DE2801231A1

DE2801231A1 - Elastomere-isolierte, elastomere- ummantelte starkstromtrosse, kabel, seil o.dgl.

Info

Publication number: DE2801231A1
Application number: DE19782801231
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Oestreich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1978-01-12
Filing date: 1978-01-12
Publication date: 1979-07-19
Also published as: DE2801231C2

Description

Elastomere-isolierte, Elastomere-ummantelte Starkstrom-
trosse. Kabel. Seil oder dergl.
Die Erfindung betrifft eine Elastomere-isolierte, Elastomere-ummantelte Starkstromtrosse, Kabel, Seil oder dergleichen, deren Adern mit kurzen Schlaglängen verseilt sind. Es besteht oft die Aufgabe, in Starkstromtrossen, Baggerkabeln, Strossenkabeln oder dergl. Steuersignale zu übertragen. Derartige Trossen bzw. Kabel führen Betriebsspannungen von z.B. 6 bis 60 kV. Ihre Adern sind z.B. mit Xthylen-Propylen-Dien-Kautschuk isoliert, einzeln statisch geschirmt, enthalten Kupferlitze als Leitermaterial und sind mit sehr kurzem Schlag verseilt, um der Trosse oder dergl. eine hohe Flexibilität zu verleihen. Die Durchmesser von Trossen können bis z.B.
100 mm betragen, während der Aderdurchmesser kaum unter 15 mm liegt. Die Zwickel werden gewöhnlich mit Kunststoff ausgespritzt; deren FUllmaterial wird zusammen mit dem Außenmantelmaterial kontinuierlich bei 180 bis 2000C vernetzt.
Die Dehnung einer Trosse oder dergl. kann im Betrieb und auch schon beim Vernetzungsprozeß einige Prozent betragen, da die Aderisolierungen elastisch deformierbar sind; außerdem kann die Kupferlitze selbst um einige Promille nachgeben. Wärmedehnungen sind bei der fertigen Trosse außerdem noch zu berücksichtigen.
In letzter Zeit hat sich die Lichtwellenleiterfaser für die Übertragung von Nachrichten und Steuersignalen als brauchbar herausgestellt; gegenüber metallischen Leitern besitzt sie besondere Vorzüge. So ist die Lichtwellenleiterfaser beispielsweise unempfindlich gegen elektrische und magnetische Felder und wird nicht durch benachbarte Starkstromleitungen beeinflußt. Es liegt daher nahe, auch bei Trossen oder dergl. Lichtwellenleiterfasern zur Nachrichten- bzw. Signalübertragung einzusetzen. Beim Einsatz solcher Fasern müssen natürlich deren besonderen mechanischen Eigenschaften berEcksichtigt werden. Im vorstehenden wurde bereits angedeutet, daß die Dehnungen der sehr flexiblen Trossen oder dergl.
beträchtlich sein können. Dies schließt, selbst wenn die Adern einen hinreichenden Durchmesser aufweisen, eine zentrale Unterbringung der Lichtwellenleiterelemente in der Trosse oder dergl. aus.
Nun hat es in der vergangenen Zeit nicht an Versuchen gefehlt, einen Kabelaufbau für optische Ubertragungselemente zu finden, bei dem Zugspannungen von den empfindlichen optischen Ubertragungselementen abgehalten werden. So hat man (DT-OS 25 13 723) ein optisches Kabel bereits derart ausgeführt, daß eine Glasfaser mit einer mit Abstand aufgebrachten Schutzhülle umgeben ist, und daß ein zugfestes Element in Form eines massiven Federstahidrahtes parallel zu diesem optischen Ubertragungselement in einem gemeinsamen flachen Kunststoffmantel eingebettet ist. Bei dieser Ausgestaltung kann die Glasfaser bei Biegungen des optischen Kabels Ausgleichsbe- wegungen zur Abfangung übermäßiger mechanischer Beanspruchungen ausführen.
Bei dem aus der DT-OS 24 30 857 bekannten optischen Kabel sind optische Adern, die jeweils aus einer Glasfaser und aus einer geschäumten Kunststoffhülle bestehen, um ein zentrales, zugfestes, metallenes Element angeordnet und gemeinsam von einem Kunststoffmantel umgeben. Das zentrale zugfeste Element kann z.B. durch einen Stahlkern mit einer zusammendrückbaren Uberzugsschicht aus Kunststoff bestehen. Die zusammendrückbare Schicht bringt den Vorteil mit sich, daß bei Zugbeanspruchung dieses optischen Leitkörpers ein gewisser Teil der Querkräfte absorbiert wird. Das aus der DT-OS 2 355 855 bekannte optische Kabel besteht aus einem zugfesten Kern aus Stahl, der mit einem Kunststoffüberzug versehen ist. über diesem zentralen Kern sind optische Bündel und elektrische Leiter verseilt. Als mechanischer Schutz dient eine äußere Schutzhülle aus Kunststoff.
Aus dem deutschen Gebrauchsmuster 7 328 070 ist ein Starkstromkabel mit in den Zwickeln der isolierten Energieleiter angeordneten Steuerleitungen zum überwachen und Schalten von Starkstromnetzen bekannt. Als Steuerleitungen dienen hier Lichtleitfasern.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, in Starkstromtrossen oder dergl. Lichtwellenleiter-Elemente unterzubringen. Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß in wenigstens einem der Außenzwickel ein Lichtwellenleiter-Fasern enthaltendes Verseilelement untergebracht ist, das ein zentral liegendes, mit einem Fluor-Copolymer aufgedicktes zugfestes Kernelement, insbesondere einen Stahldraht und hierauf verseilte schlauchförmige, mehrschichtige Kunststoffhüllen aufweist, von denen wenigstens eine mindestens eine Lichtwellenleiter-Faser lose angeordnet enthält, und daß darüber eine gemeinsame erste Hülle aus vorgerecktem aromatischem Polyamid und eine lose sitzende zweite Hülle aus einem fluorierten Äthylen-Propylen-Copolymer angeordnet ist. Die Erfindung gibt also ein in Starkstromtrossen oder dergl. mitverseilbares und zur Gewinnung weiterer ausnutzbarer überlänge in sich verseiltes Lichtwellenleiter-Element an, das nicht im Zentrum der Trosse oder dergl., sondern in einem der Außenzwickel untergebracht wird,also an einem Ort, an dem Längenänderungen der Trosse oder dergl.
automatisch durch Radiusänderungen partiell kompensiert werden. Diese Kompensation macht sich besonders bemerkbar bei Trossen, Seilen oder dergi., die mit einer relativ kurzen Schlaglänge verseilte Adern enthalten. Dabei wird bereits berücksichtigt, daß die maximal in einem Lichtwellenleiter-Element unterbringbare Faser-überlänge ca. 1,' beträgt, wenn es für sich auf einem geeigneten Kern verseilt wird. Beim Aufbau der Lidhtwellenleiterader soll aber beachtet werden, daß eine derartige Ader nicht zu dick wird, da sie Ja im Außenzwickel der Trossenadern untergebracht werden muß. Die Erfindung geht auch von der überlegung aus, daß die in der Trosse oder dergl.
bei Zugbeanspruchung auftretende Längsdehnung in dem artfremden Lichtwellenleiterverseilelement unzulässige Zugbeanspruchungen hervorrufen würde, die auch durch besonders kräftige zugfeste Elemente in diesen, die Lichtwellenleiter enthaltenden Verseilelementen nicht aufgefangen werden könnten.
In vorteilhafter Weise werden die mehrschichtigen Kunststoffhüllen, in denen die Lichtwellenleiter-Fasern unter- gebracht werden, aus einer ersten Schicht aus Äthylenmonochlor-TrifluorSthylen, wie es beispielsweise unter dem Handelsnanen HALAR bekannt ist, aus einer zweiten Schicht aus Polyäthylenterephtalat und aus einer dritten Schicht aus einem fluorierten Äthylen-Propylen-Copolymer besteht. Durch die besondere Wahl der verwendeten Kunststoffe wird berücksichtigt, daß die Bauelemente der die Lichtwellenleiter-Fasern enthaltenden Ader der Trosse, des Seiles oder dergl. den Vernetzungstemperaturen, die bei der Herstellung von Trossen oder dergl. verwendet werden müssen, für die Zeit der Einwirkung gewachsen sind und daß Deformationen an den Bauelementen weitgehend reversibel sind. Aus diesem Grunde ist es besonders vorteilhaft, die Hüllen sowohl der die Lichtwellenleiter-Fasern enthaltenden Adern als auch die äußere lose Hülle des Trossen-Verseilelementes mit einer zusätzlichen Hülle aus fluoriertem Polyäthylen-?ropylen-Copolymer zu versehen.
Die die Lichtwellenleiter-Fasern enthaltenden Adern und das zugfeste Kernelement des Trossenverseilelementes sind in vorteilhafter Weise gemeinsam lose in einem fluorierten Äthylen-Propylen-Copo lymer-Schlauch untergebracht, um Ausgleichsbewegungen des Lichtwellenleiter-Seiles beim-Biegen der Trosse möglich zu machen. Von Vorteil ist es auch, daß dieser Schlauch nur wenig an dem ihn umgebenden Gumil haftet.
Die Erfindung wird anhand eines in der Figur dargestellten Ausfhhrungsbeispiels für ein Trossenverseilelement näher erläutert.
Dieses besteht aus einem zugfesten Kernelement 1, das beispielsweise durch einen Federstahldraht gebildet werden kann. Dieses Kornelement ist aufgedickt mit einer Kunststoffschicht 2, insbesondere mit einem fluorierten Äthylen-Propylen-Copolymer, eine Schicht, die als Polster gegenüber den um sie herum verseilten Aderelementen 3 dient. Die Aderelemente bestehen vorteilhafterweise aus einer dreischichtigen Hülle, deren innere Schicht 5 insbesondere aus Äthylenmonochlor-Trifluorathylen besteht, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen HALAR bekannt ist. Die mittlere Schicht 4 dieses dreischichtigen Mantels besteht in vorteilhafter Weise aus Polyäthylen-Terephtalat und die äußere Schicht 3 aus fluoriertem Polyäthylen-Propylen-Copolymer. Die Figur läßt erkennen, daß vier der fünf dreischichtigen Aderelemente 3 mit Lichtwellenleiter-Fasern 6 belegt sind, während die eine davon auch blind sein kann, d.h. sie enthält keine Lichtwellenleiter-Faser. Die Lichtwellenleiter-Adern 3 sind mit relativ kurzem Schlag um das Kernelement 1, 2 verseilt. Um das so gebildete Bauelement mechanisch fester zu machen, wird dieses Gebilde mit einer Bewehrung 7 aus vorgerecktem aromatischem Polyamid versehen, wie es beispielsweise unter dem Handelsnamen "KEVLAR" vertrieben wird. Um Ausgleichsbewegungen des Lichtwellenleiter-Seils beim Biegen der Trosse möglich zu machen, wird das bewehrte Aufbauelement in einem weiteren Schlauch 8 lose untergebracht, der vorzugsweise aus einem fluorierten Äthylen-Propylen-Copolymer besteht. Dieses Material bringt den Vorteil mit sich, daß der Schlauch 8 nur wenig an dem ihn umgebenden Gummi der Kabeltrosse haftet. Die Figur läßt den Abstand zwischen der Kunststoffbewehrung 7 und dem äußeren Schlauch 8 erkennen.
Es kann von besonderem Vorteil sein, wenn die Trossen-Adern vor ihrer Verseilung einen Stahl-Litzen-Kern erhalten, um so die Aderdehnung des Trossenkabels zu reduzieren.
4 Patentansprüche 1 Figur

Claims

Patentansprüche 1. Elastomere-isolierte, Elastomere-ummantelte Starkstromrosse, Kabel, Seil oder dergl., deren Adern mit kurzen Schlaglängen verseilt sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß in wenigstens einem der zwischen den Trossen-Adern oder dergl. gebildeten Außenzwickel ein Lichtwellenleiter-Fasern enthaltendes Verseilelement untergebracht ist, das ein zentral liegendes, mit einem Fluor-Copolymer aufgedicktes zugfestes Kernelement, insbesondere einen Stahldraht und hierauf verseilte, schlauchförmige, mehrschichtige Kunststoffhüllen aufweist, von denen wenigstens eine mindestens eine Lichtwellenleiter-Faser lose angeordnet enthält, und daß darüber eine gemeinsame erste Hülle aus vorgerecktem aromatischem Polyamid und eine lose sitzende zweite Hülle aus einem fluorierten Äthylen-Propylen-Copolymer angeordnet ist.
2. Elastomere-isolierte, Elastomere-ummantelte Starkstromtrosse oder dergl. nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mehrschichtige Kunststoffhülle aus einer ersten Schicht aus Athylenmonochlor-Trifluoräthylen, aus einer zweiten Schicht aus Polyäthylen-Terephtalat und aus einer dritten Schicht aus einem fluorierten Äthylen-Propylen-Copolymer besteht.
3. Elastomere-isolierte, Elastomere-ummantelte Starkstromtrosse oder dergl. nach einem der Ansprüche 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Lichtwellenleiter-Ader um einen zugfesten Kern verseilt ist.
4. Elastomere-isolierte, Elastomere-ummantelte Starkstromtrosse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Trossen-Adern einen Stahllitzenkern enthalten.