NO323941B1

NO323941B1 - Kraftkabel

Info

Publication number: NO323941B1
Application number: NO20054115A
Authority: NO
Inventors: Espen Olsen
Original assignee: Nexans
Priority date: 2005-09-05
Filing date: 2005-09-05
Publication date: 2007-07-23
Also published as: NO20054115D0; NO20054115L; SE0601826L; SE530277C2; JP2007073519A; JP5101065B2

Abstract

En kraflkabel omfatter tre kjerner (l, 2, 3) som er tvunnet med hverandre og som hver har en isolert leder (4) som er dekket av et ytre halvledende lag og en felles ytre omvikling eller omfletning som omgir de tre kjernene (l, 2, 3). Kabelen har minst en optisk bølgeleder (20) og fyllelementer som er anordnet i mellomrommene mellom kjernene (l, 2, 3) og omviklingen eller omfletningen (10). Hvert fyllelement er et profilert legeme (16) laget av plast og med hule kamre som er tilpasset til dimensjonene av det respektive mellomrom slik at mellomrommet er nesten fullstendig fylt av det profilerte legemet (16). Minst ett av de profilerte legemer (16) omfatter et kammer (17) som er begrenset mot/til utsiden ved hjelp av vegger (l 8,19) som er laget av et halvledende materiale utformet i ett stykke med det respektive profilerte legemet (16) og som støter mot det ytre halvledende lag for minst en av kjernene (l, 2, 3). I det minste i ett av kamrene (17) med halvledende vegger (18, 19) er det plassert minst en optisk bølgeleder (20).

Description

Oppfinnelsen vedrører en kraftkabel omfattende tre kjerner som er snodd sammen med hverandre og hver har en isolert metallisk leder som er dekket av et ytre halvledende lag og en felles ytre omvikling eller omfletning (eng. "serving") som omgir de tre kjernene, der kabelen har minst én optisk bølgeleder og fyllelementer som er anordnet i mellomrommene mellom kjernene og omviklingene/kledningene (DE 19508888 C2).

Kraftkabler er brukt for overføring og distribuering av elektrisk energi. Slike kabler er velkjente som lavspennings-kabler for spenninger f.eks. opp til 1 kV og midlere eller høyspenningskabler for spenninger f.eks. opp til 245 kV. I tillegg er disse kablene ofte utstyrt med minst én optisk bølgeleder, i det følgende kalt "OWG" eller OWG-leder, som benyttes til signaloverføring og/eller styringsformål. OWG-lederen kan være en enkelt optisk fiber eller en bunt av fibre inne i et rør. Den må beskyttes mot skader både under fremstilling og transportering av kablene og når kabelen er i bruk.

Inne i kabelen ifølge den kjente teknikk i henhold til ovennevnte DE 19508888 C2, er OWGen plassert i et lite metallrør og anordnet i et mellomrom i kabelen med direkte kontakt med halvledende lag for de tilstøtende lederne. I de to andre mellomrom i kabelen er det anordnet fyllelementer. OWG-lederen og fyllelementene er lagt inne i en indre kappe. Den ytre kappen av kabelen omgir den indre kappen.

Det er et formål med oppfinnelsen å forenkle konstruk-sjonen av den ovennevnte kabelen med en effektiv beskyttelse av OWGen.

Dette oppnås i overensstemmelse med oppfinnelsen ved hjelp av følgende trekk: inne i hvert mellomrom er det plassert et profilert legeme laget av plast og med hule kamre, som er tilpasset dimensjonene av det respektive mellomrom slik at mellomrommet er nesten fullstendig fylt av det profilerte legemet;

minst ett av de profilerte legemer omfatter et kammer som er begrenset til utsiden ved hjelp av vegger som er laget av et halvledende materiale utformet i ett stykke med det respektive profilerte legemet og som støter mot det ytre halvledende laget for minst én av kjernene; og i det minste i ett av kamrene med halvledende vegger er det plassert minst en OWG.

I denne kabelen er hvert mellomrom mellom lederne og skjermen tilnærmet fylt av kun ett profilert legeme, dvs. av kun ett element. De profilerte legemer er fortrinnsvis laget ved ekstrudering, og etter innsetting av den minst ene OWG-leder plassert i mellomrommene under fremstilling av kabelen. Hvert profilerte legeme støter mot to tilgrensende kjerner og sørger for en god støtte for omviklingen eller omfletningen. De halvledende vegger av kammeret som omfatter minst én OWG-leder, sikrer at OWG-lederen får samme elektriske potensial-nivå som kjernene. Følgelig kan kabelen fremstilles i kun en arbeidsoperasjon med montering av forskjellige elementer, inklusiv OWGen, og OWGen er godt beskyttet mot mekanisk påkjenning og mot elektriske transiente strømmer.

Foretrukne utførelser av oppfinnelsen er vist på tegningene: Fig. 1 og 2 er tverrsnitt av to forskjellige kabler ifølge

oppfinnelsen;

Fig. 3 er et tverrsnitt av et profilert legeme i en forstørret skala.

Kabelen ifølge fig. 1 har tre kjerner 1, 2 og 3 som er snodd sammen. Hver kjerne 1, 2 og 3 omfatter en metalleder 4, som fortrinnsvis er laget av et flertall snodde koppertråder (f.eks. trukket og herdet), og som er dekket av en indre lederskjerm 5, f.eks. av et halvledende kryssbundet polyetylen. En isolasjon 6, f.eks. laget av et kryssbundet polyetylen, omgir skjermen 5 og er dekket av en isolasjonsskjerm 7, f.eks. laget av et kryssbundet polyetylen. Rundt skjermen 7 er det en metallskjerm 8 som er omsluttet av et ytre halvledende lag 9. Kjernene 1, 2 og 3 støter mot hverandre med deres ytre halvledende lag 9. De tre kjernene 1, 2 og 3 er omgitt av en felles omvikling eller mantel 10 som i utførelsen på fig. 1 er en kappe av isolasjonsmateriale slik som polyvinylklorid eller polyetylen.

Kabelen i fig. 2 er f.eks. en trefase-undervannskabel for bruk med spenninger på ca. 3 6 kV. I en slik kabel er isolasjonsskjermen 7 omsluttet av halvledende tekstilbånd 11 og en omsluttende blykappe 12, som tjener både som en vann-inntrengningsbarriere og som bortføringsledning for lade-strømmer og asymmetriske feilstrømmer. Rundt blykappen 12 ligger det ytre halvledende laget 9. Omviklingen eller omfletningen 10 på kabelen i henhold til fig. 2, omfatter et armeringsunderlag 13, f.eks. laget av polypropylengarn, en omsluttende armering 14, bestående av f.eks. galvaniserte ståltråder, innbakt i biturnen for korrosjonsbeskyttelse, og en ytre kappe 15, som f.eks. er bygget opp av to lag av polypropylengarn.

Mellom respektive to kjerner og den ytre omvikling eller omfletning 10 på kablene ifølge fig. 1 og 2 er det dannet et mellomrom med et hovedsaklig triangulær tverrsnitt. I hvert mellomrom er det plassert et profilert legeme 16 laget av plast, som er formet som et rammeverk med flere hule kamre. Kamrene er begrenset av vegger som i en kabel ifølge fig. 2 fortrinnsvis er perforert for å tillate at sjøvann kommer inn i kamrene.

Minst ett profilert legeme 16 omfatter et kammer som er begrenset til utsiden ved hjelp av vegger laget av halvledende materiale. I den foretrukne utførelsen av kabelen ifølge fig. 1 og 2, er et slikt kammer 17 plassert i området for toppunktet eller spissen av de profilerte legemer 16. Kammeret 17 er begrenset mot utsiden ved hjelp av to vegger 18 og 19 laget av halvledende materiale. I henhold til fig. 1 og 2, er en optisk bølgeleder 20, i det følgende kalt "OWG 20", plassert i hvert av kamrene 17. En OWG 20 kan være en enkelt fiber eller en bunt av fibre inne i et metallrør. Veggene 18 og 19 vil i operativ stilling støte mot det ytre halvledende laget 9 for de respektive kjerner 1, 2 eller 3.

Som allerede nevnt er de profilerte legemer 16 tilpasset tverrsnittet av mellomrommene mellom kjernene 1, 2 og 3. De er fortrinnsvis prefabrikkert ved ekstrudering og er laget av et isolasjonsmateriale med gode elektriske egenskaper, slik som polyetylen med høy densitet. Veggene 18 og 19 er laget av et halvledende isolasjonsmateriale, slik som halvledende polyetylen. De er utformet i ett stykke med resten av de profilerte legemer 16, f.eks. ved ko-ekstrudering.

I en foretrukket utførelsesform er veggene 18 og 19 i kammeret 17 separert ved deres frie ender ved en sliss eller åpning 21 slik at kammeret 17 kan åpnes for å føre inn OWG 20. Veggene 18 og 19 støter i hvileposisjon mot hverandre slik som vist på fig. 3. De er elastisk deformerbare slik at etter innføring av OWG 20 vil de automatisk gå tilbake til deres hvileposisjon med lukket sliss 21.

Fortrinnsvis blir kabelen ifølge oppfinnelsen, fremstilt i kun en arbeidsoperasjon slik som følger: Tre kjerner 1, 2 og 3 blir trukket fra tromler og tvunnet med hverandre sammen med tre profilerte legemer 16. Minst én OWG 20 kan føres inn i kammeret 17 i ett av de profilerte legemer 16 før tvinningsoperasjonen. Men denne operasjonen kan også utføres under fremstillingen av kabelen, f.eks. ved bruk av en V-formet førestang som åpner det respektive kammer 17 for å sneppe OWG 20 inn i dette. Rundt den ferdige kabelkjernen med tre kjerner 1, 2 og 3 og tre profilerte legemer 16 blir den ytre omvikling eller omfletning 10 tildannet. Kabelen kan deretter vikles på en trommel.

Claims

1. Kraftkabel omfattende tre kjerner som er snodd sammen og hver har en isolert leder som er dekket av et ytre halvledende lag og en felles ytre omvikling eller omfletning som omslutter de tre kjerner, der kabelen har minst én optisk bølgeleder og fyllelementer som er anordnet i mellomrommene mellom kjernene og omviklingen, karakterisert ved at: det i hvert mellomrom er plassert et profilert legeme (16) laget av plast og med hule kamre, som er tilpasset dimensjonene av det respektive mellomrom slik at mellomrommet er nesten fullstendig fylt av det profilerte legemet (16) ; minst ett av de profilerte legemer (16) omfatter et kammer (17) som er begrenset til utsiden ved hjelp av vegger (18,19) som er laget av et halvledende materiale, utformet i ett stykke med det respektive profilerte legeme (16) og som støter mot det ytre halvledende laget (1) for minst én av kjernene (1,2,3); og i det minste inne i ett av kamrene (17) med halvledende vegger (18,19) er minst én optisk bølgeleder (20) plassert.

2. Kabel ifølge krav 1, der kammeret (17) med de halvledende vegger (18,19) er plassert i området for spissen av det profilerte legemet (16) som strekker seg mellom to av kj ernene (1,2,3).

3. Kabel ifølge krav 1 eller 2, der kammeret (17) med halvledende vegger (18,19) har en sliss (21) innrettet til å åpnes elastisk for innføring av en optisk bølgeleder (20).

4. Kabel ifølge et av kravene 1-3, der de begrensende vegger av kamrene i de profilerte legemer (16) er perforert.

5. Kabel ifølge et av kravene 1-4, der de profilerte legemer (16) er laget av polyetylen med høy densitet.

6. Kabel ifølge et av kravene 1-4, der de halvledende vegger (18,19) i de profilerte legemer (16) er laget av halvledende polyetylen.

7. Kabel ifølge krav 5 eller 6, der de profilerte legemer (16) er fremstilt ved ekstrudering med ko-ekstrudering av de halvledende vegger (18,19) i en arbeidsoperasjon.