DE3938038A1 - Verfahren zum verlegen von unterwasserkabeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verlegen von Unterwasserkabeln, insbesondere solchen mit Lichtwellenleiter, bei dem das armierte Kabel auf einem Verlegeschiff von einer Kabeltrommel oder einem Ringbund abgezogen und dort bei der Verlegung in küstennahen Gebieten mit zumindest einem zusätzlichen Zugelement zusammengeführt, mit diesem verbunden und gemeinsam mit dem Zugelement auf dem Meeresgrund verlegt wird.

Unterwasserkabel unterliegen besonderen Beanspruchungen, denen bei der Konstruktion Rechnung getragen werden muß. In größeren Wassertiefen treten sehr hohe Drücke auf, denen das Kabel standhalten muß. Ein Eindringen von Feuchtigkeit in die Kabelseele muß auf jeden Fall vermieden werden. Bei der Verlegung wird das Kabel sowohl Biegekräften als auch Längszugkräften ausgesetzt. Besonders starke Gefährdungen für das Kabel treten in küstennahen Gebieten auf, wo das Kabel durch Schleppnetze oder Anker beschädigt werden kann.

Kabel mit Lichtwellenleiter zeichnen sich gegenüber herkömmlichen Nachrichtenkabel dadurch aus, daß der für die gleiche Übertragungsleistung erforderliche Seelendurchmesser nur ein Bruchteil dessen ausmacht, der für Kabel mit Kupferleitern erforderlich ist. Darüber hinaus tritt eine Gewichtsverminderung auf. Beides zusammen - geringerer Durchmesser und geringeres Gewicht - hat zur Folge, daß gegenüber den bei der Verlegung und durch die großen Wassertiefen auftretenden Kräfte eine wesentlich geringere Armierung für das Kabel erforderlich ist. Wegen der hohen Beanspruchung in küstennahen Gebieten ist jedoch eine stärkere Armierung für das Kabel erwünscht. So weisen Unterwasserkabel z. B. eine zweifache Stahlrunddrahtarmierung über der Kabelseele auf. Der Außendurchmesser solcher Kabel beträgt 27 mm und das Gewicht 1700 kg/km. Die maximale Versand- und Verlegelänge beträgt höchstens 30 km, d. h. alle 30 km muß eine Muffe gesetzt werden, in welcher sowohl die Lichtwellenleiter als auch die Armierungslagen verbunden werden müssen.

Durch die DE-OS 34 03 086 ist ein zugfestes Seekabel bekanntgeworden, welches aus einem Kunststoffröhrchen besteht, in dem mehrere Lichtwellenleiter innerhalb einer hochviskosen Masse verlegt sind. Auf der Mantelfläche des Kunststoffröhrchens ist eine Lage aus aufgeseilten Stahldrähten vorgesehen, die innerhalb einer Füllsubstanz gelegen sind. Oberhalb der Stahldrahtarmierung befindet sich ein Kunststoffmantel. Ein solches Miniaturkabel hat einen Außendurchmesser von weniger als 10 mm und ein Gewicht von weniger als 200 kg/km. Ein derartiges Kabel kann in einer Länge von 100 km gefertigt, versandt und verlegt werden. Die bei der Verlegung und in großen Meerestiefen auftretenden Beanspruchungen werden von dem Kabel aufgenommen. Die relativ schwache Armierung würde jedoch nicht den beschriebenen mechanischen Beanspruchungen in küstennahen Gebieten standhalten.

Aus der EP-OS 02 51 252 ist eine Zusatzarmierung für Seekabel bekannt, die lediglich in den küstennahen Gebieten vorgesehen wird. Die Zusatzarmierung besteht nach einem der Ausführungsbeispiele aus einem langgestreckten Profil aus Kunststoff, welches zwei Stahlseile einschließt. In den Zwickelräumen zwischen den Stahlseilen ist je eine Kammer vorgesehen, in welche das Kabel eingelegt wird.

Der Nachteil dieser Ausgestaltung besteht darin, daß der Querschnitt dieses Profils im Verhältnis zum Querschnitt des Lichtwellenleiterkabels sehr groß ist und von daher die in einem Stück fertigbare Länge nicht groß ist, so daß die Profile häufig miteinander verbunden werden müssen. Dies ist insbesondere für die Stahlseile recht aufwendig. Darüber hinaus führt die bekannte Lösung zu einer zumindest in einer Richtung gesehen kaum biegbaren Armierung, so daß Richtungsänderung bei der Verlegung nur mit großen Radien vorgenommen werden können. Bei Zugbelastung der Armierung wird die Dehnung auf das Unterwasserkabel übertragen, da über größere Strecken das Unterwasserkabel aufgrund der Reibung nicht mehr verschiebbar ist.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Verlegen eines Unterwasserkabels anzugeben, welches wesentlich kostengünstiger ist als das bekannte Verfahren, und welches es erlaubt, daß die in einen Stück verlegbare Länge des mit der zusätzlichen Armierung versehenen Kabels wesentlich größer gewählt werden kann und daß das zusatzarmierte Kabel wesentlich biegbarer als die bekannte Lösung ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß mindestens zwei Stahlseile von je einer Trommel oder einem Ringbund abgezogen werden und a) parallel verlaufend mit dem Kabel zusammengeführt und mit dem Kabel durch Schellen oder eine Bewicklung verbunden werden oder b) mit dem Kabel verseilt werden.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß durch die Zusammenführung der einzelnen Armierungselemente mit dem Kabel und deren Verbindung miteinander erst kurz vor der Verlegung ein Maximum an Länge für das zusätzlich armierte Kabel ohne Verbindungsstellen erzielbar ist.

Das zusatzarmierte Kabel ist flexibel, so daß die bei der Verlegung auftretenden Biegekräfte nicht schädlich sind. Richtungsänderungen des Kabels im Laufe der Verlegung sind ebenfalls möglich. Mit besonderem Vorteil werden die Stahlseile und das armierte Kabel mit wechselnder Schlagrichtung verseilt. Dadurch kann das Verseilgut von feststehenden Vorräten abgezogen werden.

Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die zusätzliche Armierung aus lediglich einem Stahlseil besteht, gegenüber welchem das armierte Kabel eine Überlänge aufweist und an welchem das armierte Kabel mittels Schellen in bestimmten Abständen befestigt wird. Bei dieser Ausgestaltung wird das armierte Kabel mit einer größeren Geschwindigkeit als das Stahlseil von einer Vorratsspule oder einem Ringbund abgezogen.

In Weiterbildung dieser Ausgestaltung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß das armierte Kabel mit dem Stahlseil mit wechselnder Schlagrichtung verseilt bzw. mit wechselnder Schlagrichtung um das in Längsrichtung verlaufende Stahlseil herumgeseilt wird und daß die Schellen im Bereich der Umkehrstellen der Schlagrichtung angebracht werden.

Die Schellen können eine Verschiebung des Kabels in Umfangsrichtung um das Stahlseil ermöglichen, wodurch das Kabel bei Dehnungen des Stahlseils weitgehend spannungsfrei bleibt.

Es besteht auch die Möglichkeit, das armierte Kabel derart an dem Stahlseil zu befestigen, daß zwischen den Befestigungspunkten ein Durchhang für das armierte Kabel entsteht.

Die Stahlseile sind mit besonderem Vorteil aus Gründen des Korrosionsschutzes verzinkt und/oder bitumiert und/oder werden mit einer Kunststoffschicht versehen.

Bei den letztgenannten Lösungen ist vorteilhaft, daß bei einer Dehnung der Zugelemente das armierte Kabel dehnungsfrei bleibt.

Die Erfindung ist anhand der in den Fig. 1a bis 3b schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Fig. 1a, 2a und 3a zeigen Ansichten der Stirnfläche von Kabeln mit einer Zusatzarmierung, während die Fig. 1b, 2b und 3b seitliche Ansichten derselben Kabel zeigen.

In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind zwei Stahlseile 2 mit einem armierten Lichtwellenleiter 1 zusammengeführt und in bestimmten Abständen durch eine Schelle 3 miteinander verbunden. Das Lichtwellenleiterkabel besteht in nicht dargestellter aber an sich bekannter Weise aus mehreren Lichtwellenleitern, welche eingebettet in einer hochviskosen Masse z. B. auf der Basis von Petrolat, Vaseline etc. innerhalb eines Kunststoffrohres angeordnet sind. Auf der Mantelfläche des Kunststoffrohres sind eine Vielzahl von die Mantelfläche abdeckenden Stahldrähten vorgesehen, die in einer Abdeckmasse eingebettet sind. Oberhalb der Stahldrahtarmierung ist noch ein Kunststoffmantel angeordnet. Anstelle des Kunststoffrohres kann auch ein dickwandiges längsnahtgeschweißtes Metallrohr vorgesehen sein, wobei dann u. U. auf eine Stahldrahtarmierung verzichtet werden kann. Solche Lichtwellenleiterkabel haben einen Außendurchmesser von in etwa 8-10 mm und können deshalb in einer Länge von bis zu 100 km in einem Stück d. h. ohne Verbindungsstellen gefertigt, transportiert und verlegt werden. Das beschriebene Lichtwellenleiterkabel kann den bei der Verlegung und den in großen Wassertiefen auftretenden Beanspruchungen ohne weiteres standhalten. Für die Verlegung in flacheren Gewässern ist jedoch wegen der dort herrschenden höheren Beanspruchungen eine Zusatzarmierung erforderlich. Die Zusatzarmierung wird auf dem Verlegeschiff mit dem Lichtwellenleiterkabel 1 zusammengeführt und gemeinsam mit diesen verlegt.

Die in Fig. 1a und Fig. 1b als Zusatzarmierung wirkenden Stahlseile 2 verlaufen parallel zu dem Lichtwellenleiterkabel 1. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die zwei Stahlseile 2 mit dem Lichtwellenleiterkabel 1 verseilt werden, um das zusatzarmierte Kabel flexibel zu machen. Mit besonderem Vorteil werden die Stahlseile 2 und das Lichtwellenleiterkabel 1 mit wechselnder Schlagrichtung verseilt (SZ-Verseilung). Daraus entsteht der Vorteil, daß die Vorratstrommeln für die Stahlseile 2 und das Lichtwellenleiterkabel 1 ortsfest gelagert werden können.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2a und 2b befinden sich die Stahlseile 2 und das Lichtwellenleiterkabel 1 in einer Ebene und sind durch Schellen 3 zusammengehalten, die aus zwei Halbschalen zusammengesetzt sind. Die Halbschalen bestehen vorteilhaft aus Kunststoff und sind, durch einen Schnappverschluß, durch Nieten, Schrauben etc. zu der Schelle 3 verbunden. In der Fig. 2a bzw. 2b ist eine Verbindung der Hälften durch Nieten 4 dargestellt.

Die Fig. 3a und 3b zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel, in dem lediglich ein Stahlseil 2 vorgesehen ist. Das Lichtwellenleiterkabel 1 ist vorteilhafterweise um das Stahlseil 2 herumgeseilt, und zwar wiederum mit wechselnder Schlagrichtung. An den Wendepunkten sind die Schellen 3 angeordnet.

Die Stahlseile 2 sind zweckmäßigerweise verzinkt. An Stelle der Verzinkung oder auch zusätzlich dazu kann eine Beschichtung aus Bitumen und oder Kunststoff vorgesehen werden.

Durch Nutzung des erfindungsgemäßen Verlegeverfahrens mit einer zusätzlichen Armierung vor Ort kann die Armierung auf die Kabellängen beschränkt werden, die in geringen Wassertiefen verlegt werden. Dadurch, daß eine Kabellänge von bis zu 100 km in einem Stück verlegt werden kann, sinken die Kosten für die Fertigung, den Transport, die Verlegung, die Montage sowie durch Einsparung von Muffen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Verlegen von Unterwasserkabeln, insbesondere solchen mit Lichtwellenleitern, bei dem das armierte Kabel auf einem Verlegeschiff von einer Kabeltrommel oder einem Ringbund abgezogen und dort bei der Verlegung in küstennahen Gebieten mit zumindest einem zusätzlichen Zugelement zusammengeführt ist, mit diesem verbunden und gemeinsam mit dem Zugelement auf dem Meeresgrund verlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Stahlseile von je einer Trommel oder einem Ringbund abgezogen werden und

• a) parallel verlaufend mit dem Kabel zusammengeführt und mit dem Kabel durch Schellen oder eine Bewicklung verbunden werden oder
• b) mit dem Kabel verseilt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlseile mit dem Kabel mit wechselnder Schlagrichtung verseilt und der Verseilverbund durch eine Bewicklung festgelegt ist.

3. Verfahren zum Verlegen von Unterwasserkabeln insbesondere solchen mit Lichtwellenleiter, bei dem das armierte Kabel auf einem Verlegeschiff von einer Kabeltrommel oder einem Ringbund abgezogen und dort mit zumindest einem Stahlseil zusammengeführt, mit diesem verbunden und gemeinsam mit dem Stahlseil auf dem Meeresgrund verlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Armierung aus lediglich einem Stahlseil besteht, gegenüber welchem das armierte Kabel eine Überlänge aufweist und an welchem das armierte Kabel mittels Schellen in bestimmten Abständen befestigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das armierte Kabel mit dem Stahlseil mit wechselnder Schlagrichtung verseilt bzw. mit wechselnder Schlagrichtung um das in Längsrichtung verlaufende Stahlseil herumgeseilt wird und daß die Schellen im Bereich der Umkehrstellen der Schlagrichtung angebracht werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das armierte Kabel derart an dem Stahlseil befestigt wird, daß zwischen den Schellen ein Durchhang für das armierte Kabel entsteht.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schellen eine Verschiebung des Unterwasserkabels in Umfangsrichtung ermöglichen, wenn eine Zugbelastung auf das Stahlseil einwirkt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlseile verzinkt und/oder bitumiert sind und/oder eine äußere Kunststoffschutzhülle aufweisen.