NO331986B1

NO331986B1 - Cable and system for electrical power and signal transmission.

Info

Publication number: NO331986B1
Application number: NO20051929A
Authority: NO
Inventors: Truls Normann; Ole A Heggdal
Original assignee: Aker Subsea As
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2012-05-21
Also published as: NO20051929L; NO20051929D0

Description

Denne oppfinnelsen vedrører overføring av elektrisk kraft og kommunikasjonssignaler til og mellom elektriske installasjoner, inkludert undervannsinstallasjoner. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen en ny elektrisk kabel for bruk i et elektrisk trefase kraftforsyningssystemer og kommunikasjonssystemer for undervannsinstallasjoner, samt et kraftforsynings og/eller kommunikasjonssystem som benytter den nye kabeltypen. This invention relates to the transmission of electrical power and communication signals to and between electrical installations, including underwater installations. More particularly, the invention relates to a new electric cable for use in an electric three-phase power supply systems and communication systems for underwater installations, as well as a power supply and/or communication system that uses the new cable type.

Ett eksempel på en kjent kabelstreng og en fremgangsmåte for å fremstille en kabelstreng er vist i norsk patent nr. 174940. One example of a known cable string and a method for producing a cable string is shown in Norwegian patent no. 174940.

Ved lange kraftforsyningskabler, eksempelvis til undervannsinstallasjoner som kan ligge langt til havs, er det kjent at det oppstår elektriske ubalanser i systemene/kablene p.g.a. de elektriske egenskapene. Slike ubalanser kan ha flere årsaker, eksempelvis nærhetseffekter (eng.: proximity effects), magnetodynamisk kopling med omgivelsene, så vel som gjensidig innvirkning mellom de elektriske lederne i kabelen. Generelt vil summen alle de elektromagnetiske parametere i kraftoverførings- og/eller kommunikasjonssystemet være avgjørende for om slike ubalanser oppstår. In the case of long power supply cables, for example to underwater installations that can be located far out to sea, it is known that electrical imbalances occur in the systems/cables due to the electrical properties. Such imbalances can have several causes, for example proximity effects, magnetodynamic coupling with the surroundings, as well as mutual influence between the electrical conductors in the cable. In general, the sum of all the electromagnetic parameters in the power transmission and/or communication system will be decisive for whether such imbalances occur.

Slike ubalanser vil av og til kunne oppstå, særlig i systemer med kabellengder som går opp i et antall kilometer. Ubalansene kan, avhengig av kabellengdene og andre elektriske egenskaper, ha uønskede resultater, eksempelvis såkalte negative sekvensspenninger, som igjen kan medføre økt tap i undervannsinduksjonsmotorer, så vel som uønskede dreiemomentpulseringer i disse motorene. Strømmene og spenningene vil være forskjellige i hver fase, så vel som også motstand og induktans per fase og i kabelskjermen for her fase. Det er følgelig ønskelig å finne frem til tekniske løsninger som kan hjelpe til med å redusere slike ubalanser mest mulig, ideelt fjerner slike ubalanser helt. Such imbalances can occasionally occur, particularly in systems with cable lengths that reach a number of kilometres. The imbalances can, depending on the cable lengths and other electrical properties, have unwanted results, for example so-called negative sequence voltages, which in turn can lead to increased losses in underwater induction motors, as well as unwanted torque pulsations in these motors. The currents and voltages will be different in each phase, as well as resistance and inductance per phase and in the cable screen for this phase. It is therefore desirable to find technical solutions that can help reduce such imbalances as much as possible, ideally remove such imbalances completely.

Fra den tidligere kjente teknikk er det ved høyspenningslinjer som er anbrakt i luftspenn kjent å henge opp de elektriske lederne ved hvert opphengspunkt/høyspentmast slik at posisjonen til elektriske lederne revolverer omkring linjens lengdeakse, sett over et antall master. Generelt, så er det kjent å la de elektriske lederne bytte plass i enkelte av eller alle opphengspunktene/-mastene ved hjelp av elektriske koplinger i masten. Slike koplinger er illustrert på Fig. 1, som illustrerer hvordan tre kraftledninger LI, L2 og L3 bytter plass ved opphengs-/koplingspunktene Ml og M2. Koplings-/opphengspunktene er vanligvis mastene som kraftledningene er opphengt i. Et slik arrangement av de elektriske lederne bidrar til å redusere uønskede ubalanser i systemet, eksempelvis induserte spenninger på grunn av eksterne elektriske felter og/eller vekselvirkning mellom de elektriske lederne. From the prior art, it is known in the case of high-voltage lines that are placed in air spans to suspend the electrical conductors at each suspension point/high-voltage mast so that the position of the electrical conductors revolves around the longitudinal axis of the line, seen over a number of masts. In general, it is known to allow the electrical conductors to change places in some or all of the suspension points/masts by means of electrical connections in the mast. Such connections are illustrated in Fig. 1, which illustrates how three power lines LI, L2 and L3 change places at the suspension/connection points Ml and M2. The connection/suspension points are usually the masts from which the power lines are suspended. Such an arrangement of the electrical conductors helps to reduce unwanted imbalances in the system, for example induced voltages due to external electric fields and/or interaction between the electrical conductors.

Noe analogt så er det også tidligere kjent inne kommunikasjonsteknikken og i "Triad" trefaseforsyninger å benytte kabler med kontinuerlig "twistede" ledere for å redusere innvirkning og støy dannet av eksterne elektriske felter. Somewhat analogously, it is also previously known in communication technology and in "Triad" three-phase supplies to use cables with continuously "twisted" conductors to reduce the impact and noise generated by external electric fields.

Det er et formål med foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en kabel og et system for kraftforsyning og/eller kommunikasjon mellom elektriske installasjoner, spesielt undervannsinstallasjoner, som gir mindre ubalanse i slike kraftforsyninger enn dagens kjente systemer, slik at de negative konsekvensene som resulterer av slike ubalanser reduseres i større grad enn i tidligere systemer og kabelløsninger. It is an object of the present invention to provide a cable and a system for power supply and/or communication between electrical installations, especially underwater installations, which provides less imbalance in such power supplies than today's known systems, so that the negative consequences resulting from such imbalances are reduced to a greater extent than in previous systems and cable solutions.

I henhold til oppfinnelsen er det tilveiebrakt en kabel for overføring av elektrisk strøm til/mellom elektriske installasjoner, der kabelen til/mellom installasjonen(e), idet nevnte kabel omfatter en langstrakt kabelstreng med et antall elektriske ledere som utstrekker seg som en del av kabelstrengen i hovedsak parallelt i kabelstrengens lengderetning. Kabelen og systemet ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet slik som angitt i de selvstendige kravene. According to the invention, a cable is provided for the transmission of electric current to/between electrical installations, where the cable to/between the installation(s), said cable comprising an elongated cable string with a number of electrical conductors which extend as part of the cable string essentially parallel in the cable strand's longitudinal direction. The cable and the system according to the invention are characterized as stated in the independent claims.

I en utførelsesform er kabelen i henhold til oppfinnelsen tilpasset slik at de gjennomgående elektriske ledere er anbrakt i et kryssarrangement i transponeringsseksj onen. In one embodiment, the cable according to the invention is adapted so that the continuous electrical conductors are placed in a cross arrangement in the transposition section.

I en annen utførelsesform av kabelen i henhold til oppfinnelsen omfatter kryssarrangementet kryssing av minst to av de gjennomgående elektriske lederne. In another embodiment of the cable according to the invention, the crossing arrangement comprises the crossing of at least two of the continuous electrical conductors.

I en ytterligere utførelsesform av kabelen i henhold til oppfinnelsen føres én av de gjennomgående elektriske ledere i transponeringsseksjonen over i en tverrsnittsmessig senterseksjon i kabelen i det minste langs en del av transponeringsseksjonens lengde. In a further embodiment of the cable according to the invention, one of the continuous electrical conductors in the transposition section is passed into a cross-sectional center section in the cable at least along part of the length of the transposition section.

I nok en ytterligere utførelsesform av kabelen i henhold til oppfinnelsen forskyves én av de gjennomgående elektriske ledere i transponeringsseksjonen tverrsnittsmessig i forhold til de andre elektriske lederne i kabelen slik at nevnte ene gjennomgående elektriske leder har en annen tverrsnittsmessig plassering i forhold til de andre elektriske lederne i en første ende av transponeringsseksjonens lengde i forhold til plasseringen i en andre ende av transponeringsseksjonen. In yet another embodiment of the cable according to the invention, one of the continuous electrical conductors in the transposition section is displaced cross-sectionally in relation to the other electrical conductors in the cable so that said one continuous electrical conductor has a different cross-sectional location in relation to the other electrical conductors in a first end of the transposition section length relative to the location at a second end of the transposition section.

I enda en utførelsesform av kabelen i henhold til oppfinnelsen omfatter kabelen seks elektriske ledere med i hovedsak likt tverrsnitt anbrakt symmetrisk omkring et senter i kabeltverrsnittet, der en første trefaseforsyning utgjøres av tre første elektriske ledere og en andre trefaseforsyning utgjøres av tre andre ledere. In yet another embodiment of the cable according to the invention, the cable comprises six electrical conductors with essentially the same cross-section placed symmetrically around a center in the cable cross-section, where a first three-phase supply consists of three first electrical conductors and a second three-phase supply consists of three other conductors.

I nok enda en utførelse av en kabel i henhold til oppfinnelsen omfatter den seks elektriske ledere, der tre første ledere er anbrakt symmetrisk omkring et senter av kabeltverrsnittet og tre andre elektriske ledere er anbrakt mellom et senter i kabeltverrsnittet og kabelens ytterside, og utenfor nevnte tre første elektriske ledere. In yet another embodiment of a cable according to the invention, it comprises six electrical conductors, where three first conductors are placed symmetrically around a center of the cable cross-section and three other electrical conductors are placed between a center in the cable cross-section and the outside of the cable, and outside said three first electrical conductors.

I en variant av kabelen i henhold til oppfinnelsen med seks elektriske ledere har de nevnte første elektriske ledere større tverrsnittsdiameter enn nevnte andre elektriske ledere. In a variant of the cable according to the invention with six electrical conductors, said first electrical conductors have a larger cross-sectional diameter than said second electrical conductors.

I nok en ytterligere utførelsesform av kabelen i henhold til oppfinnelsen omfatter en transponeringsdel en dreining eller revolvering av de elektriske lederne. In yet another embodiment of the cable according to the invention, a transposition part comprises a turning or revolving of the electrical conductors.

I et ytterligere aspekt ved oppfinnelsen er det tilveiebrakt et system for overføring av elektrisk strøm til/mellom elektriske installasjoner, så som en produksjonsdel/senderdel og en forbruksdel/mottakerdel. Kabel omfatter en langstrakt kabelstreng med et antall elektriske ledere som utstrekker seg som en del av kabelstrengen i hovedsak parallelt i kabelstrengens lengderetning. Kabelen omfatter i tillegg en kabeltransponeringsdel mellom en første kabellengde og en andre kabellengde, der transponeringsdelen forbinder hver enkelt elektrisk leder i første kabellengden den med en tilhørende elektrisk leder i den andre kabellengden, slik dannende elektriske kontinuerlige ledere i kabelen, og på en slik måte at kabelen elektriske ledere der det innbyrdes forhold mellom de gjennomgående ledere i kabelens tverrsnitt er forskjellig i de to nevnte første og andre kabellengder. In a further aspect of the invention, a system is provided for the transmission of electrical current to/between electrical installations, such as a production part/transmitter part and a consumption part/receiver part. Cable comprises an elongated cable strand with a number of electrical conductors which extend as part of the cable strand essentially parallel in the longitudinal direction of the cable strand. The cable additionally comprises a cable transposition part between a first cable length and a second cable length, where the transposition part connects each individual electrical conductor in the first cable length to an associated electrical conductor in the second cable length, thus forming continuous electrical conductors in the cable, and in such a way that the cable electrical conductors where the mutual relationship between the through conductors in the cable's cross-section is different in the two aforementioned first and second cable lengths.

I en utførelsesform av systemet i henhold til oppfinnelsen er en av de elektriske installasjonene er anbrakt under vann. In one embodiment of the system according to the invention, one of the electrical installations is placed under water.

I en annen utførelsesform av systemet i henhold til oppfinnelsen inngår en av de elektriske installasjonene som en del av et system for utvinning av olje og/eller gass som er i det minste delvis plassert på havbunnen. In another embodiment of the system according to the invention, one of the electrical installations forms part of a system for extracting oil and/or gas which is at least partially located on the seabed.

Oppfinnelsen vil i det følgende bli beskrevet i detalj med henvisning til de vedføyde tegninger, der Fig. 1 viser skjematisk et eksempel fra kjent teknikk på bytting av posisjon for elektriske ledere for kraftlinjer som eksempelvis går i luftspenn mellom master. Fig. 2 viser en prinsippskisse for en kabel ifølge oppfinnelsen som omfatter en In the following, the invention will be described in detail with reference to the attached drawings, where Fig. 1 schematically shows an example from known technology of changing the position of electrical conductors for power lines which, for example, run in air spans between masts. Fig. 2 shows a principle sketch for a cable according to the invention which comprises a

kabeltransponeringsdel mellom to kabellengder. cable transposition part between two cable lengths.

Fig. 3A-C illustrerer tre sekvenser hver med fire kabeltverrsnittsbilder, der hver sekvens er tverrsnittsbilder langs en kabeltransponeringsdel av en kabel ifølge oppfinnelsen, der, i hver sekvens, to av de elektriske lederne i et trefasearrangement skifter posisjon i tverrsnittet fra første til siste tverr-snittsbilde. Fig. 4 illustrerer hvordan de tre sekvensene vist på Figurene 3 A-C kan anbringes etter hverandre langs en kabel, for slike å gi et antall transponeringer av de elektriske lederne langs kabelen. Fig. 5A-B illustrerer prinsipielt kryssing av to elektriske ledere i en transponerings seksjon av en kabel i følge oppfinnelsen. Fig. 6 viser et typisk tverrsnitt av en kabel i henhold til oppfinnelsen som inneholder seks elektriske ledere, et senterelement, og flere plastelementer anbrakt mellom de elektriske lederne og mellom lederne og de ytre kabellag (kappe og eventuelt skjerm). Fig. 7A-B. viser en første eksempel på en utførelsesform av kabelen i henhold til oppfinnelsen som har et dobbelt trefasesystem og transponeirngsdeler på samme sted for de to trefasessystemene og forskjøvet i forhold til hverandre, henholdsvis. Fig. 8A-B viser en andre eksempel på en utførelsesform av kabelen i henhold til oppfinnelsen som har et dobbelt trefasesystem og transponeirngsdeler på samme sted for de to trefasessystemene og forskjøvet i forhold til hverandre, henholdsvis. Fig. 9 viser en transponeringsseksjon i en kabel i perspektiv, der kryssende elektriske ledere er illustrert, der én leder ligger delvis i senterområdet i kabeltverrsnittet. Fig. 10 illustrerer tre utførelseseksempler av systemer med en kabel i henhold til Fig. 3A-C illustrate three sequences each with four cable cross-sectional images, where each sequence is cross-sectional images along a cable transposition part of a cable according to the invention, where, in each sequence, two of the electrical conductors in a three-phase arrangement change position in the cross-section from the first to the last cross-section - section view. Fig. 4 illustrates how the three sequences shown in Figures 3 A-C can be placed one after the other along a cable, so as to provide a number of transpositions of the electrical conductors along the cable. Fig. 5A-B illustrate in principle the crossing of two electrical conductors in a transposition section of a cable according to the invention. Fig. 6 shows a typical cross-section of a cable according to the invention which contains six electrical conductors, a center element, and several plastic elements placed between the electrical conductors and between the conductors and the outer cable layers (sheath and possibly screen). Fig. 7A-B. shows a first example of an embodiment of the cable according to the invention which has a double three-phase system and transposition parts in the same place for the two three-phase systems and offset in relation to each other, respectively. Fig. 8A-B shows a second example of an embodiment of the cable according to the invention which has a double three-phase system and transposition parts in the same place for the two three-phase systems and offset in relation to each other, respectively. Fig. 9 shows a transposition section in a cable in perspective, where crossing electrical conductors are illustrated, where one conductor lies partly in the center area of the cable cross-section. Fig. 10 illustrates three exemplary embodiments of systems with a cable according to

oppfinnelsen for overføring av elektrisk strøm og/eller signaler. the invention for the transmission of electric current and/or signals.

Fig. 1 IA illustrerer kabeltverrsnitt og en første transponering av elektriske ledere i Fig. 1 IA illustrates cable cross-section and a first transposition of electrical conductors i

en utførelsesform av en kabel i henhold til oppfinnelsen. an embodiment of a cable according to the invention.

Fig. 1 IB illustrerer kabeltverrsnitt og en andre transponering av elektriske ledere i Fig. 1 IB illustrates cable cross-section and a second transposition of electrical conductors i

Fig. 12 illustrerer en dreie- eller revolveringstransponering i en utførelsesform av Fig. 12 illustrates a turning or revolving transposition in an embodiment of

kabelen i henhold til oppfinnelsen. the cable according to the invention.

Begrepet transponeringsdel og transponering brukes i denne beskrivelsen for å uttrykke at de elektriske lederne i en kabel over en definert, begrenset del av kabelen, kalt en The terms transposition part and transposition are used in this description to express that the electrical conductors in a cable over a defined, limited part of the cable, called a

transponeringsdel, skifter plass i forhold til hverandre i kabeltverrsnittet. Med andre ord omplasseres eller ombyttes posisjonene ved en transponering for to eller flere elektriske ledere, slik at to elektriske ledere som på en side av en transponeringsdel er ved siden av transposition part, change position in relation to each other in the cable cross-section. In other words, the positions are rearranged or exchanged during a transposition for two or more electrical conductors, so that two electrical conductors which on one side of a transposing part are next to

hverandre i en konfigurasjon, enten har byttet plass eller ikke lenger er ved siden av hverandre på den motsatte siden av den samme transponeringsdelen. 1 det enkleste prinsipp er kabelen i henhold til oppfinnelsen en langstrakt kabelstreng 1 med et antall elektriske ledere 2, på Fig. 2 vises kabelstrengen 1 for enkelhets skyld med én enkelt elektrisk leder 2 som utstrekker seg som en del av kabelstrengen 1 i hovedsak parallelt i kabelstrengens 1 lengderetning. Kabelen omfatter en kabeltransponeringsdel 4 mellom en første kabellengde 3 og en andre kabellengde 5. Transponeringsdelen 4 forbinder en, flere av, eller alle de elektriske lederne 2 i den første kabellengden 3 med tilhørende elektriske ledere 2 i den andre kabellengden 5, slik dannende elektrisk ledende, kontinuerlige eller gjennomgående, ledere i kabelen, på en slik måte at det innbyrdes forhold mellom de gjennomgående ledere i kabelens tverrsnitt er forskjellig i de to nevnte første og andre kabellengder 3,5. På Fig. 1 er det vist en enkelt gjenomgående elektrisk leder 2. Vanligvis vil en transponeirngsdel 4 være i området 5-10 meter lang, mens det kan være opptil flere kilometer mellom hver transponeringsdel. Det er en vesentlig egenskap ved oppfinnelsen at forholdet mellom de elektriske lederne 2 i kabeltverrsnittet endres på kontrollert måte ved hjelp av transponeringsdelene 4 på helt bestemte lokasjoner langs kabelen 1, m.a.o. kan kabelen med transponeringene betraktes som en kontinuerlig kabellengder avbrutt stedvis av diskontinuiteter i form transponeringer, der de gjennomgående lederne skifter plass i kabelens tverrsnitt. Forholdet mellom de elektriske lederne 2 vil vanligvis være uendret i de lange kabellengdene mellom transponeringsdelene 4. Produksjonsmessig er dette praktisk og kostnadsmessig gunstig at kabelens tverrsnitt holdes uendret over de lange kabellengder mellom transponeirngsdelene 4. each other in a configuration, have either switched places or are no longer adjacent to each other on the opposite side of the same transpose section. 1 the simplest principle, the cable according to the invention is an elongated cable strand 1 with a number of electrical conductors 2, in Fig. 2 the cable strand 1 is shown for simplicity with a single electrical conductor 2 which extends as part of the cable strand 1 essentially parallel in the cable strand's 1 longitudinal direction. The cable comprises a cable transposition part 4 between a first cable length 3 and a second cable length 5. The transposition part 4 connects one, several of, or all of the electrical conductors 2 in the first cable length 3 with associated electrical conductors 2 in the second cable length 5, thus forming electrically conductive , continuous or through, conductors in the cable, in such a way that the mutual relationship between the through conductors in the cross-section of the cable is different in the two mentioned first and second cable lengths 3.5. In Fig. 1, a single continuous electric conductor 2 is shown. Usually a transposition part 4 will be in the range of 5-10 meters long, while there can be up to several kilometers between each transposition part. It is an essential feature of the invention that the relationship between the electrical conductors 2 in the cable cross-section is changed in a controlled manner by means of the transposition parts 4 at very specific locations along the cable 1, m.a.o. the cable with the transpositions can be regarded as a continuous length of cable interrupted in places by discontinuities in the form of transpositions, where the through conductors change position in the cable's cross-section. The relationship between the electrical conductors 2 will usually be unchanged in the long cable lengths between the transposition parts 4. In terms of production, it is practical and cost-effective that the cable's cross-section is kept unchanged over the long cable lengths between the transposition parts 4.

Oppfinnerne har erfart at slike transponeringer av de elektriske lederne i stor grad kan bevirke til fjerning av eller i de minste til vesentlig reduksjon av de ovennevnte ubalanser. Simuleringsverktøy for elektromagnetiske systemer vil kunne gi anvisninger på hvilket antall transponeringsdeler og hvilken fordeling av slike transponeringsdeler som gir gode resultater. Generelt antyder søkerens erfaring at jo flere transponeringer som legges inn langs en kabel, desto mer vil de ovennevnte ubalansene reduseres. Det skal imidlertid nevnes at normalt vil man kunne forvente at en forbedring med hensyn på nevnte problem, det vil si en reduksjon i ubalansene, oppnås allerede med et lite antall transponeringer langs kablene. Antallet transponeirngsdeler vil imidlertid begrenses av praktiske og kostnadshensyn, ettersom hver transponeringsdel har en gitt lengde og med økende kompleksitet for kabelen øker også kostnadene ved produksjon. The inventors have experienced that such transpositions of the electrical conductors can largely result in the removal of, or at the very least in a significant reduction of, the above-mentioned imbalances. Simulation tools for electromagnetic systems will be able to give instructions on which number of transposition parts and which distribution of such transposition parts gives good results. In general, the applicant's experience suggests that the more transpositions inserted along a cable, the more the above imbalances will be reduced. However, it should be mentioned that normally one would be able to expect that an improvement with regard to the aforementioned problem, that is to say a reduction in the imbalances, is already achieved with a small number of transpositions along the cables. However, the number of transposition parts will be limited for practical and cost reasons, as each transposition part has a given length and with increasing complexity of the cable, the cost of production also increases.

For å illustrere hvordan det innbyrdes forhold mellom de gjennomgående elektriske ledere 2 kan endre posisjon i kabeltverrsnittet ved hjelp av transponeringsdelen 4, vises det først til Fig. 3A-C og Fig. 4, som kan sees i sammenheng. To illustrate how the mutual relationship between the continuous electrical conductors 2 can change position in the cable cross-section by means of the transposition part 4, reference is first made to Fig. 3A-C and Fig. 4, which can be seen in conjunction.

Fig. 3A viser fire tverrsnitt ved etter hverandre påfølgende posisjoner langs kabelen, betegnet I, II, III og IV, for ett eksempel på en transponeringsseksjon 4. Transponeringsseksjonen på Fig. 3 A kan eksempelvis være en første 4' transponeirngsseksjon langs en kabel, slik som illustrert på Fig. 4. Etter en første transponeringsseksjon kan det i en avstand di følge en andre 4" transponeringsseksjon. Etter den andre 4" transponeringsseksjonen følger i en avstand d2en tredje 4"' transponeringsseksjon. Avstandene di og d2mellom transponeringsseksjonene kan variere fra i området noen hundre meter til en eller flere kilometer, avhengig av hvilken konfigurasjon som finnes optimal, enten ved simulering eller praktiske forsøk i hvert enkelt tilfelle. Fig. 3A shows four cross-sections at successive positions along the cable, denoted I, II, III and IV, for one example of a transposition section 4. The transposition section in Fig. 3 A can for example be a first 4' transposition section along a cable, as as illustrated in Fig. 4. After a first transposition section, a second 4" transposition section can follow at a distance di. After the second 4" transposition section, a third 4"' transposition section follows at a distance d2. The distances di and d2 between the transposition sections can vary from i the area a few hundred meters to one or more kilometres, depending on which configuration is found to be optimal, either by simulation or practical tests in each individual case.

I detalj kan en transponeirngsseksjon 4 beskrives som følger. Med henvisning til Fig. 3A så er tverrsnitt I et typisk tverrsnitt for en kabel i overgangen mellom en vanlig kabellengde, eksempelvis kabellengdene 3 og 5 på Fig. 1, og en første ende 7 av en transponeringsseksjon 4. Kabelen består av seks elektriske ledere anbrakt omkring en sentralkjerne 6. Tre av de elektriske lederne, 2A, 2B, 2C betegner tre ledere som utgjør et første elektrisk trefasesystem. På samme vis kan de tre øvrige ledere i en slik sekslederkabel danne et andre trefasessystem. Sentralkjernen 6 i kabelen vil normalt omfatte et materialstykke, eksempelvis et sylinderformet langstrakt plaststykke som utfyller det sentrale området i kabelen. I transponeringsseksjonen 4 er sentralkjernen helt eller delvis fjernet, slik at kabelen definerer et åpent sylindrisk område langs i det minste en del av transponeringsseksjonen. Det vises så ved tverrsnitt II hvordan elektrisk leder 2B føres inn i det åpne sylindriske området dannet av den fjernede sentralkjernen 6. Der hvor elektriske leder 2B ligger i den åpne kabelkjernen, dannes et nytt åpnet område der elektrisk leder 2B er fjernet. Elektrisk leder 2A kan forflyttes i tverrsnittet slik at den inntar den posisjon som elektrisk leder 2B hadde ved den ene enden 7 av transponeringsseksjonen 4, se tverrsnitt III. Videre så kan elektrisk leder 2B deretter flyttes i tverrsnittet slik at den inntar den posisjon i kabeltverrsnittet som elektrisk leder 2A hadde ved begynnelsen 7 av transponeringsseksjonen 4, se tverrsnitt IV. Tverrsnitt IV viser den tverrsnittskonfigurasjon som kabelen får i den andre enden 8 av transponeringsseksjonen, der transponeringsseksjonen går over i en andre kabellengde 5. Således gir transponeringsseksjonen 4 en transponering eller endring av det innbyrdes forhold mellom (eller posisjonen for) de elektriske lederne 2A, 2B og 2C i kabelen. I praksis viser Fig. 3A hvordan transponeringsseksjonen oppnår at de to elektriske ledere 2A og 2B kan bytte plass i kabeltverrsnittet. På samme måte illustrerer Fig. 3B, illustrert ved tverrsnittene IV, V, VI og VII, hvordan de to elektriske lederne 2A og 2C kan bytte plass i tverrsnittet. På lignende måte viser Fig. 3C, illustrert ved tverrsnittene hvordan de to elektriske lederne 2B og 2C kan bytte plass i kabeltverrsnittet. Fig. 3A-C viser tre grunnleggende transponeringsseksjoner 4 for et trefasesystem som i prinsippet gjør det mulig å la alle de tre lederne bytte plass med hvilken som helst av de andre lederne i kabeltverrsnittet ved bruk av en eller flere transponeringsseksjoner. På Fig. 4 kan eksempelvis transponeringsseksjon 4' være den som er illustrert på Fig. 3A, transponeirngsseksjon 4" være den som er illustrert på Fig. 3B og transponeringsseksjon 4"' være den som er illustrert på Fig. 3C. In detail, a transposition section 4 can be described as follows. With reference to Fig. 3A, cross-section I is a typical cross-section for a cable in the transition between a normal cable length, for example cable lengths 3 and 5 in Fig. 1, and a first end 7 of a transposition section 4. The cable consists of six electrical conductors placed around a central core 6. Three of the electrical conductors, 2A, 2B, 2C denote three conductors that make up a first electrical three-phase system. In the same way, the other three conductors in such a six-conductor cable can form a second three-phase system. The central core 6 in the cable will normally comprise a piece of material, for example a cylindrical elongated piece of plastic which completes the central area of the cable. In the transposition section 4, the central core is completely or partially removed, so that the cable defines an open cylindrical area along at least part of the transposition section. It is then shown in cross-section II how electrical conductor 2B is led into the open cylindrical area formed by the removed central core 6. Where electrical conductor 2B lies in the open cable core, a new open area is formed where electrical conductor 2B has been removed. Electrical conductor 2A can be moved in the cross section so that it takes the position that electrical conductor 2B had at one end 7 of the transposition section 4, see cross section III. Furthermore, electrical conductor 2B can then be moved in the cross-section so that it occupies the position in the cable cross-section that electrical conductor 2A had at the beginning 7 of the transposition section 4, see cross-section IV. Cross-section IV shows the cross-sectional configuration that the cable takes on at the other end 8 of the transposition section, where the transposition section passes into a second cable length 5. Thus, the transposition section 4 provides a transposition or change of the mutual relationship between (or the position of) the electrical conductors 2A, 2B and 2C in the cable. In practice, Fig. 3A shows how the transposition section achieves that the two electrical conductors 2A and 2B can exchange places in the cable cross-section. In the same way, Fig. 3B, illustrated by the cross-sections IV, V, VI and VII, illustrates how the two electrical conductors 2A and 2C can exchange places in the cross-section. In a similar way, Fig. 3C, illustrated by the cross-sections, shows how the two electrical conductors 2B and 2C can change places in the cable cross-section. Fig. 3A-C show three basic transposition sections 4 for a three-phase system which, in principle, make it possible to allow all three conductors to exchange places with any of the other conductors in the cable cross-section using one or more transposition sections. In Fig. 4, for example, transposition section 4' can be the one illustrated in Fig. 3A, transposition section 4" be the one illustrated in Fig. 3B and transposition section 4"' be the one illustrated in Fig. 3C.

Det vises så til Fig. 5A som viser en skisse av tre av de elektriske lederne 2A, 2B og 2C i en trefaseforsyningskrets i en kabel 1 der to elektriske ledere benevnt 2A og 2B krysser hverandre ved en transponeringsdel 4. Transponeringsdelen 4 ligger mellom en første kabeldel 3 og en andre kabeldel 5. Fig. 5B viser en alternativ illustrasjon av kryssingen på Fig. 5A. De to kryssende elektriske ledere 2A og 2B er vist ved firkanter og sirkler, henholdsvis. Den elektriske leder 2C løper gjennom transponeringsdelen 4 uten at dens posisjon i kabeltverrsnittet endres. Senterelementet 6 i kabelen er fjernet i transponeringsdelen 4.1 transponeringsdelen 4 er det innplassert flere fyllelementer 6', som eksempelvis kan være laget av plast, delvis for bedre å definere posisjoneringen av de elektriske lederne i transponeringsseksjonen og delvis for å holde lederne bedre på plass. Fyllelementene 6' vil typisk ha et tverrsnitt som varierer i de elektriske ledernes lengderetning, for å fylle tomrommene omkring lederne 2A og 2B idet disse bytter plass i transponeringsseksjonen. Som et alternativ til tillagde fyllelementer 6', så kan tomrommet mellom de elektriske lederne 2 i transponeringsdelen 4 fylles med et plastskum eller lignende. Fig. 6 illustrerer ett tverrsnitt av en kabel 1 ifølge oppfinnelsen, sett utenfor transponeringsdelene. Seks elektriske ledere er anbrakt omkring et senterelement 6. Tre elektriske ledere 2A, 2B og 2C danner lederne i en første trefaseforsyningskrets A, se Fig. 7A-B og 8A-B, og de tre øvrige elektriske lederne 2D, 2E og 2F danner en andre trefaseforsyningskrets B. I tverrsnittet vil det også være et senterelement 6 som vanligvis løper i hele kabelens lengde, men kan være brutt eller modifisert i transponeirngsdelen 4. Selv om enkelte av figurene antyder at senterelementet 6 er helt brutt i transponeringsdelen 4, så kan varianter av oppfinnelsen omfatte et modifisert senterelement 6 i transponeringsdelen 4. Et antall fyllelementer 9, eksempelvis laget i et plastmateriale, utfyller det øvrige volumet mellom de elektriske lederne 2 og kabelyttersiden 11. Forsterkningselementer 10, eksempelvis i form av langsgående metalldeler, kan være lagt inn i kabelen 1 ved produksjonen, som illustrert i tverrsnittet til venstre på Figur 6. For å gjøre det mulig å la de elektriske lederne 2A-2F bytte plass i transponeirngsdelene 4, bør senterelementets 6 diameter være en del større enn diameteren til de elektriske lederne 2A-F for å tillate at de elektriske lederne lett kan passere de delene av fyllelementene 9 som peker innover mot senterelementet 6 (eventuelt det åpne senterområdet definert av det manglende senterelementet 6). Figur 7 A illustrerer en kabel 1 som går over en avstand på 12 km. Kabeltverrsnittet endres for hver tredje kilometer, idet det er plassert en transponeirngsdel 4 for hver 3 km langs kabelen. Lengden på 3 km mellom hver transponering er her valgt som et eksempel, og det vil forstås at mange andre avstander kan benyttes, eksempelvis 1 km, 1,5 km 2 km og 2,5 km. Avstanden mellom transponeirngsdelene 4 kan også variere langs kabelen 1. På denne figuren betegner bokstaven A en første trefaseforsyning og bokstaven B en andre trefaseforsyning, der hver trefaseforsyning bruker tre av de elektriske lederne i en sekslederkabel. De to trefaseforsyningene på Fig. 7A har transponeringsdeler 4 på samme sted langs kabelen, mens på Fig. 7B er transponeringsdelene 4 for trefasesystem A forskjøvet i kabelens lengderetning i forhold til transponeringsdelene for trefasesystem B. Avhengig av de elektriske egenskaper for systemet, så kan en av disse variantene ved simulering eller praktiske forsøk vise seg å gi minst ubalanser i systemet det kabelen benyttes. Reference is then made to Fig. 5A which shows a sketch of three of the electrical conductors 2A, 2B and 2C in a three-phase supply circuit in a cable 1 where two electrical conductors named 2A and 2B cross each other at a transposition part 4. The transposition part 4 lies between a first cable part 3 and a second cable part 5. Fig. 5B shows an alternative illustration of the crossing in Fig. 5A. The two crossing electrical conductors 2A and 2B are shown by squares and circles, respectively. The electrical conductor 2C runs through the transposition part 4 without its position in the cable cross-section changing. The center element 6 in the cable has been removed in the transposition part 4.1 the transposition part 4, several filler elements 6' have been placed, which can for example be made of plastic, partly to better define the positioning of the electrical conductors in the transposition section and partly to keep the conductors better in place. The filling elements 6' will typically have a cross-section that varies in the longitudinal direction of the electrical conductors, in order to fill the voids around the conductors 2A and 2B as they change places in the transposition section. As an alternative to added filling elements 6', the empty space between the electrical conductors 2 in the transposition part 4 can be filled with a plastic foam or the like. Fig. 6 illustrates a cross-section of a cable 1 according to the invention, seen outside the transposition parts. Six electrical conductors are arranged around a central element 6. Three electrical conductors 2A, 2B and 2C form the conductors in a first three-phase supply circuit A, see Fig. 7A-B and 8A-B, and the three other electrical conductors 2D, 2E and 2F form a second three-phase supply circuit B. In the cross-section there will also be a center element 6 which usually runs the entire length of the cable, but may be broken or modified in the transposition part 4. Although some of the figures suggest that the center element 6 is completely broken in the transposition part 4, variants may of the invention comprise a modified center element 6 in the transposition part 4. A number of filler elements 9, for example made of a plastic material, complete the remaining volume between the electrical conductors 2 and the outer side of the cable 11. Reinforcement elements 10, for example in the form of longitudinal metal parts, can be inserted into the cable 1 at the time of production, as illustrated in the cross-section on the left of Figure 6. To make it possible to allow the electrical conductors 2A-2F to change pla ss in the transposition parts 4, the diameter of the center element 6 should be a part larger than the diameter of the electrical conductors 2A-F to allow the electrical conductors to easily pass those parts of the filler elements 9 that point inwards towards the center element 6 (possibly the open center area defined by the missing center element 6). Figure 7 A illustrates a cable 1 that runs over a distance of 12 km. The cable cross-section changes every three kilometres, as a transposition part 4 is placed every 3 km along the cable. The length of 3 km between each transposition has been chosen here as an example, and it will be understood that many other distances can be used, for example 1 km, 1.5 km, 2 km and 2.5 km. The distance between the transposition parts 4 can also vary along the cable 1. In this figure, the letter A denotes a first three-phase supply and the letter B a second three-phase supply, where each three-phase supply uses three of the electrical conductors in a six-conductor cable. The two three-phase supplies in Fig. 7A have transposition parts 4 at the same place along the cable, while in Fig. 7B the transposition parts 4 for three-phase system A are offset in the lengthwise direction of the cable in relation to the transposition parts for three-phase system B. Depending on the electrical characteristics of the system, a of these variants by simulation or practical tests prove to produce the least imbalances in the system where the cable is used.

Det vil for en fagmann på området være åpenbart etter å ha satt seg inn i prinsippet bak denne oppfinnelsen slik som fremlagt i den foreliggende beskrivelse, å innse at et antall av kabellengdene på Fig. 7A-B kan følge på hverandre slik at lengder på n x 12 km (n et heltall) er mulig. Fig 8A-B illustrerer eksempelvis en dobling av lengden til 24 km. It will be obvious to a person skilled in the art, after familiarizing himself with the principle behind this invention as presented in the present description, to realize that a number of the cable lengths in Fig. 7A-B can follow each other so that lengths of n x 12 km (n an integer) is possible. Fig 8A-B illustrates, for example, a doubling of the length to 24 km.

Fig. 9 illustrerer i perspektiv hvordan to av de elektriske lederne 2A og 2B krysser hverandre i en transponeringsseksjon 4. Det er også her illustrert hvordan senterelementet 6 er avbrutt i transponeringsdelen 4. De øvrige elektriske lederne, eksempelvis leder 2C passerer transponeringsdelen 4 uten å endre posisjon i kabeltverrsnittet. Fig. 9 illustrates in perspective how two of the electrical conductors 2A and 2B cross each other in a transposition section 4. It is also illustrated here how the center element 6 is interrupted in the transposition section 4. The other electrical conductors, for example conductor 2C, pass through the transposition section 4 without changing position in the cable cross-section.

For å fremstille en kabel i henhold til denne oppfinnelsen vises det til norsk patentsøknad nr. 920689, som har ført til norsk patent nr. 174940. Dette patentet beskriver i detalj en maskin og en fremstillingsmåte for en kabelstreng, som ved noen tilpasninger også kan benyttes til å fremstille kabelen ifølge denne oppfinnelsen. To produce a cable according to this invention, reference is made to Norwegian patent application no. 920689, which has led to Norwegian patent no. 174940. This patent describes in detail a machine and a manufacturing method for a cable strand, which with some adaptations can also be used to produce the cable according to this invention.

Tre varianter av et system i henhold til oppfinnelsen for å overføre elektrisk strøm mellom installasjoner og som benytter en kabel i henhold til oppfinnelsen er illustrert på Three variants of a system according to the invention for transmitting electric current between installations and which uses a cable according to the invention are illustrated on

Fig. 10. En kabel 1 i henhold til denne oppfinnelse går mellom en kraftkilde og en kraftforbruker. Kabelen 1 inneholder som vist på de tre øverste versjonene en, to eller tre transponeirngsdeler 4. Antallet transponeirngsdeler 4 kan variere fra anvendelse til anvendelse, og avhenger av de elektriske egenskapene til kraftkilden, kraftforbrukerne, kabelen, samt omgivelsene til disse. På samme vis kan den beste fordeling av transponeringsdeler 4 langs kabelen 1 variere fra anvendelse til anvendelse. Som en generell regel vil ubalanser i systemet bli desto mer redusert, jo flere transponeringer som benyttes langs kabelen. I praksis vil antallet mulige transponeringsdeler 4 være begrenset ettersom hver transponeringsdel 4 behøver en gitt lengde av kabelen. Fig. 10. A cable 1 according to this invention runs between a power source and a power consumer. As shown in the top three versions, the cable 1 contains one, two or three transposition parts 4. The number of transposition parts 4 may vary from application to application, and depends on the electrical characteristics of the power source, the power consumers, the cable, and their surroundings. In the same way, the best distribution of transposition parts 4 along the cable 1 may vary from application to application. As a general rule, imbalances in the system will be reduced the more the more transpositions are used along the cable. In practice, the number of possible transposition parts 4 will be limited as each transposition part 4 needs a given length of the cable.

Nederst på Fig. 10 er det vist en variant der kabelen mellom kraftkilden og kraftforbrukeren er koblet sammen av to kabeldeler, der de to kabeldelene kan ha nokså ulike elektriske egenskaper eller der kabeldelene kan ha nokså forskjellige egenskaper. Eksempelvis kan det være nødvendig å benytte spesielle typer kabler dersom kraftforbrukeren er plassert svært langt under vannoverflaten, for eksempel flere hundre meter. Den delen av kabelen som går dypest, den siste lengde frem til kraftforbrukeren kan være av en annen type enn den kabelen som går fra kraftprodusenten (som kanskje er på land) ut et stykke på sjøen og et til en viss dybde ned i sjøen, der en spesiell type kabel må kobles på, eksempelvis ved hjelp av en koblingsenhet 12, for å nå helt ned til de aktuelle dybder. I koblingsenheten vil det også kunne legges inn en transponering av de elektriske lederne, slik at det ved koblingen blir både et skjøtepunkt og en transponering. At the bottom of Fig. 10, a variant is shown where the cable between the power source and the power consumer is connected by two cable parts, where the two cable parts may have quite different electrical properties or where the cable parts may have quite different properties. For example, it may be necessary to use special types of cables if the power consumer is located very far below the surface of the water, for example several hundred metres. The part of the cable that goes deepest, the last length up to the power consumer, may be of a different type than the cable that goes from the power producer (which may be on land) out to some distance into the sea and to a certain depth into the sea, where a special type of cable must be connected, for example by means of a connection unit 12, in order to reach all the way down to the relevant depths. It will also be possible to insert a transposition of the electrical conductors into the connection unit, so that at the connection there is both a junction point and a transposition.

I kraftkabler eller "Power Umbilicals" for typiske offshoreanvendelser kan en dobbelt trefasekraftforsyning være utført ved hjelp av en kabel der en første trefaseforsyning for overføring av høye elektriske effekter bruke tre elektriske ledere med et forholdsvis stort ledertverrsnitt plassert symmetrisk omkring sentrum av kabeltverrsnittet. Utenfor disse høyeffektskablene kan det være plassert en andre trefaseforsyning som inkluderer minst tre elektriske ledere med et tverrsnitt som er en del mindre enn tverrsnittet for høyeffektslederne. En slik konfigurasjon kan være aktuell der det ønskelig å ha ett første kraftforsyningssystem for installasjonsdeler som krever store elektriske effekter, og et andre kraftforsyningssystem for de deler av en installasjon som krever mindre effekter. Transponeirngsdeler langs er kabel som har to slike systemer i den samme kabelen bidrar til å redusere eller i beste fall å fjerne mulige forstyrrelser fra høyeffektsforsyningen til laveffektsforsyningen. In power cables or "Power Umbilicals" for typical offshore applications, a double three-phase power supply can be carried out using a cable where a first three-phase supply for the transmission of high electrical effects uses three electrical conductors with a relatively large conductor cross-section placed symmetrically around the center of the cable cross-section. Outside of these high-power cables, a second three-phase supply can be placed which includes at least three electrical conductors with a cross-section that is somewhat smaller than the cross-section of the high-power conductors. Such a configuration may be relevant where it is desirable to have a first power supply system for installation parts that require large electrical effects, and a second power supply system for those parts of an installation that require smaller effects. Transposition parts along a cable that has two such systems in the same cable help to reduce or at best remove possible interference from the high-power supply to the low-power supply.

Fig. 11 A-B illustrerer hvordan transponering av de elektriske lederne i denne andre trefaseforsyningen for lave effekter ved å benytte området mellom de tykkere høyeffektslederne som ligger nærmere kabelens senterområde, og kabelens ytre overflate 12. For å frigjøre et område i kabeltverrsnittet der transponeringen av de elektriske lederne kan utføres, fjernes fortrinnsvis fyllelementer i kabelen 1 i en transponeringsdel 4, på samme måte som det tidligere ble beskrevet hvordan senterelementet 6 ble fjernet i transponeringsdelen 4 for å gi rom for transponeringen. Fig. 1 IA illustrerer hvordan de to elektriske lederne 2A og 2B kan skifte plassering i kabeltverrsnittet langs en transponeringsdel 4, nokså likt hvordan det tidligere er vist på Fig. 3A og Fig. 4 hvordan de samme elektriske lederne skifter plass. Fig. 1 IB illustrerer hvorledes de elektriske lederne 2A og 2C kan skifte plass i kabeltverrsnittet langs en transponeringsdel 4, nokså likt hvordan det tidligere er illustrert på Fig. 3C og Fig. 11 A-B illustrates how the transposition of the electrical conductors in this second three-phase supply for low powers by using the area between the thicker high-power conductors which are closer to the center area of the cable, and the outer surface of the cable 12. To free up an area in the cable cross-section where the transposition of the electrical the conductors can be carried out, filler elements are preferably removed in the cable 1 in a transposition part 4, in the same way as it was previously described how the center element 6 was removed in the transposition part 4 to make room for the transposition. Fig. 1 IA illustrates how the two electrical conductors 2A and 2B can change position in the cable cross-section along a transposition part 4, quite similar to how it was previously shown in Fig. 3A and Fig. 4 how the same electrical conductors change place. Fig. 1 IB illustrates how the electrical conductors 2A and 2C can change places in the cable cross-section along a transposition part 4, quite similar to how it was previously illustrated in Fig. 3C and

Fig 4 hvordan de samme elektriske lederne skifter plass. Fig 4 how the same electrical conductors change places.

Kabelen i henhold til oppfinnelsen kan også omfatte en eller flere dreinings- eller revolveringstransponeringer, som illustrert på Fig. 12, der det er vist tre tverrsnitt for en kabel i henhold til oppfinnelsen og der overgangene Ri-4 og R.2-4 indikerer hvorledes samlingen av de tre elektriske lederne 2A,2B, 2C dreies posisjonsmessig i kabeltverrsnittet langs en transponeringsdel 4, slik at de elektriske ledernes posisjon i kabeltverrnittet på en kontrollert måte endrer posisjon i sett i kabelens tverrsnitt langs en transponeringsdel. I overgangen RI-4 dreies samlingen av elektriske ledere 2A,2B,2C 120 grader mot klokken omkring et senterpunkt S for samlingen slik at alle lederne bytter posisjon samtidig i en transponeringsdel. Overgangen R2-4 illustrerer en ytterligere dreining på 120 grader mot klokken. The cable according to the invention can also include one or more turning or revolving transpositions, as illustrated in Fig. 12, where three cross-sections are shown for a cable according to the invention and where the transitions Ri-4 and R.2-4 indicate how the assembly of the three electrical conductors 2A, 2B, 2C is rotated positionally in the cable cross-section along a transposition part 4, so that the position of the electrical conductors in the cable cross-section changes position in a controlled manner in the cable cross-section along a transposition part. In the transition RI-4, the assembly of electrical conductors 2A,2B,2C is rotated 120 degrees counter-clockwise around a center point S for the assembly so that all the conductors change position simultaneously in a transposition part. The transition R2-4 illustrates a further turn of 120 degrees anti-clockwise.

I kabler og systemer i henhold til oppfinnelsen kan slike dreie- eller revolveringstransponeringsdeler være lagt inn i enkelte posisjoner langs kabelen. Slike dreie- eller revolveringstransponeringer kan også lages ved produksjonen av kabelen, slik at kabelens diameter holdes konstant. Antallet og posisjonen til slike transponeringer i et installert system kan eventuelt forhåndsbestemmes ved hjelp av simuleringer av systemets elektriske oppførsel, slik at det kan lages en kabel med de ønskede innebygde transponeringer i de posisjoner langs kabelen som er ønskelig. In cables and systems according to the invention, such turning or revolving transposition parts can be inserted in certain positions along the cable. Such turning or revolving transpositions can also be made during the production of the cable, so that the diameter of the cable is kept constant. The number and position of such transpositions in an installed system can possibly be predetermined using simulations of the system's electrical behavior, so that a cable can be made with the desired built-in transpositions in the positions along the cable that are desired.

Selv om det i denne beskrivelsen er lagt hovedvekt på kraftforsyningsdelen, så vil det være mulig å benytte det samme prinsipp med transponering av de elektriske lederne i en kommunikasjonsforbindelse, enten en slik kommunikasjonsforbindelse går i en separat kabel, eller den er integrert i den samme kabelen som kraftforsyningen. Although in this description the main emphasis is on the power supply part, it will be possible to use the same principle with transposition of the electrical conductors in a communication connection, whether such a communication connection runs in a separate cable, or it is integrated in the same cable as the power supply.

Foreliggende oppfinnelse er fordelaktig å benytte ved elektrisk forsyning og/eller distribusjon og/eller kommunikasjon til/mellom elektriske installasjoner, eksempelvis mellom boreplattformer, oljeutvinnings- og produksjonsplattformer og tilhørende utstyr. Den elektriske kabelen i henhold til oppfinnelsen gir en mer stabil strømforsyning til elektriske pumper, kompressorer, subsea-kontrollsystemer og lignende installasjoner. I kommunikasjonsledere reduseres støyproblemer ved bruk av en kabel i henhold til denne oppfinnelse. The present invention is advantageous for use in electrical supply and/or distribution and/or communication to/between electrical installations, for example between drilling platforms, oil extraction and production platforms and associated equipment. The electric cable according to the invention provides a more stable power supply for electric pumps, compressors, subsea control systems and similar installations. In communication conductors, noise problems are reduced by using a cable according to this invention.

Spesielt gunstig er det at overført effekt, strømstyrker og frekvenser for strømmen som går i kablene til/mellom installasjoner kan varieres med mindre risiko for at ubalanser dermed oppstår i systemene. It is particularly advantageous that transmitted power, amperages and frequencies for the current that runs in the cables to/between installations can be varied with less risk of imbalances occurring in the systems.

En annen fordel med oppfinnelsen er at det er mulig, ved forholdsvis enkle tilpasninger av kjente produksjonsmidler, å tilrettelegge produksjon av en kabel med transponeringsdeler som beskrevet her, uten at dette gir unødig store forsinkelser i produksjonen. Transponeirngsdelene innbygges i kabelen ved å benytte det rom som er tilgjengelig innenfor kabelens vanlige diameter, slik at det ikke blir nødvendig å øke kabeldiameteren for å få plass til transponeringer. Another advantage of the invention is that it is possible, by relatively simple adaptations of known means of production, to facilitate the production of a cable with transposition parts as described here, without this causing unnecessarily large delays in production. The transposition parts are built into the cable by using the space available within the cable's normal diameter, so that it is not necessary to increase the cable diameter to make room for transpositions.

En spesielt gunstig fordel med oppfinnelsen er at det ikke er nødvendig å legge inn skjøter i kabelen for å oppnå en transponering av kabelens elektriske ledere. A particularly favorable advantage of the invention is that it is not necessary to insert joints in the cable in order to achieve a transposition of the cable's electrical conductors.

Ved systemplanlegging kan det bevisst også legges inn transponeringer i eventuelle nødvendige kabelskjøter, slik at antallet transponeringer langs en kabel kan økes ytterligere. Antall og plasseringer av transponeringer kan også legges inn i systemplanleggingsverktøy, slik at det ved planlegging kan tas hensyn til et systems og de enkelte komponentenes elektriske egenskaper, dersom slike er kjent. Systemoppførsel kan simuleres og ved eventuelle indikasjoner på at elektriske ubalanser kan oppstå, kan man forsøke å øke antallet transponeringer som legges inn i systemet. When planning the system, transpositions can also be deliberately inserted into any necessary cable joints, so that the number of transpositions along a cable can be further increased. The number and locations of transpositions can also be entered into system planning tools, so that the electrical properties of a system and the individual components, if known, can be taken into account when planning. System behavior can be simulated and if there are any indications that electrical imbalances may occur, an attempt can be made to increase the number of transpositions entered into the system.

En spesielt attraktiv anvendelse av kabelen og systemet i henhold til oppfinnelsen er ved utvinning og produksjon av olje og/gass til havs, spesielt ved bruk av undervannsinstallasjoner som står fast på havbunnen, der elektrisk kraft og elektriske signaler ønskes ført ned til opptil flere hundre meters havdyp ved hjelp av forholdsvis lange kabelstrenger som samtidig også kan strekke seg helt til fastlandet. A particularly attractive application of the cable and system according to the invention is in the extraction and production of oil and/or gas at sea, especially when using underwater installations that are fixed on the seabed, where electrical power and electrical signals are desired to be carried down to up to several hundred meters deep sea using relatively long cable strings which can also extend all the way to the mainland.

Et ytterligere fordelaktig aspekt ved foreliggende oppfinnelse er at man i transponeringsdelen 4 ikke behøver å skjøte kabelen 1, man bare bytter fysisk plass på elementene/kablene som transponeres 4. Dette øker påliteligheten til kablene og overføringssystemet. A further advantageous aspect of the present invention is that in the transposition part 4 you do not need to splice the cable 1, you only change the physical location of the elements/cables that are transposed 4. This increases the reliability of the cables and the transmission system.

Dette gjør også at man etter en transponering 4 (over en relativt kort lengde, typisk 2-20m) beholder denne nyopprettede fysiske plasseringen av de transponerte elementene over en relativt lang lengde for disse transponerte elementene (som er en del av kraftkabelen / "umbilical" / "power umbilical"), typisk over noen hundre meter til flere km. Deretter kommer eventuelt en ny transponeringsde 4, osv. Dette innebærer at man slipper å stanse opp umbilical/kraftkabelproduksjonen oftere enn for hver transponering, og dette har fordeler i forhold til kostnader/produksjonstid. This also means that after a transposition 4 (over a relatively short length, typically 2-20m) this newly created physical location of the transposed elements is retained over a relatively long length for these transposed elements (which are part of the power cable / "umbilical" / "power umbilical"), typically over a few hundred meters to several km. Then comes a new transposition 4, etc. This means that you do not have to stop umbilical/power cable production more often than for each transposition, and this has advantages in terms of costs/production time.

Definisjon for denne søknaden: En umbilical, eller navlestrengskabel, er en kabel som typisk kan omfatte signalkabler (quads eller parkabler eller triader), kraftkabler (enten triader eller flere enfasekabler), fiberopiske kaber og olje/hydrauliske rør (plast eller stål), samt eventuelt "flow lines" / olje- eller gassrørledning(er). I tillegg kan det være styrkeelementer som karbonfiber eller stål wire. Disse elementene er slått sammen i en overordnet "kabel" som da utgjør "Umbilical" / "Power Umbilical". Dette er kjent teknikk. Definition for this application: An umbilical, or umbilical cable, is a cable that can typically include signal cables (quads or park cables or triads), power cables (either triads or several single-phase cables), fiber optic cables and oil/hydraulic pipes (plastic or steel), as well possibly "flow lines" / oil or gas pipeline(s). In addition, there may be strength elements such as carbon fiber or steel wire. These elements are combined in an overall "cable" which then constitutes the "Umbilical" / "Power Umbilical". This is known technique.

I det tilfelle at man har for eksempel mer standard 3-fase kraftkabler som er ferdig "twistede" rundt sin egen akse på en trommel, må disse inn i sentrum av umbilicalen for å unngå/minimere antall skjøter (de kan da kjøres gjennom umbilicalproduksjonen kontinuerlig, og at man da evtentuelt legger noen umbilical-elementer omkring andre elementer (eksempelvis kabler, signalkabler, rør, fiberoptiske linjer, styrkelementer etc). Dersom tverrsnittet på umbilical'en er av en slik karakter at 3-fase kablene som skal inn må plasseres utenfor sentrum av umbilical'en, betyr dette at man i produksjonen må ha kabelen på relativt små tromler med en gitt kapasitet. En trefase (kraft)kabel fyller mer på en slik bobbin / trommel enn en enfase (kraft)kabel, og følgelig må tromlene byttes oftere. Dette medfører oftere skjøting enn for enfasekabler på bobbins, noe som drar ned påliteligheten til 3-fasekablene. In the event that you have, for example, more standard 3-phase power cables that are already "twisted" around their own axis on a drum, these must enter the center of the umbilical to avoid/minimize the number of joints (they can then be run through the umbilical production continuously , and that one then possibly places some umbilical elements around other elements (for example cables, signal cables, pipes, fibre-optic lines, strength elements etc). If the cross-section of the umbilical is of such a nature that the 3-phase cables to be inserted must be placed outside the center of the umbilical, this means that in production you have to have the cable on relatively small drums with a given capacity. A three-phase (power) cable fills more of such a bobbin / drum than a single-phase (power) cable, and consequently must the drums are changed more often, this leads to more frequent splicing than for single-phase cables on bobbins, which reduces the reliability of the 3-phase cables.

Når man da istedenfor legger inn enfase kraftkabler i umbilicaren blir skjøtingen sjeldnere, og dette trekker opp påliteligheten, samt at kostnadene blir mindre fordi man ikke trenger å stanse produksjonslinjen så ofte. Dette sparer også tid i forhold til gjennomføringen. When you instead insert single-phase power cables into the umbilicar, splicing becomes less frequent, and this increases reliability, and costs are reduced because you do not have to stop the production line as often. This also saves time in relation to implementation.

Når man nå altså har enfasekabler istedenfor trefasekabler, må altså disse enfasekablene transponeres ved enkelte steder langs umbilical'en / kraftkabelen for å oppnå ønsket elektromagnetisk balanse i kraft/overføringssystemene. Poenget er altså da at denne transponeringen bare gjøres så ofte som nødvending, men ikke kontinuerlig (basert på system simuleringer), og dette sparer produksjonskostnader. Transponeringene kan kombineres med skjøt dersom dette logistikkmessig er gunstig, fordi transponeringsstedet sammenfaller med nødvendig bytting av bobbinene/tromlene med enfasekabler. When you now have single-phase cables instead of three-phase cables, these single-phase cables must be transposed at certain points along the umbilical / power cable to achieve the desired electromagnetic balance in the power/transmission systems. The point is then that this transposition is only done as often as an emergency, but not continuously (based on system simulations), and this saves production costs. The transpositions can be combined with a splice if this is logistically favorable, because the transposition location coincides with the necessary replacement of the bobbins/drums with single-phase cables.

Etter transponeringen kjøres så "umbilical" / "power umbilical" produksjonen videre uten stans før nødvendig. Dette betyr at kablene (høyspent eller lavspent / høy eller lav effekt / signal) som har blitt transponert, i den kontinuerlige lange lengden før neste transponering ikke behøver å bytte plass rent fysisk i forhold til hverandre. After the transposition, "umbilical" / "power umbilical" production continues without stopping until necessary. This means that the cables (high voltage or low voltage / high or low power / signal) that have been transposed, in the continuous long length before the next transposition, do not need to change places physically in relation to each other.

Dette betyr at man med denne oppfinnelsen oppnår et effektivt system som ikke behøver kontinuerlig tvisting av kablene, som både er kostnadsmessig produksjonsmessig gunstig, og også elektrosystemmessing gunstig. This means that with this invention, one achieves an efficient system that does not need continuous twisting of the cables, which is both cost-effective in terms of production, and also favorable for electrical system brass.

Ifølge denne oppfinnelsen er det frembrakt en kabel og et system for overføring av elektrisk kraft og signaler som gjør bruk av nevnte kabel og dens transponeringsdeler, slik at ubalanser i det elektriske systemet reduseres og i de beste tilfeller nesten helt fjernes, idet at transponeringene bevirker til at posisjonen til de enkelte elektriske ledere i kabelens tverrsnitt kan varieres på et utall måter over kabelens lengde. Dette gir mulighet for en utjevning av eventuelle impedansforskjeller for de enkelte elektriske ledere som i tradisjonelle kabler forårsakes av den enkelte elektriske leders faste plassering i kabeltverrsnittet, den faste plassering i forhold til de andre elektriske ledere og muligens også fast plassering i forhold til omgivelser som innvirker på de elektriske egenskapene til kabelen. According to this invention, a cable and a system for the transmission of electrical power and signals have been produced which make use of said cable and its transposition parts, so that imbalances in the electrical system are reduced and, in the best cases, almost completely removed, since the transpositions cause that the position of the individual electrical conductors in the cable's cross-section can be varied in countless ways over the length of the cable. This gives the opportunity to equalize any impedance differences for the individual electrical conductors, which in traditional cables are caused by the individual electrical conductor's fixed position in the cable cross-section, the fixed position in relation to the other electrical conductors and possibly also the fixed position in relation to the surrounding environment on the electrical properties of the cable.

Claims

1. Cable for the transmission of electrical current to/between electrical installations, where the cable extends to/between the installation(s), said cable comprising an elongated cable strand (1) with a number of electrical conductors (2) extending as a part of the cable strand in the longitudinal direction of the cable strand (1), characterized in that said number of electrical conductors at least in a first and a second cable length (3, 5) extend essentially parallel to each other and parallel to the longitudinal direction of the cable strand, and that the cable comprises a cable transposition part (4) between a first cable length (3) and a second cable length (5) where the ratio between the electrical conductors (2) does not change over the cable lengths (3,5), where the transposition part (4) connects each individual electrical conductor in the first cable length with a corresponding electrical conductor in the second cable length, thus forming electrical continuous conductors in the cable, and in such a way that the mutual relationship between the continuous conductors in the cross-section of the cable is different in the two mentioned first and second cable lengths (3,5).

2. Cable according to claim 1, where the continuous electrical conductors (2) are placed in a cross arrangement in the transposition part (4).

3. Cable according to claim 2, where the crossing arrangement comprises the crossing of at least two of the continuous electrical conductors.

4. Cable according to claim 3, where one of the continuous electrical conductors (2) in the transposition part (4) is carried over into a cross-sectional center section in the cable at least along part of the length of the transposition part.

5. Cable according to claim 3, where one of the continuous electrical conductors (2) in the transposition part (4) is displaced cross-sectionally in relation to the other electrical conductors in the cable so that said one continuous electrical conductor has a different cross-sectional location in relation to the others the electrical conductors at a first end of the length of the transposition part in relation to the location at a second end of the transposition part.

6. Cable according to claim 1, comprising a central core (6), where the central core (6) is completely or partially removed in the transposition part (4), thereby defining an open area at least in part of a transposition part (4) in which where appropriate, an electrical conductor (2) is introduced.

7. Cable according to one of the preceding claims, comprising six electrical conductors (2) with essentially the same cross-section arranged symmetrically around a center in the cable cross-section, where a first three-phase supply (A) consists of three first electrical conductors (2A, 2B, 2C) and a second three-phase supply (B) consists of three other conductors (2D,2E,2F).

8. Cable according to one of the preceding claims, comprising six electrical conductors (2), where three first conductors (2D, 2E, 2F) are placed symmetrically around a center of the cable cross-section and three other electrical conductors (2A, 2B, 2C) a placed between a center in the cable cross-section and the outside of the cable, and outside said first three electrical conductors (2D,2E,2F).

9. Cable according to claim 8 where said first electrical conductors (2D, 2E, 2F) have a larger cross-section than said second electrical conductors (2A, 2B, 2C).

10. Cable according to one of the preceding claims, where a transposition part (4) comprises a turning - or revolving (Ri-4, R2-4) of the electrical conductors (2).

11. Cable according to one of the preceding claims, where the cable is at least partially placed submerged in water.

12. System for the transmission of electric current to/between electrical installations, such as a production part/transmitter part and a consumption part/receiver part, where the cable to/between the installation(s) is at least partially underwater, said cable comprising an elongated cable strand (1) with a number of electrical conductors (2) extending as part of the cable strand in the longitudinal direction of the cable strand (1), characterized in that said number of electrical conductors at least in a first and a second cable length (3, 5) extend essentially parallel to each other and parallel to the longitudinal direction of the cable strand, and that the cable comprises a cable transposition part (4) between a first cable length (3) and a second cable length (5) where the ratio between the electrical conductors (2) does not change over the cable lengths (3,5), and where the transposition part (4) connects each individual electrical conductor in the first cable length to a corresponding electrical conductor in the second the cable length, thus forming continuous electrical conductors in the cable, and in such a way that the mutual relationship between the continuous conductors in the cable's cross-section is different in the two aforementioned first and second cable lengths (3,5).

13. System according to claim 12, where one of the electrical installations is located underwater.

14. System according to claim 13, where one of the electrical installations is included as part of a system for the extraction of oil and/or gas and which is at least partially located on the seabed.