DD258668A1

DD258668A1 - ARRANGEMENT FOR VOLTAGE CONNECTION FOR LIGHT WAVE CABLES ON HIGH-VOLATILE PLANT PARTS

Info

Publication number: DD258668A1
Application number: DD29017586A
Authority: DD
Inventors: Peter Spangenberg; Uwe Ziebold; Olaf Seifert; Hartwig Solf; Hans Riebel; Juergen Jacobs; Rudolf Winkler; Detlef Proske
Original assignee: Zittau Ing Hochschule
Priority date: 1986-05-13
Filing date: 1986-05-13
Publication date: 1988-07-27

Abstract

Die Anordnung zur Spannungsueberbrueckung fuer Lichtwellenleiterkabel auf hochspannungsfuehrenden Anlagenteilen dient zur sicheren und zuverlaessigen Isolation von Lichtwellenleiterkabeln, die vom Hochspannungspotential auf Erdpotential ueberfuehrt werden. Dabei besteht die Aufgabe, eine Anordnung zu schaffen, die das Lichtwellenleiterkabel vor allem gegen die auftretende Kriechstrombeanspruchung schuetzt und die in ihren Parametern auch allen anderen Freiluftisolationsanforderungen genuegt. Diese Aufgabe wird durch die beschriebene Anordnung geloest, indem sie aus kriechstromfesten Kunststoff aufgebaut ist und zur Verlaengerung des Kriechweges entsprechende Schirme aufgebracht sind. Die Feuchtigkeitsabdichtung wird mit einer speziellen Verschraubung erzielt, die noch zusaetzlich Dichtringe und einen feuchtigkeitsabweisenden Fuellstoff enthaelt. Damit wird eine einfache und schnelle Montage vor Ort ermoeglicht und zusaetzliche Spleissstellen vermieden. Durch die Verschiebbarkeit der Bauteile kann die Anordnung den oertlichen Erfordernissen angepasst werden. Die Anordnung ist im Gewicht und in den Abmessungen dem Lichtwellenleiterkabel angepasst.The arrangement for the voltage bridging of fiber optic cables on high voltage leading parts of equipment serves for the safe and reliable isolation of fiber optic cables, which are transferred from the high voltage potential to earth potential. The object is to provide an arrangement that protects the optical fiber cable especially against the occurring creepage stress and satisfies in their parameters, all other outdoor insulation requirements. This object is achieved by the described arrangement by being constructed of creep resistant plastic and are applied to extend the creepage path appropriate umbrellas. The moisture seal is achieved with a special fitting, which additionally contains sealing rings and a moisture-resistant filler. This allows a simple and quick installation on site and avoids additional splices. Due to the displaceability of the components, the arrangement can be adapted to the local requirements. The arrangement is adapted to the weight and dimensions of the fiber optic cable.

Description

Hierzu 1 Seite ZeichnungFor this 1 page drawing

Field of application of the invention

Die Erfindung dient der Überbrückung von Spannungsunterschieden durch Lichtwellenleiterkabel (LWL), die z. B. im Zuge von Freileitungen an Leiterseilen mitgeführt werden. Besonders in Mittelspannungsfreileitungen der Energieversorgung werden Lichtwellenleiterkabel zur Informationsübertragung an Leiterseilen befestigt, da in diesen Freileitungsnetzen keine Erdseile mitgeführt werden. So kann z. B. an Endstellen bzw. an Punkten innerhalb der Übertragungsstrecken, an denen Zwischenverstärker vorhanden sind, erforderlich werden, daß das Lichtwellenleiterkabel auf Erdpotential gebracht werden muß, wozu eine derartige Anordnung erforderlich ist.The invention serves to bridge voltage differences by optical fiber cable (fiber optic cable), the z. B. be entrained in the course of overhead lines conductor cables. Especially in medium-voltage overhead lines of the power supply fiber optic cable for information transmission to conductors are attached, since no overhead cables are carried in these overhead lines. So z. B. at terminals or at points within the transmission links where repeaters are present, be required that the optical fiber cable must be brought to ground potential, for which such an arrangement is required.

Characteristic of the known technical solutions

Es ist ein Keramik-Isolator mit LWL-Kabel bekannt, bei dem das LWL-Kabel in eine zusätzliche Rinne hineingelegt und danach mit Hilfe einer Glasurschicht eingebrannt wird (OS3207306). Dabei treten mit Sicherheit erhöhte Zugbeanspruchungen auf dem LWL-Kabel auf, die durch die unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten hervorgerufen werden und auch Spannungen, die durch das Einbrennen bereits entstehen.There is a ceramic insulator with fiber optic cable is known in which the fiber optic cable is placed in an additional channel and then burned using a glaze layer (OS3207306). Thereby certainly increased tensile stresses on the fiber optic cable, which are caused by the different coefficients of linear expansion and also tensions that already result from the burn-in.

Es sind weiterhin Isolatoren bekannt, die als Verbundisolatoren aufgebaut sind und ein LWL-Kabel für die Nachrichtenübertragung enthalten, wobei der Lichtleiter zum einen in einer zusätzlichen Schutzhülle befindlich ist und zum anderen in eine Fettschicht eingebettet ist, um die mechanischen Beanspruchungen zu minimieren, die durch die unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten hervorgerufen werden (OS 2901872; OS 3346728).There are also known insulators, which are constructed as composite insulators and contain a fiber optic cable for the communication, wherein the light guide is located on the one hand in an additional protective cover and on the other hand embedded in a fat layer to minimize the mechanical stresses caused by the different coefficients of linear expansion are caused (OS 2901872, OS 3346728).

Eine weitere Lösung ist unter der Patentschrift-Nr. 528067 „Freiluftbeständige Isoliereinrichtung" bekannt.Another solution is under the patent no. 528067 "Outdoor-resistant insulation device" known.

Hierbei handelt es sich nicht um eine Spannungsüberbrückungsanordnung für Lichtwellenleiterkabel. Das eingebettete optisch reine Glasfaserbündel muß zudem in einem vorhergehenden Herstellungsprozeß in die Isoliereinrichtung eingebracht werden.This is not a voltage bridging arrangement for fiber optic cables. The embedded optically pure glass fiber bundle must also be introduced into the insulating device in a preceding manufacturing process.

Damit wird eine Lichtwellenleiter-Informationsübertragungsstrecke generell an dieser Isoliereinrichtung unterbrochen, womit zusätzliche Dämpfungen durch die erforderliche Ankopplung auftreten. Während des Herstellungsprozesses der Anordnung können bereits mechanische Spannungen auf das Glasfaserbündel wirken und somit ebenfalls zu einer Dämpfungserhöhung führen.In order for an optical fiber information transmission path is generally interrupted at this isolation device, which additional attenuations by the required coupling occur. During the manufacturing process of the arrangement, mechanical stresses can already act on the glass fiber bundle and thus likewise lead to an increase in attenuation.

Diese Isolatoren können, bedingt durch ihren Aufbau, nur vorgefertigt werden und müssen danach in die LWL-Übertragungsstrecke eingefügt werden, wobei zusätzliche Muffen für die Spleißstellen in unmittelbarer Nähe der Hochspannungsisolatoren notwendig sind. Die Isolatoren sind sowohl für das Tragen bzw. für die Abspannung des Freileitungsseils als auch für die LWL-Isolation konstruiert und deswegen in ihren Materialien und Dimensionen dem LWL-Kabel nicht angepaßt.These insulators can, due to their structure, only be prefabricated and must then be inserted into the optical fiber link, with additional sockets for the splices in the immediate vicinity of the high-voltage insulators are necessary. The insulators are designed both for carrying and for the bracing of the overhead line as well as for the fiber optic isolation and therefore not adapted in their materials and dimensions of the fiber optic cable.

Des weiteren sind Kunststoffisolatoren für Lichtwellenleiterkabel bekannt, die jedoch einen hohen Material-und Konstruktionsaufwand erfordern und zum anderen technologische Nachteile aufweisen, da eine zeitaufwendige und komplizierte Montage bzw. Schadensbehebung auftritt.Furthermore, plastic insulators for optical fiber cables are known, however, which require a high material and design effort and on the other technological disadvantages, since a time-consuming and complicated assembly or damage repair occurs.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zur Spannungsüberbrückung für Lichtwellenleiterkabel, die im Zuge von hochspannungsführenden Anlagenteilen mitgeführt werden, zu schaffen. Mit Hilfe dieser Anordnung können Lichtwellenleiterkabel insbesondere auf Freileitungsleiterseilen verlegt werden, was gerade in Mittelspannungsnetzen zum Aufbau von Informationssystemen von Vorteil ist.The aim of the invention is to provide an arrangement for voltage bridging for optical fiber cables, which are carried along in the course of high-voltage system components. With the aid of this arrangement, optical fiber cables can be laid, in particular on overhead line cables, which is advantageous especially in medium-voltage networks for the construction of information systems.

Die angeführten Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß die Spannungsüberbrückungseinrichtung in ihren konstruktiven Abmessungen so gestaltet ist, daß sie dem Gewicht der LWL-Kabel und zugleich den Abmessungen einer Freiluftisolation angepaßt ist.The mentioned disadvantages are inventively eliminated in that the voltage bridging device is designed in its structural dimensions so that it is adapted to the weight of the fiber optic cable and at the same time the dimensions of an outdoor insulation.

Sie kann damit den üblichen Feldstärkebeanspruchungen eines Freileitungsisolators ausgesetzt werden.It can thus be exposed to the usual field strength stresses of an overhead line insulator.

Die beschriebene Anordnung kann schnell und zuverlässig montiert werden, wodurch besonders im Störungsfall eine schnelle Instandsetzung möglich ist.The described arrangement can be mounted quickly and reliably, which, especially in case of failure fast repair is possible.

Weiterhin ist die Spannungsüberbrückungseinrichtung so gestaltet, daß sie nach dem Verlegen an das LWL-Kabel montiert werden kann und damit keine Unterbrechung des LWL-Kabels notwendig ist, was den technologischen Ablauf bei der Montage wesentlich vereinfacht.Furthermore, the voltage bridging device is designed so that it can be mounted after laying on the fiber optic cable and thus no interruption of the fiber optic cable is necessary, which greatly simplifies the technological process during assembly.

Insgesamt ist es das Ziel der Erfindung, eine leichte, schnell montierbare und in den Abmessungen dem LWL-Kabel angepaßte Konstruktion zu erzielen, die eine Führung eines LWL-Kabels vom Hochspannungs- auf Erdpotential ermöglicht, wobei die isolationstechnischen Parameter herkömmlicher Freiluftisolierungen eingehalten werden.Overall, the object of the invention is to achieve a lightweight, fast mountable and dimensioned fiber optic cable design that allows fiber optic cable to be routed from high voltage to ground potential, meeting the isolation parameters of conventional outdoor insulation.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Spannungsüberbrückungsanordnung für Lichtwellenleiterkabel, die vom Hochspannungspotential auf Erdpotential gebracht werden, zu schaffen, um die Kriechstromfestigkeit und den Kriechung an der Außenmanteloberfläche des Lichtwellenleiterkabels zu gewährleisten.The invention has for its object to provide a voltage bridging arrangement for optical fiber cables, which are brought from the high voltage potential to ground potential, to ensure the tracking resistance and creeping on the outer surface of the optical fiber cable.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für die Spannungsüberbrückung eines Lichtwellenleiterkabels eine entsprechende Isolationseinrichtung geschaffen wird, die speziell die Kriechstromfestigkeit gewährleistet und damit den isolationstechnischen Einsatz auch unter den Bedingungen der Verschmutzung und Befeuchtung gewährleistet. Dafür wurde ein Kunststoffmaterial ausgewählt, das besondere dielektrische Eigenschaften besitzt und ein niedriges spezifisches Gewicht aufweist. Geeignet ist dafür beispielsweise Polytetrafluorethylen. Die konstruktive Gestaltung ist derart, daß die Einrichtung nachträglich an ein LWL-Kabel ohne einen zusätzlichen Spleiß montiert werden kann.According to the invention the object is achieved in that for the voltage bridging an optical fiber cable, a corresponding isolation device is provided, which ensures the Kriechstromfestigkeit specifically and thus ensures the insulation technology use even under the conditions of contamination and humidification. For this purpose, a plastic material was selected which has particular dielectric properties and has a low specific gravity. Suitable for this example, polytetrafluoroethylene. The structural design is such that the device can be retrofitted to a fiber optic cable without an additional splice.

Die Anordnung ist erfindungsgemäß so aufgebaut, daß ein Kunststoffrohr auf das LWL-Kabel aufgebracht wird. Dabei ist die Öffnung des Kunststoff roh rs so groß, daß der LWL-Durchmesser kleiner als der Innendurchmesser des Rohres ist. Durch den gewählten Innendurchmesser kann das LWL-Kabel so geführt werden, daß die mechanischen Beanspruchungen durch die unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten vermieden werden. Der verbleibende Hohlraum wird mit einer Isolierflüssigkeit aufgefüllt. Damit reduzieren sich als vorteilhafte Nebenwirkung die mechanischen Spannungen, was sowohl die Lebensdauer der LWL erhöht, als auch auftretende Zusatzdämpfungen vermindert.The arrangement is inventively constructed so that a plastic tube is applied to the fiber optic cable. The opening of the plastic raw rs is so large that the fiber-optic diameter is smaller than the inner diameter of the tube. Due to the selected inner diameter, the fiber optic cable can be guided so that the mechanical stresses are avoided by the different coefficients of linear expansion. The remaining cavity is filled with an insulating liquid. This reduces as an advantageous side effect, the mechanical stresses, which both increases the life of the optical fiber, and reduces additional attenuation occurring.

Der Kunststoff ist formgebend bearbeitet und hat wegen seiner extrem hohen spezifischen Durchschlagfestigkeit genügend hohe Isolationsfestigkeit. Zur Vergrößerung der Kriechstrecke werden entsprechende Schirme an dem Kunststoffrohr befestigt.The plastic is shaped and has due to its extremely high specific dielectric strength enough high insulation strength. To increase the creepage distance corresponding screens are attached to the plastic tube.

Dabei ist die Anordnung so bemessen, daß sie den normalen Feldstärkebeanspruchungen von 1 kV/cm ausgesetzt werden kann.The arrangement is so dimensioned that it can be exposed to the normal field strength stresses of 1 kV / cm.

Durch eine spezielle Verschraubung an den Enden des Isolatorrohres wird dieses abgedichtet.By a special screw at the ends of the insulator tube this is sealed.

Gleichzeitig wird dadurch eine nochmalige Zugentlastung gewährleistet. Die Aufhängung des Isolators kann bedingt durch sein geringes Gewicht entweder am Leiterseil selbst oder am Freileitungsisolator erfolgen. Diese Befestigungsmöglichkeiten verhindern gefährliche.mechanische Differenzbewegungen zwischen Leiterseil und LWL-Kabel, wie sie bei einer Mast- oder Traversebefestigung unvermeidbar sind. Das niedrige Gewicht der erfindungsgemäßen Anordnung und deren mechanische Fixierung erbringen als erwünschte Wirkung günstiges Beeinflussungs- und Alterungsverhalten der LWL an der Spannungsübergangsstelle. Des weiteren wird die Maststatik durch das geringe Gewicht der Spannungsüberbrückungseinrichtung nur unwesentlich beeinflußt, was von besonderer Bedeutung bei der Nachrüstung bestehender Freileitungstrassen ist.At the same time a further strain relief is ensured. The suspension of the insulator can be done due to its low weight either on the conductor itself or the overhead line insulator. These mounting options prevent dangerous.mechanical differential motion between the conductor and fiber optic cable, as they are unavoidable in a mast or Traversebefestigung. The low weight of the arrangement according to the invention and its mechanical fixation provide as desirable effect favorable influencing and aging behavior of the optical fiber at the voltage transition point. Furthermore, the Maststatik is only slightly influenced by the low weight of the voltage bridging device, which is of particular importance in the retrofitting of existing overhead lines.

Die Anordnung läßt sich nach dem Verlegeprozeß vor Ort montieren.The arrangement can be installed after the installation process on site.

Durch die verschiebbaren Bauteile der Anordnung kann die Befestigung frei gewählt werden, bzw. durch die lösbaren Verbindungen kann die Befestigung am Mast oder am Leiterseil erfolgen.Due to the displaceable components of the arrangement, the attachment can be chosen freely, or by releasable connections, the attachment to the mast or the conductor can be done.

Somit wird durch den Aufbau der erfindungsgemäßen Anordnung das LWL-Kabel nicht unterbrochen, wodurch zwei Spleißstellen pro Spannungsüberbrückung eingespart werden können. Damit wird die Montagetechnologie entsprechender Übertragungsanlagen vereinfacht und beschleunigt. Die erfindungsgemäße Spannungsüberbrückungseinrichtung weist somit wesentliche Vorzüge gegenüber dem bisherigen Stand der Technik auf.Thus, the fiber optic cable is not interrupted by the structure of the inventive arrangement, whereby two splices per voltage bridging can be saved. This simplifies and accelerates the assembly technology of corresponding transmission systems. The voltage bridging device according to the invention thus has significant advantages over the prior art.

embodiment

Die Figur 1 zeigt die Spannungsüberbrückungsanordnung für Lichtwellenleiter, die erfindungsgemäß aus einem Kunststoffrohr (1) besteht.FIG. 1 shows the voltage bridging arrangement for optical waveguides, which according to the invention consists of a plastic tube (1).

Durch den Kunststoffeinsatz ist eine leichte und in den Abmessungen dem Lichtwellenleiter angepaßte Konstruktion möglich. Der Innendurchmesser des Kunststoffrohres (1) ist größer als der maximale Durchmesser des LWL-Kabels. Dadurch wird das LWL-Kabel relativ lose im Kunststoffrohr (1) geführt, was zur Vermeidung von mechanischen Beanspruchungen durch die unterschiedlichen Längenausdehnungskoeffizienten führt. Der Hohlraum im Kunststoffrohr ("I) wird mit einer Isolierflüssigkeit (9) aufgefüllt.Due to the plastic insert a lightweight and in the dimensions of the optical waveguide adapted construction is possible. The inner diameter of the plastic tube (1) is greater than the maximum diameter of the fiber optic cable. As a result, the fiber optic cable is relatively loose out in the plastic tube (1), which leads to the avoidance of mechanical stresses due to the different coefficients of linear expansion. The cavity in the plastic tube ("I) is filled with an insulating liquid (9).

Zur Vergrößerung der Kriechstrecke sind entsprechende Kunststoffschirme (2) an dem Kunststoffrohr (1) befestigt. Eine spezielle Verschraubung (3), die in Verbindung mit dem Einsatz von Dichtringen (7) und einem feuchtigkeitsabweisenden Füllstoff (8) versehen ist, bewirkt eine Abdichtung an den Enden des Kunststoffrohres (1). Diese aus mehreren Einzelteilen bestehende Konstruktion ermöglicht es, die Anordnung vor Ort zu montieren ohne zusätzliche Spleißstellen zu benötigen. Die Aufhängung der Anordnung kann, bedingt durch ihr geringes Gewicht, entweder mit einer Lasche (4) oder einer Klemme (5) erfolgen, wodurch der Befestigungsort relativ frei gewählt werden kann und insgesamt eine schnelle und einfache Montage möglich wird.To increase the creepage distance corresponding plastic screens (2) are attached to the plastic tube (1). A special screw (3), which is provided in conjunction with the use of sealing rings (7) and a moisture-repellent filler (8), causes a seal at the ends of the plastic tube (1). This multi-part design allows for on-site assembly without the need for extra splices. The suspension of the arrangement can be due to their low weight, either with a tab (4) or a clamp (5), whereby the mounting location can be chosen relatively freely and overall fast and easy installation is possible.

Claims

Arrangement for voltage bridging for fiber optic cables! on high-voltage system components, designed as a feedthrough insulator, characterized in that the optical fiber cable is passed through a plastic tube

- On which to achieve the required rollover or dielectric strength umbrellas are set up to extend the creepage distance and

- Which has such a large inner diameter that the optical fiber cable can be loosely guided in this to avoid tensile stresses, wherein the cavity of the plastic raw res filled with an insulating liquid and the pipe section is sealed at both ends.