WO2015128491A1 - Kabel, insbesondere induktionskabel sowie verfahren zur herstellung eines kabels - Google Patents
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- H05B2214/03—Heating of hydrocarbons
Definitions
- Cables in particular induction cables and methods for producing a
- Such an induction cable serves to form one or more induction fields.
- the cable is in this case provided in particular for the inductive heating of ⁇ sand and / or heavy oil deposits.
- Such an application of such an induction cable can be seen, for example, from EP 2 250 858 B1. The technical boundary conditions resulting from this application are fulfilled by the induction cable.
- the individual cable cores of the cable are separated at defined separation points in a grid with a defined length of for example several 10 m.
- Each of the cable wires is divided by the separation points in a number of wire sections.
- a plurality of cable cores are preferably combined into wire groups, wherein the separation points or interruptions of the wires of a respective wire group are substantially at the same length position.
- the separation points are shifted relative to each other by half the pitch.
- the separation points of a first wire group are arranged in the longitudinal direction halfway between two separation points of a second wire group. This results in a Lberlapp the wire sections of various groups, which is used in particular for the formation of an induction cable.
- Such a cable is described for example in WO 2013 079 201 A1.
- the respective cable core ie a conductor surrounded by an insulation jacket
- the respective cable core is interrupted in the cable longitudinal direction at predetermined length positions at separation points to form two wire ends.
- a connector with an insulating intermediate piece is arranged and the wire ends are attached to both sides of the intermediate piece on the connector.
- To connect the wire ends of the connector is sleeve-like design at its opposite end faces, so that a respective wire end, that is, in particular, a part of the insulation sheath is embraced.
- the connectors therefore have a larger diameter than the cable core and build accordingly strong, so lead to a thickening of the cable core in the region of the separation points.
- the connected wire sections and the connectors are provided with a common banding. That is, it is an additional layer applied, whereby the production cost is increased. Furthermore, the diameter of the cable core is increased and thus reduces the flexibility, whereby a rolling up for the purpose of transporting a cable formed from such cable cores is difficult.
- a raw core is continuously supplied to a processing machine and there separated recurringly at the predetermined length positions at a respective separation point, so that the two wire ends are present at the separation point. These are pulled apart in the cable longitudinal direction and reconnected to the connector. This means that they have to be adjusted for a short time to adjust the distance with different conveyor belts. speeds are promoted by the processing machine. In addition, a monitoring of the distance is necessary to ensure that actually the predetermined distance is set.
- the invention has for its object to enable a simplified production of such an induction cable.
- the cable is in particular designed as an induction cable, with a plurality of cable cores, wherein a respective cable core has a conductor which is interrupted in the longitudinal direction at predetermined length positions at a plurality of separation points in each case to form two conductor ends.
- a gap is provided between each two of the longitudinally spaced conductor ends, on which the conductor ends are arranged on both sides.
- Two conductor ends spaced apart by a gap are also referred to as a pair of conductor ends.
- By separating the cable wires also wire ends are formed in particular, that is insulated conductor ends.
- a plurality, preferably all conductor ends are surrounded at a longitudinal position by a common insulating part.
- a common insulating part is formed in a plurality, preferably all, of the intermediate spaces.
- the advantages achieved by the invention are in particular that instead of a plurality of individual spacers for the intermediate spaces in several, preferably all of the interstices at a certain separation point only a common insulating part is formed. In particular, a corresponding insulating part is then formed at each separation point. Due to the common formation of a plurality, in particular all interstices at an interface filling insulating part, the production of the entire cable is significantly simplified. Instead of a complex individual processing for each Conductor pair, the spaces are advantageously filled at the same time in each case with an insulating material.
- the individual cable cores are each divided into groups, preferably in exactly two groups.
- the cable cores of each group are separated at periodically recurring separation points.
- the separation points of two groups are arranged offset to one another in the longitudinal direction.
- the separation points of the various groups are arranged in particular equidistant from each other.
- the separation points of one group are arranged centrally to the separation points of the other group.
- the period length, ie the distance between two separation points is usually several 10m, preferably more than 50m and for example about 100m.
- At each separation point of the respective separation point associated common insulating part is mounted, which preferably surrounds both the severed cable cores and the continuous at this separation point cable cores.
- the procedure is such that a common insulating part for a plurality of conductors is introduced, so that in each case insulating intermediate pieces are formed between two opposite conductor ends.
- the wall thickness of the insulation jacket is preferably in the range of a few tenths of a millimeter, in particular in the range of greater than 0.2 and up to 0.8 mm, preferably in the range of 0.2 to 0.6 mm.
- the conductor is in particular a coated conductor, for example a copper conductor provided with a nickel layer. This additional coating prevents destructive influences on the copper conductor at high temperatures when using the induction cable in the field.
- the conductor is in particular surrounded by a conductor insulation, in particular of PFA, which is omitted or removed at the conductor ends.
- the metallic conductor material is provided with a thin lacquer coating. This typically only has a layer thickness in the range of less than 100 ⁇ m. In that regard, this paint coating does not form a wire coat. Rather, the additional insulation jacket is still required. In addition to the protection of the conductor by the applied paint this supports the insulation and thus provides additional protection against partial discharges.
- the conductor of the cable core is divided by the separation points into a number of conductor sections, which are arranged at the length positions and separated from each other.
- a conductor of a cable core according to in particular comprises a plurality of conductor sections.
- Such a conductor is also referred to below as a conductor strand.
- At a separation point then arise two length positions, between which extends the gap of a respective conductor end pair.
- the insulating jacket is preferably applied to the conductor by an extrusion process.
- the insulating part Due to the insulating part, partial discharges in the cable core between the respective conductor ends, which face one of the intermediate spaces, are prevented.
- the insulating part is made of a ceramic, which is characterized in particular by a good partial discharge resistance.
- the material used is preferably transparent, which in particular facilitates visual / visual quality control of the connection.
- the space between two conductor ends filled by the insulating part preferably has a length in the range of about 3 to 10 mm, whereby in particular optimum efficiency of the overall arrangement is achieved.
- the partial discharge safety is improved in an expedient embodiment in particular by the fact that the insulating part is formed with the conductor ends, in particular the wire ends while avoiding trapped air.
- These high Partial discharge safety is achieved on the one hand in particular also by a suitable choice of material of the insulating part.
- the insulating part has a first end face for each conductor end located in it, and the respective conductor end has a second end face facing this first end face. Due to the injection of the insulating part, the respective first end face is advantageously automatically formed complementary to the second end face of the conductor end.
- the second end face is also provided with a profile.
- the profile is advantageously formed directly by the separation process.
- the profile is formed by subsequent processing.
- a suitable dome is applied to the conductor end, that is, the conductor end is verkuppt.
- this tip is made of metal and soldered, for example, or welded to the conductor end.
- At least the conductor end is configured edge-free, that is, in particular, that the conductor end in a cross-section in the longitudinal direction has no or only rounded edges. Under rounded is understood here that the edge has a radius of curvature which is greater than 0.2 mm. In this case, an edge results in particular at the transition from the second end face to the lateral surface of the conductor. An edge-free design results in particular in an increased partial discharge resistance of the cable core in the region of the insulating part.
- any edges at the conductor end are avoided by the second end face curved around and with respect to the conductor outwards is executed, that is in particular as a convex hemisphere surface.
- a corresponding hemispherical conductor end is formed, which is preferably surrounded by the complementary formed insulating part.
- a conical configuration of the conductor end in which the second end face is designed in accordance with a conical or frusto-conical shape.
- any edges are expediently rounded.
- a further embodiment in which the second end face is circular and in particular has rounded edges in the longitudinal direction.
- first and the second end face are configured similarly to a plug-in coupling.
- the head end either an extension, pin or pin or a recess.
- the conductor is formed as a hollow wire with a longitudinally extending cavity.
- a waveguide material On the one hand is advantageously saved by the use of a waveguide material, on the other hand is thereby at the end of a particular circular opening in front, in which engages the insulating part.
- a strain relief is introduced into the cavity of the conductor designed as a waveguide.
- the strain relief is not interrupted, so that it is carried out in the longitudinal direction continuously through the insulating part, whereby in particular the tensile strength of the cable core is improved.
- the separate conductor has at least partially on its end face a particular annular coating of nickel.
- a particular annular coating of nickel is cast or pressed against the conductor ends, in particular wire ends.
- a wire end cap (or end sleeve) is attached to the separation points at the respective conductor ends, with a recess into which the conductor end is inserted.
- the wire end cap is placed on the wire end, that is on the insulated conductor end.
- the wire end cap then sits in the front side in the respective recess of the insulating part.
- the shape of the recess results in particular from the shape of the wire end cap.
- the recess is then cylindrical, conical or hemispherical.
- the conductor end is designed round, whereby in particular the partial discharge resistance is improved.
- the wire end cap comprises a front part and a collar extending from the latter, in particular sleeve-shaped collar, collar, or jacket.
- the conductor end is connected by means of a press fit with the wire end cap. This type of connection is particularly easy to perform and very stable.
- the wire end cap is soldered, welded, sintered, crimped or pinched on the conductor end, for example.
- the recess of the wire end cap is preferably at least partially metallized, for example, provided with a nickel layer.
- the wire end cap is glued to the conductor end, for example by means of a polyimide adhesive. The bonding is suitably carried out in addition to one of the already mentioned connection forms.
- the collar has a number of teeth or clamps.
- a squeezing the wire end cap on the conductor end is simplified.
- the wire end cap is connected by a thermal aftertreatment with the conductor end, for example similar lent shrunk on a shrink tube on the head or fixed by means of a thermosetting adhesive.
- the radius of the conductor in the region of the conductor end is reduced such that the wire end cap is aligned with the remaining part of the conductor.
- the radius of the conductor at the end of the conductor is reduced by turning, milling or etching.
- the recess of the wire end cap has a cylindrical and profiled inner wall. For example, these teeth or barbs, which in particular a pull-out protection is realized.
- the respective conductor ends are prepared by means of an adapter element in each case.
- the adapter element is placed on the conductor end.
- the adapter element is in this case for example a sleeve, end cap or sleeve, in particular in one of the embodiments already mentioned above.
- the gap is then arranged between two adapter elements.
- a respective cable core then has in the longitudinal direction in the region of a separation point in particular the following structure: conductor section, adapter element, intermediate space with insulating part, adapter element, conductor section.
- the adapter element is either of an insulating or a conductive material.
- the adapter element is made of the same material as the conductor.
- the adapter element is a sleeve or wire end cap made of brass.
- the entire cable is preferably formed by a plurality, in particular three sub-cables, each consisting of several cable cores.
- the cable and in particular each sub-cable consists of several wire bundles, which in turn consist of a plurality of individual cable cores.
- Each core bundle in turn, preferably consists of several layers of individual cable cores, which are preferably also arranged around a center strand, in particular also in turn for strain relief.
- several cable cores are stranded together.
- Such a cable with stranded cable cores is particularly easy to manufacture.
- such a cable is particularly easy to transport.
- such a cable is easy to install.
- To form the wire bundle several layers of cable cores are stranded with one another and, in particular, around a strain relief (for example made of aramid), advantageously in an SZ stranding.
- an inner layer comprises six cable wires and an outer layer twelve cable wires.
- Several such wire bundles, for example, seven pieces are then stranded together for another strain relief and form a sub-cable.
- Several such sub-cables for example, three pieces are then stranded together to form the induction cable.
- the direction of impact is set appropriately, for example, such that two consecutive stranding form an SZ stranding.
- the induction cable has a capacitance value which is advantageously adjustable.
- this capacitance value can be adjusted by a suitable choice of the pitch.
- a plurality of core bundles to the sub-cable and / or multiple sub-cable to the induction cable are suitably provided a number of coats or banding.
- a number of coats or banding is provided after each sub-step in the manufacture of the cable.
- the cable cores, the core bundles and the sub-cables are preferably directly stranded together and only one sheath is finally applied to the summary of the sub-cable to the induction cable.
- a plurality of sub-cables are connected to the induction cable, in particular stranded and provided with a particular trained as banding sheath so that the induction cable in cross-section to the longitudinal direction has a triangular profile with rounded corners.
- the induction cable is in a preferred embodiment in cross-section in particular not circular.
- such an induction cable is easier to lay. Namely, such induction cables are usually inserted or retracted in pre-routed pipes. Due to the non-circular configuration of the cable, in particular with a triangular cross-sectional profile with rounded corners, easy insertion of the cable into such tubes is possible with only little friction. In principle, it is also possible to dispense with the outer casing, which thus surrounds the three component cables. The total of three sub-cables are in the corners of an imaginary triangle.
- a number of cable cores are present as bundles, that is, not stranded with each other.
- the cable cores of a wire bundle are bundled and a number of such wire bundles are in turn stranded together.
- a number of conductors are combined into a ribbon cable by means of an insulation applied together thereon. That is, the ribbon cable is made similar to a number of bundled cable cores.
- a multi-core cable by a banding with the ribbon cable.
- a strain relief is provided as a core around which the ribbon cable is banded.
- several ribbon cables are arranged in particular in several layers by means of banding to form a cable or a partial cable.
- a six-core ribbon cable is banded around a strain relief and a twelve-core ribbon cable around the six-core ribbon cable.
- the two ribbon cables are suitably wound similar to a SZ stranding, that is, they run in opposite directions of rotation to each other.
- the cable is connected in particular to a power source such that a current flows in the cable and a voltage is applied.
- the power source is typically an AC power source and the power and voltage are at a frequency.
- the cable has a sensor module, with at least one sensor for determining at least one value of an operating parameter of the cable.
- operating parameters are understood as meaning, for example, the current, the voltage and / or the frequency.
- Another operating parameter is, for example, a temperature measured in the cable.
- the induction cable is regularly inserted into a reservoir (or generally in the ground), for example in an ⁇ sandfeld or buried in this.
- a laid in the reservoir pipe is provided, in which the induction cable is retracted or inserted.
- the condition of the reservoir is characterized by one or more environmental parameters, such as temperature, density, viscosity or conductivity of the reservoir.
- a parameter can assume different values at different points in the reservoir.
- the or the sensor modules are additionally or alternatively designed to determine at least one value of such an environmental parameter.
- the sensor module is equipped to perform seismic measurements with an acoustic signal transmitter and a microphone and performs seismic measurements at predetermined time intervals. Since the sensor module suitably has a position which is substantially unchanged in time, a time and position-resolved characterization of the reservoir and its state is possible in particular as a result.
- Different sensors or sensor modules are preferably integrated in the cable for the different parameters.
- the sensor module additionally comprises control electronics, in particular in order to evaluate the determined values.
- control electronics generates advantageous control and / or warning signals, for example, in case of a defect in the cable to interrupt its power supply and to prevent further damage.
- the sensor module and / or the control electronics are suitably connected to a central evaluation unit, for example a computer.
- a central evaluation unit for example a computer.
- the cable has a data line, which in particular serves to forward data determined by means of one or more sensor modules.
- the induction cable comprises at least one optical waveguide, which is designed, for example, for data transmission and / or as a temperature sensor.
- the optical waveguide is suitably inserted directly in the manufacture of the induction cable, for example, stranded together with the cable cores. Alternatively, the optical waveguide is guided along a strain relief or inserted instead of such.
- an energy supply of the sensor module and / or the control electronics is realized such that energy is taken from the induction field generated by the induction cable.
- the cable core has electronics, in particular for short-circuiting of partial discharges at the conductor ends.
- the electronics are designed, for example, as a resonant circuit, high-pass filter or bandpass filter.
- the electronics are electrically connected to the two conductor ends.
- such electronics are provided for each opposing pair of conductor ends.
- the electronics can be switched on and off by a user. By means of the electronics, it is possible in particular to improve the partial discharge resistance of the induction cable.
- partial discharges are short-circuited by means of the electronics.
- the insulating part is expediently formed by an injection molding process.
- this is based on an existing cable, in which, for example, several cable cores are bundled together to form a cable harness, in particular stranded.
- conductor sections are cut out at selected cable cores at the desired separation points, for example at every other cable core, and thus in particular at each end of the wire separated by interspaces, ie isolated conductor ends. In that way generated spaces then the insulating part is introduced, in particular injected.
- the prepared cable is surrounded with the Pleasegeschennte conductor sections of an injection molding compound, which fills the various spaces between the conductor ends and in particular also surrounds the wires at the respective separation point, preferably both the separate wires and at this separation point continuous veins.
- a separate insulating part is attached.
- the conductor sections are alsoswennbar.
- the conductor sections are cut out in particular together with the core insulation, preferably by a punching or cutting process.
- the ends of the wires are first stripped off.
- the insulating compound is introduced, which then hardens.
- the cable cores are surrounded by an additional common sheath, which is then also separated accordingly to gain access to the cable cores.
- the resulting during separation shell sections are then connected to each other in an advantageous manner by introducing the insulating part again.
- the same material is used to make the insulating part as for the jacket, for example PFA.
- the cable ends or the conductor ends are prepared by means of adapter elements after separating the cable cores and before introducing the insulating part, as already described above.
- an adapter element is then placed on each wire or conductor end, screwed, soldered or otherwise attached or attached thereto.
- the cable has one or more ribbon cables, in which or each of which a plurality of conductors, in particular single row next to each other in a common jacket, ie insulation jacket are embedded.
- a conductor section is cut out at the desired positions of a respective cable core together with a portion of the common insulation jacket to form the separation points.
- the insulating material is applied to the separating point thus formed, to form the common insulating part.
- the separation in stranded together cable cores is preferably such that the insulating part after stranding at a predetermined length position can be formed, that is, in particular, that in a stranded with a certain length of the cable, the intermediate regions of a respective separation point continue to be present at the same length position.
- the sections are therefore staggered suitably offset taking into account the lay length.
- the insulating member is bonded to the insulation sheaths of the cable cores, for example, sintered or vulcanized, whereby a particularly strong connection is made.
- a respective cable core is separated at predetermined length positions in that a section having a specific length is cut out of it.
- a section having a specific length is cut out of it.
- the section is cut out, for example by means of a water jet or laser cutting process.
- the length of the cut-out section is suitably set as a function of the operating parameters of the cable core, such as voltage, current and / or frequency.
- the insulating part is separated after introduction at a separation point into at least two subsections, in particular transversely to the longitudinal direction.
- the insulating part is merely notched. This advantageously forms a separate insulating part with the advantages already mentioned.
- Fig. 4 shows the cable in cross section
- FIG. 1 shows a side view of a cable 36 formed as an induction cable with a jacket 50, within which a plurality of cable cores 2 not shown here are combined, and with a plurality of separation points 12, which are also referred to as resonant separation points.
- a common for several cable cores 2 insulating part 3 is introduced as an injection molded part.
- the cable 36 extends in a longitudinal direction R and the separation points 12 lie in longitudinal direction.
- direction R equidistant to each other, ie, are arranged at equal intervals.
- Fig. 2 shows a sectional view through one of the separation points 12 and further the insulating part 3, in which both continuous cable cores 2 and broken cable cores 2, from which an Aderteil Federation is cut out, are embedded.
- Each cable core 2 in this case comprises a conductor 4, which is provided with a conductor insulation 33.
- each second cable core 2 is severed to form two wire ends or conductor ends 1 6. Between them, a gap 8 is formed by the separation. This is in turn filled by the insulating part 3.
- the insulating part 3 fills here as a common insulating all gaps 8 at the separation point 12 shown.
- the non-severed at this separation point 12 cable cores are embedded throughout in the insulating part 3 and also have separation points 12, which, however, arranged offset and in Fig. 2 are not shown due to the only partial representation.
- FIGS. 3a to 3d show individual method steps for producing a cable 36 comprising a plurality of cable cores 2.
- Fig. 3a is first turned on a trainees separation point 12 an otherwise particular stranded cable assembly of several cable cores 2 and / or compressed, so that the individual cable cores 2 are separately accessible for further processing.
- each second cable core 2 is then separated, forming conductor ends 1 6, which are spaced apart in pairs by a corresponding intermediate space 8. It is optionally possible to separate the respective cable core 2 at only one length position 6 or separate by separating two length positions 6 a wire section. In the embodiment shown here, the latter variant is performed.
- each conductor end 1 6 has an end face 21, which faces the intermediate space 8.
- end faces 21 expediently edge-free, ie executed here in particular rounded.
- FIG. 3 c shows an optional intermediate step, in which the conductor ends 1 6 are each prepared by means of an adapter element 19.
- the adapter element 19 is designed here as a cap, which is crimped onto the respective conductor end 1 6, for example.
- the end faces of the cap or are in particular convexly rounded in order to form round end faces 21.
- the adapter element 19 is formed as a sleeve.
- a common insulating part 3 is formed at the separation point 12 by a suitable mass is injected into the cable core assembly and then fills the gaps 8. The mass is then cured, whereby a one-piece insulating part 3 is produced, in which the conductor ends 1 6 firmly seated. Likewise, the non-severed, continuous cable cores 2 are firmly seated in the insulating part 3.
- the cable cores 2 are initially not provided with a common jacket 50, as in the exemplary embodiment of FIG. 1.
- the method is also possible in an analogous manner to such a cable 36 with a jacket 50 surrounding all the cable cores 2, in that, in addition, the sheath 50 is correspondingly separated at the separating points 12.
- the sheath 50 is correspondingly separated at the separating points 12.
- a common jacket 50 is accordingly applied, for example extruded or banded, only after the cable cores 2 have been separated and the insulating part 3 has been inserted.
- the cable 36 comprises at least one ribbon cable in which the individual conductors 4 are connected in a common cable. men insulation jacket are embedded.
- the individual conductors 4 are usually arranged parallel next to one another in a plane.
- the ribbon cable is formed, for example, as a conventional extruded ribbon cable.
- a respective cable core is formed in this case by the conductor 4 and the portion of the insulating jacket surrounding the conductor 4.
- every second conductor is severed at the separation points 12 and cut out a conductor section, in particular punched out.
- the insulating part 3 is then attached.
- a number of cable cores 2 are preferably stranded together.
- An embodiment of such a cable 36 is shown schematically and in cross section in Fig. 4.
- Each of the sub-cables 38 comprises six wire bundles 42 stranded around a strain relief 40.
- Each of these wire bundles 42 in turn has eighteen cable cores 2 arranged around a strain relief 44.
- the core bundle 42 has an inner layer 46 comprising six cable cores 2 and an outer layer 48 comprising twelve cable cores 2.
- the inner layer 46, the outer layer 48, the partial cable 38 and the entire cable 36 are preferably each surrounded by an additional jacket 50, which is for example extruded or designed as a band.
- the inner layer 46 and / or the outer layer 48 are each formed as a ribbon cable with six or twelve conductors 4 and wrapped around the strain relief 44 in the manner of a Band istsvons. As a result, the production cost of the wire bundle 42 and thus in particular the entire cable 36 is reduced.
- the cable 36 shown in FIG. 4 additionally has a sensor module 52 with a sensor 54.
- each of the cable cores 2 is subjected to a current and a voltage at a predetermined frequency.
- the sensor 54 is then, for example, a Hall sensor, by means of which the sensor module 52 monitors the induction field.
- a number of functional lines are provided in the cable 36, for example, designed as optical waveguide temperature sensors. These are then connected to one or more sensor modules 52.
- FIG. 5 An alternative embodiment of the cable according to FIG. 4 is shown in FIG. 5.
- the outer jacket 50 surrounding the three sub-cables 38 is designed as a banding.
- the resulting cross-sectional profile of the cable is thereby a triangle with rounded corners.
- the individual core bundles 42 are each formed as stranding elements with a 1-6-12 stranding of individual elements.
- the central strand is designed as a strain relief 44.
- the bundle of fibers 42 produced in this way has, for example, a diameter in the range of approximately 8 to 15 mm, in particular approximately 12 mm.
- the individual sub-cables 38 are again formed as Verseilverbund consisting of the central strain relief 40 and six stranded strand bundles 42.
- This stranded composite is in the exemplary embodiment, but not necessarily surrounded by a jacket, which is formed, for example, as a sprayed extruded jacket 50 or as a banding, for example by means of a polyester tertapes.
- This partial cable 38 preferably has a diameter in the range of a few centimeters, for example in the range of 2.5 to 6 cm and in particular in the range of about 4 cm.
- a central strain relief wire is expediently additionally introduced in a manner not shown.
- the maximum width of the cable 36 ie in the case of FIG. 4 the diameter and in the case of the triangular configuration according to FIG. 5 a leg length of the isosceles triangle, is again several centimeters, in particular about 6 to 12 cm and preferably about 8 cm.
- the three sub-cables 38 are in turn stranded together.
- Both cable types according to FIGS. 4 and 5 are suitable conveniently still surrounded by a jacket 50 which is formed by an extrusion process. Conveniently, it has a shell thickness in the range of a few millimeters, in particular in the range of 2.5 to 5 mm.
- the trained cable 36 has a length preferably of several 100 meters up to a few kilometers.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Kabel (36), insbesondere Induktionskabel mit mehreren Kabeladern (2), wobei eine jeweilige Kabelader (2) einen Leiter (4) aufweist, der in Längsrichtung (R) an vorgegebenen Längenpositionen (6) an mehreren Trennstellen (12) unter Ausbildung zweier Leiterenden (16) unterbrochen ist, wobei zwischen jeweils zwei der in Längsrichtung (R) beabstandeten Leiterenden (16) ein Zwischenraum (8) vorgesehen ist, an welchem die Leiterenden (16) beidseitig angeordnet sind Das Kabel (36) ist dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren, vorzugsweise allen der Zwischenräume (8) ein gemeinsames Isolierteil (3) ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden Kabels (36).
Description
Beschreibung
Kabel, insbesondere Induktionskabel sowie Verfahren zur Herstellung eines
Kabels
Die Erfindung betrifft ein Kabel, insbesondere Induktionskabel mit mehreren Kabeladern, wobei eine jeweilige Kabelader einen Leiter aufweist, der in Längsrichtung an vorgegebenen Längenpositionen an mehreren Trennstellen unter Ausbildung zweier Leiterenden unterbrochen ist, wobei zwischen jeweils zwei der in Längsrichtung beabstandeten Leiterenden ein Zwischenraum vorgesehen ist, an welchem die Leiterenden beidseitig angeordnet sind. Desweiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Kabels.
Ein derartiges Induktionskabel (alternativ auch Induktor genannt) dient zur Ausbildung eines oder mehrerer Induktionsfelder. Das Kabel ist hierbei insbesondere zur induktiven Heizung von Ösand- und/oder Schwerstöllagerstätten vorgesehen. Eine derartige Anwendung eines solchen Induktionskabels ist beispielsweise aus der EP 2 250 858 B1 zu entnehmen. Die sich durch diese Anwendung ergebenden technischen Randbedingungen werden durch das Induktionskabel erfüllt.
Zum Aufbau der Induktionsfelder und einer Realisierung der induktiven Heizung ist es erforderlich, dass die einzelnen Kabeladern des Kabels an definierten Trennstellen in einem Rastermaß mit definierter Länge von beispielsweise mehreren 10 m getrennt sind. Jede der Kabeladern wird dabei durch die Trennstellen in eine Anzahl von Aderabschnitten unterteilt.
Innerhalb des Kabels sind mehrere Kabeladern vorzugsweise zu Adergruppen zusammengefasst, wobei die Trennstellen oder Unterbrechungen der Adern einer jeweiligen Adergruppe im Wesentlichen an der gleichen Längenposition liegen. Typischerweise liegen zwei Adergruppen vor, deren Trennstellen relativ zueinander um das halbe Rastermaß verschoben sind. Mit anderen Worten: die Trennstellen einer ersten Adergruppe sind in Längsrichtung auf halber Strecke zwischen zwei Trennstellen einer zweiten Adergruppe angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein
Lberlapp der Aderabschnitte verschiedener Gruppen, der insbesondere zur Ausbildung eines Induktionskabels dient.
Ein derartiges Kabel ist beispielsweise in der WO 2013 079 201 A1 beschrieben. Diese offenbart eine Kabelader für ein Kabel, insbesondere für ein Induktionskabel, mit mehreren derartigen Kabeladern, die jeweils einen von einer Isolierung umgebenen Leiter aufweisen. Weiterhin ist die jeweilige Kabelader, also ein von einem Isolationsmantel umgebener Leiter, in Kabellängsrichtung an vorgegebenen Längenpositionen an Trennstellen unter Ausbildung zweier Aderenden unterbrochen. Zur Verbindung dieser ist ein Verbinder mit einem isolierenden Zwischenstück angeordnet und die Aderenden sind beidseitig des Zwischenstücks am Verbinder befestigt. Zur Verbindung der Aderenden ist der Verbinder an seinen gegenüberliegenden Stirnseiten hülsenartig ausgebildet, so dass ein jeweiliges Aderende, das heißt insbesondere auch ein Teil des Isolationsmantels umgriffen ist.
Die Verbinder weisen daher einen größeren Durchmesser als die Kabelader auf und bauen entsprechend stark auf, führen also zu einer Verdickung der Kabelader im Bereich der Trennstellen.
Zur Verbesserung der Stabilität der Kabelader ist weiterhin bekannt, dass die verbundenen Aderabschnitte und die Verbinder mit einer gemeinsamen Bandierung versehen werden. Das heißt, es ist eine zusätzliche Schicht aufgebracht, wodurch der Fertigungsaufwand erhöht ist. Desweiteren ist auch der Durchmesser der Kabelader vergrößert und folglich die Flexibilität verringert, wodurch ein Aufrollen zwecks Transport eines aus solchen Kabeladern gebildeten Kabels erschwert ist.
Zur Herstellung einer solchen Kabelader wird eine Rohader fortlaufend einer Bearbeitungsmaschine zugeführt und dort wiederkehrend an den vorgegebenen Längenpositionen an einer jeweiligen Trennstelle getrennt, so dass an der Trennstelle die zwei Aderenden vorliegen. Diese werden in Kabellängsrichtung auseinandergezogen und wieder mit dem Verbinder verbunden. Das heißt, diese müssen zum Einstellen des Abstandes kurzzeitig mit unterschiedlichen Förderge-
schwindigkeiten von der Bearbeitungsmaschine gefördert werden. Zusätzlich ist dabei eine Überwachung des Abstandes nötig, um zu gewährleisten, dass auch tatsächlich der vorgegebene Abstand eingestellt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vereinfachte Herstellung eines solchen Induktionskabels zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Kabel mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Dabei gilt das im Zusammenhang mit dem Kabel Gesagte sinngemäß auch für das Verfahren und umgekehrt.
Das Kabel ist insbesondere als Induktionskabel ausgebildet, mit mehreren Kabeladern, wobei eine jeweilige Kabelader einen Leiter aufweist, der in Längsrichtung an vorgegebenen Längenpositionen an mehreren Trennstellen jeweils unter Ausbildung zweier Leiterenden unterbrochen ist. Dabei ist zwischen jeweils zwei der in Längsrichtung beabstandeten Leiterenden ein Zwischenraum vorgesehen, an welchem die Leiterenden beidseitig angeordnet sind. Zwei durch einen Zwischenraum voneinander beabstandete Leiterenden werden auch als Leiterendenpaar bezeichnet. Durch das Trennen der Kabeladern sind insbesondere auch Aderenden ausgebildet, das heißt isolierte Leiterenden. Erfindungsgemäß sind mehrere, vorzugsweise alle Leiterenden an einer Längenposition von einem gemeinsamen Isolierteil umgeben. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in mehreren, vorzugsweise allen der Zwischenräume ein gemeinsames Isolierteil ausgebildet ist.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass anstelle von einer Vielzahl von einzelnen Zwischenstücken für die Zwischenräume in mehreren, vorzugsweise allen der Zwischenräume an einer bestimmten Trennstelle lediglich ein gemeinsames Isolierteil ausgebildet ist. Insbesondere ist dann an jeder Trennstelle ein entsprechendes Isolierteil ausgebildet. Durch die gemeinsame Ausbildung eines mehrere, insbesondere alle Zwischenräume an einer Trennstelle ausfüllenden Isolierteils ist die Herstellung des gesamten Kabels deutlich vereinfacht. Anstelle einer aufwendigen Einzelbearbeitung für jedes
Leiterendenpaar, werden die Zwischenräume auf vorteilhafte Weise im Wesentlichen gleichzeitig jeweils mit einem isolierenden Material ausgefüllt werden.
Bei dem Induktionskabel sind die einzelnen Kabeladern jeweils in Gruppen, vorzugsweise in genau zwei Gruppen unterteilt. Die Kabeladern einer jeden Gruppe sind dabei an periodisch wiederkehrenden Trennstellen getrennt. Die Trennstellen zweier Gruppen sind in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnet. Die Trennstellen der verschiedenen Gruppen sind insbesondere äquidistant zueinander angeordnet. Bei zwei Gruppen sind die Trennstellen der einen Gruppe mittig zu den Trennstellen der anderen Gruppe angeordnet. Die Periodenlänge, also der Abstand zwischen zwei Trennstellen beträgt üblicherweise mehrere 10m, vorzugsweise mehr als 50m und beispielsweise etwa 100m. An einer jeden Trennstelle ist ein der jeweiligen Trennstelle zugeordnetes gemeinsames Isolierteil angebracht, welches vorzugsweise sowohl die durchtrennten Kabeladern als auch die an dieser Trennstelle durchlaufenden Kabeladern umgibt.
Bei diesem gemeinsamen Isolierteil handelt es sich bevorzugt um ein Spritzgussteil, welches zweckdienlicherweise ein einstückiges, monolithisches Teil ist. Dieses bildet nicht nur die Zwischenstücke aus sondern definiert zugleich auch hül- senförmige Aufnahmen, in die sich die Ader- oder Leiterenden hinein erstrecken. Das Spritzmaterial umgibt daher auch die sich anschließenden Leiterenden, insbesondere die Aderenden, sodass insgesamt die einzelnen Adern im Isolierteil fest eingebettet sind.
Zur Herstellung wird dabei derart vorgegangen, dass ein gemeinsames Isolierteil für eine Vielzahl von Leitern eingebracht wird, sodass jeweils zwischen zwei gegenüberliegenden Leiterenden isolierende Zwischenstücke ausgebildet werden.
Die Kabeladern sind jeweils von einem Adermantel, auch als Isolationsmantel bezeichnet umgeben, welcher an einer jeweiligen Trennstelle durchtrennt ist. Unter Adermantel wird hierbei ein üblicherweise aufextrudierter Mantel aus einem isolierenden Material verstanden, der typischerweise eine Wandstärke im Bereich von größer 0,1 und bis 0,8 mm aufweist, insbesondere im Bereich von 0,2 bis 0,6 mm.
Bei dem Leiter handelt es sich wahlweise um einen Litzenleiter oder auch einen massiven Leiterdraht aus einem geeigneten leitfähigen Werkstoff, insbesondere Kupfer. Der Leiter weist bevorzugt einen Durchmesser im Bereich von 0,8 bis 2 mm, insbesondere im Bereich von 1 ,0 bis 1 ,4 mm auf.
Die Wandstärke des Isolationsmantels liegt vorzugsweise im Bereich von einigen zehntel Millimetern, insbesondere im Bereich von größer 0,2 und bis 0,8 mm, bevorzugt im Bereich von 0,2 bis 0,6 mm.
Bei dem Leiter handelt es sich insbesondere um einen beschichteten Leiter, beispielsweise ein mit einer Nickelschicht versehener Kupferleiter. Durch diese zusätzliche Beschichtung werden zerstörende Einflüsse auf den Kupferleiter bei hohen Temperaturen beim Einsatz des Induktionskabels im Feld vermieden. Alternativ oder zusätzlich ist der Leiter insbesondere von einer Leiterisolierung, insbesondere aus PFA, umgeben, die an den Leiterenden ausgelassen oder entfernt ist.
Eine derartige Nickelschicht zeigt im Vergleich zu Kupfer nur eine vergleichsweise geringe Leitfähigkeit, insbesondere an der Oberfläche des Leiters, was insbesondere im Hinblick auf die geringe Eindringtiefe des elektrischen Feldes infolge der üblicherweise anliegenden hohen Frequenzen im Bereich von 50 kHz bis 200 kHz kritisch ist. Vorzugsweise wird daher anstelle eines vernickelten Leiters ein silberbeschichteter Leiter eingesetzt. Die Schichtdicke sowohl bei einem nickelbeschichteten als auch bei einem silberbeschichteten Leiter liegt beispielsweise im Bereich von 0,8 Bis 1 ,5 um.
Alternativ oder auch ergänzend zu dem nickel-/silberbeschichteten Kupferleiter wird als Leiter ein so genannter Lackdraht eingesetzt. Bei diesem ist der metallische Leiterwerkstoff mit einer dünnen Lackbeschichtung versehen. Diese weist typischerweise lediglich eine Schichtdicke im Bereich von kleiner 100 um auf. Insoweit bildet diese Lackbeschichtung keinen Adermantel aus. Vielmehr ist der zusätzliche Isolationsmantel weiterhin erforderlich. Neben dem Schutz des Leiters
durch den aufgebrachten Lack unterstützt dieser die Isolierung und liefert dadurch einen zusätzlichen Schutz vor Teilentladungen.
Als Leitermaterial ist darüber hinaus auch die Verwendung von Supraleitern grundsätzlich möglich.
Der Leiter der Kabelader ist durch die Trennstellen in eine Anzahl von Leiterabschnitten unterteilt, welche an den Längenpositionen angeordnet und voneinander getrennt sind. Somit umfasst ein Leiter einer Kabelader entsprechend insbesondere mehrere Leiterabschnitte. Solch ein Leiter wird im Folgenden auch als Leiterstrang bezeichnet. An einer Trennstelle ergeben sich dann zwei Längenpositionen, zwischen denen sich der Zwischenraum eines jeweiligen Leiterendenpaares erstreckt.
Der Isolationsmantel wird vorzugsweise durch einen Extrusionsprozess auf den Leiter aufgebracht. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, anstelle oder in Ergänzung eines extrudierten Isolationsmantels diesen durch eine Bandie- rung/Umwicklung aus- bzw. weiterzubilden.
Aufgrund des Isolierteils sind Teilentladungen in der Kabelader zwischen den jeweiligen Leiterenden, die einem der Zwischenräume zugewandt sind, unterbunden. Vorzugsweise ist dazu das Isolierteil aus einer Keramik gefertigt, die sich insbesondere durch eine gute Teilentladungsfestigkeit auszeichnet. Das verwendete Material ist bevorzugterweise transparent, wodurch insbesondere eine optische/visuelle Qualitätskontrolle der Verbindung erleichtert ist. Der vom Isolierteil gefüllte Zwischenraum zwischen zwei Leiterenden weist vorzugsweise eine Länge im Bereich von etwa 3 bis 10 mm auf, wodurch insbesondere eine optimale Effizienz der Gesamtanordnung erzielt ist.
Die Teilentladungssicherheit wird in einer zweckmäßigen Ausgestaltung insbesondere dadurch verbessert, dass das Isolierteil mit den Leiterenden, insbesondere den Aderenden unter Vermeidung von Lufteinschlüssen ausgebildet ist. Diese ho-
he Teilentladungssicherheit wird zum Einen insbesondere auch durch eine geeignete Materialwahl des Isolierteils erreicht.
Insbesondere weist das Isolierteil für jedes darin einsitzende Leiterende eine erste Stirnfläche auf und das jeweilige Leiterende eine dieser ersten Stirnfläche zugewandte, zweite Stirnfläche. Aufgrund des Einspritzens des Isolierteils wird dabei die jeweils erste Stirnfläche in vorteilhafterweise automatisch komplementär zur zweiten Stirnfläche des Leiterendes ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest die zweite Stirnfläche rund ausgebildet. Darunter wird insbesondere eine Ausgestaltung im Sinne einer nach außen vorstehenden oder gewölbten Stirnfläche verstanden. Eine solche runde Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften des isolierenden Zwischenstücks zwischen den beiden Leiterenden, das heißt hier insbesondere bezüglich der Teilentladungsfestigkeit. In einer geeigneten Ausgestaltung ist dazu die zweite Stirnfläche konvex.
Vorzugweise ist die zweite Stirnfläche zudem mit einem Profil versehen. Im Falle des Leiterendes ist das Profil vorteilhafterweise direkt durch den Trennprozess ausgebildet. Alternativ ist das Profil durch nachträgliches Bearbeiten ausgebildet. Alternativ ist auf das Leiterende eine geeignete Kuppe aufgebracht, das heißt, das Leiterende ist verkuppt. Vorzugsweise ist diese Kuppe aus Metall und beispielsweise aufgelötet oder mit dem Leiterende verschweißt.
Bevorzugterweise ist zumindest das Leiterende kantenfrei ausgestaltet, das heißt insbesondere, dass das Leiterende in einem Querschnitt in Längsrichtung keine oder lediglich abgerundete Kanten aufweist. Unter abgerundet wird dabei verstanden, dass die Kante einen Krümmungsradius aufweist, der größer ist als 0,2 mm. Dabei ergibt sich eine Kante insbesondere am Übergang von der zweiten Stirnfläche zur Mantelfläche des Leiters. Durch eine kantenfreie Ausgestaltung ergibt sich insbesondere eine erhöhte Teilentladungsfestigkeit der Kabelader im Bereich des Isolierteils. Vorzugsweise werden jegliche Kanten am Leiterende vermieden, indem die zweite Stirnfläche rund und bezüglich des Leiters nach außen gewölbt
ausgeführt ist, das heißt insbesondere als konvexe Halbkugeloberfläche. Dadurch wird ein entsprechend halbkugelförmiges Leiterende ausgebildet, das vorzugsweise vom komplementär ausgebildeten Isolierteil eingefasst ist. Geeignet ist auch eine kegelförmige Ausgestaltung des Leiterendes, bei der die zweite Stirnfläche entsprechend kegel- oder kegelstumpfförmig ausgebildet ist. Hierbei sind jegliche Kanten zweckmäßigerweise abgerundet ausgeführt. Auch ist eine weitere Ausgestaltung geeignet, bei welcher die zweite Stirnfläche kreisförmig ausgebildet ist und insbesondere in Längsrichtung abgerundete Kanten aufweist.
In einer weiteren geeigneten Ausgestaltung sind die erste und die zweite Stirnfläche ähnlich einer Steckkupplung ausgestaltet. Dazu weist das Leiterende wahlweise einen Fortsatz, Zapfen oder Pin oder eine Ausnehmung auf.
Zweckmäßigerweise ist der Leiter als Hohldraht mit einem sich in Längsrichtung erstreckenden Hohlraum ausgebildet. Zum Einen wird durch die Verwendung eines Hohlleiters vorteilhaft Material eingespart, zum Anderen liegt dadurch am Leiterende eine insbesondere kreisförmige Öfnung vor, in welche das Isolierteil eingreift.
In einer geeigneten Weiterbildung ist in dem Hohlraum des als Hohlleiter ausgebildeten Leiters eine Zugentlastung eingebracht. Vorteilhafterweise ist die Zugentlastung nicht unterbrochen, sodass diese in Längsrichtung durchgängig durch das Isolierteil hindurch ausgeführt ist, wodurch insbesondere die Zugfestigkeit der Kabelader verbessert ist.
Geeigneterweise weist der getrennte Leiter an seiner Stirnfläche wenigstens teilweise eine insbesondere ringförmige Beschichtung aus Nickel auf. Dadurch ist es insbesondere möglich, ein Isolierteil aus Keramik mittels einer Emaillierung mit der Stirnfläche besonders fest zu verbinden, vorzugsweise zu verschweißen. Alternativ ist ein aus Keramik, insbesondere einem niedrigschmelzenden Glas gefertigtes Isolierteil an die Leiterenden, insbesondere Aderenden angegossen oder ange- presst.
Um insbesondere die Stabilität und die Zugfestigkeit der Kabeladern zu verbessern, ist an den Trennstellen an den jeweiligen Leiterenden jeweils eine Aderendkappe (oder auch Aderendhülse) angebracht, mit einer Ausnehmung, in die das Leiterende eingesetzt ist. Insbesondere ist die Aderendkappe auf das Aderende aufgesetzt, das heißt auf das isolierte Leiterende. Die Aderendkappe sitzt dann in stirnseitig in der jeweiligen Ausnehmung des Isolierteils ein. Die Form der Ausnehmung ergibt sich insbesondere aus der Form der Aderendkappe. Beispielsweise ist die Ausnehmung dann zylinderförmig, kegelförmig oder halbkugelförmig. Vorzugsweise ist das Leiterende rund ausgestaltet, wodurch insbesondere die Teilentladungsfestigkeit verbessert ist.
Geeigneterweise umfasst die Aderendkappe ein Stirnteil und einen sich von diesem in Längsrichtung erstreckenden insbesondere hülsenförmigen Kragen, Bund, oder Mantel. Dieser umgreift vorteilhaft das Leiterende in radialer Richtung, wodurch insbesondere die zur Herstellung der Verbindung zur Verfügung stehende Fläche vergrößert ist. Vorzugsweise ist das Leiterende mittels einer Presspassung mit der Aderendkappe verbunden. Diese Art der Verbindung ist insbesondere einfach durchzuführen und besonders stabil.
Alternativ oder zusätzlich ist die Aderendkappe auf dem Leiterende beispielsweise verlötet, verschweißt, versintert, vercrimpt oder verquetscht. Insbesondere zum Verlöten ist die Ausnehmung der Aderendkappe bevorzugt wenigstens teilweise metallisiert, beispielsweise mit einer Nickelschicht versehen. Vorteilhafterweise ist die Aderendkappe mit dem Leiterende verklebt, beispielsweise mittels eines Polyimid-Klebstoffes. Die Verklebung ist geeigneterweise zusätzlich zu einer der bereits oben genannten Verbindungsformen ausgeführt.
Zweckmäßigerweise weist der Kragen eine Anzahl von Zähnen oder Klemmarmen auf. Insbesondere ein Verquetschen der Aderendkappe auf dem Leiterende ist dadurch vereinfacht.
In einer weiteren alternativen Ausgestaltung ist die Aderendkappe durch eine thermische Nachbehandlung mit dem Leiterende verbunden, beispielsweise ähn-
lieh einem Schrumpfschlauch auf das Leiterende aufgeschrumpft oder mittels eines thermisch aushärtenden Klebstoffes befestigt. Vorteilhafte Varianten ergeben sich aus Obigem sinngemäß auch für Aderendkappen, welche auf ein jeweiliges Aderende aufgesetzt sind.
In einer alternativen Ausgestaltung ist der Radius des Leiters im Bereich des Leiterendes derart reduziert, dass die Aderendkappe mit dem verbleibenden Teil des Leiters fluchtet. Beispielsweise ist der Radius des Leiters am Leiterende durch Drehen, Fräsen oder Ätzen reduziert.
In einer bevorzugten Weiterbildung weist die Ausnehmung der Aderendkappe eine zylindrische und profilierte Innenwand auf. Beispielsweise weist diese Zähne oder Widerhaken auf, womit insbesondere ein Auszugschutz realisiert ist.
Vorzugsweise sind die jeweiligen Leiterenden mittels jeweils einem Adapterelement vorbereitet. Dazu ist das Adapterelement auf das Leiterende aufgesetzt. Das Adapterelement ist hierbei beispielsweise eine Hülse, Aderendkappe oder Muffe, insbesondere in einer der oben bereits erwähnten Ausgestaltungen. Der Zwischenraum ist dann zwischen zwei Adapterelementen angeordnet. Eine jeweilige Kabelader weist dann in Längsrichtung im Bereich einer Trennstelle insbesondere folgenden Aufbau auf: Leiterabschnitt, Adapterelement, Zwischenraum mit Isolierteil, Adapterelement, Leiterabschnitt.
Dabei ist es insbesondere möglich, das Adapterelement entweder aus einem isolierenden oder einem leitenden Material zu fertigen. So wird beispielsweise das Adapterelement aus dem gleichen Material wie der Leiter gefertigt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Adapterelement eine Hülse oder Aderendkappe aus Messing.
Das gesamte Kabel ist vorzugsweise durch mehrere, insbesondere drei Teilkabel gebildet, die jeweils aus mehreren Kabeladern bestehen.
Insbesondere besteht das Kabel und insbesondere jedes Teilkabel aus mehreren Aderbündeln, welche wiederum aus einer Vielzahl von einzelnen Kabeladern bestehen. Beispielsweise sind mehrere Aderbündel, insbesondere sieben Aderbündel um einen Mittenstrang, insbesondere zur Zugentlastung, angeordnet.
Jedes Aderbündel wiederum besteht vorzugsweise aus mehreren Lagen von einzelnen Kabeladern, die vorzugsweise ebenfalls um einen Mittenstrang, insbesondere auch wiederum zur Zugentlastung, angeordnet sind.
Vorteilhafterweise sind mehrere Kabeladern miteinander verseilt. Solch ein Kabel mit verseilten Kabeladern ist insbesondere einfach zu fertigen. Desweiteren ist solch ein Kabel besonders einfach zu transportieren. Insbesondere ist solch ein Kabel einfach zu verlegen. Zur Ausbildung des Aderbündels sind mehrere Lagen von Kabeladern miteinander und insbesondere um eine Zugentlastung (beispielsweise aus Aramid) herum verseilt, vorteilhafterweise in einer SZ-Verseilung. Beispielsweise umfasst eine innere Lage sechs Kabeladern und eine äußere Lage zwölf Kabeladern. Mehrere solcher Aderbündel, beispielsweise sieben Stück sind dann miteinander um eine weitere Zugentlastung verseilt und bilden ein Teilkabel. Mehrere solcher Teilkabel, beispielsweise drei Stück sind dann miteinander zu dem Induktionskabel verseilt. Bei jedem Verseilen ist dabei die Schlagrichtung geeignet eingestellt, beispielsweise derart, dass zwei aufeinanderfolgende Verseilungen eine SZ-Verseilung bilden.
In einer alternativen Ausführungsform sind eine Anzahl von Kabeladern, Aderbündeln und/oder Teilkabel jeweils miteinander verflochten oder verstrickt. Insbesondere weist das Induktionskabel aufgrund der teilweise in Längsrichtung überlappenden Kabeladern einen Kapazitätswert auf, der vorteilhafterweise einstellbar ist. Im Falle eines mit einer wählbaren Steigung gestrickten Aderbündels, Teilkabels oder Induktionskabel ist dieser Kapazitätswert durch eine geeignete Wahl der Steigung einstellbar.
Zum Zusammenfassen jeweils mehrerer Kabeladern zum Aderbündel, mehrerer Aderbündel zum Teilkabel und/oder mehrerer Teilkabel zum Induktionskabel sind
geeigneterweise eine Anzahl von Mäntel oder Bandierungen vorgesehen. Mit anderen Worten: nach jedem Teilschritt bei der Herstellung des Kabels sind insbesondere ein oder mehrere Mäntel vorgesehen.
Vorteilhafterweise ist jedoch auf zusätzliche solche Mäntel und/oder Bandierungen verzichtet, wodurch insbesondere ein kompakter Aufbau des Induktionskabels möglich ist. Bevorzugt sind jeweils die Kabeladern, die Aderbündel und die Teilkabel direkt miteinander verseilt und lediglich ein Mantel ist abschließend zur Zusammenfassung der Teilkabel zum Induktionskabel aufgebracht.
Bevorzugterweise sind mehrere Teilkabel zu dem Induktionskabel verbunden, insbesondere verseilt und mit einer insbesondere als Bandierung ausgebildeten Ummantelung derart versehen, dass das Induktionskabel im Querschnitt zur Längsrichtung ein dreieckiges Profil mit abgerundeten Ecken aufweist. Das Induktionskabel ist in bevorzugter Ausgestaltung im Querschnitt insbesondere nicht kreisförmig. Hierdurch lässt sich insbesondere Material für die Ummantelung einsparen. Weiterhin ist solch ein Induktionskabel einfacher zu verlegen. Derartige Induktionskabel werden nämlich üblicherweise in vorverlegte Rohre eingeschoben oder eingezogen. Durch die unrunde Ausgestaltung des Kabels, insbesondere mit einem dreieckförmigen Querschnittsprofil mit abgerundeten Ecken, ist ein leichtes Einführen des Kabels in derartige Rohre bei nur geringer Reibung ermöglicht. Grundsätzlich kann auf die äußere Ummantelung, die also die drei Teilkabel umgibt, auch verzichtet werden. Die insgesamt drei Teilkabel liegen in den Ecken eines gedachten Dreiecks ein.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform liegen eine Anzahl von Kabeladern als Bündel, das heißt nicht miteinander verseilt vor. Dazu ist eine Anzahl von Kabeladern in Längsrichtung gerade, das heißt insbesondere nicht spiralförmig geführt. Beispielsweise liegen die Kabeladern eines Aderbündels gebündelt vor und eine Anzahl solcher Aderbündel sind wiederum miteinander verseilt. Auf diese Weise ist es möglich, das Induktionskabel vereinfacht herzustellen und insbesondere gleichzeitig ein gewisses Maß an Verseilung bereitzustellen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist eine Anzahl von Kabeladern nach Art eines Flachbandkabels derart ausgeführt, dass diese Kabeladern einen gemeinsam auf deren Leiter aufgebrachten Isolationsmantel aufweisen. Mit anderen Worten: eine Anzahl von Leitern ist mittels einer gemeinsam auf dieser aufgebrachten Isolierung zu einem Flachbandkabel zusammengefasst. Das heißt, das Flachbandkabel ist ähnlich einer Anzahl von zusammengefassten Kabeladern ausgeführt.
Anstelle oder zusätzlich zu einer Verseilung einer Anzahl von Kabeladern zu einem Kabel, ist es dadurch möglich, ein mehradriges Kabel durch eine Bandierung mit dem Flachbandkabel auszubilden. Dazu ist beispielsweise eine Zugentlastung als Kern vorgesehen, um den herum das Flachbandkabel bandiert ist. In einer geeigneten Weiterbildung sind mehrere Flachbandkabel insbesondere in mehreren Schichten mittels Bandierung zu einem Kabel oder einem Teilkabel angeordnet. Beispielsweise ist ein sechsadriges Flachbandkabel um eine Zugentlastung herum bandiert und ein zwölfadriges Flachbandkabel um das sechsadrige Flachbandkabel. Dabei sind die beiden Flachbandkabel geeigneterweise ähnlich einer SZ-Verseilung gewickelt, das heißt sie verlaufen mit entgegengesetztem Drehsinn zueinander.
Zum Betrieb ist das Kabel insbesondere an eine Stromquelle derart angeschlossen, dass in dem Kabel ein Strom fließt und eine Spannung anliegt. Im Falle eines Induktionskabels ist die Stromquelle typischerweise eine Wechselstromquelle und der Strom sowie die Spannung weisen eine Frequenz auf.
Bevorzugterweise weist das Kabel ein Sensormodul auf, mit wenigstens einem Sensor zur Ermittlung wenigstens eines Wertes eines Betriebsparameters des Kabels. Dabei werden unter Betriebsparameter beispielsweise der Strom, die Spannung und/oder die Frequenz verstanden. Ein weiterer Betriebsparameter ist beispielsweise eine in dem Kabel gemessene Temperatur. Durch Ermittlung des Wertes einer dieser Betriebsparameter ist insbesondere eine Lberwachung der Funktionalität des Kabels möglich. Für eine kontinuierliche Lberwachung werden geeigneterweise mehrere Werte des Betriebsparameters über einen vorgegebe-
nen Zeitraum erfasst. Bevorzugt sind über die Länge des Kabels mehrere Sensormodule angeordnet.
Das Induktionskabel ist regelmäßig in ein Reservoir (oder auch allgemein im Erdboden), beispielsweise in ein Ösandfeld eingelegt oder in diesem vergraben. Typischerweise ist ein in dem Reservoir verlegtes Rohr vorgesehen, in das das Induktionskabel eingezogen oder eingelegt ist. Der Zustand des Reservoirs ist durch einen oder mehrere Umgebungsparamater charakterisiert, beispielsweise Temperatur, Dichte, Viskosität oder Leitfähigkeit des Reservoirs. Ein Parameter kann dabei an unterschiedlichen Stellen im Reservoir unterschiedliche Werte annehmen. Um den Zustand des Reservoirs zu überwachen, ist das bzw. sind die Sensormodule zusätzlich oder alternativ zur Ermittlung wenigstens eines Wertes eines solchen Umgebungsparameters ausgebildet.
Vorteilhafterweise findet eine zeitaufgelöste Ermittlung der Betriebsparameter oder der Umgebungsparameter statt. Beispielsweise ist das Sensormodul zur Durchführung von seismischen Messungen mit einem akustischen Signalgeber und einem Mikrofon ausgestattet und führt in vorgegebenen Zeitintervallen seismische Messungen durch. Da das Sensormodul geeigneterweise eine zeitlich im Wesentlichen unveränderte Position aufweist, ist hierdurch insbesondere eine zeit- und positionsaufgelöste Charakterisierung des Reservoirs und dessen Zu- standes möglich. Für die unterschiedlichen Parameter sind im Kabel vorzugsweise unterschiedliche Sensoren bzw. Sensormodule integriert.
Vorteilhafterweise umfasst das Sensormodul zusätzlich eine Steuerungselektronik, insbesondere um die ermittelten Werte auszuwerten. Weiterhin generiert die Steuerungselektronik vorteilhaft Steuer- und/oder Warnsignale, beispielsweise um bei einem Defekt des Kabels dessen Stromversorgung zu unterbrechen und eine weitere Beschädigung zu verhindern.
Das Sensormodul und/oder die Steuerungselektronik sind geeigneterweise mit einer zentralen Auswerteeinheit, beispielsweise einem Computer verbunden. Insbesondere im Falle mehrerer Sensormodule lassen sich auf diese Weise Daten
von verschiedenen Stellen des Kabels und/oder des Reservoirs zusammenführen. Bevorzugterweise weist das Kabel eine Datenleitung auf, die insbesondere der Weiterleitung von mittels eines oder mehrerer Sensormodule ermittelter Daten dient. Geeigneterweise umfasst das Induktionskabel wenigstens einen Lichtwellenleiter, der beispielsweise zur Datenübertragung und / oder als Temperatursensor ausgestaltet ist. Der Lichtwellenleiter ist geeigneterweise beim Herstellen des Induktionskabels direkt in diesen eingefügt, beispielsweise gemeinsam mit den Kabeladern verseilt. Alternativ ist der Lichtwellenleiter entlang einer Zugentlastung geführt oder anstelle einer solchen eingefügt.
In einer bevorzugten Weiterbildung ist eine Energieversorgung des Sensormoduls und/oder der Steuerungselektronik derart realisiert, dass Energie aus dem vom Induktionskabel erzeugten Induktionsfeld entnommen wird.
In einer geeigneten Weiterbildung weist die Kabelader eine Elektronik auf, insbesondere zum Kurzschließen von Teilentladungen an den Leiterenden. Dazu ist die Elektronik beispielsweise als Schwingkreis, Hochpassfilter oder Bandpassfilter ausgestaltet. Geeigneterweise ist die Elektronik mit den beiden Leiterenden elektrisch verbunden. Vorteilhafterweise ist für jedes sich jeweils gegenüberliegende Paar von Leiterenden eine solche Elektronik vorgesehen. In einer geeigneten Weiterbildung ist die Elektronik durch einen Anwender ein- und ausschaltbar. Mittels der Elektronik ist es insbesondere möglich, die Teilentladungsfestigkeit des Induktionskabels zu verbessern. Vorteilhaft sind Teilentladungen mittels der Elektronik kurzgeschlossen.
In einem geeigneten Verfahren zur Herstellung des Kabels wird das Isolierteil zweckdienlicherweise durch einen Spritzprozess ausgebildet. Vorzugsweise wird hierbei von einem bestehenden Kabel ausgegangen, bei dem beispielsweise mehrere Kabeladern miteinander zu einem Kabelstrang gebündelt, insbesondere verseilt sind. An den gewünschten Trennstellen werden bei diesem Kabel jeweils Leiterteilstücke bei ausgewählten Kabeladern herausgetrennt, beispielsweise bei jeder zweiten Kabelader, und dadurch insbesondere jeweils durch Zwischenräume beabstandete Aderenden, d.h. isolierte Leiterenden geschaffen. In die dadurch
erzeugten Zwischenräume wird dann das Isolierteil eingebracht, insbesondere eingespritzt.
Zur Ausbildung des Isolierteils wird daher das vorbereitete Kabel mit den herausgetrennten Leiterteilstücken von einer Spritzgussmasse umgeben, die die verschiedenen Zwischenräume zwischen den Leiterenden ausfüllt und insbesondere auch die Adern an der jeweiligen Trennstelle umgibt, und zwar vorzugsweise sowohl die getrennten Adern als auch die an dieser Trennstelle durchlaufenden Adern. An jeder Trennstelle wird dabei ein eigenes Isolierteil angebracht.
Um ein einfaches Heraustrennen der Leiterteilstücke zu ermöglichen ist dabei zweckdienlicherweise vorgesehen, dass das Kabel beispielsweise gestaucht oder - bei einer Verseilung - aufgedreht wird, sodass also die einzelnen Kabeladern zugänglich und in gewisser Weise einzelweise und lose vorliegen und mittels eines Trennwerkzeugs die Leiterteilstücke heraustrennbar sind. Hierbei werden die Leiterteilstücke insbesondere gemeinsam mit der Aderisolation herausgetrennt, vorzugsweise durch einen Stanz- oder Schneidprozess. In einer geeigneten Variante werden dann zunächst noch die Aderenden abisoliert. Anschließend wird dann die Isoliermasse eingebracht, die dann aushärtet. In einer Variante sind die Kabeladern von einem zusätzlichen gemeinsamen Mantel umgeben, der dann entsprechend auch aufgetrennt wird, um Zugang zu den Kabeladern zu erhalten. Die beim Trennen entstehenden Mantelabschnitte werden dann auf vorteilhafte Weise durch Einbringen des Isolierteils wieder miteinander verbunden. Geeigneterweise wird zur Herstellung des Isolierteil das gleiche Material verwendet wie für den Mantel, beispielsweise PFA.
In einer weiteren geeigneten Variante werden nach dem Trennen der Kabeladern und vor dem Einbringen des Isolierteils die Aderenden oder die Leiterenden mittels Adapterelementen vorbereitet, wie oben bereits beschrieben. Dabei wird dann auf jedes Ader- oder Leiterende ein Adapterelement aufgesetzt, aufgeschraubt, aufgelötet oder sonstwie daran angebracht oder befestigt.
Bei einer Ausführungsvariante weist das Kabel ein oder mehrere Flachbandkabel auf, bei dem bzw. denen jeweils mehrere Leiter insbesondere einreihig nebeneinander in einem gemeinsamen Mantel, d.h. Isolationsmantel eingebettet sind. Auch bei diesem vorgefertigten Flachbandkabel wird zur Ausbildung der Trennstellen ein Leiterteilstück an den gewünschten Positionen einer jeweiligen Kabelader zusammen mit einem Teilstück des gemeinsamen Isolationsmantels herausgetrennt. Anschließend wird auch hier an der so gebildeten Trennstelle das Isoliermaterial aufgebracht, zur Ausbildung des gemeinsamen Isolierteils.
Da zur Ausbildung eines Induktionskabels an einer vorgegebenen Längenposition typischerweise lediglich jeder zweite Leiter durchtrennt ist, wird in einer geeigneten Ausgestaltung in dem Flachbandkabel zur Ausbildung von Trennstellen eine Anzahl von Abschnitten derart herausgetrennt, beispielsweise gestanzt, dass an einer vorgegebenen Längenposition lediglich jeder zweite Leiter und ein diesem zugeordneter Abschnitt der Isolierung herausgetrennt sind. Aufgrund der verbleibenden gemeinsamen Isolierung sind die Trennstellen relativ zueinander weiterhin korrekt positioniert.
Das Heraustrennen bei miteinander verseilten Kabeladern erfolgt bevorzugt derart, dass das Isolierteil nach dem Verseilen an einer vorgegebenen Längenposition ausbildbar ist, das heißt insbesondere, dass in einem mit einer bestimmten Schlaglänge verseilten Kabel die Zwischenbereiche einer jeweiligen Trennstelle weiterhin an der gleichen Längenposition vorliegen. Vorteilhafterweise sind die Abschnitte daher unter Berücksichtigung der Schlaglänge geeignet versetzt ausgestanzt.
Geeigneterweise wird das Isolierteil mit den Isolationsmänteln der Kabeladern verbunden, beispielsweise versintert oder vulkanisiert, wodurch eine besonders feste Verbindung hergestellt wird.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass eine jeweilige Kabelader an vorgegebenen Längenpositionen dadurch getrennt wird, dass aus dieser ein Abschnitt mit einer bestimmten Länge herausgetrennt wird. Beispielsweise wird
der Abschnitt aus der Kabelader ausgestanzt. Alternativ wird der Abschnitt herausgeschnitten, beispielsweise mittels eines Wasserstrahl- oder Laserschneideverfahrens. Dadurch vereinfacht sich das Ausbilden der Aderenden dahingehend, dass ein vorgegebener Abstand zwischen diesen nicht in einem zusätzlichen Prozessschritt nachfolgend eingestellt werden muss, sondern direkt durch die Länge des herausgetrennten Abschnittes hergestellt wird. Mit anderen Worten: ein Einstellen des Abstandes findet nicht erst nach dem Trennen statt, sondern bereits durch den Trennvorgang selbst. Die Länge des herausgetrennten Abschnittes ist geeigneterweise in Abhängigkeit der Betriebsparameter der Kabelader, wie beispielsweise Spannung, Strom und/oder Frequenz eingestellt.
In einer geeigneten Variante wird das Isolierteil nach dem Einbringen an einer Trennstelle in wenigstens zwei Teilabschnitte getrennt, insbesondere quer zur Längsrichtung. Alternativ wird das Isolierteil lediglich eingekerbt. Hierdurch wird vorteilhaft ein getrenntes Isolierteil mit den bereits genannten Vorteilen ausgebildet.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen schematisch:
Fig. 1 ein Kabel in einer Seitenansicht,
Fig. 2 eine Trennstelle des Kabels in einer Schnittansicht,
Fig. 3a
bis d jeweils einen Schritt eines Verfahrens zur Herstellung des Kabels
Fig. 4 das Kabel im Querschnitt, und
Fig. 5 im Querschnitt eine alternative Ausführungsform des Kabels gemäß
Fig. 4.
Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines als Induktionskabel ausgebildeten Kabels 36 mit einem Mantel 50, innerhalb dessen mehrere hier nicht gezeigte Kabeladern 2 zusammengefasst sind, und mit mehreren Trennstellen 12, die auch als Resonanztrennstellen bezeichnet werden. An diesen ist jeweils ein für mehrere Kabeladern 2 gemeinsames Isolierteil 3 als Spritzgussteil eingebracht ist. Das Kabel 36 erstreckt sich in einer Längsrichtung R und die Trennstellen 12 liegen in Längs-
richtung R dabei äquidistant zueinander, d.h. sind in gleichmäßigen Abständen angeordnet.
Fig. 2 zeigt eine Schnittdarstellung durch eine der Trennstellen 12 und weiterhin das Isolierteil 3, in dem sowohl durchgehende Kabeladern 2 als auch unterbrochene Kabeladern 2, aus denen ein Aderteilstück herausgetrennt ist, eingebettet sind. Jede Kabelader 2 umfasst hierbei einen Leiter 4, der mit einer Leiterisolierung 33 versehen ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist jede zweite Kabelader 2 durchtrennt unter Ausbildung von zwei Aderenden oder auch Leiterenden 1 6. Zwischen diesen wird durch das Trennen ein Zwischenraum 8 ausgebildet. Dieser wird wiederum durch das Isolierteil 3 ausgefüllt. Dabei füllt das Isolierteil 3 hier als gemeinsames Isolierteil alle Zwischenräume 8 an der gezeigten Trennstelle 12 aus. Die an dieser Trennstelle 12 nicht durchtrennten Kabeladern sind durchgehend in das Isolierteil 3 eingebettet und weisen ebenfalls Trennstellen 12 auf, die jedoch versetzt angeordnet und in der Fig. 2 aufgrund der lediglich ausschnittweisen Darstellung nicht dargestellt sind.
In den Fig. 3a bis 3d sind einzelne Verfahrensschritte zur Herstellung eines mehrere Kabeladern 2 umfassenden Kabels 36 gezeigt. In Fig. 3a ist dazu zunächst an einer auszubildenden Trennstelle 12 ein ansonsten insbesondere verseilter Kabelverbund aus mehreren Kabeladern 2 aufgedreht und/oder gestaucht, sodass die einzelnen Kabeladern 2 zur weiteren Bearbeitung separat zugänglich sind. In dem darauffolgenden und in Fig. 3b dargestellten Schritt wird dann jede zweite Kabelader 2 getrennt, unter Ausbildung von Leiterenden 1 6, welche paarweise durch einen entsprechenden Zwischenraum 8 voneinander beabstandet sind. Dabei ist es wahlweise möglich, die jeweilige Kabelader 2 an lediglich einer Längenposition 6 zu trennen oder mittels trennen an zwei Längenpositionen 6 einen Aderabschnitt herauszutrennen. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird letztere Variante durchgeführt.
Endseitig weist jedes Leiterende 1 6 eine Stirnfläche 21 auf, welche dem Zwischenraum 8 zugewandt ist. Um die Teilentladungsfestigkeit zu verbessern, sind
diese Stirnflächen 21 zweckmäßigerweise kantenfrei, d.h. hier insbesondere abgerundet ausgeführt.
Fig. 3c zeigt einen optionalen Zwischenschritt, bei dem die Leiterenden 1 6 jeweils mittels eines Adapterelements 19 vorbereitet werden. Das Adapterelement 19 ist hier als Kappe ausgebildet, welches auf das jeweilige Leiterende 1 6 beispielsweise aufgecrimpt wird. Die Stirnflächen der Kappe oder sind insbesondere konvex gerundet ausgebildet, um runde Stirnflächen 21 auszubilden. Alternativ ist das Adapterelement 19 als eine Hülse ausgebildet.
Anschließend werden sämtliche Kabeladern 2 wieder zusammengelegt, d.h. die eingangs durchgeführte Stauchung wird rückgängig gemacht, sodass die Kabeladern 2 wieder im Wesentlichen parallel verlaufen. Alternativ ist es aber auch möglich auf diesen Schritt zu verzichten. In jedem Fall wird an der Trennstelle 12 ein gemeinsames Isolierteil 3 ausgebildet, indem eine geeignete Masse in den Kabeladerverbund eingespritzt wird und dann die Zwischenräume 8 ausfüllt. Die Masse wird anschließend ausgehärtet, wodurch ein einstückiges Isolierteil 3 hergestellt wird, in welchem die Leiterenden 1 6 fest einsitzen. Ebenso sitzen die nicht durchtrennten, durchgängigen Kabeladern 2 fest im Isolierteil 3 ein.
In dem in den Fig. 3a bis 3d gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Kabeladern 2 zunächst nicht wie im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 mit einem gemeinsamen Mantel 50 versehen. Das Verfahren ist jedoch in analoger Weise auch auf ein solches Kabel 36 mit einem sämtliche Kabeladern 2 umgebenden Mantel 50 möglich, indem zusätzlich an den Trennstellen 12 auch der Mantel 50 entsprechend aufgetrennt wird. Beim Einspritzen des Isolierteils 3 verbindet sich dieses dann in vorteilhafter Weise mit dem getrennten Mantel 50, wodurch eine entsprechend stabile Verbindung wieder hergestellt wird. Alternativ wird entsprechend erst nach dem Trennen der Kabeladern 2 und dem Einfügen des Isolierteils 3 ein gemeinsamer Mantel 50 aufgebracht, beispielsweise extrudiert oder bandiert.
Gemäß einer hier nicht näher dargestellten Alternative umfasst das Kabel 36 zumindest ein Flachbandkabel, bei dem die einzelnen Leiter 4 in einem gemeinsa-
men Isolationsmantel eingebettet sind. Die einzelnen Leiter 4 sind dabei üblicherweise parallel nebeneinander in einer Ebene angeordnet. Das Flachbandkabel ist beispielsweise als ein herkömmliches extrudiertes Flachbandkabel ausgebildet. Eine jeweilige Kabelader ist in diesem Fall von dem Leiter 4 und dem Teilbereich des Isolationsmantels gebildet, der den Leiter 4 umgibt. Bei einem derartigen herkömmlichen Flachbandkabel werden dann an den Trennstellen 12 vorzugsweise jeder zweite Leiter durchtrennt und ein Leiterteilstück ausgeschnitten, insbesondere ausgestanzt. An der Trennstelle 12 wird anschließend das Isolierteil 3 angebracht.
Zur Herstellung des Kabels 36 wird vorzugsweise eine Anzahl von Kabeladern 2 miteinander verseilt. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Kabels 36 ist schematisch und im Querschnitt in Fig. 4 dargestellt. Das hier gezeigte Kabel 36 umfasst drei miteinander verseilte Teilkabel 38. Jedes der Teilkabel 38 umfasst sechs um eine Zugentlastung 40 herum verseilte Aderbündel 42. Jedes dieser Aderbündel 42 weist wiederum achtzehn Kabeladern 2 auf, die um eine Zugentlastung 44 herum angeordnet sind. Dabei weist das Aderbündel 42 eine sechs Kabeladern 2 umfassende Innenlage 46 und eine zwölf Kabeladern 2 umfassende Außenlage 48 auf. Die Innenlage 46, die Außenlage 48, das Teilkabel 38 und das gesamte Kabel 36 sind bevorzugt jeweils von einem zusätzlichen Mantel 50 umgeben, der beispielsweise aufextrudiert oder als Bandierung ausgeführt ist.
In einer Ausführungsvariante sind die Innenlage 46 und/oder die Außenlage 48 jeweils als Flachbandkabel mit sechs beziehungsweise zwölf Leitern 4 ausgebildet und nach Art eines Bandierungsverfahrens um die Zugentlastung 44 herum gewickelt. Dadurch ist der Fertigungsaufwand des Aderbündels 42 und damit insbesondere auch des gesamten Kabels 36 reduziert.
Das in Fig. 4 gezeigte Kabel 36 weist zusätzlich ein Sensormodul 52 mit einem Sensor 54 auf. Zur Erzeugung eines Induktionsfeldes ist jede der Kabeladern 2 mit einem Strom und einer Spannung bei einer vorgegebenen Frequenz beaufschlagt. Der Sensor 54 ist dann beispielsweise ein Hall-Sensor, mittels dessen das Sensormodul 52 das Induktionsfeld überwacht. In einer hier nicht gezeigten
Ausführungsform sind in dem Kabel 36 eine Anzahl von Funktionsleitungen vorgesehen, beispielsweise als Lichtwellenleiter ausgebildete Temperatursensoren. Diese sind dann mit einem oder mehreren Sensormodulen 52 verbunden.
Eine alternative Ausgestaltung des Kabels gemäß Fig. 4 ist in Fig. 5 gezeigt. Hier ist der die drei Teilkabel 38 umgebende äußerste Mantel 50 als Bandierung ausgeführt. Das resultierende Querschnittsprofil des Kabels ist dadurch ein Dreieck mit abgerundeten Ecken.
Bei den in den Fig. 4 und 5 dargestellten Kabeln 36 sind die einzelnen Aderbündel 42 jeweils als Verseilelemente mit einer 1 -6-12-er Verseilung von Einzelelementen gebildet. Der zentrale Strang ist dabei als eine Zugentlastung 44 ausgebildet. Das derart hergestellte Aderbündel 42 weist beispielsweise einen Durchmesser im Bereich von etwa 8 bis 15 mm, insbesondere von etwa 12 mm auf.
Die einzelnen Teilkabel 38 sind wiederum als Verseilverbund bestehend aus der zentralen Zugentlastung 40 und sechs darum verseilten Aderbündeln 42 ausgebildet. Dieser Verseilverbund ist im Ausführungsbeispiel, jedoch nicht zwingend noch von einem Mantel umgeben, welcher beispielsweise als aufgespritzter, extrudier- ter Mantel 50 oder auch als eine Bandierung beispielsweise mittels eines Polyes- tertapes ausgebildet ist. Dieses Teilkabel 38 weist vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von einigen wenigen Zentimetern, beispielsweise im Bereich von 2,5 bis 6 cm und insbesondere im Bereich von etwa 4 cm auf.
Zwischen den insgesamt drei Teilkabeln 38 ist zweckdienlicherweise ergänzend noch in nicht näher dargestellter Weise eine zentrale Zugentlastungsader eingebracht.
Die maximale Breite des Kabels 36, also im Falle der Fig. 4 der Durchmesser und im Falle der dreieckförmigen Ausgestaltung gemäß Fig. 5 eine Schenkellänge des gleichschenkligen Dreiecks, beträgt wiederum mehrere Zentimeter, insbesondere etwa 6 bis 12 cm und vorzugsweise etwa 8 cm. Die drei Teilkabel 38 sind wiederum miteinander verseilt. Beide Kabeltypen gemäß den Fig. 4 und 5 sind zweck-
dienlicherweise noch von einem Mantel 50 umgeben, welcher mittels eines Extru- sionsverfahrens ausgebildet ist. Zweckdienlicherweise weist er eine Mantelstärke im Bereich von einigen Millimetern, insbesondere im Bereich von 2,5 bis 5 mm auf.
Das ausgebildete Kabel 36 weist eine Länge vorzugsweise von mehreren 100 Metern bis hin zu wenigen Kilometern auf.
Bezugszeichenliste
2 Kabelader
3 Isolierteil
4 Leiter
6 Längenposition
8 Zwischenraum
12 Trennstelle
16 Leiterende
19 Adapterelement
21 Stirnfläche (Leiter)
22 Isolationsmantel
33 Leiterisolierung
36 Kabel
38 Teilkabel
40 Zugentlastung (Teilkabel)
42 Aderbündel
44 Zugentlastung (Aderbündel)
46 Innenlage
48 Außenlage
50 Mantel
52 Sensormodul
54 Sensor
R Längsrichtung
Claims
Ansprüche
Kabel (36), insbesondere Induktionskabel mit mehreren Kabeladern (2), wobei eine jeweilige Kabelader (2) einen Leiter
(4) aufweist, der in Längsrichtung (R) an vorgegebenen Längenpositionen (6) an mehreren Trennstellen (12) unter Ausbildung zweier Leiterenden (1 6) unterbrochen ist, wobei zwischen jeweils zwei der in Längsrichtung (R) beabstandeten Leiterenden (1 6) ein Zwischenraum (8) vorgesehen ist, an welchem die Leiterenden (1 6) beidseitig angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass in mehreren, vorzugsweise allen der Zwischenräume (8) einer jeweiligen Längenposition (6) ein gemeinsames Isolierteil (3) ausgebildet ist.
Kabel (36) nach dem vorhergehenden Anspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Isolierteil (3) als Gussteil, insbesondere Spritzgussteil ausgebildet ist.
Kabel (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Isolierteil (3) ein monolithisches Teil ist mit mehreren hülsenförmi- gen Aufnahmen, in die sich die Leiterenden (1 6) erstrecken und in welche die Leiterenden (1 6) eingebettet sind.
Kabel (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass von dem Isolierteil (3) auch durchgehende Kabeladern (2) umgeben sind, insbesondere in das Isolierteil (3) eingebettet sind.
5. Kabel (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Leiterende (1 6) eine Stirnfläche (21 ) aufweist, die mit einem Profil versehen sind.
6. Kabel (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Leiterende (1 6) kantenfrei ausgestaltet ist.
7. Kabel (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Leiterende (1 6) eine die Stirnfläche (21 ) aufweist, die rund und nach außen gewölbt ausgeführt ist.
8. Kabel (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass an den Trennstellen (12) an den jeweiligen Leiterenden (1 6) jeweils ein Adapterelement (19) angebracht ist, mit einer Ausnehmung, in die das Leiterende (1 6) eingesetzt ist.
9. Kabel (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Mehrzahl der mehreren Kabeladern (2) jeweils zu einem Aderbündel (42), mehrere Aderbündel (42) zu einem Teilkabel (38) und mehrere Teilkabel (38) zu dem Kabel (36) miteinander verbunden, insbesondere verseilt sind.
10. Kabel (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieses eine nicht-runde Querschnittsfläche insbesondere nach Art eines abgerundeten Dreiecks aufweist.
1 1 . Kabel (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kabeladern (2) nach Art eines Flachbandkabels zusammengefasst sind, bei dem mehrere Leiter (4) in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind und einen gemeinsamen, insbesondere extrudierten Mantel (50) aufweisen.
12. Kabel (36) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass dieses ein Sensormodul (52) aufweist, mit wenigstens einem Sensor (54) zur Ermittlung wenigstens eines Betriebsparameters des Kabels (36) und/oder wenigstens eines Umgebungsparameters.
13. Verfahren zur Herstellung eines Kabels (36) mit mehreren Kabeladern (2) insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine jeweilige Kabelader (2) einen Leiter (4) aufweist, der in Längsrichtung (R) an vorgegebenen Längenpositionen (6) an mehreren Trennstellen (12) unter Ausbildung zweier Leiterenden (1 6) unterbrochen ist, wobei zwischen jeweils zwei der in Längsrichtung (R) beabstandeten Leiterenden (1 6) ein Zwischenraum (8) vorgesehen ist, an welchem die Leiterenden (1 6) beidseitig angeordnet sind
dadurch gekennzeichnet,
dass in mehrere, vorzugsweise in alle der Zwischenräume (8) an einer jeweiligen Trennstelle (12) ein für mehrere Kabeladern (2) gemeinsames Isolierteil (3) eingebracht wird.
14. Verfahren nach dem vorhergehenden Verfahrensanspruch,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Isolierteil (3) durch einen Spritz- oder Gießprozess ausgebildet wird.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus dem Kabel (36) zunächst an den mehreren Kabeladern (2) Leiterteilstücke herausgetrennt, insbesondere gestanzt werden, dadurch die Zwischenräume (8) ausgebildet werden, und anschließend das Isoliermaterial in die diese Zwischenräume (8) eindringt.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kabel (36) gestaucht oder aufgedreht wird, bevor die Leiterteilstücke herausgetrennt werden.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kabel (36) zumindest ein Flachbandkabel mit in einem gemeinsamen Isolationsmantel (50) eingebetteten Leitern (4) umfasst.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Verfahrensansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass aus dem Flachbandkabel die Leiterteilstücke herausgetrennt, insbesondere herausgestanzt werden.
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