DK160385B - Termineret undersoeisk kabel og samling af saadanne kabler - Google Patents

Description

DK 160385B

Opfindelsen angår et termineret undersøisk kabel med en kore og et eller flere armeringslag, der omgiver koren, og hvor den ene eller begge ender af kablet er forsynet med en kabelafslutning i form af et forankringsorgan (også kaldet endemuffe 5 eller terminer ing), der er fastgjort til kabelenden. Opfindelsen angår endvidere en kabelsamling mellem to sådanne termine-rede kabler, især kabler af den art, der indeholder optiske fibre.

10 For at forstå den foreliggende opfindelse er det hensigtsmæssigt at betragte et armeret undervandskabel som en kore omgivet af en armering. Koren indeholder transmissionselementer såsom optiske fibre samt styrkeelementer, isolering og en vandtæt forsegling, der kan modstå trykket på den vanddybde, 15 kablet er dimensioneret til. Koren, som således er komplet i sig selv, har alle de funktioner, der er nødvendige for signaltransmi ss ionen.

Når kablet anvendes på lavt vand, kan det blive udsat for 20 trækpåvirkninger. F.eks. kan det komme i bekneb med skibsan kre. Sådanne trækpåvirkninger kan være på omkring 70 tons. Det er vigtigt at trækpåvirkninger ikke resulterer i en forlængelse af koren. Dette er særligt vigtigt, hvor koren indeholder optiske fibre på grund af deres tilbøjelighed til at blive 25 beskadiget, hvis de strækkes. Det er kendt teknik at armere koren, således at den bedre kan modstå træk. Armeringen omfatter sædvanligvis en eller flere trækelementer, som i skrueli-nieform er viklet rundt om koren. Typisk omfatter armeringen et eller to lag af denne art. Hvis kablet udsættes for træk, 30 optages trækspændingen af armeringen og kun en mindre del eller slet intet træk overføres til koren.

Eftersom undervandskabler strækker sig over mange hundrede kilometer, er det nødvendigt med flere samlinger. Hver samling 35 kan passende betragtes som bestående af to samlinger, nemlig koresamlingen, hvori signaltransmissionen finder sted, og armeringssamlingen, som overfører mekanisk træk og beskytter ko- 2

DK 160385 B

resamlingen imod ødelæggende trækpåvirkninger. Koresamlingen fremstilles i overensstemmelse med teknologien for den anvendte koretype og indesluttes sædvanligvis i en sprøjtestøbt polyethylenkappe. Den foreliggende opfindelse angår ikke kore-5 samlingen, men derimod samlingen af armeringen.

Der kendes følgende samlinger: i) En konussplejsning, hvori armeringstrådene føres gennem en 10 hul konus og bøjes bagud over dens yderside.

ii) En tøndesplejsning, hvori de armerede tråde føres gennem en fælles muffe fra hver sin retning og bøjes bagud over dens ydersi de.

15 i i i) En ringsplejsning, hvori hver armerede tråd ledes individuelt gennem et hul i en fælles ring og fastgøres deri af en terminalferrule eller rørring.

20 iv) En overlap-splejsning (eng.: overlay splice), hvorved et første sæt armerede tråde vikles skruelinieformet som et ydre lag over et andet sæt armerede tråde, der ligger som et indre lag med et overlap på typisk 8 m, således at virkningen af et træk under brug vil være at reducere den indvendige diameter 25 af det ydre lag, således at det klemmes ind imod det indvendige lag.

Både konussplejsningen og tøndesplejsningen har vist sig at lide af en mangel på styrke, hvor de armerede tråde bøjes ti 1 — 30 bage. Sådanne samlinger vil have en væsentlig reduceret trækstyrke i sammenligning med ikke samlede armeringstråde. Ringsplejsningen har i praksis vist sig ligeledes at lide af en mangel på styrke på grund af vanskeligheden med at montere de enkelte terminalferruler på nøjagtig ækvivalente stillinger 35 ved enderne af hver af de armerede tråde. Følgelige vil en trækbelastning ikke blive jævnt fordelt mellem armeringstrådene. Endelig er overlapsplejsningen specielt udsat for en for- 3

DK 160385 B

længelse under en belastning, idet denne forlængelse hænger uadskilleligt sammen med reduktionen i indvendig diameter. Forlængelsen af den armerede samling kan tydeligivs påvirke proportionerne af den trækbelastning, som overføres til ker-5 nen, og kan føre til en forlængelse af kernen, hvilket som nævnt ovenfor kan være stærkt uønsket.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at terminere og samle armeringen omkring et undersøisk kabel på en sådan 10 måde, at størstedelen af trækstyrken bevares også ved samlingen, og uden at der kan opstå en væsentlig forlængelse af koren .

Ifølge opfindelsen er et termineret undersøi sk kabal af den i 15 indledningen anførte art ejendommeligt ved, at forankringsorganet eller -organerne omfatter et antal koncentriske muffer, hvoraf den inderste muffe ligger tæt op ad kablets kore, og at armer i ngslaget eller hvert af armer i ngslagene gribes eller fastspændes mellem to af mufferne, som presses, klemmes eller 20 krympes sammen for at danne dette greb, og at mindst en af disse muffer har en udadrettet kant, der kan overføre trækkræfter.

Dermed opnås en solid terminering af kablet, hvor der er skabt 25 stor sikkerhed for, at armeringen er forankret urokkeligt i forhold til den inden for liggende kore. Den beskrevne terminering er særdeles velegnet til at indgå i en samling mellem to kabler, således som beskrevet i krav 6.

30 Opfindelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 viser en samling ifølge opfindelsen, 35 fig. 2-4 viser tværsnit gennem ydervæggen af koren for tre forskellige afslutninger på enden af et kabel med et enkelt armeringslag,

DK 160385 B

4 fig. 5 og 6 viser på tilsvarende måde afslutningen af et kabel med to armeringslag og fig. 7 rundtgående fordybninger, som forøger muffernes greb om 5 armeringen, der er kun vist en del af muffen i et forstørret målforhold.

Fig. 1 viser en samling ifølge opfindelsen mellem et højre og et venstre kabel. Eftersom begge kabler består af de samme 10 dele, vil samme henvisningstal blive anvendt, dog med tilføjelsen L for at betegne det venstre kabel og R for det højre kabel.

Samlingen er dannet med kabler med korer 10L og 10R med omgi-15 vende aarmering 11L og 11R. Korerne 10L og 10R er forbundet i en koresamling 16, som er konventionel for korerne. For at danne koresamlingen 16, er armeringen blevet fjernet, og armeringssamlingen ifølge opfindelsen danner armeringen over samlingen. Armeringssamlingen omfatter indvendige muffer 12L og 20 12R, som passer løst over korerne 10L og 10R og inden for ar meringen 11L og 1 IR. Udvendige muffer 13L og 13R passer hen over armeringen 11R og 13R, og hver armering fastholdes i det ringformede hulrum mellem mufferne 12, 13.

25 Den armerede samling omfatter endvidere et forbindelsesrør 15, som indeholder koresamlingen 16 og en del af mufferne. Mufferne fastholdes i røret imod et træk af stoporganer 14L og 14R, som skrues ind i enderne af forbindelsesrøret 15 og ligger an mod kanterne 17L og 17R. (Gevind er ikke vist i fig.

30 1) ·

Hvis trækket vokser, f.eks. på det venstre kabel, vil dette træk bæres af armeringen 11L og overføres til muffen 13L ved armeringens ende. Trækket ledes via kanten 17L og stoporganet 35 14L ind i forbindelsesrøret 15. Tilsvarende vil trækket ledes ind i armeringen 11R på det højre kabel. Armeringssamlingen vil således udføre armeringens funktion på det sted, hvor to 5

DK 160385 B

kabler er samlet. Selv om samlingen er svagere end armeringen, vil dens brudspænding være mindst 90¾ af brudspændingen for armeringen.

5 Afslutningen vist i fig. 2 omfatter en indvendig muffe 22, som passer mellem armeringen 21 og væggen 20 af koren forn et kabel. En udvendig muffe 23 passer over armeringen 21,og den er klemt eller presset indad, således at armeringen fastholdes med henblik på overførsel af et træk. Den indvendige muffe 22 10 har en kant 24, som ligger an imod stoporganet (ikke vist i fig. 2), når forbindelsen er samlet.

Den indvendige muffe 22 har et tilspidset afsnit 25 for at lette dens indføring under armeringen ved samlingen. Det ti 1 -15 spidsede afsnit har ingen yderligere funktion i samlingens levetid.

Afslutningen vist i fig. 3 afviger fra afslutningen i fig. 2 ved, at kanten 24 er indrettet på den ydre muffe 23. I fig. 4 20 er der to kanter, nemlig kanten 24A på den indvendige muffe 22 og kanten 24B på den udvendige muffe 23. Fordelen ved den i fig. 4 viste afslutning er, at to kanter tilvejebringer overførslen af træk fra stoporganet (ikke vist i fig. 4) til begge muffer. Trækspændingen vil således søge at trække begge muffer 25 22 og 23 af på samme tid, og det antages, at dette vil give en stærkere struktur end fig. 2 og 3 (hvor trækspændingen kun ville forsøge at trække den ene muffe af, nemlig den muffe, der er forsynet med en kant).

30 Afslutningerne vist i fig. 2, 3 og 4 fremstilles alle på følgende måde: Armer i ngen fjernes fra enden af kablet for at afdække tilstrækkelig meget kore til at danne koresamlingen. Stoporganerne (ikke vist i fig. 2-4) sættes på kablerne efterfulgt af den udvendige muffe 23 og den indvendige muffre 22.

35 Den i ndvendige muffe 22 indføres under armer i ngen. Tilspidsningen 25 medvirker til denne operation. Endelig placeres den udvendige muffe 23 over armeringen og klemmes sammen (swaged).

s DK 160385 B

Afslutningerne vist i fig. 5 og 6 har tre muffer til et kabel med to lag armering. Afslutningen vist i fig. 5 kan betragtes som en modifikation af fig. 4. Kabler har to armeringslag, et indvendigt armeringslag 51 og et udvendigt armeringslag 52. En 5 indvendig muffe 53 med en kant 54 passer mellem den indvendige armering 51 og korens vægge 20. Den midterste muffe 55 med kanten 56 passer mellem de to armeringslag 51 og 52. Den ydre muffe 57 med kanten 58 passer over den ydre armering 52. Når samlingen laves, placeres de forskellige dele, og begge undergo sænkninger eller prægninger foretages samtidigt.

Afslutningen i fig. 5 afviger fra afslutningen i fig. 5 ved, at den midterste muffe 5 og den ydre muffe 57 ikke overlapper hinanden. Den indvendige armering 51 strækker sig kun over 25 halvdelen af den indvendige muffe 53, hvor den undersænkes eller trykkes ind imellem den midterste muffe 55 og den indvendige muffe 53.

En fordybning 60 på den inderste muffe 53 medvirker til at 20 overføre trækspændingen, hvorved prægningen eller indtryknin-gen skaber en låsering på den midterste muffe 55 og den inderste muffe 53. Den inderste muffe 53 har en kant 54, og den yderste muffe har en kant 58.

25 Fig. 7 viser før prægningen eller presningen et arrangement af rundtgående fordybninger eller riller, som kan indføres i enhver af den ovenfor viste udførelsesformer for at forbedre de koncentriske muffers greb om armeringslagene. Den indvendige muffe 22 viser de rundtgående riller 71 på muffens yderside.

30 Hver fordybning er V-formet i tværsnit med en radial og en ikke radial flade. Et sådant tværsnit er imidlertid ikke nødvendigt, og riller med andre tværsnit har vist sig at være effektive. Det er endvidere ikke nødvendigt, at fordybningerne er placeret som vist, og de kan være anbragt i enhver over-35 flade på en koncentrisk muffe, som er i berøring med et armeri ngslag.

DK 160385 B

7

Den i fig. 7 viste armering 21 er vist på en måde, der er forskellig fra den, der er anvendt ved armeringerne vist i fig.

1- 6. I almindelighed omfatter armeringerne i et undersøisk kabel en eller flere skruelinieformede viklinger med en stig- 5 ningsvinkel på ca. 10°. Armeringen vist i fig. 1-7 er af denne art. Den omtalte forskel i måden, armer i ngerne er vist på, skal kun opfattes som sådan og skal ikke angive forskelle i selve udformningen af armeringen.

10 Det har vist sig, at en inkorporering af slibematerialer, f.eks. si 1iciumkarbodkorn, i de indvendige overf 1 ader af den udvendige eller midterste muffe kan forbedre trækstyrken af afsiutni ngen.

15 Afslutninger fremstillet ifølge opfindelsens udførelsesformer har den fordel, at alle tråde i armeringslaget fastgøres under en enkelt prægnings- eller presningsoperation. Dette medfører, at en trækbelastning, som senere påføres det undersøiske kabel, vil være i hovedsagen jævnt fordelt mellem armeringstrå-20 dene i et lag og ikke fortrinsvis skal optages af en mindre del af trådene.

Samlingen, f.eks. som vist i fig. 1, kan passende udføres i tre trin som beskrevet i det følgende: 25 I det første trin påsættes f.eks. som vist i en af figurerne 2- 6 en afslutning på den ene ende af hvert kabel. Det er sædvanligvis hensigtsmæssigt at anvende to ens afslutninger, men forskellige afslutninger kan anvendes om ønsket, f.eks. for at 30 forbinde et enkelt armeret kabel med et dobbelt armeret kabel. Eftersom stoporganet ikke kan glide over kanten, er det vigtigt at placere stoporganet på hvert kabel, før afslutningen dannes. Forbindelsesrøret, som kan passere over kanterne, kan passende tilføres til sidst.

I det andet trin dannes og forsegles koresamlingen.

35

DK 160385 B

8 I det tredje trin placeres forbindelsesrøret eller muffen over koresamlingen og kanterne, og stoporganerne skrues ind i forbindelsesrøret langt nok til at ligge anh imod kanterne uden et ødelæggende tryk imod koresamlingen. Som en afsluttende 5 forholdsregel, der ikke er vist på nogen tegning, kan forbindelsesrøret og stoporganerne være udborede og tappede, således at stopskruer kan indføres for at forhindre yderligere rotation af stoporganerne.

10 Udførelsesformer af samlinger ifølge opfindelsen har den fordel, der er særlig vigtig ved samling af kabler med optiske fibre, at placeringen af træktrådene kan justeres i forhold til samlingen, efter at trådene er blevet fastgjort i en afslutning. Det er formålet med de trækbelastningsbærende arme- 15 ringstråde at begrænse eller undgå ethvert træk, som ville kunne påvirke koren. Der er imidlertid to faktorer, som kan forlænge træktrådene i forhold til koren: i) en nedtrykning af trådene, når en belastning påføres f.eks.

20 af en "maroderende" trawler, og ii) den unøjagtighed, hvormed den nøjagtige position af afslutningen af de armerede tråde kan bestemmes i praksis.

25 Begge disse faktorer kan afhjælpes ved at justere positionen af kanten eller kanterne og de respektive stoporganer i forbindelsesrøret, efter at forbindelsen er samlet. Koresamlingen kan også placeres under en let grad af kompression (men naturligvis mindre end, hvad der ville være tilstrækkelig til at 30 forårsage en ødelæggelse af koresamlingen) for at modvirke den potentielle mulighed for belastning af armeringstrådene, efter at kablet er blevet lagt.

35

Claims (6)

1. Termineret undersøisk kabel med en kore og et eller flere 5 armeringslag (11, 21, 51, 52), der omgiver koren (10, 20), og hvor den ene eller begge ender af kablet er forsynet med en kabel afsiutni ng i form af et forankringsorgan (også kaldet endemuffe eller terminering), der er fastgjort til kabelenden, kendetegnet ved, at forankringsorganet eller -orga-10 nerne omfatter et antal koncentriske muffer (12, 13, 22, 23, 53, 55, 57), hvoraf den inderste (12, 22, 53) ligger tæt op ad kablets kore (10, 20) og at armeringslaget eller hvert af armeringslagene griber eller fastspændes mellem to af mufferne, som presses, klemmes eller "krympes" (swaged) sammen for at 15 denne dette greb, og at mindst en af disse muffer har en udadrettet kant (17R, 17L, 24, 24A, 24B, 54, 56, 58), der kan overføre trækkræfter.

2. Termineret kabel ifølge krav 1, kendetegnet 20 ved, at kablet har et enkelt armeringslag (11, 21).

3. Termineret kabel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at kablet har to armeringslag (51, 52).

4. Termineret kabel ifølge et eller flere af de foregående krav, kendetegnet ved, at hver muffe (53, 55, 57) har en udadrettet kant, som kan overføre et træk.

5. Termineret kabel ifølge krav 3, kendetegnet 30 ved, at afslutningen omfatter tre koncentriske muffer (53, 55, 57), hvilke muffer er monteret således, at en af mufferne er en indvendig muffe (53) anbragt inden for hele armeringen (51, 52), en anden af mufferne er en midtermuffe (55) anbragt mellem de to armeringslag (51, 52), og den tredje af mufferne er 35 en ydre muffe (57) anbragt uden på det yderste armeringslag (52), og hvor den indvendige (53) og den udvendige (57) muffe begge har en udadrettet kant (54, 58) på den af deres ender, DK 160385 B der ligger nærmest kabelenden, hvilke kanter (54, 58) støder op til hinanden, og hvor den indvendige muffe (53) omfatter et første og et andet aflangt afsnit indrettet efter hinanden i aksial retning, hvilket andet afsnit bærer den tilhørende kant 5 og har en større udvendig diameter end det første afsnit, hvori det indvendige armeringslag (51) er fastholdt mellem midtermuffen (55) og det første afsnit af den indvendige muffe (53), og det ydre armeringslag (52) fastholdes mellem den ydre muffe (57) og det andet afsnit af den i ndvend i ge 10 muffe (53 ) .

6. Kabelsamling mellem to terminerede kabler ifølge et eller flere af kravene 1-5, kendetegnet ved, at hvert af de terminerede kabler omfatter et rør- eller ringformet stop-15 element (14R, 14L), der er placeret rundt om armeringslaget eller -lagene og i indgreb med en kant (17R, 17L) på en af mufferne, og som rager ud over muffens kant og på sin rundt-gående yderside er forsynet med et gevind, og at kabelsamlingen indbefatter en midtersamling (koresamling 16), der forbin-20 der korerne (10, 20) i de to kabler, og at midtersamlingen er placeret inden i et forbindelsesrør (15) med indvendigt gevind i begge ender, som er fastgjort til begge stopelementer (14R, 14L), hvorved stopelementerne fastgør begge forankringsorganer (17, 13) til forbindelsesrøret (15). 25 30 35