FI85431B

FI85431B - Conductor construction for an electrical distribution and/or information link

Info

Publication number: FI85431B
Application number: FI883995A
Authority: FI
Inventors: Keijo Matikainen
Original assignee: Nokia Oy Ab
Priority date: 1988-08-30
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1991-12-31
Also published as: FI85431C; FI883995A; FI883995A0

Description

1 854311 85431

Johtorakenne sähkönjakelu- ja/tai informaatioyhteyttä varten Tämä keksintö koskee johtorakennetta sähkönjakelu-5 ja/tai informaatioyhteyttä varten, joka johtorakenne on tarkoitettu ensisijaisesti asennettavaksi maahan.The present invention relates to a conductor structure for an electricity distribution and / or information connection, which conductor structure is intended primarily for installation in the ground.

Tavanomaiset maahan asennettavat johtorakenteet ovat kaapeleita, jotka asennetaan kaapelikaivantoon sopivalle hiekka-alustalle ja peitetään erillisillä suojakou-10 ruilla ja hiekalla ennen kaapelikaivannon lopullista peittämistä. Tällainen tapa asentaa kaapeleita maahan vaatii suhteellisen paljon maansiirtotöitä, jotka aina kaapeliin kohdistuvien toimenpiteiden, kuten korjaustöiden tai vaihtotöiden yhteydessä joudutaan tekemään uudestaan. Tämä 15 merkitsee varsin usein toistuvaa katujen, teiden ja asfaltointien aukirepimistä. Lisäksi tällä tavoin asennetut maakaapelit ovat suhteellisen herkkiä esimerkiksi kaivinkoneiden aiheuttamille vaurioille, koska kaapelit eivät juurikaan pysty liukumaan aksiaalisuunnassa niihin kohdis-20 tuvan vedon vaikutuksesta, mistä on seurauksena, että kaivinkoneen rouhaisu useimmiten aiheuttaa kaapelikatkoksen, jonka korjaamiseen tarvitaan kaksi liitosta sovitettaessa ylimääräinen kaapelinpätkä vaurioituneeseen kohtaan.Conventional ground-mounted conductor structures are cables that are installed on a sand base suitable for a cable trench and covered with separate guard rails and sand before the cable trench is finally covered. Such a method of installing cables on the ground requires a relatively large amount of earthmoving work, which always has to be done again in connection with measures to the cable, such as repairs or replacement work. This 15 means quite frequently tearing open streets, roads and pavements. In addition, underground cables installed in this way are relatively susceptible to damage caused by excavators, for example, because the cables are hardly able to slide axially due to traction, resulting in excavation crushing most often causing a cable break that requires two cable joints to repair.

Lisäksi tavanomaisessa kaapelitekniikassa sähkön-25 jakelukaapelit ja informaatiokaapelit asennetaan erillisinä ja usein jopa erillisiin kaivaintoihin, mistä aiheutuu merkittäviä lisäkuluja siihen nähden, että ne voitaisiin asentaa samanaikaisesti tai jopa yhdessä. Erään tällaisen, vaikkakin käyttömahdollisuuksiltaan suhteellisen 30 suppean, mahdollisuuden tarjoaa yhdistelmäkaapeli, jossa vahvavirtakaapeliin on yhdistetty ohjauskaapeli, telekaa-peli, valokaapeli tai muu vastaava, jonka kautta voidaan siirtää vahvavirtajohdon ohjaukseen tarvittavia käskyjä, datasiirtoa ym. Tällaisella yhdistelmäkaapelilla on kui-35 tenkin kaapelin haitat mitä vaurioitumiseen, kaivuutöihin, 2 85431 johtimien vaihdettavuuteen, tulevaisuuteen varautumiseen, korjaamisen vaikeuteen jne. tulee.In addition, in conventional cable technology, power-25 distribution cables and information cables are installed separately and often even in separate excavations, which incurs significant additional costs compared to being able to be installed simultaneously or even together. One such possibility, albeit relatively limited in its use, is provided by a composite cable in which a control cable, telecommunication cable, optical cable or the like is connected to the high-current cable, through which commands, data transmission, etc. necessary for high-power line control can be transmitted. damage, excavation work, 2 85431 wire interchangeability, preparation for the future, difficulty in repair, etc.

Esillä olevan keksinnön tavoitteena onkin esittää johtorakenne, jonka avulla sähkönjakelu- ja informaatioyh-5 teydet voidaan asentaa tehokkaasti yhden yhteisen johto-rakenteen avulla. Tälle keksinnön mukaiselle johtoraken-teelle on tunnusomaista, että se käsittää lujaa, sään ja pakkasen kestävää muovia olevan putkirakenteen, jossa on ainakin kaksi toisistaan erotettua osastoa, joista osas-10 toista yhteen on sovitettu irrallisina ainakin yksi vain riittävällä käyttöeristyksellä varustettu johdin ja yksi paljas johdin pienjännitejakelujohdon aikaansaamiseksi kun taas yhteen muuhun osastoon on sovitettu telejohdon johti-met, tele- tai valokaapeli tai valojohto. Tällainen kek-15 sinnön mukainen putkirakenne voi muodostua putkesta, jonka sisään on sovitettu aksiaalisuuntainen väliseinä tai useammasta joko rinnakkaisesta tai sisäkkäisestä putkesta, jolloin kuhunkin putkeen on ajateltu sovitettavaksi ainakin yksi johdin. Tällä tavoin sähkönjakelukäyttöön tarkoi-20 tetut ja informaatiokäyttöön tarkoitetut johtimet saadaan erotettua toisistaan mutta kuitenkin asennettua yhdellä kertaa samaan kaapelikaivaintoon, joka tällaisen johtora-kenteen ollessa kyseessä voidaan muodostaa esimerkiksi niin sanotusti auraamalla.It is therefore an object of the present invention to provide a wiring structure by means of which electricity distribution and information connections can be efficiently installed by means of a single common wiring structure. This conduit structure according to the invention is characterized in that it comprises a tubular structure made of strong, weather- and frost-resistant plastic with at least two separated compartments, of which at least one conductor with only sufficient operational insulation and one exposed conductor are connected separately. to provide a low voltage distribution line while a telecommunication line conductor, a telecommunication or optical cable or a light line is arranged in one other compartment. Such a pipe structure according to the invention can consist of a pipe in which an axial partition wall is arranged or of several pipes, either parallel or nested, in which case at least one conductor is intended to be fitted to each pipe. In this way, the conductors for electricity distribution and the information for use can be separated from one another, but nevertheless installed at the same time in the same cable excavation, which in the case of such a conductor structure can be formed, for example, by so-called plowing.

25 Keksinnön merkittävänä etuna on, että käytettäessä oikein mitoitettua johtimia ympäröivää muoviputkea, itse johtimien eristystä ja suojausta voidaan oleellisesti vähentää ja rajoittaa se lähes pelkästään yksikerroksiseen päällykseen, joka sähkönjakelujohtimen tapauksessa toimii 30 käyttöeristyksenä.A significant advantage of the invention is that by using a properly dimensioned plastic tube surrounding the conductors, the insulation and shielding of the conductors themselves can be substantially reduced and limited almost exclusively to a single-layer sheath, which in the case of a power distribution conductor acts as operational insulation.

Keksinnön mukaisen johtorakenteen merkittävänä etuna on, että siihen sisältyvä muoviputkirakenne sallii putkessa olevien johtimien yksinkertaisen vaihdon joko vau-rioitumistapauksissa tai haluttaessa esimerkiksi lisätä 35 sähkönjakeluyhteyden kapasiteettia. Samalla tavoin infor- 3 d 5 4 31 maatiojohtimien kapasiteettia on helppo lisätä vetämällä putkeen joko ylimääräisiä johtimia tai vaihtamalla aikaisempi johdin informaationsiirtokapasiteetiltaan suurempaan. Tällaiset informaatiojohtimet voivat olla esimerkik-5 si telekaapeleita, valokaapeleita, pneumaattisia kaapeleita tai muita vastaavia.A significant advantage of the conductor structure according to the invention is that the plastic tube structure included therein allows a simple replacement of the conductors in the tube, either in the event of damage or if it is desired, for example, to increase the capacity of the electricity distribution connection. Similarly, it is easy to increase the capacity of information wires by either drawing additional wires into the pipe or by replacing the previous wire with a larger information transmission capacity. Such information conductors may be, for example, telecommunication cables, optical cables, pneumatic cables or the like.

Johtimien helppo poistettavuus niitä ympäröivästä putkesta mahdollistaa myös johtimien käytön uusissa asen-nuskohteissa tai tekee ainakin niiden romuttamisen helpok-10 si ja romuarvon korkeaksi, koska niissä on vain yksinkertainen eristysrakenne.The easy removal of the conductors from the surrounding pipe also allows the conductors to be used in new installations or at least makes them easy to scrap and the scrap value high, as they have only a simple insulation structure.

Keksinnön mukainen johtorakenne, jota seuraavassa nimitetään myös yhdistelmäputkijohdoksi, on taloudellinen materiaalien, valmistus-, asentamis-, korjaus-, huolto- ja 15 muutoskustannusten suhteen. Tällaisella yhdistelmäputki- johdolla saadaan hyvin alhaisin kustannuksin data-, automaatio-, ohjaus-, suojaus- ym. informaatiosiirtoteitä, joita esimerkiksi sähkölaitokset voivat käyttää sähkönjakeluverkkonsa kaukokäyttöön.The conduit structure of the invention, hereinafter also referred to as a composite pipeline, is economical in terms of materials, manufacturing, installation, repair, maintenance and modification costs. Such a combined pipeline provides very low cost data, automation, control, protection and other information transmission paths, which can be used, for example, by power plants for the remote use of their electricity distribution network.

20 Johtuen johtimien löysästä sijoituksesta putkira- kenteen sisään ja toisaalta mahdollisuudesta synnyttää keksinnön mukaiseen johtorakenteeseen ylimääräistä johdin-pituutta sopivien lisävarusteiden avulla keksinnön mukainen johtorakenne ei ole lähes tulkoonkaan niin herkkä kai-25 vinkoneiden aiheuttamille vaurioille kuin tavanomaiset maakaapelit. Useimmiten kaivinkoneen aiheuttama vaurio rajoittuu muoviputkirakenteen korjaukseen eikä itse johtimien korjaus ole tarpeen. Myös tapauksissa, joissa itse johtimia joudutaan korjaamaan, joudutaan tekemään vain yk-30 si johdinjatkos, koska johtorakenteeseen liitetystä joh-dinvaraajasta on saatavissa jatkoksen tekoon tarvittava ylimääräinen johdinpituus niin tele- kuin energiajohdoissa.20 Due to the loose placement of the conductors inside the pipe structure and on the other hand the possibility of generating additional conductor length in the conductor structure by means of suitable accessories, the conductor structure according to the invention is almost as susceptible to damage by conventional underground cables. In most cases, the damage caused by the excavator is limited to repairing the plastic pipe structure and repairing the wires themselves is not necessary. Also in cases where the conductors themselves have to be repaired, only a one-to-30 conductor extension has to be made, because the additional conductor length required for making the extension in both the telecommunication and energy conductors is available from the conductor accumulator connected to the conductor structure.

Keksinnön mukaisen johtorakenteen putkirakenne on 35 edullisimmin yhtenäinen koko sähkönjakelu- ja/tai infor- 4 85431 maatioyhteyden pituudelta ja se syötetään siten esimerkiksi sopivalta kelalta tai vyyhdeltä. Täten keksinnön mukaisen johtorakenteen asennus voidaan suorittaa tehokkaasti niin sanotusti auraamalla, jossa maahan tehdään riittävän 5 syvä viilto, johon putki lasketaan, minkä jälkeen auraus-jälki peitetään. Täten varsinaisten kaapelikaivantojen kaivamiselta vältytään.The tubular structure of the conductor structure according to the invention is most preferably uniform over the entire length of the electricity distribution and / or information connection and is thus fed, for example, from a suitable coil or coil. Thus, the installation of the guide structure according to the invention can be carried out efficiently by so-called plowing, in which a sufficiently deep incision is made in the ground into which the pipe is lowered, after which the plowing mark is covered. Thus, the excavation of the actual cable trenches is avoided.

Seuraavassa keksinnön mukaista johtorakennetta kuvataan yksityiskohtaisemmin viitaten oheiseen piirustuk-10 seen, jonka kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen johtorakenteen yhden esimerkinomaisen suoritusmuodon poikkileikkauksen ja kuvio 2 esittää keksinnön mukaisen johtorakenteen toisen esimerkinomaisen suoritusmuodon poikkileikkauksen. 15 Kuviossa 1 esitetty johtorakenne käsittää putkira- kenteen 1, joka muodostuu putkesta 7 ja sen sisään sovitetusta aksiaalisuuntaisesta väliseinästä 8 putken sisätilan jakamiseksi kahteen osastoon 2 ja 3. Osastoon 2 on esitetty sovitetuksi tele- tai muu vastaava johto 6. Osastoon 3 20 on puolestaan sovitettu vahvavirtajohdon johtimia tai vah-vavirtakaapeleita 5, joissa tarvitaan periaatteessa vain riittävä sähköinen eristys ilman muita suojakerroksia.The lead structure according to the invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a cross-section of one exemplary embodiment of a lead structure according to the invention and Figure 2 shows a cross-section of another exemplary embodiment of a lead structure according to the invention. The conduit structure shown in Fig. 1 comprises a pipe structure 1 consisting of a pipe 7 and an axial partition 8 arranged therein for dividing the interior of the pipe into two compartments 2 and 3. A telecommunication or other similar conduit 6 is shown arranged in the compartment. high-power line conductors or high-current cables 5, which in principle only require sufficient electrical insulation without other protective layers.

Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen yhdistel-mäputkijohdon toinen suoritusmuodo 10, jossa on yksi ulom-25 pi putki eli pääputki 17 ja kaksi sisempää putkea 18 ja 19, joista putki 18 on ulkopinnastaan kiinni pääputken 17 sisäpinnassa kun taas putki 19 on irrallaan pääputken 17 sisätilassa 12. Tällä tavoin kuviossa 2 esitetty yhdistel-mäputkijohto käsittää kolme osastoa, pääputken 17 sisällä 30 olevan osaston 12, pääputkessa kiinni olevassa putkessa 18 olevan osaston 14 ja irrallisessa putkessa 19 olevan osaston 13. Kuvion 2 suoritusmuodossa osastoon 12 on sovitettu kuvion 1 osaston 3 johtimia vastaavia vahvavirtajohtoja 15, osastoon 14 on sijoitettu tele- tai muu vastaava johto 35 16 samoin kuin osastoon 13.Figure 2 shows another embodiment 10 of a composite pipeline according to the invention with one outer tube or main tube 17 and two inner tubes 18 and 19, of which the tube 18 is attached to its outer surface on the inner surface of the main tube 17 while the tube 19 is detached inside the main tube 17. 12. In this way, the composite pipeline shown in Figure 2 comprises three compartments, a compartment 12 inside the main pipe 17, a compartment 14 in the main pipe 18 and a compartment 13 in the detached pipe 19. In the embodiment of Figure 2, the conductors of the compartment 3 of Figure 1 are arranged in the compartment 12. corresponding high-current lines 15, a telecommunication or other similar line 35 16 is placed in the compartment 14 as well as in the compartment 13.

5 854315,85431

Kuten kuvioista 1 ja 2 ilmenee, ovat sisempien putkien 18 ja 19 samoin kuin kuvion 1 putkirakenteen 1 väliseinä 8 materiaalivahvuudeltaan ohuempia kuin kuvion 1 putki 7 tai kuvion 2 pääputki 17. Näin voidaan menetellä, 5 koska uloin putki 7 tai 17 jo antaa merkittävän mekaanisen suojan putken sisällä oleville johtimille. Luonnollisesti olisi mahdollista, että tilanne olisi päinvastainenkin tai että kaikkien putkien seinämävahvuudet olisivat samanlaisia. Tämä ei kuitenkaan ole mielekästä muuta kuin tilan-10 teessä, jossa putkirakenne käsittää kaksi tai useampia putkia, jotka liittyvät toisiinsa ulkopinnoiltaan.As can be seen from Figures 1 and 2, the partition wall 8 of the inner tubes 18 and 19 as well as the tube structure 1 of Figure 1 is thinner in material thickness than the tube 7 of Figure 1 or the main tube 17 of Figure 2. This can be done because the outer tube 7 or 17 already provides significant mechanical protection. for the conductors inside the pipe. Of course, it would be possible that the situation would be the other way around or that the wall thicknesses of all the pipes would be the same. However, this makes no sense other than in space-10, where the tubular structure comprises two or more tubes connected to each other by their outer surfaces.

Keksinnön mukaisen yhdistelmäputkijohdon putkirakenteen muoviputkiosat ovat lujaa sään ja pakkasen kestävää muovia, esimerkiksi HDPE-muovia ja samoin on johtimien 15 eristyksessä käytetty lujaa, sään ja pakkasen kestävää muovia, esimerkiksi HDPE- tai PEX-muovia.The plastic pipe parts of the tubular structure of the composite pipeline according to the invention are made of strong weather- and frost-resistant plastic, for example HDPE plastic, and likewise strong, weather- and frost-resistant plastic, for example HDPE or PEX plastic, has been used to insulate the conductors.

Keksinnön mukaista johtorakennetta valmistettaessa johtimet voidaan sijoittaa putkirakenteeseen jo joko tehtaalla tai vasta asennuksen yhteydessä tai näiden vaihto-20 ehtojen yhdistelmäkin on mahdollinen. Täten johtimet voidaan tai ainakin jotkin niistä voidaan sijoittaa putkeen jo putken valmistusvaiheessa tai ne voidaan vetää putkeen jo tehtaalla tai myös asennuksen yhteydessä. Johtimet voidaan vetää putkeen myös "puhaltamalla", mikä tarkoittaa 25 paineilman käyttöä johtimiin kohdistuvan vedon aikaansaannissa. Käytettyjen putkien tiiveys ja paineenkestävyys tarjoaa mahdollisuuden tällaiseen asennustapaan. Eräänä vaihtoehtona on myös vetonarun sijoittaminen putkeen sen valmistuksen yhteydessä helpottamaan myöhemmin tapahtuvaa 30 johtimien vetämistä. Johtimet voidaan asettaa putkeen myös aikaansaamalla putkeen sen pituussuuntaisesti halkaiseva viilto, josta johtimet saadaan vietyä putken sisään ja liimaamalla kyseinen viilto sitten kiinni. Tällainen viiltäminen voidaan suorittaa joko tehtaalla tai miksei myös 35 johtorakenteen maahanlaskun yhteydessä. Eräänä putken au- 6 B 5 4 31 kiviiltämisen vaihtoehtona voitaisiin ajatella, että putki muodostettaisiin nauhasta tai yhdestä tai usammasta muo-vikourusta, jolloin niiden sisään ennen sauman yhteenliittämistä sovitettaisiin halutut johtimet. Tällaisen asen-5 nustavan avulla esimerkiksi kuvion 1 rakenne samoin kuin kuvion 2 rakenne erityisesti irrallisen putken 19 kannalta voisi tulla hyvinkin kyseeseen. Kaikkia tällaisia asennus-tapoja käytettäessä on kuitenkin lopputuloksena jokin kuvioissa 1 ja 2 esitetyn tyyppinen johtorakenne, jossa on 10 luja ja yhtenäinen johtimia ympäröivä muoviputki, jonka sisällä on väliseiniä tai lisäputkia tarvittavien osastojen synnyttämistä varten. Johtorakenteen saamiseksi mahdollisimman tiiviiksi ja tarvittavien jatkosten lukumäärän vähäiseksi on edullista, että putkirakenne valmistetaan 15 periaatteessa pituussuunnassaan yhtäjaksoisena.When manufacturing the conductor structure according to the invention, the conductors can be placed in the pipe structure already at the factory or only in connection with the installation, or a combination of these exchange conditions is also possible. Thus, the conductors can be, or at least some of them can be placed in the pipe already at the pipe manufacturing stage, or they can be drawn into the pipe already at the factory or also during installation. The conductors can also be drawn into the pipe by "blowing", which means using compressed air to draw the conductors to the conductors. The tightness and pressure resistance of the pipes used offer the possibility of such an installation method. Another option is to place a traction rope in the tube during its manufacture to facilitate subsequent traction of the conductors. The conductors can also be inserted into the pipe by providing a longitudinally split incision in the pipe, from which the conductors can be inserted into the pipe and then gluing the incision closed. Such an incision can be made either at the factory or, why not, in connection with the lowering of the conductor structure. As an alternative to the stone polishing of the pipe, it would be conceivable for the pipe to be formed from a strip or from one or more plastic gutters, in which case the desired conductors are fitted inside them before the joint is joined together. With such an installation-5, for example, the structure of Fig. 1 as well as the structure of Fig. 2, in particular with regard to the loose pipe 19, could well be considered. However, all such installation methods result in a conductor structure of the type shown in Figures 1 and 2 with a strong and uniform plastic tube surrounding the conductors, with partitions or additional tubes inside to create the necessary compartments. In order to make the conduit structure as tight as possible and to minimize the number of extensions required, it is advantageous that the tubular structure is produced, in principle, continuously in its longitudinal direction.

Yllä keksinnön mukaista johtorakennetta on kuvattu vain joidenkin esimerkinomaisten suoritusmuotojen pohjalta ja on ymmärrettävää, että siihen voidaan tehdä useitakin muutoksia koskien erityisesti osastojen lukumäärää ja 20 osastoihin asennettavien johtimien tyyppiä poikkeamatta kuitenkaan oheisten patenttivaatimusten määrittelemästä suojapiiristä.The conductor structure according to the invention has been described above on the basis of only some exemplary embodiments and it is understood that several changes can be made to it, in particular the number of compartments and the type of conductors to be installed in the compartments without departing from the scope of the appended claims.

Claims

A cable structure for an electricity distribution or information connection, which cable structure is intended primarily for installation in the ground, characterized in that it comprises a tubular structure (1; 10) of strong, weather- and frost-resistant plastic with at least two separate compartments (2, 3; 12, 13, 14), in which at least one conductor with only sufficiently spaced operational isolation and one bare conductor are provided separately to provide a low voltage distribution line, while in one of the other compartments telecommunication line conductors, telecommunication or optical cable or light cable are arranged .

Conductor structure according to Claim 1, characterized in that the tubular structure (1) consists of a tube (7) in which an axially curved partition wall (8) is arranged.

Conductor structure according to Claim 2, characterized in that the partition wall (8) is thinner in material thickness than the wall of the pipe (7).

Conductor structure according to Claim 1, characterized in that the tubular structure (10) consists of two or more tubes (17, 18, 19).

Conductor structure according to Claim 3, characterized in that the pipes are connected to one another on their outer surfaces.

Conduit structure according to Claim 3, characterized in that one of the tubes is an outer tube (17) with one or more inner tubes 30 (18, 19) inside.

Conductor structure according to Claim 5, characterized in that at least one inner tube (18) is connected to the inner surface of the outer tube (17).

7 85431

Conductor structures according to Claim 6 or 7, characterized in that the wall thickness of the inner tube (18, 19) is less than the wall thickness of the outer tube (17).

9 * 5431