DE3511085A1 - 20 kV underwater cable having telecommunications lines inserted - Google Patents
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Abstract
Description
20 kV-Seekabel mit eingelegten Nachrichtenleitungen20 kV submarine cable with inserted communication lines
Die Erfindung betrifft ein dreiadriges, längswasserdichtes 20 kV-Seekabel mit eingelegten Nachrichtenleitungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Seine wichtigsten Aufbauelemente sind: Adern: Cu-Leiter, VPE-lsolierung, Cu-Drahtschirm und PE-Mantel; Seele: 3 Adern verseilt, mit Papiertrensen rundgetrenst und in den Zwickeln Leck-Kontrolladern; darüber: Mantel, Bewehrung und Schutzhülle; Quellpulver.The invention relates to a three-core, longitudinally watertight 20 kV submarine cable with inserted communication lines according to the preamble of claim 1. Its The most important structural elements are: Cores: Cu conductor, XLPE insulation, Cu wire screen and PE sheath; Core: 3 cores stranded, separated with paper bits and in the Twist leak control cores; above: jacket, reinforcement and protective cover; Swelling powder.
Ein solches Kabel ist in der DE-PS 29 40 193 als längswasserdichtes, kunststoffisoliertes Mittel- oder Hochspannungskabel beschrieben. Dieses hat Kabeladern mit einem mehrdrähtigen, an sich nicht längswasserdichten Leiter, und als Dichtmittel ist in den Leiter Quellpulver eingebracht und auf ihn eine Schicht Quellpulver aufgebracht. Das Entsprechende gilt für die über der Beiterisolierung aufgebrachte metallische Abschirmung.Such a cable is in DE-PS 29 40 193 as longitudinally watertight, plastic-insulated medium or high voltage cable described. This has cable cores with a multi-wire conductor that is not longitudinally watertight, and as a sealant swelling powder is introduced into the conductor and a layer of swelling powder is applied to it. The same applies to the metallic applied over the conductor insulation Shielding.
Das Dichtmittel ist ein in Wasser quellfähiges Pulver auf organischer Basis, so aus einem Zelluloseäther, Polysaccharid oder Polyacrylamid.The sealant is an organic powder that swells in water Based on a cellulose ether, polysaccharide or polyacrylamide.
Des weiteren ist in zwei Zwickelräumen der Kabeladern je eine Beck-Kontrollader angeordnet. Die Isolierung der einen Kontrollader ist perforiert, genauer: sie ist in Abständen von etwa 100 mm mit Durchbrechungen versehen, in deren Bereich der Kontrolleiter freigelegt ist. Beide Kontrolleiter sind an dem einen Ende des Kabels miteinander, und an dem anderen Ende mit einem Isolationsmeßgerät verbunden. Dringt nun wasser in das Kabel ein, gelangt es durch die Perforierung bis zum Kontrollleiter und bildet dort eine Kontaktbrücke, welche mittels des Meßgerätes zur Anzeige und Ortung der Leckstelle herangezogen werden kann.Furthermore, there is a Beck control wire in each of the two gusset spaces of the cable cores arranged. The insulation of one control vein is perforated, or more precisely: it is provided with perforations at intervals of about 100 mm, in the area of which the Control supervisor is exposed. Both control conductors are connected to one another at one end of the cable, and connected at the other end to an insulation measuring device. Now water penetrates into the cable, it gets through the perforation to the control conductor and forms there a contact bridge, which by means of the measuring device to display and locate the Leak can be used.
Bei diesem bekannten Kabel könnte die Längswasserdichtheit in der Wirkung immer noch verstärkt, und in Aufbau sowie Herstellung vereinfacht werden.In this known cable, the longitudinal watertightness in the Effect still increased, and simplified in structure and manufacture.
Weiter ist es bekannt, in die Zwickel der verseilten Adern eines Starkstromkabels andere Leiter bzw. Leitungen mit verschiedenem Aufbau und verschiedener Funktion einzulegen, so Schutzleiter, Steuerleiter, Signalleiter und neuerdings auch Lichtwellenleiter (LWL). So ist in der DE-OS 28 01 231 ein Starkstromkabel angegeben, das einen mehrschichtigen, elastomeren Mantel hat, bei dem die Adern mit kurzer Schlaglänge verseilt sind, und bei dem in wenigstens einem der zwischen den Kabeladern gebildeten Außenzwickel ein LWL-Fasern enthaltendes Verseilelement (eine LWL-Leitung) untergebracht ist. Die LWL befinden sich lose in schlauchförmigen, mehrschichtigen Kunststoffhüllen, die auf ein zugfestes Kernelement aufgeseilt unfl gemeinsam von einer ersten Hülle aus vorgerecktem aromatischem Polyamid und einer lose sitzenden zweiten Hülle aus einem fluorierten Äthylen-Propylen-Copolymerisat umgeben sind.It is also known to work in the gusset of the stranded cores of a power cable other conductors or lines with different structures and different functions insert, such as protective conductors, control conductors, signal conductors and, more recently, fiber optic cables (LWL). For example, in DE-OS 28 01 231 a power cable is specified, which has a multilayer, has an elastomeric sheath in which the cores are stranded with a short pitch, and in the case of at least one of the outer gussets formed between the cable cores a stranding element containing fiber optic fibers (a fiber optic line) is housed. The fiber-optic cables are loosely in tubular, multilayer plastic sleeves, which are roped onto a tensile core element and shared by a first shell made of pre-stretched aromatic polyamide and a loose-fitting second cover a fluorinated ethylene-propylene copolymer are surrounded.
Dieses Kabel dient zur Stromversorgung von Baggern und es ist zugleich zur Übertragung von Steuersignalen eingerichtet. Dazu ist die Ausbildung der LWL-Leitung ausführlich beschrieben, wogegen der Aufbau des Starkstromkabels nicht weiter erwähnt ist.This cable is used to power excavators and it is at the same time set up for the transmission of control signals. In addition, the training of the fiber optic cable is required described in detail, whereas the structure of the power cable is not mentioned further is.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein 20 kV-Seekabel der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art mit einer leistungsfähigen Nachrichtenübermittlung auszurüsten und zugleich seine Längswasserdichtheit zu verstärken.The invention is based on the object of a 20 kV submarine cable im Preamble of claim 1 specified type with a powerful message transmission to equip and at the same time to strengthen its longitudinal watertightness.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Wesentlich ist hierbei, daß zum einen der Cu-Leiter der Kabeladern eindrahtig (massiv) ausgeführt und der Aderschirm mit Quellpulver versetzt ist, und zum anderen in jeden Außenzwickel eine Nachrichtenleitung eingelegt ist, nämlich ein LWL-Kabel, ein FM-Kabel und ein FM-Vierer. Einzelheiten zu den Nachrichtenleitungen sind in Anspruch 2, zum Quellpulver in den Ansprüchen 3 und 4 angegeben.This task is with the characterizing features of the claim 1 solved. It is essential here that, on the one hand, the copper conductors of the cable cores are single-wire (solid) and the core screen is mixed with swelling powder, and on the other hand a communication line is inserted in each outer gusset, namely a fiber optic cable, an FM cable and an FM quad. Details of the communication lines are in Claim 2, specified in claims 3 and 4 on the swelling powder.
Die Erfindung bringt den Vorteil, daß man ohne größeren Aufwand mit dem Kabel eine hohe Nachrichten-Übertragungsleistung, und bei dem Kabel eine sehr hohe Ijängswasserdihtheit erhält.The invention has the advantage that you can with no major effort high message transmission performance for the cable, and very high for the cable high longitudinal water tightness.
Die Kabel kann mit beson(lerem Vorteil als Offshore-Seekabel eingesetzt werden, um eine vor der Küste liegende, unbemannte Ölplattform von einer Lcmdstation aus mit elektrischer Energie zu versorgen, zu betreiben, zu überwachen und zu steuern. Hierbei gewährleistet dieses kombinierte Energie-/Nachrichtenkabel die notwendige Sicherheit der Nachrichtenverbindung zwischen de beiden Stationen.The cable can be used with particular advantage as an offshore submarine cable to an offshore, unmanned oil platform from an Lcmdstation from supplying, operating, monitoring and controlling with electrical energy. This combined energy / communication cable ensures the necessary Security of the communication link between the two stations.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die Figur zeigt einen Querschnitt durch ein dreiadriges, längswasserdichtes 20 kV-Seekabel mit je einer Nachrichtenleitung in den 3 Außenzwickeln der Kabeladern, Bezeichnet sind mit 1 Cu-Leiter: eindrahtig (massiv), 35 mm2 2 VPE-Isolierung: innere Leitschicht / Isolierung / äußere Leitschicht, dreifach extrudiert, Gesamtdicke 7 mm 3 Aderschirm: Cu-Drähte längsgeschlagen, darüber Cu-Band gewendelt (Kontaktwendel) 4 PE-A(lermantel: extrudiert 5 Papiertrensen in den Aderzwickeln 6 Schichtenmantel: Al-Folie PE-copolymerbeschichtet, darüber H))-PE-Mant el 7 Bewehrung: Stahldrahte verzinkt (80 mm 8 Äußere- Schutzhülle: Garn mit Bitumen, Kabelaußendurchmesser 11 Quellpulver: auf organischer Basis 12 LWL-Kabel: 6 Lichtwellenleiter im Kern / Kunststoff-Umhülung / Lage zugfester Litzen / Kunststoff-Außenmantel 13 }?M-Kabel: Fernmelde-Vierer mit VPE-Aderisolierung und PE-Mantel 14 FM-Vierer : mit PE-Aderisolierung, 2 Adern mit perforierter, 9 Adern mit voller Isolierung Bei em erfindungsgsgemäßen Kabel ist besonders der massive Kupferleiter 1 herauszustellen, ctenn die massive Ausführung brin't c ine 100%ige Längswasserdichtheit im Leiterbereich.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. The figure shows a cross section through a three-core, longitudinally watertight 20 kV submarine cable with one communication line each in the 3 outer spandrels of the cable cores, marked with 1 copper conductor: single wire (solid), 35 mm2 2 VPE insulation: inner conductive layer / insulation / outer conductive layer, triple extruded, total thickness 7 mm 3 core shield: Cu wires laid lengthways, over it Coiled copper tape (contact coil) 4 PE-A (outer jacket: extruded 5 paper strands in the wire gussets 6 layered jacket: Al foil, PE copolymer coated, over it H)) - PE jacket el 7 reinforcement: galvanized steel wires (80 mm 8 outer protective cover: yarn with bitumen, Outer cable diameter 11 swelling powder: on an organic basis 12 fiber optic cables: 6 fiber optic cables in the core / plastic sheath / layer of tensile strands / plastic outer sheath 13}? M cable: Telecommunication quad with XLPE core insulation and PE sheath 14 FM quad : with PE core insulation, 2 cores with perforated, 9 cores with full insulation In the case of a cable according to the invention, the solid copper conductor 1 is particularly to be emphasized, ctenn the massive design brings 100% longitudinal watertightness in the ladder area.
Im C;£hirr'bereich 3 unterhalb des PE-Adermantels 4 wird die Längswasserdichtheit durch das dort eingebrachte Quellpulver 11 erreicht. Dieses kann beispielsweise aus Carboxymethylzelluloe und/oder Guarkernmehl (ein Polysaccharid) bestehen. Im Tren3enbereich kann man ein Weiterwandern der Feuchtigkeit in Längsrichtung verhindern, wenn man zwischen die Papiertrensen 5, die beim Eindringen von Feuchtigkeit etwas aufquellen, ebenfalls Quellpulver 11 einbringt.The longitudinal watertightness is achieved in the C; £ hirr 'area 3 below the PE wire jacket 4 achieved by the swelling powder 11 introduced there. This can for example consist of carboxymethyl cellulose and / or guar gum (a polysaccharide). in the In the door area, moisture can be prevented from migrating lengthways, if you are between the paper bits 5, something when moisture penetrates swell, also introduces swelling powder 11.
In einen der Außenzwickel der Kabeladern ist das Lichtwellenleiter-Kabel 12 eingelegt. In seinem Kern liegen lose 6 LWL, und sie werden von einer Kunststoffhülle, einer Lage zugfester Litzen und einem Kunststoffmantel umgeben. Das LWL-Kabel übernimmt die komplexe Nachrichtenübertragung mit den bekannten Vorteilen der L\VL: größte Bandbreite für die Übertragung und keine Probleme mit elektrischen und magnetischen Feldern, Sicherheitsabstinden und Schutzmaßnahmen. Damit erhält man bei dem kombinierten Energie-/Nachrichtenkabel den Vorteil, daß die Nachrichtenübertragung durch elektrische Störgrößen und induktive Beeinflussungen, etwa bei einem Kurzschluß im Energiekabelteil, nicht gestört wird. Das LWL-Kabel dient im Fall des Anschlusses einer vor der Küste in See liegenden, unbemannten olplattform zur Übertragung von Daten zwischen dem Prozeßrechner in der Landstation und dem Rechnersystem auf der Plattform und zur Übertragung von Fernsehbildern mehrerer Kameras von der Plattform zur Landstation.The fiber optic cable is in one of the outer gussets of the cable cores 12 inserted. In its core there are 6 fiber optic cables loosely, and they are covered by a plastic sleeve, surrounded by a layer of tensile strands and a plastic sheath. The fiber optic cable takes over the complex message transmission with the known advantages of the L \ VL: largest Bandwidth for transmission and no problems with electrical and magnetic Fields, safety margins and protective measures. This gives you the combined Energy / communication cables have the advantage that communication is carried out by electrical Disturbance variables and inductive influences, for example in the event of a short circuit in the power cable section, is not disturbed. The fiber optic cable is used in the event that one is connected off the coast at sea, unmanned oil platform for the transmission of data between the Process computer in the land station and the computer system on the platform and to the Transmission of television images from several cameras from the platform to the land station.
Im zweiten Aderzwickel des kombinierten Kabels liegt das Fernmeldekabel 13, bei dem ein FM-Vierer mit VPE-Aderisolation von einem PE-Mantel umgeben ist. Es dient dem amtsberechtigten Fernsprechverkehr.The telecommunication cable is located in the second wire gusset of the combined cable 13, in which an FM quad with XLPE core insulation is surrounded by a PE jacket. It serves the officially authorized telephone traffic.
Im dritten Aderzwickel liegt der FM-Vierer 14 mit PE-Aderisolierung, aber ohne Mantel. Bei zwei seiner Adern ist die PE-Isolierung in kurzen Abständen (von ca. 10 cm) perforiert.In the third wire gusset is the FM quad 14 with PE wire insulation, but without a coat. Two of its cores have PE insulation at short intervals (approx. 10 cm) perforated.
Dies sin die Leck-Kontrolladern, mit denen eine Isolationsüberwachung des Trensenraumes möglich ist. Jeder Feuchtigkeitseinbruch wird sich in einer Minderung der elektrischen Isolation der Kontrolladern bemerkbar machen, so daß eine Feh-ZerCeststellung mit hilfe einer normalen Fehlerort-Meßbrücke probleml.os erfolgen kann. - Die beiden anderen Adern des FM-Vierers 14 sind vollisoliert, und sie dienen der Signalübertragung (Not-Schaltbefehle).These are the leak control cores that are used to monitor the insulation of the bridle room is possible. Any ingress of moisture will result in a reduction make noticeable of the electrical insulation of the control cores, so that a faulty ZerCeststellung can easily be done with the help of a normal fault location measuring bridge. - The two other wires of the FM quad 14 are fully insulated, and they are used for signal transmission (Emergency switching commands).
Uber der Verseilung (bei einem Seelendurchmesser von rund 50 mm und mit einer Schlaglänge von rund 850 mm) ist der Schichtenmantel 6 aufgebracht. Er besteht aus einer PE-copolymerbeschichteten Al-Folie, über die ein kräftiger PE-Mantel (Qualitat HD) extrudiert ist. Solche Schichtenmäntel werden seit längerem in der Fernmelde-Kabeltechnik für gasdrucküberwachte Kabel eingesetzt. Bei dieser Konstruktion kann der Innenraum des Kabels unter leichten R)erdruck gesetzt werden, womit eine Kontrolle der Dichtheit des Mantels möglich ist.Above the stranding (with a core diameter of around 50 mm and with a lay length of around 850 mm) the layered jacket 6 is applied. He consists of a PE-copolymer-coated Al-foil over which a strong PE-jacket (Quality HD) is extruded. Such layered coats have long been used in the Telecommunication cable technology used for cables monitored by gas pressure. With this construction the interior of the cable can be put under slight pressure, causing a Control of the tightness of the jacket is possible.
Die Überwachung von Innendruck und Isolationswiderstand während der kritischen Phasen nach der Werksabnahme, wie Transport, Einschießen und Legen des Kabels, gewährleisten mit sehr großer Sicherheit eine funktionsfähige Verbindung.Monitoring of internal pressure and insulation resistance during the critical phases after factory acceptance, such as transport, sighting and laying of the Cables, guarantee a functional connection with a very high degree of security.
Bei dem vorbeschriebenen Kabel sind die LWL zur Nachrichtenübertragung eingesetzt. Nun ist seit längerem bekannt, LWL als Sensoren zur Überwachung von physikalischen Zustandsänderungen in Bauteilen einzusetzen. So sind in der DE-OS 30 15 391 Uberwachungsverfahren mit LWL-Sensoren für mechanische Verformung (Zug und Druck), Temperatur, Magnetfelder oder harte Strahlung beschrieben. - Bei einem LWL-Sensor ist der primärbeschichtete Lichtwellenleiter für den jeweiligen Sensorzweck speziell prapariert und von einer Schutzhülle umgeben. So sind in der DE-OS 33 05 234 TWL-Sensoren für Zugkräfte beschrieben, bei denen zwischen dem LWL und der zugfesten Umhüllung aus faserverstärktem Kunststoff eine inhomogen strukturierte Kunststoffschicht angeordnet ist, welche die Sensorempfindlichkeit erhöht.In the cable described above, the fiber optic cables are used to transmit messages used. It has long been known to use fiber optic cables as sensors for monitoring to use physical changes of state in components. So are in the DE-OS 30 15 391 Monitoring method with fiber optic sensors for mechanical deformation (Train and pressure), temperature, magnetic fields or hard radiation. - At a Fiber optic sensor is the primary coated fiber optic cable for the respective sensor purpose specially prepared and surrounded by a protective cover. So are in DE-OS 33 05 234 TWL sensors for tensile forces are described where between the fiber optic cable and the tensile strength Cover made of fiber-reinforced plastic, an inhomogeneously structured plastic layer is arranged, which increases the sensor sensitivity.
Nun könnte man die Überwachungsfunktionen des vorbeschriebenen kombinierten Energie-/Nachrichtenkabels noch erweitern, wenn man L\A1Lensoren zwischen die Drähte der Aderschirme 3, die Papiertrensen 5 der Aderzwickel und/oder die Drähte der Bewehrung 7 einfügt.Now the monitoring functions of the above could be combined Power / communication cables expand if L \ A1Lensoren between the wires the wire shields 3, the paper bits 5 of the wire gussets and / or the wires of the reinforcement 7 inserts.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: FELTEN & GUILLEAUME ENERGIETECHNIK AG, 5000 KOELN, |
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8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
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