DE3224597C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Stromversorgung und/oder Steuerung ortsveränderlicher Verbraucher und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung von Starkstrom­ leitungen anzuwenden, die auch zur Signalübertragung geeignet sind.

Zur Stromversorgung ortsveränderlicher Verbraucher wie Abraumgeräte im Bergbau oder Krane oder Verladebrücken in Häfen werden flexible Starkstromleitungen eingesetzt, die drei stromführende Adern und einen Erd- oder Schutz­ leiter enthalten. Bei runden Starkstromleitungen mit verseilten Adern kann der Erd- und/oder Schutzleiter in den Zwickelräumen der Adern oder auf den Adern selbst angeordnet sein oder auch eine vierte Ader bilden (DE-AS 26 19 223). Zur Steuerung von Aufzügen sind runde Lei­ tungen mit verseilten Adern bekannt, bei denen die Adern ein- oder mehrlagig um ein Tragseil angeordnet und gemein­ sam ummantelt sind (DE-AS 14 65 317, DE-AS 14 65 777).

Zur Stromversorgung von Baggern ist weiterhin eine aus verseilten Adern bestehende Starkstromleitung bekannt, die auch zur Übertragung von Steuersignalen geeignet ist. Hierzu ist in wenigstens einem der Außenzwickel ein Verseilelement (optische Ader) untergebracht, das einen oder mehrere Lichtwellenleiter enthält. Diese befinden sich lose in schlauchförmigen, mehrschichtigen Kunststoffhüllen, die auf ein zugfestes Kernelement aufgeseilt und gemeinsam von einer ersten Hülle aus vorgerecktem aromatischem Polyamid und einer lose sit­ zenden zweiten Hülle aus einem fluorierten Äthylen- Propylen-Copolymerisat umgeben sind. Diese Ausgestaltung stellt sicher, daß die Lichtwellenleiter nur in zuläs­ siger Weise gedehnt und gebogen werden. Dabei werden Längenänderungen der Starkstromleitung partiell durch Radiusänderungen kompensiert. Die Tragfähigkeit der Lei­ tung als Ganzes kann durch Stahl-Litzen bestimmt sein, die im Kern der stromführenden Adern angeordnet sind (DE-OS 28 01 231). Bei einer anderen bekannten Leitung dieser Art besteht die optische Ader aus mehreren, ein­ zeln in Schläuchen angeordneten Lichtwellenleitern, die auf einen Kern in Form eines isolierten elektrischen Leiters, eines Kunststoffstranges oder eines Tragorgans aufgeseilt und gemeinsam von einem Mantel umgeben sind (GB-OS 20 35 599).

Ausgehend von einer flexiblen Starkstromleitung mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Zuordnung von elektrischen Adern, optischen Adern und Tragorganen im Hinblick auf Herstellung, Abmessungen und Betriebs­ verhalten der Leitung als Ganzes vorteilhaft aufein­ ander abzustimmen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vor­ gesehen, daß die symmetrisch auf den Querschnitt der Leitung verteilten optischen Adern mit einer Bespin­ nung oder einem Geflecht aus zugfesten Elementen ver­ sehen sind, die die mechanische Tragfähigkeit der Lei­ tung als Ganzes gewährleisten.

Mit einer derartigen Starkstromleitung können außer großen Energiemengen auch große Datenmengen übertragen werden, so daß die neue Leitung vor allem für solche ortsveränderlichen Verbraucher geeignet ist, die an Steuer- und Computeranlagen mit großem Informations­ fluß anzuschließen und gegebenenfalls mit einer Fern­ sehbildübertragung ausgerüstet sind. Dies gilt beispiels­ weise für moderne Container-Verladebrücken, die über zentrale Rechenanlagen gesteuert werden, und für Auf­ zugsteuerungen in Hochhäusern.

Bei der neuen Starkstromleitung sind die optischen Adern in das die Zugfestigkeit der Leitung als Ganzes gewähr­ leistende Tragorgan oder mehrere solcher Tragorgane integriert. Dies führt einerseits zu einem sicheren Schutz der Lichtwellenleiter gegen unzulässige Zugbean­ spruchungen, andererseits zu einer fertigungstechnisch und anwendungstechnisch vorteilhaften Integration des Tragorgans in die Leitung als Ganzes. Die Kombination aus Tragorgan und optischer Ader ermöglicht dabei, die optische Ader im Zentrum der Leitung oder mehrere op­ tische Adern symmetrisch verteilt auf einem Teilkreis in den Zwickeln der stromführenden Adern oder innerhalb einer Verseillage anzuordnen, ohne den Durchmesser der Leitung zu vergrößern. Gegenüber bekannten Konstruk­ tionen mit zugfest verstärkten elektrischen Adern kann sogar eine Verkleinerung des Durchmessers erreicht wer­ den.

Die gemäß der Erfindung vorgesehenen zugfesten Elemente können je nach Leitungskonstruktion und Übertragungs­ spannung aus einer Stahllitze oder einem Stahldraht oder aus hochfesten Kunststoffäden oder aus einer Stahl- Kupfer-Mischlitze bestehen. Bei Energieleitungen kann der Schutzleiter eine oder mehrere selbständige Adern bilden oder in mehrere optische Adern integriert sein; bei Integration des Schutzleiters in die optischen Adern kommen als zugfeste Elemente die erwähnten Stahl-Kupfer- Mischlitzen zum Einsatz. Die Verwendung von Stahllitzen oder Kunststoffäden für das Tragorgan kommt insbesondere bei Aufzugsteuerleitungen in Betracht.

Ausführungsbeispiele der neuen Starkstromleitung sind in den Figuren dargestellt. Dabei zeigen die Fig. 1 bis 3 drei verschiedene Ausgestaltungen der für die neue Leitung verwendeten optischen Adern, während die Fig. 4 bis 7 Ausführungsbeispiele der neuen Leitung als Ganzes darstellen.

Fig. 1 zeigt eine optische Ader, bei der zwei Licht­ wellenleiter 1 mit einer Trense 4 verseilt sind und sich in einer schlauchförmigen Umhüllung 6 aus Kunst­ stoff befinden. Auf diese schlauchförmige Umhüllung ist eine Bespinnung 8 aus zugfesten Kunststoffäden auf­ gebracht. Darüber befindet sich der Mantel 9 aus bei­ spielsweise Polyäthylen, Polyamid, einem Fluoräthylen­ polymer oder aus Polyurethan. Auf diesem Mantel 9 be­ findet sich das mit langem Schlag aufgebrachte Geflecht 10 aus zugfesten Elementen, bei denen es sich um Stahl­ drähte oder Stahllitzen oder Litzen aus hochfesten Kunst­ stoffäden oder um Stahl-Kupfer-Mischlitzen handeln kann.

Die Bespinnung 8 dient dem Schutz der Lichtwellenlei­ ter 1, während das äußere Geflecht 10 ein Tragorgan bildet, mit dem die Zugfestigkeit einer Leitung als Ganzes sichergestellt wird. Gleichzeitig dient dieses Geflecht auch dem Schutz der Lichtwellenleiter 1. An­ stelle eines Geflechtes kommt auch eine ein- oder mehr­ lagige Bespinnung in Betracht.

Bei der optischen Ader gemäß Fig. 2 sind mehrere Licht­ wellenleiter 2 lose in einer Kunststoffhülle 6 angeord­ net, die zusätzlich mit einer nicht näher bezeichne­ ten Füllmasse gefüllt ist. Auf der Kunststoffhülle 6 befindet sich die Bespinnung oder Beflechtung 8 sowie darüber der Mantel 9, auf den wiederum das Geflecht 10 aufgebracht ist.

Bei der optischen Ader gemäß Fig. 3 sind mehrere Licht­ wellenleiter 3, die einzeln in schlauchartigen Hüllen lose angeordnet sind, um ein Kernelement 5 aus einem zugfesten Kunststoffaden mit äußerer extrudierter Kunst­ stoffschicht verseilt und mit einer Bespinnung 7 um­ geben, auf der eine Beflechtung 8 aufliegt. Der die Beflechtung 8 umgebende Mantel 9 ist wiederum mit dem Geflecht 10 versehen.

Fig. 4 zeigt eine Energieleitung 11, deren drei strom­ führende Adern 12 und deren gedrittelter Schutzleiter 13 um den Profilkern 14 verseilt sind. Der Verseilverband ist vom Innenmantel 15 und vom Außenmantel 16 umgeben. Im Zentrum der Leitung und damit im Zentrum des Kernes 14 ist die optische Ader 17 angeordnet, die außen das Ge­ flecht oder die Bespinnung 10 aus Stahllitzen trägt. Dieses Geflecht übernimmt die gesamte Tragfähigkeit der mechanisch hochbeanspruchten Leitung.

Fig. 5 zeigt eine Energieleitung 18 mit ebenfalls drei stromführenden Adern 12 und gedritteltem, in den Zwickel­ räumen angeordnetem Schutzleiter, wobei Adern 12 und ge­ drittelter Schutzleiter auf den Profilkern 20 aufgeseilt sind. Die optischen Adern 19 enthalten im Kern den oder die Lichtwellenleiter, während für das Geflecht 10 Stahl- Kupfer-Mischlitzen als Geflechtelemente vorgesehen sind. Die Kupferlitzen bilden dabei den Schutzleiter, während die Stahllitzen das Tragorgan bilden. Die optischen Adern 19 können noch mit einer äußeren, elektrisch lei­ tenden Kunststoffschicht 21 versehen sein, wenn es sich bei der Leitung 18 um eine Hochspannungsleitung han­ delt.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 sind die drei stromführenden Adern einer Energieleitung 22 halbiert, so daß sechs Adern 12′ um die zentral angeordnete op­ tische Ader 23 verseilt sind. Außer dem in das Geflecht 10 integrierten Schutzleiter weist diese optische Ader einen äußeren Kunststoffmantel 24 auf.

Fig. 7 zeigt eine Aufzugsteuerleitung 25, deren elek­ trische Adern 26 zweilagig auf die zentral angeordnete optische Ader 17 aufgeseilt sind. Diese ist mit einem Geflecht 10 aus hochfesten Kunststoffäden versehen. Die Leitung als Ganzes umgibt der Kunststoffmantel 27.

Claims (3)

1. Flexible Starkstromleitung zur Stromversorgung und/oder Steuerung ortsveränderlicher Verbraucher, bestehend aus drei oder mehreren miteinander verseilten elektrischen und einer oder mehreren optischen Adern und einem die Adern umgebenden Mantel, dadurch gekennzeichnet, daß die symmetrisch auf den Querschnitt der Leitung verteilten optischen Adern (17, 19, 23) mit einer Bespinnung oder einem Geflecht (10) aus zugfesten Elementen ver­ sehen sind, die die mechanische Tragfähigkeit der Lei­ tung als Ganzes gewährleisten.

2. Starkstromleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugfesten Elemente aus Stahldrähten oder Stahllitzen oder aus Litzen aus hochfesten Kunststoffäden bestehen.

3. Starkstromleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zugfesten Elemente aus einer Stahl-Kupfer-Mischlitze bestehen.