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Die Erfindung betrifft eine Ankoppeleinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs
In Energiekabeln und Phasenseilen mitgeführte und auf Hochspannung liegende Lichtwellenleiter finden immer stärker Einzug in die Energietechnik. Die Lichtwellenleiter dienen nicht nur der Nachrichtentechnik, sondern werden auch als Sensoren für die Betnebsüberwachung, beispielsweise zur Temperaturüberwachung von Einrichtungen der Energieübertragungsstrecken (z.B Transformatoren) eingesetzt.
Es sind Ankoppeleinrichtungen bekannt, in denen die Lichtwellenleiter eines Phasenseils vom ihm getrennt und spannungsmässig ausgekoppelt werden, wobei sie unter einem Potentialgradienten bis auf Erdpotential gebracht und an eine optische Nachrichtenleitung angekoppelt werden (DE 88 01 841 5 U 1 )
Weiterhin ist aus der DE 3942245 A1 ein Endverschluss für einen Lichtwellenleiter eines Phasenseils bekannt, wobei der Lichtwellenleiter in einem Isolierkorper auf Erdpotential gebracht wird. Der Endverschluss ist für Freileitungen geschaffen - ohne Möglichkeit jedoch für einen Spannungsabgriff
Beide Konzepte erlauben keine Weiterführung eines auf Spannungsniveau bleibenden Lichtwellenleiters.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ankoppeleinrichtung für ein Phasenseil weiterzuentwickeln, in der der Energieleiter und ein Lichtwellenleiter gemeinsam durch den Isolierkörper geführt werden und der Lichtwellenleiter in der Ankoppeleinnchtung auf Hochspannungspotential liegt.
Die Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs gelost Vorteilhafte Weiterbildungen finden sich in den Unteransprüchen.
Die Ankoppeleinrichtung, die insbesondere für den Spannungsbereich bis 36 kV einsetzbar sein soll, besteht im wesentlichen aus einein als Isolierstützer ausgebildeten Isolierkorper z. B. DE 3544142 A1, der an einer auf Erdpotential liegenden Halterung befestigbar ist, und einer stromleitenden Tragplatte, welche auf der Freiluftseite stromleitend mit dem Energieleiter im Isolierstützer fest verbunden ist. Die Tragplatte trägt ein Gehäuse, welches der Aufnahme von Lichtwellenleiter-Überlangen dient Der Energietransport und die Datenübertragung erfolgen durch die gesamte Länge des Isolierstützers.
Auf der Freiluftseite - entweder befestigt an der Tragplatte oder am Gehäuse - befinden sich stromleitende Befestigungsmittel zum Haltern mindestens eines Phasenseils. Die Halterung des Isolierkörpers auf Erdpotential kann ein Traggestell oder eine Traverse eines Mastens oder die Oberfläche einer Endeinrichtung selbst sein. Bei letzterem wird an den Anwendungsfall gedacht, bei dem mittels Lichtwellenleitern die Temperatur der Endeinrichtung (beispielsweise in einem Transformator) überwacht wird, wobei die Lichtwellenleiter in der Endemrichtung auf Spannungspotential liegen.
Der Energieleiter, beispielsweise der eines See- oder Erdkabels oder eine Stromschiene eines Transformators, ist zusammen mit mindestens einem auf Hochspannung mitgeführten Lichtwellenleiter oder einer aus mehreren Lichtwellenleitern gebildeten Bündelader bis zum oberen Ende durch den Isolierkörper hindurchgeführt.
Das Gehäuse kann mit der Tragplatte fest verbunden oder auf die Tragplatte aufschraubbar sein. Das Phasenseil (mit oder ohne Lichtwellenleiter) kann am Gehäuse befestigt sein, dann ist das Gehäuse auch stromführendes Element. Das Gehäuse besteht aus Kunststoff und ist aussen, möglicherweise auch innen, mit einer metallischen, elektrisch leitfähigen Schicht - vorzugsweise aus Aluminium mit ausreichendem Leiterquerschnitt - überzogen. Als Alternative kann das gesamte Gehäuse aus Leichtmetall (vorzugsweise aus Aluminium) ausgebildet sein.
Der Isolierkörper kann fur den Mittelspannungsbereich vorzugsweise aus einem aufschiebbaren Freiluftendverschluss bestehen, wie er beispielsweise in DE 88 05 133 1 U1 beschrieben ist
Die Tragplatte oder das Gehause hat Befestigungsmittel für mindestens ein Phasenseil In einer alternativen Ausgestaltung kann die Tragplatte auch unlösbar (als Klemm- oder Lötverbin- dung) mit dem Energieleiter ausgebildet sein.
Die Befestigungselemente für das Phasenseil, bzw. für ein optisches Datenkabel sind für maximal vorkommende Zugkräfte ausgelegt Die Durchführung der Lichtwellenleiter am oberen Ende des Energieleiters ist in der Art einer Gewölbekammer gestaltet. Hiermit wird der elektrische Übergang sichergestellt und die im Energieleiter liegenden Lichtwellenleiter werden keiner Quetschbeanspruchung ausgesetzt
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Das Gehäuse ist als Kammer zur Aufnahme von Lichtwellenleiterspleissverbindungen und/oder -überlangen ausgebildet (Spleissgehäuse). Die in das Spleissgehäuse eingeführten Lichtwellenleiter werden in bekannter und erprobter Art innerhalb des Spleissgehäuses miteinander verbunden
Von der Ankoppeleinrichtung kann neben dem Phasenseil auch ein optisches Datenkabel abgehen.
In diesem Fall sind Befestigungsmittel für herausgeführte Lichtwellenleiter vorgesehen Hierbei befinden sich an der Tragplatte oder in der Wandung des Gehäuses Mittel (Kabeldurchführung) zum Herausführen und Haltern von Lichtwellenleitern, eines Lichtwellenleiterbündels oder eines optischen Nachrichtenkabels. Das optische Datenkabel wird durch einen Isolator abgestützt auf Erdpotential weitergeführt (wie in der DE 88 01 841 U1)
Die Erfindung wird in den beiden Figuren näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Ankoppeleinrichtung und
Fig. 2 zeigt eine Ansicht auf das Gehäuse der Ankoppeleinrichtung in einer zweiten Ausführungsform
Die Ankoppeleinrichtung 10 besteht aus einein die Hochspannungsisolierstrecke bildenden Isolierkörper 12 aus Porzellan und einem Spleissgehäuse 50, die miteinander starr und hochspannungsfest verbunden sind Die strömleitende Verbindung ist als Hülse 14 am Fuss des Spleissgehäuses 50 ausgebildet. Die Hülse 14 ist auf einen metallenen Anschlussbolzen 15 schraubbar, der mit dem Energieleiter 38 des Hochspannungskabels 30 in elektrischer Verbindung steht.
Der Isolierkorper 12, der in Fig. 1 geschnitten dargestellt ist, sitzt mit seinein unteren Ende auf einer Traverse eines Traggestells 40 (z. B. Mast) und trägt an seinem oberen Ende das Spleissgehäuse 50. Das Hochspannungskabel 30 ist von unten kommend im Isolierkörper 12 abgesetzt. Von unten nach oben ist in der Figur dargestellt. die Schirmanbindung 33, der Kabelschirm 32, das Feldsteuerelement 36, die Leiterisolierung 34 (z B aus vernetztem Polyethylen VPE) und der Energieleiter 38. Der Energieleiter 38 des Hochspannungskabels 30 ist mit den Lichtwellenleitern 52 durch den Isolierkörper 12 auf dessen gesamter Länge hindurchgeführt.
Die Lichtwellenleiter 52 des Phasenseils 20 liegen mit einem Gel festgelegt in einem Schutzmantel (Röhrchen) 54 aus Edelstahl. In ähnlicher Weise können die Lichtwellenleiter im Hochspannungskabel 30 mitgeführt sein. In dem Spleissgehäuse 50 wird der Schutzmantel 54 abgesetzt. Die Lichtwellenleiter 52 werden freigelegt. Die Lichtwellenleiter 52 bzw deren Schutzmantel 54 bleiben auf Hochspannungspotential. Die von beiden Seiten in das Spleissgehäuse 50 eingeführten Lichtwellenleiter 52 sind miteinander gespleisst. Im Spleissgehäuse 50 kann eine Spleisskassette 56 untergebracht sein, auf der die Überlangen und die Spleissverbindungen abgelegt sind. Das Spleissgehäuse 50 ist von aussen zugänglich und mit einem Deckel 58 verschliessbar.
Zum Herausführen eines Lichtwellenleiters 52 aus dem Spleissgehäuse 50 auf Erdpotential ist ein zweite Kabeldurchführung in der Wand des Spleissgehäuses 50 ausgebildet Die Durchführung ist in Fig. 1 mit einem Blindstopfen 60 verschlossen. Für den Fall der Anbindung eines optischen Datenkabels lässt sich der Blindstopfen 60 entfernen und ein Durchführungsstutzen einschrauben. Von diesem Stutzen wird ein optisches Datenkabel zugfest gehalten.
Das Spleissgehäuse 50 trägt mindestens eine Schalenstromklemme 22 in üblicher Art zur festen Verbindung mit dem Phasenseil 20 und zur Aufnahme der Zugkräfte. Die Lichtwellenleiter des Phasenseils 20 sind - ohne dass Druckkräfte auf die Lichtwellenleiter wirken - schonend durch die Stromklemme 22 hindurchgeführt.
In Fig. 2 ist eine Sicht von oben auf das Spleissgehäuse 50 (ohne Deckel) in einer zweiten Ausführungsform dargestellt- Tragendes Element für das Spleissgehäuse und das Phasenseil ist eine Tragplatte 42. In der Mitte der Tragplatte 42, die aus Stabilitätsgründen aus Metall ist, befindet sich ein Schraubgewinde 41 zur Befestigung am Anschlussbolzen 15. Das Spleissgehäuse 50 wird auf die Tragplatte 42 aufgesetzt. Die Tragplatte bildet den Boden des Spleissgehäuses 50 Die Höhe der Gehäusewand, deren Dicke etwa der des Randes 45 der Tragplatte 42 entspricht, definiert die Tiefe und das Innenvolumen des Gehäuses 50. In der Tragplatte 42 sind zwei Durchführungen 46 für Lichtwellenleiter vorhanden.
Je nach Platzbedarf fur Lichtwellenleiterüberlängen oder deren Spleissverbindungen kann das Spleissgehäuse 50 unterschiedlich tief gewählt werden Gestrichelt ist eine Spleisskassette 56 eingezeichnet, die an
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einem Steg 55 an der Gehauseinnenwand gehalten wird Auf der Spleisskassette werden die in das Spleissgehause geführten Lichtwellenleiter und ihre Spleissverbindungen abgelegt.
Der Raum zwischen dem Ende des Phasenseils 20 und der Durchführung 46 kann (m der Fig.
2 nicht dargestellt) zum Schutz der Lichtwellenleiter mit einem Schrumpfschlauch überbruckt sein Die kleinere Stromklemme 22' wird zur Befestigung eines optischen Datenkabels verwendet
Im Rand 45 sind drei Gewindebohrungen 43 erkennbar. Hier hinein werden Schrauben geschraubt, mit denen das Spleissgehause 50 selbst und/oder der Deckel 58 befestigt wird
Zum Unterschied zur Anbringung des Phasenseils 20 am Spleissgehäuse 50 gemäss Fig 1 sind in Fig. 2 an der Tragplatte 42 (nach aussen ragend) über jeweils eine Haltestange 44 zwei Schalenstromklemmen 22,22' befestigt In der grösseren Stromklemme 22 ist ein Phasen seil 20 eingeklemmt, aus dem Lichtwellenleiter (in einem Schutzmantel 54 liegend) austreten und durch die Durchführung 46 bis in das Innere des Spleissgehäuses geführt sind.
Der Schutzmantel 54 mit Lichtwellenleitern wird nach oben in das Spleissgehäuse 50 geführt, wo er abgesetzt ist und die Lichtwellenleiter frei zugänglich sind. Der Unterschied zwischen den in den Figuren dargestellten Ausführungsformen besteht dann, dass in Fig. 1 die Schalenstromklemme 22 des Phasenseils und das Spleissgehäuse 50 in einer Ebene liegen. Nach Fig. 2 liegen die Befestigungsmittel 44, 22 des Phasenseils unterhalb des Spleissgehäuses 50. Die Haltekräfte greifen direkt am Anschlussstutzen 15 an. Das Spleissgehäuse liegt in einer Ebene über den Befestigungsmitteln 44,22.
Alle Ecken und Kanten der Ankoppeleinrichtung 10 und des Spleissgehäuses 50 sind gerundet.
Weiterhin werden überstehende Teile, insbesondere des Deckels 58, der Durchführungen 46 oder der Hülse 14 vermieden oder zumindest so ausgebildet, dass elektrisches Sprühen oder Überschläge konsequent vermeidbar sind
Patentansprüche:
1 Ankoppeleinrichtung für ein Phasenseil, in dem Lichtwellenleiter mitgeführt sind, bestehend aus einem auf Erdpotential befestigten Isolierkörper, einem an diesem freiluftseitig mit einer Hulse angebrachten Spleissgehäuse zum Durchführen und/oder
Ablegen von Lichtwellenleitern und aus Befestigungsmitteln für das Phasen seil, wobei mindestens ein Lichtwellenleiter durch den Isolierkörper hindurchgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Lichtwellenleiter (52) vom Spleissgehäuse (50) kommend durch die Hülse (14) zu einem vom anderen Ende des Isolierkörpers (12) eingeführten
Energieleiter (38)
eines Hochspannungskabels (30) geführt ist, der an der Hülse (14) mit einem Anschlussbolzen (15) befestigt ist, und dass jeder Lichtwellenleiter (52) auf
Hochspannungspotential zusammen mit dem Energieleiter (38) durch den Isolierkörper (12) verläuft.