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GEBIET DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich im Allgemeinen auf Kabel, wie Strom- oder Datenübertragungskabel, und im Spezielleren auf Vorrichtungen zum Einbringen von Sanierungsfluid in solche Kabel.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Erdverlegte elektrische Kabel beinhalten typischerweise eine Anzahl Kupfer- oder Aluminiumlitzen, die mit einer halbleitenden oder isolierenden Litzenschirmung, einer Isolierschicht und einem Isolierschirm ummantelt sind. Bei Erdkabeln mit diesem Aufbau geht man von einer Nutzungsdauer von 25–40 Jahren aus. Unter einigen Umständen wird die Lebensdauer von Erdkabeln verkürzt, wenn Wasser in das Kabel eindringt und zur Bildung von Mikro-Hohlräumen in der Isolierung führt. Diese Mikro-Hohlräume entwickeln sich in der gesamten Isolierung in baumartiger Verästelung, weshalb man hier auch von „Wasserbäumchen” (engl.: Water Trees) spricht.
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Wie bekannt ist bilden sich Wasserbäumchen in der Isolierung elektrischer Kabel, wenn in Gegenwart von Wasser und Ionen Wechselstrom von mittlerer bis hoher Spannung an ein polymerisches Dielektrikum (Isolator) angelegt wird. Wenn die Wasserbäumchen wachsen, verschlechtern sie die dielektrischen Eigenschaften des Polymers, bis die Isolierung ausfällt. Viele große Wasserbäumchen entstehen an Stellen mit Mängeln oder stofflichen Verunreinigungen; Verunreinigungen sind jedoch keine notwendige Bedingung für die Ausbreitung von Wasserbäumchen.
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Das Wachsen von Wasserbäumchen kann durch Entfernen oder Minimieren des Wassers oder der Ionen, oder durch Verringern der Beanspruchung durch die elektrische Spannung verhindert oder verzögert werden. Ein anderer Ansatz besteht darin, ein das Dielektrikum verstärkendes Fluid aus einer externen Fluidquelle in Zwischenräume zwischen den Leiterlitzen des elektrischen Kabels zu injizieren. Die ausführliche Beschreibung dieses Ansatzes kann
US-Patent Nr. 5 907 128 A entnommen werden. Das Fluid reagiert mit im Kabel vorhandenem Wasser und oligomerisiert zu einem Fluid mit verbesserten dielektrischen Eigenschaften. Das oligomerisierte Fluid bremst die Entwicklung von Wasserbäumchen und bietet darüber hinaus weitere vorteilhafte Eigenschaften.
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Aus
DE 198 04 159 A1 ,
JP 8-126183 A und
DE 77 32 626 U ist jeweils eine Vorrichtung bekannt, die eine Kabelstrecke mit einem leitenden Kern und einer Isolierummantelung umfasst, wobei die Kabelstrecke ein Zwischensegment mit freiliegendem Kabelkern aufweist, wobei das Zwischensegment von einem leitenden Gehäuse umgeben ist, das mit dem Kern in Verbindung steht.
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Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, das bzw. die die Lebensdauer eines Kabels erhöht.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, durch welche ein Kabel mit einem leitenden Kern und einer Isolierummantelung geführt wird. Ein Teil des Kabels hat einen freiliegenden Kern. Die Vorrichtung umfasst ein Gehäuse, welches den Teil des Kabels mit dem freiliegenden Kern umschließt; ein integriertes Fluidreservoir, welches in Fluidverbindung mit dem freiliegenden Kern steht; und ein im integrierten Fluidreservoir befindliches Sanierungsfluid.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung vorgesehen, welche eine Kabelstrecke mit einem leitenden Kern und einer Isolierummantelung umfasst. Ein Teil des Kabels hat einen freigelegten Kern. Die Vorrichtung umfasst ebenfalls ein Gehäuse, welches den Teil des Kabels mit dem freiliegenden Kern umschließt; und ein integriertes Fluidreservoir, welches in Fluidverbindung zum freiliegenden Kern angeordnet ist. Die Vorrichtung umfasst darüber hinaus Sanierungsfluid, das im integrierten Fluidreservoir enthalten ist; sowie Vorrichtungen, um das Sanierungsfluid an der Stelle des freiliegenden Kerns in das Kabel zu treiben.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist eine Methode für das Montieren eines Fluidspeichers und einer Einbringvorrichtung vorgesehen. Die Methode umfasst das Vorsehen eines Kabels oder Kabelabschnitts mit einem leitenden Kern und einer Isolierummantelung; das Abisolieren eines Teils des Isolierummantelung, um einen Teil des leitenden Kerns freizulegen; sowie den Aufbau eines fluiddichten Gehäuses, welches den freiliegenden Kern umschließt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den beigefügten Patentansprüchen, insbesondere den Ansprüchen 1, 17 und 21.
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Die vorstehend genannten Aspekte und viele der mit dieser Erfindung verbundenen Vorzüge werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen besser ersichtlich, auf denen Folgendes dargestellt ist:
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1 zeigt eine teilweise Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels eines Fluidspeichers und einer Einbringvorrichtung mit Aufbau gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung;
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2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer teilweise montierten geeigneten Ausführungsform eines Innenbauteils der Vorrichtung, welche für die Verwendung mit dem in 1 gezeigten Außengehäuse geeignet ist;
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3 zeigt eine perspektivische, teilweise Montageansicht des in 2 gezeigten Innenbauteils;
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4 zeigt eine perspektivische, teilweise Montageansicht einer weiteren geeigneten Ausführungsform eines Innenbauteils der Vorrichtung, welche für die Verwendung mit dem in 1 gezeigten Außengehäuse geeignet ist;
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5 zeigt eine perspektivische Montageansicht des in 4 gezeigten Innenbauteils;
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6 zeigt eine perspektivische, teilweise Montageansicht einer weiteren geeigneten Ausführungsform eines Innenbauteils der Vorrichtung, welche für die Verwendung mit dem in 1 gezeigten Außengehäuse geeignet ist;
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7 zeigt eine perspektivische, teilweise Montageansicht einer weiteren geeigneten Ausführungsform eines Innenbauteils der Vorrichtung, welche für die Verwendung mit dem in 1 gezeigten Außengehäuse geeignet ist;
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8 zeigt eine Querschnittsdarstellung des in 7 gezeigten Innenbauteils;
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9 zeigt eine perspektivische, teilweise Montageansicht einer weiteren geeigneten Ausführungsform eines Innenbauteils der Vorrichtung, welche für die Verwendung mit dem in 1 gezeigten Außengehäuse geeignet ist;
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10 und 11 zeigen perspektivische, teilweise Montageansichten weiterer geeigneter Ausführungsformen eines Innenbauteils der Vorrichtung, welche für die Verwendung mit dem in 1 gezeigten Außengehäuse geeignet sind; und
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12 zeigt eine perspektivische, teilweise Montageansicht einer weiteren geeigneten Ausführungsform eines Innenbauteils der Vorrichtung, welche für die Verwendung mit dem in 1 gezeigten Außengehäuse geeignet ist.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Im Nachfolgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die Zeichnungen beschrieben, wobei die Nummern im Text den mit den entsprechenden Nummern gekennzeichneten Elementen in den Zeichnungen entsprechen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beziehen sich im Allgemeinen auf Vorrichtungen, welche Sanierungsfluid speichern und dieses Sanierungsfluid nachfolgend in ein Kabel oder einen Kabelabschnitt einleiten. Im Spezielleren beziehen sich Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung allgemein auf Vorrichtungen, welche Sanierungsfluid entlang eines Teils der Kabelstrecke oder des Kabelabschnitts speichern und dieses Sanierungsfluid nachfolgend in besagtes Kabel bzw. besagten Kabelabschnitt entlang einer solchen Strecke einleiten. Obgleich Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung nachstehend als geeignet für die Verwendung mit Stromkabeln oder Kabelabschnitten elektrischer Kabel beschrieben werden, ist doch offensichtlich, dass Aspekte der vorliegenden Erfindung einen weiten Einsatzbereich besitzen und auch für die Verwendung mit anderen Kabeln oder Kabelabschnitten geeignet sein können, welche eine Isolierummantelung besitzen, wie etwa optische Kabel oder Datenübertragungskabel. Entsprechend sind die nachfolgenden Beschreibungen und Illustrationen als Beispiele zu verstehen, welche den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung, wie in den Patentansprüchen definiert, nicht einschränken.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Fluidspeichers und einer Einbringvorrichtung 20, deren Aufbau Aspekten der vorliegenden Erfindung entspricht.
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Die Vorrichtung 20 umfasst eine Innenbauteil 24 und ein Außengehäuse 26, welche im Längsschnitt dargestellt sind. Beim Zusammenbau wird die Vorrichtung 20 fest an ein Kabel oder einen Kabelabschnitt 30 entlang einem Teil der Kabelstrecke gekoppelt. Im Einsatz kann die Vorrichtung 20 Sanierungsfluid speichern und dieses Fluid in das Kabel oder den Kabelabschnitt 30 einleiten.
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Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst das Kabel bzw. der Kabelabschnitt 30 einen leitenden Kern 36 und eine Isolierummantelung 40, die in 2 am besten dargestellt sind. Das Kabel bzw. der Kabelabschnitt 30 können darüber hinaus weitere Komponenten umfassen, die in der Technik bekannt sind, wie etwa eine äußere Schutzhülle (nicht dargestellt) und mehrere längs verlaufende leitende Neutralleiter 42 (in 1 dargestellt). Die Isolierung 40 ist im Allgemeinen röhrenförmig aufgebaut und erstreckt sich entlang der Länge des Kabels bzw. des Kabelabschnitts 30. Die Isolierung 40 besteht zweckmäßigerweise aus einem Polyethylen-Polymer mit hohem Molekulargewicht (HMWPE), einem vernetzten Polyethylen (XLPE), einem Ethylen-Propylen-Gummi (EPR) oder weiteren festen Dielektriken, wobei diese jeweils die Entwicklung von Wasserbäumchen verzögernde Zusätze, Füllstoffe, Antioxidationsmittel, UV-Stabilisatoren, usw. enthalten können.
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Der leitende Kern 36 ist koaxial und mittig innerhalb der Isolierung 40 angeordnet. Der leitende Kern 36 umfasst bevorzugt mehrere elektrisch leitende Litzen, obgleich auch eine einzelne Litze genutzt werden kann. Die Litze oder Litzen des leitenden Kerns 36 bestehen aus einem geeigneten leitenden Material, wie etwa Kupfer, Aluminium, usw. Bei einer Ausführungsform kann der leitende Kern 36 von einer halbleitenden oder isolierenden Litzenschirmung (nicht dargestellt) umgeben sein. Die Litzenschirmung kann zweckmäßigerweise aus einem Verbundmaterial bestehen, welches Polyethylen oder ein ähnliches Material enthält und den leitenden Kern 36 so umgibt, dass sie zwischen dem leitenden Kern 36 und der Isolierung 40 angeordnet ist.
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Bei einer Ausführungsform handelt es sich beim Kabel bzw. Kabelabschnitt 30 um ein Stromkabel mit mehreren Leiterlitzen, wie beispielsweise ein Mittelspannungskabel, das eine Spannung zwischen 5.000 und 35.000 Volt führt. Obgleich in den hier beschriebenen Ausführungsformen ein Stromkabel beschrieben ist, sollte doch offensichtlich sein, dass auch andere Kabel bzw. Kabelabschnitte, wie etwa Niederspannungskabel, Übertragungskabel, Steuerkabel, und Kommunikationskabel, einschließlich Leiterpaar- und Telefonkabeln sowie Kabeln für die digitale Kommunikation in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen. Es sollte daher offensichtlich sein, dass im Hinblick auf die vorliegende Erfindung mit den Begriffen „Kabel” und „Kabelabschnitt” nicht nur elektrische Kabel, sondern auch optische Kabel bezeichnet sind.
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Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 werden nun die Komponenten der Vorrichtung 20 näher beschrieben. Wie bereits oben beschrieben umfasst die Vorrichtung 20 ein Innenbauteil 24 und ein Außengehäuse 26. Das Außengehäuse 26 begrenzt einen Innenhohlraum 44, in welchem das Innenbauteil 24 untergebracht wird. An seinen Enden besitzt das Außengehäuse 26 zwei Öffnungen 46 und 48, welche einen Zugang zum Innenhohlraum 44 herstellen. Die Öffnungen 46 und 48 sind von Größe und Ausbau her so gestaltet, dass das Kabel bzw. der Kabelabschnitt 30 durch sie hindurchgeführt werden kann. In einer Ausführungsform umfasst das Außengehäuse 26 eine Isolierschicht 50, welche als Zwischenschicht zwischen der inneren und äußeren halbleitenden Schalen 54 und 56 eingebracht ist.
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Wie 2 darstellt, umfasst das Innenbauteil 24 ein Innengehäuse 58, welches einen inneren Hohlraum 60 begrenzt, in dem die Innenkomponenten des Bauteils, einschließlich einer Strecke des Kabels bzw. Kabelabschnitts 30, und eine Blase 62 untergebracht werden. In einer Ausführungsform ist der Innenhohlraum 60 größer ausgeführt, so dass Raum zwischen den Innenkomponenten des Bauteils und dem Innengehäuse 58 bleibt. Im Einsatz wird, wie weiter unten näher beschrieben, dieser Raum mit Sanierungsfluid gefüllt, und kann daher als Fluidreservoir bezeichnet werden. Zu den Sanierungsfluiden, welche in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung genutzt werden können, zählen unter anderem, jedoch nicht ausschließlich: CABLECURE®, CABLECURE®/XL, CABLECURE®/SD, CABLECURE®/CB, und Acetophenon.
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Das Innengehäuse 58 wird aus einer linken und einer rechten Gehäusehälfte 58A und 58B gebildet, welche bevorzugt aus einem leitenden Material, wie etwa Metall, oder einem halbleitenden Material, wie etwa Kunststoff, gefertigt sind. Jede der Gehäusehälften besitzt an jedem ihrer Enden eine halbrunde Vertiefung 64, welche fluchtende Kabeldurchführungsöffnungen bilden, durch welche das Kabel bzw. der Kabelabschnitt 30 hindurchgeführt werden können. Die Vertiefungen 64 sind von ihrer Größe und Form her so gestaltet, dass sie die Kabelisolierung 40 aufnehmen können. Beim Zusammenbau werden formstabile oder flexible Dichtungen (nicht dargestellt) um den Umfang der Vertiefungen 64 herum sowie zwischen den Kontaktflächen der Gehäusehälften 58A und 58B angeordnet. Werden hierbei formstabile Dichtungen genutzt, können in jeder Gehäusehälfte Fugen 66 für die Aufnahme dieser Dichtungen vorgesehen werden. Um die beiden Gehäusehälften 58A und 58B bei der Montage sicher miteinander zu verbinden und das Innengehäuse 58 zu bilden, können Ringklemmen, Schweißverfahren, Heißklebeverfahren, Klebeverfahren oder sonstige geeignete mechanische oder chemische Verbindungstechniken eingesetzt werden.
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Vor dem Zusammenbau wird ein Teil der Isolierung 40 des Kabels 30 abisoliert, abgeschnitten, angebohrt oder auf sonstige Weise vom Kabel bzw. dem Kabelabschnitt 30 entfernt, so dass ein Teil des Kerns 36 freigelegt und ein Spalt 70 gebildet wird. Das Innengehäuse 58 wird anschließend so um das Kabel bzw. den Kabelabschnitt 30 herum montiert, dass der freiliegende Kern 36 umschlossen ist. Auf diese Weise besteht nach dem Zusammenbau eine Fluidverbindung zwischen dem Spalt 70 und dem Fluidreservoir.
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In einer Ausführungsform kann der freiliegende Kern 36 über einen elektrischen Leiter 72 elektrisch mit dem Innengehäuse 58 verbunden werden. In der gezeigten Ausführungsform ist der elektrische Leiter 72 über eine Klemme oder sonstige Verbindung elektrisch mit dem Kern 36 verbunden. Der elektrische Leiter 72 verläuft radial vom freiliegenden Kern 36 weg und steht mit der Innenfläche des Innengehäuses 58 elektrisch leitend in Kontakt. Daher besitzt in dieser Ausführungsform das Innengehäuse 58 das gleiche elektrische Potential wie der Kern 36. Alternativ dazu kann, um das Innengehäuse 58 und den Kern 36 elektrisch zu verbinden und um das Innengehäuse 58 auf das gleiche Spannungspotential wie den Kern 36 zu bringen, die Blase 62 aus einem leitenden oder halbleitenden Material gefertigt und so konfiguriert und angeordnet sein, dass sie eine geeignete elektrische Verbindung zwischen dem Kern 36 und dem Innengehäuse 58 herstellt. Es kann auch eine separate elektrische Verbindung vorgesehen werden, um die Blase elektrisch leitend mit dem Kern 36 zu verbinden.
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Das Innenbauteil 24 umfasst des Weiteren mindestens eine Blase 62, welche eine Innenkammer 76 begrenzt. Die Blase 62 ist bevorzugt aus einem formflexiblen, aber wasserdichten Material, wie einem Elastomer, z. B. Gummi, gefertigt. Beim Zusammenbau wird die Blase 62 innerhalb des Innenhohlraums 60 des Innengehäuses 58 angeordnet und verläuft entlang eines Teils des Kabels bzw. Kabelabschnitts 30. Bei einer Ausführungsform ist die Blase 62 so um das Kabel bzw. den Kabelabschnitt 30 herum angeordnet, dass vorhandenes Fluid zwischen dem Spalt 70 und dem Fluidreservoir, welches durch den Innenhohlraum 60 begrenzt wird, fließen kann. Bei einer Ausführungsform besitzt die Blase 62 einen U-förmigen Querschnitt, obgleich auch andere Querschnittsformen und Konfigurationen in Betracht gezogen werden können und in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
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Bei einer Ausführungsform kann die Innenkammer 76, welche von der Blase 62 begrenzt wird, ein unter Druck stehendes Gas enthalten oder mit einem solchen gefüllt werden, und kann daher als Arbeitskammer bezeichnet werden. Die Blase 62 kann zu diesem Zweck ein Eingangsventil (nicht gezeigt, aber in der Technik wohl bekannt) umfassen, um einen selektiven Zugang zur Innenkammer 76 der Blase 62 herzustellen. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Blase 62 vor dem Zusammenbau mit Druckgas gefüllt werden, oder kann nach Zusammenbau des Innengehäuses 58 über ein optionales Ventil 80, z. B. ein Sitzventil, welches im Innengehäuse 58A angeordnet ist, gefüllt werden. Ein Fluidpfad wird von einem Schaft 82 an der Blase, in 3 am besten dargestellt, gebildet, der das Ventil 80 mit der Innenkammer 76 der Blase 62 verbindet und eine Fluidverbindung zwischen diesen herstellt. In jedem Fall wird bevorzugt, die Innenkammer 76 der Blase 62 mit Druckgas zu füllen, bevor Sanierungsfluid in das Kabel bzw. den Kabelabschnitt 30 eingebracht wird. Bei einer Ausführungsform wird das Gas in der Innenkammer 76 zunächst auf einen Druck von etwa 34473,79 Pa (5 psi) komprimiert, obgleich auch andere Drücke in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung genutzt werden können und daher in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
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Obgleich nur eine Blase gezeigt und beschrieben ist, können in einigen Ausführungsformen auch mehrere Blasen genutzt werden. Darüber hinaus können, obgleich bei der bevorzugten Ausführungsform Druckgas als Kraftgenerator genutzt wird, auch Buchsen aus Polymer, Druckfedern oder ähnliches genutzt werden, um das im Fluidreservoir befindliche Sanierungsfluid durch Anlegen von Kraft auf das Fluidreservoir unter Druck zu setzen. Des Weiteren kann die Blase auch ohne Innenhohlraum gestaltet sein und stattdessen aus einem elastischen Körper, wie z. B. elastischem Schaum, einem Kautschukblock, oder ähnlichem bestehen.
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Vor dem Einsatz wird ein Teil der Isolierung 40 vom Kabel bzw. Kabelabschnitt 30 entfernt, um einen Teil des Kerns 36 freizulegen. Das Kabel bzw. der Kabelabschnitt 30 wird anschließend durch die fluchtenden Vertiefungen 64 einer der Gehäusehälften 58A oder 58B geführt. Sofern gewünscht kann der Kern 36 nun elektrisch an den elektrischen Leiter 72 angeschlossen werden. Bei Ausführungsformen, in denen eine Blase zum Einsatz kommt, kann die Blase 62 im Innenhohlraum 60 angeordnet werden. Die Gehäusehälften 58A und 58B werden anschließend passgenau zusammengesetzt und fluiddicht miteinander verbunden; die Blase 62 kann optional mit Druckgas gefüllt werden.
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Anschließend wird von einem Ende des Kabels bzw. Kabelabschnitts 30 her Fluid in das Kabel bzw. den Kabelabschnitt 30 injiziert. Das Sanierungsfluid passiert das Kabel bzw. den Kabelabschnitt 30, dringt durch die Zwischenräume zwischen den Litzen des freiliegenden Kerns 36 und tritt am Spalt 70 aus dem Kabel bzw. Kabelabschnitt 30 heraus, wobei es das Fluidreservoir fallt.
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Bei Ausführungsformen, in denen die Blase 62 mit Druckgas gefüllt ist, wird das Fluid bevorzugt mit einem höheren Druck in das Kabel bzw. den Kabelabschnitt 30 injiziert, als der Druck des in der Innenkammer 76 der Blase befindlichen Gases beträgt. Wenn das Fluid in das Kabel bzw. den Kabelabschnitt 30 injiziert wird, fallt es, wenn es am Spalt 70 aus dem Kabel bzw. Kabelabschnitt 30 heraustritt, kontinuierlich das Fluidreservoir. Wenn das Fluid das Fluidreservoir fallt, übt dieses Fluid Druck auf die Blase 62 aus und komprimiert auf diese Weise die Blase 62 auf ein geringeres Volumen. Wird die Blase 62 auf ein geringeres Volumen komprimiert, nimmt das Volumen bzw. das Fluid-Fassungsvermögen des Fluidreservoirs zu. Durch die Minderung des Volumens der Blasen-Innenkammer 76 steigt der Druck des darin enthaltenen Druckgases. Dieser Prozess setzt sich fort, bis ein Gleichgewicht zwischen dem Druck des Fluids im Fluidreservoir und dem Druck des Druckgases in der Blase 62 erreicht ist.
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Im Einsatz wird das Sanierungsfluid, welches im Fluidreservoir gespeichert ist, über einen längeren Zeitraum hinweg in das Kabel bzw. den Kabelabschnitt 30 eingeleitet und ersetzt dort den Teil des Fluids, der durch Diffusion in die Kabelisolierung 40 verloren gegangen ist. Bei Ausführungsformen, in denen die Blasen-Innenkammer 76 mit Druckgas gefallt ist, übt das in der Innenkammer 76 enthaltene Gas Druck auf das im Fluidreservoir befindliche Fluid aus und wirkt damit als Triebkraft auf das Fluid, um das Fluid aus dem Fluidreservoir in das Kabel bzw. den Kabelabschnitt 30 zu treiben.
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Obgleich die Blase Druckgas enthält und das Sanierungsfluid im Innenhohlraum 60 des Innengehäuses 58 gespeichert werden kann, können diese Rollen auch vertauscht werden. Die 4 und 5 zeigen hierzu ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Innenbauteils 124, die gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung aufgebaut und für die Verwendung mit dem Außengehäuse 26 geeignet ist. Das Innenbauteil 124 ist, was Material, Konstruktion und Funktion anbelangt, dem Innenbauteil 24 aus den 1 bis 3 im Wesentlichen ähnlich, mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Unterschiede.
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Bei dieser Ausführungsform wird der Spalt 170 durch Bohren eines Lochs in die Isolierung 140 hergestellt, und wird bevorzugt eher mittig im Innenhohlraum 160 des Innengehäuses 158 angeordnet. Ein gebogenes Auflageelement 184 wird auf die Isolierung 140 des Kabels bzw. Kabelabschnitts 130 an der Stelle des Spalts 170 aufgelegt. Das Auflageelement 184 wird selektiv über ein Paar Blattfedern 186 oder andere leitende oder nicht-leitende Spannelemente an Position gehalten. Bei der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei den Blattfedern 186 um nach innen unter Spannung stehende Arme, die jeweils einen oberen Abschnitt besitzen, welcher einen Bogenradius begrenzt, der der Außenfläche des Auflageelements 184 entspricht. Das Auflageelement 184 umfasst eine Öffnung 188, welche beim Zusammenbau in Verbindung zum Spalt 170 angeordnet wird. Das Auflageelement 184 liegt bevorzugt über ein Dichtelement, wie etwa Epoxid, formstabile oder flexible Dichtungen, oder sonstige bekannte Dichtmechanismen, abgedichtet auf der Isolierung 140 des Kabels 130 auf. Kommt eine Zwischenlage 190 (z. B. Epoxid, formstabile oder flexible Dichtungen, usw.) zum Einsatz, muss diese über z. B. eine Öffnung 192 die Fluidverbindung zwischen dem Spalt 170 und dem Auflageelement 184 erlauben.
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Bei einer Ausführungsform kann ein elektrischer Anschluss oder eine elektrische Verbindung 194, wie z. B. eine Metallfeder, vorgesehen werden. Beim Zusammenbau dieser Ausführungsform wird die elektrische Verbindung 194 im Spalt 170 angeordnet und elektrisch mit dem Kern (nicht ersichtlich) des Kabels bzw. Kabelabschnitts 130, sowie mit dem Auflageelement 184 verbunden. Das Auflageelement 184 und die Blattfedern 186 sind in dieser Ausführungsform aus einem leitenden oder halbleitenden Material gefertigt, so dass das elektrische Potential des Kerns (nicht ersichtlich) über den elektrischen Leiter 190 und das Auflageelement 184 auf die Blattfedern 186 übertragen wird. Die Blattfedern 186 sind so im Gehäuse angeordnet, dass eine elektrische Verbindung zum Innengehäuse besteht. Auf diese Weise besitzen das Innengehäuse 158 und der Kern (nicht ersichtlich) das gleiche Spannungspotential.
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Das Innenbauteil 124 kann des Weiteren eine Blase 162 umfassen, welche eine Innenkammer 176 begrenzt. Die Blase 162 ist bevorzugt aus einem formflexiblen, aber wasserdichten Material, wie einem Elastomer, z. B. Kautschuk, gefertigt. Beim Zusammenbau wird die von der Blase 162 begrenzte Innenkammer 176 in Fluidverbindung zum Spalt 170 angeordnet. Folglich kann Fluid, welches in den Kabelabschnitt 130 injiziert wird, weiter in die Innenkammer 176 der Blase 162 gelangen und dort gespeichert werden. Die Innenkammer 176 kann daher auch als Fluidreservoir bezeichnet werden. Bei der gezeigten Ausführungsform steht die Blase 162 über den Schaft 182 mit dem Spalt 170 in Fluidverbindung.
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Bei einer Ausführungsform kann der im Innenhohlraum 160 des Innengehäuses um die Blase 162 herum verbleibende Raum für unter Druck stehendes Fluid genutzt werden, um Druck auf die Blase 162 auszuüben. Der verbleibende Raum kann daher als Arbeitskammer bezeichnet werden. Um ein unter Druck stehendes Fluid, wie z. B. Gas, in die Arbeitskammer einleiten zu können, kann im Innengehäuse ein Zugang 196 zur Arbeitskammer vorgesehen werden. Der Zugang 196 zur Arbeitskammer kann mit einem geeigneten Ventilmechanismus 198, wie z. B. einem Sitzventil ausgestattet werden, um einen selektiven Zugang zur Arbeitskammer herzustellen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Drücke in der Arbeitskammer rund 20684,27 PA bis 68947,57 Pa (3 bis 10 psi) betragen. Obgleich bei einer Ausführungsform die Kammerdrücke als im Bereich zwischen 20684,27 PA bis 68947,57 Pa (3 bis 10 psi) liegend beschrieben werden, sollte es offensichtlich sein, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung als nicht hierauf beschränkt zu verstehen sind. Als nicht einschränkendes Beispiel fallen auch höhere Kammerdrücke in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung. Die hierin aufgeführten Druckbereiche sind daher als nicht einschränkende Beispiele zu verstehen, so dass folglich ein breiter Bereich an Kammerdrucken in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fällt.
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In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die am besten in 6 dargestellt ist, kann das Innenbauteil 124 ebenfalls einen Druckgas-Kanisterbehälter 199 umfassen, der im Innenhohlraum 160 des Innengehäuses 158 angeordnet ist. Der Kanisterbehälter 199 umfasst einen in der Technik gut bekannten Druckregler (nicht dargestellt), um einen konstanten Druck im Innenhohlraum 160 zu gewährleisten.
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Obgleich bei den bevorzugten Ausführungsformen in 4 bis 6 Druckgas als Kraftgenerator genutzt wird, sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht auf hierauf beschränkt zu verstehen. Folglich können auch andere Kraftgeneratoren wie Buchsen aus Polymer, Druckfedern oder ähnliches genutzt werden, um das Sanierungsfluid durch Anlegen von Kraft auf das Fluidreservoir unter Druck zu setzen.
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Die 7 und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Innenbauteils 224, das gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung aufgebaut und für die Verwendung mit dem Außengehäuse 26 aus 1 geeignet ist. Das Innenbauteil 224 ist, was Material, Konstruktion und Funktion anbelangt, dem Innenbauteil 24 aus den 1 bis 3 im Wesentlichen ähnlich, mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Unterschiede. In dieser Ausführungsform umfasst das Innengehäuse 258 anstelle eines Auflageelements (in den 4 bis 6 dargestellt) ein Verbindungsbauteil 248, welches aus einem Fluid-Verbindungsstück 250, einer Mutter 252, einer Buchse oder einer Kompressionsdichtung 254, sowie einer Stütze 256 besteht, die in 8 am besten dargestellt sind.
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Beim Zusammenbau wird die Stütze 256 so in den Spalt 270 der Isolierung 240 eingesetzt, dass Kontakt zum Kern 236 besteht. Die restlichen Komponenten des Bauteils werden wie folgt eingebaut: Die Buchse 254 wird über der Basis 290 des Fluid-Verbindungsstücks 250 angeordnet, und die Mutter 252 wird auf das Gewinde des Mittelstücks 292 des Verbindungsstücks 250 aufgeschraubt. Dieses Bauteil 248 wird anschließend in den Spalt 270 eingesetzt und liegt auf der Stütze 256 auf. Die Buchse 254 ist von ihrer Größe her so bemessen, dass ihre Außenumfangsfläche dicht mit dem Spalt 270 abschließt. Um den dichten Kontakt zwischen der Buchse 254 und der Kabelisolierung 240 weiter zu verbessern kann die Mutter 252 fester auf das Verbindungsstück 250 aufgeschraubt werden, so dass die Buchse 254 radial gedehnt und mit Kraft mit der Kabelisolierung 240 verbunden wird. Der obere Abschnitt 294 des Verbindungsstücks 250 wird anschließend über einen Schaft 284 so mit der Blase 262 verbunden, dass eine Fluidverbindung besteht. Die Stütze 256 ist so konzipiert, dass Fluid vom Verbindungsstück 250 zum Spalt 270 und/oder den Kern 236 gelangen kann. Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei der Stütze 256 um eine Spiralfeder. Auf diese Weise steht der Spalt 270 mit dem durch die Blase 262 begrenzten Fluidreservoir in Fluidverbindung.
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Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung besitzen der Kern 236 und das Innengehäuse 258 bevorzugt das gleiche Spannungspotential. Zu diesem Zweck sind die Stütze 256, das Fluid-Verbindungsstück 250, und die Mutter 252 aus einem leitenden oder halbleitenden Material gefertigt. Als nicht einschränkendes Beispiel handelt es sich in einer Ausführungsform bei der Stütze 256 um eine metallische Spiralfeder. Das Bauteil 248 ist elektrisch mit dem Innengehäuse 258 verbunden. In der gezeigten Ausführungsform wird dies über ein Paar Blattfedern 286 oder andere leitende oder spannende Elemente erreicht, welche mit dem Bauteil und der Innenfläche des Innengehäuses 258 in Berührung stehen.
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Bei einer Ausführungsform kann der im Innenhohlraum 260 des Innengehäuses um die Blase 262 herum verbleibende Raum für unter Druck stehendes Fluid genutzt werden, um Druck auf die Blase 262 auszuüben. Der verbleibende Raum kann daher als Arbeitskammer bezeichnet werden. Um ein unter Druck stehendes Fluid, wie z. B. Gas, in die Arbeitskammer einleiten zu können, kann im Innengehäuse ein Zugang 296 zur Arbeitskammer vorgesehen sein. Der Zugang 296 zur Arbeitskammer kann mit einem geeigneten Ventilmechanismus 298, wie z. B. einem Sitzventil ausgestattet werden, um einen selektiven Zugang zur Arbeitskammer herzustellen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Drücke in der Arbeitskammer rund 20684,27 PA bis 68947,57 Pa (3 bis 10 psi) betragen. Obgleich die Kammerdrücke in mehreren Ausführungsformen als im Bereich zwischen 20684,27 PA bis 68947,57 Pa (3 bis 10 psi) liegend beschrieben werden, sollte es offensichtlich sein, dass die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nicht als hierauf beschränkt zu verstehen sind. Als nichteinschränkendes Beispiel fallen somit auch höhere Kammerdrücke in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung. Die hierin aufgeführten Druckbereiche sind daher als nicht beschränkende Beispiele zu verstehen, so dass folglich ein breiter Bereich an Kammerdrücken in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fällt.
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9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Innenbauteils 324, das gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung aufgebaut und für die Verwendung mit dem Außengehäuse 26 geeignet ist. Das Innenbauteil 324 ist, was Material, Konstruktion und Funktion anbelangt, dem Innenbauteil 24 aus den 1 bis 3 im Wesentlichen ähnlich, mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Unterschiede. In dieser Ausführungsform umfasst das Innenbauteil 324 zusätzlich ein Kerngehäuse 350, welches aus zwei Kerngehäuse-Hälften 350A und 350B gebildet wird. Die Kerngehäusehälften 350A und 350B sind bevorzugt aus einem leitenden Material, wie etwa Metall, oder einem halbleitenden Material, wie etwa einem geeigneten Kunststoff, gefertigt. Jede der Kerngehäusehälften 350A und 350B besitzt an jedem ihrer Enden eine halbrunde Vertiefung 352, welche fluchtende Kabeldurchführungsöffnungen bilden, durch welche das Kabel 330 hindurchgeführt werden kann. Die Vertiefungen 352 sind von ihrer Größe und ihrem Aufbau her so gestaltet, dass sie die Kabelisolierung 340 aufnehmen können. Beim Zusammenbau können formstabile oder flexible Dichtungen um den Umfang der Vertiefungen herum sowie zwischen den Kontaktflächen der Gehäusehälften angeordnet werden. Um die Gehäusehälften beim Zusammenbau sicher miteinander zu verbinden, können Ringklemmen, Schweißverfahren, Heißklebeverfahren, Klebeverfahren oder sonstige geeignete mechanische oder chemische Verbindungstechniken eingesetzt werden.
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Beim Zusammenbau wird das Kerngehäuse 350 über einen Schaft 364 so mit einer Blase 362 verbunden, dass Fluidverbindung besteht. Der Schaft 364 an der Blase führt bevorzugt abgedichtet in eine (nicht dargestellte) Öffnung im Kerngehäuse. In der dargestellten Ausführungsform ist die Blase 362 zumindest teilweise um das Kerngehäuse 350 herum innerhalb des Innenhohlraums des Innengehäuses 358 angeordnet. Die Blase 362 ist bevorzugt aus einem formflexiblen, aber wasserdichten Material, wie einem Elastomer, z. B. Kautschuk, gefertigt, und begrenzt ein Fluidreservoir 376. Auf diese Weise steht der Spalt 370 mit dem Fluidreservoir 376 in Fluidverbindung.
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Bei einer Ausführungsform kann der im Innenhohlraum 358 des Innengehäuses um die Blase 362 herum verbleibende Raum für unter Druck stehendes Fluid genutzt werden, um Druck auf die Blase 362 auszuüben. Der verbleibende Raum kann daher als Arbeitskammer bezeichnet werden. Um ein unter Druck stehendes Fluid, wie z. B. Gas, in die Arbeitskammer einleiten zu können, kann im Innengehäuse ein Zugang 396 zur Arbeitskammer vorgesehen werden. Der Zugang 396 zur Arbeitskammer kann mit einem geeigneten Ventilmechanismus 398, wie z. B. einem Sitzventil ausgestattet werden, um einen selektiven Zugang zur Arbeitskammer herzustellen. Im Einsatz übt optionales Druckgas, welches in der Arbeitskammer enthalten ist, einen Druck auf die Blase 362 aus, wodurch wiederum das in der Blase 362, dem Kerngehäuse 350, und dem Spalt 370 enthaltene Fluid in den Kern 336 gedrückt wird.
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In einer Ausführungsform kann eine elektrische Verbindung 372 vorgesehen werden, um den Kern 336 elektrisch mit dem Kerngehäuse 350 zu verbinden. Auf diese Weise können der Kern 336 und das Kerngehäuse 350 im Betrieb das gleiche Spannungspotential besitzen. Darüber hinaus kann das Kerngehäuse 350 elektrisch mit dem Innengehäuse 358 verbunden werden, so dass das Innengehäuse 358 letztlich das gleiche Spannungspotential besitzt wie der Kern 336.
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Die 10 und 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Innenbauteils 424, das gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung aufgebaut und für die Verwendung mit dem Außengehäuse 26 aus 1 geeignet ist. Das Innenbauteil 424 ist, was Material, Konstruktion und Funktion anbelangt, dem Innenbauteil 24 aus 1 im Wesentlichen ähnlich, mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Unterschiede. Bei dieser Ausführungsform wird auf die Blase verzichtet, und der elektrische Leiter 472 wird durch eine Feder gebildet, welche eine Komponente mit einer Aussparung an der Stelle des Spalts 470 mit dem Kern 436 in elektrischen Kontakt bringt. In einer weiteren Ausführungsform kann das Gehäuse 458, wie am besten in 11 gezeigt, einen Ventilmechanismus 498, wie z. B. ein Sitzventil umfassen, um selektiv Druckgas in den Innenhohlraum einleiten zu können. Es können auch weitere Techniken eingesetzt werden um, sofern gewünscht, den Kern 436 elektrisch mit dem Innengehäuse 458 zu verbinden.
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12 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Innenbauteils 524, das gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung aufgebaut und für die Verwendung mit dem Außengehäuse 26 geeignet ist. Das Innenbauteil 524 ist, was Material, Konstruktion und Funktion anbelangt, dem Innenbauteil 124 aus den 4 bis 5 im Wesentlichen ähnlich, mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Unterschiede. Bei dieser Ausführungsform wird auf die Blase verzichtet, und an ihrer Stelle wird mindestens ein Fluidreservoir 576 über ein Fluidverbindungsstück 586 so mit der Öffnung (nicht dargestellt) des Auflageelements 584 verbunden, dass eine Fluidverbindung besteht. Auf diese Weise ist der Fluidstrom zwischen dem Fluidreservoir und dem Kabelkern (nicht dargestellt) an der Stelle des Spalts (durch das Auflageelement verdeckt) möglich. Bei einer Ausführungsform kann ein Fluidreservoirpaar 576 über einen T-förmigen Verbinder 564, wie dargestellt, so mit der (vom Auflageelement verdeckten) Auflage verbunden werden, dass eine Fluidverbindung besteht. Obgleich zwei Reservoirs dargestellt sind, kann jede beliebige Anzahl an Reservoiren eingesetzt werden, solange ausreichend Platz hierfür im Gehäuse vorhanden ist.
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In jedem Fall wird jedes Fluidreservoir 576 durch einen länglichen Kanister 590 begrenzt. Bei einer Ausführungsform kann der Kanister 590 einen Kraftgenerator 592 und einen Kolben 594 umfassen, um eine Kraft auf das im Fluidreservoir 576 enthaltene Fluid auszuüben. Der Kolben 594 ist so konzipiert, dass er dicht an der Innenfläche des Kanisters 590 entlang gleitet. Der Kraftgenerator 592 ist als eine vorgespannte Komponente, etwa eine Spiralfeder, dargestellt. Es können jedoch auch weitere Spannung ausübende Vorrichtungen, wie unter anderem, jedoch nicht ausschließlich, Polymer-Buchsen, elastischer Schaum, oder weitere Kraftgeneratoren, wie etwa Druckgas verwendet werden. Das Innenbauteil 524 kann des Weiteren eine elektrische Verbindung 572, wie etwa eine Metallfeder enthalten, welche das Auflageelement 594 elektrisch mit dem Innengehäuse 558 verbindet.
