DE4242038A1 - Ankoppeleinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Ankoppeleinrichtung nach dem Ober­ begriff des Hauptanspruchs.

In Energiekabeln und Phasenseilen mitgeführte und auf Hochspan­ nung liegende Lichtwellenleiter finden immer stärker Einzug in die Energietechnik. Die Lichtwellenleiter dienen nicht nur der Nachrichtentechnik, sondern werden auch als Sensoren für die Betriebsüberwachung, beispielsweise zur Temperaturüberwachung von Einrichtungen der Energieübertragungsstrecken (z. B. Trans­ formatoren) eingesetzt.

Es sind Ankoppeleinrichtungen bekannt, in denen die Lichtwel­ lenleiter eines Phasenseils vom ihm getrennt und spannungsmäßig ausgekoppelt werden, wobei sie unter einem Potentialgradienten bis auf Erdpotential gebracht und an eine optische Nachrichten­ leitung angekoppelt werden (DE 88 01 841.5 U1). Dieses Konzept gestattet nicht den Übergang von Lichtwellenleiter-Energiekabel auf Phasenseile oder von Endeinrichtungen, in denen die Licht­ wellenleiter auf Spannungsniveau verbleiben, auf Phasenseile.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ankoppeleinrich­ tung anzugeben, mit der elektrische und optische Verbindungen zwischen einem Lichtwellenleiter-Energiekabel oder einer End­ einrichtung mit Temperatur- oder Betriebsüberwachung mittels Lichtwellenleiter auf Hochspannungsniveau und einem Phasenseil allein bzw. einem Phasenseil und einem optischen Datenkabel er­ möglicht werden.

Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptan­ spruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.

Die Ankoppeleinrichtung, die insbesondere für den Spannungsbe­ reich bis 36 kV einsetzbar sein soll, besteht im wesentlichen aus einem als Isolierstützer ausgebildeten Isolierkörper, der an einer auf Erdpotential liegenden Halterung befestigbar ist und einer stromleitenden Tragplatte, welche auf der Freiluft­ seite stromleitend mit dem Energieleiter im Isolierstützer fest verbunden ist. Die Tragplatte trägt ein Gehäuse, welches der Aufnahme von Lichtwellenleiter-Überlängen dient. Der Energie­ transport und die Datenübertragung erfolgen durch die gesamte Länge des Isolierstützers. Auf der Freiluftseite - entweder befestigt an der Tragplatte oder am Gehäuse - befinden sich stromleitende Befestigungsmittel zum Haltern mindestens eines Phasenseils. Die Halterung des Isolierkörpers auf Erdpotential kann ein Traggestell oder eine Traverse eines Mastens oder die Oberfläche einer Endeinrichtung selbst sein. Bei letzterem wird an den Anwendungsfall gedacht, bei dem mittels Lichtwellenlei­ tern die Temperatur der Endeinrichtung (beispielsweise in einem Transformator) überwacht wird, wobei die Lichtwellenleiter in der Endeinrichtung auf Spannungspotential liegen.

Der Energieleiter, beispielsweise der eines See- oder Erdkabels oder eine Stromschiene eines Transformators ist zusammen mit mindestens einem auf Hochspannung mitgeführten Lichtwellenlei­ ter oder einer aus mehreren Lichtwellenleitern gebildeten Bün­ delader bis zum oberen Ende durch den Isolierkörper hindurchge­ führt.

Das Gehäuse kann mit der Tragplatte fest verbunden oder auf die Tragplatte auf schraubbar sein. Das Phasenseil (mit oder ohne Lichtwellenleiter) kann am Gehäuse befestigt sein, dann ist das Gehäuse auch stromführendes Element. Das Gehäuse besteht aus Kunststoff und ist außen, möglicherweise auch innen, mit einer metallischen Leitschicht - vorzugsweise aus Aluminium mit ausreichendem Leiterquerschnitt - überzogen. Als Alternative kann das gesamte Gehäuse aus Leitmetall (vorzugsweise aus Alu­ minium) ausgebildet sein.

Der Isolierkörper kann für den Mittelspannungsbereich vorzugs­ weise aus einem aufschiebbaren Freiluftendverschluß bestehen, wie er beispielsweise in DE 88 05 133.1 U1 beschrieben ist.

Die Tragplatte oder das Gehäuse hat Befestigungsmittel für min­ destens ein Phasenseil. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Tragplatte auch unlösbar (als Klemm- oder Lötverbin­ dung) mit dem Energieleiter ausgebildet sein.

Die Befestigungselemente für das Phasenseil, bzw. für ein opti­ sches Datenkabel sind für maximal vorkommende Zugkräfte ausge­ legt. Die Durchführung der Lichtwellenleiter am oberen Ende des Energieleiters ist in der Art einer Gewölbekammer gestaltet. Hiermit wird der elektrische Übergang sichergestellt und die im Energieleiter liegenden Lichtwellenleiter werden keiner Quetschbeanspruchung ausgesetzt.

Das Gehäuse ist als Kammer zur Aufnahme von Lichtwellenleiter­ spleißverbindungen und/oder -überlängen ausgebildet (Spleißkam­ mer). Die in das Gehäuse eingeführten Lichtwellenleiter werden in bekannter und erprobter Art innerhalb der Spleißkammer mit­ einander verbunden.

Von der Ankoppeleinrichtung kann neben dem Phasenseil auch ein optisches Datenkabel abgehen. In diesem Fall sind Befestigungs­ mittel für herausgeführte Lichtwellenleiter vorgesehen. Hier­ bei befinden sich an der Tragplatte oder in der Wandung des Ge­ häuses Mittel (Kabeldurchführung) zum Herausführen und Haltern von Lichtwellenleitern, eines Lichtwellenleiterbündels oder eines optischen Nachrichtenkabels. Das optische Datenkabel wird durch einen Isolator abgestützt auf Erdpotential weitergeführt (wie in der DE 88 01 841 U1).

Die Erfindung wird in den beiden Figuren näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt die Ankoppeleinrichtung und

Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf das Gehäuse der Ankoppeleinrich­ tung in einer zweiten Ausführungsform.

Die Ankoppeleinrichtung 10 besteht aus einem die Hochspannungs­ isolierstrecke bildenden Isolierkörper 12 aus Porzellan und einer Spleißkammer 50, die miteinander starr und hochspannungs­ fest verbunden sind. Die stromleitende Verbindung ist als Hülse 14 am Fuß des Gehäuses 50 ausgebildet. Die Hülse 14 ist auf einen metallenen Anschlußbolzen 15 schraubbar, der mit dem Energieleiter 38 des Energiekabels 30 in elektrischer Verbin­ dung steht.

Der Isolierkörper 12, der in Fig. 1 geschnitten dargestellt ist, sitzt mit seinem unteren Ende auf einer Traverse eines Traggestells 40 (z. B. Mast) und trägt an seinem oberen Ende die Spleißkammer 50. Das Energiekabel 30 ist von unten kommend im Isolierkörper 12 abgesetzt. Von unten nach oben ist in der Fi­ gur dargestellt: die Schirmanbindung 33, der Kabelschirm 32, das Feldsteuerelement 36, die Leiterisolierung 34 (z. B. aus vernetztem Polyethylen VPE) und der Leiter 38. Der Energielei­ ter 38 des Kabels 30 ist mit den Lichtwellenleitern 52 durch den Isolierkörper 12 auf dessen gesamter Länge hindurchgeführt.

Die Lichtwellenleiter 52 des Phasenseils 20 liegen mit einem Gel festgelegt in einem Schutzmantel (Röhrchen) 54 aus Edel­ stahl. In ähnlicher Weise können die Lichtwellenleiter im Energiekabel 30 mitgeführt sein. In der Spleißkammer 50 wird der Schutzmantel 54 abgesetzt. Die Lichtwellenleiter 52 werden freigelegt. Die Lichtwellenleiter 52, bzw. deren Schutzmantel 54 bleiben auf Hochspannungspotential. Die von beiden Seiten in die Spleißkammer 50 eingeführten Lichtwellenleiter 52 sind miteinander gespleißt. In der Spleißkammer 50 kann eine Spleißkassette 56 untergebracht sein, auf der die Überlängen und die Spleißverbindungen abgelegt sind. Die Spleißkammer 50 ist von außen zugänglich und mit einem Deckel 58 verschließbar.

Zum Herausführen eines Lichtwellenleiters 52 aus der Spleißkam­ mer 50 auf Erdpotential ist ein zweite Kabeldurchführung in der Wand der Spleißkammer 50 ausgebildet. Die Durchführung ist in Fig. 1 mit einem Blindstopfen 60 verschlossen. Für den Fall der Anbindung eines optischen Datenkabels läßt sich der Blind­ stopfen 60 entfernen und ein Durchführungsstutzen einschrauben. Von diesem Stutzen wird ein optisches Datenkabel zugfest gehal­ ten.

Die Spleißkammer 50 trägt mindestens eine Schalenstromklemme 22 in üblicher Art zur festen Verbindung mit dem Phasenseil 20 und zur der Aufnahme der Zugkräfte. Die Lichtwellenleiter des Pha­ senseils 20 sind - ohne das Druckkräfte auf die Lichtwellen­ leiter wirken - schonend durch die Stromklemme 22 hindurchge­ führt.

In Fig. 2 ist eine Sicht von oben auf das Gehäuse 50 (ohne Deckel) in einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Tragendes Element für das Gehäuse und das Phasenseil ist eine Tragplatte 42. In der Mitte der Tragplatte 42, die aus Stabilitätsgründen aus Metall ist, befindet sich ein Schraubgewinde 41 zur Befe­ stigung am Anschlußbolzen 15. Das Gehäuse 50 wird auf die Trag­ platte 42 aufgesetzt. Die Tragplatte bildet den Boden des Gehäuses 50. Die Höhe der Gehäusewand, deren Dicke etwa der des Randes 45 der Tragplatte 42 entspricht, definiert die Tiefe und das Innenvolumen des Gehäuses 50. In der Tragplatte 42 sind zwei Durchführungen 46 für Lichtwellenleiter vorhanden. Je nach Platzbedarf für Lichtwellenleiterüberlängen oder deren Spleiß­ verbindungen kann das Gehäuse 50 unterschiedlich tief gewählt werden. Gestrichelt ist eine Spleißkassette 56 eingezeichnet, die an einem Steg 55 an der Gehäuseinnenwand gehalten wird. Auf der Spleißkassette werden die in das Gehäuse geführten Licht­ wellenleiter und ihre Spleißverbindungen abgelegt.

Der Raum zwischen dem Ende des Phasenseils 20 und der Durchfüh­ rung 46 kann (in der Fig. 2 nicht dargestellt) zum Schutz der Lichtwellenleiter mit einem Schrumpfschlauch überbrückt sein. Die kleinere Stromklemme 22′ wird zur Befestigung eines opti­ schen Datenkabels verwendet.

Im Rand 45 sind drei Gewindebohrungen 43 erkennbar. Hier hinein werden Schrauben geschraubt, mit denen das Gehäuse 50 selbst und/oder der Deckel 58 des Gehäuses befestigt wird.

Zum Unterschied zur Anbringung des Phasenseils 20 am Gehäuse 50 gemäß Fig. 1 sind in Fig. 2 an der Tragplatte 42 (nach außen ragend) über jeweils eine Haltestange 44 zwei Schalenstromklem­ men 22, 22′ befestigt. In der größeren Stromklemme 22 ist ein Phasenseil 20 eingeklemmt, aus dem Lichtwellenleiter (in einem Schutzmantel 54 liegend) austreten und durch die Durchführung 46 bis in das Innere geführt sind. Der Schutzmantel 54 mit Lichtwellenleitern wird nach oben in das Gehäuse 50 geführt, wo er abgesetzt ist und die Lichtwellenleiter frei zugänglich sind. Der unterschied zwischen den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen besteht darin, daß in Fig. 1 die Halterung 22 des Phasenseils und das Gehäuse 50 in einer Ebene liegen. Nach Fig. 2 liegt die Halterung 44, 22 des Phasenseils unterhalb des Gehäuses 50. Die Haltekräfte greifen direkt am An­ schlußstutzen 15 an. Die Spleißkammer liegt in einer Ebene über der Halterung 44, 22.

Alle Ecken und Kanten der Ankoppeleinrichtung 10 und des Gehäuses 50 sind gerundet. Weiterhin werden überstehende Teile, insbesondere des Deckels 58, der Durchführungen 46 oder der Hülse 14 vermieden oder zumindest so ausgebildet, daß elek­ trisches Sprühen oder Überschläge konsequent vermeidbar sind.

Claims (9)

1. Einrichtung für die Ankoppelung eines Energiekabels mit Lichtwellenleitern an mindestens ein Phasenseil, wobei das Pha­ senseil freiluftseitig an einer Isoliereinrichtung zugfest be­ festigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Licht­ wellenleiter (52) auf Hochspannung liegend zusammen mit dem Energieleiter (38) die Isoliereinrichtung (12) durchläuft, daß freiluftseitig an der Isoliereinrichtung (12) ein Gehäuse (50) angebracht ist, durch das die durch die Isoliereinrichtung (12) laufenden Lichtwellenleiter (52) führen.

2. Ankoppeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Befestigungsmittel (44, 22, 22′) für das Phasenseil (20) und/oder für herausgeführte Lichtwellenleiter an einer me­ tallischen Tragplatte (42) befinden.

3. Ankoppeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Befestigungsmittel (44, 22, 22′) für das Phasenseil (20) und/oder für herausgeführte Lichtwellenleiter an dem Ge­ häuse (50) befinden.

4. Ankoppeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50) aus Kunststoff ist und außen oder auch innen mit einer Leitschicht überzogen ist.

5. Ankoppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50) aus Leitmetall ist.

6. Ankoppeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50) lösbar befestigt ist.

7. Ankoppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (42) lösbar an der Isoliereinrichtung (12) befestigt ist.

8. Ankoppeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50) als Kammer zur Aufnahme von Lichtwellenleiterspleißverbindungen und/oder -überlängen ausgebildet ist.

9. Ankoppeleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Isoliereinrichtung (12) als aufschiebbarer Freiluftendverschluß ausgebildet ist.