본 글은 신들의 정원 – 강화풀밭농원 (최진만 기술사)에게서 가져왔음을 알린다.
[문05] 광전송 SYSTEM의 원리 및 특징과 전력설비에서의 응용에
관하여 논하라.
1. 광전송 SYSTEM의 기본원리 및 구성
1-1. 기본원리
조밀한 매질을 통하여 진행하는 빛은 어떤 임계각을 넘지 않는 한 기타 매질로는 잘 진행하지 않는 성질을 이용하여 광도파관을 개발하였다. 따라서 전기신호를 광신호(레이져)로 변환하여 목적지에 전송한후 입수된 광신호를 다시 전기신호로 변환하는 것이다.
1-2. 기본구성
E / O : LED ( Light Emitting Diode),LD(Laser Diode)
전기를 빛으로 변환하는 발광소자
O / E : PD(Photo Diode),APD(Avalanch Photo Diode)
빛을 전기로 변환하는 수광소자
2. 전력설비에서의 광통신 응용
- 가공송전선을 루트로 이용한 발,변전소간 정보전송로로 적합하다.
- 송전선의 보수,감시,정보의 Real Time 수집이 가능하다.
- 전력선 반송방식에 비해서 대용량 고품질을 갖는 정보전송이 가능하므로
전력계통의 보호,제어성능의 향상을 꾀할 수 있다.
- 철탑 지지물을 이용하여 보다 신뢰성 높은 정보전송로를 구성 할 수 있다.
3. 전력선을 이용한 광통신케이블의 종류 및 특징
3-1. 광복합가공지선 :Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire
OPGW란 송전선로의 가공지선 내부에 광케이블을 삽입하여 가공지선의 역할과 광신호 전송로의 역할을 동시에 만족할수 있도록 제작한 복합전선이다. 전력선에 사용시 특징은 다음과 같다.
- OPGW의 외경,기계적강도등이 기존가공지선과 유사하여 기존철탑의 변형
및 보강을 필요로 하지 않는다.
- 기존 가공지선용 공기구나 각종 악세서리가 설계,공사상에 큰 변화없이
적용 가능하다.
- 중량이 기존 가공지선을 초과하지 않으므로 이도조절이 용이하다.
- 전선의 최대허용전류 및 허용온도가 기존 가공지선보다 우수한 알루미늄
피복강선을 사용하여 전기저항이 적으며 수명이 길다.
3-2. 광복합 가공전력선
송전선로의 상도체 내부에 광섬유 케이블을 내장하면서 기계적인 특성이나 전기적 특성을 기존의 상도체와 같도록 하는 복합송전선로로서 다음과 같은 특징을 가지고 있다.
- 광섬유의 접속은 상도체의 접속과 동시에 이루어 진다.
- 종말 인출부에는 별도의 절연처리를 요구한다.
3-3. 권부형 광케이블
세경,경량의 광케이블을 기존의 상도체나 가공지선에 나선형으로 감는 방식으로 다음과 같은 특징이 있다.
- 혹심한 기상조건,자외선등에 견딜수 있는 피복을 가져야 한다.
- 나선형 감기방식으로 풍압하중이나 빙설,착설등은 최소화되고 진동이
감소된다.
☞ 시간이 허락 한다면 광전송 케이블 이외에 광소자를 이용한 PT,CT등에 관하여도 관심을 가지자.
4. 광전송의 특징
4-1. 장 점
- 전송손실 극저
동축 Cable의 신호감쇠에 비하여 무시할수 있는 정도의 장거리 신호전송
이 가능하여 중계시설이 거의 필요없다. 현재의 기술수준은 전송손실
0.2dB/Km('93기준)로 100Km 정도까지 무중계 전송이 가능하다.
- 전송대역폭이 대단히 넓어 전송용량이 크다.
- 전송중 전자 유도장애가 전혀 없어 전송로의 선정에 제한이 거의 없다.
따라서 전력선과 일체화 시킨 복합도선의 개발,사용이 가능하다.
- 광섬유는 그 자체가 우수한 절연체로 대지전위에 의한 영향을 일체 받지
않는다. 따라서 종래와 같은 접지사고의 문제등이 전혀없다.
- 세경,경량이며 가요성이 풍부하고 인장력이 커서 포설공사가 용이하다.
- 주원료가 SiO2로 지구상에 무진장 존재하여 자원적으로 유리하다.
- 단점으로 광케이블의 접속에 특수한 기기 및 숙련이 요구된다
4-2. 단 점
- 급준한 휨에 약하다.
동선케이블과 같이 심하게 휘면 광손실이 크게 증가한다. 공섬유 심선은 반경 40mm이하로 구부리면 손실이 생긴다.
- 전력전송이 어렵다.
광섬유로는 중계기에 전원을 공급할수가 없으므로 급전용으로 별도의 동선을 넣어 케이블을 제작하기도 한다.
- 고도의 접속기술을 요한다.
광섬유의 접속은 접속기에 의하여 아크방전으로 융착시켜 접속을 한다. 절단면이 경사지거나 거칠면은 않되고 접속부 손실이 낮아야 한다.
- 분기 및 결합이 어렵다.
동심과케이블의 T접속이 광섬유에서는 쉽지않다.
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