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 또는 폴리염화비닐 등의 고분자 수지로 구성될 수 있다.
광유닛(20)과 전력유닛(10)을 비교해 보면, 상기 광유닛(20)은 전력유닛(10)에 비하여 직경이 작고, 광유닛(20)에 구비된 광섬유(21)가 벤딩 또는 단선 등에 상대적으로 더 취약하므로, 상기 광전복합 케이블(100)의 중심부에 광유닛(20)을 배치하고, 그 외부를 보호층(40)으로 감싼 후 보호층의 외주면에 전력유닛(10)을 배치할 수 있다.
그리고, 상기 케이블 코어(C)는 상기 복수의 전력유닛(10) 또는 광유닛(20) 사이의 간극을 메우는 충진재(50)를 더 구비할 수 있다.
상기 전력유닛(10)은 원형의 형태를 가지므로, 이웃한 전력유닛(10) 사이에 공극 또는 유격이 발생하게 된다. 이러한 구성에서는 광전복합 케이블(100)의 전체 외형이 원형을 유지하지 못하므로 외부에서 작용하는 휘어짐 또는 충격 등에 취약하게 된다. 따라서, 케이블 코어(C) 내의 공극을 충진재(50)로 채우고, 상기 충진재(50)의 외형을 원형으로 유지하여 외부에서 작용하는 충격 등에 견딜 수 있는 구조를 갖도록 구성될 수 있다.
광전복합 케이블(100)의 최외곽에 구비된 외피층(O)은 광전복합케이블(100)의 외형을 형성하는 부분으로서, 광전복합 케이블(100)에 포함된 광유닛(20) 및 전력유닛(10)을 보호한다.
상기 외피층(O)은 케이블 코어(C)에 내접하며, 상기 케이블 코어(C)의 외주를 감싸는 부직포 테이프(60), 상기 부직포 테이프(60)의 바깥쪽에서 상기 케이블 코어(C)를 원형 형태로 둘러싸며 외부 충격으로부터 케이블 코어(C)를 보호하는 금속보호층(70) 및 상기 금속보호층(70)을 둘러싸는 케이블 자켓(80)을 포함할 수 있다.
상기 부직포 테이프(60)는 상기 케이블 코어(C)의 외곽에서 상기 케이블 코어(C)의 외주를 감싸도록 구비되며, 상기 전력유닛(10)과 광유닛(20)을 원형 형태로 둘러싸도록 구비될 수 있다. 상기 부직포 테이프(60)는 압축부직포로 내부의 광유닛 및 전력유닛을 감싸는 형태로 배치될 수 있다. 상기 부직포 테이프(60)는 테이프 형태의 자재를 횡권하거나 종첨하는 방식으로 형성될 수 있다.
상기 금속보호층(70)은 상기 케이블 코어(C)를 감싸도록 주름산과 주름골이 반복적으로 이루어지는 주름이 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속보호층(70)은 주름산과 주름골이 반복적으로 형성된 주름진(corrugated) 형태로서 알루미늄 등의 금속 파이프로 구성될 수 있다.
한편, 상기 케이블 자켓(80)은 난연 특성이 있고 친환경적인 수지로 구성될 수 있다. 예를 들어 케이블 자켓(80)은 폴리에틸렌(Polyethylene), 또는 폴리프로필렌(Polypropylene), 또는 폴리염화비닐(PVC) 등으로 구성될 수 있다.
상기 외피층(O)의 구성 등은 광전복합 케이블(100)이 포설되는 환경에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 전력 공급 시스템(1)은 다양한 전력 수요기기에 전력망(P) 및 필요에 따라 광통신망(C)을 제공할 수 있으며, 전력 수요기기의 개수 또는 종류 등에 따라 전력유닛 및 광유닛의 개수와 종류 등이 결정될 수 있고, 특히 전력유닛의 경우, 케이블 포설 구간 중 전력 수요 기기의 위치에서 커팅 및 분기되어 각각의 전력 수요기기로 전력을 공급할 수 있다.
또한, 케이블 내에 구비된 하나의 전력유닛의 경우 제어기(300)와 분기 지점까지 전력유닛이 실제로 전력 공급에 사용되지만, 커팅되어 분기된 지점 이후의 미사용 영역은 케이블 내에 배치되지만 아무런 역할을 하지 않는다.
따라서, 본 발명은 복수 개의 전력유닛 중 먼저 분기된 전력유닛의 미사용 영역(이하, '미사용 전력유닛'이라 함)의 도체를 후순위로 분기될 전력유닛에 연결하여 도체 단면적을 키우는 효과를 제공하여 원거리 전압 강하 문제를 해소하였다. 이하 자세하게 설명한다.
도 6 내지 도 8은 전력 수요 기기가 3개인 경우의 일반적인 전력 공급 시스템의 구성과 본 발명에 따른 전력 공급 시스템(1)의 구성의 예시를 도시한다.
도 6 내지 도 8에서 도시된 시스템에서, 제1 전력 수요기기(200x) 내지 제3 전력 수요기기(200z)가 전력 공급 시스템(1)을 구성하는 케이블(100)을 따라 포설되며, 상기 제1 전력 수요기기(200x) 내지 제3 전력 수요기기(200z)는 단순 가로등(200a)과 같이 전력만 요구되는 전력 수요기기일 수도 있고, CCTV(200b) 또는 소형 기지국(200c)과 같이 전력공급과 데이터 송수신이 요구되는 광전복합 수요기기일 수도 있다.
그리고, 도 6 내지 도 8에 도시된 시스템을 구성하는 케이블은 하나의 케이블(100)로 구성된 것으로 도시되나, 도 2에 도시된 바와 같이, 전력 공급 시스템이 복수 개의 케이블을 포함하여 구성될 수도 있다.
그리고, 도 6 이하에서 각각의 전력유닛은 단일 라인으로 표현되나, 하나의 전력유닛은 하나의 와이어를 의미하는 것이 아니라 하나의 전력 수요기기에 전력을 공급하기 위한 최소한의 와이어 쌍(2개 또는 3개)로 구성되는 상호 절연된 와이어 세트를 의미하는 것으로 이해되어야 한다.
설명의 편의를 위하여, 상기 제1 전력 수요기기(200x) 내지 제3 전력 수요기기(200z)는 하나의 케이블이 도 4 또는 도 5에 도시된 광전복합 케이블과 같이, 복수 개의 전력유닛을 포함하여 구성되며, 각각의 상기 제1 전력 수요기기(200x) 내지 제3 전력 수요기기(200z)로 전력을 공급하는 것으로 가정한다.
도 6은 전력 수요 기기가 3개인 경우의 일반적인 전력 공급 시스템을 도시한다.
상기 전력 공급 시스템은 상기 케이블의 전력유닛(10) 및 전력망(P)과 연결되는 분전반(310)이 구비된 제어기(300)를 포함할 수 있고, 전력 수요기기들이 통신이 요구되는 CCTV 또는 소형 기지국 등인 경우 상기 제어기(300)는 이더넷 통신망과 연결되어 상기 광유닛(미도시)과 통신하는 네트워크 스위치(360)를 더 구비할 수도 있다. 또한, 상기 제어기는 분전반과 네트워크 스위치가 분리되어 구성될 수도 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 일반적인 전력 공급 시스템은 복수 개의 전력 수요기기(200x, 200y, 200z)에 하나의 케이블(100)로 전력을 공급하는 경우, 케이블에 구비된 복수 개의 전력유닛(10x, 10y, 10z)이 순차적으로 상기 제1 전력 수요기기(200x) 내지 제3 전력 수요기기(200z) 근방에서 커팅 및 분기되어 전력을 공급할 수 있다.
즉, 상기 케이블(100)을 구성하는 복수 개의 전력유닛(10x, 10y, 10z)은 제어기(300) 분전반에 연결되어 각각의 전력 수요기기의 요구 전력에 따라 필요한 전압 등으로 전력이 공급될 수 있다. 도 6에 도시된 전력 공급 시스템을 구성하는 케이블은 3개의 전력유닛을 구비하고 각각 상기 제1 전력 수요기기(200x) 내지 제3 전력 수요기기(200z)로 순차적으로 분기되어 전력을 공급할 수 있다.
상기 제1 전력 수요기기(200x) 내지 제3 전력 수요기기(200z)는 순서대로 제어기(300)와 이격된 위치에 설치되어 있다. 따라서, 상기 제어기(300)와 제일 가까운 제1 전력 수요기기(200x)는 제1 전력유닛(10x)이 분기 및 접속되어 전력이 공급되고, 마찬가지로 제2 전력 수요기기(200y) 및 제3 전력 수요기기(200z)는 제2 전력유닛(10y) 및 제3 전력유닛(10z)이 분기 및 접속되어 전력이 공급될 수 있다.
이와 같이, 케이블을 구성하는 복수 개의 전력유닛 중 특정 전력 수요기기로 전력을 공급하기 위한 전력유닛은 해당 전력 수요기기 위치에서 분기되어 전력 수요기기와 연결되며, 분기 지점을 경계로 케이블 내에서 전력유닛이 2개로 분할되는 것으로 가정할 수 있다.
즉, 특정 전력유닛은 제어기(300)와 분기 지점을 경계로 전방 전력유닛과 후방 전력유닛으로 분할되고, 전방 전력유닛은 전력 공급에 사용되고 후방 전력유닛은 제거되지도 않고, 아무런 역할을 수행하지 않으며 케이블 내에 수용된 상태를 유지한다.
따라서, 본 발명에 따른 전력 공급 시스템(1)의 경우, 전방에서 분기된 전력유닛의 후방 미사용 전력유닛(10x', 10y'10z')을 아직 분기되지 않은 전력유닛(10y, 10z 등)의 유효 단면적 증대를 위하여 활용한다.
본 발명은 전력 공급 시스템을 구성하는 케이블 길이방향을 따라 이격되어 설치되는 복수 개의 전력 수요기기(200);를 포함하고, 상기 케이블의 길이 방향으로 선순위로 분기된 적어도 하나의 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛(10')은 후순위로 분기되는 전력유닛(10)과 전기적으로 병렬되는 특징을 갖는다.
구체적으로, 도 7에 도시된 실시예는 제3 전력 수요기기(200z) 전방에 배치된 제1 전력 수요기기(200x) 및 제2 전력 수요기기(200y)는 케이블(10)에서 각각 분기된 제1 전력유닛(10x)과 제2 전력유닛(10y)과 접속되어 전력이 공급되며, 제3 전력 수요기기(200z)는 제1 전력 수요기기(200x) 및 제2 전력 수요기기(200y) 후방에서 제3 전력유닛(10z)을 통해 전력이 공급되나, 제어기(300)의 분전반 등과 연결거리 증가로 상대적으로 전압 강하 등의 문제가 발생될 수 있다.
따라서, 상기 제3 전력유닛(10z)은 상기 제1 전력유닛(10x)의 분기 지점 후방 미사용 제1 전력유닛(10x')과 병렬로 연결하여 제1 전력 수요기기(200x)의 전력 공급을 위한 분기 지점 이후 도체의 직경이 증가되는 효과를 얻을 수 있다.
즉, 상기 제1 전력유닛(10x) 및 제3 전력유닛(10z)이 동일한 규격의 전력유닛인 경우, 상기 제3 전력유닛(10z)은 제1 전력 수요기기(200x)의 전력 공급을 위한 분기 지점 이후 도체의 직경이 두배가 되는 효과를 얻을 수 있다.
도 7에 도시된 실시예는 3개의 전력 수요기기(200x, 200y, 200z) 중 제어기(300)와 가장 원거리의 제3 전력 수요기기를 제어기(300)와 연결하는 제3 전력유닛(10z)만 미사용 전력유닛을 병렬 연결하였다.
그러나, 이에 한정되지 않고, 도 8에 도시된 실시예는 가장 원거리의 제3 전력 수요기기(200z)를 제어기(300)와 연결하는 제3 전력유닛(10z)은 제2 전력유닛(10y)의 후방의 미사용 제2 전력유닛(10y')과 병렬 연결되고, 상기 제2 전력유닛(10y)은 제1 전력유닛(10x)의 후방의 미사용 제1 전력유닛(10x')과 병렬 연결되도록 구성되어, 제어기(300)와 가장 가까운 위치의 최전방 전력 수요기기를 연결하는 전력유닛을 제외한 전력유닛들은 적어도 하나의 미사용 전력유닛들과 연결되어 전압 강하를 완화할 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 전력 공급 시스템(1)에서 전력 공급을 위한 케이블을 구성하는 전력유닛의 연결 거리에 따른 전압강하 변화의 예시를 도시한다.
전력유닛과 연결되는 전력 수요기기는 저마다 작동하기 위한 최소 동작 전압이 있고, 상기 전력 수요기기의 작동을 허용하기 위해서는 전압강하를 고려하여 보상된 전압으로 전력을 공급한다.
여기서, 최대 허용 전압강하(e')는 전력 수요기기가 동작하기 위한 도체 내 전압강하의 최대 허용 한도를 의미하며, 상기 도체 내 전압강하가 상기 도체의 최대 허용 전압강하(e')보다 크지 않는 한도 내에서 케이블 또는 전력유닛의 연결길이 설정이 가능하다.
일반적으로, 전력을 공급하는 전력 공급원과 전력 수요기기를 연결하는 케이블 또는 전력유닛의 길이(l), 즉 전력유닛을 구성하는 도체의 길이가 증가할수록 상기 도체 내 전류 흐름에 따른 전압 강하(potential drop)가 발생하게 된다. 상기 전압 강하(e)는 전자가 도체 내 저항을 지나면서 전압이 감소되는 현상을 의미한다.
일반적으로, 저항의 크기는 전류가 흐르는 전력유닛을 구성하는 도체의 유효 단면적에 반비례하고, 상기 도체의 길이에 비례하여 증가하며, 전압 강하(e)는 아래의 수학식 1에 기재된 바와 같이 도체를 흐르는 전류의 크기(A) 및 상기 전력유닛의 길이(l)에 비례하고, 상기 도체의 유효 단면적(A)에 반비례함을 확인할 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00001
Figure pat00002
: 도체 내 전압강하 크기(V)
k : 상수
Figure pat00003
: 도체를 흐르는 전류의 크기(A)
Figure pat00004
: 전력유닛을 구성하는 도체의 유효 단면적(mm2)
l : 전력유닛의 길이(m)
본 발명에 따른 전력 공급 시스템(1)의 경우, 타겟 전력 수요기기에 전력을 공급하기 위하여 분기된 후 후방의 미사용 전력유닛을 아직 분기되지 않은 전력유닛과 서로 전기적으로 병렬 연결하여 도체의 유효 단면적을 증가시켜 전압 강하를 완화할 수 있다.
즉, 도 9에 도시된 전압 강하 그래프는 설명의 편의를 위하여 도 7에 도시된 전력 공급 시스템의 제3 전력유닛을 참조하여 설명한다. 전력유닛을 통해 공급되는 전류(I)는 일정하다고 가정하는 경우, 상기 수학식 1에 따른 전압 강하(e)는 전력유닛 도체의 길이(분전반 또는 제어기 연결점이 기준)에 비례하고, 전력유닛의 도체 유효 단면적과 반비례한다. 또한, 하나의 전력유닛의 도체 단면적은 전체 영역에서 동일하다고 가정하는 경우, 상기 전압 강하(e)는 도체의 길이(l)에 비례하는 일차함수 형태임을 확인할 수 있다.
따라서, 도 6에 도시된 바와 같이, 전력유닛을 일반적인 방법으로 연결하는 경우, 도 9에 도시된 그래프 상에서, 상기 제어기(300)를 통해 공급되는 전력은 전술한 바와 같이 전압 강하를 고려하여 공급되며, 도 9에서 허용 가능한 최대 허용 전압 강하(e')는 분전반으로부터 연결 케이블의 길이가 l1인 지점에서 발생되고, 그에 따라 전력 공급 시스템의 케이블을 통한 전력 공급 가능 거리가 l1로 결정될 수 있다.
그러나 도 7에 도시된 바와 같이, 케이블의 전력유닛을 구성하며 제1 전력 수요기기(200x)에 전력을 공급하기 위한 제1 전력유닛(10x)의 분기 지점인 a 지점에서 분기가 수행된 후 후방의 미사용 제1 전력유닛(10x')을 제3 전력유닛(10z)과 병렬 연결하는 경우, 도 9의 전압강하 그래프는 전력유닛의 길이가 a지점인 영역부터 기울기가 변경된다.
즉, 상기 수학식 1의 전력유닛의 도체 단면적 A값이 2배로 증가되어 전력유닛의 길이(l)에 따른 도 9 전압강하 그래프의 기울기가 k/A에서 0.5k/A로 감소되어 최대 허용 전압강하가 발생되는 전력유닛의 길이가 l1에서 l2 (l1< l2)로 증가된다.
따라서, 도 7에서 제3 전력 수요기기(200z)의 위치가 도 9의 l1과 l2사이인 경우 통상적인 케이블 연결로는 안정적인 전력 공급이 어렵지만 도 7에 도시된 바와 같이 미사용 전력유닛을 연결하면, 제3 전력 수요기기(200z)에 전력 공급을 위하여 제3 전력유닛(10z)의 분기 지점(l2 이전의 지점)에서 최대 허용 전압강하가 발생되지 않아 안정적 전력 공급이 가능해질 수 있다.
이와 같이, 전력 공급 시스템을 구성하는 케이블 내에 이미 분기된 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛을 연결하는 경우, 통상적인 전력유닛 연결 방법보다 원거리 전력 공급이 가능해질 수 있다.
도 10 내지 도 12는 전력 수요 기기가 4개인 경우의 일반적인 전력 공급 시스템의 구성과 본 발명에 따른 전력 공급 시스템(1)의 구성의 예시를 도시한다. 도 6 내지 도 9를 참조한 설명과 중복된 설명은 생략한다.
전술한 실시예는 상기 케이블의 길이 방향으로 선순위로 분기된 전력유닛의 후방에 배치된 미사용 전력유닛은 후순위로 분기되는 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결되되, 병렬 연결되는 미사용 전력유닛의 개수가 1개 였으나, 도 10에 도시된 실시예는 제1 전력 수요기기(200w)를 제외한 제2 전력 수요기기(200x), 제3 전력 수요기기(200y), 제4 전력 수요기기(200z)에 병렬 연결되는 선분기된 미사용 전력유닛의 개수가 복수 개인 예를 도시한다.
즉, 제2 전력 수요기기(200x)에 전력을 공급하기 위한 제2 전력유닛(10x)은 미사용 제1 전력유닛(10w) 1개가 병렬 연결되고, 제3 전력 수요기기(200y)에 전력을 공급하기 위한 제3 전력유닛(10y)은 미사용 제1 전력유닛(10w') 및 미사용 제2 전력유닛(10x') 2개가 함께 병렬 연결되고, 제4 전력 수요기기(200z)에 전력을 공급하기 위한 제4 전력유닛(10z)은 미사용 제1 전력유닛(10w'), 미사용 제2 전력유닛(10x') 및 미사용 제3 전력유닛(10y') 3개가 함께 연결되는 예를 도시한다.
즉, 아직 분기되지 않은 전력유닛에 병렬 연결되는 선분기 전력유닛의 개수는 복수 개로 구성되어, 전압 강하 그래프에서 전력유닛 길이에 따른 전압강하율을 영역별로 더 완만하게 구성할 수도 있다.
또한, 위와 같은 예에서, 하나의 전력유닛은 분기 지점을 경계로 사용 영역과 미사용 영역으로 양분되는 것 외에 미사용 영역은 복수 개로 분할되어 복수 개의 미분기 전력유닛과 각각 연결될 수 있음을 확인할 수 있다.
즉, 상기 제1 전력유닛은 분기 지점 이후의 미사용 영역이 각각 제2 전력유닛, 제3 전력유닛 및 제4 전력유닛에 각각 분할되어 연결될 수 있음을 확인할 수 있다.
그리고, 도 11에 도시된 실시예는 각각의 전력유닛에 병렬 연결되는 전력유닛의 개수는 1개씩이나, 복수 개의 전력 유닛 중 후순위로 분기되는 전력유닛의 순위와 전기적 병렬 연결되는 미사용 전력유닛의 길이가 비례하도록 구성되는 예이다.
즉, 도 11에 도시된 실시예에서, 제1 전력 수요기기(200w) 내지 제4 전력 수요기기(200z)에 전력을 공급하기 위한 전력유닛의 분기순서는 제1 전력유닛(10w), 제2 전력유닛(10x), 제3 전력유닛(10y) 및 제4 전력유닛(10z)이다.
따라서, 전력유닛이 나중에 분기될수록 병렬 연결될 미사용 전력유닛을 최대한 긴 영역이 선택되도록 하여 전압 강하 그래프 상에서 기울기 변경시점을 앞당기는 효과를 제공할 수 있다.
즉, 제1 전력 수요기기(200w) 및 제2 전력 수요기기(200x)의 경우 분전반 등과 가까워 전압강하가 문제되지 않지만, 가장 후순위에 분기되는 전력유닛인 제4 전력유닛(10z)은 미사용 전력유닛 중 가장 길이가 긴 미사용 제1 전력유닛(10x')과 병렬 연결되고, 그 다음으로 제3 전력유닛(10y)은 미사용 제2 전력유닛(10x')과 병렬 연결되어 전압강하를 대비할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 전력 공급 시스템은 전력 공급 시스템의 환경 등을 고려하여 최대 허용 전압강하가 문제되는 전력유닛이 최후 분기되는 전력유닛이라고 판단되면, 가용 가능한 모든 미사용 전력유닛들을 모두 제4 전력유닛과 병렬 연결하여 전압 강하 그래프의 기울기 감소 시점을 앞당기고, 감소 횟수 역시 증가시켜 원거리 전력 공급시 안정성을 향상시킬 수 있다.
즉, 도 12에 도시된 바와 같이 가장 후순위에 분기되는 전력유닛인 제4 전력유닛(10z)은 미사용 제1 전력유닛(10w'), 미사용 제2 전력유닛(10x') 및 미사용 제1 전력유닛(10y') 모두에 병렬 연결되어 전압강하 그래프의 기울기는 제4 전력유닛(10z)의 길이에 따라 계속 감소되도록 하여 최대 허용 전압강하가 발생되는 거리를 확대할 수 있다.
도 13은 본 발명에 따른 전력 공급 시스템의 구성도를 도시한다.
도 13에 도시된 전력 공급 시스템은 16개의 전력 수요기기(200(1) 내지 200(16))에 각각 전력을 공급하기 위하여, 16개의 전력유닛(10(1) 내지 10(16))을 구비한 케이블이 적용된다.
본 발명에 따른 전력 공급 시스템은 케이블을 구성하는 순차적으로 분기되는 N개 전력유닛 중 2개 전력유닛 병렬 연결시 케이블의 길이 방향으로 n(n은 1부터 N까지의 자연수)번째 분기되는 전력유닛과 (N+1-n)번째 분기되는 전력유닛이 연결될 수 있다.
도 13에 도시된 시스템은 N(N=16)개의 전력유닛 중 그 절반인 8번째 이하로 분기되는 전력유닛의 경우 전력 수요기기와 분전반 등의 연결길이가 길지 않아 전압 강하가 문제되지 않으므로, 병렬 연결로 도체 유효 면적이 증대되는 전력유닛의 차수인 n은 N/2보다 큰 최소 자연수이며, 도 13에 도시된 실시예에서 9번째(16/2보다 큰 최소 자연수)부터 분기되는 전력유닛에 선분기된 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛을 연결하여 전력유닛의 유효 도체 면적을 증대시켜 전압강하를 완화할 수 있다.
위 기준에 의하면, 도 13에 도시된 실시예에서, 5(n=5)번째 분기되는 전력유닛의 경우 선분기된 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛의 병렬 연결은 불필요하고, 10(n=10)번째로 분기되는 전력유닛은 7(16+1-10, N=16 및 n=10) 번째 분기되는 전력유닛과 병렬 연결되며, 16(n=16)번째로 분기되는 전력유닛은 1(16+1-16, N=16 및 n=16) 번째 분기되는 전력유닛과 병렬 연결되는 것이 바람직하다.
즉, 전력유닛 중 전력 수요기기의 연결길이가 가장 긴 전력유닛을 가장 먼저 미사용 전력유닛과 연결하여 연결 거리 증대 효과를 가장 먼저 제공할 수 있다.
그리고, 도 13에 도시된 바와 같이, 각각의 전력유닛을 병렬 연결하는 경우, 미사용 전력유닛과 분기되지 않은 전력유닛을 직접 연결할 수도 있으나, 상기 케이블의 길이 방향으로 선순위로 분기된 적어도 하나의 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛을 미분기된 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결하는 전력유닛 연결부재를 사용하여 병렬 연결 작업을 수행할 수 있다. 이 경우, 병렬 연결되는 전력유닛들이 인접하지 않은 경우에도 전력유닛 연결부재를 이용하여 연결작업의 작업성이 향상될 수 있다.
도 14는 본 발명에 따른 전력 공급 시스템에 적용 가능한 전력 케이블의 하나의 예시를 도시한다.
본 발명에 따른 전력 공습시스템에 적용이 가능한 케이블로서, 본 발명은 미리 결정된 간격으로 이격되어 설치되는 복수 개의 전력 수요기기에 대한 직류 전력공급하기 위하여, 도체와 상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하고 직류 전력을 전송하는 복수 개의 전력유닛; 복수 개의 상기 전력유닛을 감싸는 케이블 자켓을 포함하고, 상기 복수 개의 전력유닛(10)은 양(+) 전력유닛 와이어(10p)와 음(-) 전력유닛 와이어(10n)가 각각 연속적으로 두 개 이상 인접하여 배치될 수 있다.
즉, 전술한 바와 같이, 각각의 전력유닛은 단일 라인으로 표현하였으나, 하나의 전력유닛은 하나의 와이어를 의미하는 것이 아니라 하나의 전력 수요기기에 전력을 공급하기 위한 최소한의 와이어 쌍(2개 또는 3개)로 구성되는 상호 절연된 와이어 세트를 의미하는 것으로 이해되어야 하고, 공급 전력이 직류 전력인 경우, 양(+) 전력유닛 와이어(10p)와 음(-) 전력유닛 와이어(10n)가 각각 연속적으로 두 개 이상 인접하여 배치되도록 하여 선분기된 전력유닛의 후방 미사용 전력유닛의 병렬 연결시 전력유닛 연결부재의 길이를 최소화할 수 있다.
도 14에서 12번째로 분기되는 전력유닛은 양(+) 전력유닛 와이어(10p)와 음(-) 전력유닛 와이어(10n)가 12번째 전력 수요기기에 연결되며, 12번째로 분기되는 전력유닛을 구성하는 각각의 전력유닛 와이어는 5번째로 분기된 전력유닛 후방의 미사용 양(+) 전력유닛 와이어와 음(-) 전력유닛 와이어와 각각 병렬 연결되며, 도 14에 도시된 바와 같이 각각의 상호 병렬 연결도리 양(+) 전력유닛 와이어와 음(-) 전력유닛 와이어를 연속 배치하면, 전력유닛 연결부재의 길이를 최소화할 수 있음을 확인할 수 있다.
이 경우, 각각의 전력유닛 및 이를 구성하는 전력유닛 와이어의 분기 순서와 병렬 연결될 대상 전력유닛들을 미리 결정하고 케이블을 구성하는 각각의 전력유닛 와이어를 미리 매핑하면, 도 14에 도시된 바와 같이, 각각 병렬 연결될 양(+) 전력유닛 와이어(10p)와 음(-) 전력유닛 와이어(10n)가 각각 연속적으로 두 개 이상 인접하여 배치될 수 있고, 병렬 연결시 전력유닛 연결부재의 길이를 최소화할 수 있다.
도 14에 도시된 케이블은 직류 전력용 케이블을 참조하여 설명하였으나, 전술한 바와 같이 적어도 하나의 광유닛을 포함하는 광전복합 케이블 형태로 구성될 수 있고, 도 14에서 각각의 전력유닛을 구성하는 전력유닛 와이어들은 단층으로 원형 배치되는 예를 도시하였으나, 내부 공간이 불필요한 경우, 전력유닛 또는 그 와이어들을 복층으로 배치할 수도 있고, 복층 배치시 병렬 연결되는 전력유닛 와이어들을 근방에 배치하는 다양한 방법의 적용이 가능할 것이다.
이와 같이, 전력 수요기의 개수는 증감이 가능하고, 그에 따라 복수 개의 전력 수요기기 중 전압 강하가 문제되는 전력 수요기기의 유무(제어기와의 거리 등)에 따라 전력 공급 시스템은 다양하게 구성될 수 있다.
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.
1 : 전력 공급 시스템
10 : 전력유닛
20 : 광유닛
100 : 케이블
200a, 200b, 200c : 전력 수요 기기
300 : 제어기

Claims (17)

  1. 도체와 상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하여 구성되는 복수 개의 전력유닛 및 복수 개의 상기 전력유닛을 감싸는 케이블 자켓을 포함하는 케이블을 이용한 전력 공급 시스템에 있어서,
    상기 케이블 길이방향을 따라 이격되어 설치되는 복수 개의 전력 수요기기; 및,
    복수 개의 상기 전력 수요기기에 전력을 공급하기 위하여, 상기 케이블의 길이방향을 따라 이격된 지점에서 순차적으로 분기되는 복수 개의 상기 전력유닛;을 포함하고,
    상기 케이블의 길이 방향으로 선순위로 분기된 적어도 하나의 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛은 후순위로 분기되는 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결되는 전력 공급 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 상기 전력유닛은 전방에서 분기된 복수 개의 전력유닛의 후방의 미사용 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    복수 개의 전력유닛 중 후순위로 분기되는 전력유닛의 순위와 전기적 병렬 연결되는 미사용 전력유닛의 길이가 비례하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    복수 개의 전력유닛 중 최선순위로 분기되는 전력유닛을 제외한 후순위 컨력유닛은 다른 전력유닛이 분기된 후방의 미사용 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    분기된 상기 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛은 복수 개로 분할되어 복수 개의 전력유닛에 각각 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전력 수요기기는 가로등, CCTV, 무선 기지국 또는 무선 공유기 중 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 CCTV, 상기 무선 기지국 또는 상기 무선 공유기는 각각 가로등에 설치되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 가로등에 전력을 공급하는 케이블은 복수 개의 상기 전력유닛을 구비한 전력 케이블인 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 CCTV, 상기 무선 기지국 또는 상기 무선 공유기로 공급되는 통신신호는 적어도 하나의 광섬유를 포함하는 광유닛을 통해 공급되며, 상기 광유닛과 상기 가로등, 상기 CCTV, 상기 무선 기지국 또는 상기 무선 공유기로 전력을 공급하기 위한 전력유닛은 하나의 광전복합 케이블로 구성되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 케이블의 전력유닛 및 전력망과 연결되는 분전반이 구비된 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 케이블의 전력유닛 및 전력망과 연결되는 분전반이 구비된 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 이더넷 통신망과 연결되어 상기 광유닛과 통신하는 네트워크 스위치를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 케이블의 길이 방향으로 선순위로 분기된 적어도 하나의 전력유닛 후방의 미사용 전력유닛을 미분기된 전력유닛과 전기적으로 병렬 연결하는 전력유닛 연결부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 순차적으로 분기되는 N개 전력유닛 중 2개 전력유닛 병렬 연결 시 케이블의 길이 방향으로 n(n은 1부터 N까지의 자연수)번째 분기되는 전력유닛과 (N+1-n)번째 분기되는 전력유닛이 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
  14. 미리 결정된 간격으로 이격되어 설치되는 복수 개의 전력 수요기기에 대한 직류 전력공급용 케이블에 있어서,
    도체와 상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하고 직류 전력을 전송하는 복수 개의 전력유닛; 및,
    복수 개의 상기 전력유닛을 감싸는 케이블 자켓;을 포함하고,
    상기 복수 개의 전력유닛은 양(+) 전력유닛(P)과 음(-) 전력유닛(N)이 각각 연속적으로 두 개 이상 인접하여 배치되는 것을 특징으로 하는 직류 전력공급용 케이블.
  15. 제14항에 있어서,
    적어도 하나의 광섬유를 포함하는 광유닛을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 전력공급용 케이블.　
  16. 제14항에 있어서,
    상기 전력유닛은 2개층 이상으로 적층되는 것을 특징으로 하는 직류 전력공급용 케이블.
  17. 도체와 상기 도체를 감싸는 절연층을 포함하여 구성되는 복수 개의 전력유닛 및 복수 개의 상기 전력유닛을 감싸는 케이블 자켓을 포함하는 케이블을 이용한 전력 공급 시스템에 있어서,
    복수 개의 상기 전력유닛은 상기 케이블을 따라 이격되어 설치된 복수 개의 전력 수요기기들에 순차적으로 분기되어 전력을 공급하며, 적어도 하나의 선순위 분기된 전력유닛의 후방 미사용 전력유닛은 후순위로 분기되는 적어도 하나의 전력유닛에 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 전력 공급 시스템.
KR1020200038186A 2020-03-30 2020-03-30 케이블을 이용한 전력 공급 시스템 KR20210121477A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200038186A KR20210121477A (ko) 2020-03-30 2020-03-30 케이블을 이용한 전력 공급 시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200038186A KR20210121477A (ko) 2020-03-30 2020-03-30 케이블을 이용한 전력 공급 시스템

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210121477A true KR20210121477A (ko) 2021-10-08

Family

ID=78115761

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200038186A KR20210121477A (ko) 2020-03-30 2020-03-30 케이블을 이용한 전력 공급 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20210121477A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203150304U (zh) 远程遥控智能生产设备用圆形通信电缆
CN101887781B (zh) 自承式防雷光电缆
CN211181749U (zh) 一种光电混合缆
CN208938700U (zh) 小基站用光电混合缆
KR20210121477A (ko) 케이블을 이용한 전력 공급 시스템
CN109326373A (zh) 小基站用光电混合缆
CN103093876A (zh) 一种煤矿井下梭车用金属屏蔽橡套软电缆
CN213277591U (zh) 一体式光单元光电复合缆
CN101887782B (zh) 防雷光电缆
CN210443279U (zh) 光电网复合电缆
CN112201400A (zh) 易分支光电复合光缆
CN203607153U (zh) 阻燃耐火光电复合缆
CN103824643A (zh) 一种三角形通信电缆
CN209401352U (zh) 通信基站rru用轧纹铠装光电混合缆
CN101887780A (zh) 多组防雷光电缆
CN212812533U (zh) 易分支光电复合光缆
CN206148179U (zh) 一种同轴射频光电通信复合电缆
CN210925561U (zh) 一种阻水归方光纤复合集束电缆
CN205564378U (zh) 一种轻型室内分布系统用光电复合缆
CN109494005A (zh) 通信基站rru用轧纹铠装光电混合缆
CN204991269U (zh) 集电力及信号传输于一体的特种电缆
US20230360822A1 (en) Hybrid Drop Cable
CN217606607U (zh) 一种低成本的铝合金芯光电综合缆
CN201886833U (zh) 室内接入用光纤复合低压绝缘电缆
CN213542405U (zh) 智慧灯杆用光电混合线缆

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination