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Einrichtung zur Druckspeisung von Zubehörteilen von Kabelgarnituren
sowie zur Uberwachung von Kabeln, insbesondere von Fernmeldekabeln Die Erfindung
betrifft eine Einrichtung zur Speisung oder Nachspeisung von unter Druck stehenden
Zubehörteilen von Kabelmuffen und sonstigen Kabeigarnituren sowie zur Überwachung
von Kabeln, insbesondere von Fernmeldekabeln.
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Die gas- und flüssigkeitsdichte Abdichtung von Kabelgarnituren, insbosondere
an den Einführungsstellen der Ka bel (beispielsweise Muffenhälsen) erfolgt bei den
herkömmlichen Metallmantelkabeln durch Verlötung, bei den Kunststoffmantelkabeln
durch verschiedene Wickeltechniken oder durch Vergießen bzw. Verschweißen unter
Verwendung von bei spielsweise Kunstharzen oder thermoplastischon Kunststoffen.
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Die hierfür notwendigen Montagearbeiten sind langwierig und müssen
mit äußerster Sorgfalt ausgeführt werden.
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Eine einwandfreie Dichtigkeit der Kabelgarnituren muß nicht nur über
Jahre, sondern über Jahrzehnte garantiert werden, wobei speziell die im Erdreich
verlegten Kabel besonderer Beanspruchung ausgesetzt sind und eventuelle Rep.-raturarbeiten
im Hinblick auf die Schachtarboiten einen großen Aufwand erfordern. Die herkömmliche
Garniturentechnik für Metallmantelkabel ist beispielsweise bei einer Vied-röffnung
der Kabelgarnituren verhältnismäßig einfacher als das erneute Öffnen von Kunststoffkabelverbindungen.
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Zur Beseitigung der Nachteile bekannter Abdichtungsmethoden ist eine
Anordnung zur Abdichtung von Kabelgarnituren vorgeschlagen worden, bei welcher die
Abdichtung zwischen dem Kabelmantel und der Innenwand der Garnitur durch einen elastischen
Druckring erfolgt, der nach dem Aufziehen auf das Kabel und nach seiner vorbestimmton
Positionierung innerhalb der Garnitur mit eine. Druckmlttel gefüllt wird.
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Dabei legen sich seine Innen- bzw. Außenwände gegen die bzudichtenden
Kabel- bzw. Garniturwände fest und gaedicht an. Die druckmittelbeaufschlagten Druckringe
besitzen nach außen führende, mit Ventilen versehene Anschlüsse, Uber die das Druckmittel,
beispielsweise- Druckluft oder ein anderes geeignetes Gas, eingeführt werden. Durch
den Andruck des Druckringes einerseits an die Wand der Garnitur und andererseits
an das Kabel wird das Innere der Kabelgarnitur, beispielsweise der Spleiß einer
Muffe, gegen Eindringen von Feuchtigkeit geschützt.
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In der Praxis hat es sich nun gezeigt, daß nach einiger Zeit, in
der Regel nach einigen Monaten, der Gasdruck in den Druckringen allmählich absinkt,
was zwangsläufig eine Verringerung der Dichtwirkung zur Folge hat. Diese Druckabnahme
in den Ringen ist auf Leckverluste zurückzuführen, die aufgrund der Gasdiffusion
durch die Wände der Druckringe unvermeidlich eintreten. Die Leckverluste müssen
durch Nachspeisen ausgeglichen werden, was bei der vorgeschlagenen Anordnung nur
über die nach außen führenden Ventil anschlüsse erfolgen kann. Da eine Vielzahl
solcher Garnituren über größere Entfernungen verteilt und im Erdboden verlegt instalsiert
werden, erfordert die Uberwachung und Nachepeisung der einzelnen Uberdruckelemente
einen erheblichen Aufwand, da jedes einzelne Element für sich gesondert überprüft
und gegebenenfalls über den äußeren Anschluß nachgefüllt werden muß. Aufgrund der
Ausführung der Kabelgarnituren als in sich abgeschlossene Bau einheiten besteht
bisher keine Möglichkeit, die Betriebsfähigkeit der einzelnen Garnitur von einer
Zentralstelle aus überwachen zu können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Speisung von unter
Druck stehenden Zubehörteilen von Kabelgarnituren sowie zur Überwachung von Kabeln,
insbesondere von Fernmeldekabeln, zu schaffen, mit der die einzelnen unter Druck
stehenden Garniturenteile mit Druckmittel zentral gespeist und durch die Störungen
der Funktionsweise der einzelnen Garnituren und/oder Beschädigungen am Kabel zentral
angezeigt werden können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß innerhalb
der Kabelseele eine Druckversorgungsleitung angeordnet ist, die über ein Druckverteilerstück
und durch Anschlußleitungen
mit den unter Druck stehenden Zubehörteilen
der Kabelgarnituren verbunden ist.
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Durch die erfindungsgemäße Anordnung einer oder mehrerer Druckversorgungsleitungen
im Kabel, was zweckmäßigerweise bereits bei der Kabelherstellung erfolgt, und durch
das Anschließen Jedes Druckringes einer Garnitur an die Druckversorgungsleitung
über beiielsweise mit Ventilen versehene, im Innenraum der Garnitur angeordnete
DruckverteilerstÜcke und Anschlußleitungen können die Leckverluste ohne jeglichen
Aufwand ausgeglichen werden, wobei die Möglichkeit besteht, die Druckversorgungsleitung
ständig oder aber intervallmäßig von einer Zentralstelle aus unter Druck zu setzen,
Wird in den entweder im Kabelkern (dabei Wegfall eines Blindeinlaufes) in den inneren
Lagen, in der Kabelaußenlage oder bei Spezialkabeln in den freien Zwickeln angeordneten
Druckversorgungsleitungen ständig ein Ueberdruck aufrechterhalten, können zur Anzeige
von Kabeischäden oder Druckringundichtigkeiten die Druckversorgungsleitung(en) mit
Druckabfallmeldern verbunden sein, die eine zentral Überwachung einmal der Kabel
und zum anderen der gesamten Garnituren gestatten.
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Um bei Beschädigung der Druckversorgungsleitung die Funktionsweise
der Kabelgarnitur gufrechtzuerhaltent sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung
der Erfindung in den von der Druckversorgungsleitung zu den druckbeaufschlagten
Zubehörteilen führenden Anschlußleitungen Ventile vorgesehen, die als Rückschlagventile
mit Federandruck ausgebildet sind.
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Die eigentliche Druckversorgungsleitung kann sowohl als Rohrleitung
aus verschiedenen Metallen, z. B. Kupfer oder Messing, oder aber als Schlauchleitung,
beispielsweise aus PE oder PVC hergestellt werden, die durch Gewebe oder Gespinste
verfestigt sind. Während bei einer Anordnung im Kern ein gerader Verlauf der Druckversorgungsleitung
erfolgt, nimmt dieser bei Unterbringung in den verschiedensten-Kabellagen, insbesondere
in der Außenlage, einen spiralförmigen, dem Drall der Kabel adern folgenden Verlauf.
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Letztere Lösung hat den Vorteil, daß die Druckversorgungsleitung -
mehr noch als im Kern - die Funktion der Meldung einer Kabel störung übernehmen
kann. Bei äußerer Beschädigung des Kabels würde neben den Kabeladern auch die Druckversorgungsleitung
in Mitleidenschaft gezogen, wobei durch entsprechende Aufzeichnung des Druckabfalles
Rückschlüsse auf den etwaigen Fehlerort gezogen werden könnten.
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Es kann vorteilhaft sein, eine Zweit-Druckversorgungsm leitung als
Reserveleitung in die Kabelseele einzubringen0 Zur Vereinfachung der Montagearbeiten
sollten dis Druckvsrsorgungsleitungen an den beiden Enden der einzelnen Längen druckdicht
verkappt sin, so daß eine neue folgende Kabellänge sofort nach Verbindung ihrer
Druckversorgungsleitung mit der des bereits verlegten Kabels unter Druck steht und
betriebsbereit ist.
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Die Druckversorgung kann sowohl mit flüssigen als auch mit gasförmigen
Medien, beispielsweise mit Ölen, Luft oder Stickstoff erfolgen. Bei Verwendung von
Stickstoff t-Jürde eine in die Kabelseele eingedrungene Fouchtlgkeit - bei gleichzeitiger
Beschädigung der Druckversorgungsleitung -eliminierte Falls man ein radioaktives
Gas als Druckmittel
verwendet, kann bei einer Kabelstör;ung der
Fehlerort mit Hilfe von Anzeigegaräten exakt ermittelt werden.
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Gegenüber den an sich bekannten, druckgasüberwachten Kabeln, bei
denen die gesamte Kabelseele unter Druck steht, unterscheidet sich das erfindungsgemäße
Kabel mit Druckversorgungsleitung insbesondöre dadurch, daß an die Druckversorgungsleitung
Zubehörteile von Kabelmuffen oder Kabelgarnituren angeschlossen werden können, die
laufend oder diskontinuierlich mit Druckmittel versorgt werden. Zwischen beiden
Kabelausführungen besteht nur insofern ein Zusammenhang, als bei beiden Systemen
ein Kabel fehler zentral gemeldet werden kann. Ein gleichzeitiger Einsatz beider
Systeme im selben Kabel ist durchaus möglich, und zwar dann, wenn man den Druck
in der Druckversorgungsleitung größer wählt als den Betriebsdruck im druckgasüberwachten
Kabel.
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Beträgt beispielsweise der Druck in der Druckversorgungsleitung 2,0
bis 3,0 atü, der des Druckgases beispielsweise ca. 1,0 atü, wird eine ausreichende
Abdichtung der Kabelgarnitur sichergestellt. Hier zeigt eich ein weiterer Vorteil
des erfindungsgemäßen Systems gegenüber bekannten Abdichtungen, die nur einem Betriebsdruck
von maximal 1,2 atil standhalten, nämlich daß durch entsprechende Wahl des Drukkes
in der Druckversorgungsleitung die Druckringe bei ntsprechender Ausbildung auch
gegen erheblich höhere Gasinnendrücke in der Garnitur zuverlässig abdichten.
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Zur Vereinfachung der Montage können in den von der Druckversorgungsleitung
zu den druckbeaufschlagten Zubehörteilen führenden Zuleitungen ein oder mehrere
von außen zugängliche Sperrventile vorgesehen sein, um den Druck in der Versorgungsleitung
aufrechtzuerhalten, wenn die Druckringe
einer Garnitur durch Öffnen
der nach außen weisenden Ventile druckentlastet werden.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der
Zeichnung genauer erläutert. Es zeigen: Fig. 1 einen Querschnitt durch ein in einer
Muffe gehaltenes Kabel gemäß der Erfindung,' Fig. 2 einen Längsachnitt durch den
abgedichteten Teil einer Kabelmuffe mit der erfindungsgemäßen Druckversorgungsleitung;
Fig. 3 eine weitere Ausführung einer Kabelmuffenabdichtung mit der erfindungsgemäßen
Einrichtung im Längsschnitt.
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Das in der Zeichnung gezeigte Kabel 1 besteht aus einer äußeren Hülle
2, die eine Vielzahl von Kabeladern 3 sowie vier Druckversorgungsleitungen 4 umschließt.
Drei dieser Druckversorgungsleitungen 4a sind in der Kabelaußenlage und eine 4b
im Kern angeordnet. Die Druckversorgungsleitungen 4a, 4b können jedoch auch entweder
nur im Kern, nur in den Innenlagen, nur in der Kabelaußenlage oder aber in den freien
Zwickeln von Spezialkabeln angeordnet sein.
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In Fig. 2 ist eie in einer Kabelaußenlage verlaufende Druckversorguhgsleitung
sowie die erf'indungsgemäße Abdichtung gegen die Innenwände einer Muffe im Längsechnitt
dargestellt. Das Kabel 1 sowie ein Adernspleiß 5 befinden sich im Inneren eines
Muffenrohres 6,
über zwei elastische,
mit Druckmittel beaufschlagte Druckringe 7,
8 gegen die Außenwände 2 des Kabels abgedichtet ist. Jeder der Druckringe 7, 8 ist
mit einem ins Muffeninnere weisenden, fest installierten Anschluß 9, 10 versehen,
die als Rohr- oder Schlauchstücke serienmäßig fest an die Druckringe bzw. an ein
Innenventil anvulkanisiert sein können. Dadurch braucht man bei der Montage lediglich
eine Verbindung zwischen diesen Anschlüssen und der Druckversorgungsleitung herzustellen.
In den Anschlüssen 9, 10 sind federbelastete Rückschlagventile 11, 12 vorgesehen,
die jedoch auch unmittelbar an den Druckringen angeordnet werden können. Durch diese
federbelasteten Rtjckschlagventile 11, 12, bei denen durch die Federwirkung ein
auf fehlenden Andruck zurückzuführender Flattereffekt verhindert wird, kann Jeder
der Druckringe von der Druckversorgungsleitung 4 abgetrennt werden.
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Im Falle eines Druckverlustes im gesamten Druckversorgungssystem,
beispielsweise bei Ausfall der Druckversorgungsanlage der Zentrale oder bei Kabelbeschädigungen
bleibt der Druck in den Druckringen über Wochen hinauf nahezu vollständig erhalten,
so dae nach Beseitigung der Störung der äußerst geringfügige Leckverlust sofort
wieder ausgeglichen werden kann. Die vollkommene Abdichtung der Kabelgarnitur und
die Funktion der Druck ringe bleibt somit vollständig erhalten. Darüber hinaus besteht
durch diese federbelasteten Ventile 11, 12 die Möglichkeit, durch geeignete Wahl
oder Einstellung der Ventil federn den Druck in den Ringen einzustellen.
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Wie insbesondere in Fig. 2 gezeigt, kann an die Druck versorgungsleitung
4 ein H-förmiges Druckverteilerstück 13
angeschlossen werden, dessen
beide äußere Schenkel 14, 15 über die Ventile 11, 12 zu den entsprechenden Anschlüssen
9, 10 der Druckringe, führen.
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Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführung verläuft die Druckversorgungsleitung
4b im Kern des Kabels 1. Jeder der Druckringe 7', 8' von vorzugsweise rechteckigem
Querschnitt ist mit einem nach außen versehenen Ventilanschluß 20, 21 versehen,
durch die jeder der Druckringe gesondert an eine äußere Druckmittelquelle angeschlossen
werden kann. Im Querstück 22 eines H-förmigen Druckverteilerstücks 13' befindet
sich ein federbelastetes Rückschlagventil 23, durch welches die Druckringe 7', 8'
gemeinsam abgesperrt bzw.
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mit Druckmittel beaufschlagt werden können. Das Rückschlag ventil
23 kann zusätzlich-mit einem von außen zu betätigenden Absperrventil ausgerüstet
sein, das bei der Demontage einer Muffe geschlossen wird und dadurch ein unerwünschtes
Ausströmen von Druckmittel verhindert und die volle Funktionsweise der Abdichtung
anderer Kabelgarnituren (Leckverlustausgleich) sicherstellt.
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Je nach Bedarf kann entweder das in Fig. 3 gezeigte Rückschlag- und
Absperrventil 23 allein oder können die Ventile 11, 12 gemäß der Ausführung nach
Fig. 2 eingesetzt werden.
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Das H-förmige Druckverteilerstück 13' ist bei der Ausführung nach
Fig. 3 als gesondertes Bauteil ausgeführt, wodurch sich in besonderen Fällen die
Montagearbeiten verein fachen. Es ist selbstverständlichw daß die aus HetalLrohren
oder aus Kunststoffschlauchen bestehenden Anschlußleitungen
auch
eine von der H-Form abweichende Gestalt haben können.
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So sind beispielsweise einfach gebogene oder doppelt Y-förmige Anschlußleitungen
denkbar, die einerseits in der Druckversorgungsleitung 4 und andererseits zu den
betreffenden Zubehörteilen der Kabelgarnituren führen Die verschiedenen Ventile
11, 12, 23 in den Anschlußleitungen sollten einen etwas kleineren Durchlaßquerschnitt
als die nach außen führenden Ventile 20 bzw. 21 haben, damit die Druckringe entlastet
und die Kabelgarnituren im Bedarfsfall ohne Schwierigkeiten über die Außenventile
geöffnet werden können, wenn die Gesamtanlage unter vollem Betriebsdruck steht.
Ist ein kurzes Rohr- oder Schlauchstück serienmäßig fest an die Innenventile 11,
12 (Fig. 2) der Druckringe anvulkanisiert, dann brauchen bei der Montage lediglich
zwei Verbindungen zum vorgefertigten Druckverteilerstück bzw. zur Druckversorgunesleitung
des Kabels hergestelltzu werden.
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Die Ventile 11, 12, 23 in den Anschlußleitungen bzw.
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im Druckverteilerstück sollten nicht als einfache RUckschlagventile
ohne Federandruck ausgebildet sein, da dann bei Druckgleichheit zwischen der Druckversorgungsleitung
und dem Druckring ein gewisser Flattereffekt eintritt. Dies hätte zur Folge, daß
eine kleinste Druckminderung in der Druckversorgungsleitung ein Entweichen des Druckmittels
aus den Druckringen nach sich zieht.
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Bei der Montage der in Fig. 3 gezeigten Ausführung wird nach Spleißung
der Adern und nach Anschluß des Druckverteilerstückes an die Druckringe und an die
Druckversorgungsleitung
jeder der Druckringe m-it einer Handpumpe
bis auf den gewün,schten Druckwert über die nach außen weisenden Ventilanschlüsse
20, 21 gefüllt. Lediglich die Nachspeisung, also der Ausgleich der Leckverluste,
erfolgt dann über die Druckversorgungsleitung im Kabel.
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Bei der Neumontage einer Kabeistrecke können die einzelnen Muffen
und sonstigen Garnituren zunächst unabhängig von der Druckversorgungsleitung druckdicht
verschlossen erden. Nach Spleißung der Adern und Anschluß des Druckverteilerstückes
an die Druckringe und an die Druckversorgungsleitungen der Kabelenden werden die
Druckringe, jeder für sich, mit einer Handpumpe mit Kontrollmanometer bis auf den
gewünschten Druckwert gefüllt. Dies geschieht über die nach außen führenden Ventile.
Da man davon ausgehen muß, daß die LeckWserouste sehr gering -sind, braucht man
an eine Nachpufferung erst nach Wochen zu denken, so daß der Mon tage-ablauf vorerst
nicht die Inbetriebsetzung der Druckversorgungsleitung verlangt.
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Die Anlieferung der Kabel sollte in der Form erfolgen, daß die Druckversorgungsleitung
druckdicht an beiden'Kabelenden verkappt ist. Dadurch ist es möglich, die Druckversorgungsleitung
mit ihrer Nachfüllanlage im Amt sofort bei Montagebeginn in Betrieb zu setzen. Der
Einsatz einer Handpumpe mit Kontrollmanometer könnte dann entfallen. Die Fd1-lung
der Druckringe übernähme dann die Druckersorgungsleitung vom Amt aus mit dem exakt
festgelegten Druck (Einregelung über Kontrollmanometer der Nachfülleinrichtung).
Ein Entweichen des Druckes an dem noch nicht montierten Kabelende bei verkappter
Druckversorgungsleitung ist damit ausgeschlossen, gleichzeitig jedoch die Mögiichkeit
gegeben,
die ordnungsgemäße Installation des Druckversorgungssystems
innerhalb der Muffe zu kontrollieren.
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Steht also die Druckversorgungsleitung der ersten Kabellänge schon
sogleich bei Montagebeginn unter Druck, befindet sich nach Fertigstellung der ersten
Muffe bereits die Druckverzögerungsleitung der zweiten Kabellänge unter Druck, so
daß die folgende Muffe in der gleichen Art und Weise montiert werden kann. Die Reihenfolge
bei Anschluß der Druckversorgungsleitungen innerhalb der Muffe ist dabei so zu wählen,
daß im Muffeninnenraum als letztes die bereits unter Druck stehende Druckversorgungsleitung
der ankommenden Kabellänge angeschlossen wird. Die Außenventile der Druckringe (Durchlaßquerschnitt
der Außenventile etwas größer als der der Innenventlle) sind vorerst noch geöffnet.
Nach Überschieben des Muffenrohrs in die endgültige Position werden die Außenventile
geschlossen und die Ringe jetzt gefüllt.
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Eine spätere Öffnung der Muffe erfolgt in umgekehrter Reihenfolge,
d. h. dies geschieht durch Öffnung der Außenventile. Ordnet man im Quersteg des
Druckverteilerstückes ein Sperrventil an oder verwendet man als einfachere, gute
Lösung eine Abklemmzwinge (falls Druckversorgungsleitung aus Kunststoff), bleibt
selbst bei geöffneter Muffe die Druckversorgungsleitung über die gesamte Kabelstrecke
unter Druck. Der Einsatz dieses Sperrventiles oder einer Abklemmzwinge, die praktisch
an jedem Punkt der Druckversorgungsleitung zu den verschiedensten Zwecken eingesetzt
werden kann, ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da die Druckringe in den übrigen
Garnituren auch bei entleerter Druckversorgungsleitung selbst über einen längeren
Zeitraum
druckdicht bleiben.
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Der gleiche günstige Effekt tritt in dem Fall ein, wo eine Beschädigung
des Kabels einschließlich der Druckversorgungsleitung (Kabel störung) erfolgt ist
oder das Druckversorgungssystem im Amt vorübergehend ausfällt. Auch hier bleiben
die Kabelgarnituren mindestens so lange ausreichend dicht, bis der Kabelfehler oder
die Störung im Amt beseitigt ist.
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Wenn sich jedoch das Kabel einschließlich dks gesamten Druckversorgungssystemsin
einem einwandfreien Betriebszustand befindet, wird umgekehrt damit ebenso bei amtsseitig
registrierten Druckverlusten die Undichtigkeit, beispielsweise einer Kabelmuffe
(Druckring, Druckverteilerstck), nachgewiesen werden können.
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Darüber hinaus kann eine zusätzliche Aufzeichnung der Form und des
zeitlichen Verlaufes des Druckabfalles näheren Aufschluß über die Lage des Fehlerorts
geben.
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Die Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist nicht auf die
oben genannten Ausführungsbeispiele beschränkt.
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Durch die Führung der Druckversorgungsleitung innerhalb des Kabels
besteht ferner die Möglichkeit, beispielsweise Drucksignale einer elektrisch-pneumatisch
kombinierten Regelanlage zusammen mit den elektrischen Impulsen in ein und dem gleichen
Kabel weiterzuleiten.
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Statt eines Rückschlagventils im Druckverteilerstück (Fig. 3) oder
zweier Ventile in den Anschlußleitungen (Fig.
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2) können die beiden Innenventile auch in den Dichtringen
liegen
oder zu zweit am Druckverte-ilerstUck vorgesehen sein.
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Dementsprechend läßt sich die Lage und Zahl der erforderlichen Verbindungsstellen
variieren.
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Die Druckringventile nach außen (Fig. 3) sind in der Anordnung nach
Fig. 2 nicht dargestellt, müßten jedoch zusätzlich vorliegen, um ein Wiederöffnen
der Kabelgarnitur zu gewährleisten. Es ist jedoch auch denkbar, bei einem seltenen
Wiederöffnen Bohrungen in die Druckringe zu führen, die nachher wieder abgedichtet
werden.