NL1010387C2 - Werkwijze voor het installeren van ten minste een kabel in of het verwijderen van ten minste een kabel uit een buis waarin reeds ten minste een andere kabel aanwezig is. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze voor het installeren van ten minste een kabel in of het verwijderen van ten minste een kabel uit een buis waarin reeds ten minste een andere kabel aanwezig is.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het installeren in of het verwijderen uit een buis van ten minste een kabel, waarbij in de buis reeds ten minste een andere kabel geïnstalleerd is en waarbij de soortelijke massa van de te installeren of te verwijderen 5 kabel(s) verschilt van die van de reeds geïnstalleerde andere kabel(s).

Bij kabelnetwerken met kabels die in buizen geïnstalleerd zijn kunnen zich meerdere kabels in één buis bevinden. Dit is vooral het geval bij grote, vaak betonnen buizen, die ook "ducts" worden genoemd. In een 10 dergelijke duet bevindt zich dan een bundel van verschillende kabels. Als er een kabel moet worden bij getrokken, kan dit alleen over korte lengten. Om deze reden worden er vaak subducts gebruikt, meestal van polyethyleen, waarbij slechts één kabel per buis wordt geïnstalleerd. Dit is bijvoorbeeld het geval bij gebruik van glasvezelkabels, waarbij 15 om technische en economische redenen bij voorkeur lange, lasloze lengten worden gebruikt. De genoemde subducts worden ook als zelfstandige ducts gebruikt en ingegraven.

In het geval dat de capaciteit van de kabels niet meer toereikend is en er geen lege buizen meer zijn, is het voor uitbreiding van de 20 capaciteit nodig om nieuwe subducts te installeren of om graafwerk te verrichten, hetgeen kostbaar is, of om in een reeds gevulde buis een tweede kabel te installeren. Hiervoor is fysiek meestal genoeg ruimte. De kabeldiameter is namelijk in het algemeen kleiner dan de halve binnendiameter van de buis. Het kost echter wel veel moeite om een 25 tweede kabel te installeren. Dit is voor een belangrijk deel te wijten aan het "wedging"-effect, dat beschreven is in het artikel "Placing fiber optic cables in multioccupied ducts", van P.B. Grimado en A.J. Colucci in IEEE Journal of Selected Areas in Communications, Vol. sac-4, No. 5 (1986), biz. 669-678. De nieuwe kabel komt door dit 30 "wedging"-effect klem te zitten in de wigvormige ruimte tussen de reeds aanwezige kabel en buiswand. Dit is vooral problematisch als de nieuwe kabel een kleinere diameter heeft dan de geïnstalleerde kabel, bijvoorbeeld als er later een glasvezelkabel wordt geïnstalleerd bij een reeds geïnstalleerde koperkabel. Maar ook als de te installeren 35 kabel een kleine diameter moet hebben, omdat de resterende vrije 1010337 2 ruimte in de buis beperkt is.

Bij de technieken waarbij kabels door middel van inblazen worden geïnstalleerd bestaan Y-koppelingen die speciaal gemaakt zijn om een tweede kabel bij te blazen. Behalve de nadelige invloed van het 5 "wedging"-effect zal de kabel in de wigvormige ruimte ook minder blaaskracht ondervinden. De inblaaslengte is in een dergelijke situatie veel kleiner dan voor kabels in lege buizen. Het verschil beloopt al snel een factor 3 of meer.

Een ander, nog ernstiger probleem ontstaat als na het installeren van 10 een tweede kabel de eerste kabel verwijderd moet worden, bijvoorbeeld bij de overgang van koperkabel naar glasvezelkabel. Aanvankelijk dient daarbij de bestaande verbinding via de koperkabel tijdens het inbrengen van de glasvezelkabel te blijven bestaan. Dit kan zelfs nog een tijd zo blijven, als diensten over zowel koperkabel als 15 glasvezelkabel tegelijkertijd mogelijk moeten zijn. Uiteindelijk zal echter de koperkabel niet meer gebruikt worden. Het verwijderen van de koperkabel kan dan gewenst, of zelfs noodzakelijk zijn in verband met milieuaspecten, precariorechten of omdat de buisruimte nuttig voor andere doeleinden gebruikt kan worden. Bij het uittrekken van de zware 20 koperkabel kan de relatief kleine glasvezelkabel meegetrokken en/of beschadigd worden.

EP-A-0 743 731 beschrijft een oplossing voor het naderhand inbrengen van additionele kabels in een buis. Hiertoe is voorzien in een element voor bescherming en scheiding van de kabels, dat ingebracht moet 25 worden, voordat de additionele kabel kan worden ingébracht. Deze oplossing is bewerkelijk, omdat de installatie van de tweede kabel nu uit twee stappen bestaat. Bovendien brengt dit element extra kosten met zich mee.

De uitvinding beoogt te voorzien in een werkwijze die het mogelijk 30 maakt om op efficiënte wijze ten minste een extra kabel in te voeren in of te verwijderen uit een buis waarin reeds één of meerdere kabels aanwezig zijn.

De uitvinding voorziet hiertoe in een werkwijze van voornoemde soort, met het kenmerk, dat de ten minste ene te installeren of te 35 verwijderen kabel in de buis wordt geïnstalleerd respectievelijk uit de buis wordt verwijderd door middel van een vloeistof onder druk, welke vloeistof een soortelijke massa bezit, waarvan de waarde gelegen is tussen die van de soortelijke massa van de reeds geïnstalleerde «s π λ no ' “ i O 'i -J O O ! 3 andere kabel(s) en die van de te installeren of te verwijderen kabel(s).

De uitvinding berust op het inzicht, dat door een juiste afstemming tussen de soortelijke massa van de voor de installatie gebruikte 5 vloeistof en de soortelijke massa's van de te installeren of te verwijderen kabel(s) enerzijds en de aanwezig blijvende kabel(s) anderzijds, ervoor gezorgd kan worden, dat een of meer kabels op of in de vloeistof drijven, terwijl een of meer andere kabels op de bodem van de buis rusten. Hierdoor kan bij een juiste keuze worden bereikt, 10 dat de te installeren of te verwijderen kabel(s) niet in de wigvormige ruimte tussen de reeds geïnstalleerde kabel(s) en de buiswand kan geraken. Zo kan de soortelijke massa van de te installeren of te verwijderen kabel(s) lager worden gekozen dan die van de reeds geïnstalleerde kabel(s), zodat de eerstgenoemde kabel(s) op de 15 vloeistof drijft, maar het is ook mogelijk de soortelijke massa van de te installeren of te verwijderen kabel(s) hoger te kiezen dan die van de reeds geïnstalleerde kabel(s), zodat laatstgenoemde kabel(s) op de vloeistof drijven. In beide gevallen wordt het optreden van het wedge-effect voorkomen. Deze techniek kan gravitatie-ontkoppeling worden 20 genoemd.

Voor het aanpassen van de soortelijke massa van de te installeren kabel(s) bestaan diverse mogelijkheden. Het verlagen van de soortelijke massa kan bijvoorbeeld door het aanbrengen van een schuimlaag rond een kabel geschieden. Een gering drijfvermogen van de 25 kabel is reeds voldoende, een groter drijfvermogen leidt dikwijls tot een grotere kabeldiameter en biedt het risico dat de wrijving tussen de kabelwand en de buiswand toeneemt.

Volgens een tweede aspect van de uitvinding wordt het vooreinde van de te installeren kabel(s) voorzien van middelen om het vastklemmen 30 daarvan tussen de bestaande kabel en de buiswand te voorkomen, hetgeen vooral in bochten toch nog kan optreden. Hiertoe kan het vooreinde van een kabel voorzien zijn van een ronde kop, of van een flexibele en/of spitse top. Een zeer aantrekkelijke mogelijkheid is het aanbrengen van een stuk koord of kabel aan het vooreinde van een kabel. Aan het 35 vooreinde van dit koord kan eventueel een halfdoorlatende trekplug zijn aangebracht.

Het is mogelijk de stroomsnelheid van de voor het installeren toegepaste vloeistof en dus de installatiesnelheid nog verder te < n ·· «"· " ”? i V ί U J ^ i 4 verhogen door daaraan een kleinere hoeveelheid polymeer toe te voegen. Zoals beschreven is in het artikel "Weerstandsvermindering door polymeren: numerieke experimenten" van J.M.J. den Toonder in het Nederlands Tijdschrift voor Natuurkunde (64/8) 1998, blz. 235-239, kan 5 de stromingsweerstand van vloeistof sterk verlaagd worden door aan de vloeistof een kleine hoeveelheid polymeer toe te voegen. Het toevoegen van bijvoorbeeld 0,001% polyethyleenoxide of polyacrylamide aan water geeft een stromingsweerstandsvermindering van wel 70%. De weerstandsvermindering treedt alleen op als de stroming turbulent is. 10 De uitvinding zal in het hiernavolgende nader worden toegelicht aan de hand van een voorbeeld. Hierbij wordt verwezen naar de tekening.

Daarin toont: figuur 1 een diagram dat het verband toont tussen het gewicht van een kabel en het effectieve kabelgewicht bij respectievelijk een lege en 15 een reeds met een kabel gevulde buis; en figuur 2 een inrichting voor het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding.

Hoewel in het hiernavolgende uitgegaan wordt van het installeren/verwijderen van een kabel, is het duidelijk, dat het 20 principe van de uitvinding zonder meer toepasbaar is bij het installeren/verwijderen van meerdere kabels.

; Λ

Voorbeeld

Uitgegaan wordt van een 300 paar-koperkabel met een diameter van 35 mm 25 en een gewicht van 14,6 N/m, die reeds geïnstalleerd is in een buis met een buitendiameter van 63 mm en een binnendiameter van 51 mm. In deze buis met koperkabel wil men vervolgens een glasvezelkabel met een diameter van 10 mm en een gewicht van 1 N/m installeren. De overige gegevens voor dit voorbeeld zijn: stijfheid koperkabel: 50 Nm2; 30 stijfheid glasvezelkabel: 1 Nm2; duwkracht: 1600 N voor koperkabel en 400 N voor glasvezelkabel; wrijvingscoëfficiênt: 0,2; pompdruk: 9 bar; slingeramplitude en -periode van de buis: respectievelijk 5 cm en 10 m, alsmede een haakse bocht met een buigstraal van 2 m op elke 200 m. Voor onderstaande berekeningen zijn bovenstaande parameters ingevoerd 35 in een software programma dat gebaseerd is op de in het bovenstaand genoemde artikel van P.B. Grimado en A.J. Colucci beschreven theorie, alsmede op de theorie die beschreven is in het boek "Installation of optical cables in ducts", van W. Griffioen, Plumettaz, Bex (CH) 1993.

i 0 '1 ‘"'i O o i ^ a 'J -J O / 5

De kabel wordt in de buis geïnstalleerd met behulp van water. Indien de buis leeg zou zijn, is de glasvezelkabel over een lengte van 7500 m in te stromen. In de beschreven situatie, waarbij reeds een koperkabel aanwezig is, wordt echter ten gevolge van het "wedging"-effect slechts 5 200 m gehaald. Ter toelichting kan worden opgemerkt, dat wanneer de koperkabel een diameter van 30 mm zou hebben, nog steeds een installatielengte van bijna 1000 m voor de glasvezelkabel gehaald zou kunnen worden. Bij een diameter van de koperkabel van ongeveer 31 mm past echter de glasvezelkabel precies in de wigvormige ruimte en 10 daardoor neemt de installatielengte snel af.

Koperkabel is van nature aanzienlijk zwaarder dan water. Normaal gesproken geldt dit ook voor glasvezelkabel. Volgens de uitvinding wordt echter de glasvezelkabel lichter gemaakt dan water. De glasvezelkabel bezit in normale toestand een dichtheid van 1,3 g/cm3. 15 Voor het lichter maken van de kabel kan men bijvoorbeeld een bestaande kabel voorzien van een mantel van plastic schuim, waardoor de dichtheid afneemt tot bijvoorbeeld 0,88 g/cm3, lager dan die van water. Het lichter maken van kabels door middel van verschuimen en andere technieken is welbekend en is bijvoorbeeld voor de installatie 20 van een kabel door middel van een vloeistof in een lege buis beschreven in EP-A-0 743 731. Bij het instromen van de glasvezelkabel blijft de geïnstalleerde koperkabel op de bodem van de buis rusten, terwijl de glasvezelkabel door het lage soortelijk gewicht ervan blijft drijven en niet meer In de wigvormige ruimte tussen de 25 koperkabel en de buiswand zal komen. Deze techniek van het lichter maken van de ene kabel dan de andere kan gravitatie-ontkoppeling genoemd worden. Uit berekeningen volgt, dat bij een dichtheid van 0,88 g/cm3 de glasvezelkabel over 9000 m kan worden geïnstalleerd.

De kabelkop kan in bochten nog blijven steken tegen de bestaande 30 kabel. Het geniet daarom de voorkeur om de kop van de glasvezelkabel te geleiden, bijvoorbeeld met een opgezette ronde kop of met een flexibel en/of spits topeind of met een stuk koord of kabel van zekere lengte. Een dergelijk koord bezit een lengte tussen 10 en 100%, bij voorkeur ongeveer 30%, van de buislengte, een soortelijke massa die 35 20-80%, bij voorkeur 40%, van die van de kabel is en een stijfheid tussen 5 en 200%, bij voorkeur ongeveer 30%, van die van de kabel.

Als na verloop van tijd de eerste kabel uit de duet verwijderd moet worden, kan ook dit gebeuren met bijvoorbeeld een vloeistofstroom. Bij 6 het ontbreken van een gravitatie-ontkoppeling tussen de twee kabels zouden enorme krachten op de glasvezelkabel werken. Beschouw bijvoorbeeld het ideale geval dat er geen krachtopbouw als gevolg van kabelspanning in bochten optreedt. Uittrekken van de kabel zou dan 5 over 1 km, alleen al vanwege de gravitatie, 2920 N trekkracht vragen. Een flink deel van deze kracht zou dan op de glasvezelkabel worden overgedragen. Met de spankrachten in bochten meegerekend wordt deze kracht nog veel groter. Hier kan een glasvezelkabel absoluut niet tegen. Met de ontkoppeling van krachten volgens de uitvinding kan het 10 uitstromen van de koperkabel gebeuren terwijl nauwelijks enige kracht door de glasvezelkabel wordt ondervonden.

Zoals reeds opgemerkt, is het niet noodzakelijk dat de te installeren of te verwijderen kabel op de vloeistof drijft. Er zijn ook situaties denkbaar, waarbij de te installeren of te verwijderen kabel op de 15 bodem van de buis blijft rusten en de kabel(s) die reeds aanwezig zijn of aanwezig blijven op de vloeistof drijven.

Figuur 1 toont het grote effect dat het loskomen van een kabel uit de tussen de buitenwand en een bestaande kabel gevormde wig heeft. De kabel is nog steeds de bovenstaand beschreven kabel. De doorgetrokken 20 lijn in figuur 1 geeft aan hoe het effectieve kabelgewicht Weff (normaalkracht tussen kabel en buis) verloopt in een lege buis als functie van het kabelgewicht W bij een constante kabeldiameter van 10 mm. Ook weergegeven, met een stippellijn, is het effectieve kabelgewicht (normaalkracht tussen kabel en buis, en nu ook tussen de 25 kabels onderling) als de buis reeds is gevuld met een andere kabel van het bovenbeschreven type. Duidelijk te zien is dat in het gebied W > 0,77 N/m, waar de kabel een grotere dichtheid heeft dan water, het effectieve kabelgewicht vanwege de wigwerking vele malen groter is.

Als de kabel echter een kleinere dichtheid heeft dan water, het gebied 30 W < 0,77 N/m, lopen de lijnen voor een gevulde en lege buis gelijk op. De kabel bevindt zich nu in een heel ander regime, waar de wigwerking niet meer optreedt.

Figuur 2 toont schematisch een inrichting voor het met behulp van een vloeistof installeren van een kabel 1 in een buis 2, waarin reeds een 35 kabel 3 aanwezig is. De buis 2 is gekoppeld met een Y-vormig verbindingsstuk 4. De kabel 1 wordt door middel van een installatie-eenheid 5 van een bekend type, bijvoorbeeld een inrichting zoals beschreven is in EP-A-0 292 037, met behulp van aan een inlaat 6 van 1Ü S 03 3 7 7 de installatie-eenheid 5 toegevoerd water via een verbindingsbuis 7 in de buis 2 geïnstalleerd. Hierbij oefent de eenheid 5, bijvoorbeeld door middel van daarin aanwezige, niet getoonde drukrollen, een duwkracht in de richting van de pijl A uit op de kabel 1.

•5 n · o 7 | l V* '-.7 ^7 f

Claims (7)

1. Werkwijze voor het installeren in of het verwijderen uit een buis van ten minste een kabel, waarbij in de buis reeds ten minste een andere kabel geïnstalleerd is en waarbij de soortelijke massa van de 5 te installeren of te verwijderen kabel(s) verschilt van die van de reeds geïnstalleerde andere kabel(s), met het kenmerk, dat de ten minste ene te installeren of te verwijderen kabel in de buis wordt geïnstalleerd respectievelijk uit de buis wordt verwijderd door middel van een vloeistof onder druk, welke vloeistof een soortelijke massa 10 bezit, waarvan de waarde gelegen is tussen die van de soortelijke massa van de reeds geïnstalleerde andere kabel(s) en die van de te installeren of te verwijderen kabel(s).

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat aan de kop 15 van de te installeren kabel(s) geleidingsmiddelen worden aangebracht.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de geleidingsmiddelen een stuk koord of kabel omvatten met een lengte tussen 10 en 100%, bij voorkeur ongeveer 30%, van de buislengte, een 20 soortelijke massa die 20-80%, bij voorkeur 40%, van die van de kabel is en een stijfheid tussen 5 en 200%, bij voorkeur ongeveer 30%, van die van de kabel.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat aan het 25 uiteinde van het koord een halfdoorlatende trekplug is aangebracht.

5. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de kabel met een soortelijke massa die kleiner is dan die van de vloeistof voorzien is van een schuimmantel. 30

6. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat aan de vloeistof een polymeer is toegevoegd ter verlaging van de stromingsweerstand.

7. Werkwijze volgens conclusie 1 of 6, met het kenmerk, dat de vloeistof water is. ‘S η 1 nq 87 { KJ ; ·-' O 'J <