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Die Erfindung bezieht sich auf die
Anordnung eines Luftkabels und einer Zugklemme gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
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Zugklemmen sind zum Halten sämtlicher
dielektrischer selbsttragender (ADSS) Kabel entlang von Überlandleitungen
bekannt. Derartige Kabel können
ein zentrales glasverstärktes
Kunststoff-Festigkeitselement umfassen, das eine relativ steife
und druckfeste Kabelstruktur bereitstellt. Kürzlich entwickelte ADSS Kabel
umfassen eine lose Röhre
zum Beinhalten optischer Fasern, welche Röhre durch eine Schicht von
Aramitfasern umgeben wird, die durch einen relativ harten äußeren Kunststoffmantel
umgeben sind. Diese Fasern können
mit einem Schmelzklebstoff imprägniert
sein, der die Fasern verbindet. Alternativ können die Fasern dichter gebündelt und
nicht mit einem Schmelzklebstoff verbunden sein. Die letztere Kabelart
wird somit als ein nicht imprägniertes
Aramitfaserkabel bezeichnet und ist insbesondere für die Verwendung
in heißem
Klima geeignet, wo die Betriebstemperaturen im Kabelkern 70°C erreichen
können.
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Eine Art bekannter Zugklemmen umfasst
eine Anordnung von Verstärkungsstangen
(die üblicher
Weise Stahlstangen sind), die jeweils zum Aufpassen über eine
spezielle Größe und Art
an Kabel in einer Helix bzw. Wendel vorgeformt ist, um eine vorbestimmte
Kompressionskraft zum Greifen des Kabels zu erzeugen. Die Höhe der Kompression
ist gewöhnlicher
Weise durch
gegeben,
wobei C der Außendurchmesser
des Kabels, R der Durchmesser jeder Verstärkungsstange und W
R der
Außendurchmesser
der Windung der Verstärkungsstangen
in einem spannungsfreien (nicht aufgepassten) Zustand ist. Die Kompression
der Verstärkungsstangen
beträgt üblicher
Weise weniger als 0,15 (oder 15%). Die bekannten Zugklemmen umfassen
ferner eine sogenannte "Abspannung", welche eine Anordnung
von Stäben
ist (üblicher
Weise wieder Stahlstäbe),
die zwischen den Enden der Verstärkungsstabanordnung
in einer Doppelhelix über
diese aufgepasst sind und an einem Spannungspunkt zum Halten der
Kabelzugklemmenanordnung befestigt sind. Die Stangen der Verstärkungsstangenanordnung
und die Abspannung können mit
z. B. groben Sandpartikeln beschichtet sein, um den Reibschluss
dazwischen zu fördern.
Die durch die Abspannung auf die Verstärkungsstangen ausgeübte Kompression,
wenn die Zugklemme und das Kabel nicht unter Zugspannung stehen,
wird gewöhnlicher
Weise als
ausgedrückt, wobei
D der Durchmesser jeder Abspannungsstange, W
D der
Außendurchmesser
der Plindung der Stangen der Abspannung in einem spannungsfreien
(nicht aufgepassten) Zustand ist, und C und R wie vorstehend ausgeführt sind.
Die Spannung der Stangen der Abspannung beträgt gewöhnlicher Weise weniger als
0,15 (oder 15%).
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Wird eine Zugbelastung auf das Kabel
aufgebracht, zieht sich die Abspannung zusammen und erhöht die Kompressionskraft,
die die Verstärkungsstangen
greift.
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Bekannte Verfahren der Kabelklemmenausgestaltung
verwenden die Erhöhung
der Kompressionskraft der Abspannung für die Erhöhung des Griffs auf ein Kabel,
wenn die Zugbelastung steigt. Die Funktion der Verstärkungsstangen
ist, die Greifkraft der Abspannung auf das Kabel zu übertragen
und die Last entlang einer vorbestimmten Länge des Kabels zu verteilen,
um übermäßige lokale
Kräfte
auf das Kabel zu verhindern. Ist folglich eine größere Kompressionskraft
notwendig, um den Griff auf das Kabel zu erhöhen, würde der eine Zugklemmenanordnung
entwerfende Fachmann mit dieser Absicht die Kompressionskraft der
Abspannung erhöhen
und nicht die der Verstärkungsstangen.
In diesem Zusammenhang werden Verstärkungsstangenanordnungen oft
in einer Luftkabelanlage nur als Aufhängungspunkte (keine Spannung)
verwendet, wobei die Druckfestigkeit zum festen Greifen des Kabels
zum Standhalten von Zugkräften
nicht erforderlich ist.
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Ein Problem ist insbesondere in Verbindung
mit Zugklemmen der oben erwähnten
Aramitfaser beinhalteten Kabelkonstruktionen mit relativ hartem äußerem Kunststoffmantel
aufgetreten, wobei ein erhöhter Griff
auf das Kabel erforderlich ist, um die Relativbewegung des äußeren Kabelmantels
und der inneren Elemente des Kabels zu mildern.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, die Anordnung eines Luftkabels und einer Zugklemme vorzuschlagen,
die die Effekte des oben erwähnten
Problems mildert oder verhindert.
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Folglich schlägt die Erfindung eine Anordnung
mit einem selbsttragenden Luftkabel und einer Zugklemmeneinrichtung,
die eine Greifeinrichtung zum Greifen des Kabels aufweist, vor,
wobei die Greifeinrichtung wenigstens eine wendelförmig gewickelte
Stange aufweist, die über
den Außenmantel
des Kabels aufgepasst ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifeinrichtung
eine Kompressonskraft zum Greifen des Kabels gemäß der Beziehung
erzeugt,
wobei C der Außendurchmesser
des Kabels, R der Durchmesser der Stange oder jeder Stange und W
R der Außendurchmesser
der spannungsfreien Windung bzw. Wicklung der oder jeder Stange
ist.
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Vorzugsweise ist
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Vorzugsweise beträgt
im
wesentlichen 0,25.
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Das Kabel kann ein Rohr zum Aufnehmen
von Lichtleitfasern umfassen, wobei das Rohr durch eine Schicht
von Aramitfasern umgeben ist, die nicht mit Schmelzklebstoff imprägniert sind.
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Vorzugsweise umfasst die Anordnung
ferner eine Abspanneinrichtung, wobei die Abspanneinrichtung wenigstens
eine wendelförmig
gewickelte Stange umfasst und über
einen Abschnitt der Greifeinrichtung aufgepasst ist, und wobei
entspricht, wobei D der
Durchmesser der oder jeder Stange der Abspanneinrichtung und W
D der Außendurchmesser
der spannungsfreien Windung bzw. Wicklung der oder jeder Stange
der Abspanneinrichtung ist.
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Vorzugsweise entspricht
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Vorzugsweise beträgt
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Die Abspanneinrichtung kann wenigstens
eine Stange umfassen, die in einer Doppelhelix bzw. Doppelwendel
gewickelt ist und in einer Schleife über einen Teil einer Halteanordnung
gelegt ist.
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Damit die Erfindung besser verstanden
wird, wird nun eine Ausführungsform
davon, die nur rein beispielhaft anzusehen ist, unter Bezugnahme
auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Anordnung zeigt, die ein Kabel und eine auf das Kabel aufgepasste
Zugklemmeneinrichtung umfasst; und
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2 ein
Graph ist, der sich auf die Ergebnisse eines Zugspannungstests für Kabel
mit großer
Spannweite bezieht und die maximale Zugspannungsbelastung in Kabeln
darstellt, die bei verschiedenartigen Zugklemmsystemen gegenüber Änderungen
in der Betriebstemperatur gehalten werden.
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Mit Bezug auf 1 umfasst die dargestellte Anordnung
1 ein ADSS Kabel 2 der Art, die ein loses Rohr umfasst,
welches durch nicht imprägnierte
Aramitfasern umgeben ist, eine Greifeinrichtung 4 umfassend eine
Anordnung von Stahlstäben,
die in eine Helix vorgeformt sind und zum Greifen des Kabels 2 über das Kabel 2 aufgepasst
sind, und eine Abspanneinrichtung 6, umfassend eine Anordnung
von Stahlstäben,
die in einer Doppelhelix gewickelt sind und zum Halten der Greifeinrichtung 4 zwischen
deren Enden über
die Greifeinrichtung 4 aufgepasst sind. Die Abspanneinrichtung 6 ist
in einer Schleife um einen Bügel 8 gelegt,
der an einem Schekel 10 befestigt ist, welcher mit einem
Aufhängungspunkt
einer Luftkabelstützkonstruktion
verbunden ist. Der Abschnitt der Abspanneinrichtung 6,
der über
die Greifeinrichtung 4 gepasst ist, ist axial kürzer als die
Greifeinrichtung 4.
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Bei der in 1 dargestellten Anordnung 1 weist
der äußere Kabelmantel,
wenn er keiner Druckbeanspruchung ausgesetzt ist, einen äußeren Durchmesser
C auf und die Stangenanordnung der Greifeinrichtung 4 in
einem spannungsfreien Zustand einen äußeren Durchmesser WR der Wicklung und einen Stangendurchmesser
R. Die Greifeinrichtung 4 greift das Kabel 1 mit
einer Kompressionskraft annäherungsweise
abhängig
von der Kompression,
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Die Kompression der Greifeinrichtung
4 beträgt 0,25
(oder 25%). Die Stangenanordnung der Abspanneinrichtung
6 weist
in dem Spannungsfreien Zustand davon einen Außendurchmesser W
D der
Wicklung und einen Stangendurchmesser D auf. Die Abspanneinrichtung
6 übt eine
Kompressionskraft auf die Greifeinrichtung
4 aus, die näherungsweise
abhängig
von der Kompression
ist.
Die Kompression der Greifeinrichtung
4 beträgt 0,075
(oder 7,5%). Die Abspanneinrichtung
6 hat primär eine Haltefunktion,
indem sie die Greifeinrichtung
4 mit dem Bügel
8 an
dem Aufhängungspunkt
verbindet, während
die Greifeinrichtung
4 eine erhöhte (im Vergleich mit bekannten
Kabelzugklemmen-Anordnungen) Greifkraft bereitstellt, die stark
genug ist, um den relativ harten äußeren Kabelmantel zu halten
und die Aramitfasern zu komprimieren, um die Relativbewegung zwischen
dem äußeren Mantel
und den internen Elementen des Kabels
1 im wesentlichen
zu verhindern.
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Diese Anordnung 1 stellt
eine enorm verbesserte Leistung gegenüber gewöhnlichen Anordnungen bereit,
wobei wie oben beschrieben die Kompression der Abspannung in Einklang
mit herkömmlichen
Ausgestaltungsregeln gewöhnlicher
Weise erhöht
wird, wenn eine erhöhter
Griff auf das Kabel erforderlich ist.
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2 zeigt
die Leistung (maximale gehaltene Last) einer Anordnung, dargestellt
durch die Linie C, in Tests für
einen Bereich von Betriebstemperaturen. Diese Anordnung ist ähnlich zu
der Anordnung 1, hat jedoch eine Kompression der Greifeinrichtung
von 0,25 (oder 25%) und eine Kompression der Abspannung von 0,15 (oder
15%). Die Linie A, B und D zeigen vergleichbare Ergebnisse von durchgeführten Tests
an Anordnungen mit einer Kompression der Verstärkungsstange von 0,15 (15%),
aber Kompressionen der Abspannung von 0,2 (20%), 0,15 (15%) bzw.
0,09 (9%). Die maximale gehaltene Last ist ferner im Sinne mehrerer
maximaler Betriebszugspannungen (MWT) dargestellt, welche wahrscheinlich
auf das Kabel wirken, wenn es Umweltbedingungen wie Eis- und Windbelastungen
ausgesetzt ist. Die in diesen Tests verwendeten Kabel waren Kabel
der Art in denen die Aramitfasern nicht imprägnierten sind.
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Diese Ergebnisse sind für die Anordnung
der Linie C in Hinblick auf das Vorurteil in der Technik für ein Erhöhen der
Kompression der Abspannung, um den Griff auf das Kabel zu erhöhen und
gegen ein Einstellen der Kompression der Verstärkungsstange überraschend
gut. Insbesondere kann ersehen werden, dass eine maximale Last von
3 × MWT
selbst in dem Temperaturbereich von 50°C bis 70°C gehalten werden kann.
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Die Anordnung 1 ist ebenso dadurch
vorteilhaft, dass weit verbreitet erhältliche Komponenten in seiner Konstruktion
verwendet werden können,
um eine verbesserte Leistung zu erhalten.
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Während
die Anordnung 1 mit besonderem Vorteil zum Halten von ADSS Kabeln
mit einem nicht imprägnierte
Aramitfaseraufbau verwendet werden können, kann sie ebenso zum Halten
anderer Kabelarten Verwendung finden.
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Um die Effekte der Erfindung zu maximieren,
ist es bevorzugt, dass die Greifeinrichtung
4 eine Kompression
von wenigstens 1,5 mal der Kompression der Abspannungseinrichtung
6 aufweist,
d. h.
entspricht.
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Mehr bevorzugt entspricht
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Bei der oben beschriebenen Ausführungsform
ist die Kompression der Greifeinrichtung vier mal höher als
die der Abspanneinrichtung. Dies steht natürlich im Gegensatz zu den anerkannten
Ausgestaltungsregeln, nach denen die Kompression der Abspannungseinrichtung
gleich der Kompression der Verstärkungsstangen sein
sollte (siehe die 0,15 : 0,15 Kompressionsbeziehung, die zuvor in
bezug auf bekannte Zugklemmen erwähnt wurde) oder die Kompression
der Abspannungseinrichtung sollte in bezug auf die Kompression der
Verstärkungsstangen
erhöht
sein.
ausgedrückt, wobei D der Durchmesser jeder Abspannungsstange, WD der Außendurchmesser der Plindung der Stangen der Abspannung in einem spannungsfreien (nicht aufgepassten) Zustand ist, und C und R wie vorstehend ausgeführt sind. Die Spannung der Stangen der Abspannung beträgt gewöhnlicher Weise weniger als 0,15 (oder 15%).
