NO20091313L

NO20091313L - termination device

Info

Publication number: NO20091313L
Application number: NO20091313A
Authority: NO
Inventors: Alf Erik Rod; Allen Tunheim
Original assignee: Nexans
Priority date: 2009-03-31
Filing date: 2009-03-31
Publication date: 2010-10-01
Also published as: EP2237380B1; EP2237380A1

Abstract

Termineringsanordning for trefase høyspennings undervannskabler (1a-c), omfattende et vanntett hus (10) med minst en trykklett gjennomføring (3a-c) plassert i en ende (16) av huset, minst tre termineringsenheter (21-29) inne i nevnte hus for å ta imot tre respektive faseledere per kabel, og løftemidler (100) plassert på huset (10) på en motsatt side (17) relatert til nevnte gjennomføringer (3a-c).Termination device for three-phase high-voltage underwater cables (1a-c), comprising a waterproof housing (10) with at least one pressure-light passage (3a-c) located at one end (16) of the housing, at least three termination units (21-29) within said housing for receiving three respective phase conductors per cable, and lifting means (100) located on the housing (10) on an opposite side (17) related to said passageways (3a-c).

Description

Foreliggende oppfinnelse omhandler generelt en termineringsanordning for trefase høyspennings sjøkabler og nærmere bestemt splitting av kraftkabler under vannet til to eller flere kabler. The present invention generally relates to a termination device for three-phase high-voltage submarine cables and more specifically to the splitting of power cables underwater into two or more cables.

I offshore olje og gass operasjoner er det ofte et behov for distribusjon av elektrisk kraft til eller fra et antall undersjøiske installasjoner, med avgrening eller splitting av kabelsystemer, for eksempel fra en flerhet punkter langs en hovedforsyningskabel. Et spesielt interessant område er bruk av denne oppfinnelsen i offshore vindmølleparker. In offshore oil and gas operations, there is often a need for distribution of electrical power to or from a number of underwater installations, with branching or splitting of cable systems, for example from a plurality of points along a main supply cable. A particularly interesting area is the use of this invention in offshore wind farms.

Vindturbiner kan kombineres med bølgekraftturbiner i en park. Å samle den elektriske kraften fra en flerhet av kilder er en av utfordringene som man støter på ved vind- og bølgekraftproduksjon til sjøs. Det finnes i dag ingen undervannsløsning som er tilgjengelig for å koble sammen kablene fra individuelle vindturbiner og bølgekraftturbiner sammen og videre sammen til en større kabel eller en hovedkabel som knytter hele installasjonen til et kraftverk på land. Løsningen på dette problemet med kjent teknikk, er å terminere alle tilkoblingskablene på innsiden av en vindmølle eller en annen lokal installasjon over vannflaten. Dette innebærer at en flerhet av kabler må kobles til en installasjon som for eksempel en vindmølle. Wind turbines can be combined with wave power turbines in a park. Collecting the electrical power from a plurality of sources is one of the challenges encountered in wind and wave power generation at sea. There is currently no underwater solution available to connect the cables from individual wind turbines and wave power turbines together and further together into a larger cable or a main cable that connects the entire installation to a power plant on land. The solution to this problem with the prior art is to terminate all the connection cables inside a wind turbine or other local installation above the water surface. This means that a plurality of cables must be connected to an installation such as a windmill.

Det ville være svært ønskelig i anlegg eller parker som nevnt ovenfor å være i stand til å skaffe tilveie de nødvendige meilomkoblingene eller termineringene i installasjoner som normalt er plassert på eller nær ved sjøbunnen, eller i det minste godt neddykket under havoverflaten slik at de ikke forstyrres av overflate-operasjoner og for å unngå mange stigekabler som strekker seg til plattformer eller vindmøllestrukturer over havflaten. Problemer som oppstår i den forbindelsen omfatter plassering av kabler og aktuelt utstyr, i tillegg til behovet for innhenting igjen ved reparasjon og vedlikehold. Fra tid til annen kan det også være behov for å bytte installerte kabelforbindelser. It would be highly desirable in facilities or parks as mentioned above to be able to provide the necessary switchovers or terminations in installations that are normally located on or near the seabed, or at least well submerged below the sea surface so that they are not disturbed of surface operations and to avoid many riser cables extending to platforms or wind turbine structures above the sea surface. Problems that arise in that connection include the placement of cables and relevant equipment, in addition to the need for retrieval again during repair and maintenance. From time to time there may also be a need to change installed cable connections.

Derfor er det i henhold til foreliggende oppfinnelse skaffet tilveie en termineringsanordning for trefase høyspenningssjøkabler som omfatter et vanntett hus med minst en kabelinnføring plassert på den ene siden av huset, minst tre termineringsenheter inne i nevnte hus for mottak av hver sine tre faseledninger, og løftemidler som er plassert på huset på en motstående side relatert til nevnte kabelinn-føring(er). Therefore, according to the present invention, a termination device for three-phase high-voltage submarine cables has been provided which comprises a watertight housing with at least one cable entry located on one side of the housing, at least three termination units inside said housing for receiving each of the three phase cables, and lifting means which is located on the housing on an opposite side related to said cable entry(s).

En komponent eller enhet som her er av spesiell interesse er en type T-forbindelse som er utformet stort sett i form av en "T". ett eksempel på en slik enhet er T-forbindelsen som leveres av Euromold® (et Nexans-firma). Slike T-forbindelser benyttes med fordelaktig i den foreliggende termineringsanordningen, fordi deres innpluggingsfunksjonalitet gjør det mulig med relativ enkel utskiftning eller tilføyelse av kabelforbindelser som kan være påkrevet ved offshore-installasjoner og aktuelle operasjoner. Maksimale spennings-nivåer kan for eksempel være opp til 36 kV. A component or device of particular interest here is a type of T-connection which is designed generally in the shape of a "T". one example of such a device is the T-joint supplied by Euromold® (a Nexans company). Such T-connections are advantageously used in the present termination device, because their plug-in functionality enables relatively simple replacement or addition of cable connections that may be required in offshore installations and current operations. Maximum voltage levels can, for example, be up to 36 kV.

En spesiell fordel oppnås med denne oppfinnelsen i tilfellet med flytende offshorevindmøller, fordi det vil være et behov for bare en dynamisk kabel (riser) til hver vindmølle. I den etterfølgende beskrivelsen vil den foreliggende oppfinnelsen bli nærmere forklart ved hjelp av utførelses-eksempler som er vist i figurene der: Fig. 1 er en forenklet utførelse vist i delvis tverrsnitt og viser i perspektivvisning en anvendelse for splitting av en elektrisk kraftkabel i to kabler ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et tverrsnitt i en større målestokk med tre T-kontakter som er satt sammen i et hus, som svarer til delene i A particular advantage is achieved with this invention in the case of floating offshore wind turbines, because there will be a need for only one dynamic cable (riser) to each wind turbine. In the following description, the present invention will be explained in more detail with the help of embodiment examples which are shown in the figures where: Fig. 1 is a simplified embodiment shown in partial cross-section and shows in perspective view an application for splitting an electric power cable into two cables according to the invention. Fig. 2 is a cross-section on a larger scale with three T-connectors assembled in a housing, corresponding to the parts in

Fig. 1.Fig. 1.

Fig. 3 er i en enda større målestokk og viser et detaljert tverrsnitt av en T-kontakt for bruk i en bestemt utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen. Fig. 3 is on an even larger scale and shows a detailed cross-section of a T-connector for use in a particular embodiment of the present invention.

Utførelsesformen i Fig. 1 er av vesentlig betydning, siden dette er et tilfelle der tre undervannskraftkabler la, lb og lc kobles sammen. Slik kan for eksempel kablene la og lc tilhøre en hovedkabel, for tilførsel av produsert elektrisk energi fra et antall vindmøller, til konsumenter på land. Kabel lb i dette eksempelet ville i så fall være den som er koblet til en vindmølle i systemet. Det som blir gjort på dette punktet i systemet er elektrisk å koble hver fase av trefasekabelen lb til hver korresponderende fase i kabelen/- kablene la og lc. Dette finner sted på innsiden av et vanntett hus 10 vist i Fig. 1 (og i Fig. 2). Før kablene la-c føres inn i huset 10 blir de omgitt av hver sin bøyeavstiver 2a-c, ifølge kjente fremgangsmåter. Videre skaffes tilveie innføringselementer 3a-c for å sørge for forseglet innføring av hver enkelt kabel inn i huset, hvilket også er kjent. The embodiment in Fig. 1 is of significant importance, since this is a case where three underwater power cables la, lb and lc are connected together. In this way, for example, the cables la and lc can belong to a main cable, for the supply of produced electrical energy from a number of wind turbines, to consumers on land. Cable lb in this example would then be the one connected to a wind turbine in the system. What is done at this point in the system is to electrically connect each phase of the three-phase cable lb to each corresponding phase in the cable(s) la and lc. This takes place on the inside of a waterproof housing 10 shown in Fig. 1 (and in Fig. 2). Before the cables la-c are led into the housing 10, they are each surrounded by bending stiffeners 2a-c, according to known methods. Furthermore, insertion elements 3a-c are provided to ensure sealed insertion of each individual cable into the housing, which is also known.

På innsiden av huset 10 er det tre særskilte grupper av T-kontakter 21-23, 24-26 og 27-29, som er støttet opp av en On the inside of the housing 10 there are three distinct groups of T-connectors 21-23, 24-26 and 27-29, which are supported by a

brakett 19. T-kontaktene 21-23 er vist mer detaljert i Fig. 2, dvs. for hver (korresponderende) fase lia, 11b og lic fra hver sine respektive kabler la-c. De tilsvarende arrangementene for tilkobling av de andre to kabelfasene er arrangert ved hjelp av gruppene 24-26 respektive 27-29, med T-kontakter. bracket 19. The T-connectors 21-23 are shown in more detail in Fig. 2, i.e. for each (corresponding) phase lia, 11b and lic from their respective cables la-c. The corresponding arrangements for connecting the other two cable phases are arranged using groups 24-26 and 27-29 respectively, with T-connectors.

Som man vil se fra Fig. 2 er T-kontaktene 21, 22 og 23 direkte koblet til hverandre ved å plugge dem sammen ved deres øvre eller tversgående ben med en gjennomgående elektrisk ledende bane som omfatter de ledende elementene 34 og 35. På denne måten er lederne 31, 32 og 33, som tilhører kabelfase lia, 11b og lic, koblet sammen. Tilbake til Fig. 1 er det vist en fase 13a fra kabel la, som er videreført til T-kontakt 27 i den tredje eller bakre gruppen av T-kontakter. As will be seen from Fig. 2, the T-connectors 21, 22 and 23 are directly connected to each other by plugging them together at their upper or transverse legs with a continuous electrically conductive path comprising the conductive elements 34 and 35. In this way the conductors 31, 32 and 33, which belong to cable phase lia, 11b and lic, are connected together. Returning to Fig. 1, a phase 13a from cable la is shown, which is continued to T-connector 27 in the third or rear group of T-connectors.

Senterben (hovedben) 45 er indikert for T-kontakt 21, der alle andre T-kontakter har samme type senterben, der alle slike senterben er innrettet vertikalt som vist i figurene. Dette innebærer naturligvis ikke at denne innrettingen i virkelig bruk nødvendigvis er normal. Man skal merke seg at i utførelsesformen som er vist i Fig. 1, dvs. at den aksiale retningen til kraftkablene la-c, så vel som bøyeavstiverne 2a-c overveiende den samme som for den/de ovenfor nevnte senterben (hovedben) 45. I virkelig bruk er dette en meget fordelaktig arrangement som forenkler operasjonene med sammensetning så vel som mulig reparasjon eller endringer som skal gjøres i løpet av levetiden til termineringsanordningen. Center leg (main leg) 45 is indicated for T-connector 21, where all other T-connectors have the same type of center leg, where all such center legs are aligned vertically as shown in the figures. This of course does not mean that this alignment in real use is necessarily normal. It should be noted that in the embodiment shown in Fig. 1, i.e. that the axial direction of the power cables la-c, as well as the bending stiffeners 2a-c is predominantly the same as for the above-mentioned central leg(s) (main leg) 45. In actual use, this is a very advantageous arrangement that simplifies the operations of assembly as well as possible repair or changes to be made during the life of the termination device.

Innføringene 3a-c befinner seg på en ende eller sidevegg 16 av huset 10. Den motsatte enden eller sideveggen er benevnt 17. På enden 17 er det anbrakt løftemidler i form av en øyestruktur 100 som gjør det mulig å sette ut så vel som å hente inn igjen hele anordningen med kraftkabler la-c tilkoblet. Man vil forstå at, avhengig av dybden i sjøen der installasjonen er plassert, kan være en vesentlig tyngde som skal bæres ved å løfte øyet 100 under slike operasjoner. I mange tilfeller kan det vurderes fordelaktig å ha dimensjonene til innkapsling 10 å være størst i en retning mellom enden eller sideveggene 16 og 17, og også å ha senterbenene 45 til T-kontaktene montert slik at de strekker seg overveiende i langsgående retning av huset, det vil si mer eller mindre i parallell med retningen til kablene la-c når disse entrer huset gjennom bøyeavstiverne 2a-c og innføringene 3a-c. The introductions 3a-c are located on an end or side wall 16 of the housing 10. The opposite end or side wall is named 17. On the end 17, lifting means are placed in the form of an eye structure 100 which makes it possible to set out as well as retrieve reinsert the entire device with power cables la-c connected. It will be understood that, depending on the depth in the sea where the installation is located, there may be a significant weight to be carried by lifting the eye 100 during such operations. In many cases it may be considered advantageous to have the dimensions of enclosure 10 be greatest in a direction between the end or side walls 16 and 17, and also to have the center legs 45 of the T-connectors mounted so that they extend predominantly in the longitudinal direction of the housing, that is, more or less in parallel with the direction of the cables la-c when these enter the housing through the bending braces 2a-c and the entries 3a-c.

Mens Fig. 1 illustrerer det viktige tilfellet med tre elektriske kraftkabler la-c som kobles sammen inne i innkapsling 10, kan det være andre enklere tilfeller der det generelle konseptet med denne oppfinnelsen også er anvendbart, for eksempel når bare to trefase undervanns høyspenningskabler skal kobles til hverandre (i en enkel skjøt), der det kan være tilstrekkelig å benytte to kabel innføringer og seks IT-kontakter inne i huset. While Fig. 1 illustrates the important case of three electric power cables la-c being connected together inside enclosure 10, there may be other simpler cases where the general concept of this invention is also applicable, for example when only two three-phase underwater high voltage cables are to be connected to each other (in a single joint), where it may be sufficient to use two cable entries and six IT connectors inside the house.

Et enda mer forenklet arrangement er illustrert i Fig. 3, der en enkelt fase av kabel lix er koblet til T-kontakt 20 med et tilsvarende senterben 45 som i den ovenfor nevnte utførelsesformen, og med to tversgående ben 26 og 27, for bare å tjene som terminering og isolasjon av kabel lix. På denne måten tjener et felles sylinderformet hus 41 av isolerende materiale og isolerende plugger 42 så vel som gummihetter 43 som den påkrevde isolasjonen og termineringen. Denne utførelsesformen er spesielt fordelaktig for testformål, hvilket kan være en ganske viktig operasjon under installasjon av undervannskabler. For dette formålet kan det være tilstrekkelig å ha bare en kabelinnføring og tre termineringsenheter eller T-kontakter for testing av en trefase høyspennings undervannskabel. An even more simplified arrangement is illustrated in Fig. 3, where a single phase of cable lix is connected to T-connector 20 with a corresponding center leg 45 as in the above-mentioned embodiment, and with two transverse legs 26 and 27, in order only to serve as termination and insulation of cable lix. In this way, a common cylindrical housing 41 of insulating material and insulating plugs 42 as well as rubber caps 43 serve as the required insulation and termination. This embodiment is particularly advantageous for testing purposes, which can be quite an important operation during the installation of underwater cables. For this purpose, it may be sufficient to have only one cable entry and three termination units or T-connectors for testing a three-phase high-voltage underwater cable.

Claims

1. Termination device for three-phase underwater cable(s) (1 a-c) for high voltage, comprising: a watertight housing (10) with at least one pressure-tight passage (3a-c) located at one end (side) (11) of the housing; at least three termination units (20, 21 -29) inside said housing for receiving three phase conductors (31, 32, 33) per respective cable; and lifting means (25) placed on the housing (10) on an opposite end (side) (12) related to said pressure-tight bushings (3a-c).

2. Termination device according to claim 1, where said termination units are T-connectors (20, 21-29).

3. Termination device according to claim 2, where said T-connectors (20, 21 -29) are directed inside said housing (10) with their center legs (main legs) (25) predominantly in a direction that extends between said one and opposite ends (pages) (11,12).

4. Termination device according to claim 3, where the dimensions of said housing (10) are largest in said direction.

5. Termination device according to any one of claims 1-4, provided with: at least two pressure-tight bushings (3a-c); and at least six T-connectors (20, 21-29) inside said housing (10).

6. Termination device according to any one of claims 1-5 for a branch of cables, provided with: three pressure-tight bushings (3a-c); and nine T-connectors (20, 21-29) inside said housing (10).

7. Termination device according to claim 5 or 6, where three T-connectors (21 -32, 24-26 and 27-29 respectively) for a phase conductor (31, 32, 33) are mounted directly together on a common support bracket (19).