DE19957405A1 - Anordnung von Lichtwellenleiterelementen und Spleißgehäuse für Lichtwellenleiterelemente - Google Patents

Abstract

Es wird eine Anordnung von Lichtwellenleiterelementen und ein Spleißgehäuse für Lichtwellenleiterelemente 30 vorgestellt, die in einem Energiekabel 8 geführt sind. Das LWL-Spleißgehäuse 10 umfaßt das Energiekabel 8 etwa auf zwei Viertel seines Umfangs. Das LWL-Spleißgehäuse 10 ist auf dem Energiekabel 8 derart befestigt, daß an mindestens einer Stirnseite 120 des LWL-Spleißgehäuses 10 ein das Energiekabel 8 umfassender Halbring 20, 21 vorhanden ist, mit dem das LWL-Spleißgehäuse 10 lösbar befestigt ist. Die Lichtwellenleiterelemente 30 werden aus dem Energiekabel 8 entnommen und mit einem 180 DEG -Bogen druckdicht in das LWL-Spleißgehäuse 10 eingeführt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung von Lichtwellenleiterelementen und ein Spleißge­ häuse für Lichtwellenleiterelemente für Hochspannungskabel, insbesondere Seekabel, mit vorzugsweise im Außenbereich mitgeführten Lichtwellenleitern.

Es sind Verbindungsmuffen für kunststoffisolierte Hoch- und Mittelspannungskabel mit im Kabelschirm integrierten Lichtwellenleitern bekannt (DE 40 12 183 A1; DE 39 05 090 A1), die in ihrem Aufbau ein separates Spleißgehäuse zur Aufnahme von Spleißen und Über­ längen der LWL aufweisen, das in Abhängigkeit von der Zahl der im Kabelschirm integrier­ ten LWL schlauch- oder schachtelförmig ausgebildet und parallel zum Muffenrohr und im Bereich zwischen diesem und einem die gesamte Muffe einschließenden Schrumpf­ schlauch angeordnet ist.

Typisch für solche Anordnungen ist, daß die LWL-Elemente direkt an den Stirnseiten des Spleißgehäuses eingeführt werden. Die Stirnseiten liegen senkrecht zur Achse des Hoch­ spannungskabels, so daß die LWL-Elemente im Übergang vom Kabel zum Spleißgehäuse ihre gestreckte Lage beibehalten.

Bei fest verlegten Hochspannungskabeln stellen außerhalb des Spleißgehäuses liegende LWL-Elemente kein Problem dar, weil nach der Verlegung keine Biegungen mehr auftreten. Bei anderen Hochspannungskabeln, insbesondere Seekabeln, wird der Spleiß meistens vor dem Verlegevorgang hergestellt. Während der Verlegung wird das Hochspannungskabel über mindestens eine Verlegerolle geführt und dabei gebogen. Sollte am Hochspannungs­ kabel ein Spleiß mit Spleißgehäuse vorhanden sein, muß das Spleißgehäuse die Biegun­ gen problemlos mitmachen, es darf die Biegbarkeit des Hochspannungskabels nicht min­ dern und muß dennoch weiterhin vollen Schutz für die LWL-Elemente bei der Beanspru­ chung liefern.

Allerdings würden bei Biegung des Hochspannungskabels die LWL-Elemente bei gerader Einführung in die Stirnseite des Spleißgehäuses gestaucht oder gestreckt werden, da es an einer Ausgleichslänge fehlt, die bei Biegungen Kräfte auf die LWL-Elemente aufnehmen können. Wenn man den LWL-Elementen Ausgleichslängen zuordnen wollte, müßten diese mit in das Spleißgehäuse genommen werden, wodurch sich die Baulänge erhöht und unhandliche Gehäusegrößen entstehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung von Lichtwellenleiterelementen und ein Spleißgehäuse für Lichtwellenleiterelemente vorzuschlagen, welches die Anforderung eines optimalen Schutzes der LWL-Elemente auch bei Biegebeanspruchung des Hochspan­ nungskabels, insbesondere von Seekabeln erfüllt.

Die Lösung wird in den Merkmalen der nebengeordneten Ansprüche wiedergegeben. Wei­ tergehende Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen zu finden.

Die Erfindung geht davon aus, daß sich LWL-Elemente vorzugsweise, jedoch nicht aus­ schließlich im Außenbereich (Kabelschirm, Armierung, Außenzwickel) des Hochspannungs­ kabels befinden. Als LWL-Elemente werden beispielsweise ein oder mehrere Edelstahlröhr­ chen betrachtet, in denen eine oder mehrere LWL-Fasern geführt sind. Die LWL-Elemente werden aus ihrer Lage im Energiekabel mit einem 180°-Bogen vorzugsweise druckdicht in das LWL-Spleißgehäuse eingeführt.

Bei dem im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiel für ein Hochspannungskabel mit ca. 70 mm Außendurchmesser befinden sich die LWL-Elemente im Armierungsbereich. Das einzige Edelstahlröhrchen mit LWL-Fasern ist mit einem Kunststoff-Kabelmantel (aus PE) auf etwa den Durchmesser eines der Armierungsdrähte aufgedickt und ersetzt einen oder mehrere Armierungsdrähte. Für einen LWL-Spleiß müssen die LWL-Fasern jeweils eine Mehrlänge von ca. einem Meter aufweisen. Ist ein Werksspleiß erforderlich, kann die Mehr­ länge in der Armierungsmaschine zur Verfügung gestellt werden. Bei einem LWL-Spleiß in unmittelbarer Nähe eines Energiekabelspleißes kann ebenfalls die erforderliche Mehrlänge zur Verfügung gestellt, werden. Bei Reparaturen müssen die LWL-Elemente in den Ener­ giekabelaufbau eingefügt und über zwei LWL-Spleißgehäuse mit einander verbunden wer­ den.

Bei dem erfindungsgemäßen Spleißgehäuse wird Baulänge dadurch eingespart, daß die LWL-Elemente in einem Bereich außerhalb des Spleißgehäuses aus ihrer Position im Kabel herausgeführt, dort um ca. 180° mit großem Radius umgelenkt werden und von unten in das Spleißgehäuse geleitet werden. Diese Anordnung der LWL-Elemente verhindert Stau­ chungen und Dehnungen der Elemente bei Biegebeanspruchungen. Diese Art der LWL- Anordnung verlängert das LWL-Spleißgehäuse nicht.

Das Spleißgehäuse wird auf dem Kabel fixiert und mit zwei als Schellen arbeitenden Halb­ ringen an den Enden auf das Kabel gepreßt. Zur Erhöhung der Sicherheit gegen Zugbean­ spruchung besteht die Möglichkeit, zwei der Armierungsdrähte (möglichst nicht diejenigen in direkter Nachbarschaft zu LWL-Elementen) zu schneiden, hochzubiegen und an den inne­ ren Stirnseiten der Halbringe mit Bügeln festzuschrauben. Diese zusätzliche Arretierung bietet sowohl in Längsrichtung als auch in Drehrichtung eine wirksame zugfeste Befesti­ gung. Da die gesamte Anzahl der Armierungsdrähte in der Regel nicht für die bei der Verle­ gung auftretenden Kräfte eines Energiekabels benötigt wird, ist das Durchtrennen von zwei Drähten unproblematisch.

Das Edelstahlröhrchen wird durch die Stopfbuchse bis in den Grund der Nuten in die Sei­ tenräume eingeführt und dort abgelängt. Von diesem Punkt an verlaufen die LWL-Fasern ohne Schutz. Die LWL-Fasern werden in üblicher Technik gespleißt und mit einem Spleiß­ schutz versehen. Der Spleißschutz kann in einen eingeklebten Spleißhalter geklemmt, selbst festgeklebt oder im Nutgrund abgefegt werden.

Die Spleißkammer im Spleißgehäuse besteht aus einem flachen Raum in Längsrichtung des Spleißgehäuses und zwei längs angeordneten tiefen Nuten (Seitenräume). In der Spleißkammer können die LWL-Fasern diagonal eingeführt und verlegt werden. Dies gibt den Vorteil, die Richtung der LWL-Fasern zum Spleißen zu drehen, so daß mehr Rangier­ möglichkeit entsteht. Die Größe der Spleißkammer ist damit so groß, daß der minimale Bie­ gedurchmesser von LWL-Fasern von ca. 60 mm nicht unterschritten werden. Die Tiefe der Seitenräume und die Breite des flachen Teils der Spleißkammer schafft eine sehr gute Platzausnutzung.

Die Einführungen der LWL-Elemente bestehen aus einer metallischen Abdichtung zum Edelstahlröhrchen und aus einer Stopfbuchsabdichtung. Im Fall einer besonderen Verstär­ kung der LWL-Elemente mit einem PE-Mantel dichtet die Stopfbuchse gegen den PE-Man­ tel.

Der Deckel des Spleißgehäuses wird druckdicht verschlossen. Vorzugsweise ist hierzu Schweißtechnik vorgesehen. Für die Schweißtechnik und wegen der gewünschten Korrosi­ onsbeständigkeit wird hochwertiges Material (vorzugsweise Edelstahl) eingesetzt. Alternativ kann der Deckel verschraubt und mit einem O-Ring gedichtet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird in den Figuren dargestellt. Sie zeigen im Einzel­ nen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Spleißgehäuses und

Fig. 2 einen Schnitt durch Kabel und Spleißgehäuse.

Das LWL-Spleißgehäuse 10 umfaßt den Umfang des Energiekabels 8 (oben) zu zwei Vier­ tel. In Bereichen der unteren beiden Viertel des Energiekabels werden die LWL-Elemente aus dem Energiekabel zur Einführung in das Spleißgehäuse entnommen. Das Kabel ist im Außenbereich mit Armierungsdrähten 6 (6' in Fig. 2) verstärkt. Das LWL-Spleißgehäuse 10 ist auf dem Energiekabel lösbar befestigt, wobei an beiden Stirnseiten 120 des LWL- Spleißgehäuses 10 ein das Energiekabel umfassender Halbring 20, 21 verwendet wird. Die Halbringe 20, 21 werden mit Schrauben 22 am Spleißgehäuse angeschraubt.

Die Spleißkammer 13 im Spleißgehäuse besteht aus einem flachen Raum in Längsrichtung und zwei längsseits hierzu angeordneten tiefen Nuten oder Seitenräumen 12 etwa gleicher Länge. Die Außenkanten des Spleißgehäuses sind überall wo möglich trichterförmig aufge­ weitet und mit Radien versehen, um das Biegen der LWL-Elemente nicht zu behindern und um Beschädigungen auf den äußeren Aufbauelementen des Hochspannungskabels zu verhindern. Die Rundungen ermöglichen außen das glatte Aufbringen eines Schutzes z. B. in Form eines Schrumpfschlauches oder einer Schrumpfmanschette und erleichtern die Bewegungsabläufe beim Verlegen.

An beiden unteren Längsseiten des LWL-Spleißgehäuses ist eine Stopfbuchse 150 zur druckdichten Einführung der LWL-Elemente 30 vorhanden. Die Stopfbuchse ist einge­ schraubt und mit einer O-Ringdichtung gegen die Oberfläche des LWL-Elements druckdicht 30 ausgebildet. Die Einführbohrungen 141 in das Spleißgehäuse verlaufen mit relativ fla­ chem Winkel gegen die Achse von Kabel oder Spleißgehäuse. In Fig. 2 ist mit Bezugszei­ chen 32 ein LWL-Spleiß mit Spleißschutz angedeutet.

Das Edelstahlröhrchen 30 wird von außen durch die Stopfbuchse 150 bis in den Grund der Seitenräume 12, 12' eingeführt (141 sh. Fig. 2) und dort abgelängt. Von diesem Punkt an verlaufen die LWL-Fasern 33 ohne Schutz. Die LWL-Fasern 33 werden in üblicher Technik gespleißt und mit einem Spleißschutz 32 versehen. Der Spleißschutz kann in einen einge­ klebten Spleißhalter geklemmt, selbst festgeklebt oder im Grund einer der Seitenräume abgelegt werden.

Das LWL-Spleißgehäuse 10 wird mit dem Deckel 101 verschlossen. Am Deckei und zuge­ ordnet am Rand der Deckelöffnung sind umlaufende Profile 102, 103 angeordnet, an denen eine Schweißnaht angelegt werden kann.

Für den Einsatz unter Wasser wird das LWL-Spleißgehäuse 10 und seine Teile aus Edel­ stahl hergestellt.

Ein Armierungsdraht 6 ist an jeder Stirnseite 120 des LWL-Spleißgehäuses 10 herausge­ bogen und mit einer Schraubklemme 24 am Halbring 20, 21 zugfest verklemmt. Aus der Figuren ist ersichtlichen, daß ein Armierungsdraht 6' an den Halbringen mit Bügeln und Schrauben (24) befestigt ist.

Der Raum zwischen den Halbringen 20, 21 kann mit einer Abdeckung 210 (als Blech in Form eines Halbzylinders) geschlossen werden. In den Halbringen sind Nuten 27 vorgese­ hen, wo die Abdeckung 210 verklebt oder verschraubt werden kann. Der Raum unter der Abdeckung 210 ist ansonsten unabgedichtet.

Vorzugsweise wird die Spleißkammer 12, 13 mit einem Gel ausgefüllt. Zur besseren Hand­ habung kann daher am Spleißgehäuse eine Füll-Bohrung 160 mit Verschluß vorgesehen sein. Die Spleißkammer kann mit leichtem Gas-Überdruck gefüllt werden. Eine Dichtigkeits­ prüfung sollte möglich sein. Das Gel verhindert ein Entweichen des Gasdrucks in das oder die Edelstahlröhrchen. Das Verschließen der Füll-Bohrung 160 oder einer Prüföffnung erfolgt in gleicher Technik wie bei den Einführungen (Stopfbuchsen 150) für die Edelstahl­ röhrchen.

Claims (13)

1. Anordnung von mindestens einem Lichtwellenleiterelement (30), das in einem Energie­ kabel (8) geführt ist und in ein LWL-Spleißgehäuse (10) ein- oder herausgeführt ist, wei­ ches das Energiekabel etwa auf zwei Viertel des Umfangs umfaßt, dadurch gekennzeich­ net, daß das einzuführende LWL-Element (30) in einem ersten, vom LWL-Spleißgehäuse (10) nicht umfaßten Viertel aus dem Energiekabel (8) entnommen ist, mit einem 180°- Bogen in ein zweites vom LWL-Spleißgehäuse (10) nicht umfaßten Viertel überführt ist und dort druckdicht in das LWL-Spleißgehäuse (10) eingeführt ist.

2. LWL-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das LWL-Element (30) auf einer Längsseite des LWL-Spleißgehäuses (10) ein- oder herausgeführt ist.

3. LWL-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Erzielung von druckdichter Einführung des LWL-Elements (30) eine Stopf­ buchse (150) eingesetzt ist.

4. LWL-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß das LWL-Element (30) ein Edelstahlröhrchen ist, in welchem mindestens ein Lichtwellenleiter (33) geführt ist.

5. LWL-Spleißgehäuse zur Aufnahme einer LWL-Anordnung nach einem der vorhergehen­ den Ansprüche, wobei das LWL-Spleißgehäuse (10) den Umfang eines Energiekabels (8) etwa zu zwei Viertel umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das LWL-Spleißgehäuse (10) auf dem Energiekabel (8) derart befestigt ist, daß an mindestens einer Stirnseite (120) des LWL-Spleißgehäuses (10) ein das Energiekabel (8) umfassender Halbring (20, 21) vorhan­ den ist, mit dem das LWL-Spleißgehäuse (10) lösbar befestigt ist.

6. LWL-Spleißgehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder Stirn­ seite (120) ein Halbring (20, 21) zur Befestigung vorhanden ist.

7. LWL-Spleißgehäuse nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß an mindestens einer Längsseite des LWL-Spleißgehäuses (10) eine Stopfbuchse (150) zur druckdichten Einführung des LWL-Elements (30) vorhanden ist.

8. LWL-Spleißgehäuse nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das LWL-Spleißgehäuse (10) mit einem Deckel (101) verschlossen ist, welches mit dem LWL-Spleißgehäuse (10) verschweißt ist.

9. LWL-Spleißgehäuse nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das LWL-Spleißgehäuse (10) und seine Teile (101, 20, 21, 150) aus korrosionsfestem Mate­ rial hergestellt sind.

10. LWL-Spleißgehäuse nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine im LWL-Spleißgehäuse (10) vorhandene Spleißkammer (12, 13) mit Gel gefüllt ist.

11. LWL-Spleißgehäuse nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das LWL-Spleißgehäuse (10) an mindestens einer Stirnseite (120) mit einem Armie­ rungselement (8) des Energiekabels (8) zugfest verbunden ist.

12. LWL-Spleißgehäuse nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen an den Stirnseiten (120) angeordneten Halbringen (20, 21) mit einer Abdeckung (210) geschlossen ist.

13. LWL-Spleißgehäuse nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß im LWL-Spleißgehäuse (10) eine Füll-Bohrung (180) mit Verschluß für ein Füllmedium angeordnet ist.