Höfner, Roland (Breiter Baum 23 Küps, D-96328, DE)
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Postfach 22 16 34 München, D-80506, DE)
| 1. | Lichtwellenleiteranordnung (1) mit einem Lichtwellenleiter (12) zur Übertragung von Information über eine elektrische Potentialdifferenz hinweg, wobei der Lichtwellenleiter (12) innerhalb einer flexiblen isolierenden Hülle (4) angeordnet ist, die zumindest auf einem Teilstück umlaufende Schirme (5) aus einem Isoliermaterial (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schirme (5) unmittelbar auf einen Mantel (9) aus einem glas faserverstärkten Kunststoff aufgebracht sind, welcher Mantel (9) den Lichtwellenleiter (12) aufnimmt. |
| 2. | Lichtwellenleiteranordnung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtwellenleiter (12) zusätzlich mit einer Aderhülle (10) ummantelt ist. |
| 3. | Lichtwellenleiteranordnung (1) 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 mehrere Lichtwellenleiter (12) in der Aderhülle (10) zusammengefaßt sind. |
| 4. | Lichtwellenleiteranordnung (1) 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 der Man tel (9) mehrere Aderhüllen (10) aufnimmt. |
| 5. | Lichtwellenleiteranordnung (1) 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 eine auf den Mantel (9) aufgepreßte Anschlußarmatur (7) vorgesehen ist. |
Eine derartige Lichtwellenleiteranordnung wird z. B. in der DE 197 32 489 A1 vorgeschlagen und ermöglicht gegenüber der Verlegung eines Lichtwellenleiters im Inneren eines starren Isolierstützers auch den nachträglichen Einbau an verschie- densten Stellen einer Hochspannungsanlage. Die Verlegung ei- ner Lichtwellenleiteranordnung in einem starren Isolierstüt- zer ist beispielsweise aus der EP 0 146 845 A2 oder der EP 0 265 737 A1 bekannt.
Durch die Flexibilität der Lichtwellenleiteranordnung werden Dehnungen, Bewegungen, Erschütterungen und ähnliche mechani- sche Belastungen abgefangen. Zudem ist auch die Führung der Lichtwellenleiteranordnung an Hindernissen vorbei in einfa- cher Weise möglich.
Um den Lichtwellenleiter vor Zugkräften zu schützen, die bei- spielsweise durch Gewichtskräfte auf die Lichtwellenleiteran- ordnung hervorgerufen werden, ist aus der DE 197 32 489 Al weiter bekannt, parallel zu den Lichtwellenleitern zugfeste Stabilisierungselemente beispielsweise in Form von GFK-Stan- gen vorzusehen, die von der Hülle umgeben sind. GFK ist dabei die Abkürzung für einen mit Glasfasern verstärkten Kunst- stoff.
Nachteiligerweise ist das Einbringen der Stabilisierungsele- mente in die Lichtwellenleiteranordnung mit einem erheblichen
Aufwand verbunden. Sowohl zum Einbringen der Stabilisierungs- elemente in einen üblicherweise vorhandenen Mantel, welcher den Lichtwellenleiter aufnimmt, als auch zum Einbringen der Stabilisierungselemente in das Schirmmaterial ist eine auf- wendige Haltevorrichtung zum Fixieren der Lichtwellenlei- teranordnung erforderlich.
Weiter können einzelne Stabilisierungselemente zwangslaufig nicht so angeordnet werden, daß auf den Lichtwellenleiter keine Zugbelastung mehr einwirkt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lichtwellenleiteranordnung der eingangs genannten Art anzugeben, in welcher der Licht- wellenleiter gegenüber dem Stand der Technik noch besser vor mechanischen Belastungen geschützt ist. Eine solche Lichtwel- lenleiteranordnung soll zudem kostengünstig und einfach her- stellbar sein.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schirme unmittelbar auf einen Mantel aus einem glasfaserver- stärkten Kunststoff aufgebracht sind, welcher Mantel den Lichtwellenleiter aufnimmt.
Durch die Umhüllung des Lichtwellenleiters mit einem Mantel aus einem glasfaserverstärkten Kunststoff ist dieser wirksam vor mechanischen Belastungen geschützt. Bei Zug-oder Biege- belastungen befindet sich der Lichtwellenleiter gewissermaßen in der neutralen Faser. Das Umhüllen von Lichtwellenleitern mit einem glasfaserverstärkten Kunststoff ist an sich bekannt und wird beispielsweise bei Erdkabeln zum Schutz gegen Nage- tiere eingesetzt. Bei der Herstellung der Lichtleiteranord- nung ist eine aufwendige Haltevorrichtung zum nachtraglichen Einbringen von stabilisierenden Stäben nicht mehr nötig.
Dadurch, daB die Schirme unmittelbar auf den Mantel aufge- bracht sind, entfällt die sonst übliche Ummantelung eines Lichtwellenleiter-Kabels mit einem Kunststoff. Die Schirme
werden also direkt auf den glasfaserverstärkten Kunststoff aufgeklebt, aufgeschrumpft oder aufgespritzt. Wird das für Schirme übliche Material Silikonkautschuk verwendet, so liegt an der Grenzschicht eine von Verbundisolatoren bekannte Stoffkombination aus glasfaserverstärktem Kunststoff und Si- likonkautschuk vor. Hierfür sind billige Haftvermittler am Markt erhältlich.
Die Herstellung der Lichtwellenleiteranordnung wird damit ge- genüber dem Stand der Technik erheblich vereinfacht und ist zudem kostengünstig.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Lichtwellenleiter zusätzlich mit einer Aderhülle umman- telt ist. Ein solcher ummantelter Lichtwellenleiter stellt gewissermaßen ein übliches käuflich erhältliches Lichtwellen- leiter-Kabel dar. Auf das Lichtwellenleiter-Kabel kann in an sich bekannter Art und Weise die Ummantelung aus dem glasfa- serverstärkten Kunststoff aufgebracht werden. Dabei kann das Lichtwellenleiter-Kabel beispielsweise durch gleichzeitiges oder abwechselndes Aufbringen der Glasfasern und des noch weichen Kunststoffes und anschließendem Aushärten mit dem glasfaserverstärkten Kunststoff umhüllt werden. Ein für die- sen Zweck geeigneter Kunststoff ist beispielsweise ein Epoxidharz.
Weiter ist es vorteilhaft, mehrere Lichtwellenleiter in der Aderhülle zusammenzufassen. Auf diese Weise kann gleichzeitig mehr Information übertragen werden.
Bestehen die Schirme aus einem nicht-fexiblen Werkstoff, so müssen sie untereinander in flexibler Weise verbunden sein, um die Flexibilität zu gewährleisten. Die Schirme können dann einzeln auf den GFK-Mantel aufgeschoben werden.
Weiter ist es vorteilhaft, daß der Mantel mehrere Aderhüllen aufnimmt. Auch hierdurch läßt sich der Informationsaustausch
über die Potentialdifferenz hinweg erhöhen. Zudem sind derar- tige Lichtwellenleiter-Kabel, in denen mehrere Aderhüllen mit darin integrierten Lichtwellenleitern zusammengefaßt sind, übliche, am Markt erhältliche Kabel.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine direkt auf den Mantel aufgepreßte Anschlußarmatur vorgesehen. Die AnschluBarmatur dient dabei zur Befestigung der Lichtwellenleiteranordnung an der Hochspannungsanlage.
Zum Aufpressen wird die Armatur mit Übermaß im Durchmesser auf den GFK-Mantel aufgeschoben und fixiert. Anschließend er- folgt über eine gleichmäßig am Umfang verteilte Krafteinlei- tung ein Aufpressen der Armatur auf den GFK-Mantel. Dies ist ein übliches Verfahren und beispielsweise zum Aufbringen der Armaturen auf das GFK-Rohr eines Verbundisolators bekannt.
Übliche Materialien für die Armatur sind beispielsweise Alu- minium, Temperguß und Schmiedestähle. Dadurch, daß die An- schlußarmatur direkt auf den GFK-Mantel aufgepreßt ist, ent- stehen keinerlei Probleme bezüglich der Abdichtung des Licht- wellenleiters oder der Aderhülle.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand einer Zeich- nung näher erläutert.
Dabei zeigt : FIG 1 schematisch eine Ansicht der Lichtwellenlei- teranordnung, FIG 2 in teilweise aufgebrochener Darstellung einen Ausschnitt des beschirmten Teilstücks der Lichtwellenleiteranordnung ; und FIG 3 und 4 verschiedene Lichtwellenleiteranordnungen im Querschnitt.
Figur 1 zeigt eine Lichtwellenleiteranordnung 1 mit einem Lichtwellenleiter-Kabel 2, welches sich-nicht näher darge- stellt-beispielsweise zwischen einem Hochspannungsleiter und einem auf Erdpotential befindlichen Fundament erstreckt.
Die in dem Lichtwellenleiter-Kabel 2 enthaltenen Lichtwellen- leiter sind beispielsweise an eine am Hochspannungsleiter an- geordnete Meßeinrichtung in Form eines Stromwandlers angekop- pelt. Ein solcher Stromwandler kann beispielsweise als ein Faraday-Sensor ausgebildet sein, bei welchem den Hochspan- nungsleiter eine Lichtwellenleiter-Schleife umgibt.
Die flexible isolierende Hülle 4 des Lichtwellenleiter-Kabels 2 weist zumindest auf einem Teilstück umlaufende Schirme 5 aus einem Isoliermaterial in Form eines Silikonkautschuks auf. Das beschirmte Teilstück überbrückt dabei die elektri- sche Potentialdifferenz. Die Schirme 5 sind unmittelbar auf einem-hier nicht ersichtlichen-Mantel aus einem glasfa- serverstärkten Kunststoff aufgebracht. Als Kunststoff ist Epoxidharz verwendet. Zum Befestigen an der Hochspannungsan- lage sind beidseitig des Teilstücks Anschlußarmaturen 7 vor- gesehen. Die Anschlußarmaturen 7 sind dabei direkt auf den GFK-Mantel aufgepreßt.
In Figur 2 ist dargestellt, daß die Schirme 5 direkt auf den GFK-Mantel 9 aufgebracht sind. Im Inneren des GFK-Mantels 9 liegt die Aderhülle 10, welche einen oder mehrere Lichtwel- lenleiter aufnimmt. Die Aderhülle besteht dabei aus PBT, wo- bei die Lichtwellenleiter, mit einem Gel umgeben, in die Aderhülle eingebettet sind.
Figur 3 zeigt in einem Querschnitt der Lichtwellenleiteran- ordnung mehrere Lichtwellenleiter 12 im Inneren der Aderhülle 10. Die Aderhülle 10 ist mit einem Mantel 9 aus glasfaserver- stärktem Epoxidharz umhüllt. Direkt auf den GFK-Mantel 9 sind die umlaufenden Schirme 5 aus dem als Isoliermaterial 14 ver- wendeten Silikonkautschuks aufgebracht.
Eine weitere Ausführungsform ist in Figur 4 dargestellt. Dort sind innerhalb des GFK-Mantels 9 mehrere Aderhüllen 10 ange- ordnet, in welchen wiederum mehrere Lichtwellenleiter 12 ver- laufen. Die Schirme 5 aus dem Isoliermaterial 14 sind direkt auf den GFK-Mantel 9 aufgebracht.
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