DE3405079A1 - Oelgefuelltes mehrkernkabel - Google Patents

Description

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Ölgefülltes Mehrkernkabel

Die Erfindung betrifft ölgefüllte Mehrkernkabel und insbesondere ölgefüllte Mehrkernkabel, die als Unterwasserkabel verwendet werden können.

Bekannte ölgefüllte Mehrkernkabel weisen einen arbeitsmitteldichten Metallmantel auf, der eine Mehrzahl von Kernen umschließt. Jeder Kern weist einen Leiter auf, der mit einer Isolierung bedeckt ist, die mit Isolieröl imprägniert ist. Ferner weisen solche bekannte Kabel Füllstücke, die in den stellaren Räumen des Mantels angeordnet und ebenfalls mit Isolieröl gefüllt sind, und eine Mehrzahl von Kanälen kleinen Durchmessers auf für die Bewegung des Öles in Längsrichtung des Kabels, und diese Kanäle sind in den zuvor genannten Füllstücken eingebettet.

Bei den bekannten ölgefüllten Mehrkernkabeln besteht jeder Ölkanal aus einer zylindrischen Wendel, die aus Metallband gebildet ist und bei der die Windungen in einem Abstand voneinander liegen. Auf der Außenseite des Metallmantels sind weiterhin Abdeckungen und mechanische Verstärkungsgebilde vorgesehen wie beispielsweise Bombagen oder Umwicklungen oder Längsanker.

Die bekannten ölgefüllten Mehrkernkabel, deren Aufbau oben summarisch beschrieben wurde, können gewisse Nachteile haben, insbesondere, wenn sie als Unterwasserkabel verwendet werden.

Ein erster Nachteil besteht darin, daß sie nicht in zufriedenstellender Weise fähig sind, den Stoßen oder Schlagen von Fremdkörpern zu widerstehen, die sich bei einem eingebauten oder verlegten Kabel ergeben können, beispielsweise durch die Wirkung von Ankern oder Fischnetzen, und zwar als Folge nicht ausreichender Abstützung des Metallmantels von den Kernen und von den ölkanälen. Dies führt zu der Notwendigkeit, dort, wo es möglich ist, Sicherheitsmaßnahmen anzuwenden, beispielsweise in den Zonen, in denen die Gefahr, daß das Kabel durch Fremdkörper beschädigt wird, größer ist, das Kabel im Meeresboden oder dgl. zu verlegen. Jedoch können solche Sicherheitsmaßnahmen nicht immer angewendet werden, beispielsweise nicht im Fall von felsigem Meeresboden. Außerdem sind solche Maßnahmen auch nicht immer wirksam.

Ein anderer Nachteil bekannter ölgefüllter Mehrkernkabel und insbesondere von solchen Kabeln, die als Unterwasserkabel verwendet werden, besteht in der Schwierigkeit für das Isolieröl, sich entlang des Kabels und insbesondere in den ölkanälen des Kabels zu bewegen, üblicherweise hat ein Mehrkern-Unterwasserkabel eine sehr große Länge, und die bekannten Kabel haben eine Mehrzahl von ölkanälen kleinen Durchmessers. Daher nimmt der Druckverlust bei der Bewegung des Öles innerhalb des Kabels unvermeidbar hohe Werte an, und zwar nicht nur als Folge der großen Länge der ölkanäle, sondern hauptsächlich als Folge des kleinen Durchmessers der ölkanäle.

Dies führt zu der Notwendigkeit, in dem Isolierölkreis in dem Kabel hohe Drücke anzuwenden, und je höher die Druckverluste in den ölkanälen des Kabels sind, desto höher müssen die Drücke sein.

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Das Vorhandensein hoher Drücke in dem Isolieröl innerhalb des Kabels führt zu der Notwendigkeit, Verstärkungen, Umwicklungen usw. zu verwenden, die gegenüber dem Druck widerstandsfähig sind und die rund um den Kabelmantel angeordnet werden müssen. Je höher der Öldruck innerhalb des Kabels ist, desto stärker müssen diese Umwicklungen, Bombagen, Verstärkungen oder dgl. sein.

Ein weiterer Nachteil, der insbesondere bei ölgefüllten Mehrkern-Unterwasserkabeln angetroffen wird, besteht darin, daß bei Auftreten von Rissen in dem Metallmantel sehr große Mengen Isolieröl auslaufen, was nicht nur zu unerträglichen Verunreinigungen des das Kabel umgebenden Raumes führt, sondern auch ein kontinuierliches Speisen des Kabels mit großen Mengen an Isolieröl erfordert, bis die Reparatur ausgeführt ist, um zu verhindern, daß Wasser in das Kabel eintritt und dieses beschädigt bzw. zerstört.

Ein Zweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein ölgefülltes Mehrkernkabel derart auszuführen, daß die oben genannten Nachteile bekannter Kabel überwunden sind.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein ölgefülltes Mehrkernkabel, bei welchem jeder Kern einen Leiter aufweist, der mit einer mit Isolieröl imprägnierten Isolierung bedeckt ist, wobei jeder Kern an wenigstens einem benachbarten Kern und an dem die Kerne einschließenden Metallmantel tangential anliegt. Gemäß der Erfindung ist ein solches Kabel dadurch gekennzeichnet, daß es einen rohrförmigen oder rohrartigen Körper für Längsbewegung des Öles aufweist, der in dem Mantel angeordnet ist und an diesem und an zwei der Kerne tangential anliegt sowie einen Außendurchmesser hat, der in der gleichen Größenordnung wie der Außendurchmesser der Kerne liegt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung hat der rohrartige oder rohrförmige Körper eine Verformbarkeit in radialer Richtung, die kleiner oder gleich der betreffenden Verformbarkeit des Mantels ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der rohrförmige oder rohrartige Körper dargestellt aus einem rohrförmigen Metallgebilde mit Paßkörpern oder aus einem Metalldrahtgebilde, vorzugsweise aus Aluminium.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine Querschnittsansicht eines ölgefüllten Mehrkern-Unterwasserkabels gemäß der Erfindung, wobei die äußeren Teile des Metallmantels fortgelassen sind.

Fig. 2 ist eine in verkleinert era Maßstab gehaltene Längsschnittansicht nach Linie I-I der Figur 1.

Die Figuren 1 und 2 stellen Schnittansichten eines Teiles eines Kabels mit drei Kernen dar, welches eine besondere Ausführungsform eines ölgefüllten Mehrkernkabels derjenigen Art darstellt, auf welche die Erfindung sich bezieht. In den Figuren 1 und 2 sind die üblichen Abdeckungen, Bombagen, Verstärkungen und Längsanker nicht dargestellt, die rund um den Mantel des Kabels angeordnet werden und die von an sich bekannter Ausführung sind.

Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, befinden sich in dem arbeitsmitteldichten Metallmantel 1, der beispielsweise aus Blei oder Aluminium besteht, drei Leiter 2 und ein rohrartiger oder rohrförmiger Körper 3. Jeder Leiter 2 besteht aus einer Mehrzahl von Metalldrähten 4, die beispielsweise aus Kupfer bestehen und zusammengelegt oder verseilt

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sind. Um die Metalldrähte 4 herum befindet sich eine halbleitende Lage oder Schicht 5, die aus einer Mehrzahl von Wicklungen aus halbleitendem Bandmaterial besteht, beispielsweise aus Kohlenstoffpapier.

Um die halbleitende Schicht 5 jedes Leiters 2 herum ist eine Isolierung 6 vorgesehen, die aus einer Mehrzahl von Wicklungen von Papierbändern aus Zellulose oder aus synthetischem Material gebildet ist, und auf der Isolierung 6 befindet sich eine halbleitende Umhüllung 5, die ebenfalls aus einer Mehrzahl von Wicklungen von Bändern aus halbleitendem Material gebildet ist, beispielsweise mit Bändern aus Kohlenstoffpapier. Das Gebilde aus Leiter 2, halbleitenden Lagen 5 und 7 und aus Isolierung 6 wird üblicherweise als "Kern" bezeichnet.

Der den Ölkanal des Kabels darstellende rohrförmige Körper 3 ist in Berührung mit den halbleitenden Umhüllungen 7 zweier benachbarter Kerne angeordnet, und zwar liegt er tangential an diesen an, wie dies aus Figur 1 ersichtlich ist. Sowohl der rohrförmige Körper 3 als auch alle Kabelkerne, die tangential aneinander anliegen, liegen auch tangential an dem Metallmantel 1 des Kabels an, und der rohrförmige Körper 3 hat in radialer Richtung eine Verformbarkeit, die kleiner oder gleich der betreffenden Verformbarkeit des Metallmantels 1 ist. Diese Eigenschaft kann dem rohrförmigen Körper 3 auf verschiedene Arten verliehen werden, beispielsweise durch geeignete Wahl der Dicke, des Materials oder der Gestaltung.

Die lichte Weite des rohrförmigen Körpers 3 ist als Regel gleich der Summe der drei lichten Weiten der Kanäle bekannter Kabel mit drei Kernen.

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Der rohrförmige Körper 3 ist vorzugsweise dargestellt durch ein rohrförmiges oder rohrartiges Gebilde, welches aus einer Mehrzahl von metallenen Paßkörpern 10 gebildet ist, die insbesondere aus Aluminium bestehen und aneinander befestigt sind. Das genannte Gebilde ist vorzugsweise mit einer halbleitenden Lage 11 umhüllt, die aus einer Mehrzahl von Wicklungen aus einem Band als halbleitendem Material gebildet ist, beispielsweise aus Kohlenstoffpapier, und bei der beschriebenen Ausführungsform befindet sich der rohrförmige Körper 3 mit dera Kabelmantel über die halbleitende Lage 11 in Berührung.

Insbesondere hat jeder metallene Paßkörper 10 im Querschnitt die Gestalt eines gleichschenkeligen Trapezes und er hat auf einer Seite der Trapezgestalt eine Nut, und auf der anderen Seite der Trapezgestalt einen Vorsprung.

Die Gestalt und die Abmessungen der Nuten und der Vorsprünge an den Seiten jedes Paßkörpers 10 sind derart, daß fester Eingriff zwischen den Nuten und Vorsprüngen benachbarter Paßkörper 10 erhalten wird. Wie aus Figur 1 ersichtlich, haben die Paßkörper 10 eine Gestalt, die als Gewölbesteingestalt oder Verschlußsteingestalt bezeichnet wird.

Gemäß einer nichtdargestellten abgewandelten Ausführungsform besteht der rohrförmige Körper 3 aus einem Metalldrahtgebilde, insbesondere aus Aluminium, und dieses Gebilde ist vorzugsweise mit einer halbleitenden Lage umhüllt, die aus einer Mehrzahl von Wicklungen aus Band aus halbleitendem Material gebildet ist.

Der mit der halbleitenden Umhüllung 11 versehene rohrförmige Körper 3 hat allgemein einen Durchmesser, der in derselben Größenordnung wie der Durchmesser der Kerne liegt, und

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vorzugsweise hat er einen Außendurchmesser, dei gleich dem Außendurchmesser der Kerne an der Außenfläche der halbleitenden Umhüllung 7 der Kerne ist.

In den freien Räumen zwischen dem Metallmantel 1 und den halbleitenden Abschirmungen oder Umhüllungen 7 und 11 befindet sich βχηβ Füllung 12 aus Isoliermaterial, vorzugsweise aus Papier.

Weiterhin befindet sich in dem freien Raum zwischen den halbleitenden Umhüllungen 7 und 11 eine Füllung 13 aus Isoliermaterial, beispielsweise aus Papier.

In dem gesamten von dem Mantel 1 umschlossenen Raum befindet sich ein Isolieröl an sich bekannter Art, beispielsweise Alkylbenzoi, welches die Isolierungen der Leiter 2, die Füllungen und den Innenraum des den ölkanal des Kabels darstellenden rohrförmigen Körpers 3 imprägniert.

Im Inneren des rohrförmigen Körpers 3 sind vorzugsweise Einrichtungen zur Flächenverkleinerung angeordnet, und zwar entlang des Kabels an im Abstand voneinander liegenden Stellen.

Figur 2 zeigt eine besondere Ausführungsform einer Einrichtung zum Verkleinern der Fläche oder des Querschnitts des Innenraumes des rohrförmigen Körpers 3, und diese Einrich- · tungen sind entlang des Kabels an im Abstand voneinander liegenden Stellen angeordnet.

Wie in Figur 2 dargestellt, weist die Einrichtung zum Verkleinern der Fläche des Innenraumes des rohrförmigen Körpers 3 eine Art Verengung auf, die die Gestalt eines kleinen Zylinders 14 hat, dessen Innendurchgang oder Bohrung 15 einen Durchmesser hat, der kleiner als der Durchmesser des

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Innenraumes des rohrförmigen Körpers 3 ist. Insbesondere ist für den Kanal eines Kabels gemäß der Erfindung eine Verengung geeignet, wie sie in der I-PS 962 363 beschrieben und dargestellt ist.

Aus der vorstehenden Beschreibung einer besonderen Ausführungsform eines ölgefüllten Mehrkernkabels gemäß der Erfindung und aus den nachstehenden Ausführungen ist bequem zu verstehen, daß durch die Erfindung die eingangs genannten Zwecke erreicht werden.

Ein ölgefülltes Mehrkernkabel gemäß der Erfindung ist gegenüber den Wirkungen von Stoßen, Schlagen und dgl., denen das Kabel insbesondere unterworfen werden kann, wenn es als Unterwasserkabel verwendet wird, mechanisch stärker, da bei einem Kabel gemäß der Erfindung der Metallmantel innen an einer Anzahl von Stellen abgestützt ist, die größer als die Anzahl der Abstütζstellen bei den bekannten Kabeln ist.

Tatsächlich befindet sich bei einem Kabel gemäß der Erfindung der Metallmantel 1 nicht nur in Berührung mit den Leiterisolierungen, die unter Stoßen, Schlagen oder dgl. praktisch unverformbar sind im Vergleich zu der Verformbarkeit der Füllmaterialien unter Stoßen, Schlägen oder dgl., die in den freien Räumen enthalten sind, sondern der Mantel 1 befindet sich auch in Berührung mit dem den ölkanal darstellenden rohrförmigen Körper 3, dessen Verformbarkeit in radialer Richtung kleiner oder höchstens gleich der betreffenden Verformbarkeit des Mantels 1 ist.

Weiterhin ist es im Fall des Auftretens von solchen Stößen oder Schlagen, die ein Reißen des Mantels 1 hervorrufen, bei einem Kabel gemäß der Erfindung möglich, das Auslaufen von Isolieröl im Vergleich zu bekannten Kabeln in großem Ausmaß zu begrenzen. Tatsächlich wird auch in dem Fall, in welchem nicht nur der Mantel 1 reißt, sondern auch der rohr-

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förmige Körper 3 zusammengequetscht wird, das rohrförmige Gebilde aus den miteinander im Eingriff stehenden Paßkörpern zwar verformt, jedoch besteht das Bestreben, daß die Paßkörper miteinander im Eingriff bleiben, so daß kaum öl ausläuft.

Es ist offensichtlich, daß die beschriebenen Vorteile oder Ergebnisse mit den bekannten Mehrkernkabeln nicht erhalten werden können, weil in den bekannten Kabeln der ölkanal durch eine Wendel gebildet ist, bei welcher benachbarte Windungen im Abstand voneinander liegen. Weiterhin arbeitet bei einem Wehrkernkabel gemäß der Erfindung der hydraulische Kreis des Isolieröles in besserer Weise als bei bekannten Kabeln, und zwar als Folge der Tatsache, daß ein einziger Kanal großen Durchmessers für die Bewegung des Öles anstelle von drei getrennten Kanälen vorhanden ist, deren jeder einen kleinen Durchmesser hat, wie es bei bekannten Mehrkernkabeln der Fall ist. Tatsächlich ist der Druckverlust als Folge von Bewegung des Isolieröles in einer Leitung umgekehrt proportional zur vierten Potenz des Durchmessers der Leitung, so daß der Vorteil verständlich ist, der hinsichtlich einer Verringerung des Druckverlustes durch Erhöhung des Durchmessers des Ölkanales erhalten wird.

Weiterhin ergibt sich als Folge der Tatsache, daß der ölkanal eines Mehrkernkabels gemäß der Erfindung eine Innenfläche hat, die sehr viel glatter als die Innenfläche der ölkanäle von bekannten Mehrkernkabeln ist, eine weitere Verringerung der Druckverluste.

Schließlich ist durch die Gestaltung eines ölgefüllten Mehrkernkabels gemäß der Erfindung, insbesondere wenn dieses als Unterwasserkabel verwendet wird, große Sicherheit erhalten gegen das Fließen von Wasser innerhalb des Kabels

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und insbesondere innerhalb des ölkanales des Kabels, wenn sich ein Mantelriß ergeben sollte. Tatsächlich sind in dem ölkanal eines Kabels gemäß der Erfindung an im Abstand voneinander liegenden Stellen Einrichtungen vorgesehen, die dazu dienen, die Fläche des Innenraumes des rohrförmigen Körpers 3 zu verkleinern. Solche Mittel oder Einrichtungen sind bei den bekannten Mehrkernkabeln nicht vorhanden, die ölkanäle haben, welche durch Wendeln gebildet sind, welche in das Füllmaterial des Kabelkernes eingebettet sind.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   Ölgefülltes Mehrkernkabel/ bei welchem jeder Kern einen Leiter aufweist, der von einer mit Isolieröl imprägnierten Isolierung umgeben ist sowie an wenigstens einem benachbarten Kern und an dem die Kerne umschließenden Metallmantel tangential anliegt, dadurch gekennzeichnet , daß das Kabel weiterhin einen rohrförmigen Körper (3) für Längsbewegung des Isolieröles aufweist, der in dem Metallmantel (1) an diesem und an zwei der Kerne (2 bis 7) tangential anliegt und einen Außendurchmesser hat, der in der gleichen Größenordnung

   POSTSCHECKKONTO: MÖNCHEN 50175-809 ■ BANKKONTO: DEUTSCHE BANK A.Q. MÖNCHEN, LEOPOLDSTR. 71, KONTO-NR. 60/35 794

   wie der Durchmesser der Kerne liegt.

   * Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (3) in radialer Richtung eine Verformbarkeit hat, die kleiner oder gleich der radialen Verformbarkeit des Metallmantels (1) ist.

   3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (3) ein metallenes Gebilde aus gewölbe- oder verschlußsteinförmigen Paßkörpern (10) aufweist.

   4. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der rohrförmige Körper ein Metalldrahtgebilde aufweist.

   5. Kabel nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Metallgebilde aus Aluminium besteht.

   6. Kabel nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der metallene rohrförmige Körper (3) mit einer Wicklung (11) aus einem Band aus halbleitendem Material umhüllt oder bedeckt ist.

   7. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der rohrförmige Körper (3) entlang seiner Länge im Abstand voneinander angeordnete Einrichtungen (14, 15) aufweist, durch die die Fläche des Innenraumes des rohrförmigen Körpers verkleinert wird.

   8. Kabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtunrien zum Verkleinern der Fläche

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   des Innenraumes des rohrförmigen Körpers (3) kleine
   Zylinder (14) aufweisen, die mit einer durchgehenden öffnung oder Bohrung (15) versehen und in den Innenraum des rohrförmigen Körpers eingesetzt sind.

   9. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e kennzeichnet , daß es ein Kabel mit drei Kernen (2 bis 7) ist.