KR20230081955A - 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법 및 그를 이용한 해저 케이블 - Google Patents

Abstract

동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법 및 그를 이용한 해저 케이블이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법은, 정적 케이블과 동적 케이블을 일체형으로 제작하는 단계, 정적 케이블 및 동적 케이블 전체에 제1 방향으로 제1 외장을 형성하는 단계, 정적 케이블과 동적 케이블의 접합지점에 제1 금구류를 장착하여 고정하는 단계, 동적 케이블로부터, 기설정된 길이에 해당하는 접합 영역에서 제1 금구류에 의해 고정된 상기 접합지점을 포함하여 접합 영역의 일부까지 제2 방향으로 제2 외장을 형성하는 단계, 접합 영역의 일측에 제2 금구류를 장착하여 고정하는 단계, 및 접합 영역 및 제2 외장을 감싸는 최외층 시스를 형성하는 단계를 포함한다.

Description

동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법 및 그를 이용한 해저 케이블 {METHOD FOR CONNECTING DYNAMIC CABLES AND STATIC CABLES, AND SUBMARINE CABLES USING THE SAME}

본 발명은 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법 및 그를 이용한 해저 케이블에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 접속함을 사용하지 않고도 동적 케이블과 정적 케이블을 견고하게 연결할 수 있는 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법 및 그를 이용한 해저 케이블에 관한 것이다.

해저 케이블은 해저에서 사용되는 케이블을 지칭하는 것으로, 해저에서 사용되는 특성으로 인해 지상에서 사용되는 일반적인 케이블과 다르게 해류 및 해풍 등으로부터 케이블을 보호하기 위한 장치가 필수불가결이다.

해저 케이블 보호를 위한 방법으로는 여러 가지가 있을 수 있으나, 일반적으로 정적 케이블이라 불리는 해저 케이블에는 1개의 층으로 구성된 아연도금 강선외장층을 적용하고, 최외층에는 얀(yarn) 서빙이 적용된다. 또한, 부유식 해상풍력발전과 같이 50m 이상의 수심과 부유체의 거동에 따른 다이내믹 환경에 적용되는 동적 케이블은 2개층 이상의 아연도금 강선외장층과 더불어 내마모성을 위한 HDPE(High Density Polyethylene)층을 형성한다.

일반적으로, 케이블은 길이 한계로 인해 연결을 필요로 하며, 해저 케이블도 마찬가지로 연결을 필요로 한다. 이 경우, 길이 한계를 가진 해저케이블을 연결하거나 또는 이종(異種) 해저 케이블을 연결할 때 주로 접속함(Offshore field Joint, Rigid Joint)을 사용한다.

접속함을 사용하여 해저 케이블을 연결함에 있어, 해상에서의 작업 시간은 해양환경, 및 기상의 영향을 많이 받아 작업에 어려움이 있음은 물론 작업일수를 정량화하는 것도 불가능하다. 또한, 작업시간이 길어지면 막대한 해양공사비가 계속 추가 발생되는 문제도 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 공장 내에서 길이 한계를 가지는 동종의 해저 케이블의 경우에는 FJ(Factory Joint) 방식으로 해저 케이블 전량을 한 번에 생산하고 방법이 사용되기도 한다. 하지만, 동종의 해저 케이블을 연결하는 경우에는 FJ 방식의 적용이 가능하나, 이종 케이블 간의 연결, 즉, 정적 케이블과 동적 케이블을 연결하는 경우에는 1차 외장까지만 FJ 방식의 적용이 가능하고, 2차 외장에 대해서는 별도의 연결 방법을 필요로 하므로, FJ 방식의 큰 효과를 기대할 수 없다.

정적 케이블과 동적 케이블의 연결에 따른 특징을 살펴보면 다음과 같다. 포설 이후 사용 중에 지속적인 인장과 굽힘 변형을 받게 되므로 포설 후 매설되어 사용되는 동적 케이블은 정적 케이블과 다르게 다층의 외장을 갖도록 형성된다. 또한, 연안으로부터 장거리에 떨어진 부유식 발전원은 계통연계 비용 절감을 위해 정적 케이블과 동적 케이블을 접속함 방식으로 연결할 필요가 있는데, 접속함 방식은 포설선 위에서 동적 케이블과 정적 케이블 양 끝단을 단말 처리 후 3개의 코어를 각각 연결하고, 외장층은 접속함에 각각 고정하는 방식을 사용한다. 이때, 포설선 위에서 3개의 코어를 연결하는 작업은 매우 정밀성을 요구하는 작업이나, 기상에 따른 포설선의 운동에 영향을 크게 받아 작업이 어려울 수 있다. 이에 의해 기상 악화시 접속 작업은 중단되어 작업 시간 증가 및 작업 품질에 악영향을 주게 된다.

그러므로, 다이내믹 환경에서 사용하기 위해 불가피하게 이루어지는 이종 케이블 간의 연결 작업에서 발생하는 여러 문제점들을 해소하기 위한 방안의 개발이 시급하다.

국내공개특허 제10-2011-0105067호(2011. 09. 26. 공개)

전술한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 외장의 외형과 대응하게 형성된 금구류에 의해 외장을 고정시킴으로써, 접속함을 사용하지 않고 생산 공장 내에서 동적 케이블과 정적 케이블의 견고한 연결이 가능한 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법 및 그를 이용한 해저 케이블을 제시하는데 있다.

본 발명의 해결과제는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 실시 예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법은, 정적 케이블과 동적 케이블을 일체형으로 제작하는 단계, 정적 케이블 및 동적 케이블 전체에 제1 방향으로 제1 외장을 형성하는 단계, 정적 케이블과 동적 케이블의 접합지점에 제1 금구류를 장착하여 고정하는 단계, 동적 케이블로부터, 기설정된 길이에 해당하는 접합 영역에서 제1 금구류에 의해 고정된 상기 접합지점을 포함하여 접합 영역의 일부까지 제2 방향으로 제2 외장을 형성하는 단계, 접합 영역의 일측에 제2 금구류를 장착하여 고정하는 단계, 및 접합 영역 및 제2 외장을 감싸는 최외층 시스를 형성하는 단계를 포함한다.

바람직하게, 제1 금구류를 장착하여 고정하는 단계는, 접합 지점을 기준으로 양쪽에 서로 대응하는 한 쌍의 제1 금구류를 장착할 수 있다.

또한 바람직하게, 제1 금구류는, 원통 형상으로 형성되되, 내측에 제1 외장이 맞물려 끼워지는 형태의 복수의 홈이 형성될 수 있다.

또한 바람직하게, 제1 외장을 형성하는 단계에서, 제1 외장은 정적 케이블과 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 45도 각도로 기울어진 형태로 배치될 수 있다.

또한 바람직하게, 제2 외장을 형성하는 단계에서, 제2 외장은 정적 케이블과 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 기울어지기는 하되, 정적 케이블에 인접한 부위는 직선에 근접하도록 배치될 수 있다.

또한 바람직하게, 제2 외장을 형성하는 단계에서, 정적 케이블에 인접한 부위는 정적 케이블과 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 10도 이내의 각도로 기울어지도록 할 수 있다.

또한 바람직하게, 제2 금구류는, 원통 형상으로 형성되고, 제2 외장이 끼워져 관통하는 복수의 홀이 형성될 수 있다.

또한 바람직하게, 제2 금구류를 장착하여 고정하는 단계는, 접합 영역에서, 제1 금구류의 반대측에 해당하는 제2 외장의 단부에 제2 금구류를 장착할 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 해저 케이블은, 정적 케이블, 정적 케이블과 일렬로 연결되는 동적 케이블, 정적 케이블과 동적 케이블 전체에 제1 방향으로 형성되는 제1 외장, 정적 케이블과 상기 동적 케이블의 접합지점에 장착되는 제1 금구류, 동적 케이블로부터, 기설정된 길이에 해당하는 접합 영역에서 제1 금구류에 의해 고정된 접합지점을 포함하여 접합 영역의 일부까지 제2 방향으로 형성되는 제2 외장, 접합 영역의 일측에 장착되는 제2 금구류, 및 접합 영역 및 제2 외장을 감싸도록 형성되는 최외층 시스를 포함한다.

또한 바람직하게, 제1 금구류는, 접합 지점을 기준으로 양쪽에 서로 대응하도록 한 쌍이 장착될 수 있다.

또한 바람직하게, 제1 금구류는, 원통 형상으로 형성되되, 내측에 제1 외장이 맞물려 끼워지는 형태의 복수의 홈이 형성될 수 있다.

또한 바람직하게, 제1 외장은, 정적 케이블과 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 45도 각도로 기울어진 형태로 배치될 수 있다.

또한 바람직하게, 제2 외장은, 정적 케이블과 상기 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 기울어지기는 하되, 정적 케이블에 인접합 부위는 직선에 근접하는 형태로 배치될 수 있다.

또한 바람직하게, 제2 외장은, 정적 케이블에 인접한 부위는 정적 케이블과 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 10도 이내의 각도로 기울어지도록 형성될 수 있다.

또한 바람직하게, 제2 금구류는, 원통 형상으로 형성되고, 제2 외장이 끼워져 관통하는 복수의 홀이 형성될 수 있다.

또한 바람직하게, 제2 금구류는, 접합 영역에서, 제1 금구류의 반대측에 해당하는 제2 외장의 단부에 장착될 수 있다.

본 발명에 따르면, 동적 케이블과 정적 케이블을 접합한 후 1차 외장을 일체형으로 형성함으로써, 기온의 영향을 많이 받는 외부에서 이종 케이블간의 연결 작업 과정을 생략할 수 있음에 따라, 선상에서의 작업일수를 크게 줄일 수 있고, 부유식 발전원에 계통 연결이 용이한 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법 및 그를 이용한 해저 케이블을 제공하는 효과가 있다.

또한, 1차 외장과 2차 외장을 각각 구속하는 금구류를 외장 강선의 형상에 따라 제작함으로써, 케이블과 외장을 견고하게 고정할 수 있으며, 1차 외장을 구속하는 금구류를 2차 외장이 감싸는 형태에 의해 보다 견고한 고정력을 제공할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

첨부된 도면은 해당 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 내용을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 일반적인 형태의 정적 케이블과 동적 케이블의 구조를 나타낸 도면,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법에 따른 제1 외장의 형성 상태를 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 상태를 나타낸 단면도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법에 사용되는 제1 금구류를 나타낸 도면,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법에 사용되는 제2 금구류를 나타낸 도면,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법에 사용되는 제1 및 제2 금구류의 장착 방법을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법을 설명하기 위한 개략도, 그리고,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해저 케이블의 단면도이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 구성요소들을 기술하기 위해서 사용된 경우, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시 예들은 그것의 상보적인 실시 예들도 포함한다.

또한, 제1 엘리먼트 (또는 구성요소)가 제2 엘리먼트(또는 구성요소) 상(ON)에서 동작 또는 실행된다고 언급될 때, 제1 엘리먼트(또는 구성요소)는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)가 동작 또는 실행되는 환경에서 동작 또는 실행되거나 또는 제2 엘리먼트(또는 구성요소)와 직접 또는 간접적으로 상호 작용을 통해서 동작 또는 실행되는 것으로 이해되어야 할 것이다.

어떤 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템이 프로그램 또는 소프트웨어로 이루어진 구성요소를 포함한다고 언급되는 경우, 명시적인 언급이 없더라도, 그 엘리먼트, 구성요소, 장치, 또는 시스템은 그 프로그램 또는 소프트웨어가 실행 또는 동작하는데 필요한 하드웨어(예를 들면, 메모리, CPU 등)나 다른 프로그램 또는 소프트웨어(예를 들면 운영체제나 하드웨어를 구동하는데 필요한 드라이버 등)를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 어떤 엘리먼트(또는 구성요소)가 구현됨에 있어서 특별한 언급이 없다면, 그 엘리먼트(또는 구성요소)는 소프트웨어, 하드웨어, 또는 소프트웨어 및 하드웨어 어떤 형태로도 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

도 1은 일반적인 형태의 정적 케이블과 동적 케이블의 구조를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하여, 정적 케이블과 동적 케이블의 일반적인 형태를 살펴본다. 먼저, 해저 케이블은 해저에서 사용되는 특성으로 인해 외부 환경으로부터 케이블을 보호함과 함께 장력을 크게 하기 위하여, 케이블 바깥쪽에 강선을 나선 모양으로 감아 붙여 외장을 형성한다. 이때, 아연도금 강선에 의해 외장을 형성하는 것이 일반적이다.

(a)는 정적 케이블을 예시한 것으로, 전류 전달을 위한 도체, 전기력선의 분포를 균일하게 하여 절연체의 내력을 높이기 위한 내부 반도전층, 고전압에 견디기 위한 절연층, 전기력선의 분포를 균일하게 하여 절연체의 내력을 높이기 위한 외부 반도전층, 케이블 보호를 위한 금속시스를 포함하고, 금속 시스 위에는 방식층, 금속 보강층, 및 베딩층이 순차적으로 더 형성된다.

이후, 아연도금 강선을 사용하여 외장(Ⅰ)을 형성한다. 정적 케이블에 형성되는 외장(Ⅰ)은 해저에 설치되는 해저 케이블의 특성상 외부 환경의 영향으로부터 케이블을 보호하기 위한 목적으로 사용된다.

(b)는 동적 케이블을 예시한 것이다. 일반적으로, 동적 케이블은 부유체와 해저면의 정적 케이블을 연결하는 것으로, 조류와 파력에 의한 동적 힘(dynamic force)의 영향을 받기 때문에, 장기적으로 물리적 외력과 진동에 견딜 수 있는 내구성이 요구되며, 동적 케이블이 설치되는 해양 환경에 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 이에 의해, 동적 케이블은 정적 케이블과 달리 1차 외장(Ⅱ)과 2차 외장(Ⅲ)을 형성한다.

동적 케이블에서 1차 외장(Ⅱ)과 2차 외장(Ⅲ)은 서로 다른 방향으로 외장 강선이 기울어지도록 형성한다. 도시한 바와 같이, 1차 외장(Ⅱ)이 우측으로 기울어지는 형태로 형성되었다면, 2차 외장(Ⅲ)은 좌측으로 기울어지는 형태로 형성하도록 한다.

동적 케이블에서, 서로 다른 방향으로 다중 외장을 형성하는 것은, 수심과 부유체의 거동에 따른 지속적인 인장-굽힘에 대한 내구성 확보, 및 포설 과정에서의 인장에 따른 편심 발생을 억제하기 위한 것이다.

본 실시예에서는 정적 케이블과 동적 케이블의 특성을 설명하기 위하여 일반적인 형태의 정적 케이블과 동적 케이블의 구조를 예시하였다. 일반적인 형태의 정적 케이블과 동적 케이블은 본 발명에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법과는 외장의 구조에서 차이가 있으나, 외장(Ⅰ), 1차 외장(Ⅱ), 및 2차 외장(Ⅲ)의 형성에서 차이가 있는 것으로, 도체 및 절연체를 포함하는 내부의 구조는 동일하다. 이하에서, 정적 케이블과 동적 케이블을 연결하는 방법에 대하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법에 따른 제1 외장의 형성 상태를 나타낸 도면이다.

다이내믹 환경에 적용하기 위해 해저 케이블은 정적 케이블과 동적 케이블을 연결하여 사용한다. 도 1에서 예시한 바와 같이, 정적 케이블과 동적 케이블은 내부에 도체, 및 절연체 등을 포함하고 있으며, 정적 케이블의 도체와 절연체는 동적 케이블의 도체와 절연체와 각각 접합되어야 한다. 정적 케이블 및 동적 케이블의 도체 및 절연체를 연결하는 기술은 기공지된 사항이므로 본 실시예에서는 그 설명은 생략한다. 즉, 본 실시예에서 도시한 케이블은 정적 케이블과 동적 케이블이 접합된 상태이다. 정적 케이블과 동적 케이블이 접합된 케이블을 이하에서는 접합된 케이블(100)이라 칭한다.

정적 케이블과 동적 케이블을 접합한 후, 중압(MV)급 이상의 전압을 사용하는 동적 케이블의 외장 형성시 사용되는 Semi-wet design 방식을 적용하여, 제1 외장(200)을 형성한다.

본 실시예에서는, 정적 케이블과 동적 케이블을 접합한 후, 접합된 케이블(100) 전체에 제1 방향으로 제1 외장(200)을 형성한 상태를 도시하였으며, S는 정적 케이블 영역, D는 동적 케이블 영역, J는 정적 케이블과 동적 케이블이 접합된 부분을 포함하여 기설정된 길이만큼에 해당하는 접합 영역이다.

도 1에서와 같이 각각 형성된 정적 케이블과 동적 케이블을 해저에 적용하는 경우에는, 정적 케이블과 동적 케이블을 접합한 후 별도의 접속함을 이용하여 접합 부위를 보호하기 위한 작업을 수행해야 한다.

그러나, 본 실시예에서는 케이블의 제조 과정에서 완제품인 별도의 정적 케이블과 동적 케이블을 생산하는 것이 아니라, 생산 공정 상에서 정적 케이블과 동적 케이블을 접합한 후 접합된 케이블(100) 전체에 일체형으로 제1 외장(200)을 형성한다.

제1 외장(200)은 제1 방향으로 형성되는 것으로, 제1 외장(200)에 적용되는 강선이 접합된 케이블(100)의 길이 방향을 기준으로 45도 기울어진 형태로 배치될 수 있다. 도면에서 빗금친 형태로 도시한 선형이 제1 외장(200)을 구성하는 강선에 해당한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 상태를 나타낸 단면도이다.

도 2에 도시한 제1 외장(200)이 형성된 케이블에서, 접합 영역(J)의 일측에는 제1 금구류(400)가 장착되어 접합된 케이블(100)과 제1 외장(200)과의 결합을 견고하게 한다.

제1 금구류(400)는 접합된 케이블(100)에서 정적 케이블과 동적 케이블의 접합 지점을 기준으로 양쪽에 서로 대응하게 한 쌍이 장착될 수 있다. 제1 금구류(400)의 형상에 관하여는 후술하는 도 4에서 보다 상세히 설명한다.

접합 영역(J)에 제1 금구류(400)를 장착한 후, 동적 케이블 측으로부터 접합 영역(J)의 일부를 감싸는 형태로 강선이 제2 방향으로 배치되는 제2 외장(300)을 형성한다. 이때, 제2 외장(300)은 제1 외장(200)과 다른 방향으로 형성되는 것으로, 제1 외장(200)이 우측으로 기울어지게 형성되는 경우 제2 외장(300)은 좌측으로 기울어지게 형성된다.

제2 외장(300)을 형성한 후에는 제2 외장(300)의 단부에 제2 금구류(500)를 장착하여 제2 외장(300)이 견고하게 고정되도록 한다. 제2 금구류(500)에 형성된 복수의 홀에 제2 외장(300)이 끼워져 결합되는 형태로 형성된다. 제2 금구류(500)에 관하여는 후술하는 도 5에서 보다 상세히 설명한다.

본 실시예에서, 제2 외장(300)이 제1 외장(200)과 제1 금구류(400)를 감싸는 형태로 형성됨에 따라, 제2 외장(300)을 제2 금구류(500)에 의해 강하게 고정시키면, 제1 외장(200) 및 제1 금구류(400)의 구속력도 향상된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법에 사용되는 제1 금구류를 나타낸 도면이다.

도 4를 참조하여, 접합 영역(J)에서 제1 외장을 동적 케이블과 정적 케이블에 고정시키기 위한 제1 금구류(400)의 형상을 살펴본다. 접합된 케이블(100)의 길이 방향을 기준으로 하여, (a)는 측면에서의 단면을 도시한 것이고, (b)는 정면에서의 단면을 도시한 것이다.

(a)에 도시한 바와 같이, 제1 금구류(400)는 그 단면이 원통 형상으로 형성되고, 그 원통 형상의 내측에 제1 외장이 맞물려 끼워지는 형태로 복수의 홈(410)이 형성된다.

제1 외장(200)은 케이블과 같이 길이 방향으로 길게 형성되는 강선으로, 제1 금구류(400)에 형성되는 복수의 홈(410)들은 서로 간의 간격이 제1 외장(200)을 구성하는 강선의 피치(pitch)를 고려하여 형성됨은 물론 제1 외장이 배치되는 방향도 고려하여 형성된다.

제1 금구류(400)는 몸체가 반분할 구조로 형성되는 것이 바람직하다. 몸체가 반분할 구조에 의해 오픈되어 내부 수용공간에 케이블을 끼우고, 몸체를 닫아 케이블에 고정할 수 있다. 이 경우, 외벽에는 볼트 체결 혹은 용접이 가능하도록 하는 제1 연결부재(120a, 120b)가 형성될 수 있다. 제1 연결부재(120a, 120b)에서 볼트 체결 혹은 용접을 선택적으로 채택하여 몸체가 분리되지 않도록 고정할 수 있다.

도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법에 사용되는 제2 금구류를 나타낸 도면이다.

도 5를 참조하여, 제2 금구류(500)의 형상을 살펴본다. 접합된 케이블(100)의 길이 방향을 기준으로 하여, (a)는 측면에서의 단면을 도시한 것이고, (b)는 정면에서의 단면을 도시한 것이다.

접합 영역(J)에서 제1 외장(200)이 형성된 접합된 케이블(100)에 제1 금구류(400)를 장착한 후, 제2 외장(300)이 형성되며, 제2 외장(300)의 단부에 제2 외장(300)을 견고하게 고정하기 위하여 제2 금구류(500)를 장착한다.

제2 금구류(500)는 제1 금구류(400)와 마찬가지로 몸체의 내부에 수용공간이 형성된 원통 형상으로 형성되고, 접합된 케이블(100)에 쉽게 장착하기 위하여 반분할 구조로 오픈되는 구조로 형성될 수 있다.

도 4에서 설명한 바와 같이, 제1 금구류(400)는 몸체의 내벽에 제1 외장(200)의 형상에 따라 연속적인 복수의 홈(410)을 형성하였으나, 제2 금구류(500)는 제2 외장(300)의 강선이 몸체를 통과할 수 있도록 몸체 자체에 연속적인 복수의 홀(510)이 형성된다.

(a)를 참조하면, 제2 금구류(500)의 단면에 서로 인접하게 원형 형상으로 복수의 홀(510)이 형성된 상태를 알 수 있다. 제2 금구류(500)에 형성되는 복수의 홀(510)의 형상은 제2 외장(300)의 강선의 형태와 대응하는 것으로, 복수의 홀(510) 각각에 강선이 일대일 대응하게 끼워진다.

제2 금구류(500)의 외벽에는 볼트 체결 혹은 용접이 가능하도록 하는 제2 연결부재(520a, 520b)가 형성될 수 있다. 제2 연결부재(520a, 520b)는 반분할 구조의 몸체를 결합하기 위한 것으로, 제2 연결부재(520a, 520b)에서 볼트 체결, 누름, 외장 소켓, 및 용접과 같은 결합방법 중 하나를 선택적으로 채택하여 몸체가 분리되지 않도록 고정할 수 있다.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법에 사용되는 제1 및 제2 금구류의 장착 방법을 설명하기 위한 도면이다.

(a)는 제1 외장(200)이 형성된 케이블에 제1 금구류(400)가 장착되었을 때의 접촉 상태를 보여주기 위한 것으로, 제1 금구류(400)에 형성된 복수의 홈(410)에 제1 외장(200)이 접촉되는 형태가 된다.

(a)에서는 제1 금구류(400)의 상측 및 하측에서의 제1 외장(200)이 제1 금구류(400)와 접촉되는 상태를 예시한 것이며, 제1 금구류(400)가 원통 형상이므로 제1 금구류(400)의 우측 및 좌측에서는 제1 외장(200)이 형성된 케이블(120)의 측면과 접촉된다.

(b)는 제2 외장(300)이 형성된 케이블에 제2 금구류(500)가 장착되었을 때의 접촉 상태를 보여주기 위한 것으로, 하나의 홀(510)과 그 홀(510)에 끼워진 제2 외장(300)의 강선 하나의 단면에 해당한다. 제2 금구류(500)에 형성된 복수의 홀(510)에 제2 외장(300)이 끼워지는 형태이므로, 도시한 바와 같이, 제2 금구류(500) 사이에 제2 외장(300)의 강선이 위치하게 된다.

또한, 제2 외장(300)은 제1 외장(200)과 같이 비스듬한 형태로 배치되는데, 정적 케이블 영역(S)에 인접한 부위에서는 직선에 근접하도록 배치되어야 한다. 예를 들어, 제1 외장(200)이 45도 각도로 기울어져 배치된다면, 제2 외장(300)도 45도 각도로 기울어져 제1 외장(200)과 반대 방향으로 배치된다. 다만, 특정 지점에서 꺽어짐이 발생하여 제2 외장(300)의 단부 측에서는 10도 이내의 각도로 기울어지도록 한다.

제2 외장(300)의 단부에서 각도를 변경하기 위하여 제2 외장(300)의 일부에서 꺽어짐이 발생함을 (b)를 통해 알 수 있다. 제2 외장(300)의 일부에서 꺽어짐이 발생하도록 하여 단부가 직선과 근접하도록 하는 것은, 제2 외장(300)을 제2 금구류(500)의 복수의 홀(510)에 용이하게 끼울 수 있도록 하기 위함이다.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법을 설명하기 위한 개략도이다.

본 실시예에서는 접합된 케이블(100)에 제1 외장, 제1 금구류(400), 제2 외장(300), 및 제2 금구류(500)가 순차적으로 장착되는 상태를 그 단면을 통해 그 장착 순서에 따라 설명한다.

(a)는 접합된 케이블(100)의 단면이고, (b)는 제1 외장(200)이 형성된 케이블(100a)이다. (a)의 접합된 케이블(100) 전체에 제1 외장(200)을 일체로 배치하여 (b)와 같이 제1 외장(200)이 형성된 케이블(100a)을 형성한다.

(c)는 제1 외장(200)이 형성된 케이블(100a)에 제1 금구류(400)가 장착된 상태의 단면이다. 제1 금구류(400)는 정적 케이블과 동적 케이블의 접합지점을 기준으로 양측에 한 쌍이 각각 끼워진 후 고정될 수 있다. 제1 금구류(400)에 의해 제1 외장(200)은 접합된 케이블(100)에 1차적으로 고정된다.

(d)는 제1 금구류(400)가 장착된 케이블(100b)에 제2 외장(300)이 형성된 케이블(100c)의 단면이다. 제2 외장(300)의 동적 케이블 영역(D)으로부터 제1 금구류(400)를 포함하여 접합 영역(J)의 일부까지 끼워지는 형태로 형성된다. 이전 실시예에서 언급한 바와 같이, 제2 외장(300)은 일정 지점에서 꺽임이 발생해 배치 각도가 달라지지만, 본 실시예에서는 강선이 갖는 각도는 고려하지 않고 도시하였다.

마지막으로, (e)는 제2 외장(300)이 형성된 케이블(100c)에 제2 금구류(500)가 장착된 케이블(100d)의 단면이다. 제2 외장(300)까지 형성한 후, 제2 외장(300)의 단부에 제2 금구류(500)를 장착하여 제2 외장(300)을 견고하게 고정한다. 여기서, 제2 외장(300)이 제1 금구류(400)를 감싸고 있음에 따라, 제2 외장(300)이 제2 금구류(500)에 의해 고정되면, 제1 외장(200)의 구속력은 더욱 견고해질 수 있다.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 해저 케이블의 단면도이다.

이전 실시예에서 언급한 바와 같이, 접합된 케이블(100)에 제1 외장(200), 제1 금구류(400), 제2 외장(300), 및 제2 금구류(500)를 순차적으로 형성 및 장착함으로써, 제2 금구류(500)가 장착된 케이블(100d)이 완성된다.

본 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법에 따라 제작된 해저 케이블을 현장에 적용하기 위해, 최외층 시스(600)를 형성한다. 기본적으로는, HDPE(High Density Polyethylene) 압출로 접합 영역(J)을 커버할 수 있으나, 보호 성능을 향상하기 위하여 벤드 리스트릭터(Bend restrictor)를 추가할 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 접합된 케이블 200 : 제1 외장
300 : 제2 외장 400 : 제1 금구류
500 : 제2 금구류 600 : 최외층 시스

Claims (16)

1. 정적 케이블과 동적 케이블을 일체형으로 제작하는 단계;
   상기 정적 케이블 및 상기 동적 케이블 전체에 제1 방향으로 제1 외장을 형성하는 단계;
   상기 정적 케이블과 상기 동적 케이블의 접합지점에 제1 금구류를 장착하여 고정하는 단계;
   상기 동적 케이블로부터, 기설정된 길이에 해당하는 접합 영역에서 상기 제1 금구류에 의해 고정된 상기 접합지점을 포함하여 상기 접합 영역의 일부까지 제2 방향으로 제2 외장을 형성하는 단계;
   상기 접합 영역의 일측에 제2 금구류를 장착하여 고정하는 단계; 및
   상기 접합 영역 및 상기 제2 외장을 감싸는 최외층 시스를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 금구류를 장착하여 고정하는 단계는, 상기 접합 지점을 기준으로 양쪽에 서로 대응하는 한 쌍의 제1 금구류를 장착하는 것을 특징으로 하는 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법.
   
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 금구류는, 원통 형상으로 형성되되, 내측에 상기 제1 외장이 맞물려 끼워지는 형태의 복수의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법.
   
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 외장을 형성하는 단계에서, 상기 제1 외장은 상기 정적 케이블과 상기 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 45도 각도로 기울어진 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법.
   
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 외장을 형성하는 단계에서, 상기 제2 외장은 상기 정적 케이블과 상기 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 기울어지기는 하되, 상기 정적 케이블에 인접한 부위는 직선에 근접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법.
   
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 제2 외장을 형성하는 단계에서, 상기 정적 케이블에 인접한 부위는 상기 정적 케이블과 상기 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 10도 이내의 각도로 기울어지도록 하는 것을 특징으로 하는 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법.
   
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 금구류는, 원통 형상으로 형성되고, 상기 제2 외장이 끼워져 관통하는 복수의 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법.
   
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 금구류를 장착하여 고정하는 단계는, 상기 접합 영역에서, 상기 제1 금구류의 반대측에 해당하는 상기 제2 외장의 단부에 상기 제2 금구류를 장착하는 것을 특징으로 하는 동적 케이블과 정적 케이블의 연결 방법.
   
9. 정적 케이블;
   상기 정적 케이블과 일렬로 연결되는 동적 케이블;
   상기 정적 케이블과 상기 동적 케이블 전체에 제1 방향으로 형성되는 제1 외장;
   상기 정적 케이블과 상기 동적 케이블의 접합지점에 장착되는 제1 금구류;
   상기 동적 케이블로부터, 기설정된 길이에 해당하는 접합 영역에서 상기 제1 금구류에 의해 고정된 상기 접합지점을 포함하여 상기 접합 영역의 일부까지 제2 방향으로 형성되는 제2 외장;
   상기 접합 영역의 일측에 장착되는 제2 금구류; 및
   상기 접합 영역 및 상기 제2 외장을 감싸도록 형성되는 최외층 시스;를 포함하는 것을 특징으로 하는 해저 케이블.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 금구류는, 상기 접합 지점을 기준으로 양쪽에 서로 대응하도록 한 쌍이 장착되는 것을 특징으로 하는 해저 케이블.
    
11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 금구류는, 원통 형상으로 형성되되, 내측에 상기 제1 외장이 맞물려 끼워지는 형태의 복수의 홈이 형성된 것을 특징으로 하는 해저 케이블.
    
12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제1 외장은, 상기 정적 케이블과 상기 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 45도 각도로 기울어진 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 해저 케이블.
    
13. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 외장은, 상기 정적 케이블과 상기 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 기울어지기는 하되, 상기 정적 케이블에 인접합 부위는 직선에 근접하는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 해저 케이블.
    
14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제2 외장은, 상기 정적 케이블에 인접한 부위는 상기 정적 케이블과 상기 동적 케이블의 길이 방향을 기준으로 10도 이내의 각도로 기울어지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 해저 케이블.
    
15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 금구류는, 원통 형상으로 형성되고, 상기 제2 외장이 끼워져 관통하는 복수의 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 해저 케이블.
    
16. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2 금구류는, 상기 접합 영역에서, 상기 제1 금구류의 반대측에 해당하는 상기 제2 외장의 단부에 장착되는 것을 특징으로 하는 해저 케이블.

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