DE2847384A1

DE2847384A1 - Hochspannungsfestes optisches nachrichtenkabel

Info

Publication number: DE2847384A1
Application number: DE19782847384
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Oestreich; Guenter Dipl Ing Zeidler
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1978-10-30
Filing date: 1978-10-30
Publication date: 1980-05-14

Description

Hochsannungsfestes oPtisches Nachrichtenkabel
Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der optischen Nachrichtenkabel und behandelt die konstruktive Ausgestaltung eines solchen Kabels im Hinblick auf seine Verwendung im Bereich von Hochspannung führenden Einrichtungen.
Da die Nachrichtenübertragung mittels Licht über optische Kabel durch elektrische und elektromagnetische Felder nicht beeinflußbar ist, haben derartige Kabel u. a. ein bevorzugtes Anwendungsgebiet im Bereich von Anlagen und Geräten, die Hochspannung führen. So ist es bekannt, im Bereich von Hochspannungsfreileitungen kunststoffummantelte Lichtleiter oder ein- oder mehradrige Glasfaserkabel für Nachrichtenübertragungszwecke einzusetzen und hierzu das Kabel im Zentrum eines Freileitungsseiles oder in der Außenlage eines Phasenseiles anzuordnen (DE-OS 23 14 538, DE-OS 26 04 766, DE-GM 73 28 623). Hierbei erfolgt die räumliche Zuordnung von Freileitungsseil und optischem Nachrichtenkabel bereits bei der Herstellung des Freileitungsseiles. Eine nachträgliche Bestückung einer bereits bestehenden Freileitungsstrecke mit einem optischen Kabel ist nicht möglich.
Im übrigen sind optische Nachrichtenkabel bekannt, bei denen die Hohlräume innerhalb der Kabelseele zur Verbesserung der Reibungsverhältnisse und zur Erzielung einer Längswasserdichtigkeit mit einer vaselineartigen Masse ausgefüllt sind (DE-OS 23 02 662, DE-OS 24 29 670). Bei einer anderen bekannten Konstruktion sind für den Aufbau des Kabels nur Kunststoffelemente verwendet, um eine metallfreie Kabelkonstruution zu erhalten. Hierbei sind die optischen Übertragungselemente in Form von Glasfasern jeweils mit einer lose aufgebrachten Schutzhülle umgeben (DE-OS 25 13 724, DE-OS 25 51 210, DE-AS 26 08 069).
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vollisolierendes optisches Nachrichtenkabel zu schaffen, das nachträglich in Einrichtungen der Hochspannungstechnik in beliebiger Weise verlegt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem optischen Nachrichtenkabel aus, dessen metallfreie Kabelseele optische Ubertragungselemente und gegebenenfalls zugfeste Elemente enthält und von einem Kunststoffmantel umgeben ist. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß sämtliche Hohlräume innerhalb der Kabelseele und des Kabelmantels mit einem weichgemachten, anvernetzten Kunststoff auf der Basis von Polyurethan, Epoxidharz oder Polyesterharz ausgefüllt sind und daß wenigstens der äußere Teil des Kabelmantels aus einem kriechstromfesten Werkstoff auf der Basis eines Polyolefins, insbesondere von Polyäthylen oder Polypropylen, oder eines Polyurethans oder eines Polyesters oder eines Polyesterelastomeren besteht.
Ein derartiges Kabel ist über seinen gesamten Querschnitt und über seine Länge hochspannungsfest, so daß es ohne Rücksicht auf unterschiedliche Potentiale in Geräten und Anlagen der Hochspannungstechnik verlegt werden kann. Beispielsweise kann es längs einer Freileitung in beliebiger Folge an die Phasenseile und das Erdseil angehängt werden. Hierbei werden zweckmäßig kurze Befestigungsabstände gewählt, wobei ein gewisser relativer Durchhang einzustellen ist, um Wärmedehnungen der Freileitungsseile vorwegzunehmen. Mit Rücksicht auf elektrische Vorentladungen mUssen die Elemente zur Befestigung des optischen Nachrichtenkabels an den Freileitungsseilen aus hochisolierendem, kriechstromfestem Kunststoff bestehen, andererseits aber leicht und sicher montierbar sein. Im Hinblick auf die begrenzte mechanische Tragfähigkeit solcher Elemente und auch im Hinblick auf Wind und Eislasten empfiehlt sich daher ein Befestigungsabstand von einigen Metern.
Sofern die einzelnen Freileitungsseile aus Bündelleitern bestehen, empfiehlt sich die Aufhängung des optischen Nachrichtenkabels innerhalb der von den Einzelleitern beschriebenen Figur, um die Verstärkung von Korona durch das isolierende Kabel im feuchten Zustand zu vermeiden. Im Bereich der Hänge isolatoren der Freileitung sind Jederzeit Übergänge von einem Freileitungsseil zum anderen möglich, wenn Abstandsschwankungen, wie sie durch Schwingungen im Durchhang entstehen können, berücksichtigt werden.
Hinsichtlich der hochspannungsfesten Ausgestaltung des optischen Nachrichtenkabels ist wesentlich, daß bei Ver- wendung optischer Adern mit einem die Jeweilige Glasfaser lose umgebenden Kunststoffmantel (Hohlader) der Raum innerhalb der Ummantelung vollkommen mit einer alterungs- und bochspannungsbeständigen abwanderungssicheren Masse gefüllt ist. Diese Masse darf die Faser nicht einfrieren, sie kann öligen Charakter haben. Die Hohlräume innerhalb der Kabelseele zwischen den Adern und gegebenenfalls vorhandenen zugfesten Elementen sind zweckmäßig mit einer gleichartigen Masse ausgefüllt, die aber härter als die innerhalb einer Aderhülle verwendete Masse sein kann. Sofern im Bereich des Kabel mantels Bespinnungen und/oder Geflechte vorhanden sind, müssen auch hier gegebenenfalls vorhandene Hohlräume vollständig mit einer hochspannungsfesten Masse ausgefüllt sein. Garnartige Bewehrungselemente sind zweckmäßig mit der verwendeten Masse imprägniert.
Zur Ausfüllung der Hohlräume innerhalb der Kabelseele und des Kabelmantels kommen nur weichgemachte, anvernetzte Massen auf der Basis von Polyurethan, Epoxidharz oder Polyesterharz infrage. Als Weichmacher eignen sich vor allem elektrisch hochwertige Weichmacher, wie sie beispielsweise zum Weichmachen von Polyvinylchlorid bekannt sind. Ein geeigneter Weichmacher ist beispielsweise ein unter dem Handelsnamen "Lipinol T" bekanntes Dibenzyltoluol (DE-PS 11 38 923). Die vollständige Ausfüllung der Hohlräume innerhalb der Kabelseele mit der hochspannungsfesten Masse kann weiterhin dadurch verbessert werden, daß die Massen hinreichend klebefähig ausgebildet sind, insbesondere durch einen Zusatz von Polyisobutylen.
Für die äußere Oberfläche des neuen optischen Kabels muß die in der Hochspannungstechnik bekannte Forderung nach hinreichender Kriechstromsicherheit gelten. Dies wird zweckmäßig mit an sich bekannten Werkstoffen auf der Basis eines Polyolefins, insbesondere von Polyäthylen oder Polypropylen, oder eines Polyurethans oder eines Polyesters oder eines Polyesterelastomeren erreicht, die wenigstens den äußeren Teil des Kabelmantels bilden.
Ein Ausführungsbeispiel des neuen optischen Nachrichtenkabels ist in der Figur dargestellt.
Die Figur zeigt ein optisches Kabel 1, in dessen Zentrum drei nichtverseilte optische Adern 2 angeordnet sind.
Jede Ader besteht aus einer Glasfaser 3 und einem harten, elastischen Mantel 4 aus Polyäthylenterephthalat.
Die drei Adern befinden sich in einer doppelschichtigen Hülle 5, die aus einer inneren Schicht 6 aus einem Äthylen-Chlortrifluoräthylen-Copolymerisat und aus einer äußeren Schicht 7 aus Polyäthylenterephthalat besteht. Der Hohlraum innerhalb der doppelschichtigen Hülle 5 ist mit einer hochspannungsfesten, öligen Masse 8 auf der Basis von Polyurethan vollständig ausgefüllt.
Als Kabelmantel ist eine mehrschichtige Konstruktion vorgesehen, die aus einer inneren Bespinnung 9 aus hochfesten Kunststoffäden, einem Innenmantel 10 aus thermoplastischem Polyurethan, einer äußeren Bespinnung 11 aus hochfesten Kunststoffäden sowie einem Außenmantel 12 aus Polyurethan besteht. Die hochfesten Kunststoffäden der Bespinnungen 21 und 23 bestehen aus einem Aramidgarn, das mit einer hochspannungsfesten Masse auf der Basis von Polyurethan getränkt ist. Darhuber hinaus sind sämtliche Hohlräume zwischen der doppelschichtigen Hülle 5 und dem Innenmantel 10 sowie zwischen dem Innenmantel 10 und dem Außenmantel 12 ebenfalls mit der hochspannungsfesten Masse auf der Basis von Polyurethan ausgefüllt.
4 Ansprüche 1 Figur Leerseite

Claims

Patentansprüche Optisches Nachrichtenkabel für die Verlegung im Bereich von Hochspannung führenden Einrichtungen, insbesondere von Freileitungen, dessen metallfreie Kabelseele optische Ubertragungselemente und gegebenenfalls zugfeste Elemente enthält und von einem Kunststoffmantel umgeben ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß sämtliche Hohlräume innerhalb der Kabelseele und des Kabelmantels mit einem weichgemachten, anvernetzten Kunststoff (8) auf der Basis von Polyurethan, Epoxidharz oder Polyesterharz ausgefüllt sind und daß wenigstens der äußere Teil des Kabelmantels (12) aus einem kriechstromfesten Werkstoff auf der Basis eines Polyolefins, insbesondere von Polyäthylen oder Polypropylen, oder eines Polyurethans oder eines Polyesters oder eines Polyesterelastomeren besteht.
2. Optisches Nachrichtenkabel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Füllmasse (8) fUr die Hohlräume innerhalb der Kabelseele mit einem elektrisch hochwertigen Weichmacher für Polyvinylchlorid weichgemacht ist.
3. Optisches Nachrichtenkabel nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Weichmacher ein Dibenzyltoluol verwendet ist.
4. Optisches Nachrichtenkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß die Füllmasse (8) für die Hohlräume innerhalb der Kabel seele eine klebende Komponente in Form von Polyisobutylen enthält.