DE7837057U1 - Kunststoff isoliertes Unterwasserkabel - Google Patents

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

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12. Dez. 1978

Kunststoffisoliertes Unterwasserkabel

Die vorliegende Neuerung betrifft ein aus mindestens zwei durch eine Verbindungsmuffe verbundene Kabellängen bestehendes kunststoffisoliertes elektrisches Unterwasserkabel, insbesondere Hochspannungskabel, mit einem nach außen feuchtigkeitsdichten Abschluß.

In der Hochspannungskabel-Technik werden für Spannungen von 110 kV für die Verbindungsmuffen von polyäthylenisolierten Kabeln selbstverschweißende oder selbstverklebende Kunststoffbänder verwendet, die an der Verbindungsstelle aufgebracht werden. Den äußeren Schutz solcher gewickelter Muffen übernimmt dann in der Regel ein dickwandiger Schrumpfschlauch, max kann aber auch so vorgehen, daß die gewickelte Muffe von einen mit Gießharz gefüllten Gehäuse umschlossen wird. Da diese Verbindungen nach der Verlegung des Kabels am Montageort erstellt werden, erfährt die Verbindungsmuffe praktisch keine mechanischen Beanspruchungen, wie sie insbesondere bei der Verlegung selbst auftreten können. Da die Verlegetiefe solcher

kunststoffisolierter Kabel selten mehr ala ein Meter beträgt, erfordert die auf dem Muffenkörper lastende Wassersäule keine besonderen Abdichtprobleme.

Dies ändert sich jedoch sofort, sobald kunststoffisolierte Kabel als Unterwasserkabel eingesetzt werden sollen, wo die Muffenverbindungen bereits vor der Verlegung des Kabels fertiggestellt sein müssen. In diesem Fall nämlich wirken die bei der Verlegung auftretenden mechanischen Kräfte nicht nur auf die Kabel! Snge selbst, sondern auch auf dr.e Verbindungsstelle, so daß, insbesondere wenn der sonstige mechanische Aufbau eines '; Unterwasserkabels berücksichtigt wird, erhebliche Kräfte auf , die Verbindungsstelle einwirken. Hinzu kommt, daß die Verlegung ψ am Meeresboden hohe Außendrücke bewirkt, die an jeder Stelle, >,. insbesondere auch an der Muffenverbindung zu Schwierigkeiten > bei der Abdichtung gegen eindringendes Wasser führen. Da die _v Muffe, wie bereits ausgeführt, vor der Verlegung des Kabels ■ fertiggestellt sein muß, die Muffe also gleichzeitig mit der Kabellänge aufgetrommelt, abgewickelt und zur Verlegung gebracht il wird, ist es aus rein wickeltechnischen Problemen erforderlich, ^!'\ daß die Muffe in ihren Abmessungen den Außendurchmesser des ■ Kabels möglichst nur um ein weniges überschreitet und die Muffe 'A ausreichend flexibel ist, um beim Auf- und Abtrommeln nicht be- I schädigt zu werden. ]

Der Neuerung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, bei einer Kabellänge mit eingespleister Muffe einen solchen Aufbau zu treffen, daß das Kabel ohne Schwierigkeiten für die Verbindungsstelle verlegt und betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß der Neuerung dadurch gelöst, daß der feuchtigkeitsdichte Abschluß im Bereich der Verbindungsmuffe mindestens aus einem kleberbeschichteten Schrumpfschlauch besteht, der sit der Jeweils überdeckten Schicht durch eine Bewicklung aus selbstverschweißenden oder selbstverklebenden Kunststoffbändern verbunden ist. Eine solche Maßnahme führt zu einer Wasserdichtigkeit auch bei großen Wasserdrücken. Die

Muffe selbst, die in ihren äußeren Abmessungen nur ein wenig Ii
größer als der Kabeldurchmesser ist, ist soweit biegbar, daß

;; auch die Verlegung auf See ohne Schwierigkeiten durchgeführt

werden kann.

'; 5 In Weiterführung der Neuerung hat es sich als besonders vor-

teilhaft erwiesen, wenn der feuchtigkeitsdichte Abschluß aus

„ mehreren schichtweise übereinander angeordneten Schrumpf-

: !schläuchen besteht, die mit den vorhandenen zumindest teil-

weise über eine Bewicklung aus selbstverschweißenden und/oder \ 10 selbstverklebenden Bändern verbunden sind. Hieraus ergibt sich

eine besonders dichte und auch für extreme Druckbelastungen : mechanisch feste Verbindung der Kabellängen.

':. Jede Verbindungsstelle längs einer Kabellänge bedeutet in jedem

! Fall eine Schwachstelle. Für die Unterwasserverlegung ist es

deshalb unbedingt erforderlich, daß die Verbindungsstelle ; mindestens den gleichen äußeren mechanischen Schutz wie das

Kabel aufweist. Hinzu kommt, daß sich beim Verlegen des Kabels die Verbindungsstelle dem Verlegeradius anpassen muß, ein Knicken des Kabels im Bereich der Verbindungsstelle ist auf ■", 20 jeden Fall zu vermeiden. Aus diesem Grunde hat es sich in |; Durchführung der Neuerung als zweckmäßig erwiesen, den feuchtig-

~ keitsdichten Abschluß an der Verbindungsstelle durch einen rohrförmigen Knickschutz gegen äußere Kräfte zu bewehren. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn der Knickschutz so ausgebildet ist, daß er gleichzeitig zur Aufnahme der Enden der Bewehrungsdrähte der verbundenen Einzelkabellängen dient. Auf diese Weise ist es möglich, in der äußeren Bewehrung des Kabels auftretende Längskräfte bei der Verlegung und auch im Betrieb mit der Muffe aufzunehmen.

Die Neuerung sei anhand der in den Fig. 1 bis 2 dargestellten Ausführungsbeispiele eines kunststoffisolierten Untenrasser-Hochspannungskabels näher erläutert.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist zunächst der elektrische Teil der Verbindungsstelle 1 zweier Kabellängen in üblicher

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Weise ausgebildet, die Isolierung 2 des Leiters 3 ist dabei im Bereich der Verbindungsstelle so gewählt, daß sie der im Kabel befindlichen entspricht. Nach Aufbringen der äußeren Feldbegrenzung k und einer Schutzlage 5 zur Verhinderung einer Wasser-Dampf-Diffusion wird die Muffe gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet. Hierzu dient ein sich über die gesagte Muffe erstreckender dickwandiger Schrumpfschlauch 6, vorzugsweise aus einem vernetzten Polyäthylen, der im Dichtbereich kleberbeschichtet ist und auf beiden Seiten der Muffe mit dem Kabelmantel 7 verklebt ist. Diese Abdichtung allein reicht jedoch für den Schutz bei einer Unterwasserverlegung nicht aus, so daß zunächst vor dem Verkleben des Schrumpfschlauches 6 bereits im Bereich des abgesetzten Kabelmantels 7 ein Wickel 8 aus einem selbstverschweißenden Kunststoffband aufgebracht ist. Anschließend wird der Schrumpfschlauch 6 auf die Muffe 1 aufgeschrumpft und mit dem Kabelaußenmantel 7 verklebt. Das Ende des SchrumpfSchlauches 6 wird abgeschrägt und mit einem Wickel 9 aus einem selbstverschweißenden Band überwickelt.

Über die so ausgebildete Verbindungsstelle wird dann ein

weiterer kleberbeschichteter Schrumpfschlauch 10 aufgebracht, dessen Enden wiederum von einem Wickel 11 aus einem selbstverschweißenden oder selbstverklebenden Band überdeckt sind- Als Abschluß und gleichzeitig mechanischer Schutz nach außen dient eine Bewicklung 12 aus einigen Lagen eines Bandes auf der Basis PolyvinylChlorid.

Eine solche Muffenverbindung bewirkt lediglich eine relativ kleine Vergrößerung des Kabeldurchmessers, die Dichtungselemente können Dehnungsbewegungen des Kabelaufbaus feigen. Durch hohen Wasserdruck von außen wird die Wirkung der Dichtungselemente noch verbessert, da diese durch den herrschenden Druck weiter zusammengepreßt werden. Durch einen äußeren Schaden möglicherweise eindringende Feuchtigkeit muß nacheinander eine Anzahl von Dicht stücken überwinden, um an das Muffeninnere zu gelangen. Die Muffe selbst ist ausreichend flexibel, sie kann zusammen mit dem Kabel für die üblichen Beanspruchungen gebogen werden.

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Für den weiteren Aufbau einer Muffe nach der Neuerung ist es erforderlich, daß die das Kabel schützende Bewehrung auch über die Muffenverbindung erstreckt werden kann. Hierzu dient, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, ein sogenannter Knickschutz I3, der gleichzeitig die Aufnahme und Verbindung der äußeren Bewehrungsdrähte lk ermöglicht. Der Knickschutz ist vorteilhaft als Rohr ausgebildet, das in der Mitte eine Aussparung 15 aufweist. In den beiden dickwandigen Teilen l6 sind Längsbohrungen 17 zur Aufnahme der Bewehrungsdrähte Ik angebracht. Vorzugsweise besteht der Knickschutz I3 aus einem Nichteisenmetall, wie die Bewehrungsdrähte auch, um Korrosionserscheinungen zu vermeiden.

Die Montage des Knickschutzes erfolgt vorteilhaft in der Wsise, daß das Rohr zunächst in die Mitte der Verbindungsstelle gebracht und auf jeder Seite mit Abstandshaltern l8 zentriert wird. Die Enden des Rohres werden dann mit einer plastischen Masse 19 abgedichtet und der Hohlraum 20 durch die Bohrungen 21 mit einem Gießharz, vorzugsweise auf Basis Polyurethan, ausgefüllt.

Nach dem Aushärten des Gießharzes werden die vor der Montage zurückgebogenen Bewehrungsdrähte Ik wieder auf die Kabelfläche aufgelegt und dort mit je einem Drahtbund 22 festgelegt. Anschließend werden die Bewehrungsdrähte einzeln in die Bohrungen 17 des Knickschutzes eingeführt und jeweils zwei Drähte durch eine Preß- oder Löthülse 23 geschoben. Mittels einer hydraulisch zu betätigenden Spannvorrichtung 2k werden dann die Drähte gespannt und unter dieser Vorspannung die Lot- oder Preßhülse 23 mit einem Spezialwerkzeug bekannter Art verpreßt bzw. bei Verwendung von Löthülsen die Hülse verlötet.

Bei der Verwendung von Preßhülsen ist darauf zu achten, daß die mit der Spannvorrichtung erzeugte Vorspannung größer ist al· bei der Verwendung von Löthülsen, weil beim Preßvorgang selbst eine Längung der Preßhülse in axialer Richtung stattfindet und dadurch die Vorspannung zum großen Teil wieder ab-

gebaut wird. Das Drahtbund 22 kann gegebenenfalls auch durch eine Schlauchschelle ersetzt werden. Durch wiederholtes Lösen der Schlauchschelle und anschließendes Wiederbefestigen kann nämlich auf einfache Weise festgestellt werden, ob die Vorspannung einzelner Drähte nicht zu groß gewählt war. Die Größe der Vorspannung nach Fertigstellung der Verbindungen der Bewehrungsdrähte soll so gering wie möglich sein, um Staucheffekte in der Muffe zu vermeiden, allerdings ist es erforderlich, daß die Schirmdrähte stets in gespanntem Zustand vorliegen.

Sind alle Bewehrungsdrähte mit den vorgesehenen Verbindungselementen verbunden, so wird die Aussparung 15 z. E. mit einer spachtelförmigen Gießharzinasss ausgefüllt. Nach dem Aushärten des Gießharzes kann dann die gesamte Muffe mit einem Schrumpfschlauch 25 geschützt werden, darüber kommt eine Bitumenspülung und eine Bewicklung 26 mit einer bituminierten Jute.

Claims (4)

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft 1 1649 12. Dez. 1978 Schutzansprüche

1. Aus mindestens zwei durch eine Verbindungsmuffe verbundene Kabellängen bestehendes kunststoffisoliertes elektrisches Unterwasserkabel, insbesondere Hochspannungskabel, mit einem nach außen feuchtigkeitsdichten Abschluß, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchtigkeitsdichte Abschluß im Bereich der Verbindungsmuffe mindestens aus einem kleberbeschichteten Schrumpfschlauch besteht, der mit der jeweils überdeckten Schicht durch eine Bewicklung aus selbstverschweißenden und/oder selbstverklebenden Kunststoffbändern verbunden ist.

2. Kabellänge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der feuchtigkeitsdichte Abschluß aus mehreren schichtweise übereinander angeordneten Schrumpf schlauchen besteht, die mit dem vorhergehenden zumindest teilweise über eine Bewicklung aus selbstverschweißenden und/oder -verklebenden Bändern verbunden sind.

3· Kabellänge nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, dafl der feuchtigkeitsdichte Abschluß an der Verbindungsstelle durch einen rohrförmigen Knickschutz gegen äußere mechanische Kräfte bewehrt ist»

4. Kabellänge nach Anspruch 3» dadurch gekennzei chnet, daß der Knickschutz gleichzeitig zur Aufnahme der Enden der Bewehrungsdrähte der verbundenen Einzelkabellängen dient.