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Die
Erfindung betrifft eine Niederführung
für ein
einen Kabelmantel und mindestens einen Lichtwellenleiter aufweisendes
optisches Kabel, welches im Bereich einer Hochspannungs-Freileitung verlegt ist,
wobei das Kabel im Bereich der Niederführung durch einen Isolator
hindurchgeführt
ist
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Optische
Kabel, die an Leiterseilen (Phasenseilen) von Hochspannungs-Freileitungen
angelascht oder in diesen integriert sind müssen in Anschlußbereichen
auf Erdpotential heruntergeführt werden.
Es ist bekannt (
EP
0 303 740 A1 ) derartige optische Kabel durch das Innere
von Isolatoren hindurchzuführen.
Wenn jedoch ein derartiges Kabel durch irgendwelche Einwirkungen
eine Schädigung im
Bereich seines Kabelmantels erfährt,
dann besteht die Gefahr, daß Wasser
in das Innere des Kabels eindringt und es zu einer Potential-Überbrückung und
gegebenenfalls zu einer Gefährdung
von Menschen oder einer Zerstörung
des optischen Kabels kommt.
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Die
Druckschrift Haag, Helmut G.: "Lichtwellenleiter-Phasenseilluftkabel", in: etz Bd. 108,
Heft 5, S. 170 bis 176 (1987) zeigt eine Niederführung für ein optisches Kabel, welches
im Bereich einer Hochspannungsfreileitung verlegt ist und im Bereich
der Niederführung
mit freiliegenden optischen Fasern geführt wird. Auch die
DE 39 42 245 A1 zeigt
einen Lichtwellenleiterendverschluss.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, wie
in einfacher Weise derartigen Schwierigkeiten begegnet und eine
sichere Potentialtrennung gewährleistet
werden kann.
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Gemäß der Erfindung
wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. In einer
Niederführung
der eingangs genannten Art ist der Kabelmantel in Endbereichen des
Isolators fixiert und in einem dazwischen liegenden Teilbereich abgesetzt.
In diesem so gebildeten Absetzbereich ist nur der ununterbrochene
Lichtwellenleiter ggf. mit einer ihn umgebenden Hülle weitergeführt.
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Die
einzige Überbrückung im
Bereich des Isolators besteht somit bei der Erfindung in dem oder den
Lichtwellenleitern, die aufgrund ihres Aufbaus eine ausreichend
hohe Isolationsfestigkeit aufweisen. Dagegen wird z. B. eindringendes
Wasser im Bereich des Kabelmantels nicht über den Isolator hinweggeführt, weil
der Kabelmantel hier aufgetrennt ist und somit eine Weiterleitung
der Feuchtigkeit nicht erfolgen kann. Im Falle einer den Lichtwellenleiter umgebenden
Hülle (z.
B. Hohlader- oder Bündeladerhülle) ist
diese wegen ihres geringen Durchmessers und der geschützten Lage
in der Kabelseele kaum für
die Weiterleitung von Feuchtigkeit geeignet. Das Innere derartiger
Hüllen
ist meist auch mit einer wasserabweisenden pastösen Masse (Aderfüllmasse)
gefüllt.
Es ist deshalb im allgemeinen nicht notwendig, diese Hülle abzusetzen,
um die Weiterleitung von Feuchtigkeit zu verhindern.
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Weiterbildungen
der Erfindung sind in Unteransprüchen
wiedergegeben.
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Die
Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von
Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 die
Anordnung einer Niederführung
im Bereich eines Hochspannungsseiles,
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2 einen
Querschnitt durch ein optisches Kabel für eine derartige Niederführung und
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3 einen
Teilausschnitt eines optischen Kabels in vergrößerter Darstellung mit einem
Absetzbereich gemäß der Erfindung.
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In 1 ist
ein Phasenseil PH einer Hochspannungs-Freileitung dargestellt, an
welches ein optisches Kabel OC mittels eines Laschbandes LB1 angelascht
ist. Es ist auch möglich,
daß das
optische Kabel z. B. in das Innere des Phasenseiles integriert ist,
wobei die Herausführung über eine
entsprechend Klemmmuffe oder dergleichen erfolgt, um so eine Niederführung wie
im unteren Teil der 1 gezeigt zu ermöglichen.
Das optische Kabel OC wird einem Isolator IS zugeführt, wobei
die Eintritts- und/oder Austrittsstelle des optischen Kabels OC
durch entsprechende Dichtungselemente SL1 und SL2, vorzugsweise
in Form von Schrumpfhülsen,
zusätzlich gegen
Feuchtigkeit abgedichtet sein können.
Das optische Kabel OC gelangt dann zu einer auf Erdpotential liegenden
Anschlußeinrichtung
AE, die hier nur schematisch angedeutet ist und in der beispielsweise Verzweigungen
oder dergleichen untergebracht sein können.
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2 zeigt
eine mögliche
Ausführungsform eines
volldielektrischen optischen Kabels OC im Querschnitt, wobei dieses
Kabel zwei rohrförmige, aus
extrudiertem, isolierendem Kunststoffmaterial bestehende Mantelbereiche
CS1 und CS2 aufweist, die konzentrisch zueinander verlaufen. Zur
Aufnahme entsprechender Zugbeanspruchungen können z. B. in einer Zwischenschicht
ein- oder mehrlagig zugfeste, isolierende Elemente TL, z. B. inform
von Aramid- oder Glasfäden
oder dergleichen vorgesehen sein. Im Inneren der inneren Schutzhülle CS2
ist mindestens ein Lichtwellenleiter LW vorgesehen, der gegebenenfalls
in eine weiche pastöse
Füllmasse
eingebettet sein kann (hier nicht dargestellt).
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Wenn
es zu einer Beschädigung
z. B. des äußeren Mantels
CS1 kommt, dann kann sich im Inneren, vorzugsweise längs der
zugfesten Elemente TL Wasser ausbreiten, was zu einer Potentialüberbrückung und
gegebenenfalls zu einem Überschlag und
auch einer Zerstörung
des optischen Kabels führen
kann. Dies gilt auch dann, wenn z. B. keine zugfesten Elemente TL
vorhanden sind, d. h. das Kabel im wesentlichen nur einen ein- oder mehrschichtigen Kabelmantel
aufweist (beispielsweise nur eine Mantelhülle wie CS1), weil es dann
im Inneren dieser Mantelhülle
CS1 ebenfalls zu einer Wasserausbreitung kommen kann.
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In 3 ist
dargestellt, wie derartigen Schwierigkeiten in einfacher Weise begegnet
werden kann. In diesem Beispiel ist das optische Kabel OC zusätzlich mit
einem äußeren, selbständigen Tragelement
TE aus nicht leitendem Material versehen, welches über ein
Laschband LB2 mechanisch mit dem optischen Kabel OC verbunden ist.
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Um
eine Weiterleitung des Wassers im Inneren zu verhindern, wird das
optische Kabel OC im Bereich eines Isolators ISE mit Ausnahme des
oder der in ihm enthaltenen Lichtwellenleiter LW aufgetrennt, wobei
diese im Absetzbereich TB, in dem nur der oder die Lichtwellenleiter
LW vorhanden sind ausreichend lang gewählt wird, vorzugsweise ca.
1/4 bis 3/4, vorzugsweise um 2/3 der Länge des Isolators ISE. Dadurch
ist unter allen Umständen
eine sichere Potentialtrennung des oberen Kabelteils OC1 gegenüber dem
unteren Kabelteil OC2 gewährleistet.
Der oder die Lichtwellenleiter LW selbst bestehen aus Glas und sind
daher ohnehin gute Isolatoren, während
ihre Umhüllung
(Coating) aus Kunststoffmaterialien insbesondere Acrylaten besteht,
die ebenfalls hochisolierend sind. Der oder die Lichtwellenleiter LW
sind somit nicht geeignet, Wasser, das im oberen Teil OC1 des Kabels
eingedrungen ist, weiterzuleiten. Sie können im Übergangsbereich TB auch eine Spleißstelle
aufweisen, z. B. inform einer Spleißhülse oder einer Schweißverbindung.
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Die
Lichtwellenleiter können,
wie in 2 dargestellt, auch in einer gemeinsamen Hülle CS2, die
vorzugsweise mit einer hochisolierenden Füllmasse gefüllt ist, untergebracht sein
(Hüllenwerkstoff vorzugsweise
PC/PBT). Es ist in diesem Falle auch möglich, das optische Kabel OC
nicht vollständig
zu unterbrechen, sondern nur die im wesentlichen äußeren Mantelteile
CS1 sowie TL nach 2 abzusetzen und die sehr dünne, im
wesentlichen nur die Lichtwellenleiter und ggf. eine Füllmasse
enthaltene Innenhülle
CS2 weiterzuführen.
Entsprechend den strichpunktierten Linien der Darstellung nach 3 werden
somit nicht auch noch die Endbereiche der inneren Schutzhülle CS21
und CS22 abgesetzt, sondern wie dargestellt weiterhin durchverbunden
belassen. Dies hat außerdem
den Vorteil, daß die
Lichtwellenleiter LW mechanisch weniger beansprucht werden (z. B.
durch die Vergußmasse
VM) und vereinfacht auch den Montagevorgang. Im Inneren der ohnehin
sehr kleinen innersten Schutzhülle
CS2 nach 2 breitet sich ohnehin kaum
ein Wasser aus, weil zum einen die dort üblicher Weise vorhandene Füllmasse
dem entgegensteht und zum anderen eine etwaige Schädigung,
die auch noch die innere Schutzhülle
CS2 erfaßt
im allgemeinen ohnehin zu einem Ausfall des optischen Kabels OC
führt.
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Da
die übrigen
Elemente des optischen Kabels OC (d. h. mit Ausnahme des oder der
Lichtwellenleiter LW bzw. der gemeinsamen Hülle CS2) entfernt sind, können sie
zu keiner Überbrückung führen. Abgesetzt
werden also im wesentlichen der ein- oder mehrschichtige Kabelmantel sowie
etwaige zugfeste Elemente TL die in den Mantelbereich eingebracht
oder eingelagert sind. Ebenso wird mit einem etwaigen äußeren Zug-
oder Tragelement TE verfahren, d. h. auch dieses wird vorteilhaft
im Bereich des Isolators ISE unterbrochen, besonders dann wenn es
ein flexibles Seil ist. Es kann aber auch ein GF-Stützelement,
aus demselben Material wie der ISE sein; dann ist es mit das ISE
mit einem vorzugsweise verwendeten Epoxyharz verklebt.
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Die
jeweiligen zugfesten Elemente TL1 und TL2 der beiden Kabelteile
OC1 und OC2 und die Endbereiche des Tragelementes TE, welche mit
TE1 und TE2 bezeichnet sind, werden zweckmäßig aufgefiedert oder aufgefasert,
wobei diese aufgesplitteten Enden eine innige Verbindung mit einer
Füllmasse
FM ergeben, welche in das Innere des Isolators ISE eingebracht wird.
Der Isolator ISE weist ein Rohr RO auf, das zweckmäßig aus
einem Glas-Epoximaterial besteht, dessen Bohrung BO mit der flüssigen Vergußmasse VM
vergossen wird. Diese Vergußmasse
VM sollte sehr gute Isolationseigenschaften haben, wobei insbesondere
Silikonharze bei fehlender gemeinsamer Aderhülle CS2 als Vergußmaterial geeignet
sind. Bei vorhandener gemeinsamer Hülle werden insbesondere harte
PUR-Vergußmassen verwendet.
Zugfeste Elemente, wie das Tragelement TE und/oder das optische
Kabel OC können
im Bereich des Isolatoreinsatzes ISE mittels einer Abfangung AB1
bzw. AB2 mechanisch fest an dem Isolatorrohr RO gehalten werden,
wobei dieses Rohr zugleich auch die Zugspannungs-Überbrückung für die Teilkabelbereiche
OC1 und OC2 herstellt. Die Vergußmasse VM kann an ihrem oberen
und unteren Ende zusätzlich
mit einer weiteren Masse, insbesondere in Form einer Knetmasse,
verschlossen werden, wobei die Dichtungskappen SL1 und SL2 nach dem
Abschluß dieser
Arbeiten auf das Isolierrohr ISE aufgebracht werden.
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Die
Ausgestaltung des Isolators IS inform von Kappen- oder Schirmisolatoren
(z. B. mit 3 Schirmen wie in 1) kann
so vorgenommen werden, daß eine
eigene Gießform
um den als Einsatz dienenden Isolator ISE herum angeordnet wird,
welche die Formgebung des Kappenisolators IS bewirkt. In diesem
Zustand wird dann der rohrförmige
Isoliereinsatz ISE außen
mit einem die einzelnen Isolierkappen ergebenden flüssigen Gießharz (zweckmäßig ein
kriechstromfestes Silikonharz, vorzugsweise "Powersil 600" der Firma Wacker Chemie), ausgegossen und
nach dem Aushärten
aus der Form entnommen. Das Isolierrohr ISE sollte innen mit einer
entsprechenden Grundierung versehen werden, mit der eine sehr gute
Haftung der Vergußmasse,
insbesondere des Silikons, an ihm erreicht wird.
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Das
Isolierrohr ISE entsprechend 3 kann auch
in das Innere eines Schirmisolators IS nach 1 eingeschoben
und dann mit diesem vergossen, nachdem die in 3 dargestellten
Absetz- und Durchverbindungsarbeiten abgeschlossen sind und die
Bohrung BO vergossen worden ist. Der Isolator IS weist in diesem
Falle eine durchgehende Öffnung
auf, in welche das Isolierrohr ISE eingesetzt oder eingeschoben
werden kann, worauf der Spalt mit hochisolierender Vergußmasse verschlossen wird.
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Die
Länge Bereiches,
in dem Schirmisolatoren auf dem Rohr RO angebracht sind, entspricht etwa
dem mit SB bezeichneten Teil. Die Abfangungen AB1 und AB2 liegen
also außerhalb
der Schirmisolatoren, weil sie die für die Montage zugänglich sein
müssen. Über die über die
Schirmisolatoren hinausstehenden Endteile des Rohres RO wird oben und
unten jeweils dann die in 1 mit SL1
und SL2 bezeichnete Abdichtung z. B. inform einer Schrumpfmuffe
aufgebracht.
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Anstelle
eines kabelförmigen
Tragelements TE kann auch ein flexibler Stab vorgesehen sein, der einerseits
(vgl. 1) mit seinem oberen Ende bis in den Anlaschbereich
des optischen Kabels OC geführt
wird und dort mit dem Phasenseil PH mechanisch fest verbunden ist.
Dann läuft
das optische Kable OC gemeinsam mit dem flexiblen Stab ST nach unten,
wobei dieser Stab an seinem anderen Ende (Stablängen zwischen 2 und 4 Meter)
an einem mit dem Boden verbundenen, auf Erdpotential liegenden Teil
z. B. einem Mast, einem Schaltgehäuse oder dergleichen mechanisch
gehalten wird. Auf diese Weise überbrückt der
bogenförmig
verlaufende Stab analog zum Tragelement TE den Bereich zwischen
dem Phasenseil PH und einer mechanischen, auf Erdpotential liegenden
Verankerung und hält
dabei das Rohr RO samt den daran angebrachten Schirmisolatoren entsprechend
fest. Unzulässig
große
mechanische Beanspruchungen des optischen Kabels OC sind auf diese
Weise vermieden. Es ist auch möglich,
das optische Kabel OC nicht vollständig zu unterbrechen, sondern
nur die im wesentlichen äußeren Mantelteile
CS1 sowie TL nach 2 abzusetzen und die sehr dünne, im
wesentlichen nur die Lichtwellenleiter und eine Füllmasse
enthaltene Innenhülle
CS2 weiterzuführen.