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WO2002025342A1 - Kabelanordnung mit einem optischen kabel und einem abspannelement sowie vorrichtung und verfahren zur herstellung einer kabelanordnung - Google Patents

Kabelanordnung mit einem optischen kabel und einem abspannelement sowie vorrichtung und verfahren zur herstellung einer kabelanordnung Download PDF

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Publication number
WO2002025342A1
WO2002025342A1 PCT/DE2001/003636 DE0103636W WO0225342A1 WO 2002025342 A1 WO2002025342 A1 WO 2002025342A1 DE 0103636 W DE0103636 W DE 0103636W WO 0225342 A1 WO0225342 A1 WO 0225342A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cable
outer circumference
guy
arrangement according
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2001/003636
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Greiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Corning Research and Development Corp
Original Assignee
CCS Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CCS Technology Inc filed Critical CCS Technology Inc
Priority to AU2001295430A priority Critical patent/AU2001295430A1/en
Publication of WO2002025342A1 publication Critical patent/WO2002025342A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables
    • G02B6/4401—Optical cables
    • G02B6/4415—Cables for special applications
    • G02B6/4416—Heterogeneous cables
    • G02B6/4422—Heterogeneous cables of the overhead type
    • G02B6/4423—Electro-corrosion preventing means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/46—Processes or apparatus adapted for installing or repairing optical fibres or optical cables
    • G02B6/48—Overhead installation
    • G02B6/483—Installation of aerial type

Definitions

  • Cable arrangement with an optical cable and a guy element as well as device and method for producing a cable arrangement
  • the present invention relates to a cable arrangement with an optical cable and an anchoring element for anchoring the optical cable in an electrical field region, which is applied along a partial length of the cable to its outer circumference, and to an apparatus and a method for producing a cable arrangement which has an optical Cable and a guy element for bracing the optical cable.
  • High-voltage overhead lines are usually used to transmit electrical energy over long distances and in large quantities. For example, in Germany voltage levels in the maximum voltage level of 220 kV or 400 kV effective voltage are known. In industrialized countries, there is good infrastructure for such overhead line networks. It is therefore often used to integrate fiber optic cables for data transmission in the existing overhead lines.
  • optical cables In general, only minor structural measures are required to install the optical cables, while at the same time large distances can be bridged.
  • self-supporting optical cables which are suitable for hanging on masts in existing overhead line routes for high-voltage overhead lines, can be suspended in the field area between the phase cables for the transmission of electrical energy and the ground.
  • Such cables are known in particular as fully dielectric self-supporting optical air cables and are also known as ADSS (All Dielectric Seif-Supporting) -
  • ADSS cables are particularly well suited for integration in high-voltage lines because of their wrestle weight the high voltage pylons only slightly.
  • the high potential that exists in normal operation of the line leads to a strong electrical field between phase cables and earth and between phase cables and mast.
  • optical cables which are usually metal-free and essentially non-conductive, are introduced into the existing electrical field, the stray capacitances between phase cables, cables, earth and grounded mast lead to the optical cables being charged to an electrical potential.
  • it is generally not desirable to disconnect and ground the relevant overhead line for the installation of optical cables in high-voltage lines it is necessary to earth the optical cables on the mast to avoid endangering installation personnel.
  • the field area of, for example, a high-voltage overhead line is generally a tensioning element, for example in the form of a tensioning spiral, applied to the outer circumference along a partial length of the cable.
  • a tensioning element for example in the form of a tensioning spiral
  • Particularly high voltage drops occur at the transition of the guy element in the longitudinal direction of the cable to the outer circumference of the cable at the end of the guy element.
  • the formation of partial discharges due to a discontinuous field distribution is favored at the transition of the guy element to the outer circumference of the cable. These partial discharges can destroy the cable sheath in particular and contribute to aging.
  • Such a cable arrangement for high-voltage overhead lines with a metal-free, self-supporting optical cable with a cable core and a cable sheath surrounding the cable core is known from EP 0 214 480 B1, the cable core being weakly electrically conductive.
  • the capacitive coupling between the semiconducting cable core and the tensioning spirals provided as a fastening and earthing device on the mast can lead to internal partial discharges occurring in the cable sheath in the area with the highest field strength, which can lead to breakdowns.
  • the object of the present invention is to provide a cable arrangement with an optical cable and an anchoring element of the type mentioned at the outset, with which a long service life of the cable can be achieved in particular when the cable is installed in electrical field areas with comparatively high field strengths.
  • the field control element is designed as an electrically conductive layer which is positively applied to the outer circumference of the cable and the guy element. This creates a seamless bond between the outer circumference of the cable, the guy element and the field control element, in particular at the transition point at the end of the guy element to the outer circumference of the cable.
  • the electrically conductive layer is formed by an easy-to-assemble 2-component material that is applied in the liquid state to the outer circumference of the cable and the guy element.
  • the 2-component material has, for example, self-curing properties, or it can be cured by heat, moisture or UV radiation.
  • Such a base material is admixed with, for example, silicon carbide, metal oxide, intrinsically conductive polymers, organic antistatic agents and / or carbon black to achieve the required specific conductivity and material properties.
  • silicon carbide silicon carbide
  • metal oxide metal oxide
  • intrinsically conductive polymers organic antistatic agents and / or carbon black
  • one or more of the materials mentioned is mixed, for example, into a component of the base material, so that the required material property is given in the cured state.
  • the field control element advantageously has a specific conductivity between 10 2 and 10 10 ⁇ cm.
  • the guy element is designed, for example, as a guy spiral, which surrounds the cable in a helical manner in the longitudinal direction of the cable.
  • the optical cable is preferably designed as a fully dielectric, self-supporting aerial cable.
  • the cable has a cable sheath and a cable core, the cable core being weakly electrically conductive.
  • This additionally counteracts in particular a further known aging mechanism of optical cables which are installed in electrical field areas, which is caused by dirt and moisture on the surface of the jacket. Due to the different surface conductivities of dry and moist zones of the cable sheath, surface discharges with damage to the sheath surface can occur, especially if the electric field strength in the dry zones exceeds the breakdown field strength.
  • the aging mechanism known as so-called dry-band areing is counteracted beyond the transition area of the bracing element to the outer circumference of the cable.
  • the object relating to the device is achieved by a device for producing a cable arrangement according to patent claim 10, the cable arrangement having an optical cable and a bracing element for bracing the optical cable, which is applied along a partial length of the cable to its outer circumference, with a filler which encloses the guy element and the outer circumference of the cable and into which a material can be filled in a liquid state.
  • the object relating to the method is achieved by a method for producing a cable arrangement according to claim 14.
  • an electrically conductive layer can be produced, which is applied in a form-fitting manner to the outer circumference of the cable and the guy element.
  • the filler body is poured out with a material in the liquid state and, after the material has hardened, removed again. This creates a completely poured out
  • the packing is advantageously designed such that the material can be cured by heat, moisture or UV radiation.
  • the filling body it is designed as a filling cylinder.
  • To attach the filling body or filling cylinder it is advantageous that it is designed to be foldable.
  • the folding mechanism also enables easy removal of the packing after pouring or curing.
  • FIG. 1 shows a schematic longitudinal illustration of a cable arrangement according to the invention
  • FIG. 2 shows an optical cable installed along a high-voltage overhead line
  • FIG. 3 shows a schematic illustration with regard to the production of a cable arrangement according to the invention
  • Figure 4 shows a cross section through a device for producing a cable assembly according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an embodiment of a cable arrangement according to the invention, which has an optical cable OC and an anchoring element AS for anchoring the optical cable OC.
  • the guy element AS is applied along a partial length of the cable OC to its outer circumference.
  • a transition UE of the guy element AS to the outer circumference of the cable OC occurs at a boundary of the guy element AS.
  • a field control element FS is applied to the guy element AS and the outer periphery of the cable OC, which encloses the transition UE of the guy element to the outer periphery of the cable.
  • the field control element FS is designed as an electrically conductive layer which is positively applied to the outer circumference of the cable OC and the guy element AS. This creates a closed system in which discontinuities, which particularly favor partial discharges, are avoided at the UE transition.
  • the field control element FS has a specific conductivity in the range from 10 2 to 10 10 ⁇ cm.
  • FIG. 2 shows an illustration of an optical cable installed along a high-voltage overhead line.
  • cable OC is designed as a fully dielectric, self-supporting aerial cable (ADSS cable).
  • the guy element AS is designed in the form of a guy spiral, which surrounds the cable OC in a helical manner in the longitudinal direction of the cable.
  • the cable arrangement with the optical cable OC and the guy spiral AS is arranged in the field area FB of a high-voltage overhead line.
  • the power transmission line points a plurality of phase ropes, of which only one phase rope PS is shown as an example in FIG.
  • the cable arrangement is fastened via the guy spiral AS to the high-voltage pylon HM, which is grounded and is therefore connected to ground potential M.
  • the tensioning spiral AS is also earthed.
  • the field control element FS is produced with the aid of a filling body FK, which encloses the arrangement of optical cable OC and guy spiral AS in such a way that the transition UE is enclosed by the filling body FK.
  • a material in the liquid state can be filled into the filling body FK via the opening OE.
  • a material MA is filled into the packing FK in the form of a 2-component material. Silicon carbide, metal oxide, intrinsically conductive polymers, organic antistatic agents and / or carbon black are added to one of the components of the material MA. After the filling body FK has been poured out with the material MA, it is cured with heat, moisture or UV radiation. For this purpose, the filling body FK is designed in a suitable manner. Finally, after the material MA has fully hardened, the packing FK is removed.
  • FIG. 4 shows a schematic cross section through the arrangement comprising the packing FK and the cable OC.
  • the filling body FK in the form of a filling cylinder is designed to be foldable on the hinge S.
  • the filling cylinder FK can be folded apart in both circumferential directions UI and U2.
  • the sealing lips DL are used to seal the filling cylinder.
  • the cable OC has a cable sheath KM and a cable core KS, the cable core KS being filled with a weakly electrically conductive material.
  • the cable core KS preferably has a specific guide between 10 5 and 10 10 ⁇ cm.
  • the optical fibers LW of the optical cable OC are arranged inside the cable core KS.
  • a completely cast field control element FS according to FIG. 1 can be produced, which in the form of an electrically conductive layer surrounds the outer circumference of the cable OC and the guy spiral AS in a form-fitting manner.
  • partial discharges due to high potential differences and discontinuous field profiles at the transition UE of the cable arrangement are effectively inhibited.
  • the service life of the OC cable is effectively extended.

Landscapes

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Abstract

Eine Kabelanordnung weist ein optisches Kabel (OC) und ein Abspannelement (AS) zur Abspannung des optischen Kabels (OC) in einem elektrischen Feldbereich (FB) auf, das entlang einer Teillänge des Kabels (OC) auf dessen äusseren Umfang aufgebracht ist. Ein schichtförmiges Feldsteuerelement (FS) aus 2-Komponenten-Material, das auf das Abspannelement (AS) und den äusseren Umfang des Kabels (OC) aufgebracht ist, umschliesst den in Längsrichtung des Kabels vorhandenen Übergang (UE) des Abspannelements zum äusserem Umfang des Kabels an der Begrenzung des Abspannelements (AS). Dadurch werden elektrische Teilentladungen insbesondere an dem Übergang (UE) reduziert und damit die Lebensdauer des Kabels (OC) verlängert.

Description

Beschreibung
Kabelanordnung mit einem optischen Kabel und einem Abspannelement sowie Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung einer Kabelanordnung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kabelanordnung mit einem optischen Kabel und einem Abspannelement zur Abspannung des optischen Kabels in einem elektrischen Feldbereich, das entlang einer Teillänge des Kabels auf dessen äußeren Umfang aufgebracht ist, sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Kabelanordnung, die ein optisches Kabel und ein Abspannelement zur Abspannung des optisches Kabels aufweist .
Zur Übertragung elektrischer Energie über weite Strecken und in großen Mengen werden üblicherweise Hochspannungsfreileitungen eingesetzt. Beispielsweise in Deutschland sind Spannungsebenen in der Höchstspannungsebene von 220 kV oder 400 kV Effektivspannung bekannt. In Industrieländern besteht bezüglich derartiger Freileitungsnetze eine gute Infrastruktur. Es findet daher oftmals Anwendung, Lichtwellenleiter-Kabel zur Datenübertragung in die bestehenden Freileitungstrassen zu integrieren.
Zur Installation der optischen Kabel sind im allgemeinen nur geringe bauliche Maßnahmen erforderlich, während zugleich große Entfernungen überbrückbar sind. Beispielsweise können selbsttragende optische Kabel, welche zum Aufhängen an Masten in bestehenden Freileitungstrassen für Hochspannungsfreileitungen geeignet sind, im Feldbereich zwischen den Phasenseilen zur Übertragung elektrischer Energie und dem Erdboden aufgehängt werden. Derartige Kabel sind insbesondere als volldielektrische selbsttragende optische Luftkabel bekannt und werden auch als ADSS (All Dielectric Seif-Supporting) -
Kabel bezeichnet. ADSS-Kabel sind besonders gut zur Integration in Hochspannungstrassen geeignet, da sie wegen ihres ge- ringen Gewichts die Hochspannungsmasten nur geringfügig belasten.
Besonders in Höchstspannungsnetzen führt das im normalen Be- trieb der Leitung bestehende, hohe Potential zu einem starken elektrischen Feld zwischen Phasenseilen und Erde sowie zwischen Phasenseilen und Mast. Werden optische Kabel, welche üblicherweise metallfrei und im wesentlichen nicht leitend sind, in das bestehende, elektrische Feld eingebracht, so führen die Streukapazitäten zwischen Phasenseilen, Kabel, Erde und geerdetem Mast dazu, daß die optischen Kabel auf ein elektrisches Potential aufgeladen werden. Da es im allgemeinen nicht wünschenswert ist, zur Montage optischer Kabel in Hochspannungstrassen die betreffende Freileitung freizuschal- ten und zu erden, ist es zur Vermeidung einer Gefährdung von Montagepersonal erforderlich, die optischen Kabel am Mast zu erden. Dies führt jedoch dazu, daß sich entlang der Kabeloberfläche eine Spannungsverteilung einstellt, welche in der Mitte zwischen zwei Masten ihr Maximum hat und an den Er- dungssteilen am Mast ein Minimum. Hierdurch kommt es zu Oberflächenentladungen in Längsrichtung des Kabelmantels sowie zu Kriechströmen entlang des Kabelmantels, welche zu einer schnelleren Alterung des Kabelmantel-Materials beitragen.
Zur Abspannung eines optischen Kabels in einem elektrischen
Feldbereich beispielsweise einer Hochspannungsfreileitung ist im allgemeinen entlang einer Teillänge des Kabels auf dessen äußeren Umfang ein Abspannelement beispielsweise in Form einer Abspannspirale aufgebracht. Besonders hohe Spannungsab- fälle treten dabei an dem in Längsrichtung des Kabels entstehenden Übergang des Abspannelements zum äußeren Umfang des Kabels am Ende des Abspannelements auf. Zudem ist am Übergang des Abspannelements zum äußeren Umfang des Kabels die Bildung von Teilentladungen durch eine unstetige Feldverteilung be- günstigt. Diese Teilentladungen können insbesondere den Kabelmantel zerstören und zur Alterung beitragen. Aus EP 0 214 480 Bl ist eine derartige Kabelanordnung für Hochspannungsfreileitungen mit einem metallfreien selbsttragenden optischen Kabel mit einer Kabelseele und einem die Kabelseele umgebenden Kabelmantel bekannt, wobei die Kabelseele schwach elektrisch leitend ausgebildet ist. Dadurch wird eine interne Kabelfeldsteuerung erreicht, die insbesondere für Raumpotentiale bis 20 kV (entspricht im allgemeinen dem Feldbereich von Freileitungen bis 220 kV Phasenspannung) ausreichend ist. Bei einer Installation in höheren Spannungsebenen reicht diese interne Kabelfeldsteuerung meist nicht mehr aus. Die kapazitive Kopplung zwischen der halbleitenden Kabelseele und den als Befestigungs- und ErdungsVorrichtung am Mast vorgesehenen Abspannspiralen kann dazu führen, daß im dortigen Bereich höchster Feldstärke zudem innere Teilentladungen im Kabelmantel entstehen, welche zu Durchschlägen führen können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Kabel - anordnung mit einem optischen Kabel und einem Abspannelement der eingangs genannten Art anzugeben, mit der insbesondere bei einer Installation des Kabels in elektrischen Feldbereichen mit vergleichsweise hohen Feldstärken eine hohe Lebensdauer des Kabels erzielbar ist.
Außerdem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor- richtung und ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen
Kabelanordnung anzugeben.
Die Aufgabe betreffend die Kabelanordnung wird gelöst durch eine Kabelanordnung gemäß Patentanspruch 1.
Durch das Vorsehen eines erfindungsgemäßen Feldsteuerelements, das auf das Abspannelement und den äußeren Umfang des Kabels aufgebracht ist und den Übergang des Abspannelements zum äußeren Umfang des Kabels umschließt, wird am Übergang des Abspannelements zum äußeren Umfang des Kabels die Bildung von Teilentladungen durch Feldsteuerung beziehungsweise Feld- abschwächung an der Übergangsstelle gehemmt. Dadurch wird die Lebensdauer des Kabels, insbesondere die Beständigkeit des Kabelmantels wirksam verlängert.
Das Feldsteuerelement ist als elektrisch leitfähige Schicht ausgebildet, die auf den äußeren Umfang des Kabels und das Abspannelement formschlüssig aufgebracht ist. Dadurch entsteht ein lückenloser Verband zwischen dem äußeren Umfang des Kabels, dem Abspannelement und dem Feldsteuerelement, insbesondere an der Übergangsstelle am Ende des Abspannelements zum äußeren Umfang des Kabels.
Die elektrisch leitfähige Schicht wird durch ein montagefreundliches 2 -Komponenten-Material gebildet, das im flüssigen Zustand auf den äußeren Umfang des Kabels und das Abspan- nelement aufgebracht wird. Das 2-Komponenten-Material hat dabei beispielsweise selbstaushärtende Eigenschaft, oder es ist durch Wärme, Feuchte oder UV-Strahlung aushärtbar.
Einem solchen Basismaterial werden zur Erzielung der gefor- derten spezifischen Leitfähigkeit und Materialeigenschaften beispielsweise Siliziumkarbid, Metalloxid, intrinsisch leitfähige Polymere, organische Antistatika und/oder Ruß beigemischt. Bei Verwendung eines 2-Komponenten-Materials wird eines oder mehrere der genannten Materialien beispielsweise in eine Komponente des Basismaterials eingemischt, so daß im ausgehärteten Zustand die geforderte Materialeigenschaft gegeben ist .
Die erfindungsgemäße Kabelanordnung ist insbesondere vorteil- haft einsetzbar, wenn das optische Kabel im elektrischen
Feldbereich von Phasenseilen einer Hochspannungsfreileitung zu installieren ist. Hier treten vergleichsweise hohe Feldstärken auf, wodurch die Bildung von Teilentladungen am Kabelmantel insbesondere an unstetigen Stellen der Kabelanord- nung begünstigt ist. Besonders hohe Spannungsabfälle und
Feldstärken treten auf, wenn das Abspannelement geerdet ist. Das Feldsteuerelement weist vorteilhaft eine spezifische Leitfähigkeit zwischen 102 und 1010 Ωcm auf.
Das Abspannelement ist beispielsweise als Abspannspirale ausgebildet, die das Kabel in Längsrichtung des Kabels schraubenförmig umgibt. Insbesondere zum Zwecke der Integration des optischen Kabels in eine bestehende Freileitungstrasse ist das optische Kabel vorzugsweise als voll dielektrisches selbst tragendes Luftkabel ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform des Kabels weist dieses einen Kabelmantel und eine Kabelseele auf, wobei die Kabelseele schwach elektrisch leitend ausgebildet ist. Damit wird insbesondere zusätzlich einem weiteren bekannten Alterungsmecha- nismus von optischen Kabeln, die in elektrischen Feldbereichen installiert sind, entgegengewirkt, der durch Verschmutzungen und Feuchtigkeit auf der Manteloberfläche bedingt ist. Dabei kann es aufgrund von verschiedenen Oberflächenleitfähigkeiten von trockenen und feuchten Zonen des Kabelmantels zu Oberflächenentladungen mit Beschädigungen der Manteloberfläche kommen, insbesondere wenn die elektrische Feldstärke in den trockenen Zonen die Durchschlagfeldstärke übersteigt. Mittels der kabelinternen Feldsteuerung wird über den Übergangsbereich des Abspannelements zum äußeren Umfang des Ka- bels hinaus dem als sogenanntes Dry-Band-Areing bekannten Alterungsmechanismus entgegengewirkt .
Die Aufgabe bezüglich der Vorrichtung wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer Kabelanordnung gemäß Pa- tentanspruch 10, wobei die Kabelanordnung ein optisches Kabel und ein Abspannelement zur Abspannung des optischen Kabels, das entlang einer Teillänge des Kabels auf dessen äußeren Umfang aufgebracht ist, aufweist, mit einem Füllkörper, der das Abspannelement und den äußeren Umfang des Kabels umschließt und in den ein Material in flüssigem Zustand einfüllbar ist. Die Aufgabe betreffend das Verfahren wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kabelanordnung gemäß Patentanspruch 14.
Mit Hilfe des Füllkörpers ist eine elektrisch leitfähige Schicht herstellbar, die auf den äußeren Umfang des Kabels und das Abspannelement formschlüssig aufgebracht wird. Der Füllkörper wird dazu mit einem Material im flüssigen Zustand ausgegossen und, nachdem das Material ausgehärtet ist, wieder entfernt. Dadurch entsteht ein vollständig ausgegossenes
Feldsteuerelement. Zur Aushärtung des Materials ist der Füllkörper vorteilhaft derart ausgebildet, daß das Material durch Wärme, Feuchte oder UV-Strahlung ausgehärtet werden kann.
In einer vorteilhaften Ausfuhrungsform des Füllkörpers ist dieser als Füllzylinder ausgebildet. Zur Anbringung des Füllkörpers beziehungsweise Füllzylinders ist es vorteilhaft, daß dieser klappbar gestaltet ist. Durch den Klappmechanismus ist zudem eine leichte Entfernung des Füllkörpers nach dem Aus- gießen beziehungsweise Aushärten ermöglicht.
Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet .
Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren, die Ausführungsbeispiele darstellen, näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Längsdarstellung einer erfin- dungsgemäßen Kabelanordnung,
Figur 2 eine Darstellung eines entlang einer Hochspannungsfreileitung installierten optischen Kabels,
Figur 3 eine schematische Darstellung bezüglich der Herstellung einer erfindungsgemäßen Kabelanordnung, Figur 4 einen Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Kabelanordnung.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausfüh- rungsform einer erfindungsgemäßen Kabelanordnung, die ein optisches Kabel OC und ein Abspannelement AS zur Abspannung des optischen Kabels OC aufweist. Das Abspannelement AS ist entlang einer Teillänge des Kabels OC auf dessen äußeren Umfang aufgebracht. Dabei entsteht in Längsrichtung des Kabels OC entlang der Längsachse LA ein Übergang UE des Abspannelements AS zum äußeren Umfang des Kabels OC an einer Begrenzung des Abspannelements AS. Auf das Abspannelement AS und den äußeren Umfang des Kabels OC ist ein Feldsteuerelement FS aufgebracht, das den Übergang UE des Abspannelements zum äußeren Umfang des Kabels umschließt. Das Feldsteuerelement FS ist dabei als elektrisch leitfähige Schicht ausgebildet, die auf den äußeren Umfang des Kabels OC und das Abspannelement AS formschlüssig aufgebracht ist. Dadurch entsteht ein geschlossenes System, bei dem Unstetigkeiten, die insbesondere Tei- lentladungen begünstigen, am Übergang UE vermieden werden.
Dadurch kommt es bei Abspannung des Kabels OC in einem elektrischen Feldbereich zu einer geringeren elektrischen Belastung des Kabelmantels, wodurch die Lebensdauer des Kabelmantels und damit des Kabels insgesamt verlängert wird. Zum Zwecke einer geeigneten Feldsteuerung weist das Feldsteuerelement FS eine spezifische Leitfähigkeit in dem Bereich von 102 bis 1010 Ωcm auf.
In Figur 2 ist eine Darstellung eines entlang einer Hochspan- nungsfreileitung installierten optischen Kabels gezeigt. Das
Kabel OC ist in dieser Ausführungsform als volldielektrisches selbsttragendes Luftkabel (ADSS-Kabel) ausgebildet. Das Abspannelement AS ist in Form einer Abspannspirale ausgebildet, die das Kabel OC in Längsrichtung des Kabels schraubenförmig umgibt. Die Kabelanordnung mit dem optischen Kabel OC und der Abspannspirale AS ist im Feldbereich FB einer Hochspannungsfreileitung angeordnet. Die Hochspannungsfreileitung weist mehrere Phasenseile auf, von denen in Figur 2 nur ein Phasenseil PS beispielhaft dargestellt ist. Die Kabelanordnung ist über die Abspannspirale AS an dem Hochspannungsmast HM befestigt, der geerdet ist und damit an Massepotential M anliegt. Damit ist auch die Abspannspirale AS geerdet.
Anhand Figur 3 wird die Herstellung einer erfindungsgemäßen Kabelanordnung mit dem Feldsteuerelement FS näher erläutert .
Das Feldsteuerelement FS wird mit Hilfe eines Füllkδrpers FK hergestellt, der die Anordnung aus optischem Kabel OC und Abspannspirale AS derart umschließt, daß der Übergang UE vom Füllkörper FK eingeschlossen wird. Über die Öffnung OE ist ein Material in flüssigem Zustand in den Füllkörper FK ein- füllbar.
Im nächsten Schritt wird ein Material MA in Form eines 2- Komponenten-Materials in den Füllkörper FK eingefüllt. Einer der Komponenten des Materials MA sind dabei Siliziumkarbid, Metalloxid, intrinsisch leitfähige Polymere, organische Anti- statika und/oder Ruß beigemischt. Nachdem der Füllkδrper FK mit dem Material MA ausgegossen ist, wird dieses mit Wärme, Feuchte oder UV-Strahlung ausgehärtet. Dazu ist der Füllkörper FK in geeigneter Weise ausgebildet. Schließlich wird nach vollständiger Aushärtung des Materials MA der Füllkörper FK entfernt .
Figur 4 zeigt einen schematischen Querschnitt durch die Anordnung umfassend den Füllkörper FK und das Kabel OC. Der Füllkörper FK in Form eines Füllzylinders ist an dem Scharnier S klappbar ausgeführt. Der Füllzylinder FK kann in beide Umfangsrichtungen UI und U2 auseinander geklappt werden. Die Dichtungslippen DL dienen zur Abdichtung des Füllzylinders. Das Kabel OC weist in dieser Ausfuhrungsform einen Kabelman- tel KM und eine Kabelseele KS auf, wobei die Kabelseele KS mit einem schwach elektrisch leitenden Material gefüllt ist. Die Kabelseele KS weist vorzugsweise eine spezifische Leitfä- higkeit zwischen 105 und 1010 Ωcm auf. Im Inneren der Kabelseele KS sind die Lichtwellenleiter LW des optischen Kabels OC angeordnet .
Mit Hilfe des Füllzylinders FK kann also ein vollständig ausgegossenes Feldsteuerelement FS gemäß Figur 1 hergestellt werden, das in Form einer elektrisch leitfähigen Schicht den äußeren Umfang des Kabels OC und die Abspannspirale AS formschlüssig umgibt. Dadurch werden Teilentladungen infolge ho- her Potentialdifferenzen und unstetiger Feldverläufe am Übergang UE der Kabelanordnung wirksam gehemmt . Durch eine geringere Beanspruchung des Kabelmantels wird die Lebensdauer des Kabels OC wirksam verlängert.

Claims

Patentansprüche
1. Kabelanordnung mit einem optischen Kabel (OC) , mit einem Abspannelement (AS) zur Abspannung des optischen Kabels (OC) in einem elektrischen Feldbereich (FB) , das entlang einer Teillänge des Kabels (OC) auf dessen äußeren Umfang aufgebracht ist, bei der in Längsrichtung des Kabels ein Übergang (UE) des Abspannelements zum äußeren Umfang des Kabels an einer Begrenzung des Abspannelements (AS) gegeben ist, mit ei- nem Feldsteuerelement (FS) , das auf das Abspannelement (AS) und den äußeren Umfang des Kabels (OC) aufgebracht ist und den Übergang (UE) des Abspannelements zum äußeren Umfang des Kabels umschließt, bei der das Feldsteuerelement (FS) als elektrisch leitfähige Schicht ausgebildet ist, die auf den äußeren Umfang des Kabels (OC) und das Abspannelement (AS) formschlüssig aufgebracht ist und durch ein 2-Komponenten- Material (MA) gebildet ist.
2. Kabelanordnung 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 das Feldsteuerelement (FS) eine spezifische Leitfähigkeit zwischen 102 und 1010 Ωcm aufweist.
3. Kabelanordnung nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schicht (FS) Siliziumcarbit , Metalloxid, intrinsisch leitfähige Polymere, organische Antistatika und/oder Ruß enthält.
4. Kabelanordnung 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 das 2 -Komponenten-Material (MA) durch Wärme, Feuchte oder UV- Strahlung aushärtbar ist.
5. Kabel anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kabel (OC) als volldieelektriscb.es, selbsttragendes Luftkabel ausgebildet ist.
6. Kabelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Abspannelement (AS) als Abspannspirale ausgebildet ist, die das Kabel (OC) in Längsrichtung des Kabels schraubenförmig umgibt .
7. Kabelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kabel (OC) einen Kabelmantel (KM) und eine Kabelseele (KS) aufweist, wobei die Kabelseele (KS) schwach elektrisch leitend ausgebildet ist.
8. Kabelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Kabel (OC) im Feldbereich (FB) von Phasenseilen (PS) einer Hochspannungsfreileitung angeordnet ist.
9. Kabelanordnung nach Anspruch 8 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Abspannelement (AS) geerdet ist.
10. Vorrichtung zur Herstellung einer Kabelanordnung, die ein optisches Kabel (OC) und ein Abspannelement (AS) zur Abspannung des optischen Kabels (OC) , das entlang einer Teillänge des Kabels (OC) auf dessen äußeren Umfang aufgebracht ist, aufweist, mit einem Füllkörper (FK) , der das Abspannelement (AS) und den äußeren Umfang des Kabels (OC) umschließt und in den ein Material (MA) in flüssigem Zustand einfüllbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Füllkörper (FK) derart ausgebildet ist, daß das Material
(MA) durch Wärme, Feuchte oder UV-Strahlung aushärtbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Füllkδrper (FK) als Füllzylinder ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Füllkörper (FK) klappbar ausgebildet ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer Kabelanordnung, die ein optisches Kabel (OC) und ein Abspannelement (AS) zur Abspannung des optischen Kabels (OC) , das entlang einer Teillänge des Kabels (OC) auf dessen äußeren Umfang aufgebracht ist, aufweist, bei dem ein Füllkörper (FK) , der das Abspannelement
(AS) und den äußeren Umfang des Kabels (OC) umschließt, mit einem Material in flüssigem Zustand ausgegossen und nach Aushärtung des Materials entfernt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß Siliziumcarbit, Metalloxid, intrinsisch leitfähige Polymere, organische Antistatika und/oder Ruß in eine Komponente des Materials eingemischt wird.
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