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Die Erfindung betrifft eine Ankoppeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs
In Energiekabeln und Phasenseilen mitgeführte und auf Hochspannung liegende Lichtwellenleiter finden immer stärker Einzug in die Energietechnik. Die Lichtwellenleiter dienen nicht nur der Nachrichtentechnik, sondern werden auch als Sensoren für die Betnebsüberwachung, beispielsweise zur Temperaturüberwachung von Einrichtungen der Energieübertragungsstrecken (z.B Transformatoren) eingesetzt.
Es sind Ankoppeleinrichtungen bekannt, in denen die Lichtwellenleiter eines Phasenseils vom ihm getrennt und spannungsmässig ausgekoppelt werden, wobei sie unter einem Potentialgradienten bis auf Erdpotential gebracht und an eine optische Nachrichtenleitung angekoppelt werden (DE 88 01 841 5 U 1 )
Weiterhin ist aus der DE 3942245 A1 ein Endverschluss für einen Lichtwellenleiter eines Phasenseils bekannt, wobei der Lichtwellenleiter in einem Isolierkorper auf Erdpotential gebracht wird. Der Endverschluss ist für Freileitungen geschaffen - ohne Möglichkeit jedoch für einen Spannungsabgriff
Beide Konzepte erlauben keine Weiterführung eines auf Spannungsniveau bleibenden Lichtwellenleiters.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ankoppeleinrichtung für ein Phasenseil weiterzuentwickeln, in der der Energieleiter und ein Lichtwellenleiter gemeinsam durch den Isolierkörper geführt werden und der Lichtwellenleiter in der Ankoppeleinnchtung auf Hochspannungspotential liegt.
Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelost Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
Die Ankoppeleinrichtung, die insbesondere für den Spannungsbereich bis 36 kV einsetzbar sein soll, besteht im wesentlichen aus einein als Isolierstützer ausgebildeten Isolierkorper z. B. DE 3544142 A1, der an einer auf Erdpotential liegenden Halterung befestigbar ist, und einer stromleitenden Tragplatte, welche auf der Freiluftseite stromleitend mit dem Energieleiter im Isolierstützer fest verbunden ist. Die Tragplatte trägt ein Gehäuse, welches der Aufnahme von Lichtwellenleiter-Überlangen dient Der Energietransport und die Datenübertragung erfolgen durch die gesamte Länge des Isolierstützers.
Auf der Freiluftseite - entweder befestigt an der Tragplatte oder am Gehäuse - befinden sich stromleitende Befestigungsmittel zum Haltern mindestens eines Phasenseils. Die Halterung des Isolierkörpers auf Erdpotential kann ein Traggestell oder eine Traverse eines Mastens oder die Oberfläche einer Endeinrichtung selbst sein. Bei letzterem wird an den Anwendungsfall gedacht, bei dem mittels Lichtwellenleitern die Temperatur der Endeinrichtung (beispielsweise in einem Transformator) überwacht wird, wobei die Lichtwellenleiter in der Endemrichtung auf Spannungspotential liegen.
Der Energieleiter, beispielsweise der eines See- oder Erdkabels oder eine Stromschiene eines Transformators, ist zusammen mit mindestens einem auf Hochspannung mitgeführten Lichtwellenleiter oder einer aus mehreren Lichtwellenleitern gebildeten Bündelader bis zum oberen Ende durch den Isolierkörper hindurchgeführt.
Das Gehäuse kann mit der Tragplatte fest verbunden oder auf die Tragplatte aufschraubbar sein. Das Phasenseil (mit oder ohne Lichtwellenleiter) kann am Gehäuse befestigt sein, dann ist das Gehäuse auch stromführendes Element. Das Gehäuse besteht aus Kunststoff und ist aussen, möglicherweise auch innen, mit einer metallischen, elektrisch leitfähigen Schicht - vorzugsweise aus Aluminium mit ausreichendem Leiterquerschnitt - überzogen. Als Alternative kann das gesamte Gehäuse aus Leichtmetall (vorzugsweise aus Aluminium) ausgebildet sein.
Der Isolierkörper kann fur den Mittelspannungsbereich vorzugsweise aus einem aufschiebbaren Freiluftendverschluss bestehen, wie er beispielsweise in DE 88 05 133 1 U1 beschrieben ist
Die Tragplatte oder das Gehause hat Befestigungsmittel für mindestens ein Phasenseil In einer alternativen Ausgestaltung kann die Tragplatte auch unlösbar (als Klemm- oder Lötverbin- dung) mit dem Energieleiter ausgebildet sein.
Die Befestigungselemente für das Phasenseil, bzw. für ein optisches Datenkabel sind für maximal vorkommende Zugkräfte ausgelegt Die Durchführung der Lichtwellenleiter am oberen Ende des Energieleiters ist in der Art einer Gewölbekammer gestaltet. Hiermit wird der elektrische Übergang sichergestellt und die im Energieleiter liegenden Lichtwellenleiter werden keiner Quetschbeanspruchung ausgesetzt
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Das Gehäuse ist als Kammer zur Aufnahme von Lichtwellenleiterspleissverbindungen und/oder -überlangen ausgebildet (Spleissgehäuse). Die in das Spleissgehäuse eingeführten Lichtwellenleiter werden in bekannter und erprobter Art innerhalb des Spleissgehäuses miteinander verbunden
Von der Ankoppeleinrichtung kann neben dem Phasenseil auch ein optisches Datenkabel abgehen.
In diesem Fall sind Befestigungsmittel für herausgeführte Lichtwellenleiter vorgesehen Hierbei befinden sich an der Tragplatte oder in der Wandung des Gehäuses Mittel (Kabeldurchführung) zum Herausführen und Haltern von Lichtwellenleitern, eines Lichtwellenleiterbündels oder eines optischen Nachrichtenkabels. Das optische Datenkabel wird durch einen Isolator abgestützt auf Erdpotential weitergeführt (wie in der DE 88 01 841 U1)
Die Erfindung wird in den beiden Figuren näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Ankoppeleinrichtung und
Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf das Gehäuse der Ankoppeleinrichtung in einer zweiten Ausführungsform
Die Ankoppeleinrichtung 10 besteht aus einein die Hochspannungsisolierstrecke bildenden Isolierkörper 12 aus Porzellan und einem Spleissgehäuse 50, die miteinander starr und hochspannungsfest verbunden sind Die strömleitende Verbindung ist als Hülse 14 am Fuss des Spleissgehäuses 50 ausgebildet. Die Hülse 14 ist auf einen metallenen Anschlussbolzen 15 schraubbar, der mit dem Energieleiter 38 des Hochspannungskabels 30 in elektrischer Verbindung steht.
Der Isolierkorper 12, der in Fig. 1 geschnitten dargestellt ist, sitzt mit seinein unteren Ende auf einer Traverse eines Traggestells 40 (z. B. Mast) und trägt an seinem oberen Ende das Spleissgehäuse 50. Das Hochspannungskabel 30 ist von unten kommend im Isolierkörper 12 abgesetzt. Von unten nach oben ist in der Figur dargestellt. die Schirmanbindung 33, der Kabelschirm 32, das Feldsteuerelement 36, die Leiterisolierung 34 (z B aus vernetztem Polyethylen VPE) und der Energieleiter 38. Der Energieleiter 38 des Hochspannungskabels 30 ist mit den Lichtwellenleitern 52 durch den Isolierkörper 12 auf dessen gesamter Länge hindurchgeführt.
Die Lichtwellenleiter 52 des Phasenseils 20 liegen mit einem Gel festgelegt in einem Schutzmantel (Röhrchen) 54 aus Edelstahl. In ähnlicher Weise können die Lichtwellenleiter im Hochspannungskabel 30 mitgeführt sein. In dem Spleissgehäuse 50 wird der Schutzmantel 54 abgesetzt. Die Lichtwellenleiter 52 werden freigelegt. Die Lichtwellenleiter 52 bzw deren Schutzmantel 54 bleiben auf Hochspannungspotential. Die von beiden Seiten in das Spleissgehäuse 50 eingeführten Lichtwellenleiter 52 sind miteinander gespleisst. Im Spleissgehäuse 50 kann eine Spleisskassette 56 untergebracht sein, auf der die Überlangen und die Spleissverbindungen abgelegt sind. Das Spleissgehäuse 50 ist von aussen zugänglich und mit einem Deckel 58 verschliessbar.
Zum Herausführen eines Lichtwellenleiters 52 aus dem Spleissgehäuse 50 auf Erdpotential ist ein zweite Kabeldurchführung in der Wand des Spleissgehäuses 50 ausgebildet Die Durchführung ist in Fig. 1 mit einem Blindstopfen 60 verschlossen. Für den Fall der Anbindung eines optischen Datenkabels lässt sich der Blindstopfen 60 entfernen und ein Durchführungsstutzen einschrauben. Von diesem Stutzen wird ein optisches Datenkabel zugfest gehalten.
Das Spleissgehäuse 50 trägt mindestens eine Schalenstromklemme 22 in üblicher Art zur festen Verbindung mit dem Phasenseil 20 und zur Aufnahme der Zugkräfte. Die Lichtwellenleiter des Phasenseils 20 sind - ohne dass Druckkräfte auf die Lichtwellenleiter wirken - schonend durch die Stromklemme 22 hindurchgeführt.
In Fig. 2 ist eine Sicht von oben auf das Spleissgehäuse 50 (ohne Deckel) in einer zweiten Ausführungsform dargestellt- Tragendes Element für das Spleissgehäuse und das Phasenseil ist eine Tragplatte 42. In der Mitte der Tragplatte 42, die aus Stabilitätsgründen aus Metall ist, befindet sich ein Schraubgewinde 41 zur Befestigung am Anschlussbolzen 15. Das Spleissgehäuse 50 wird auf die Tragplatte 42 aufgesetzt. Die Tragplatte bildet den Boden des Spleissgehäuses 50 Die Höhe der Gehäusewand, deren Dicke etwa der des Randes 45 der Tragplatte 42 entspricht, definiert die Tiefe und das Innenvolumen des Gehäuses 50. In der Tragplatte 42 sind zwei Durchführungen 46 für Lichtwellenleiter vorhanden.
Je nach Platzbedarf fur Lichtwellenleiterüberlängen oder deren Spleissverbindungen kann das Spleissgehäuse 50 unterschiedlich tief gewählt werden Gestrichelt ist eine Spleisskassette 56 eingezeichnet, die an
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einem Steg 55 an der Gehauseinnenwand gehalten wird Auf der Spleisskassette werden die in das Spleissgehause geführten Lichtwellenleiter und ihre Spleissverbindungen abgelegt.
Der Raum zwischen dem Ende des Phasenseils 20 und der Durchführung 46 kann (m der Fig.
2 nicht dargestellt) zum Schutz der Lichtwellenleiter mit einem Schrumpfschlauch überbruckt sein Die kleinere Stromklemme 22' wird zur Befestigung eines optischen Datenkabels verwendet
Im Rand 45 sind drei Gewindebohrungen 43 erkennbar. Hier hinein werden Schrauben geschraubt, mit denen das Spleissgehause 50 selbst und/oder der Deckel 58 befestigt wird
Zum Unterschied zur Anbringung des Phasenseils 20 am Spleissgehäuse 50 gemäss Fig 1 sind in Fig. 2 an der Tragplatte 42 (nach aussen ragend) über jeweils eine Haltestange 44 zwei Schalenstromklemmen 22,22' befestigt In der grösseren Stromklemme 22 ist ein Phasen seil 20 eingeklemmt, aus dem Lichtwellenleiter (in einem Schutzmantel 54 liegend) austreten und durch die Durchführung 46 bis in das Innere des Spleissgehäuses geführt sind.
Der Schutzmantel 54 mit Lichtwellenleitern wird nach oben in das Spleissgehäuse 50 geführt, wo er abgesetzt ist und die Lichtwellenleiter frei zugänglich sind. Der Unterschied zwischen den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen besteht dann, dass in Fig. 1 die Schalenstromklemme 22 des Phasenseils und das Spleissgehäuse 50 in einer Ebene liegen. Nach Fig. 2 liegen die Befestigungsmittel 44, 22 des Phasenseils unterhalb des Spleissgehäuses 50. Die Haltekräfte greifen direkt am Anschlussstutzen 15 an. Das Spleissgehäuse liegt in einer Ebene über den Befestigungsmitteln 44,22.
Alle Ecken und Kanten der Ankoppeleinrichtung 10 und des Spleissgehäuses 50 sind gerundet.
Weiterhin werden überstehende Teile, insbesondere des Deckels 58, der Durchführungen 46 oder der Hülse 14 vermieden oder zumindest so ausgebildet, dass elektrisches Sprühen oder Überschläge konsequent vermeidbar sind
Patentansprüche:
1 Ankoppeleinrichtung für ein Phasenseil, in dem Lichtwellenleiter mitgeführt sind, bestehend aus einem auf Erdpotential befestigten Isolierkörper, einem an diesem freiluftseitig mit einer Hulse angebrachten Spleissgehäuse zum Durchführen und/oder
Ablegen von Lichtwellenleitern und aus Befestigungsmitteln für das Phasen seil, wobei mindestens ein Lichtwellenleiter durch den Isolierkörper hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lichtwellenleiter (52) vom Spleissgehäuse (50) kommend durch die Hülse (14) zu einem vom anderen Ende des Isolierkörpers (12) eingeführten
Energieleiter (38)
eines Hochspannungskabels (30) geführt ist, der an der Hülse (14) mit einem Anschlussbolzen (15) befestigt ist, und dass jeder Lichtwellenleiter (52) auf
Hochspannungspotential zusammen mit dem Energieleiter (38) durch den Isolierkörper (12) verläuft.
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The invention relates to a coupling device according to the preamble of the main claim
Optical fibers carried in power cables and phase ropes and lying on high voltage are increasingly finding their way into energy technology. The fiber optic cables are not only used for communications technology, but are also used as sensors for operational monitoring, for example for temperature monitoring of energy transmission facilities (e.g. transformers).
Coupling devices are known in which the optical waveguides of a phase cable are separated from them and coupled in terms of voltage, whereby they are brought to ground potential under a potential gradient and coupled to an optical communication line (DE 88 01 841 5 U 1)
Furthermore, from DE 3942245 A1, an end closure for an optical waveguide of a phase cable is known, the optical waveguide being brought to earth potential in an insulating body. The end closure is created for overhead lines - but without the possibility of a voltage tap
Both concepts do not allow the continuation of an optical fiber that remains at the voltage level.
The invention has for its object to further develop a coupling device for a phase cable, in which the energy conductor and an optical waveguide are guided together through the insulating body and the optical waveguide is at high voltage potential in the coupling device.
The task is solved with the characterizing features of the main claim. Advantageous further developments can be found in the subclaims.
The coupling device, which is to be used in particular for the voltage range up to 36 kV, essentially consists of an insulating body designed as an insulating support, e.g. B. DE 3544142 A1, which can be fastened to a holder lying at ground potential, and a current-carrying support plate, which is electrically connected on the open-air side to the energy conductor in the insulation support. The support plate carries a housing, which is used to accommodate fiber optic excess lengths. The energy transport and data transmission take place through the entire length of the insulation support.
On the outdoor side - either attached to the support plate or to the housing - there are current-conducting fastening means for holding at least one phase rope. The holder of the insulating body at earth potential can be a support frame or a cross member of a mast or the surface of a terminal device itself. In the latter case, the application is considered in which the temperature of the terminal device (for example in a transformer) is monitored by means of optical fibers, the optical fibers being at voltage potential in the final direction.
The energy conductor, for example that of a submarine or underground cable or a power rail of a transformer, is passed through the insulating body together with at least one optical waveguide carried at high voltage or a loose tube formed from several optical waveguides up to the upper end.
The housing can be firmly connected to the support plate or can be screwed onto the support plate. The phase cable (with or without fiber optic cable) can be attached to the housing, in which case the housing is also a current-carrying element. The housing is made of plastic and is covered on the outside, possibly also on the inside, with a metallic, electrically conductive layer - preferably made of aluminum with a sufficient conductor cross section. As an alternative, the entire housing can be made of light metal (preferably of aluminum).
For the medium-voltage range, the insulating body can preferably consist of a slide-on open-air end closure, as described, for example, in DE 88 05 133 1 U1
The support plate or the housing has fastening means for at least one phase cable. In an alternative embodiment, the support plate can also be non-detachable (as a clamp or solder connection) with the energy conductor.
The fastening elements for the phase cable or for an optical data cable are designed for maximum tensile forces. The implementation of the optical fibers at the upper end of the energy conductor is designed in the manner of a vaulted chamber. This ensures the electrical transition and the optical fibers in the energy conductor are not subjected to any crushing stress
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The housing is designed as a chamber for receiving optical fiber splice connections and / or excess lengths (splice housing). The optical fibers introduced into the splice housing are connected to one another in a known and proven manner within the splice housing
In addition to the phase cable, an optical data cable can also extend from the coupling device.
In this case, fastening means are provided for optical fibers that are led out. Means (cable lead-through) are located on the support plate or in the wall of the housing for leading out and holding optical fibers, an optical fiber bundle or an optical communication cable. The optical data cable is supported on an earth potential by an isolator (as in DE 88 01 841 U1)
The invention is described in more detail in the two figures.
Fig. 1 shows the coupling device and
Fig. 2 shows a view of the housing of the coupling device in a second embodiment
The coupling device 10 consists of an insulating body 12 made of porcelain and a splice housing 50, which forms a part of the high-voltage insulating path, and which are rigidly connected to one another in a high-voltage-resistant manner. The sleeve 14 can be screwed onto a metal connecting bolt 15, which is in electrical connection with the energy conductor 38 of the high-voltage cable 30.
The insulating body 12, which is shown in section in FIG. 1, sits with its lower end on a crossmember of a supporting frame 40 (e.g. mast) and carries the splice housing 50 at its upper end. The high-voltage cable 30 comes from below in the insulating body 12 discontinued. From the bottom up is shown in the figure. the shield connection 33, the cable shield 32, the field control element 36, the conductor insulation 34 (for example made of cross-linked polyethylene XLPE) and the energy conductor 38. The energy conductor 38 of the high-voltage cable 30 is led with the optical fibers 52 through the insulating body 12 along its entire length.
The optical fibers 52 of the phase cable 20 are fixed with a gel in a protective jacket (tube) 54 made of stainless steel. In a similar manner, the optical fibers can be carried in the high-voltage cable 30. The protective jacket 54 is deposited in the splice housing 50. The optical fibers 52 are exposed. The optical fibers 52 or their protective sheath 54 remain at high voltage potential. The optical fibers 52 inserted into the splice housing 50 from both sides are spliced together. A splice cassette 56, on which the excess lengths and the splice connections are stored, can be accommodated in the splice housing 50. The splice housing 50 is accessible from the outside and can be closed with a cover 58.
To lead an optical waveguide 52 out of the splice housing 50 to earth potential, a second cable bushing is formed in the wall of the splice housing 50. The bushing is closed in FIG. 1 with a blind plug 60. In the event that an optical data cable is connected, the blind plug 60 can be removed and a bushing screwed in. An optical data cable is held tensile from this connector.
The splice housing 50 carries at least one shell current clamp 22 in the usual manner for the firm connection to the phase cable 20 and for absorbing the tensile forces. The optical waveguides of the phase cable 20 are carefully guided through the current terminal 22 without compressive forces acting on the optical waveguides.
2 shows a view from above of the splice housing 50 (without cover) in a second embodiment. The supporting element for the splice housing and the phase cable is a support plate 42. In the middle of the support plate 42, which is made of metal for stability reasons, there is a screw thread 41 for attachment to the connecting bolt 15. The splice housing 50 is placed on the support plate 42. The support plate forms the bottom of the splice housing 50. The height of the housing wall, the thickness of which corresponds approximately to that of the edge 45 of the support plate 42, defines the depth and the internal volume of the housing 50. Two bushings 46 for optical waveguides are provided in the support plate 42.
Depending on the space required for excess optical waveguides or their splice connections, the splice housing 50 can be selected to be of different depths. A splice cassette 56 is shown in dashed lines which indicates
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a web 55 is held on the inner wall of the housing. The optical waveguides and their splice connections which are guided into the splice housing are placed on the splice cassette.
The space between the end of the phase cable 20 and the bushing 46 can (m of Fig.
2, not shown), to protect the optical waveguides, be bridged with a shrink tube. The smaller current clamp 22 'is used to fasten an optical data cable
In the edge 45 three threaded holes 43 can be seen. Screws are screwed in here, with which the splice housing 50 itself and / or the cover 58 are fastened
In contrast to the attachment of the phase cable 20 to the splice housing 50 according to FIG. 1, two shell current clamps 22, 22 'are attached to the support plate 42 (projecting outwards) in each case via a support rod 44 in FIG. 2. A phase cable 20 is clamped in the larger current clamp 22 , emerge from the optical waveguide (lying in a protective jacket 54) and are guided through the bushing 46 into the interior of the splice housing.
The protective jacket 54 with optical fibers is guided upwards into the splice housing 50, where it is deposited and the optical fibers are freely accessible. The difference between the embodiments shown in the figures is that in FIG. 1 the shell current clamp 22 of the phase cable and the splice housing 50 lie in one plane. According to FIG. 2, the fastening means 44, 22 of the phase cable lie below the splice housing 50. The holding forces act directly on the connecting piece 15. The splice case lies in one plane above the fastening means 44, 22.
All corners and edges of the coupling device 10 and the splice housing 50 are rounded.
Furthermore, protruding parts, in particular the cover 58, the bushings 46 or the sleeve 14 are avoided or at least designed in such a way that electrical spraying or flashovers can be avoided consistently
Claims:
1 coupling device for a phase cable in which optical fibers are carried, consisting of an insulating body attached to earth potential, a splicing housing attached to this on the open-air side with a sleeve for performing and / or
Laying of optical fibers and of fastening means for the phase rope, at least one optical fiber being passed through the insulating body, characterized in that each optical fiber (52) coming from the splice housing (50) through the sleeve (14) to one from the other end of the insulating body ( 12) introduced
Energy conductor (38)
a high-voltage cable (30), which is fastened to the sleeve (14) with a connecting bolt (15), and that each optical waveguide (52)
High voltage potential runs together with the energy conductor (38) through the insulating body (12).