CZ30226U1 - Spojka pro spojování optických a hybridních kabelů - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká oblasti spojek hybridních kabelů jak slaboproudých, tak silnoproudých, pro napěťové soustavy do 0,6/1 kV, obsahujících vedle metalických prvků i optická vlákna, jejichž konstrukce umožní přesné měření teploty vnějšího prostředí kabelu, popř. přesné měření teploty objektů uložených vně hybridních kabelů.

Dosavadní stav techniky

Standardní kabely slaboproudé nebo silnoproudé pro napěťové soustavy do 0,6/1 kV neobsahují optická vlákna a tak ve spojkách těchto kabelů se jejich metalické žíly (izolovaná jádra, např. měděná, hliníková) vzájemně propojují např. zářezovými spoji, trubičkovými slisovatelnými spojovači sériovými, popř. paralelními, šroubovými spojovaěi ěi jinými spojovacími prvky.

V hybridních kabelech, jak slaboproudých, tak silnoproudých pro napěťové soustavy do 0,6/1 kV, jsou vedle metalických žil uložena i optická vlákna, která mohou sloužit např. k přenosu signálů elektronických komunikací, např. k přenosu hovorových, datových a obrazových signálů, respektive ke speciálním účelům, jako jsou měření, regulace a řízení technologických systémů, lokalizace závad na těchto hybridních kabelech, měření fyzikálních veličin, např. mechanických, teplotních, podél těchto hybridních kabelů atd.

U hybridních kabelů jsou v kabelových spojkách metalické žíly a optická vlákna jak při jejich spojování tak při jejich následném uložení vzájemně od sebe odděleny.

Propojené metalické žíly jsou ve spojkách hybridních kabelů většinou společně ovinuty v jedné souvislé vrstvě nebo ve více souvislých vrstvách plastovou páskou, sklotextilní páskou nebo jinou vhodnou páskou, popř. je místo souvislého ovinutí propojených metalických žil použita termosmrštitelná trubice.

Optická vlákna jsou ve spojkách hybridních kabelů vzájemně propojena většinou svařením svářečkou optických vláken, popř. výjimečně i pomocí mechanických spojek optických vláken. Propojená optická vlákna se sváry zatavenými v teplem smrštitelných ochranách nebo se sváry stisknutými v sendvičových ochranách, popř. propojená optická vlákna mechanickými spojkami, jsou ve spojkách vhodně uložena a zafixována.

V případě, že optická vlákna v hybridních kabelech jsou mj. určena i k měření teploty ve vlastních kabelech, jsou většinou uložena v kabelové duši co nejblíže k metalickým žílám, aby změny teploty těchto žil se co nejlépe přenášely na změny teploty optických vláken.

V případě, že optická vlákna v hybridních kabelech jsou mj. určena i k měření teploty objektů vně těchto kabelů, optická vlákna jsou většinou uložena co nejblíže vnějšímu kabelovému plášti, např. nad kabelovou duší metalických žil, v případě přítomnosti dalších konstrukčních vrstev nad kabelovou duší, přímo pod vnějším kabelovým pláštěm.

Problémem při měření teploty objektů vně hybridních kabelů jsou měnící se teplotní stavy ve vlastních kabelech, značně závislé na momentálních proudových zatíženích jejich metalických žil (úměrné kvadrátu protékajícího proudu), čímž přesnost měření teploty objektů vně hybridních kabelů je diskutabilní, velmi často neakceptovatelná.

Úkolem předmětného technického řešení je tedy konstrukce takového technologického zařízení, které umožní pomocí optických vláken uložených v hybridních kabelech vedle měření vnitřní teploty těchto kabelů měřit s velkou přesností i teplotu objektů, které se nacházejí vně těchto hybridních kabelů.

Podstata technického řešení

Podstatou technického řešení je konstrukce průběžných kabelových spojek hybridních kabelů, ve kterých se příslušně propojí jednak metalické žíly a jednak optická vlákna a dále se pomocí

CZ 30226 Ul těchto spojek umožní vybočení smyček optických mikrokabelů s jedním optickým vláknem, popř. s více optickými vlákny, o délkách potřebných k dostatečnému přiblížení těchto optických mikrokabelů k objektům, jejichž teplota se má měřit, popř. o délkách potřebných k přímému kontaktu těchto optických mikrokabelů s těmito objekty.

V hybridním kabelu jsou umístěna přenosová vlákna, která jsou spojena a jsou uložena v optické kazetě. Optická vlákna v hybridních kabelech, která jsou určena k přenosu signálů elektronických komunikací (k přenosu hovorových, datových a obrazových signálů), popř. ke speciálním účelům, jako jsou měření, regulace a řízení technologických systémů, lokalizace závad na těchto hybridních kabelech, měření fyzikálních veličin (mechanických, teplotních) podél těchto hybridních kabelů atd. jsou v kabelových spojkách vzájemně propojena většinou svařením svářečkou optických vláken, popř. výjimečně i pomocí mechanických spojek optických vláken. Propojená optická vlákna se sváry zatavenými v teplem smrštitelných ochranách nebo se sváry stisknutými v sendvičových ochranách, popř. propojená optická vlákna mechanickými spojkami, jsou v kabelových spojkách vhodně uložena a zafixována, včetně jejich délkových rezerv a jejich ochran svárů, popř. jejich mechanických spojek. Další podstatou technického řešení je to, že hybridní kabel, který je spolu se spojkami známý z dosavadního stavu techniky, není vhodný pro měření teploty, ale tento hybridní kabel slouží k přenosu. Optický mikrokabel, respektive vložený optický mikrokabel, je pak krátký přípojný kabel, který je připojen na vlákna hybridního kabelu uvnitř optické kazety. Podstatou technického řešení je, že se měří teplota sledovaného objektu, jako je transformátor, specializovaným vláknem, které je připojené k hybridnímu kabelu. Objasnění výkresů

Příkladné provedení navrženého řešení je popsáno s odkazem na výkresy, na kterých je: obr. 1 - Příklad provedení konstrukce spojky hybridního kabelu pro měření teploty; obr. 2 - Příklad zapojení spojky hybridních kabelů pro měření vnější teploty.

Příklad uskutečnění technického řešení

Jak je znázorněno na obr. 1, v kabelových spojkách 5 hybridních kabelů 2 jsou metalické žíly spojené např. zářezovými spoji, trubičkovými slisovatelnými spojovači sériovými, popř. paralelními, šroubovými spojovači či jinými spojovacími prvky a následně jsou společně ovinuty v jedné souvislé vrstvě nebo ve více souvislých vrstvách plastovou páskou, sklotextilní páskou nebo jinou vhodnou páskou, popř. místo souvislého ovinutí vhodnou páskou jsou společně sevřené vhodnými teplem smrštitelnými trubicemi.

Ve výhodném provedení spojek hybridních kabelů pro měření vnější teploty podél těchto kabelů jsou v těchto spojkách 5 propojená a uložená a zafixovaná optická vlákna I, mechanicky chráněná vhodnými ochrannými trubkami (např. kartitovými) nasunutými nad těmito spojkami 5 o délkách dostatečně větších než jsou vzdálenosti mezi odříznutými plášti spojovaných hybridních kabelů a o vnitřních průměrech (světlostech) zaručujících dostatečný volný prostor mezi těmito ochrannými trubkami a ve spojkách uloženými optickými vlákny. Vystředění a fixace těchto ochranných trubek 4 nad propojenými metalickými žílami a propojenými optickými vlákny I je zajištěno např. navinutím plastové pásky, sklotextilní pásky nebo jiné vhodné pásky, na konce plášťů obou spojovaných hybridních kabelů, ve vrstvách odpovídajících světlostem těchto ochranných trubek. Specializovaným vláknem se pak měří teplota prvku transformátoru, kdy specializované vlákno je zataženo do hybridního kabelu 2. Optický mikrokabel, respektive vložený optický mikrokabel 3, je krátký přípojný kabel, který je připojen na vlákna hybridního kabelu 2.

Na obrázku 2 je zobrazeno připojené specializované vlákno, které je určené pro měření teploty sledovaného objektu, v zobrazeném příkladu tedy transformátoru.

Ve výhodném provedení spojek hybridních kabelů pro měření vnější teploty podél těchto kabelů, např. metodou lineární detekce teploty (Distributed Temperature Systém, DTS), je jednak eliminována nepřesnost těchto měření způsobená oteplením metalických žil uložených v hybridních

CZ 30226 Ul kabelech 2 a jednak je zvýšena citlivost a přesnost těchto měření tím, že optická vlákna 1 sloužící pro měření teploty (ve íhnkci čidla teploty a přenosu měřené informace) jsou z těchto spojek odbočena k měřeným objektům tak, že jsou z těchto spojek nejprve vyvázána mimo hybridní kabely 2 a následně jsou do těchto spojek zpětně navázána, čímž tato optická vlákna vytváří plynulé (nepřerušené) smyčky ze spojek vycházející a do spojek se opět vracející.

Ve výhodném provedení spojek 5 hybridních kabelů 2 pro měření vnější teploty podél těchto kabelů jsou k uvedenému vyvázání optických vláken I, sloužících pro měření teploty mimo hybridní kabely 2, použity optické mikrokabely 6 (s jedním optickým vláknem nebo s více optickými vlákny), jejichž optická vlákna I jsou svařením, popř. mechanickými spojkami, propojena s optickými vlákny spojovaných hybridních kabelů. Délky těchto optických mikrokabelů 6 ze spojek hybridních kabelů vystupujících a opět do nich vstupujících (tvořících plynulé smyčky) se volí podle vzdálenosti objektů, jejichž teplota se měří, od spojek hybridních kabelů.

Ve výhodném provedení spojek hybridních kabelů pro měření vnější teploty podél těchto kabelů je hermetické vyvázání optických mikrokabelů 6 ze spojek a jejich opětné hermetické navázání do nich provedeno pomocí vhodných teplem smrštitelných plastových trubic, o vnitřních průměrech větších než jsou vnější průměry ochranných trubek (např. karátových) nasunutých nad těmito spojkami a o délkách dostatečně větších než jsou vzdálenosti mezi odříznutými plášti spojovaných hybridních kabelů tak, aby bylo zajištěno, že po smrštění tyto teplem smrštitelné trubice na obou koncích spojek pevně obepnou jak pláště hybridních kabelů 2, tak pláště optických mikrokabelů 6.

Ve výhodném provedení spojek hybridních kabelů pro měření vnější teploty podél těchto kabelů, jejichž pláště nejsou vyrobeny z plastů se zvýšenou odolností proti šíření požárů lze pro hermetické vyvázání optických mikrokabelů 6 ze spojek 5 a jejich opětné hermetické navázání do spojek použít vhodné teplem smrštitelné plastové trubice s vnitřní vrstvou tavného lepidla, které zaručí dokonalé přilnutí (přilepení) smrštěných plastových trubic jak k plášťům hybridních kabelů 2, tak k plášťům optických mikrokabelů 6.

Ve výhodném provedení spojek hybridních kabelů pro měření vnější teploty podél těchto kabelů, jejichž pláště jsou vyrobeny z plastů se zvýšenou odolností proti šíření požáru (označené např. Low Smoke Zero Halogen - LSZH atd.), je nutné pro hermetické vyvázání optických mikrokabelů 6 ze spojek 5 a jejich opětné hermetické navázání do spojek použít vhodné teplem smrštitelné trubice z plastů se zvýšenou odolností proti šíření požáru bez vnitřní vrstvy tavného lepidla. Pro hermeticky dokonalé přilnutí těchto smrštěných plastových trubic jak k hybridním kabelům 2 tak k optickým mikrokabelům 6 jsou před jejich smrštěním jak hybridní kabely 2 tak optické mikrokabely 6 na několika místech (např. na třech) ovinuty několika závity vhodnou samopojitelnou páskou, která zaručí dokonalé přilnutí (přilepení) smrštěných plastových trubic jak k hybridním kabelům 2 tak k optickým mikrokabelům 6.

Průmyslová využitelnost

Technické řešení spojky pro spojování optických a hybridních jak slaboproudých, tak hybridních kabelů silnoproudých pro napěťové soustavy do 0,6/1 kV, tj. kabelů obsahujících vedle metalických prvků i optická vlákna podle tohoto technického řešení je průmyslově využitelné pro měření vnější teploty těchto hybridních kabelů.

Claims (6)

1. Spojka pro spojování optických a hybridních kabelů, vyznačující se tím, že zahrnuje podlouhlé těleso spojky (5) mající první koncovou část a protilehlou druhou koncovou část, kde každá z koncových částí je opatřena těsnícími prvky pro průchod hybridního kabelu (2) a optického mikrokabelů (6) pro sledování vnější teploty, dále obsahuje vnitřní ochrannou trubku, ve které je prostorově oddělené spojení metalických prvků hybridního kabelu a od něho prostoCZ 30226 Ul rově oddělené spojení optických vláken (1) hybridního kabelu (2) a optického mikrokabelu (6) pro sledování vnější teploty.

2. Spojka pro spojování optických a hybridních kabelů, podle nároku 1, vyznačující se tím, že optická vlákna (1) hybridních kabelů (2) vyčleněná pro sledování teploty jsou přímo spojena nebo prostřednictvím vložených optických mikrokabelů (3).

3. Spojka pro spojování optických a hybridních kabelů, podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že optická vlákna (1) hybridních kabelů (2) jsou svařena s optickými vlákny optických mikrokabelů (6) nebo vložených optických mikrokabelů (3).

4. Spojka pro spojování optických a hybridních kabelů, podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že z první koncové části vychází první hybridní kabel (2) a první optický mikrokabel (6) pro sledování vnější teploty, kde optické vlákno pro měření vnější teploty je v tepelném kontaktu se sledovaným objektem, přičemž dále je připojeno ke druhému optickému mikrokabelu (6) pro sledování vnější teploty, který prochází druhou koncovou částí spojky (5), kterou rovněž prochází druhý hybridní kabel (2).

5. Spojka pro spojování optických a hybridních kabelů, podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že propojená, uložená a zafixovaná optická vlákna (1) optických mikrokabelů (6) a hybridních kabelů (2) jsou mechanicky chráněna ochrannými trubkami (4), příkladně kartitovými, uloženými ve spojce.

6. Spojka pro spojování optických a hybridních kabelů, podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že je provedena pro hybridní kabely (2) a pro optické mikrokabely (6), jejichž kabelové pláště jsou nebo nejsou provedeny se zvýšenou odolností proti šíření požáru.