KR20220084496A - Cable having real-time monitoring - Google Patents

Cable having real-time monitoring Download PDF

Info

Publication number
KR20220084496A
KR20220084496A KR1020200174007A KR20200174007A KR20220084496A KR 20220084496 A KR20220084496 A KR 20220084496A KR 1020200174007 A KR1020200174007 A KR 1020200174007A KR 20200174007 A KR20200174007 A KR 20200174007A KR 20220084496 A KR20220084496 A KR 20220084496A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cable
real
monitoring
optical
nuclear power
Prior art date
Application number
KR1020200174007A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
홍성규
Original Assignee
진영전선(주)
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 진영전선(주) filed Critical 진영전선(주)
Priority to KR1020200174007A priority Critical patent/KR20220084496A/en
Publication of KR20220084496A publication Critical patent/KR20220084496A/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B11/00Communication cables or conductors
    • H01B11/22Cables including at least one electrical conductor together with optical fibres
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/27Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands using photo-electric detection ; circuits for computing concentration
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C17/00Monitoring; Testing ; Maintaining
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/02Disposition of insulation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/17Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Monitoring And Testing Of Nuclear Reactors (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블은 도체; 상기 도체를 감싸는 적어도 하나의 절연체; 상기 절연체를 감싸는 외피; 및 상기 절연체 또는 외피의 상태를 실시간으로 감시하는 감시수단;을 포함하고, 상기 감시수단은 상기 도체에 인접하여 배치되고, 케이블 내에 대칭적으로 구비되며, 적어도 하나 이상의 광케이블로 구성된다.A cable having a real-time monitoring function according to the present invention includes a conductor; at least one insulator surrounding the conductor; a shell surrounding the insulator; and monitoring means for monitoring the state of the insulator or the outer shell in real time, wherein the monitoring means is disposed adjacent to the conductor, is symmetrically provided in the cable, and is composed of at least one optical cable.

Description

실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블{CABLE HAVING REAL-TIME MONITORING}Cable with real-time monitoring function {CABLE HAVING REAL-TIME MONITORING}

본 발명은 케이블에 관한 것으로, 특히 물리적 파괴 또는 화학적 변화 없이 케이블의 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블에 관한 것이다.The present invention relates to a cable, and more particularly, to a cable having a real-time monitoring function that can check the state of the cable in real time without physical destruction or chemical change.

일반적으로 케이블은 전도성의 도체에 사용자의 안전을 위한 절연성의 피복을 입힌 것으로, 통신 기기를 비롯한 다양한 전기 기기에 전기 신호를 전달하거나 기계를 제어하는 신호용 또는 계장용으로 사용되며 다양한 장소에서 다양한 목적으로 사용되고 있다.In general, a cable is a conductive conductor coated with insulation for the safety of the user, and is used for transmitting electrical signals to various electrical devices including communication devices or for signals or instrumentation to control machines, and is used for various purposes in various places. is being used

특히, 이러한 케이블은 원자력 발전소에서도 사용되어지며, 원자력 발전소를 사용하는 경우에 원자력 발전소의 각종 설비에 파워와 전기적 신호를 전달하는 케이블은 가장 중요한 설비 중의 하나이다. 원자력 발전소의 다른 설비와 달리 케이블은 기본적인 인프라로 설치되며, 설치 후에는 원자력 발전소의 가동을 중지하지 않고 분리, 해체 및 이동이 불가능하기 때문이다. 따라서, 원자력 발전소의 케이블은 지속적인 안전성을 보장하기 위하여 그 설치 후에도 지속적으로 상태를 감시하고 수명을 평가하는 것이 필요하다.In particular, such a cable is also used in a nuclear power plant, and when a nuclear power plant is used, a cable for transmitting power and electrical signals to various facilities of a nuclear power plant is one of the most important facilities. This is because, unlike other facilities in a nuclear power plant, cables are installed as basic infrastructure, and after installation, it is impossible to separate, dismantle and move without stopping the operation of the nuclear power plant. Therefore, it is necessary to continuously monitor the status and evaluate the lifespan of cables in nuclear power plants even after their installation in order to ensure continuous safety.

상기와 같이 원자력 발전소에 구비되는 원전용 케이블의 상태를 감시하는 방법은 다양한 방법이 개시되어 있다.As described above, various methods are disclosed for monitoring the state of a nuclear power cable provided in a nuclear power plant.

예를 들어, 첫째로 케이블의 화학적인 특성을 이용하는 방법이 있다. 즉, 케이블 절연재료의 화학적인 성질변화와 열화와의 상관관계를 확인하는 방법이다. 구체적으로, 적외선분광광도계, 산화유도시간, 열중량분석법(TGA) 등이 있다. 둘째로, 기계적인 특성을 이용하는 방법이 있다. 즉, 케이블의 압축률, 밀도, 탄성률 등의 변화를 측정하는 방법이 있다. 특히 기계적인 방법중에서 신장률을 이용하는 EAB(Elongation at break)방법이 케이블의 수명을 평가하는 방법으로 통상적으로 사용되고 있다. 하지만 전술한 화학적/기계적인 방법은 케이블 재질에 따라 사용이 제한적이며 모두 파괴적인 방법이라는 단점이 있다.For example, there is a method using the chemical properties of the cable first. In other words, it is a method to check the correlation between the change in the chemical properties of the cable insulation material and the deterioration. Specifically, there are infrared spectrophotometer, oxidation induction time, thermogravimetric analysis (TGA), and the like. Second, there is a method using mechanical properties. That is, there is a method of measuring changes in the compressibility, density, and elastic modulus of the cable. In particular, the EAB (Elongation at break) method using elongation among mechanical methods is commonly used as a method for evaluating the lifespan of a cable. However, the above-described chemical/mechanical methods have a disadvantage in that their use is limited depending on the cable material and they are all destructive methods.

한편, 전원을 인가하여 케이블의 절연재료의 특성이 열화로 인한 변화정도를 감지하는 전기적인 방법도 사용되고 있다. 즉, 전기적인 방법으로 절연저항, 내전압, 유전손, 유전정접, 부분방전 등의 방법이 사용되고 있다. 그런데, 전기적인 방법은 모든 재질에 사용 가능하나 열화와의 상관관계를 정량적으로 정확하게 표시하는데 어려움이 있다는 단점이 있다.On the other hand, an electric method of detecting the degree of change due to deterioration of the characteristics of the insulating material of the cable by applying power is also used. That is, methods such as insulation resistance, withstand voltage, dielectric loss, dielectric loss tangent, and partial discharge are used as electrical methods. However, the electrical method can be used for all materials, but has a disadvantage in that it is difficult to quantitatively and accurately display the correlation with deterioration.

결국, 전술한 종래기술에 의한 방법으로 케이블의 수명을 예측하기 위해서는 기존케이블을 반드시 철거하여 분해한 후, 케이블의 절연체의 손상 여부를 확인해야 한다. 그런데, 상기와 같이 케이블을 철거하여 시험하는 방법은 원자력 발전소의 전영역에 걸쳐 진행하는 것이 곤란하다. 반면에, 원자력 발전소의 일부 영역에서만 케이블을 시험하는 방법은 방사선이 나오는 원자로의 특성상 모든 영역이 동일한 노화를 보이지 않는다는 문제점을 수반한다. 또한 이러한 케이블 철거와 평가방법을 적용하기 위해서는 원자력 발전소의 가동중단이 필요한데, 원자로의 가동중단과 재가동에 따른 비용부담은 천문학적인 비용이 소요되며, 이에 따른 전력발전 공백에 따른 수요자 부담도 원자력 발전소 운영에 큰 부담이 될 수 있다. 또한, 기존의 원자력 발전소에 이미 설치된 케이블 중 수명이 다 되어 노후한 케이블이나 손상되어 교체가 필요한 부분에는 새로운 케이블의 설치가 필요한데, 원자력 발전소의 케이블 관로(duct) 구조상 기존에 설치된 케이블의 철거는 매우 어려우며 비용 역시 많이 소요된다.After all, in order to predict the lifespan of a cable by the method according to the prior art described above, it is necessary to remove and disassemble the existing cable and check whether the insulation of the cable is damaged. However, it is difficult to carry out the test by removing the cable over the entire area of the nuclear power plant as described above. On the other hand, the method of testing cables only in some areas of a nuclear power plant entails a problem that all areas do not show the same aging due to the characteristics of a nuclear reactor from which radiation is emitted. In addition, in order to apply these cable removal and evaluation methods, it is necessary to stop the operation of the nuclear power plant. can be a huge burden on In addition, new cables need to be installed in old cables that have reached the end of their lifespan or are damaged and need replacement among cables already installed in existing nuclear power plants. It is difficult and costly.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 케이블의 손상 및 수명을 실시간으로 파악할 수 있어 케이블의 분해, 철거 또는 분리 없이 케이블의 상태를 모니터링할 수 있는 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a cable having a real-time monitoring function capable of monitoring the state of the cable without disassembling, dismantling, or disassembling the cable by detecting the damage and lifespan of the cable in real time.

일실시예로서, 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블은 도체; 상기 도체를 감싸는 적어도 하나의 절연체; 상기 절연체를 감싸는 외피; 및 상기 절연체 또는 외피의 상태를 실시간으로 감시하는 감시수단;을 포함하고, 상기 감시수단은 상기 도체에 인접하여 배치되고, 케이블 내에 대칭적으로 구비되며, 적어도 하나 이상의 광케이블로 구성된다.In one embodiment, a cable having a real-time monitoring function includes a conductor; at least one insulator surrounding the conductor; a shell surrounding the insulator; and monitoring means for monitoring the state of the insulator or the outer shell in real time, wherein the monitoring means is disposed adjacent to the conductor, is symmetrically provided in the cable, and is composed of at least one optical cable.

실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블의 상기 감시수단은 상기 광케이블에 감시광을 입사하고 반사된 상기 감시관을 수신하여 케이블을 감시하는 감시 장치를 더 포함한다.The monitoring means of the cable having a real-time monitoring function further includes a monitoring device for monitoring the cable by receiving the monitoring tube reflected by the monitoring light incident on the optical cable.

실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블의 상기 광케이블은 광섬유 및 상기 광섬유를 감싸는 광섬유보호부를 포함한다.The optical cable of the cable having a real-time monitoring function includes an optical fiber and an optical fiber protection unit surrounding the optical fiber.

본 발명에 따른 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블은 원자력 발전소와 같은 특수한 장소 등에 이미 설치된 케이블의 철거 없이 케이블의 손상 및 수명을 평가할 수 있다. 이러한 평가는 실시간으로 수행이 가능하며, 특히, 장기간 운영되는 원자력 발전소의 어떠한 운행 중단 없이 시험 평가가 가능하다. 따라서, 케이블의 철거 및 원자로의 운행중단에 따른 현저한 비용증가를 방지하는 효과를 갖는다.The cable having a real-time monitoring function according to the present invention can evaluate the damage and lifespan of the cable without removing the cable already installed in a special place such as a nuclear power plant. Such evaluation can be performed in real time, and in particular, test evaluation is possible without any operation interruption of a nuclear power plant operating for a long period of time. Therefore, it has the effect of preventing a significant increase in cost due to the removal of the cable and the suspension of the operation of the nuclear reactor.

또한, 원자력 발전소의 전영역에 걸쳐 케이블의 상태를 실시간으로 파악하여 손상이 발생하는 경우에 즉각적인 대처가 가능하며, 나아가 수명을 미리 예측하여 손상에 의해 발생하는 운행 중단, 화재 및 폭발 사고 등을 예방하는 효과를 갖는다.In addition, it is possible to take immediate action in case of damage by grasping the state of the cable in real time throughout the entire area of the nuclear power plant, and furthermore, by predicting the lifespan in advance, it prevents operation interruption, fire and explosion accidents caused by damage. has the effect of

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 내부구성을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블의 내부구성을 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시수단을 구비한 케이블들의 내부구성을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감시수단을 구비한 케이블들의 내부구성을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 바멸의 일실시예에 따른 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블을 이용한 감시시스템의 구성을 도시한 개략도이다.
1 is a cross-sectional view illustrating an internal configuration of a cable according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating an internal configuration of a cable according to another embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the internal configuration of cables having a monitoring means according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the internal configuration of cables having a monitoring means according to another embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram showing the configuration of a monitoring system using a cable having a real-time monitoring function according to an embodiment of the present invention.

이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.The present invention described below can apply various transformations and can have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.In addition, terms such as first, second, etc. may be used to distinguish and describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한 본 출원에서 적어도 2개의 상이한 실시예들이 각각 기재되어 있을 경우, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 별다른 기재가 없더라도 각 실시예들은 구성요소의 전부 또는 일부를 상호 병합 및 혼용하여 사용할 수 있다.In addition, when at least two different embodiments are described in the present application, all or part of the components may be used by merging and mixing with each other, even if there is no particular description within the scope not departing from the technical spirit of the present invention. .

본 발명에서 설명하는 케이블 및 그 감시시스템은 케이블의 상태를 실시간으로 파악할 수 있는 것을 목적으로 하며, 예를 들어 원자력 발전소 등에서 사용되는 원전용 케이블에 적용될 수 있다. 즉, 원자력 발전소 등에서 사용되는 원전용 케이블은 내방사능성, 내열성 및 내화학성뿐만 아니라, 장기간 사용에 따른 신뢰성을 제공할 수 있어야 한다. 특히, 장기간 원자력 발전소를 사용하는 경우에 원자력 발전소의 각종 설비에 파워와 전기적 신호를 전달하는 케이블은 가장 중요한 설비 중의 하나이다. 원자력 발전소의 다른 설비와 달리 케이블은 기본적인 인프라로 설치되며, 설치 후에는 원자력 발전소의 가동을 중지하지 않고 분리, 해체 및 이동이 불가능하기 때문이다. 따라서, 원자력 발전소의 케이블은 지속적인 안전성을 보장하기 위하여 그 설치 후에도 지속적으로 상태를 감시하고 수명을 평가하는 것이 필요하다.The cable and its monitoring system described in the present invention have the purpose of being able to grasp the state of the cable in real time, and can be applied to, for example, a cable for nuclear power plants used in a nuclear power plant. That is, a cable for nuclear power plants used in a nuclear power plant, etc. must be able to provide not only radiation resistance, heat resistance, and chemical resistance, but also reliability according to long-term use. In particular, when a nuclear power plant is used for a long period of time, a cable for transmitting power and electrical signals to various facilities of the nuclear power plant is one of the most important facilities. This is because, unlike other facilities in a nuclear power plant, cables are installed as basic infrastructure, and after installation, it is impossible to separate, dismantle and move without stopping the operation of the nuclear power plant. Therefore, it is necessary to continuously monitor the status and evaluate the lifespan of cables in nuclear power plants even after their installation in order to ensure continuous safety.

그런데, 종래기술에 의한 방법으로 원전용 케이블의 수명을 예측하기 위해서는 기존케이블을 반드시 철거하여 분해한 후, 케이블의 절연체의 손상 여부를 확인해야 한다. 그런데, 상기와 같이 케이블을 철거하여 시험하는 방법은 원자력 발전소의 전영역에 걸쳐 진행하는 것이 곤란하다. 이를 피하기 위해, 원자력 발전소의 일부 영역에서만 케이블을 시험하는 방법은 방사선이 나오는 원자로의 특성상 모든 영역이 동일한 노화를 보이지 않는다는 문제점을 수반한다. 또한 이러한 케이블 철거와 평가방법을 적용하기 위해서는 원자력 발전소의 가동중단이 필요한데, 원자로의 가동중단과 재가동에 따른 비용부담은 천문학적인 비용이 소요되며, 이에 따른 전력발전 공백에 따른 수요자 부담도 원자력 발전소 운영에 큰 부담이 될 수 있다. 또한, 기존의 원자력 발전소에 이미 설치된 케이블 중 수명이 다 되어 노후한 케이블이나 손상되어 교체가 필요한 부분에는 새로운 케이블의 설치가 필요한데, 원자력 발전소의 케이블 관로(duct) 구조상 기존에 설치된 케이블의 철거는 매우 어려우며 비용 역시 많이 소요된다. 따라서, 이하에서는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 원전용 케이블 및 그 감시스템에 대해서 살펴보기로 한다.However, in order to predict the lifespan of a nuclear power cable by the method according to the prior art, it is necessary to remove and disassemble the existing cable and check whether the insulation of the cable is damaged. However, it is difficult to carry out the test by removing the cable over the entire area of the nuclear power plant as described above. To avoid this, the method of testing cables in only some areas of a nuclear power plant entails a problem that all areas do not show the same aging due to the nature of the nuclear reactor from which radiation is emitted. In addition, in order to apply these cable removal and evaluation methods, it is necessary to stop the operation of the nuclear power plant. can be a huge burden on In addition, new cables need to be installed in old cables that have reached the end of their lifespan or are damaged and need replacement among cables already installed in existing nuclear power plants. It is difficult and costly. Therefore, in the following, a cable for nuclear power plants and a sensing system thereof for solving the above problems will be described.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 케이블의 내부구성을 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 케이블의 내부구성을 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 감시수단을 구비한 케이블들의 내부구성을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 감시수단을 구비한 케이블들의 내부구성을 도시한 단면도이며, 도 5는 본 바멸의 일실시예에 따른 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블을 이용한 감시시스템의 구성을 도시한 개략도이다.1 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a cable according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing the internal configuration of a cable according to another embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention A cross-sectional view showing the internal configuration of cables having a monitoring means according to an example, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the internal configuration of cables having a monitoring means according to another embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic diagram showing the configuration of a monitoring system using a cable having a real-time monitoring function according to an embodiment.

도 1 및 도 2는 원자력 발전소 등에서 사용되는 케이블의 구성을 도시한다. 이하에서 설명하는 케이블은 원자력 발전소의 각종 기기를 제어하기 위한 제어 신호를 전달할 수 있는 제어용 케이블을 예로 들어 설명한다.1 and 2 show the configuration of a cable used in a nuclear power plant and the like. The cable to be described below will be described by taking as an example a control cable capable of transmitting a control signal for controlling various devices of a nuclear power plant.

도 1을 참조하면, 케이블(1)은 그 내부에 도체(10), 상기 도체(10)를 감싸는 절연체(20)와, 상기 절연체(20)를 감싸는 외피(시스: sheath)(30)를 구비한다. 여기서, 케이블(1)이 원자력 발전소용 케이블인 경우에는 상기 외피(30)는 원자력 발전소 등에서 발생하는 방사능에 의한 도체(10)가 손상 및 피폭을 줄이기 위하여 내방사선 재질로 제작될 수 있다. 한편, 상기 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(1)은 도체(10)를 2 개 구비한 소위 '2 코어(core)' 제어용 케이블에 해당한다.Referring to FIG. 1 , a cable 1 includes a conductor 10 therein, an insulator 20 surrounding the conductor 10 , and a sheath (sheath) 30 surrounding the insulator 20 . do. Here, when the cable 1 is a cable for a nuclear power plant, the outer shell 30 may be made of a radiation-resistant material in order to reduce damage and exposure to the conductor 10 due to radiation generated in a nuclear power plant, etc. On the other hand, the cable 1 having the real-time monitoring function corresponds to a so-called 'two-core' control cable having two conductors 10 .

한편, 도 2는 도 1과 유사한 구조를 가지며, 단지 도체(10)의 숫자에 있어 차이가 있다. 즉, 도 2에 따른 케이블(3)은 도체(10)를 7개 구비한 소위 '7 코어(core)' 제어용 케이블에 해당한다. 도 1 및 도 2에 도시된 케이블은 일예를 들어 도시한 것에 지나지 않으며, 예를 들어 도체의 개수 및 케이블 내에 구비되는 도체를 둘러싼 구성은 적절하게 변형 가능함은 물론이다.Meanwhile, FIG. 2 has a structure similar to that of FIG. 1 , except for the number of conductors 10 . That is, the cable 3 according to FIG. 2 corresponds to a so-called 'seven core' control cable having seven conductors 10 . The cables shown in FIGS. 1 and 2 are merely illustrative, and for example, the number of conductors and the configuration surrounding the conductors provided in the cable can be appropriately modified.

이하에서는 상기와 같은 구조를 가지는 케이블의 상태를 실시간으로 파악할 수 있는 감시수단 및 감시시스템에 대해서 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, a monitoring means and a monitoring system capable of grasping the state of a cable having the above structure in real time will be described with reference to the drawings.

도 3은 감시수단을 구비한 2개의 코어를 가지는 케이블의 구성을 도시한 단면도이다.3 is a cross-sectional view showing the configuration of a cable having two cores provided with monitoring means.

도 3을 참조하면, 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 도체(10), 절연체(20) 및 외피(30)에 대해서는 이미 설명하였으므로 반복적인 설명은 생략한다.Referring to FIG. 3 , since the conductor 10 , the insulator 20 , and the sheath 30 of the cable 100 having a real-time monitoring function have already been described, a repetitive description will be omitted.

본 실시예에 따른 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블은 상기 절연체(20) 또는 외피(30)의 상태를 실시간으로 감시하는 감시수단을 구비한다. 상기 감시수단은 케이블에 어떠한 물리적/화학적 변형을 수반하지 않으며, 나아가 케이블의 분해, 분리 및 철거를 동반하지 않으면서 케이블(100)의 상태를 실시간으로 파악하도록 구비된다.The cable having a real-time monitoring function according to this embodiment is provided with a monitoring means for monitoring the state of the insulator 20 or the outer shell 30 in real time. The monitoring means is provided to grasp the state of the cable 100 in real time without accompanying any physical/chemical deformation of the cable, and furthermore, without accompanying disassembly, separation, and removal of the cable.

본 발명에서는 상기와 같이 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블의 상태를 실시간으로 파악하기 위하여 광케이블을 활용한다.In the present invention, as described above, an optical cable is used to determine the status of a cable having a real-time monitoring function in real time.

즉, 상기 감시수단은 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 내부에 적어도 하나의 광케이블(70)을 구비하고, 상기 광케이블(70)에 감시광을 입사하고 반사된 상기 감시광을 수신하여 상기 원전용 케이블을 감시하는 감시장치(310, 도 5참조)를 구비할 수 있다. 상기 감시장치(310)는 상기 광케이블(70)로 감시광을 입사시키고, 산란 및/또는 반사되는 감시광을 수신하여 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 손상 여부를 감시하게 된다.That is, the monitoring means includes at least one optical cable 70 inside the cable 100 having a real-time monitoring function, and injects the monitoring light into the optical cable 70 and receives the reflected monitoring light. A monitoring device 310 (refer to FIG. 5) for monitoring a dedicated cable may be provided. The monitoring device 310 causes the monitoring light to be incident on the optical cable 70 and receives the scattered and/or reflected monitoring light to monitor whether the cable 100 having a real-time monitoring function is damaged.

여기서, 광케이블(70)을 구비하는 이유는 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 노화 정도, 즉 수명을 파악하기 위함이다. 케이블의 노화로 인해서 절연체가 손상되면 누설전류가 발생하게 되며, 이에 의해 방전이 발생할 수 있다. 방전에 의해 절연체 또는 외피가 손상되면, 상기 손상된 부위에서는 국부적으로 온도가 상승하게 된다. 따라서, 케이블에서 국부적으로 온도가 상승한 부분을 감지할 수 있다면 온도 상승 영역을 손상이 발생한 영역 또는 수명이 짧아진 영역으로 감지하여 상기 영역에 대해서 즉각적인 교체 및 수리가 가능해진다. 이하에서는 먼저 광케이블을 구비한 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블의 구성에 대해서 살펴보고, 이어서 상기 광케이블을 이용하여 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블을 감시하는 감시시스템에 대해서 살펴보기로 한다.Here, the reason for providing the optical cable 70 is to determine the aging degree, that is, the lifespan of the cable 100 having a real-time monitoring function. If the insulator is damaged due to aging of the cable, leakage current occurs, which may cause discharge. When the insulator or the outer shell is damaged by the electric discharge, the temperature rises locally in the damaged area. Therefore, if a portion in which the temperature is locally increased in the cable can be detected, the temperature increase area is detected as a damaged area or a shortened area, and immediate replacement and repair of the area is possible. Hereinafter, a configuration of a cable having a real-time monitoring function provided with an optical cable will be first examined, and then a monitoring system for monitoring a cable having a real-time monitoring function using the optical cable will be examined.

도 3(A)에 도시된 바와 같이, 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)은 내부에 적어도 하나의 광케이블(70)을 구비한다. 상기 광케이블(70)은 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 외피(30)에 구비되며, 바람직하게 도체(10)에 인접하여 배치될 수 있다.As shown in Figure 3 (A), the cable 100 having a real-time monitoring function is provided with at least one optical cable 70 therein. The optical cable 70 is provided on the outer shell 30 of the cable 100 having a real-time monitoring function, and may be preferably disposed adjacent to the conductor 10 .

상기 감시수단은 광케이블(70) 및 감시장치(310)를 이용하여 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 절연체(20) 및 외피(30)의 손상 및 수명을 감시하게 되며, 특히 도체(10)를 감싸는 절연체(20)를 감시하게 된다. 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 외피(30)의 손상 여부도 중요하지만, 실제 제어용 신호가 전달되는 도체(10)를 감싸는 절연체(20)의 손상 여부 및 수명이 상대적으로 더욱 중요하다. 따라서, 광케이블(70)은 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 내부에 구비되는 경우에 도체(10)의 절연체(20)에 인접하여 구비되는 것이 바람직하다.The monitoring means uses the optical cable 70 and the monitoring device 310 to monitor the damage and lifespan of the insulator 20 and the sheath 30 of the cable 100 having a real-time monitoring function, and in particular, the conductor 10 The insulator 20 surrounding the is monitored. Whether or not the sheath 30 of the cable 100 having a real-time monitoring function is damaged is also important, but whether the insulator 20 surrounding the conductor 10 through which the actual control signal is transmitted is damaged and the lifespan is relatively more important. Therefore, the optical cable 70 is preferably provided adjacent to the insulator 20 of the conductor 10 when provided inside the cable 100 having a real-time monitoring function.

또한, 광케이블(70)은 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100) 내에 대칭적으로 구비될 수 있다. 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)이 손상되는 경우에 손상부위를 살펴보면 케이블의 양측에 모두 손상이 발생하는 경우도 있지만, 주로 케이블의 일측에만 손상이 발생하는 경향을 보이게 된다. 따라서, 본 실시예에서는 광케이블(70)을 구비하는 경우에 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 내부에 복수개 구비할 수 있으며, 나아가 케이블의 여러 군데의 손상 정도를 감시하도록 케이블 내에 대칭적으로 구비될 수 있다. 광케이블(70)이 케이블 내에 대칭적으로 구비되는 경우에 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 무게중심이 일측으로 쏠리는 것을 방지하여 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 제작에 용이하며, 나아가 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 운반 및 설치가 용이하게 이루어질 수 있다.In addition, the optical cable 70 may be symmetrically provided in the cable 100 having a real-time monitoring function. When the cable 100 having a real-time monitoring function is damaged, looking at the damaged portion, both sides of the cable may be damaged, but damage tends to occur only on one side of the cable. Therefore, in the present embodiment, when the optical cable 70 is provided, a plurality of cables may be provided inside the cable 100 having a real-time monitoring function, and further, it is provided symmetrically in the cable to monitor the degree of damage in several places of the cable. can be When the optical cable 70 is symmetrically provided in the cable, it is easy to manufacture the cable 100 having a real-time monitoring function by preventing the center of gravity of the cable 100 having a real-time monitoring function from being tilted to one side, and furthermore, in real time Transport and installation of the cable 100 having a monitoring function can be made easily.

한편, 광케이블(70)의 구성을 살펴보면, 광섬유(40) 및 상기 광섬유(40)를 감싸는 광섬유보호부(50, 60)를 구비한다. 후술하는 감시장치(310)에 의해 감시광이 입사되기 위하여 다수의 광섬유(40)를 구비하며, 나아가 원자력 발전소에서 발생하는 방사능 및 다양한 원인에 의한 손상을 방지하기 위하여 광섬유보호부를 구비한다.On the other hand, looking at the configuration of the optical cable 70, the optical fiber 40 and the optical fiber protection parts 50 and 60 surrounding the optical fiber 40 are provided. A plurality of optical fibers 40 are provided in order for the monitoring light to be incident by the monitoring device 310 to be described later, and further, an optical fiber protection unit is provided to prevent damage caused by radiation and various causes generated in a nuclear power plant.

상기 광섬유보호부는 원자력 발전소에서 발생하는 방사능 및 찍힘 등 다양한 원인에 의해 광섬유(40)가 손상되는 것을 방지하게 된다. 본 실시예에서 상기 광섬유보호부는 금속박막 및 고분자 섬유 중에 적어도 하나를 구비할 수 있다.The optical fiber protection unit prevents the optical fiber 40 from being damaged by various causes, such as radiation and dents occurring in a nuclear power plant. In this embodiment, the optical fiber protection unit may include at least one of a metal thin film and a polymer fiber.

여기서, 상기 금속박막은 방사능 차폐효과를 고려하여 알루미늄 또는 구리로 구성될 수 있다. 원자력 발전소의 원자로 부근에서 발생하는 방사선, 특히 β선은 구리 또는 알루미늄과 같은 금속박막에 의해 많은 에너지가 소실되며 차폐된다. 예를 들어, 방사능 차폐효과를 판단하는 경우에 일반적으로 HVL(Half Value Layer)를 사용한다. 'HVL'은 방사능에 의한 에너지의 강도를 절반으로 줄이는데 필요한 차폐부재의 두께로 정의된다. 즉, 'HVL'이 작을수록 차폐효과가 우수하며, 반대로 'HVL'이 높을수록 차폐효과가 떨어지게 된다. 원자력 발전소에서 발생할 수 있는 감마선 에너지에 대한 구리의 HVL 수치를 살펴보면 대략 210㎜에 해당하며, 이는 종래 광케이블 등에 사용되는 스테인레스강의 HVL 수치인 216㎜에 비해 다소 우수한 특성을 갖는다고 할 수 있다.Here, the metal thin film may be made of aluminum or copper in consideration of the radiation shielding effect. Radiation generated in the vicinity of the nuclear reactor of a nuclear power plant, especially β-ray, is shielded by dissipating a lot of energy by a thin metal film such as copper or aluminum. For example, when judging the radiation shielding effectiveness, HVL (Half Value Layer) is generally used. 'HVL' is defined as the thickness of the shielding member required to halve the intensity of radiation-induced energy. That is, the smaller the 'HVL', the better the shielding effect. Conversely, the higher the 'HVL', the lower the shielding effect. If you look at the HVL value of copper for gamma ray energy that can be generated in a nuclear power plant, it corresponds to approximately 210 mm, and it can be said that it has somewhat superior characteristics compared to the HVL value of 216 mm of stainless steel used in conventional optical cables.

한편, 전술한 감시장치(310)는 감시광을 활용하여 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블을 감시하게 되며, 특히 OTDR(312, 도 5 참조)을 이용하여 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)을 감시하게 된다. 구체적으로, OTDR(312)의 감시파형을 통하여 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)에서 국부적으로 열이 상승한 지점을 확인하게 된다. OTDR을 활용한 감시시스템 및 그 동작에 대해서는 이후에 상세히 설명한다. 따라서, 광케이블(70)의 광섬유(40)를 감싸는 광섬유보호부는 방사능 차폐효과가 뛰어 날 뿐만 아니라 외부의 열전도가 우수한 재질로 구성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the aforementioned monitoring device 310 monitors a cable having a real-time monitoring function by using a monitoring light, and in particular, monitors the cable 100 having a real-time monitoring function using an OTDR (312, see FIG. 5). do. Specifically, a point at which heat is locally elevated in the cable 100 having a real-time monitoring function is identified through the monitoring waveform of the OTDR 312 . A monitoring system using the OTDR and its operation will be described in detail later. Therefore, it is preferable that the optical fiber protection unit surrounding the optical fiber 40 of the optical cable 70 is made of a material having excellent radiation shielding effect as well as excellent external heat conduction.

본 실시예에서 광섬유보호부를 이루는 금속박막의 재료로 활용되는 구리와 알루미늄의 열전도도를 살펴보면 각각 대략 400W/m K, 240W/m K에 해당하며, 이는 종래 광케이블 등에 사용되는 스테인레스강의 열전도도인 15 ~ 20W/m K에 비해 상대적으로 높은 수치를 가짐을 알 수 있다.In this embodiment, looking at the thermal conductivity of copper and aluminum used as the material of the metal thin film constituting the optical fiber protection unit, they correspond to approximately 400 W/m K and 240 W/m K, respectively, which is the thermal conductivity of stainless steel used for conventional optical cables, etc. 15 It can be seen that it has a relatively high value compared to ~ 20W/m K.

상기와 같은 열전도도의 차이를 확인하기 위하여 본 발명자는 구리 및 스테인레스로 각각 구성된 금속박막층(50)으로 광섬유보호부를 구비하여 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 국부적인 열 상승 지역을 찾는 실험을 수행하였다. 이 결과, 구리로 구성된 광섬유보호부를 구비하여 상기 감시장치에 의해 온도를 감지한 경우에 실제 케이블의 온도와 대략 ±1℃이하의 오차를 보이지만, 스테인레스강으로 구성된 광섬유보호부를 구비하여 상기 감시장치에 의해 온도를 감지한 경우에는 실제 케이블의 온도와 대략 ±5℃ 정도의 오차를 나타내는 것으로 결과가 도출되었다. 결국, OTDR(312)을 구비한 감시장치(310)에 의해 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)의 국부적인 열 상승 지점을 파악하기 위해서는 종래의 스테인레스강에 비해 열전도도가 높은 구리 또는 알루미늄을 사용하는 것이 유리하다. 바람직하게, 구리는 방사능을 차폐하는 HVL 수치가 낮으므로 방사능 차폐효과도 뛰어나서 본 실시예에서 광섬유보호부의 금속박막층(50)으로 활용될 수 있다.In order to confirm the difference in thermal conductivity as described above, the present inventor conducted an experiment to find a local heat rise area of the cable 100 having a real-time monitoring function by providing an optical fiber protection unit with a metal thin film layer 50 composed of copper and stainless steel, respectively. carried out. As a result, when the temperature is sensed by the monitoring device with an optical fiber protection unit made of copper, it shows an error of approximately ±1°C or less from the actual cable temperature, but is provided with an optical fiber protection unit made of stainless steel to protect the monitoring device. When the temperature was sensed by means of a temperature sensor, the result was derived to indicate an error of approximately ±5°C from the actual cable temperature. After all, in order to determine the local heat rise point of the cable 100 having a real-time monitoring function by the monitoring device 310 having the OTDR 312, copper or aluminum having higher thermal conductivity than the conventional stainless steel is used. it is advantageous to do Preferably, since copper has a low HVL value for shielding radiation, it also has an excellent radiation shielding effect, and thus can be utilized as the metal thin film layer 50 of the optical fiber protection unit in this embodiment.

한편, 상기 고분자 섬유는 아로마틱 그룹을 포함한 고분자 재료로 이루어질 수 있다.Meanwhile, the polymer fiber may be made of a polymer material including an aromatic group.

전술한 바와 같이, 원자력 발전소의 기대 수명이 증가함에 따라서 케이블의 수명 역시 증가하게 된다. 이 경우, 원자력 발전소에 일단 설치된 케이블에 요구되는 내방사선량 역시 증가하고 있다. 따라서, 전술한 금속박막에 의한 차폐로 방사선 전량을 차폐시키지 못할 수 있으며, 이에 따라 분자 내에 아로마틱링(aromatic ring)을 포함하는 고분자 재료를 코팅 또는 테이핑하여 방사능 에너지를 추가로 소실시키고, 나아가 상기 고분자 재료로 된 필름에 의해 산화를 억제할 수 있다.As described above, as the life expectancy of a nuclear power plant increases, the life of a cable also increases. In this case, the radiation dose required for the cable once installed in the nuclear power plant is also increasing. Therefore, it may not be possible to shield the entire amount of radiation by the above-described shielding by the metal thin film, and accordingly, by coating or taping a polymer material containing an aromatic ring in the molecule, radiation energy is further lost, and further, the polymer Oxidation can be suppressed by the film of the material.

구체적으로, 폴리이미드(polyimide)를 비롯한 아로마틱 그룹을 포함하는 고분자 재료는 공명구조로 인해 일반적인 선형(linear)의 구조는 가지지 못하는 높은 내열성 및 내방사성을 가지게 된다. 따라서 광케이블에 아로마틱 그룹을 포함한 고분자 재료로 된 필름을 구비하면, 방사선으로부터 광섬유를 보호할 뿐만 아니라 높은 온도로 인한 광섬유의 노화를 방지할 수 있게 된다. 나아가, 방사선 내구성이 탁월한 상기 필름은 방사선에 의해 고분자가 산화되는 산화반응을 방지하는 산소차단층(oxidation barrier)의 역할을 수행하게 된다. 결국, 상기 아로마틱 그룹을 포함한 고분자 재료로 된 필름은 방사선에 의한 광섬유의 피폭을 방지하고, 나아가 일단 침투한 방사선에 의한 산화를 방지하는 역할을 동시에 수행하게 된다.Specifically, a polymer material including an aromatic group, including polyimide, has high heat resistance and radiation resistance that a general linear structure does not have due to a resonance structure. Therefore, if the optical cable is provided with a film made of a polymer material including an aromatic group, it is possible to protect the optical fiber from radiation as well as to prevent the optical fiber from aging due to high temperature. Furthermore, the film excellent in radiation durability serves as an oxygen barrier layer that prevents an oxidation reaction in which a polymer is oxidized by radiation. As a result, the film made of the polymer material including the aromatic group serves to prevent the optical fiber from being exposed to radiation, and furthermore, to prevent oxidation by the radiation that has once penetrated.

본 실시예에서 광섬유보호부는 금속박막 및 고분자 섬유 중에 적어도 하나를 구비할 수 있게 된다.In this embodiment, the optical fiber protection unit may include at least one of a metal thin film and a polymer fiber.

도 3(A)에서 광케이블(70)은 광섬유보호부로 금속박막층(50)을 구비하며, 도 3(B)에서 광케이블(72)은 광섬유보호부로 아로마틱 그룹을 포함한 고분자 재료로 된 고분자층(60)을 구비하게 된다. 나아가, 도 3(C)에서 광케이블(74)은 광섬유보호부로 금속박막층(50)과 아로마틱 그룹을 포함한 고분자 재료로 된 고분자층(60)을 모두 구비하는 경우를 도시한다. 이 경우, 광섬유(40)를 감싸도록 금속박막층(50)을 구비하고, 상기 금속박막증(50)의 외주에 고분자층(60)을 구비하게 된다.In FIG. 3(A), the optical cable 70 has a metal thin film layer 50 as an optical fiber protection part, and in FIG. 3(B), the optical cable 72 is an optical fiber protection part, and a polymer layer 60 made of a polymer material including an aromatic group. will be provided Furthermore, in FIG. 3(C), the optical cable 74 shows a case in which both the metal thin film layer 50 and the polymer layer 60 made of a polymer material including an aromatic group are provided as an optical fiber protection part. In this case, the metal thin film layer 50 is provided to surround the optical fiber 40 , and the polymer layer 60 is provided on the outer periphery of the metal thin film 50 .

한편, 도 4는 감시수단을 구비한 7개의 코어를 가지는 케이블(200)의 구성을 도시한 단면도이다. 도 4에서, 케이블(200)의 도체(10), 절연체(20) 및 외피(30)에 대해서는 이미 설명하였으므로 반복적인 설명은 생략한다.Meanwhile, FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of a cable 200 having seven cores provided with a monitoring means. In FIG. 4 , since the conductor 10 , the insulator 20 , and the sheath 30 of the cable 200 have already been described, a repetitive description will be omitted.

본 실시예에서 광케이블(70)은 4개 구비된 것으로 도시되지만, 이에 한정되지는 않으며, 예를 들어 더 적은 2개, 또는 더 많은 6개의 광케이블을 구비하는 것도 물론 가능하다. 이 경우, 전술한 바와 같이 광케이블(70)은 외피(30)에 대칭적으로 구비될 수 있다.In this embodiment, although it is shown that the optical cable 70 is provided with four, it is not limited thereto, and for example, it is of course also possible to include less than two or more than six optical cables. In this case, as described above, the optical cable 70 may be symmetrically provided on the outer shell 30 .

도 4(A)의 광케이블(70), 도 4(B)의 광케이블(72) 및 도 4(C)의 광케이블(74)은 각각 광섬유보호부로 금속박막층(50)을 구비한 경우, 아로마틱 그룹을 포함한 고분자 재료로 된 고분자층(60)을 구비한 경우 및 금속박막층(50)과 아로마틱 그룹을 포함한 고분자 재료로 된 고분자층(60)을 모두 구비한 경우를 도시한다. 상기 금속박막층과 고분자재료에 대해서는 도 3에 대한 설명에서 상술하였으므로 반복적인 설명은 생략한다.The optical cable 70 of FIG. 4(A), the optical cable 72 of FIG. 4(B), and the optical cable 74 of FIG. 4(C) are each provided with a metal thin film layer 50 as an optical fiber protection part, an aromatic group A case in which the polymer layer 60 made of a polymer material including Since the metal thin film layer and the polymer material have been described above with reference to FIG. 3 , a repetitive description will be omitted.

이하에서는 상기와 같은 광케이블을 이용하여 케이블의 상태를 감시하는 감시시스템의 구성에 대해서 도면을 참조하여 살펴보기로 한다.Hereinafter, the configuration of the monitoring system for monitoring the state of the cable using the optical cable as described above will be described with reference to the drawings.

도 5는 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100, 200)을 감시하기 위한 감시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개략도이다.5 is a schematic diagram schematically illustrating a configuration of a sensing system for monitoring cables 100 and 200 having a real-time monitoring function.

도 5를 참조하면, 감시시스템(300)은 적어도 하나 이상의 광케이블을 포함하는 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100, 200) 및 상기 광케이블(70)에 감시광을 입사하고 반사된 상기 감시광을 수신하여 상기 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100, 200)을 감시하는 감시장치(310)를 구비하는 것을 특징으로 한다. 나아가, 광케이블(70)과 감시장치(310)를 선택적으로 연결시키는 커플러(320)와 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100)이 다수의 장비와 연결되도록 분기시키는 분배기(330)를 더 구비할 수 있다. 도 5에서 도면번호 '305'는 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블(100, 200)을 통해 제어신호를 발생시키는 제어부장치에 해당한다.Referring to FIG. 5 , the monitoring system 300 receives the monitoring light incident on the cables 100 and 200 and the optical cable 70 having a real-time monitoring function including at least one or more optical cables and receives the reflected monitoring light. A monitoring device 310 for monitoring the cables 100 and 200 having the real-time monitoring function is provided. Furthermore, it may further include a coupler 320 for selectively connecting the optical cable 70 and the monitoring device 310 and a splitter 330 for branching the cable 100 having a real-time monitoring function to be connected to a plurality of equipment. . In FIG. 5, reference numeral '305' corresponds to a control unit that generates a control signal through the cables 100 and 200 having a real-time monitoring function.

구체적으로, 광케이블 감시장치(310)는 광케이블(70)에 감시광을 입사하고 반사된 감시광을 수신하는 OTDR(optical time domain reflectometery)(312) 및 상기 반사된 감시광의 파형을 해석하는 해석장치(314)를 구비할 수 있다.Specifically, the optical cable monitoring device 310 includes an optical time domain reflectometer (OTDR) 312 that incidents the monitoring light on the optical cable 70 and receives the reflected monitoring light, and an analysis device that interprets the waveform of the reflected monitoring light ( 314) may be provided.

OTDR(312)은 소정의 파장을 가지는 감시광을 생성하며, 이러한 감시광을 광케이블에 입사시켜 광케이블 길이 방향을 따라 각 지점에서 반사 및/또는 산란되어 되돌아오는 광량을 다시 수신하게 된다. 이에 의해, 해석장치(314)가 반사된 감시광의 거리 분포를 해석해 광케이블의 국부적인 열 상승 영역을 파악하고, 나아가 국부적인 열 상승이 발생한 광케이블의 지점까지의 거리를 측정할 수 있게 된다.The OTDR 312 generates monitoring light having a predetermined wavelength, and by making the monitoring light incident on the optical cable, the amount of light reflected and/or scattered at each point along the length direction of the optical cable is received again. Thereby, the analysis device 314 analyzes the distance distribution of the reflected monitoring light to determine the local heat rise area of the optical cable, and furthermore, it is possible to measure the distance to the point of the optical cable where the local heat rise occurs.

구체적으로 OTDR(312)은 커플러(320)를 통하여 광케이블에 접속된다. OTDR(312)은 예를 들어, 주기적으로 각 광케이블에 접속하거나, 또는 손상이 의심되는 경우에 각 광케이블에 접속할 수 있다. 한편, 하나의 광케이블을 따라 입사된 감시광이 산란 또는 반사되어 수신되는 경우, 분기된 각 광케이블의 길이에 따른 피크가 OTDR에서 거리를 달리하여 도시된다. 따라서, 작업자는 OTDR에서 각 광케이블에 따른 피크의 거리를 확인하여 어느 광케이블의 피크인지를 파악할 수 있게 된다.Specifically, the OTDR 312 is connected to the optical cable through the coupler 320 . The OTDR 312 may connect to each optical cable periodically, for example, or to each optical cable when damage is suspected. On the other hand, when monitoring light incident along one optical cable is scattered or reflected and received, peaks according to the length of each branched optical cable are shown at different distances from the OTDR. Therefore, the operator can determine which optical cable is the peak by checking the distance of the peak along each optical cable in the OTDR.

한편, 각 장비의 입력단에는 감시광을 반사시키는 반사수단, 예를 들어 반사필터부(340)를 구비할 수 있다. 반사필터부(340)는 광케이블과 각 원전 장비를 연결시키는 광커넥터 어셈블리(미도시)에 구비될 수 있다. 이와 같이, 반사필터부(340)를 구비하게 되면, 광케이블의 종단, 즉 각 원전장비의 입력단에서 반사되는 피크 신호가 더욱 커지게 되어 OTDR을 통한 피크 검출이 보다 용이하게 이루어질 수 있다.On the other hand, the input terminal of each equipment may be provided with a reflection means for reflecting the monitoring light, for example, the reflection filter unit 340 . The reflection filter unit 340 may be provided in an optical connector assembly (not shown) that connects the optical cable and each nuclear power plant equipment. In this way, when the reflection filter unit 340 is provided, the peak signal reflected at the end of the optical cable, that is, the input end of each nuclear power plant equipment, becomes larger, so that peak detection through the OTDR can be made more easily.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명에 따른 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블은 특히 원자력 발전소 등과 같은 장소에서 이미 설치된 케이블의 철거 없이 케이블의 손상 및 수명을 평가할 수 있다. 이러한 평가는 실시간으로 수행이 가능하며, 특히, 장기간 운영되는 원자력 발전소의 어떠한 운행 중단 없이 시험 평가가 가능하다. 따라서, 케이블의 철거 및 원자로의 운행중단에 따른 현저한 비용증가를 방지하는 효과를 갖는다.As described in detail above, the cable having a real-time monitoring function according to the present invention can evaluate the damage and lifespan of the cable without dismantling the cable already installed in a place such as a nuclear power plant. Such evaluation can be performed in real time, and in particular, test evaluation is possible without any operation interruption of a nuclear power plant operating for a long period of time. Therefore, it has the effect of preventing a significant increase in cost due to the removal of the cable and the suspension of the operation of the nuclear reactor.

또한, 원자력 발전소의 전영역에 걸쳐 케이블의 상태를 실시간으로 파악하여 손상이 발생하는 경우에 즉각적인 대처가 가능하며, 나아가 수명을 미리 예측하여 손상에 의해 발생하는 운행 중단, 화재 및 폭발 사고 등을 예방하는 효과를 갖는다.In addition, it is possible to take immediate action in case of damage by grasping the state of the cable in real time throughout the entire area of the nuclear power plant, and furthermore, by predicting the lifespan in advance, it prevents operation interruption, fire and explosion accidents caused by damage. has the effect of

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.On the other hand, the embodiments disclosed in the drawings are merely presented as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains that other modifications based on the technical spirit of the present invention can be implemented in addition to the embodiments disclosed herein.

10 : 도체 20 : 절연체
30 : 외피 50 : 금속박막층
60 : 고분차층 70, 72, 74 : 광케이블
300 : 감시시스템 310 : 감시장치
312 : OTDR 314 : 해석장치
10: conductor 20: insulator
30: outer shell 50: metal thin film layer
60: high difference layer 70, 72, 74: optical cable
300: monitoring system 310: monitoring device
312: OTDR 314: analysis device

Claims (2)

도체;
상기 도체를 감싸는 적어도 하나의 절연체;
상기 절연체를 감싸는 외피; 및
상기 절연체 또는 외피의 상태를 실시간으로 감시하는 감시수단;을 포함하고,
상기 감시수단은 상기 도체에 인접하여 배치되고, 케이블 내에 대칭적으로 구비되며, 적어도 하나 이상의 광케이블을 포함하고,
상기 광케이블은 광섬유 및 상기 광섬유를 감싸는 광섬유보호부를 포함하는 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블.
conductor;
at least one insulator surrounding the conductor;
a shell surrounding the insulator; and
Including; monitoring means for monitoring the state of the insulator or the outer shell in real time;
The monitoring means is disposed adjacent to the conductor, is symmetrically provided in the cable, and includes at least one or more optical cables,
The optical cable is a cable having a real-time monitoring function including an optical fiber and an optical fiber protection unit surrounding the optical fiber.
제1항에 있어서,
상기 감시수단은 상기 광케이블에 감시광을 입사시키고 산란 및 반사되는 상기 감시광을 수신하여 케이블을 감시하는 감시 장치를 더 포함하는 실시간 모니터링 기능을 갖는 케이블.
The method of claim 1,
The cable having a real-time monitoring function, wherein the monitoring means further includes a monitoring device for monitoring the cable by incident monitoring light to the optical cable and receiving the scattered and reflected monitoring light.
KR1020200174007A 2020-12-14 2020-12-14 Cable having real-time monitoring KR20220084496A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200174007A KR20220084496A (en) 2020-12-14 2020-12-14 Cable having real-time monitoring

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200174007A KR20220084496A (en) 2020-12-14 2020-12-14 Cable having real-time monitoring

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220084496A true KR20220084496A (en) 2022-06-21

Family

ID=82221124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200174007A KR20220084496A (en) 2020-12-14 2020-12-14 Cable having real-time monitoring

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20220084496A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4303814A1 (en) 2022-07-08 2024-01-10 Medicalip Co., Ltd. Medical image registration method and apparatus

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4303814A1 (en) 2022-07-08 2024-01-10 Medicalip Co., Ltd. Medical image registration method and apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7590496B2 (en) Embedded system for diagnostics and prognostics of conduits
US8520986B2 (en) Use of fiber optic sensor techniques for monitoring and diagnostics of large AC generators
US20050134837A1 (en) Detection of partial discharge or arcing in wiring via fiber optics
US11150157B2 (en) Apparatus and method for locating a measurand anomaly along a waveguide
Song et al. Online multi-parameter sensing and condition assessment technology for power cables: A review
JP2008026218A (en) Method of testing superconductive cable line
KR20220084496A (en) Cable having real-time monitoring
Hashemian et al. Methods for testing nuclear power plant cables
US9704618B2 (en) Nuclear power plant cable and monitoring system therefor
CN102507042B (en) Method for embedding optical fiber sensor in intelligent grid power cable
CN201765876U (en) Novel built-in fiber temperature measuring high-voltage crosslinked cable
Davies et al. Testing distribution switchgear for partial discharge in the laboratory and the field
US20220357387A1 (en) Monitoring the state of overvoltage protection components
JP2002367457A (en) Composite electrical insulator having integrated optical fiber sensor
Harmon et al. Development and implementation of an in-situ cable condition monitoring method for nuclear power plants
Glass et al. Transition to Online Cable Insulation Condition Monitoring
CN206670827U (en) A kind of compound Metro Cable on-line monitoring system of optical fiber
Wang et al. Diagnostics and prognostics of electric cables in nuclear power plants via joint time-frequency domain reflectometry
Cheng et al. Measurement Method for Temperature Sensitivity Coefficient of Embedded Optical Fiber in High-voltage XLPE Cable—Shorter Than Spatial Resolution of BOTDR
KR102617922B1 (en) Busway Temperature Monitoring System
RU212470U1 (en) THREE-PHASE POWER CABLE WITH FIBER-OPTIC MODULE IN THE CENTER OF THE CORE
JPH02181668A (en) Abnormality detecting device for gas insulation electric equipment
CN207704877U (en) A kind of compound Metro Cable of optical fiber
CN106981326A (en) A kind of optical fiber is combined Metro Cable
JPH02232570A (en) Fault detector for power equipment