DE4333827C2 - Power transmission cable with fiber optic element - Google Patents
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Description
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Energieübertragung und befaßt sich mit der konstruktiven Ausgestaltung eines Energieübertragungskabels, bei dem unterhalb des Kabelman tels ein Lichtwellenleiterelement (LWL-Element) angeordnet ist. Bei bekannten Kabeln dieser Art ist auf den Leiter ei ne extrudierte, in aller Regel vernetzte Kunststoffisolie rung aufgebracht, der sowohl eine innere als auch eine äu ßere extrudierte Leitschicht zugeordnet ist; weiterhin sind auf die äußere Leitschicht ein Drahtschirm und darüber eine Bewicklung und ein Außenmantel aus Kunststoff aufgebracht.The invention is in the field of energy transmission and deals with the constructive design of a Power transmission cable, in which below the Kabelman arranged an optical fiber element (LWL element) is. In known cables of this type, egg is on the conductor ne extruded, usually cross-linked plastic insulation tion applied, which both an inner and an outer outer extruded conductive layer is assigned; are still a wire screen on the outer conductive layer and one on top Wrapping and an outer jacket made of plastic applied.
Energieübertragungskabel dieser Art werden durch die zu sätzliche Anordnung von LWL-Elementen im Bereich des Lei ters, im Bereich von Zwickelräumen oder im Bereich des Schirmes bzw. des Kabelmantels zusätzlich mit den Funktio nen "Nachrichtenübertragung" und "Sensoren" ausgerüstet. Bei einadrigen Mittel-, Hoch- und Höchstspannungskabeln, bei denen die Verwendung derartiger LWL-Elemente insbeson dere in Betracht kommt, bietet sich vor allem eine Anord nung eines oder mehrerer LWL-Elemente unterhalb des Kabel mantels im Schirmbereich an, sofern dieser Schirm aus drahtförmigen Elementen aufgebaut ist. In diesem Fall kön nen einer oder mehrere Schirmdrähte durch jeweils ein LWL- Element ersetzt werden. Derartige LWL-Elemente sind bei spielsweise in Form eines Kunststoff- oder Metallröhrchens mit darin lose angeordneten Lichtleitfasern handelsüblich (DE 35 18 909 A1, DE 40 27 538 A1). Bei diesen bekannten Energieübertragungskabeln ist das LWL-Element infolge der unmittelbaren Nachbarschaft von Schirmelementen gegen un zulässige mechanische Einwirkungen geschützt. Dies ist jedoch dann nicht mehr der Fall, wenn der Kabelmantel aus Metall besteht und die Schirmfunktion in den Kabelmantel integriert ist.Power transmission cables of this type are made by the additional arrangement of fiber optic elements in the area of the Lei ters, in the area of gusset rooms or in the area of the Shield or the cable sheath with the functio NEN "message transmission" and "sensors" equipped. For single-core medium, high and extra high voltage cables, where the use of such fiber optic elements in particular which comes into consideration, there is above all an arrangement One or more fiber optic elements below the cable coat in the umbrella area, provided that this umbrella is off wire-shaped elements is constructed. In this case one or more shield wires each with a fiber optic Element to be replaced. Such fiber optic elements are included for example in the form of a plastic or metal tube with optical fibers loosely arranged in it, commercially available (DE 35 18 909 A1, DE 40 27 538 A1). With these known Energy transmission cables is the fiber optic element as a result of immediate vicinity of screen elements against un permissible mechanical influences protected. However, this is then no longer when the metal cable sheath exists and the shielding function is integrated in the cable jacket is.
Für Nachrichtenübertragungszwecke sind an sich Lichtwellen leiter-Kabel bekannt, die flach ausgebildet sind und bei denen beidseitig zu einem oder auch mehreren Lichtleitfasern Verstärkungsbauteile angeordnet sind, die aus verseilten Kupfer- und/oder Stahldrähten bestehen (DE 23 28 490 A1, DE 25 13 723 A1, DE 23 55 853 A1, DE 26 00 100 A1). Weiterhin ist es bekannt, für optische Kabel Lichtwellenleiterelemente zu verwenden, die aus mehreren nebeneinander auf einer Folie oder in einer gemeinsamen Umhüllung angeordneten Lichtleitfasern bestehen (DE 39 13 372 A1).There are light waves per se for message transmission purposes known conductor cables that are flat and at which on both sides to one or more optical fibers Reinforcement components are arranged, the stranded Copper and / or steel wires exist (DE 23 28 490 A1, DE 25 13 723 A1, DE 23 55 853 A1, DE 26 00 100 A1). Farther it is known for optical cables optical fiber elements to use, which consist of several side by side on a slide or arranged in a common envelope Optical fibers exist (DE 39 13 372 A1).
Ausgehend von einem Energieübertragungskabel mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Anordnung des Lichtwel lenleiterelementes unterhalb des Kabelmantels so zu wählen, daß der Schutz des LWL-Elementes gegen unzulässig hohe Druckbelastungen auch dann gewährleistet ist, wenn beidseits des LWL-Elementes keine Schirmdrähte angeordnet sind.Starting from an energy transmission cable with the Features of the preamble of claim 1 is the Invention based on the object, the arrangement of the Lichtwel conductor element below the cable sheath so that the protection of the FO element against impermissibly high Pressure loads are guaranteed even if both sides of the FO element no shield wires are arranged.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß ein metallener Kabelmantel mit integrierter Schirmfunktion vorgesehen ist, und daß dem Lichtwellenleiterelement beidseits Stützelemente zugeordnet sind, deren radiale Höhe wenigstens gleich der radialen Höhe des Lichtwellenleiterelements ist und die mit dem Lichtwellenleiterelement formschlüssig verbunden sind. Bei einer derartigen Ausgestaltung werden Druckbeanspruchungen von den seitlich des LWL-Elementes angeordneten Stützele menten aufgefangen, wobei der Abstand dieser Stützelemente zum Lichtwellenleiterelement durch deren formschlüssige Verbindung mit dem LWL-Element fixiert und damit beim Ver legen des Kabels oder bei Auf- und Abwickelvorgängen nicht veränderbar ist.To achieve this object, the invention provides that a metal cable jacket with integrated Screen function is provided, and that the Optical waveguide element assigned support elements on both sides are whose radial height is at least equal to the radial height of the optical waveguide element and that with the Optical waveguide element are positively connected. at such a configuration will be pressure loads of the support elements arranged on the side of the FO element elements caught, the distance between these support elements to the fiber optic element through their positive Connection with the fiber optic element fixed and thus when ver do not lay the cable or during winding and unwinding is changeable.
Als Stützelemente im Sinne der Erfindung können die beid seits des LWL-Elementes angeordneten Bereiche einer fla chen, das LWL-Element einschließenden Umhüllung aus einem Kunststoff dienen, sofern für diese Umhüllung ein Kunst stoff hoher Festigkeit verwendet wird. Geeignete Kunst stoffe sind beispielsweise vernetztes oder unvernetztes Po lyäthylen, Polyurethan und Polyamid. - Insbesondere dann, wenn als Lichtwellenleiterelement wenigstens ein Röhrchen mit darin lose angeordneten Lichtleitfasern eingesetzt wird, empfiehlt es sich, drahtförmige Stützelemente, bei spielsweise Kupferdrähte, zu verwenden, deren Abstand von dem LWL-Element kleiner als der Durchmesser des LWL-Ele mentes ist, und die Stützelemente und das LWL-Element ge meinsam in eine flache Kunststoffumhüllung einzubetten. Beim Herstellen einer solchen Zuordnung und gegenseitigen Fixierung von LWL-Element und Stützelementen kann man so vorgehen, daß das LWL-Element und die beidseitig angeordne ten Stützelemente auf die jeweilige Kabelader aufgeseilt werden und daß anschließend eine Kunststoffschicht auf die Kabelader extrudiert wird, in die dann das LWL-Element und die beiden Stützelemente eingebettet werden. Fertigungs technisch besonders einfach ist es aber, die flache Umhül lung als Band auszubilden, dessen Breite größer als das 6- fache seiner Höhe ist. Ein solches Band, bei dem die Umhül lung selbst die Stützfunktion wahrnehmen kann oder in das außer dem LWL-Element auch Stützelemente eingebettet sind, kann auf das jeweilige Kabel bzw. die Kabelader aufgeseilt werden. Bei Verwendung eines solchen Bandes empfiehlt es sich, daß dessen Höhe etwa das 1,2-fache bis max. das Dop pelte des Durchmessers des LWL-Elementes beträgt.As support elements in the sense of the invention, the two Areas of a fla arranged on the part of the optical fiber element Chen, enclosing the fiber optic element from a Plastic is used, provided that this wrapping is an art High strength fabric is used. Appropriate art fabrics are, for example, networked or uncrosslinked buttocks polyethylene, polyurethane and polyamide. - especially then, if at least one tube as the optical waveguide element with optical fibers loosely arranged therein , it is recommended to use wire-shaped support elements for example, use copper wires whose distance from the fiber optic element is smaller than the diameter of the fiber optic element mentes is, and the support elements and the fiber optic element ge to be embedded together in a flat plastic covering. When making such an assignment and mutual You can fix the fiber optic element and support elements in this way proceed that the FO element and the arranged on both sides th support elements roped onto the respective cable core be and that then a plastic layer on the Cable core is extruded into which the fiber optic element and the two support elements are embedded. manufacturing However, the flat envelope is technically particularly simple training as a band, the width of which is greater than the 6- times its height. Such a tape, in which the wrapping lung itself can perform the support function or in that in addition to the FO element, support elements are also embedded, can be roped onto the respective cable or cable core become. When using such a tape, it is recommended themselves that the height is about 1.2 times to max. the dop pelt of the diameter of the fiber optic element.
Anstelle von LWL-Elementen, die aus einem Röhrchen mit darin lose angeordneten Lichtleitfasern bestehen, können auch LWL-Elemente verwendet werden, die aus mehreren in ei nem flachen Bändchen nebeneinander angeordneten Lichtleit fasern bestehen. In diesem Fall ist das LWL-Bändchen lose in einer Kammer einer flachen, aus extrudiertem Kunststoff bestehenden Umhüllung anzuordnen, wobei entweder in diese Umhüllung beidseits des LWL-Bändchens drahtförmige Stütz elemente eingebettet sind oder daß die flache Umhüllung aus einem Kunststoff hoher Festigkeit besteht. Bei Verwendung von drahtförmigen Stützelementen sollte deren Durchmesser wenigstens gleich der Höhe der Kammer sein, während ihr Ab stand von der Kammer etwa das 1- bis 2-fache der Kammer breite betragen sollte.Instead of fiber optic elements that come from a tube with there may be loosely arranged optical fibers also fiber optic elements are used, which consist of several in one nem flat ribbon side by side light guide fibers exist. In this case the fiber optic ribbon is loose in a chamber of a flat, made of extruded plastic to arrange existing wrapping, either in this Wrapping wire-shaped support on both sides of the fiber optic ribbon elements are embedded or that the flat wrapping out a plastic of high strength. Using of wire-shaped support elements should have their diameter be at least equal to the height of the chamber while its ab stood from the chamber about 1 to 2 times the chamber should be wide.
Bezüglich der Betriebseigenschaften eines so ausgerüsteten Kabels kann es von Vorteil sein, wenn die Umhüllung, in die das Lichtwellenleiterelement eingebettet ist, elektrisch leitfähig ist.Regarding the operational characteristics of a so equipped Cable, it may be an advantage if the wrapping in which the optical waveguide element is embedded, electrically is conductive.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Fig. 1 bis 3 dargestellt. Dabei zeigtEmbodiments of the invention are shown in FIGS. 1 to 3. It shows
Fig. 1 ein einadriges Energieübertragunskabel mit Wellmantel und einem zusammen mit zwei Stützelementen in eine Leitschicht einge betteten LWL-Element, Fig. 1 a single-core Energieübertragunskabel with corrugated sheath and with two support elements incorporated in a conductive layer embedded fiber optic element,
Fig. 2 ein flaches Band mit eingebetteten Stütz elementen und eingebettetem rohrförmigen LWL-Element und Fig. 2 is a flat band with embedded support elements and embedded tubular fiber element and
Fig. 3 ein flaches Band mit eingebettetem LWL- Bändchen und beiseitig angeordneten Stütz- Elementen. Fig. 3 is a flat ribbon with embedded fiber optic ribbon and support elements arranged on both sides.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt eines Energieübertragungska bels, das für eine Übertragungsspannung von 110 kV vorgese hen ist. Dieses Kabel besteht aus dem Leiter 1, einer inne ren extrudierten Leitschicht 2, einer vernetzten Polyathylenisolierung 3, einer äußeren extrudierten Leit schicht 4, einer darüber angeordneten Einbettungsschicht 5, einer Bebänderung 8 und einem gewellten Aluminiummantel 9. - Die auf die äußere Leitschicht 4 aufgebrachte Einbet tungsschicht 5 bildet eine Umhüllung für ein rohrförmiges Lichtwellenleiterelement 6 und zwei beidseitig angeordnete drahtförmige Stützelemente 7. Das LWL-Element 6 und die Stützelemente 7 sind dabei auf die äußere Leitschicht 4 aufgeseilt worden, im gleichen Arbeitsgang ist die Einbet tungsschicht 5 extrudiert worden. Diese ist ebenso elek trisch leitend ausgebildet wie die Bebänderung 8. - Der Ka belmantel 9 übernimmt zugleich die Schirmfunktion des Ka bels. Anstelle eines Wellmantels aus Aluminium kann auch ein gewellter Kupfermantel vorgesehen sein. Ebenso kommt ein nicht gewellter Bleimantel oder ein sogenannter Schich tenmantel mit einer Metallschicht aus Kupfer in Betracht, deren Dicke so bemessen ist, daß sie den erforderlichen Schirmquerschnitt aufweist. Fig. 1 shows the cross section of an energy transfer cable which is hen for a transmission voltage of 110 kV. This cable consists of the conductor 1 , an inner extruded conductive layer 2 , a cross-linked polyethylene insulation 3 , an outer extruded conductive layer 4 , an embedding layer 5 arranged above it, a band 8 and a corrugated aluminum jacket 9 . - The applied to the outer conductive layer 4 embedding layer 5 forms a covering for a tubular optical waveguide element 6 and two wire-shaped support elements 7 arranged on both sides. The fiber optic element 6 and the support elements 7 have been roped onto the outer conductive layer 4 , the embedding layer 5 has been extruded in the same operation. This is just as electrically conductive as the strapping 8 . - The cable jacket 9 also takes on the shielding function of the cable. Instead of a corrugated aluminum jacket, a corrugated copper jacket can also be provided. Likewise, a non-corrugated lead jacket or a so-called layer jacket with a metal layer made of copper, the thickness of which is such that it has the required screen cross section.
Anstelle der in Fig. 1 gezeigten Anordnung mit einem auf die äußere Leitschicht aufgeseilten LWL-Element und paral lel angeordneten Stützelementen sowie einer extrudierten Einbettungsschicht kann man gemäß Fig. 2 auch ein flaches Band 10 aus einem extrudierten Kunststoff wie Polyäthylen, Polyurethan oder Polyamid verwenden, das zugleich eine Um hüllung für ein rohrförmiges LWL-Element 11 und zwei beid seitig angeordnete Stützelemente 12 bildet. Dieses Band, dessen Breite b etwa das 6-fache seiner Höhe h beträgt, kann auf die äußere Leitschicht eines Energieübertragungs kabels aufgesponnen werden. Um dabei das rohrförmige LWL- Element 11 beim Betrieb des Kabels von durch den Kabelman tel ausgeübten Druckbeanspruchungen zu entlasten, ist der Durchmesser der Stützelemente DS wenigstens gleich, vor zugsweise etwas größer als der Durchmesser DL des LWL-Ele mentes 11 gewählt, der beispielsweise 1,2 mm beträgt. In der gemäß Fig. 2 vorgesehenen, möglichst flach ausgestalteten Ausführung des Bandes 10 sind bei gleichen Außendurchmes sern des LWL-Elementes 11 und der Stützelemente 12 der ge genseitige Abstand a dieser Elemente etwas kleiner als der Durchmesser DS der Stützelemente 12 gewählt. Die Höhe h des Bandes 10 beträgt etwa das 1,2-Fache des Durchmessers DS der Stützelemente. Im übrigen ist der Kunststoff des Bandes 10 elektrisch leitend ausgebildet.Instead of the arrangement shown in FIG. 1 with a fiber optic element roped onto the outer conductive layer and parallel arranged support elements and an extruded embedding layer, a flat band 10 made of an extruded plastic such as polyethylene, polyurethane or polyamide can also be used according to FIG. 2, which also forms an envelope for a tubular fiber optic element 11 and two support elements 12 arranged on both sides. This band, whose width b is about 6 times its height h, can be spun onto the outer conductive layer of an energy transmission cable. In order to relieve the tubular fiber-optic element 11 during operation of the cable from pressure forces exerted by the Kabelman tel, the diameter of the support elements D S is at least the same, preferably slightly larger than the diameter D L of the fiber-optic element 11 , the is, for example, 1.2 mm. In the FIG. 2 provided, as flat as possible configured embodiment of the belt 10 are at equal Außendurchmes fibers of the fiber optic element 11 and the support members 12 of the ge genseitige distance a of these elements selected to be slightly smaller than the diameter D S of the support members 12. The height h of the band 10 is approximately 1.2 times the diameter D S of the support elements. Otherwise, the plastic of the band 10 is electrically conductive.
In Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 können auch zwei oder mehr rohrförmige LWL-Elemente 11 zwischen jeweils zwei oder mehreren Stützelementen 12 angeordnet sein.In a modification of the exemplary embodiment according to FIG. 2, two or more tubular fiber optic elements 11 can also be arranged between two or more support elements 12 .
In einer weiteren Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 können die drahtförmigen Stützelemente 12 entfal len, wenn für das Band 10 ein Kunststoff hoher Festigkeit verwendet wird, so daß die beiden Seitenabschnitte des Ban des 10 zugleich eine Stützfunktion wahrnehmen.In a further modification of the embodiment shown in FIG. 2, the wire-shaped support elements 12 can be deleted if a plastic of high strength is used for the band 10 , so that the two side sections of the flange 10 also perform a support function.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 ist ein bändchen förmiges LWL-Element 15, das aus vier in einer gemeinsamen Umhüllung nebeneinander angeordneten Lichtleitfasern be steht, in einer Kammer 14 eines extrudierten Kunststoffban des 13 angeordnet. Der Querschnitt der Kammer 14 ist dabei größer als der Querschnitt des LWL-Bändchens 15 gewählt, so daß dieses lose in der Kammer 14 angeordnet ist. Die Höhe der Kammer beträgt vorzugsweise mindestens das Doppelte der Höhe des LWL-Bändchens 15. - Seitlich der Kammer 14 sind in dem Band 13 die drahtförmigen Stützelemente 16 angeordnet, deren Durchmesser - mit Rücksicht auf den etwas größeren Abstand zur Kammer 14 - größer als die Höhe der Kammer ge wählt ist. Insgesamt beträgt die Breite des Bändchens etwa das 10-Fache seiner Höhe, so daß ein Verdrehen des Bandes bei seiner Aufwicklung auf eine Kabelader mit Sicherheit vermieden wird.In the embodiment shown in FIG. 3, a ribbon-shaped fiber optic element 15 , which consists of four optical fibers arranged side by side in a common sheath, is arranged in a chamber 14 of an extruded plastic strip 13 . The cross section of the chamber 14 is selected to be larger than the cross section of the optical fiber ribbon 15 , so that it is loosely arranged in the chamber 14 . The height of the chamber is preferably at least twice the height of the optical fiber ribbon 15 . - At the side of the chamber 14 , the wire-shaped support elements 16 are arranged in the band 13 , the diameter of which - taking into account the somewhat greater distance from the chamber 14 - is greater than the height of the chamber. Overall, the width of the ribbon is about 10 times its height, so that twisting of the ribbon when winding it onto a cable core is avoided with certainty.
Claims (8)
daß der Kabelmantel ein metallener Kabelmantel (9) mit integrierter Schirmfunktion ist, und
daß dem Lichtwellenleiterelement (6; 11; 15) beidseits Stützelemente (7; 12; 16) zugeordnet sind, deren radiale Höhe (DS) wenigstens gleich der radialen Höhe (D1)des Lichtwellenleiterelements (6; 11; 15) ist und die mit dem Lichtwellenleiterelement (6; 11; 15) formschlüssig verbunden sind.1. Energy transmission cable with an extruded outer conductive layer ( 4 ) applied to the plastic insulation of the conductor ( 1 ) and with an optical waveguide element ( 6 ; 11 ; 15 ) roped onto the extruded conductive layer ( 4 ) and with a cable jacket, characterized in that
that the cable jacket is a metallic cable jacket ( 9 ) with an integrated shielding function, and
that the optical waveguide element ( 6 ; 11 ; 15 ) on both sides are assigned support elements ( 7 ; 12 ; 16 ) whose radial height (D S ) is at least equal to the radial height (D 1 ) of the optical waveguide element ( 6 ; 11 ; 15 ) and the are positively connected to the optical waveguide element ( 6 ; 11 ; 15 ).
daß das Lichtwellenleiterelement (6; 11) aus wenigstens einem Röhrchen mit darin lose angeordneten Lichtleitfasern besteht und
daß die Stützelemente (7; 12) drahtförmig ausgebildet und gemeinsam mit dem Lichtwellenleiterelement (6; 11) in eine flache Kunststoffumhüllung (5; 10) eingebettet sind,
wobei der Abstand (a) der Stützelemente (7; 12) von dem Lichtwellenleiterelement (6; 11) kleiner als der Durchmesser (D1) des Lichtwellenleiterelements (6; 11) ist.3. Power transmission cable according to claim 1, characterized in
that the optical waveguide element ( 6 ; 11 ) consists of at least one tube with loosely arranged optical fibers and
that the support elements ( 7 ; 12 ) are wire-shaped and are embedded together with the optical waveguide element ( 6 ; 11 ) in a flat plastic sheath ( 5 ; 10 ),
wherein the distance (a) of the support elements ( 7 ; 12 ) from the optical waveguide element ( 6 ; 11 ) is smaller than the diameter (D 1 ) of the optical waveguide element ( 6 ; 11 ).
daß das Lichtwellenleiterelement (6; 11; 15) aus einem flachen Bändchen (15) mit mehreren nebeneinander angeordneten Lichtleitfasern besteht
und daß dieses Lichtwellenleiter-Bändchen (15) lose in einer Kammer (14) einer flachen, aus extrudiertem Kunststoff bestehenden Umhüllung (13) angeordnet ist, wobei entweder beidseits des Lichtwellenleiter-Bändchens (15) drahtförmige Stützelemente (16, 16) in die Umhüllung eingebettet sind, deren Durchmesser wenigstens gleich der Höhe der Kammer (14) ist,
oder die flache Umhüllung (13) aus einem Kunststoff hoher Festigkeit besteht.7. Energy transmission cable according to claim 1, characterized in
that the optical waveguide element ( 6 ; 11 ; 15 ) consists of a flat ribbon ( 15 ) with a plurality of optical fibers arranged next to one another
and that this fiber optic ribbon ( 15 ) is loosely arranged in a chamber ( 14 ) of a flat, extruded plastic sheath ( 13 ), either on either side of the fiber optic ribbon ( 15 ) wire-shaped support elements ( 16 , 16 ) in the sheath embedded, the diameter of which is at least equal to the height of the chamber ( 14 ),
or the flat covering ( 13 ) consists of a plastic of high strength.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4333827A1 (en) | 1995-04-06 |
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