DE3331291C2

DE3331291C2 - Verfahren zum Abtrennen des ein unterirdisch verlegtes Kabel umgebenden Erdreichs zur Demontage des Kabels, und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE3331291C2
Application number: DE3331291A
Authority: DE
Inventors: Douglas P. Redmond Wash. Kelley
Original assignee: Electric Power Research Institute Inc
Current assignee: Electric Power Research Institute Inc
Priority date: 1982-09-02
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1986-04-24
Also published as: AU557637B2; FR2532670B1; CA1195515A; US4519462A; JPS5963910A; GB2126436A; AU1804783A; JPH0135565B2; GB2126436B; FR2532670A1; GB8322315D0; DE3331291A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen des ein unterirdisch verlegtes Kabel umgebenden Erdreichs zur Demontage des Kabels, nachdem ein rohrförmiger Gerätekörper das Kabel umgebend angeordnet wird, nach Anordnung des Gerätekörpers der Gerätekörper zur Vorwärtsbewegung in Kabellängsrichtung entlang des Kabels angetrieben wird, während der Bewegung des Gerätekörpers entlang des Kabels das das Kabel umgebende Erdreich vor dem Gerätekörper vom Kabel abgetrennt wird, ein Gasstrom in einen ringförmigen Umgebungsbereich zwischen dem Kabel und einem Frontbereich vor dem Gerätekörper mit einer von der Geschwindigkeit der Bewegung des Gerätekörpers abhängigen, vorbestimmten Orientierung des Gasstroms und mit einem zur wesentlichen Reduzierung des Eintritts von Materialteilchen in den Umgebungsbereich ausreichenden Gasdruckes eingeleitet wird und nachdem der Gasstrom zwischen das Kabel und den Gerätekörper derart eingeleitet wird, daß die Bewegung des Gerätekörpers entlang des Kabels oder eine Beschädigung des Kabels und/oder des Gerätekörpers verhinderbar ist, wodurch die Nachteile der bekannten Kabelräumgeräte vermeidbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahrer» zum Abtrennen des ein unterirdisch verlegtes Kabel umgebenden Erdreichs zur Demontage des Kabels und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens betrifft ein Kabelräumgerät Das Herauslösen oder der Austausch von im Erdboden verlegten Kabeln war bisher mit unterschiedlichen Erdarbeiten verbunden, bei denen praktisch die gesamte Erdoberfläche längs des verlegten Kabels aufgegraben werden mußte. Es ist daher bereits eine Vorrichtung geschaffen worden, mit der es möglich ist das Erdreich längs des Labels in einem verhältnismäßig engen Bereich um dieses herum zu lokkern und damit das Herausziehen oder den Austausch des Kabels gegen ein anderes vorzubereiten, ohne die Erdoberfläche auf der ganzen Verlegungsstrecke aufgraben zu müssen. Diese Vorrichtung wird als Kabelräumgerät bezeichnet. Es handelt sich dabei um ein Gerät mit einem rohrförmigen, teleskopierbaren, gleitfähigen, ein Kabel umgreifend angeordneten Körper. Hierbei ist eine Kabelangre'feinrichtung vorgesehen, mit der eine Verbindung des rohrförmigen Körpers mit dem Kabel schaffbar ist und mit der der Körper in Kabcllängsrichtung entlang des Kabels vorwärts bewegbar ist. Gleichzeitig sind eine Gruppe von Hochdruck-Flüssigkeitsdüsen, mit denen beispielsweise eine Spüllösung wie Betonit-Schlamm oder auch Wasser versprühbar ist, im Stirnflächenbereich des rohrförmigen Körpers angeordnet, um das das Kabel umgebende Erdreich im Frontbereich vor dem Rohrkörper vom Kabel abzutrennen, wenn sich der Rohrkörper in seine Vorwärtsrichtung bewegt (DE-OS 32 28 637).

Während derartige Kabelräumgeräte grundsätzlich dem vorgesehenen Zweck in ausreichender Weise dienen, hat es sich gezeigt, daß gelegentlich ein Teil des gelösten und abgetrennten Erdreichs in Form von einzelnen Materialpartikeln in das Innere des Rohrkörpers zwischen den Rohrkörper und das Kabel vom vorderen Ende her eindringt. Falls das eingedrungene Material dann hart und/oder groß genug ist, besteht die Möglichkeit, daß das vom Kabelräumgerät umschlossene Kabel

bcschädigl wird, wobei der Betrieb des Kabelräiimgerätes unterbrochen werden kann, beispielsweise dadurch, daß das Kabelräumgerät in seiner Vorwärtsbewegung entlang des Kabels behindert wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abtrennen des ein unterirdisch verlegtes Kabel umgebenden Erdreichs zur Demontage des Kabels und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen« bei dem das Eindringen einzelner Materialteilchen in den Bereich zwischen dem Kabel, an dem sich das Kabelräumgerät entlang bewegt und ^J:m rohrförmigen Gerätekörper des Kabelräumgerätes in einer technisch und wirtschaftlich unaufwendigen Weise und gleichzeitig betriebssicher verringert und möglichst verhindert wird, so daß eine Unterbrechung der Bewegung des Geräiekörpers entlang des Kabels oder eine Beschädigung des Kabels und/odca-des Gerätekörpers verhinderbar ist

Diese Aufgabe wird nach einem Verfahren gemäß der eingangs beschriebenen Art durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmaie gelöst.

Zur Lösung der Aufgabe sieht die Erfindjng ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit den im Patentanspruch 4 gekennzeichneten Merkmalen vor.

Weitere vorteilhafte Verfahrensschritte und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt

F i g. 1 eine an sich bekannte Gesamteinrichtung zum Austauschen eines unterirdisch verlegten Kabeis mit einem Kabelräumgerät in einer schaubildlichen Ansicht und

Fig.2 ein Kabelräumgerät gemäß Fig. 1 mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung in teilweise senkrechter Schnittdarstellung in einer seitlichen Teilansicht.

F i g. 1 zeigt schematisch zwei in einem Abstand voneinander angeordnete Transformatorenstationen 10 und 12 unc' ein zwischen diesen verlaufendes Erdkabel 14. Die Figur zeigt ferner schematisch ein mit 16 bezeichnetes Kabelräumgerät, d. h. ein Gerät zum Abtrennen oder Lockern des Erdreichs längs des Kabels 14 und in dessen Umgebung zu dem Zweck, es verhältnismäßig leicht zu machen, das vorhandene Kabel herauszuziehen und et-durch ein neues Kabel IE zu ersetzen. Hierzu enthält das Gerät 16 einen Gerätekörper, d. h. einen das Kabel verfolgenden Körper 20, der mit dem Kabel 14 verbunden ist und auf ihm von der Transformatorenstation 10 zu der Transformatorenstation 12 hin entlanggleitet Dieses Gerät führt eine Einrichtung zum Abtrennen cder anderweitigen Lockern des Erdreichs längs des Erdkabels und in dessen Umgebung mit sich. Sobald das Kabelräumgerät 20 die Station 12 von der Station 10 her erreicht, kann das Kabel 14 leicht von einem Ende her, beispielsweise von der Station 12 aus, aus dem Boden herausgezogen werden, wobei eine Vorrichtung wie eine Kraftwinde benutzt werden kann. Gleichzeitig kann das eine Ende eines Ersatzkabels 18 beispielsweise an der Station 10, das mit 22 bezeichnet ist, an dem anderen Ende des herauszuziehenden Kabels 14 befestigt werden. Auf diese Weise kann beim Herausziehen des Kabels 14 aus dem Erdreich das Kabel 18 in seine Lage in dem Erdreich hineingezogen werden.

Bei einer bekannten Ausführungsform verwendet das Gerät Druckflüssigkeit, vorzugsweise Druckwasser, zum Lockern des das üabel 14 umgebenden Erdreichs und einen hydraulischen Antrieb zum Bewegen des Kabelräumgerates. Durch Verwendung von Wasser- oder anderen l'lüssigkeilsslrahleii zur l'reiniai'hmn; des Kabels längs seiner Ausdehnung wird ein das Kabel umgebender Schlamm gebildet Dieser hilft das Kabel in einer relativ lockeren Lage im Boden zu haken und dient zum Verhindern eines Zusammenfallens des Erdreichs oberhalb des Kabels, bevor dieses herausgezogen werden kann. Dabei ist zu beachten, daß der das Kabel zunächst umgebende Boden gewöhnlich relativ frei von großen

ίο Steinen und Felsbrocken ist, da das Kabel bei seiner ursprünglichen Verlegung im allgemeinen in einem offenen Graben angeordnet war, der anschließend mit Erdreich aufgefüllt wurde. Dadurch wird es naturgemäß erleichtert, die Umgebung des Kabels mit Wasserstrahls len od. dgl. aufzubohren. Sowohl das Druckwasser als auch das hydraulische Medium, vorzugsweise öi, kann auf einem Fahrzeug an die Transformatorenstation 10 herangebracht werden. Wie F i g. 1 zeigt, gehört zu dem Kabelräumgerät 16 eine Druclcwasserquelle, d.h. ein Wasserbehälter 24 und eine elektrisch angetriebene Wasserpumpe 26 zur Erzeugung «ser Wasserstrahlen zum Ausbohren des Bodens um das Kabel herum. Zu dem Gesamtsystem gehört ferner eine hydraulische Pumpe 28 in Verbindung mit einem Druckmediumspeieher 30 und Steuerventilen 32, die zur Versorgung des Kabeh aumgerätes 16 dienen.

In F i g. 2 ist der vordere Endbereich eines derartigen Kabelräumgerätes dargestellt wobei das vordere Ende des im wesentlichen rohrförmigen und um das Kabel 14 angeordneten Rohrkörpers 36 mit 35 bezeichnet ist Der Rohrkörper 36 ist mit einer Anzahl von Wasserdüsen 38 versehen, die mit einer geeigneten Verbindung, wie beispielsweise der Leitung 40, mit der auf dem Fahrzeug 34 angeordneten Druckwasserversorgung verbunden sind.

Um die Bewegung des Rohrkörpers 36 entlang des Kabels 14 in Vorwärtsrichtung, wie es durch die Pfeile 42 angedeutet ist, durchzuführen, muß das Vorderteil 35 derart ausgebildet sein, daß es entweder auf der Außenoberfläche des Kabels 14 gleitfähig ist oder es muß einen Abstand zum Kabel 14 aufweisen. Wie in F i g. 2 da-gestellt ist ist das Vorderteil 35 ebenso wie der gesamte Rohrkörper 36 um das Kabel herum und einen Abstand zum Kabel aufweisend angeordnet, wobei ein ringförmiger Abstandsbereich 44 zwischen dem Vorderteil 35 und dem Kabel 14 ausgebildet wird. Daher ergibt sich ersichtlich die Möglichkeit, daß Materialteilchen, die sich vor dem Kabelräumgerät 20 befinden, in diesen Bereich 44 vom vorderen Ende des Vorderteils 25 her eindringen, wenn sich das Kabelräumgerät 20 entlang des Kabels 14 vorwärts bewegt. Daher ist das Kabelräumgerät 2G mit der nachstehend beschriebenen Einrichiung 70 versehen, mit der diese Möglichkeit des Eindringens von Materialteilchen wesentlich reduzierbar und gegebenenfalls vermeidbar ist.

Die Einrichtung 70 umfaßt einen Nasenring 4G₁ der lösbar befestigt in einer entsprechenden Öffnung in Vorderteil 35 des Rohrkörpers 36 und konzentrisch um das Kabel 14 und zum Kabel 14 einen radialen Abstand aufweisend angeordnet ist Dieser Ring 46 ist mit einer Anzahl von kreisförmig angeordneten und einen Abstand zueinander aufweisenden Düsenwegen 48 versehen, die sich durch den Körper des Ringes 46 abwärts bewegen und von ihrem hinteren Ende zu ihrem vorderen Ende (in Bewegungsrichtung des Kabelräumgerätes gesehen) einen ab>värts geneigten Winkel aufweisen. Die hinteren Enden dieser DUsenwege 48 sind so angeordnet daß sie zur Aufnahme und Übergabe von Fluid mit einer ringförmigen Sammelleitung 50 verbunden

sind, wobei sich die Leitung 50 durch den gesamten Rohrkörper 36 bis zu seinem hinteren Ende erstreckt, wo sie an eine Versorgungsleitung 54 angeschlossen ist. Die Versorgungsleitung 54 verbindet die Sammelleitung 52 mit einer geeigneten, in der Zeichnung nicht dargestellten und vom Fahrzeug 34 getragenen Versorgungseinrichtung zur Versorgung mit Druckluft. Der Nasenring 46 wird durch den Nasenring-Halter 56 in seiner Stellung gehalten, der unmittelbar vor dem Nasenring 46 in der vorderen öffnung des Rohrkörpers 36 zwar fest, aber nicht notwendigerweise geklebt befestigt ist, so daß aufgrund der lösbaren Verbindung der Nasenring gegebenenfalls leicht austauschbar ist.

Mit dem Nasenring 46 und dem Nasenring-Halter 56 wird die Druckluft durch die Düsen wege 48 in den Umgebungsbereich 44 in Form von Druckluftstrahlen 60 eingeleitet Wie in F i g. 2 dargestellt ist, passieren diese Druckluftstrahlen 60 den Bereich 44 in Vorwärtsrichtune und treten im Frontbereich de.« Halteringes 56 aus. Diese Luftstrahlen dienen dazu, den möglichen Eintritt von Materialteilchen in den Bereich 44 vom Bereich vor dem Haltering 56 zu verringern und bevorzugterweise zu verhindern. Je größer diese Luftstrahlen oder Luftdüsen 60 ausgebildet sind, um so geringer ist die Möglichkeit, daß irgendwelche Materialteilchen in den Bereich 44 vom Frontbereich des Kabelräumgerätes eindringen. Dies hat die Wirkung, daß das Innere des das Kabel 14 umgebenden Gehäuses vor eindringenden Materialteilchen geschützt isL

Bei einem Betrieb des Kabelräumgerätes mit der voranstehend beschriebenen Einrichtung 70 wird überlicherweise eine Druckluftquelle mit einem Druck von 90 psi (etwa 1300 bar) zur Versorgung der einzelnen Düsenwege 48 verwendet. Diese Düsen- bzw. Druckluftversorgungswege 48 treten in den Umgebungsbereich 40 unter einem Winkel von 15° zur Längsachse des Kabels 14 ein. Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die voranstehend beispielhaft angegebenen Druck- und Winkelwerte. Abweichungen bezüglich des Druckes liegen ebenso im Rahmen der Erfindung wie ein andersartiger Winkel der Luftversorgungswege 48 zur Kabellängsachse. Darüber hinaus besteht noch die Möglichkeit, daß außer Luft auch andere Luft-Gas-Gemische oder Gase für den gleichen Zweck verwendet werden. Jedoch hat es sich herausgestellt, daß Wasserstrahlen oder andere Flüssigkeiten diesem Zweck nicht in gleicher Weise dienen.

Der zur Befestigung des Nasenringes 46 vorgesehene Halter 56 ist derart ausgebildet, daß er zur Verhinderung der Oberflächenreibung in dem Fall dient, wenn das Kabelräumgerät jiner Kurve des Kabels folgt. Dies wird dadurch bewirkt, daß der Haltering 56 mit einem Frontbereich versehen ist, der an seiner vom Rohrkörper 36 abgewandten Seite angeordnet ist und der eine kreisförmige Stirnfläche hat, in der eine sich radial gekrümmt erweiternde öffnung ausgebildet ist Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Krümmungsfläche 58 mit einem Krümmungsradius von 3/16" versehen. Der Rückhaltering 56 ist bevorzugterweise aus einem relativ harten Material, wie beispielsweise aus rostfreiem Stahl, hergestellt um eine Reibung mit den konzentrischen (in der Zeichnung nicht dargestellten) Null-Leitern zu vermeiden, die speziell bei unterirdisch verlegten stromführenden Kabeln um derartige Kabel angeordnet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abtrennen des ein unterirdisch verlegtes Kabel umgebenden Erdreichs zur Demontage des Kabels, bei dem ein rohrförmiger Gerätekörper mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende das Kabel umgebend angeordnet wird, nach Anordnung des Gerätekörpers um das Kabel der Gerätekörper zur Vorwärtsbewegung in Kabellängsrichtung entlang des Kabels angetrieben und während der Bewegung des Gerätekörpers entlang des Kabels das das Kabel umgebende Erdreich vor dem Gerätekörper vom Kabel abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gasstrom in einen ringförmigen Umgebungsbereich zwischen dem Kabel und einem Frontbereich vor dem Gerätekörper mit einer von der Geschwindigkeit der Bewegung des Gerätekörpers abhängigen, vorbestimmten Orientierung des Gasstroms und mit einem zur wesentlichen Reduzierung des Eintritts von Materialteilchen in den Umgebungsbereich ausreichenden Gasdruckes eingeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas aus Luft besteht und daß die Luft eine Anzahl von Luftströmen bildend von ringförmig um das Kabel herum angeordneten Punkten zum Kabel und von diesem radial nach außen gerichtet geleitet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet daß r.'"e Gas/Luftströme in einem Winkel zum Kabel geneigt zum Kabel geführt werden und daß die Abtrennung des das Kabel umgebenden Erdreichs unter Anwendung von zumindest einem hochdruckbeaufschlagten Wasserstrom in dem Bereich vor dem Gerätekörper während der Bewegung des Gerätekörpers entlang des Kabels durchgeführt wird.

4. Vorrichtung zum Abtrennen des ein unterirdisch verlegtes Kabel umgebenden Erdreichs zur Demontage des Kabels mit einem rohrförmigen Gerätekörper, der das Kabel umgebend positionierbar ist, mit einem vorderen Ende und einem hinteren Ende, einer Antriebsvorrichtung zur Vorwärtsbewegung des Gerätekörpers in Kabellängsrichtung entlang des Kabels bei das Kabel umgebender Anordnung des Gerätekörpers und einer Einrichtung, die am vorderen Ende des Gerätekörpers angeordnet ist, zum Abtrennen des das Kabel umgebenden Erdreichs während der Bewegung des Gerätekörpers entlang des Kabels, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (70) zur Einleitung eines Gasstromes in einen ringförmigen Umgebungsbereich (44) zwischen dem Kabel (14) und einem Frontbereich vor dem Gerätekörper (36) mit einer von der Geschwindigkeit der Bewegung des Gerätekörpers (36) abhängigen, vorbestimmten Orientierung des Gasstroms und mit einem zur wesentlichen Reduzierung des Eintritts von Materialteilchen in den Umgebungsbereich (44) ausreichendem Gasdruck.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinleitungseinrichtung (70) mit einer Einrichtung (46, 48) zur Leitung einer Anzahl von Gasströmen von ringförmig um das Kabel angeordneten Punkten zum Kabel und von diesem radial nach außen versehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (46,48) zur Hinleitung der Gasströme zum Kabel die Gasströme in einem Winkel zum Kabel geneigt zuführend angeordnet ist
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Einrichtung (38) zur Zuführung eines hochdruckbeaufschlagten Flüssigkeitsstromes in den Bereich vor dem Gerätekörper (36) während der Bewegung des Gerätekörpers (36) entiang des Kabels (14) aufweist.

ίο 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinleitungseinrichtung (70) mit einem lösbar befestigten, vor dem Ende des Gerätekörpers (36) angeordneten Nasen-Einsatzstück (46) und mit einer das Nasen-Einsatzstück (46) in der Einrichtung (36) halternden Halterungsvorrichtung (56) versehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungsvorrichtung (56) mit einem vorderen Teil, das vor dem Gerätegehäuse (36) angeordnet ist und mit einer ringförmigen vorderen Stirnfläche (58), die einen nach außen gewölbten Radius im Bereich des Kabeleintritts/-austritts aufweist, versehen ist