DK142860B - Undersøisk oliefyldt elektrisk kabel. - Google Patents

Description

142860 i

Den foreliggende opfindelse angår et undersøisk, oliefyldt, elektrisk kabel, der har en kanal til optagelse af en isolerende olie, hvilken kanal er forsynet med strømningshærranende organer. Det undersøiske kabel kan være 5 lagt på bunden af et hvilket som helst vandløb eller vandområde (flod, sø osv.) og ikke kun på havbunden.

Undersøiske, oliefyldte kabler kan under-brugen udsættes for beskadigelser, som ligger helt udenfor de menneskers ansvar, som tager sig af deres udformning, frem-lo stilling og lægning. Disse skader i form af iturivning skyldes ofte kraftige stød imod kablerne af stumpe eller skarpe legemer, som f.eks. skibsankre.

Kablet fortsætter med at fungere tilfredsstillende, hvis riften kun findes i den ydre beklædning eller stræk-15 ker sig ind til beskyttelseskappen. Hvis riften imidlertid er en sådan, at også det isolerende papir og lederne er skåret over, og hvis kablet endelig er skåret over, strømmer den flydende olie, der konstant tilføres fra passende tanke, og som cirkulerer i kanalerne i kablets indre, ud 2o gennem bruddet.

Hvis diametren af oliekanalen i kablet er relativt stor, kan udstrømningen forårsage alvorlige økonomiske skader på grund af mængden af spildt olie, og endvidere kan den forurene vandløbet, hvor kablet er lagt, da der kan gå 25 lang tid, før kablet repareres.

På den anden side kan en reduktion af diametren af kanalerne begrænse olietabet, men det medfører andre ulemper. Da der i kablets opvarmnings- eller afkølingsovergangsperioder er oliebevægelser langs dette på grund af 3o termisk udvidelse, er det nødvendigt ved udformningen af kablet at tage hensyn til de større tryktab, som skyldes en reduceret diameter. For at opnå et tilstrækkeligt minimumstryk på ethvert punkt i kablet skal der derfor findes højere tryk i andre kabeldele, idet forskellen mellem trykkene 35 er en funktion af tryktabene. En mindre diameter af oliekanalen nødvendiggør derfor en stærkere og dermed en mere kostbar konstruktion.

2 142860

Der foreligger følgelig to problemer, som ville kræve modsatte løsninger. Kanaler med større diameter ville med andre ord være mere hensigtsmæssige for at reducere tryktabene, men på den anden side ville denne løsning 5 forårsage betydeligt oliespild i tilfælde af beskadigelse.

Det har været foreslået at begrænse olieudstrømningen ved hjælp af strømhastighedsreduktionsventiler, som har til formål at forsyne kablet ved dets ender med mindre oliemængder end en forudfastlagt mængde, selv i tilfælde lo af en fuldstændig overskæring af selve kablet. Disse foranstaltninger er faktisk i stand til at reducere den oliemængde, som spildes, men på grund af de forskellige fysiske egenskaber af vand og olie og navnlig på grund af deres overfladespændinger kan det ske, at en eller flere vanddrå-15 ber i den beskadigede zone trænger ind i oliekanalen som følge af den lave strømningshastighed af den lave strømningshastighed af den udstrømmende olie. Efter deres indtrængning kan disse dråber vandre langs kablet hen mod det sted, som har det laveste niveau, og forøger derfor skadens 2o størrelse, da en lang kabeldel skal udskiftes for at sikre, at der ikke findes vanddråber i den reparerede kabelstrækning.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe et oliefyldt, elektrisk kabel med en sådan ud-25 formning, at det er i stand til at standse vandringen af vanddråber langs kablet, således at der kan anvendes store diametre af oliekanalen, og således at der kan opnås en reduktion af oliestrømningshastigheden uden at forårsage de ovenfor angivne ulemper.

3o Det for det undersøiske, oliefyldte, elektriske ka bel ifølge opfindelsen ejendommelige er, at de strømningshæmmende organer består af tværvægge, som er anbragt med en indbyrdes afstand af størrelsesordenen 2oo m i kablets længderetning, og som hver har en åbning af en sådan stør-35 relse, at den tillader gennemstrømning af den isolerende olie, men hindrer passage af vanddråber. Da de angivne tværvægge yder relativt lille modstand mod strømning af olien i 142860 3 oliekanalen med relativt stort tværsnit, kræves der ikke store trykforskelle for at frembringe den oliestrømning, som forårsages af temperaturændringer, og man undgår derfor nødvendigheden af at måtte dimensionere kablet for me-5 get store indre tryk. Samtidig opnår man, at vanddråber, som måtte trænge ind i kablet i tilfælde af brud, bliver standset allerede af den første tværvæg, så at kun en ringe kabellængde ødelægges.

De nævnte åbninger er fortrinsvis cirkulære og har lo en diameter, der er mindre end den diameter, som vanddråberne på grund af deres overfladespænding antager under virkelige driftsbetingelser.

I en foretrukken udførelsesform ifølge opfindelsen består tværvæggene af cylindriske blokke med en diameter, 15 der ikke er mindre end diametren af oliekanalerne.

Alternativt kan tværvæggene også udgøres af rørformede elementer med en diameter, som ikke er mindre end diametren af oliekanalerne og forsynet med en indre tværgående vægdel.

2o Ved en hensigtsmæssig udførelsesform for kablet ifølge opfindelsen er åbningerne gennemgående huller dannet i tværvæggene og beliggende parallelt med kanalernes akser.

Størrelsen af åbningerne i tværvæggene kan ikke be-25 stemmes på generel måde, da den afhænger af mange variable faktorer, blandt hvilke overfladespændingerne og viskosi-teterne af vand og af den anvendte olie er afgørende.

I hvert tilfælde kan størrelsen let bestemmes også på eksperimentel måde, når først de karakteristiske egen-3o skaber ved de anvendte materialer i kablet og dets driftsbetingelser er blevet fastlagt.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, der viser et langsgående snit i et enkoret oliefyldt kabel forsynet med to forskellige ud-35 førelsesformer for anordningen ifølge opfindelsen.

På figuren betegner 1 en hul leder, som omgiver en oliekanal 2. Omkring lederen 1 er der en isolation 3 dannet 4 142860 af papirlag, som er imprægneret med olie. Udenfor denne isolation er der en metalkappe 4, en kappe 41 af elastomert eller plastomert materiale og et antal beskyttende lag af kendt type (bånd, armering osv.), der generelt er 5 betegnet med 5.

Inden i kanalen 2 er vist en første tværvæg 6 dannet af en blok 7 af metallisk materiale, f.eks. af samme materiale som lederen 1 består af. Tværvæggen har en diameter, der ikke er mindre end diametren af kanalen 2 og er forsy-lo net med et hul 8 beliggende langs kanalens akse og med en sådan diameter, at den ikke tillader passage af vanddråber 9.

En vanddråbe 9, som er trængt ind i kablet gennem et brud på dette, og som har nået tværvæggen 6, kan ikke pas-15 sere tværvæggen, da dens overfladespænding vil holde den i en afrundet form og forhindre den i at komme ind i hullet 8, også når der ikke sker nogen oliebevægelse. Bevægelsen af olien i hullet 8 foregår imidlertid i retningen fra enden af kablet imod den beskadigede zone for at komme ud fra 2o denne, og oliebevægelsen er derfor en sådan, at den modvirker vandringen af dråben ind i hullet 8.

Som nævnt ovenfor kan fagmanden bestemme størrelsen af hullet efter at have fastlagt kablets karakteristiske egenskaber. I hvert tilfælde kan det alene som eksempel 25 nævnes, at et kabel med en diameter af oliekanalen på ca.

3o mm, og som er bestemt til at arbejde ved et tryk på 2 15 kg/cm og forsynet med en ventil, der begrænser strømhastigheden i tilfælde af en beskadigelse fra loo 1/min til nogle få liter/min, kan med fordel forsynes med tvær-3o vægge beliggende med regelmæssige mellemrum, der varierer fra ca. 2oo m til 2.ooo m fra hinanden dannet af blokke med en længde på fra 5 mm til loo mm og et midterhul med en diameter, som varierer fra 4 mm til 12 mm.

Alternativt kan tværvæggen have den form, som er 35 angivet med lo i figuren, idet den nemlig kan være dannet af et rørformet element 11, der også har en diameter, som ikke er mindre end diametren af kanalen 2, og som er forsy- 5 142860 net med en indre tværgående væg 12 med et eller flere huller 13 beliggende langs kanalens akse.

Funktionen og dimensionskriterierne for denne udførelsesform er helt analoge med dem, der er angivet ovenfor 5 for den første udførelsesform.

Ved anvendelse af tværvæggene ifølge den foreliggende opfindelse er det muligt at forøge tværsnittet af oliekanalen betydeligt, samtidig med at der kun fås et lille olietab i tilfælde af beskadigelser, og reduktionsventilerlo ne kan indstilles til en relativt lav strømningshastighed.

Eventuelle vandindtrængninger hidrørende fra den lave strømningshastighed standses nemlig af tværvæggene nærmest den beskadigede zone og muliggør derfor udførelse af en reparation af en reduceret længde. På den anden side reducerer 15 anvendelsen af en kanal med stor diameter tryktabene, og kablet kan derfor af de ovenfor angivne, grunde udformes med henblik på mindre påvirkninger i overgangsperioderne, medens tilstedeværelsen af tværvæggene ikke nævneværdigt påvirker de samlede tryktab, da tværvæggene er fordelt langs 2o kablet og udgør lokale tryktab.