DE3905090A1

DE3905090A1 - Aufschiebbare garnitur fuer kunststoffisolierte mittelspannungskabel mit integrierten lichtwellenleitern

Info

Publication number: DE3905090A1
Application number: DE3905090A
Authority: DE
Inventors: Uwe Dipl Ing Amerpohl; Manfred Dipl Ing Beck; Johannes Bruells; Christhart Dipl Ing Albrecht; Wolfgang Siegert
Original assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Priority date: 1989-02-20
Filing date: 1989-02-20
Publication date: 1990-08-23

Description

Die Erfindung betrifft eine aufschiebbare Garnitur (Endverschluß oder Verbindungsmuffe) für kunststoffisolierte Mittelspannungs kabel mit mindestens und vorzugsweise einem integrierten Licht wellenleiter (LWL), kurz MSL-Kabel genannt, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bereits in der DE-A1 35 18 909 sind Starkstromkabel für Spannungen von 6 bis 60 kV beschrieben, in die zur Überwachung des Kabels und Steuerung seines Betriebes LWL eingelegt sind. Unter den verschie denen dort aufgeführten Konstruktionen befindet sich auch ein Einleiter-PE-(Polyethylen)-Kabel, bei dem die LWL in den Cu-Schirm des Kabels eingeseilt sind. Handelt es sich um Nachrichten-LWL (im Unterschied zu Sensor-LWL), so sind die LWL lose in ein Schutz röhrchen eingelegt. Dies ist heute zumeist aus Edelstahl, wie es etwa bei Hochspannungs-Freileiterseilen mit integrierten LWL in der DE-U1 87 05 548 beschrieben ist.

Für die Informationsübertragung in Anlagen der Energietechnik werden LWL in vielfältiger Weise von der EVU (Elektrizitätsver sorgungsunternehmen) und der Industrie eingesetzt. Neu in der Praxis ist die Ausstattung der weit verbreiteten Einleiter-VPE- (Vernetztes Polyethylen-)Kabel mit LWL, z. B. als Kabel des Typs NA2XS2Y 1×150 RM/16, 6/10 kV+LWL.

Zu dessen Herstellung werden in einem Arbeitsgang über den Leiter die innere Leitschicht, Isolierung und äußere Leitschicht extrudiert. Darauf folgt die Schirmverseilung mit den unter und über dem Schirm liegenden Polstern. Mit dem Schirm wird gleichzeitig das Edelstahlröhrchen mit dem(n) LWL auf die Kabelseele geseilt. Darüber wird in gewohnter Weise der PE-Mantel extrudiert. - Der in VDE 0273 festgelegten Aufbau des Kabels wird durch die Anordnung des LWL-Röhrchens im Schirm am wenigsten gestört. Wird eine längs wasserdichte Ausbildung des Kabels gefordert, so kann das LWL- Röhrchen eine Füllung bekommen, die im Inneren eine Ausbreitung von Wasser verhindert.

Endverschlüsse und Muffen für VPE-isolierte Mittelspannungskabel sind zumeist aufschiebbar ausgebildet. Der Endverschluß besteht im wesentlichen aus einem hohlzylindrischen Feldsteuerkörper aus Silikonkautschuk, der mit Preßsitz auf die Leiterisolierung (und mit seinem Fuß auf den Schirm) des stufenweise abgesetzten Kabel endes aufgeschoben wird. Er ist endseitig vollständig und kabel seitig außen als Isolierkörper ausgebildet, kabelseitig innen dagegen als Feldsteuertrichter (aus elektrisch leitend gemachtem Silikonkautschuk), dessen Rohr über die äußere Leitschicht, und dessen Fuß über die zurückgeschlagenen Schirmdrähte des Kabels greift. - Die aufschiebbaren Endverschlüsse sind in dem Prospekt "F für kunststoff- und papierisolierte Kabel bis 36 kV" der F Energietechnik AG, Köln (1988), eine ältere, spezielle Ausführungsform ist in der DE-C3 23 46 567 näher beschrieben.

Bei den aufschiebbaren Verbindungsmuffen ist auf jedes Kabelende der gleiche Feldsteuerkörper wie beim Endverschluß aufgeschoben, der hier zylindrisch, jedoch beim Endverschluß auch keulenförmig der mit Schirmen, ausgebildet ist. Die beiden Leiter werden im Verbindungsbereich von einem Preßverbinder, und weiter nach außen von Kontaktschale, Glättungshülse, Muffenrohr, Schirmverbindung und Schrumpfschlauch umfaßt. - Aufschiebbare Verbindungs- und Endmuffen für kunststoffisolierte Kabel 12 bis 36 kV sind in dem Prospekt "Muffen für Starkstromkabel" der F Energietechnik GmbH, Köln (1985), eine solche Verbindungsmuffe mit einem geteilten Isolierkörper ist in der DE-C2 30 42 595 näher beschrieben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten auf schiebbaren Garnituren für kunststoffisolierte Mittelspannungs kabel so auszubilden, daß sie für solche Kabel mit integrierten LWL (MSL-Kabel), insbesondere für ein Einleiter-VPE-Kabel mit einem im Schirm integrierten LWL, verwendbar sind.

Die Lösung dieser Aufgabe ist mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 angegeben. Sie besteht im wesentlichen darin, daß das LWL-Röhrchen über einen vor dem Feldsteuerkörper auf dem Schirm angeordneten Hilfswickel um- oder ausgelenkt wird, und der LWL mittels eines Spleißes mit einem LWL-Kabel bzw. dem LWL des zweiten MSL-Kabels verbunden ist.

Die Ansprüche 2 bis 6 betreffen Einzelheiten der Garnituren für MSL-Kabel mit einem LWL, so die Ansprüche 2 einen Endverschluß, 3 und 4 eine Verbindungsmuffe, 5 das Material für das LWL-Röhrchen und die Wickelbänder, und 6 den LWL-Spleiß. Schließlich betrifft Anspruch 7 das Spleißgehäuse für MSL-Kabel mit mehreren LWL.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß die auf schiebbaren Garnituren für kunststoffisolierte Mittelspannungs kabel nunmehr auch für solche Kabel mit integrierten LWL verwend bar sind.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Endverschluß für ein Einleiter-VPE-Kabel mit einem im Schirm integrierten LWL,

Fig. 2 eine Verbindungsmuffe für zwei solche Kabel, beide Figuren in teilweise aufgebrochener Seitenansicht, und

Fig. 3 einen LWL-Spleiß im Schnitt.

Fig. 1 zeigt zunächst das übliche Einleiter-VPE-Kabel für Mittel spannung (MS-Kabel) mit dem mehrdrähtigen Cu-Leiter und dem Kabel schuh 1 auf dem Leiterende. Um die Leiterisolierung 2 aus VPE (vernetztem Polyethylen) ist die äußere Leitschicht 3 aufgebracht. Der Schirm 4 besteht aus Cu-Drähten und darüber ist der Kabel mantel 5 aufgebracht. Auf das stufenweise abgesetzte Kabelende ist ein Feldsteuerkörper 6 aus Silikonkautschuk mit Preßsitz auf geschoben. Er ist endseitig vollständig und kabelseitig außen als Isolierkörper (Isolierkeule) 6 a, kabelseitig innen dagegen als Feldsteuertrichter 6 b (aus leitfähig gemachtem Silikonkautschuk) ausgebildet, dessen Rohr über die äußere Leitschicht 3 und dessen Fuß über die zurückgeschlagenen Schirmdrähte 4 greift.

In dieses MS-Kabel ist nun ein LWL dergestalt daß in den Kabelschirm 4 ein vorzugsweise aus Edelstahl bestehendes Schutzröhrchen 8 eingeseilt ist, in das ein umhüllter (sekundär beschichteter und/oder ummantelter) Lichtwellenleiter (LWL) lose angelegt ist (MSL-Kabel).

Der LWL-Endverschluß ist nun so augebildet, daß das LWL-Röhrchen 8 vor dem Feldsteuerkörper 6 umgelenkt ist und der LWL mittels eines Spleißes 9 mit einem LWL-Kabel 10 verbunden ist. Würde der LWL nicht umgelenkt, müßte der Kabelmantel auf einer sehr großen Länge abgesetzt werden.

Beim Umlenken darf der zulässige Biegeradius des LWL nicht unter schritten werden. Dazu ist zunächst der Kabelmantel 5 vor dem Feldsteuerkörper 6 auf etwa gleiche Länge wie der Steuerkörper abgesetzt und um den so freigegebenen Schirm 4 ist ein konischer (faßförmiger) Hilfswickel 7 aus Füllband mit etwa gleichem Außen durchmesser wie der Steuerkörper aufgebracht. Das Füllband ist vorzugsweise aus selbstverschweißendem EPR (Ethylen-Propylen- Rubber), oder aus PE (Polyethylen). Der Hilfswickel 7 dient nicht nur zur Umlenkung des LWL-Röhrchens 8, sondern auch zur Ablage der für das Spleißgerät erforderlichen Mehrlänge des Röhrchens. Um den LWL spleißen zu können, muß nämlich eine ausreichend große Länge (etwa 30 cm) vorhanden sein, damit der LWL ohne mechanische Beschädigung dem Spleißgerät zugeführt werden kann.

Der LWL-Spleiß (Gehäuse) 9 und das Ende des LWL-Kabels 10 sind nun parallel zu und seitlich neben dem Ende des MSL-Kabelmantels 5 angeordnet, und darüber ist ein Schrumpfschlauch 13 aufgebracht, der endseitig unter den umgeschlagenen Schirm 4 und den Fuß des Feldsteuerkörpers 6 greift, der ihn auf den Schirm aufpreßt, und der kabelseitig das Ende des LWL-Kabels und des MSL-Kabelmantels umfaßt, wo die Ausleitung des LWL-Kabels mit einer Dichtmasse 11 abgedichtet ist. So übernimmt der Schrumpfschlauch die Funktion des Kabelmantels, der bei einem MS-Kabel ohne LWL bis in den auf schiebbaren Endverschluß (Feldsteuerkörper) hineingreift.

Fig. 2 zeigt eine Verbindungsmuffe für zwei MSL-Kabel, die so aus gebildet ist, daß auf jedes abgesetzte Ende der beiden Kabel der Feldsteuerkörper 6 aufgeschoben und vor ihm um den Schirm 4 des Kabels der konische Hilfswickel 7 aufgebracht ist. Der Zwickel zwischen dem Wickel 7 und dem Muffenrohr 14 ist mit einem Aus gleichswinkel 12 aus Füllband oder mit Füllmasse ausgefüllt, womit die Umfangslinie von Kabelmantel zum Muffenrohr begradigt ist.

Um die beiden Hilfwickel, die Ausgleichswickel und das Muffenrohr ist eine Abdeckwicklung 15 aus Kunststoffband (EPR oder PE) aufge bracht, und darüber sind die beiden LWL-Röhrchen 8 und 8′ gewickelt, wie beim Endverschluß zur Auslenkung aus dem Schirm und zur Ablage der Mehrlänge. (Die Abdeckwicklung kann entfallen, wenn die Ausgleichswickel ausreichen.) - Das LWL-Spleißgehäuse 9 ist neben dem und parallel zum Muffenrohr 14 angeordnet, und über die gesamte Muffe ist ein Schrumpfschlauch 13 aufgebracht.

Bei dieser mehrteiligen Aufschiebemuffe (Muffenrohr und Feld steuerkörper sind getrennte Teile) werden die Kabelmäntel gering fügig weiter abgesetzt als bei einer einteiligen Muffe. Auf der Seite, wo das Muffenrohr während der Montage abgelegt wird, ist eine Umlenkung des LWL während der Montage notwendig, wozu der vorerwähnte Hilfswickel 7 dient. - Bei einer einteiligen Auf schiebemuffe muß auch für eine ausreichende Mehrlänge der LWL gesorgt werden. Es genügt hier, an jeder Seite der Muffe einen Ausgleichswinkel aufzubringen, damit eine konische Auflage für den LWL entsteht. - Entsprechendes gilt für Wickelmuffen für MSL- Kabel.

Fig. 3 zeigt einen LWL-Spleiß, der für Endverschluß und Muffe gleich ausgebildet ist. Das Ende des LWL-Röhrchens 8 und des Anschluß-LWL bzw. des zweiten LWL-Röhrchens 8′ ist auf etwa 100 mm abgesetzt. Über das so freigelegte Ende des beschichteten LWL 16 ist ein Silikonschlauch 17 geschoben, der einerseits in das LWL- Röhrchen 8 andererseits in das Spleißschutz-Röhrchen 18 eingreift, über Röhrchenende, LWL und Spleißschutz ist ein PTFE-(Polytetra fluorethylen-)Schlauch 20 geschoben, und über die Enden der beiden an der Spleißstelle 19 aneinanderstoßenden PTFE-Schläuche ist ein Schrumpfschlauch 21 aufgebracht. - Der LWL-Spleiß selbst wird in bekannter Technik ausgeführt. Die beiden mechanisch festen und thermisch stabilen Schläuche werden über dem Spleiß zusammenge geschoben und mittels des Schrumpfschlauchs miteinander verbunden. Darüber kommt eine weitere Abdeckung mit einem polsternden Band und einem Schrumpfschlauch, womit das Spleißgehäuse 9 vollständig ist.

Enthält das MSL-Kabel nicht nur einen, sondern mehrere LWL, ist anstelle des schlauchförmigen Spleißgehäuses 9 ein schachtelförmiges (flaches und längliches) biegsames Gehäuse angeordnet und in die Garnitur eingebunden, worin die Spleiße und Mehrlängen der LWL untergebracht sind.

Bezugszeichenliste:

zum üblichen MS-Kabel
1 Kabelschuh auf dem Leiterende
2 Leiterisolierung aus VPE
3 Äußere Leitschicht
4 Schirm, Schirmdrähte aus Cu
5 Kabelmantel
6 Aufschiebbarer Feldsteuerkörper aus Silikonkautschuk
6 a Isolierkörper von 6
6 b Feldsteuertrichter von 6

zu Endverschluß und Muffe für MSL-Kabel
7 Hilfswickel um den Schirm aus Füllband, konisch
8 LWL-Röhrchen aus Edelstahl mit lose eingelegtem LWL
9 LWL-Spleiß, Gehäuse
10 LWL-Kabel
11 Dichtmasse
12 Ausgleichswinkel aus Füllband, oder Füllmasse
13 Schrumpfschlauch
14 Muffenrohr
15 Abdeckwicklung um Muffenrohr und Endverschluß-Hilfswickel

zum LWL-Spleiß
16 LWL, beschichtet
17 Silikonschlauch
18 Spleißschutz
19 LWL-Spleiß, Verbindungsstelle der beiden LWL
20 PTFE-Schlauch
21 Schrumpfschlauch

Claims

1. Aufschiebbare Garnitur (Endverschluß oder Verbindungsmuffe) für kunststoffisolierte Mittelspannungskabel,

- bei der auf das bzw. jedes stufenweise abgesetzte Kabelende ein Feldsteuerkörper (6) aus Silikonkautschuk mit Preßsitz aufge schoben ist, der endseitig vollständig und kabelseitig außen als Isolierkörper (6 a), kabelseitig innen dagegen als Feldsteuer trichter (6 b) ausgebildet ist, dessen Rohr über die äußere Leit schicht (3), und dessen Fuß über die zurückgeschlagenen Schirm drähte (4) des Kabels greift,
- ausgebildet für ein Einleiterkabel mit einem im Schirm (4) ein geseilten Schutzröhrchen (8) in das mindestens und vorzugsweise ein Lichtwellenleiter (LWL) lose eingelegt ist (MSL-Kabel),

dadurch gekennzeichnet,

- daß das LWL-Röhrchen (8) vor dem Feldsteuerkörper (6) um- bzw. ausgelenkt, und der LWL mittels eines Spleißes (9) mit einem LWL- Kabel (10) bzw. mit dem LWL des zweiten MSL-Kabels verbunden ist,
- wozu der Kabelmantel (5) vor dem Feldsteuerkörper (6) auf etwa gleiche Länge wie der Steuerkörper abgesetzt ist und um den so freigelegten Schirm (4) ein konischer Hilfswickel (7) aus Füllband mit etwa gleichem Außendurchmesser wie der Steuerkörper aufge bracht ist, worüber das LWL-Röhrchen (8) zur Umlenkung mit dem zulässigen Biegeradius und zur Ablage der für das Spleißgerät erfor derlichen Mehrlänge gewickelt ist.

2. Endverschluß für MSL-Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet,

- daß das LWL-Spleißgehäuse (9) und das Ende des LWL-Kabels (10) parallel zu und seitlich neben dem Ende des MSL-Kabelmantels (5) angeordnet sind,
- und daß darüber ein Schrumpfschlauch (13) aufgebracht ist, der endseitig unter den umgeschlagenen Schirm (4) und den Fuß des Feldsteuerkörpers (6) greift, der ihn auf den Schirm aufpreßt, und der kabelseitig das Ende des LWL-Kabels (10) und des MSL-Kabel mantels (5) umfaßt, wo die Ausleitung des LWL-Kabels mit einer Dichtmasse (11) abgedichtet ist (Fig. 1).

3. Verbindungsmuffe für MSL-Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet,

- daß auf jedes abgesetzte Ende der beiden Kabel der Feldsteuer körper (6) aufgeschoben und vor ihm um den Schirm (4) des Kabels der konische Hilfswickel (7) aufgebracht ist, und der Zwickel zwischen dem Wickel (7) und dem Muffenrohr (14) mit einem Aus gleichswinkel (12) aus Füllband ausgefüllt ist, womit die Umfangs linie vom Kabelmantel (5) zum Muffenrohr (14) begradigt ist,
- daß um die beiden Hilfswickel (7), die Ausgleichswickel (12) und das Muffenrohr (14) die beiden LWL-Röhrchen (8, 8′) zur Auslenkung aus dem Schirm und zur Ablage der Mehrlänge gewickelt sind,
- und daß das LWL-Spleißgehäuse (9) neben dem und parallel zum Muffenrohr (14) angeordnet, und über die gesamte Muffe ein Schrumpfschlauch (13) aufgebracht ist.

4. Muffe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß um die beiden Hilfswickel (7), die Ausgleichswickel (12) und das Muffenrohr (14) eine Abdeckwicklung (15) aus Kunststoffband aufgebracht ist, worüber die beiden LWL-Röhrchen (8, 8′) gewickelt sind (Fig. 2).

5. Kabelgarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, daß das LWL-Röhrchen (8) aus Edelstahl ist, und die Füllbänder (7, 12) sowie das Abdeckband (15) aus selbstver schweißendem EPR (Ethylen-Propylen-Rubber) oder PE (Polyethylen) sind.

6. Kabelgarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet,

- daß beim LWL-Spleiß das Ende jedes LWL-Röhrchens (8, 8′) auf etwa 100 mm abgesetzt ist, und über das so freigelegte Ende des beschichteten LWL (16) ein Silikonschlauch (17) geschoben ist, der einerseits in das LWL-Röhrchen (8) andererseits in das Spleißschutz- Röhrchen (18) eingreift,
- und das das Spleißgehäuse (9) wie folgt ausgebildet ist: über Röhrchenende, LWL und Spleißschutz ein Schutzschlauch (20), vor zugsweise aus PTFE, über die beiden an der Spleißstelle (19) aneinanderstoßenden Schlauchenden ein Schrumpfschlauch (21), und darüber eine Abdeckung aus polsterndem Band und einem weiteren Schrumpfschlauch.

7. Kabelgarnitur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei MSL-Kabel mit mehreren LWL anstelle des schlauchförmigen Spleißgehäuses (9) ein schachtelförmiges (flaches und längliches) biegsames Gehäuse angeordnet und in die Garnitur eingebunden ist, in dem die Spleiße und Mehrlängen der LWL ange ordnet sind.