NO178279B - Skjöteanordning - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår skjøteutstyr for skjøting av en bunt langstrakte elementer, og særlig en skjøteanordning for skjøting av en kombinert elektrisk og optisk kabel. Slike kombinerte elektriske/optiske kabler kan ha tre eller flere isolerte sterkstrømsledere og én eller flere fiberoptiske kabler, samt ytterligere langsgående elementer anbragt inne i en felles armering. Dersom ett av elementene i en bunt skades, kan det bli nødvendig å kutte bunten og foreta en kontrollert skjøt av alle elementene for å oppnå likt strekk i alle elementene og den beskyttende armering. Dersom den optiske del av en sammensatt kabel blir ødelagt, vil en reparasjon sannsynligvis også måtte føre til skjøting av sterkstrømsdelen av kabelen.

DK 163394 omhandler en skjøteanordning for en kabel som er sammensatt av både elektriske og optiske ledere. Skriftet omhandler en såkalt fabrikk-skjøt, mens den foreliggende oppfinnelse gjelder en felt-skjøt. DK 163394 gjelder en fremgangsmåte for å sammenskjøte uarmerte lengder med komposittkabel, før kabelkjernen armeres. Skjøtestedene skal ikke bygge mere i diameter enn kabelkjernen alene, fordi den ferdigskjøtte komposittkabel skal armeres ved at 'armeringen derefter vikles ubrudt omkring kablet og omslutter splejsningerne af såvel stærkstrømslederne som lyslederne.'

Kombinerte kabler benyttes ofte i offshore-installasjoner og skjøteprosessene må være så enkle som mulig for å oppnå pålitelige skjøter. Skjøteprosedyrene for ødelagte under-sjøiske kabler fordrer som regel at kabelen må kuttes på sjøbunnen mens man sikrer seg at sjøvann ikke trenger inn i de avkuttede kabelendene, - deretter føres den første snittflaten til overflaten, - denne første snittflaten skjøtes til en kort lengde ny kabel, - den andre snittflate bringes deretter til overflaten, - denne andre snittflate skjøtes til den andre ende av den nye kabellengde, - og endelig senkes den sammenskjøtede kabel ned på sjøbunnen.

Det er lett å forstå at håndteringen av de to skjøte-stedene og bukten mellom de to skjøtestedene, på et kabelskip, kan være en ganske vanskelig oppgave, særlig i hardt vær og tung sjø. Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en bedret skjøteanordning for skjøting av en bunt langstrakte elementer slik som en sammensatt kabel av den ovennevnte type.

Trekkene ved foreliggende oppfinnelse er angitt i de ledsagende krav. En bunt langstrakte elementer, slike som kan inngå i en sammensatt kabel av den ovennevnte type, skjøtes effektivt med minst mulig tidsforbruk. En fordel ved foreliggende oppfinnelse er også at strekkingen av armeringstrådene forenkles og forbedres. Delen av den sammensatte skjøt som omfatter skjøtekabinettet for den fiberoptiske kabel, er kort og vil lett kunne passere over baughjulet til et kabelskip.

Ovennevnte og andre trekk og formål ved foreliggende oppfinnelse fremgår klart av følgende detaljerte beskrivelse av utførelseseksempler av foreliggende oppfinnelse sett i samband med de ledsagende tegninger, hvor:

Fig. 1 viser en sammensatt kabel med skjøt,

fig. 2 viser et tverrsnitt gjennom kabelen,

fig. 3 viser et tverrsnitt gjennom skjøtestedet for en

optisk fiber,

fig. 4 viser, i delvis gjennomskåret form, et langsgående

snitt gjennom det fiberoptiske skjøtested,

fig. 5 viser et mer detaljert tverrsnitt gjennom skjøte-stedet for den optiske fiber i henhold til fig. 3 og

4, og

fig. 6 viser et tverrsnitt gjennom en alternativ skjøt.

I fig. 1 er det vist en bunt 1 av langstrakte elementer slik som elementene i en sammensatt kabel, og tverrsnittet av denne er vist i fig. 2. Den sammensatte elektriske/optiske kabel har tre isolerte sterkstrømsledere anbragt i et tri-angel med en fiberoptisk kabel plassert i et ledig rom mellom to av sterkstrømslederne eller fasene. Fig. 1 indikerer det optiske skjøtestedet 2 for den optiske fiber, samt det elektriske skjøtestedet 3 for sterkstrømslederen.

Skjøtestedet 3 er av konvensjonell art og vil ikke bli nærmere beskrevet i denne forbindelse. Sterkstrømslederne er vanligvis av den flertrådede typen som blir skjøtet tråd for tråd for å oppnå en fullstendig fleksibel skjøt. Etter skjøt-ing av lederen blir isolasjonen fornyet og skjøtene for de tre ledere er vanligvis forskjøvet bort fra hverandre langs kabellengden. Det elektriske skjøtestedet er vist forskjøvet bort fra det optiske skjøtestedet, men dette behøver ikke være tilfelle. Skjøten av en sterkstrømsleder bygger svært lite, om overhodet noe, hva den totale 1ederdiameter angår, og derfor kan de to skjøteområder 2 og 3 også overlappe hverandre. Når en slik sammensatt kabel skjøtes, kan tid formodentlig spares ved å skjøte de to delene av kabelen samtidig. Den normale situasjonen er imidlertid at skjøtingen av den elektriske del foretas før skjøtingen av den fiberoptiske kabelen gjennomføres, og til slutt erstattes armeringen. Fig. 2 viser som nevnt et tverrsnitt av kabelen 1 langs linjen 11 -11 i fig. 1. Den sammensatte kabelen som er vist, har tre isolerte sterkstrømsledere 10, 11 og 12, som hver består av en leder, en indre halvledende kappe, lag med polymer isolasjon, et ytre halvledende lag samt et ugjennom-trengelig lag slik som en blykappe. Detaljene til de isolerte sterkstrømsledere er ikke vist. De tre utvendige rom mellom lederne blir vanligvis fylt med et fy11 materi ale 13 slik som polypropylen-garn, og ved sammensatte elektriske/optiske kabler, anbringes den optiske kabel 14 i ett av disse områder som vist. Sterkstrømslederne snoes langs kabellengden og det samme gjelder for den fiberoptiske kabel, slik at det dannes en snodd bunt, og denne blir i fortsettelsen også kalt den opprinnelige bunt. Kabelkjernen er forsynt med en omgivende kappe 15 samt ett eller flere armeringslag 16 og 17 og en utvendig korrosjonsbeskyttelse 18. Fig. 3 viser et tverrsnitt av det optiske skjøtestedet 2 tatt langs linjen 111 -111 i fig. 1. Denne figuren representerer også et tverrsnitt av fig. 4, mens fig. 5 viser skjøte-anordningen mer detaljert. Sterkstrømslederne er anbragt i en vugge-1ignende struktur 20 og den fiberoptiske kabel er innført i et fiberoptisk skjøtekabinett 21 som er festet til den vugge-1ignende struktur 20. De innvendige detaljer i kabinettet er ikke vist. Den dobbelt-tegnede sirkel 22 indikerer den innvendige overflate til et utvendig hus. Selve huset består av to deler 23 og 24 som er skrudd sammen ved gjenger, og to deler 25 og 26 (vist i fig. 4) som er dreibart forbundet med delene 23 henholdsvis 24. Diameterdimensjonene er ikke vist i målestokk og hulrommene mellom vugge/kabinett-strukturen og den innvendige overflate til huset, kan være mye mindre.

I fig. 3 og 5 er det langstrakte element eller den fiberoptiske kabel 14 blitt løftet ut av den opprinnelige bunt som omfatter elementene 10, 11, 12 og 14, og skal skjøt-es i kabinettet 21. De gjenværende elementer i bunten som i det følgende vil bli kalt en gjenværende bunt 27 og består av de tre isolerte sterkstrømsledere, hindres fra å dreie seg i forhold til kabinett/vugge-strukturen på grunn av den lave posisjonen som kabinettet inntar. Dersom rommet mellom den gjenværende bunt og bunnen til kabinettet er større, kan det tas forholdsregler for å hindre eller begrense dreining av den gjenværende bunt 27 i forhold til kabinett/vugge-strukturen 21,20. De rotasjonshindrende/begrensende anordninger kan bestå av en masse 28 som fyller praktisk talt alle hulrom inne i kabinett/vugge-strukturen 21,20. Slik masse, som erstatter fyllstoffene 13, kan utgjøres av en silikongummi som dessuten forhindrer at vann trenger seg inn i skjøten. Anordninger (ikke vist på figuren) kan tilveiebringes ved endene av skjøteområdet 2 inne i bunten/kabelen, for å forhindre at massen eller fyllmaterial et 28 trenger seg inn i kabelens hulrom fra noen side av skjøteområdet 2.

I fig. 4 er det vist et skjøteområde 2 for en fiberoptisk skjøt sett fra siden. Den øvre del av tegningen representerer et delvis gjennomskåret snitt av skjøten. Sterkstrømslederne som er vist ved 30 passerer gjennom skjøtearealet på en snodd måte. Armeringen 31, i foreliggende tilfelle en dobbeltarmer-ing som forhindrer at kabelkjernen snor seg i den sammensatte kabel 1, er festet (sveiset/loddet) til en sylindrisk stål del eller flens 25, mens armeringen fra den andre siden er festet til en tilsvarende ståldel eller flens 26. Armeringen fra i det minste én av sidene, kan bestå av forhåndssnodde elementer av armer ingstråder som erstatter armeringstrådene til den opprinnelige kabel. Slike forhånds snodde deler av armering

(ikke vist på figuren) er vanligvis anbragt ved skjøteområdet 3 for den elektriske del av skjøten. Det er viktig at alle armer ingstråder som avsluttes ved flensene 25 og 26 utsettes for samme strekk.

De to delene 25 og 26 er forsynt med flenser som passer sammen med flenser til de to gjengede deler 23 og 24, slik at når delen 23 blir skrudd inn på del 24 for å gi alle armeringstrådene et definert og like stort strekk, glir flensene mot hverandre. Det gjengede området er antydet ved 32. Prin-sippet med å spenne to sett armeringstråder ved hjelp av et gjenget f1ensarrangement i likhet med montasjen 23-26, kan også benyttes ved andre typer av skjøter.

Innføringen av kabelkjernen gjennom delene 25 og 26 må være godt avrundet og jevn for å beskytte den ytre overflate av de isolerte sterkstrømsledere. Disse langsgående elementer kan også ha en utvendig beskyttelse slik som termiske krympe-hylser.

Den fiberoptiske kabel 14 er vist ved innføringen i kabinettet 21 gjennom åpningene 35 og 36, og strekke!ementene til den fiberoptiske kabel blir forankret i kabinettet slik at fibrene unngår enhver form for strekk.

Delene 23 og 24 i skjøtehuset kan være forsynt med gjennomgående hull 33 og 34 som gir den kombinerte effekt at de tillater bruk av verktøy (ikke vist) for dreining av delene ved deres gjengede partier, og for å gi mulighet for fylling av hulrommene, ved delene 23 og 24 og ved den vugge-formede struktur 20-21, med en fyllmasse, slik som en silikongummi.

I fig. 5 er skjøteanordningen for den fiberoptiske del i fig. 3 og 4 vist mer detaljert. Det fiberoptiske skjøtekabi-nett 21 er som vist forsynt med en bunndel 40 tilpasset krumningen av de to elementene 41 og 42 i den gjenværende bunt som i dette eksemplet utgjøres av tre isolerte sterk-strømsledere 41,42 og 48. Et lokk 43 er vist med en utforming som er tilpasset formen til den vugge-1ignende del 20. Den ytre overflate til kabinettet 21 med vuggen 20 er i alt vesentlig sirkulær (sylindrisk). Kabinettet 21 kan være fremstilt av et sjøvannbestandig materiale slik som rustfritt stål og vuggen 20 kan være fremstilt av et polyamid, slik som nylon. Bunn- og lokkdelene til kabinett 21 tilveiebringer et lukket skjøterom 44 for fibrene (ikke vist) og her kan skjøt-ingen foretas uten at de optiske fibre (ikke vist) utsettes for noe strekk. En inngang til kabinettet er vist ved 35. Bunndelen 40 til kabinettet er festet til vuggen 20 ved hjelp av bolter 45 og kabinettdelene 40 og 43 settes sammen etter at den fiberoptiske kabel er skjøtet, ved hjelp av boltene 46. Skjøterommet 44 inne i kabinettet fylles med en vann-avstøtende masse som er forenelig med den fiberoptiske kabel, gjennom innfyl1 ingsåpninger som ikke er vist. Normalt vil kabinettet bli fylt før tilpasning av lokket, eventuelt etterfulgt av en etterfylling gjennom fyl 1åpningene.

Som nevnt og vist i forbindelse med fig. 4, er sterk-strømsl ederne snodd med en viss slaglengde. Når den totale diameter til skjøten er kritisk, kan den nedre overflate 47 (fig. 5) til bunndelen 40 bli utformet slik at den følger samme slaglengde langs kabellengden. Noe som er mer viktig er imidlertid at overflatene som kommer i kontakt med overflaten på kabelens ledere er jevn og uten noen skarpe kanter eller grader som kan skade kabeloverflaten.

For en snodd kabelbunt med en diameter på omkring 100 mm, kan dimensjonene til den fiberoptiske skjøteanordning være som følger. Lengden til vuggen og kabinettet kan være 260 mm mens diameteren kan være 160 mm. Det fiberoptiske skjøterom 44 kan ha en bredde på ca. 70 mm og en høyde på ca. 20 mm, noe som er tilstrekkelig for å gi et skjøterom for en 15 mm fiberoptisk kabel med omlag 24 optiske fibre. Den totale avstivede lengde til skjøteanordningen, det vil si lengden mellom de ytre ender til husdelene 25 og 26, trenger ikke å overstige 900 mm.

I fig. 6 er det vist et tverrsnitt av en skjøt for en alternativ, langstrakt bunt med langsgående elementer. Når en fiberoptiske kabel 57 tas ut av bunten for skjøting, omfatter den gjenværende bunt 50 i dette eksemplet tre isolerte sterk-strømsledere 51,52 og 53, en flerleder-signalkabel 54, to elementer 55 og 56 som kan være en signalkabel bestående av parkabler, andre fiberoptiske kabler eller andre langstrakte elementer. Den fiberoptiske kabel 57 som er vist, vil bli ført ut av den opprinnelige bunt av elementer for å bli skjøtet i et kabinett 58. Kabinettet er festet til en vugge-lignende struktur 59, som sammen med kabinettet omslutter den gjenværende bunt 50. I dette eksemplet, hvor den totale diameter til skjøten ikke behøver være så kritisk, er det ikke nødvendig å forme bunndelen til kabinettet 58 slik at den er tilpasset krumningen av den gjenværende bunt 50. Når hulrom inne i kabinett/vugge-strukturen blir fylt med en masse 60 som f eks en si 1 ikongummi, vil den gjenværende bunt 50 bli hindret fra å dreie seg i forhold til strukturen. Som nevnt i forbindelse med fig. 3 bør det være tilveiebragt anordninger på begge sider av skjøten for å hindre at fyllmassen flyter inn i eller trenger seg inn i hulrom i bunten på én eller begge sider av skjøteområdet.

Posisjonen for den fiberoptiske kabels innføring i kabinettet i forhold til den gjenværende bunt bør fastholdes innenfor trange toleranser. Kantene 61 og 62 kan også være tilveiebragt på den innvendige vegg av vuggen for å forhindre dreining av fy11 materi al et. Sett-skruer (ikke vist) kan også innføres gjennom veggen til vuggen inn i massen for å forhindre innbyrdes rotasjon.

Dersom bunten omfatter mer enn én fiberoptisk kabel, kan kabinettet være utstyrt for skjøting av mer enn én kabel, og kan i så fall ha mer enn ett sett med innganger. Alternativt kan slike ekstra kabler skjøtes i ekstra kabinetter som er forskjøvet vinkelmessig bort fra kabinettet 28 i vuggen 59, og/eller forskjøvet i lengderetning bort fra det optiske skjøteområdet 2.

Den foreliggende oppfinnelse er også egnet for skjøting av sammensatte kabler bestående av en en-leder kraftkabel med en eller flere optiske kabler anbragt i kraftkabel ens ytre lag,

f eks slike kabler som er nevnt i EP 92117360 og EP 92118327.

Bøyningsbegrensningsanordninger kan benyttes på begge sider av skjøteanordningen for å hindre uheldig bøyning av det langstrakte element.

Den ovennevnte detaljerte beskrivelse av utførelser representerer utelukkende eksempler på utførelser og kan modifiseres på flere måter. F.eks. kan hjelpemidler slik som sett-skruer innføres for å forhindre innbyrdes rotasjon av de ulike husdeler 23-26 etter at armeringen 31 er strukket. For utførelser hvor den armerte kabel er forsynt med én enkelt armering, bør det være introdusert låsemidler for én av armeringsf1ensdelene 25 eller 26 til den tilstøtende, gjengede del 23 eller 24, før armeringen 31 strekkes.

Claims (6)

1. Anordning for sammenskjøting av to bunter med langstrakte elementer og som hver er forsynt med minst ett lag med konsentrisk trådarmering, omfattende et kabinett (21,58) innrettet for skjøting av i det minste ett av elementene (14) og tilpasset en vugge-1ignende struktur (20,59) som omgir en bunt (27,50) av de gjenværende, langstrakte elementer, karakterisert ved at den omfatter et ytre hus (23,26) som omgir kabinett/vugge-strukturen (21,20;58,59) og som omfatter en første (25) og en andre del (26) med arrangementer for avslutning av kabelarmering (31), samt en tredje (23) og en fjerde (24) del som kan dreies i forhold til hverandre og i forhold til de første og andre deler, idet de dreibare tredje og fjerde deler (23,24) er innbyrdes forbundet via et gjenget område (32) slik at en styrt strekkpåkjenning av armeringen (31) kan oppnås.

2. Skjøteanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at de tredje og/eller fjerde deler (23,24) er forsynt med gjennomgående hull (33,34) som muliggjør anvendelse av verktøy for dreining av delene om sine gjengede partier og som muliggjør fylling av hulrom inne i huset (23-26) og vugge-strukturen (20,59) med en fyllmasse.

3. Skjøteanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at 1åseanordninger slik som sett-skruer, er tilveiebragt for å hindre innbyrdes dreining mellom delene (23-26) til huset etter tilstramming av armeringen (31).

4. Skjøteanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det ved anvendelse av enkelt-armerte kabler er tilveiebragt holder-anordninger for fastlåsing av en armeringsf1 ens (25 eller 26) til den til-støtende gjengede del (23 eller 24) før armeringen (31) strekkes.

5. Skjøteanordning ifølge krav 1, og omfattende rotasjons-hindrende/begrensende anordninger (28,60) innrettet for å hindre eller begrense rotasjon av den gjenværende bunt (27,50) i forhold til kabinettet/vugge-strukturen (21,20;58,59), karakterisert ved at den rotasjonshindrende/begrensende anordning (28,60) omfatter en masse som praktisk talt fyller alle hulrom i kabinett/vugge-strukturen (21,20;58,59).

6. Skjøteanordning ifølge krav 1, karakterisert ved at kabinettet (21,58) er fremstilt av et materiale som er resistent like overfor sjøvann, f.eks. rustfritt stål, og at den vugge-1ignende struktur (20,59) er fremstilt av et polyamid slik som nylon.