DE19544898A1 - Niederspannungs-Energiekabel mit LWL-Element - Google Patents
Niederspannungs-Energiekabel mit LWL-ElementInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Niederspannungs-Energiekabel mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des Anspruches 1.
Ein derartiges Energiekabel ist z. B. aus DIN VDE 0266 Teil 2, April 1993 bekannt
und für Niederspannungen bis zu 1000 V, oftmals 380/220 V ausgelegt. Bei die
sem Energiekabel weisen die Adern in einer Ausführungsform kreissektorförmige
Leitungsquerschnitte auf. Mit derartigen Leitungsquerschnitten wird der Kabel
querschnitt gut ausgenutzt, so daß beim Verlegen des Energiekabels ein geringe
rer Raumbedarf erforderlich ist. Dieses Energiekabel versorgt Haushaltungen und
sonstige Abnehmer, wie z. B. technische Anlagen und Maschinen mit elektrischer
Energie.
Neben der elektrischen Energieversorgung spielt heutzutage auch die Versorgung
der Haushaltungen mit Nachrichten und Daten eine große Rolle. Technische An
lagen und Maschinen werden ebenso mit großen Datenmengen, insbesondere
Meß- und Steuerdaten versorgt. Bei dieser Datenübertragung gewinnt die opti
sche Nachrichtentechnik mit Lichtwellenleitern zunehmend an Bedeutung. Die
Installation von Datenleitungen bzw. Datenkabeln zu den technischen Anlagen hin
erfolgte bislang nicht zuletzt aufgrund des Monopols der Telekom (ehemals Deut
sche Bundespost) nachträglich und von der elektrischen Energieversorgung ge
trennt. Dies erfordert regelmäßig einen hohen technischen Aufwand und erhebli
che Kosten. Die hohen Installationskosten können zwar gesenkt werden, indem
beim Neuanschluß des Energiekabels an eine technische Anlage der hierfür vor
gesehene Leitungskanal zusätzlich das für diese Anlage oder einen anderen
elektrischen Abnehmer erforderliche Datenkabel aufnimmt. Auch ist der Kabel
querschnitt des Energiekabels durch die oben beschriebenen Adern geringfügig
reduzierbar, dennoch erfordert die Aufnahme eines Energiekabels und eines zu
sätzlichen Datenkabels insgesamt einen größeren Leitungskanalquerschnitt für
die fachgerechte Handhabung der Kabel. Dementsprechend hat dieser Leitungs
kanal einen hohen Raumbedarf, was sich bei Installationsarbeiten in Räumlichkei
ten oder im Erdboden nachteilig auswirkt. Außerdem kann bei Montagearbeiten
am Energiekabel das Datenkabel beschädigt werden und umgekehrt. Dadurch
steigen die Instandsetzungs- und Betriebskosten für die Kabel und die techni
schen Anlagen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Einsatz eines Energiekabels der
eingangs genannten Art die Energie- und Datenversorgung von technischen An
lagen kostengünstig und mit geringem Installationsaufwand zu gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruches 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein als Datenkabel wirksames LWL(Lichtwellenleiter)-Ele
ment in das Niederspannungs-Energiekabel eingebettet, ohne daß hierzu der
Querschnitt des Energiekabels vergrößert oder ein zusätzlicher Raumbedarf in
nerhalb des Energiekabels berücksichtigt werden müßte. Zu diesem Zweck wird
das LWL-Element in den ohnehin bei dem Energiekabel vorhandenen Blindraum
zwischen den Adern eingebettet. Der Blindraum ist je nach Anforderungen an das
Energiekabel als Isolierung und/oder Schutzmantel und/oder Bewehrung od. dgl.
ausgebildet. Das LWL-Element ist gewissermaßen ein integraler Bestandteil des
Blindraumes.
Auf Grund der erfindungsgemäßen Einbettung des LWL-Elementes in ein her
kömmliches Niederspannungs-Energiekabel kann auch auf aufwendige Schutz
maßnahmen zum Schutz des LWL-Elementes vor mechanischen Beschä
digungen verzichtet werden. Dieser mechanische Schutz ist vorteilhaft bereits
durch die Isoliermäntel der Adern und den verbleibenden Blindraum bzw. den Au
ßenmantel des Energiekabels gewährleistet. Auf diese Weise ist die Herstellung
eines den Anforderungen an den Beschädigungsschutz entsprechenden LWL-
Elementes vereinfacht und kostengünstig. Aufwendige Schutzmaßnahmen für das
LWL-Element entfallen auch nicht zuletzt deshalb, da in den Niederspannungs-
Energiekabel Störfaktoren wie z. B. elektrische Feldstärken, Kriechstromeffekte
und Feuchtigkeitseinflüsse im Vergleich zum Mittelspannungs- oder Hochspan
nungsbereich erheblich reduziert sind.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Niederspannungs-Energiekabels können die
Installationsarbeiten für die Energie- und Datenversorgung von technischen Anla
gen in einem Arbeitsgang erledigt werden. So können z. B. auch in der Industrie
hochintegrierte Anlagen und Maschinen mit elektrischer Energie versorgt und
gleichzeitig die im Energiekabel mitgeführten LWL-Elemente zur Prozeßautomati
sierung bzw. zur Steuerung der Anlagen genutzt werden.
Je nach der Anordnung innerhalb des Blindraumes kann das LWL-Element auch
als Fixierhilfe oder als Bewehrung für die Adern dienen und insbesondere uner
wünschte Relativbewegungen zwischen den Adern verhindern.
Die Adern sind vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium hergestellt. Die Isoliermäntel
der Adern bestehen z. B. aus VPE oder aus PVC.
Gemäß Anspruch 2 ergänzen sich die aneinandergereihten Adern zu einem
Ringsegment. In diesem Fall eignet sich das verbleibende, als ein Blindraum wirk
sames Ringsegment zur Aufnahme und Einbettung des LWL-Elementes. In die
sen verhältnismäßig großen Blindraum können problemlos auch LWL-Elemente
mit großem Gesamtquerschnitt, z. B. ein ganzes Bündel von Lichtwellenleitern
oder auch mehrere nebeneinander angeordnete LWL-Elemente oder auch ein
komplettes LWL-Kabel eingebettet werden.
Die Adern und dementsprechend deren Isoliermäntel sind an ihren Übergangsstel
len zwischen ihren drei in Kabellängsrichtung verlaufenden Außenflächen mehr
oder weniger abgerundet. Zwischen benachbarten Adern begrenzen die Abrun
dungen bezüglich des Kabelquerschnitts einen radial außenliegenden Außen
zwickel und einen zentralen Innenzwickel. Während diese Zwickel bei herkömmli
chen Niederspannungs-Energiekabeln durch eine Füllmasse od. dgl. ausgefüllt
sind, schlägt Anspruch 3 den Außenzwickel und Anspruch 4 den Innenzwickel als
Blindraum zur Einbettung des LWL-Elementes vor. Das LWL-Element wird gewis
sermaßen zwischen benachbarten Isolierelementen verklammert und ist deshalb
vor unerwünschten Lageänderungen gut geschützt.
Das gemäß Anspruch 4 im Innenzwickel eingebettete LWL-Element wirkt in einer
weiteren Funktion als geometrische Stabilisierung des Energiekabels, d. h. es bil
det eine zentrale Armierung für das Energiekabel.
Gemäß Anspruch 5 wird ein vom LWL-Element nicht ausgefüllter Blindraum oder
auch der gesamte unbesetzte Blindraum mit einer geeigneten, einen Füllmantel
bildenden Füllmasse ausgefüllt. Diese Füllmasse ist z. B. durch eine Kunststoff
mischung gebildet. Diese Mischung wird extrudiert und füllt die durch LWL-
Elemente unbesetzte Blindräume aus.
Die Ansprüche 6 bis 8 betreffen bevorzugte Ausführungsformen des LWL-
Elements.
Gemäß Anspruch 7 kann mit dem erfindungsgemäßen Energiekabel nicht nur ei
ne Übertragung von Meß- und Steuerdaten, sondern auch eine Bildabtastung und
Bildübertragung erfolgen.
Nach Anspruch 8 sind die einzelnen LWL-Fasern oder ein Faserbündel mittels
einer Schutzhülle, z. B. einem Kunststoffrohr ummantelt und dadurch gegen me
chanische Beschädigungen während oder nach der Herstellung des Energieka
bels gut geschützt.
Das gemäß Anspruch 9 vorgeschlagene LWL-Kabel enthält eine Schutzhülle und
eine Zugentlastung und weist dadurch eine verbesserte mechanische Eigenstabili
tät auf. Auf diese Weise armiert und stabilisiert das LWL-Element das Energieka
bel zusätzlich.
Anspruch 10 berücksichtigt die einfache Herstellung der verschiedenen Adern für
das Energiekabel.
Anspruch 11 schlägt ein konstruktiv und montagetechnisch einfach aufgebautes
Energiekabel mit vier Adern vor. Diese vier Adern ergänzen sich zu einem Ring
und stabilisieren in aneinandergereihter Stellung gegenseitig ihre Soll-Lage. Die
ser Aufbau des Energiekabels ist besonders für Drehstromsysteme mit drei Au
ßenleitern (Phasenleiter) und einem Schutzleiter geeignet.
Die Ansprüche 12 und 13 berücksichtigen die entsprechenden VDE-Vorschriften
bzw. Sicherheitsvorschriften beim Aufbau des Energiekabels und der Adern.
Der Erfindungsgegenstand wird anhand der in den Figuren dargestellten Aus
führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt des erfindungsgemäßen Energieka
bels mit vier Adern, die sich zu einem Ringsegment ergänzen,
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt des erfindungsgemäßen Energieka
bels in einer zweiten Ausführungsform mit vier Adern, die sich zu einem
Ring ergänzen.
Das in Fig. 1 und in Fig. 2 dargestellte mehradrige Niederspannungs-Energiekabel
1 (nachfolgend kurz: Energiekabel 1) dient der Versorgung technischer Anlagen
oder von Haushaltungen mit elektrischer Energie und mit Nachrichten bzw. Daten.
Das Energiekabel 1 ist mittels eines Außenmantels 2 nach außen geschützt. So
wohl in der Ausführungsform gemäß Fig. 1 als auch gemäß Fig. 2 enthält des
Energiekabel 1 vier stromführende Adern 3. Zwischen dem Außenmantel 2 und
den Adern 3 befinden sich Blindräume 4, 5, 6.
Die Adern 3 weisen jeweils einen kreissektorförmigen Leitungsquerschnitt mit
einem Sektorwinkel α auf. Jede Ader 3 ist von einem im Querschnitt ebenfalls
kreissektorförmigen Isoliermantel 8 umgeben. In Umfangsrichtung des Energieka
bels 1 sind die Adern 3 nach Art eines Ringes aneinandergereiht und ergänzen
sich zu einem Ringsegment (Fig. 1) bzw. zu einem Ring (Fig. 2). Erfindungsgemäß
ist in einen oder mehrere Blindräume 4, 5, 6 mindestens ein zusätzliches LWL-
Element 9, 10 eingebettet.
In Fig. 1 weisen die vier identischen Adern 3 jeweils einen Sektorwinkel α von et
wa 60° auf und ergänzen sich dadurch, wie bereits gesagt zu einem Ringseg
ment. Das in Kabelumfangsrichtung des Energiekabels 1 verbleibende Ringseg
ment bildet den Blindraum 6, in den das LWL-Element 9 eingebettet ist. Der
Blindraum 6 ist so groß, daß er auch problemlos zur Einbettung eines ganzen
Lichtwellenleiter-Bündels oder mehrerer solcher Bündel geeignet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes nimmt ein radial
außenliegender Außenzwickel 4 das LWL-Element 10 auf. Dieser Blindraum des
Energiekabels 1 ist zwischen zwei benachbarten Adern 3 bzw. deren Isoliermänteln
8 gebildet (Fig. 1, 2). In einer weiteren Ausführungsform ist das LWL-Element
10 in den zentralen Innenzwickel 5 des Energiekabels 1 eingebettet. Dieser
Blindraum ist ebenfalls zwischen den Adern 3 bzw. deren Isoliermänteln 8 gebil
det.
Diejenigen Blindräume 4, 6, die nicht durch ein LWL-Element 9, 10 besetzt sind,
werden mit einer einen Füllmantel 11 bildenden Füllmasse z. B. durch Extrusion
ausgefüllt (Fig. 2). Selbstverständlich kann auch bei dem in Fig. 1 lediglich sche
matisch dargestellten Kabel-Querschnitt zwischen dem Außenmantel 2 und den
Isoliermänteln 8 ein Radialspalt vorgesehen sein, der mit der Füllmasse ausgefüllt
ist.
Bei den LWL-Elementen 9, 10 kann es sich sowohl um einzelne LWL-Fasern als
auch um ein Bündel bzw. Band als auch um ein LWL-Kabel handeln. Je nach dem
Gesamtquerschnitt des LWL-Elementes 9, 10 sind entweder die verhältnismäßig
kleinen Außenzwickel 4 bzw. Innenzwickel 5 oder der verhältnismäßig große
Blindraum 6 zur Einbettung der LWL-Elemente 9, 10 geeignet.
In Fig. 1 weisen die vier Adern 3 - ebenso wie in Fig. 2 - eine identische Quer
schnittsform auf. Während der Sektorwinkel α der Adern 3 in Fig. 1 etwa 60° be
trägt, beträgt er bei den Adern 3 gemäß Fig. 2 jedoch 90°. Andere Sektorwinkel α
sind ebenfalls denkbar.
Üblicherweise sind die Adern 3 miteinander verseilt. Hierbei werden auch das in
den Blindraum 6 eingebettete LWL-Element 9 (Fig. 1) bzw. die in den Außenzwic
keln 4 eingebetteten LWL-Elemente 10 verseilt. Je nach Anforderungen an das
Energiekabel 1 bestehen die Adern 3 entweder aus einem Massivleiter oder aus
miteinander verseilten Leitungsdrähten.
Bezugszeichenliste
1 Energiekabel
2 Außenmantel
3 Ader
4 Außenzwickel
5 Innenzwickel
6 Blindraum
8 Isoliermantel
9 LWL-Element
10 LWL-Element
11 Füllmantel
2 Außenmantel
3 Ader
4 Außenzwickel
5 Innenzwickel
6 Blindraum
8 Isoliermantel
9 LWL-Element
10 LWL-Element
11 Füllmantel
Claims (14)
1. Mehradriges Niederspannungs-Energiekabel (1) zur Versorgung technischer
Anlagen und/oder Maschinen
- - mit einem das Energiekabel (1) schützenden Außenmantel (2),
- - mit stromführenden Adern (3) im Außenmantel (2) und
- - mit einem Blindraum (4, 5, 6) zwischen den Adern (3), wobei die einzelnen Adern (3)
- - jeweils einen kreissektorförmigen Leitungsquerschnitt aufweisen,
- - jeweils von einem Isoliermantel (8) umgeben sind und
- - in Umfangsrichtung des Energiekabels (1) nach Art eines Ringes aneinan dergereiht sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß in den Blindraum (4, 5, 6) mindestens ein zusätzliches LWL(Lichtwellen leiter)-Element (9, 10) eingebettet ist.
daß in den Blindraum (4, 5, 6) mindestens ein zusätzliches LWL(Lichtwellen leiter)-Element (9, 10) eingebettet ist.
2. Energiekabel nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß sich die Adern (3) zu einem Ringsegment ergänzen und
- - daß das LWL-Element (9) in den in Kabelumfangsrichtung verbleibenden Blindraum (6) eingebettet ist.
3. Energiekabel nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das LWL-Element (10) in einen von einem radial außenliegenden Au
ßenzwickel (4) zwischen zwei benachbarten Adern (3) gebildeten Blindraum
eingebettet ist.
4. Energiekabel nach einem der Ansprüche 1-3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das LWL-Element (10) in einen von einem zentralen Innenzwickel (5) zwi
schen den Adern (3) gebildeten Blindraum eingebettet ist.
5. Energiekabel nach einem der Ansprüche 1-4,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein durch das LWL-Element (9, 10) unbesetzter Blindraum (4, 6) mit einer
einen Füllmantel (11) bildenden Füllmasse ausgefüllt ist.
6. Energiekabel nach einem der Ansprüche 1-5,
gekennzeichnet durch
eine einzelne LWL-Faser als LWL-Element (9, 10).
7. Energiekabel nach einem der Ansprüche 1-5,
gekennzeichnet durch
mehrere, zu einem Bündel oder einem Band zusammengefaßte LWL-Fasern
als LWL-Element (9, 10).
8. Energiekabel nach Anspruch 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß das LWL-Element (9, 10) eine Schutzhülle für die mindestens eine LWL-
Faser enthält.
9. Energiekabel nach einem der Ansprüche 1-8,
dadurch gekennzeichnet,
daß das LWL-Element (9, 10) ein LWL-Kabel ist.
10. Energiekabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Adern (3) eine identische Querschnittsform aufweisen.
11. Energiekabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Energiekabel (1) vier Adern (3) enthält, deren Sektorwinkel (α) jeweils
90° beträgt.
12. Energiekabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Adern (3) miteinander verseilt sind.
13. Energiekabel nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ader (3) aus miteinander verseilten Leitungsdrähten besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19544898A DE19544898A1 (de) | 1994-12-01 | 1995-12-01 | Niederspannungs-Energiekabel mit LWL-Element |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9419259 | 1994-12-01 | ||
DE19544898A DE19544898A1 (de) | 1994-12-01 | 1995-12-01 | Niederspannungs-Energiekabel mit LWL-Element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19544898A1 true DE19544898A1 (de) | 1996-07-11 |
Family
ID=6916849
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19544898A Withdrawn DE19544898A1 (de) | 1994-12-01 | 1995-12-01 | Niederspannungs-Energiekabel mit LWL-Element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19544898A1 (de) |
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WO2018166543A1 (en) | 2017-03-17 | 2018-09-20 | PRAKAB PRAŽSKÁ KABELOVNA, s.r.o. | Hybrid cable with a tube for receiving optical fiber or cable |
-
1995
- 1995-12-01 DE DE19544898A patent/DE19544898A1/de not_active Withdrawn
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