DE69901615T2 - Vorrichtung zum schutz einer unterbrechung der abschirmung eines mit in metallischen röhren verlegten lichtwelenleitern ausgestatteten elektrischen kabels - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz einer Unterbrechung der Abschirmung eines elektrischen Kabels, das mit Lichtleitern ausgestattet ist, die in Metallrohren angeordnet sind, nach dem im Dokument EP-A-393 552 beschriebenen Oberbegriff des Anspruchs 1.
• Es ist bekannt, daß Hochspannungskabel, d. h. Kabel, deren zentraler Leiter dazu vorgesehen ist, mehrere tausend Volt bis mehrere Hunderttausende Volt leiten zu können, im allgemeinen einen zentralen Leiter haben, der mit einer ersten leitfähigen Schicht ummantelt ist, die von einer isolierenden Schicht umgeben ist, die selbst von einer zweiten leitfähigen Schicht ummantelt ist, die von einer metallischen Armierung umgeben ist, die von einer äußeren Hülle ummantelt ist. Wenn eine Verbindung zwischen zwei Kabeln hergestellt wird, ist es manchmal notwendig, die leitfähige Abschirmung und die metallische Armierung zu unterbrechen und Vorrichtungen vorzusehen, die verhindern, daß elektrische Spannungen auftreten, wodurch die Isolierfähigkeit des Kabels beeinträchtigt werden könnte. Unter derartigen Vorrichtungen ist eine Verbindung bekannt, bei der eine Unterbrechung der Abschirmung vorgesehen ist, wobei Elemente eingesetzt werden zur Reduzierung von elektrischen Spannungen an den Enden der leitenden Abschirmungen und die metallischen Armierungen aus mehreren aneinandergrenzenden Kabeln durch eine Schaltung von sich kreuzenden Verbindungsleitungen verbunden werden, die dazu vorgesehen sind, die in den metallischen Armierungen der Kabel, welche unterschiedliche Phasen eines gleichen Stroms transportieren, zirkulierenden induzierten Ströme zu reduzieren. Eine derartige Unterbrechung der Abschirmung durch gekreuzte Verbindungsleitungen kann ebenso außerhalb einer Verbindung realisiert werden. In diesem Fall wird die Isolierung des Kabels und der zentrale Leiter nicht unterteilt und die Unterbrechung kann von geringer Länge sein. Diese Technik wird gut beherrscht für elektrische Kabel mit nur einem zentralen Leiter.
• Ein besonderes Problem entsteht, wenn das Kabel einen oder mehrere Lichtleiter hat, die in den am Umfang des Kabels verlaufenden Rohren, im allgemeinen zwischen der leitenden Abschirmung und der metallischen Armierung enthalten sind. Um schließlich nicht zu riskieren, daß die Leichtleiter bei der Herstellung des Kabels unter Spannung gesetzt werden, wodurch sich die Eigenschaft der Leiter ändern würde, werden diese vorzugsweise in Metallrohre eingesetzt, die das gleiche Potential wie die metallische Armierung haben und die somit das gleiche Problem elektrischer Spannungen verursachen wie die Enden der metallischen Armierungen der Kabel.
• Um dieses Problem zu lösen, wird im Dokument EP-A-393 552 vorgeschlagen, eine Kopplungskassette einzusetzen, welche sich im Bereich der Unterbrechung der Abschirmung an die Form des Kabels anpaßt und in die Vorrichtung zum Schutz der Unterbrechung der Abschirmung integriert ist. Eine derartige Lösung ist jedoch am Arbeitsplatz schwer zu realisieren. Ebenso wurde vorgesehen, das Metallrohr, welches einen Lichtleiter umgibt, in einem Verbindungsabschnitt, an dem das Metallrohr die leitfähige Abschirmung des Kabels berührt, zu unterbrechen und den Lichtleiter in einem dielektrischen Rohr von dem Ende des Metallrohrs bis zur Kopplungskassette der Lichtleiter anzuordnen. Dies hätte ermöglicht, die gleichen Spannungsreduktionsvorrichtungen zu nutzen wie an den Enden der leitfähigen Abschirmung. Auf diese Weise ist jedoch das Freilegen des Lichtleiters über eine große Länge erforderlich, die im wesentlichen der Länge der Verbindung entspricht und folglich entsteht ein nicht unbeträchtliches Risiko, den Lichtleiter bei der Bearbeitung zu durchtrennen, das umso größer ist, wenn diese Arbeiten oder das Anbringen weiterer Elemente der Verbindung insbesondere an Baustellen ausgeführt werden, wo ein äußerst sorgfältiges Ausführen der Arbeiten aufgrund der allgemeinen Bedingungen am Arbeitsplatz häufig erschwert ist.
• Erfindungsgemäß ist eine Vorrichtung vorgesehen zum Schutz einer Unterbrechung der Abschirmung eines elektrischen Kabels, das mit Lichtleitern ausgestattet ist, die in Metallrohren angeordnet sind, wobei die Vorrichtung Elemente zum Senken der elektrischen Spannung hat, welche die Unterbrechung der Abschirmung des Kabels abdecken, und wobei die Lichtleiter in einer Kopplungskassette verbunden sind und sich die Metallrohre der Lichtleiter bis zu der Kopplungskassette erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionselemente zum Senken der Spannung am Ende der Metallrohre angeordnet sind.
• Auf diese Weise sind die Lichtleiter bis zur Kopplungskassette hin geschützt, so daß es ausreicht, sie über eine geringe Länge freizulegen, um die Verspleißung vorzunehmen, und angesichts der geringen Abmessung der Rohre, welche die Lichtleiter enthalten, können die elektrischen Spannungen mit Hilfe von Reduktionselementen zum Senken der elektrischen Spannung gesenkt werden, die geringe Abmessungen haben und in Standard-Kopplungskassetten für Lichtleiter verwendet werden können.
• Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung bilden die Metallrohre am Eingang der Kopplungskassette eine Schleife. Dadurch wird eine relative Bewegung der Metallrohre gegenüber der Kopplungskassette ermöglicht ohne dabei die Lichtleiter unter Spannung zu setzen.
• Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung haben die Reduktionselemente zum Senken der elektrischen Spannung mindestens ein leitendes Teil, das von einem länglichen Kanal durchsetzt ist, in dem die Enden der Metallrohre verlaufen. Somit wird ein sehr einfaches Anbringen der Reduktionselemente möglich.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung haben die Reduktionselemente zum Senken der elektrischen Spannung zwei leitende Platten, die ineinandergesteckt sind. Somit ist es sehr einfach, die Enden der Metallrohre auf einer der Platten anzuordnen und sodann das Reduktionselement zum Senken der Spannung zu schließen, indem die zweite Platte mit der ersten Platte zusammengesetzt wird.
• Die Ziele und Vorfeile der Erfindung werden anhand der Beschreibung zweier bestimmter Ausführungsbeispiele deutlich, welche jedoch die Erfindung nicht beschränken. Es wird Bezug genommen auf die angefügten Zeichnungen. Diese zeigen:
• Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer Kabelverbindung;
• Fig. 2 eine Draufsicht auf die Kopplungskassette ohne Abdeckung;
• Fig. 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht eines Reduktionselementes zum Senken der elektrischen Spannung entlang der Linie III-III der Fig. 2;
• Fig. 4 eine Längsschnittansicht eines Endes eines Metallrohres entlang der Linie IV-IV der Fig. 3;
• Fig. 5 und 6 Ansichten der Innenseite der Platten, welche die Reduktionselemente zum Senken der Spannung bilden, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
• Fig. 7 eine zu der in Fig. 1 gezeigte analoge Schnittansicht durch eine Unterbrechung der Abschirmung außerhalb einer Verbindung.
• In den Figuren hat der Unterbrechungsverbinder der Abschirmung herkömmlicherweise einen isolierenden Verbindungskörper 1, welcher den Verbinder 2 umgibt, der die Kabelseelen 3 der beiden Kabel verbindet, wobei der Verbinder 2 selbst von einer verbindenden Abschirmung 4 aus einem leitfähigen Polymer bedeckt ist, die den Verbinder 2 und die Enden der isolierenden Schichten 27 der durch die Verbindung miteinander verbundenen Kabel bedeckt. Auf ebenso bekannte Weise umfaßt die Verbindung zwei Deflektoren 5 und 6, die jeweils eine leitende Abschirmung 7 eines der Kabel berühren, die durch die Verbindung miteinander verbundenen sind und sich in Richtung des Verbinders 7 weiten. Der Deflektor 5 ist mit einer leitenden Schicht 8 verbunden, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Verbindungskörpers bis zu einem Punkt oberhalb des Deflektors 6 erstreckt und dabei diesen jedoch nicht berührt. Der Deflektor 6 und das angrenzende Ende der leitenden Schicht 8 sind von einer isolierenden Schicht 26 bedeckt. Ferner ist die Metallarmierung 9 jedes der durch die Verbindung miteinander verbundenen Kabel mit einem gekreuzten Kabel 10 verbunden, das an eine nicht dargestellte Schaltung gekreuzter Verbindungsleitungen angeschlossen ist.
• Es ist eine Vorrichtung vorgesehen zum Schutz einer Unterbrechung der Abschirmung eines elektrischen Kabels, das mit Lichtleitern ausgestattet ist, die in Metallrohren 11 angeordnet sind, die sich zwischen der leitenden Abschirmung 7 und der Metallarmierung 9 erstrecken. Die Metallrohre 11 erstrecken sich bis zu einer Kopplungskassette 12 und bilden am Eingang der Kopplungskassette vorzugsweise eine Schleife, wie in Fig. 2 dargestellt, in der nur ein einziges Metallrohr 11 für jedes Kabel dargestellt ist, um die Figur nicht zu überladen.
• Erfindungsgemäß sind Reduktionselemente zum Senken elektrischer Spannung, die allgemein mit 13 gekennzeichnet sind, am Ende der Metallrohre 11 im Innern der Kopplungskassette angeordnet. Am Ausgang der Reduktionselemente 13 erstrecken sich die freiliegenden Lichtleiter 14 in Richtung eines eigentlichen mit 15 gekennzeichneten Kopplungsbereichs, der durch einen Block angedeutet ist, der in Fig. 2 durch eine nicht durchgezogene Linie begrenzet ist, wobei die Kopplung der Lichtleiter auf herkömmliche Weise geschieht.
• Gemäß der in den Fig. 3 bis 6 dargestellten bevorzugten Ausführungsform hat jedes Reduktionselement zum Senken der elektrischen Spannung zwei runde Platten 16 und 17 mit Leisten 18 bzw. 19, die nach innen hervorstehen und kreisbogenförmige Konturen 20 bzw. 21 haben, die derart ineinander eingreifen, daß sie einen zentralen Kanal 22 bilden. Die Kanten der Platten 16 und 17 sind vorzugsweise abgerundet, um so das Risiko elektrischer Spannung zu minimieren. Der Außendurchmesser der Leisten 19 ist vorzugsweise ein wenig geringer als der Innendurchmesser der Leisten 18, um ein leichteres Einsetzen des Stücks 17 in das Stück 16 zu ermöglichen. Wenn die Stücke 16 und 17 ineinander gesteckt und gegeneinander gehalten sind, ist die Entfernung d (Fig. 3), welche die einander gegenüberliegenden Flächen des Kanals 22 voneinander trennt, vorzugsweise ein wenig geringer als der Durchmesser D (Fig. 4) der Rohre 11, so daß ein Kontakt der Platten 16 und 17 mit den Metallrohren durch die elastische Verformung der Metallrohre ermöglicht wird.
• Die Reduktionselemente zum Senken der elektrischen Spannung 13 sind über eine isolierende Klammer 23 mit Hilfe einer Isolierschraube 24 in der Kopplungskassette 12 befestigt. Es ist festzustellen, daß die isolierende Klammer 23 nicht nur dazu dient, das Reduktionselement 13 zum Senken der elektrischen Spannung an seinem Platz in der Kassette zu halten, sondern auch um die Platten 16 und 17 derart aneinander gedrückt zu halten, daß die kreisbogenförmigen Leisten 20 und 21 zusammenarbeiten, um jedes seitliche Verschieben der Platte 17 gegenüber der Platte 16 zu verhindern.
• Um eine Beeinträchtigung des Leichtleiters 14 durch den Endrand eines Rohres 11 beim Spleißen zu verhindern, ist vorzugsweise vorgesehen, einen Abschnitt eines isolierenden Rohres 25 (Fig. 4) in die Enden der Metallrohre 11 einzuführen. Vorzugsweise wird vor dem Anschließen in der Kassette 12 eine Dichthülle angeordnet.
• Um eine ausreichende Länge der in den Metallrohren 11 enthaltenen Lichtleiter zu erhalten, die einen Durchgang oberhalb der Verbindung der Kabelseelen 3 und die Schlaufenbildung der Metallrohre 11 in der Kassette ermöglicht, muß man bei der Vorbereitung der elektrischen Kabel vor dem Herstellen der Verbindung bei zumindest einem der zu verbindenden Kabel (das linke Kabel in Fig. 1) den zentralen Bereich des elektrischen Kabels, d. h. die Kabelseele 3, die isolierende Schicht 27 und die leitende Abschirmung 7 in einem Abstand von dem Ende der Metallrohre 11 abtrennen.
• Im Falle einer Unterbrechung der Abschirmung mit gekreuzten/Verbindungsleitungen außerhalb einer Verbindung werden die Kabelseele 3 und die isolierende Schicht 27 nicht abgetrennt und man hat daher keine Überlänge des Metallrohres 11 zur Verfügung. Dennoch ist es notwendig, die Metallrohre 11 und die darin enthaltenen Lichtleiter zu trennen, um Zugriff auf die leitende Abschirmung 7 zu haben, die sodann unterbrochen wird. Fig. 7 zeigt eine derartige Ausführungsform einer Unterbrechung der Abschirmung. In diesem Fall ist eine zugehörige Kopplungskassette 12 an jedem Ende einer Gruppe von Metallrohren 11 vorgesehen, wobei die beiden Kopplungskassetten über zugehörige Lichtleiter miteinander verbunden sind, welche in Verbindungsrohren 28 angeordnet sind.
• Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform einer derartigen Unterbrechung einer Abschirmung sind die Kopplungskassetten 12 aus einem isolierenden Material, und die Verbindungsrohre 28 ebenso. Nötigenfalls sind die Verbindungsrohre 28 gegen ein Zerbrechen durch Längshülsen geschützt, die an dem Kabel zwischen den Verbindungsrohren 28 angeordnet sind.
• Somit reicht es aus, ein einziges Reduktionselement 13 zum Senken der Spannung durch die Kopplungskassette vorzusehen, wobei das Reduktionselement zum Senken der Spannung derart angeordnet ist, daß es das Ende der Metallrohre 11 abdeckt, während die Enden der Verbindungsrohre 28 nur von einer isolierenden Klammer gehalten werden.
• Es versteht sich, daß die Erfindung nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt ist, sondern vielmehr eine Vielzahl an Ausführungsformen umfaßt, ohne dabei den Rahmen der Erfindung, wie er durch die Ansprüche definiert ist, zu verlassen.
• Insbesondere können die Reduktionselemente zum Senken der Spannung, obgleich sie in Form zweier ineinander eingreifende Platten dargestellt sind, auch einstückig hergestellt sein und einen länglichen Kanal haben, in dem die Metallrohre 11 durch ein leichtes Eindrücken eingepaßt sind.
• Obgleich die Platten 16 und 17 in den Figuren kreisförmig dargestellt sind, können sie auch jede andere geeignete Form haben. Ebenso ist anzumerken, daß die Reduktionselemente 13 zum Senken der Spannung sowohl Metallstücke sein können als auch leitfähige Stücke aus einem Polymermaterial oder Stücke aus einem leitfähig gemachten elastomeren Material.
• Für den Fall, daß der Kanal 22 eine größere Querabmessung als der Durchmesser der Metallrohre 11 hat, kann vorgesehen sein, durch ein leitendes Mastixharz oder durch ein leitendes Klebemittel einen Kontakt herzustellen.
• Es ist ebenso festzustellen, daß, um den Verbindungskörper 1 anzubringen, eines der Kabel (in Fig. 1 das rechte Kabel) über eine größere Länge freigelegt wird als das andere Kabel. Um den gesamten Platzbedarf der Verbindung zu reduzieren, wird die Kopplungskassette 12 somit auf dem freigelegten Abschnitt des Kabels angeordnet.
• Um eine gewisse Länge des isolierenden Rohres 25 in dem Metallrohr 11 sicherzustellen, kann man auf der Außenfläche des isolierenden Rohres 25 eine Schulter vorsehen, die als Markierungspunkt und als Anschlag für das Ende des entsprechenden Rohres 11 dient.
• Obgleich die Reduktionselemente 13 zum Senken der Spannung in einer Ausführungsform derart dargestellt sind, daß sie im Innern der Kopplungskassette 12 angeordnet sind, wobei die Metallrohre 11 auch im Innern eine Schleife bilden, kann ebenso vorgesehen sein, daß die Metallrohre 11 außerhalb der Kopplungskassette 12 seitlich entlang der Kopplungskassette eine Schleife bilden, und die Reduktionselemente zum Senken der Spannung zu beiden Seiten der Wand der Kopplungskassette angeordnet sind und dabei in eine Öffnung der Seitenwand eingepaßt werden; oder diese können sogar außerhalb der Kopplungskassette angeordnet sein, falls die Abmessungen der Kopplungskassette nur sehr gering sind.
• Obgleich die Erfindung derart beschrieben wurde, daß sie Metallrohre 11 hat, welche die leitende Abschirmung 8 berühren, kann auch eine isolierende Schicht zwischen der Abschirmung und den Metallrohren vorgesehen sein. Obgleich die Metallrohre 11 derart dargestellt sind, daß sie auf einer Seite der Verbindung eine Matte bilden, kann auch vorgesehen sein, die Metallrohre rund um die Verbindung anzuordnen.

Claims (10)

1. Vorrichtung zum Schutz einer Unterbrechung der Abschirmung mindestens eines elektrischen Kabels, das mit Lichtleitern ausgestattet ist, die in Metallrohren angeordnet (11) sind, wobei die Schutzvorrichtung Elemente (5, 6, 8) zum Senken der elektrischen Spannung umfaßt, welche die Unterbrechung der Kabelabschirmung abdecken, die Lichtleiter in mindestens einer Kopplungskassette (12) verbunden sind, und sich die Metallrohre (11) der Lichtleiter bis zu der Kopplungskassette (12) erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende der Metallrohre Reduktionselemente (13) zum Senken der elektrischen Spannung angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallrohre (11) am Eingang der Kopplungskassette (12) eine Schleife bilden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionselemente (13) zum Senken der elektrischen Spannung mindestens ein leitendes Teil umfassen, das von einem länglichen Kanal (22) durchsetzt ist, in dem die Enden der Metallrohre (11) verlaufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionselemente (13) zum Senken der elektrischen Spannung zwei leitende Platten (16, 17) haben, die ineinandergesteckt sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Platten (16, 17) Ränder (18, 19) mit kreisbogenförmigen Konturen (20, 21) haben.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionselemente (13) zum Senken der elektrischen Spannung abgerundete Kanten haben.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß isolierende Rohrabschnitte (25) in die Enden der Metallrohre (11) eingreifen.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Querabmessung (d) des Kanals (22) geringer ist als der Durchmesser (D) der Metallrohre (11).

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese zwei Kopplungskassetten umfaßt, die jeweils ein Reduktionselement (13) zum Senken der elektrischen Spannung haben, das an einem Ende eines Metallrohr-Satzes (11) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungskassetten (12) aus einem isolierenden Material bestehen und über isolierende Rohre (28), die Verbindungslichtleiter enthalten, miteinander verbunden sind.