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Title:
POWER CABLE, IN PARTICULAR SUBMARINE CABLE, WHICH CAN BE LAID UNDERGROUND
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/201611
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an power cable (200, 800), in particular a submarine cable (200, 800), which can be laid underground, comprising at least one phase conductor (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) and at least one optical waveguide (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810), wherein the optical waveguide (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) is integrated in the phase conductor (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802).

Inventors:
OBERMEYER SEBASTIAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2019/058480
Publication Date:
October 24, 2019
Filing Date:
April 04, 2019
Export Citation:
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Assignee:
INNOGY SE (DE)
International Classes:
H01B7/14; H01B7/32; H01B9/00
Domestic Patent References:
WO2009079920A12009-07-02
Foreign References:
EP1168374A22002-01-02
CN107180675A2017-09-19
CN106531319A2017-03-22
CN204375474U2015-06-03
EP0704734A21996-04-03
Other References:
None
Attorney, Agent or Firm:
COHAUSZ & FLORACK PATENT- UND RECHTSANWÄLTE PARTNERSCHAFTSGESELLSCHAFT MBB (DE)
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Unterirdisch verlegbares Energiekabel (200, 800), insbesondere Seekabel (200, 800), umfassend:

mindestens einen Phasenleiter (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802), und mindestens einen Lichtwellenleiter (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810),

dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) in dem Phasenleiter (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) integriert ist.

2. Energiekabel (200, 800) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenleiter (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und

der Lichtwellenleiter (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) in der Mitte des Phasenleiters (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) angeordnet ist.

3. Energiekabel (200, 800) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenleiter (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) ein Phasenleiter (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) ist, ausgewählt aus der Gruppe, umfassend:

einen Segmentleiter (202, 602, 802) mit mindestens zwei Segmenten (214, 614, 814),

einen verseilten Phasenleiter (302),

einen gepressten Phasenleiter (402),

einen profilierten Phasenleiter (502), und

einen verdichteten Phasenleiter (702).

4. Energiekabel (200, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass der Lichtwellenleiter (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) mindestens eine optische Faser (820) umfasst, und

die optische Faser (820) von mindestens einer Schutzschicht (822), insbesondere einem Schutzrohr (822), umgeben ist.

5. Energiekabel (200, 800) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschicht (822) aus einem Kunststoffmaterial und/oder einem Gelmaterial, insbesondere einem Silikongel, und/oder einem Glasfasermaterial und/oder einem Kohlefasermaterial und/oder dem Material, aus dem der Phasenleiter (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) gebildet ist, gebildet ist.

6. Energiekabel (200, 800) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffmaterial High Density Polyethylen ist.

7. Energiekabel (200, 800) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch

gekennzeichnet, dass der Durchmesser (824) der Schutzschicht (822) zwischen 0,5 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 2,5 mm, liegt.

8. Energiekabel (200, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass

das Energiekabel (200, 800) drei Phasenleiter (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) umfasst, und

in jedem der drei Phasenleiter (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) ein

Lichtwellenleiter (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) integriert ist.

9. Energiekabel (200, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Energiekabel (200, 800) ein Mittelspannungskabel oder ein Hochspannungskabel ist.

10. Verfahren zum Herstellen eines unterirdisch verlegbaren Energiekabels (200, 800), insbesondere eines Energiekabels (200, 800) nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend:

Bereitstellen eines Lichtwellenleiters (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810), und - Umhüllen des bereitgestellten Lichtwellenleiters (210, 310, 410, 510, 610, 710,

810) mit mindestens zwei Phasenleiterelementen (214, 314, 414, 514, 614, 714, 814) eines Phasenleiters (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802), derart, dass ein Phasenleiter (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) mit einem integrierten

Lichtwellenleiter (210, 310, 410, 510, 610, 710, 810) hergestellt wird.

Description:
Unterirdisch verlegbares Energiekabel, insbesondere Seekabel

Die Anmeldung betrifft ein unterirdisch verlegbares Energiekabel, insbesondere ein Seekabel, umfassend mindestens einen Phasenleiter und mindestens einen

Lichtwellenleiter. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung ein Verfahren zum

Herstellen eines unterirdisch verlegbaren Energiekabels.

Zur Bereitstellung von elektrischer Energie aus erneuerbaren Energiequellen werden vermehrt Windenergiesysteme mit mindestens einer Windkraftanlage eingesetzt.

Eine Windkraftanlage ist insbesondere zum Wandeln der kinetischen Windenergie in elektrische Energie eingerichtet. Um den Energieertrag bei derartigen Systemen zu steigern, werden Windenergiesysteme an Standorten mit einer hohen

Windwahrscheinlichkeit angeordnet lnsbesondere Offshore-Standorte zeichnen sich üblicherweise durch relativ kontinuierliche Windbedingungen und hohe

durchschnittliche Windgeschwindigkeiten aus, so dass vermehrt so genannte

Offshore-Windenergiesystem bzw. Offshore-Windparks errichtet werden. ln der Regel weist ein Offshore-Windenergiesystem eine Vielzahl an Offshore- Vorrichtungen auf, wie eine Vielzahl von Windkraftanlagen und mindestens eine Offshore-Substation, über die das Offshore-Windenergiesystem elektrisch mit einer Onshore-Substation verbunden ist. Die Onshore-Substation wiederum kann mit einem öffentlichen Stromnetz verbunden sein. Zum Übertragen von elektrischer Energie zwischen zwei Offshore-Vorrichtungen werden Mittel- oder Hochspannungskabel in Form von Seekabeln verlegt. Ein derartiges Seekabel, aber auch andere unterirdisch verlegbare Mittel- oder

Hochspannungskabel, weisen mindestens einen Phasenleiter auf, um einen Stromfluss durch das Seekabel zu ermöglichen. Ein beispielhaftes Seekabel 100 gemäß dem Stand der Technik wird in Figur 1 gezeigt. Bei dem beispielhaften Seekabel 100 ist der Phasenleiter 102 (z.B. aus Kupfer oder Aluminium) von einer (elektrischen) lsolierschicht 104 umgegeben. Die lsolierschicht 104 ist wiederum von einer Abschirmschicht 106 aus einem elektrisch leitfähigen Material (z.B. Kupfer oder Aluminium) umgeben. Ferner ist in heutigen Seekabeln 100 als Temperatursensor 110 ein Lichtwellenleiter 110 angeordnet. Zwischen dem Phasenleiter 102 und der lsolierschicht 104 kann eine innere (nicht gezeigte)

Halbleiterschicht angeordnet sein. Zudem kann eine äußere (nicht gezeigte)

Halbleiterschicht zwischen der lsolierschicht 104 und der Abschirmschicht 106 angeordnet sein.

Die Außenseite des Seekabels 100 wird durch einen Außenmantel 108 gebildet, wobei der Bereich zwischen dem Außenmantel 108 und der Abschirmschicht 106 mit einem Füllmaterial 112 gefüllt ist, um ein Seekabel 100 mit einer im Wesentlichen

kreisförmigen Außenwand bereitzustellen lnsbesondere können mit dem

Füllmaterial 112 Unebenheiten ausgeglichen werden lm Außenmantel 108 können Stahldrähte enthalten sein, die die Zugkräfte während der lnstallation und/oder des Betriebs aufnehmen können. So kann das Seekabel 100 vor Beschädigungen geschützt werden.

Grundsätzlich ermöglicht ein Lichtwellenleiter eine ortaufgelöste Bestimmung der Temperatur der unmittelbaren Umgebung des Lichtwellenleiters. Da jedoch der wärmste Punkt eines zuvor beschriebenen unterirdisch verlegbaren Energiekabels in der (Kreis-) Mitte des Phasenleiters liegt und der Lichtwellenleiter an dem

Außenmantel angeordnet ist, stimmt die von dem Lichtwellenleiter gemessene bzw. erfasste Temperatur nicht mit der tatsächlichen Temperatur des Energiekabels überein. Unter der tatsächlichen Temperatur des Energiekabels ist vorliegend die Temperatur an dem wärmsten Punkt des Energiekabels, also der Kerntemperatur des Phasenleiters zu verstehen. Um diese tatsächliche Temperatur des Energiekabels zu bestimmen, wird gemäß dem Stand der Technik, basierend auf der gemessenen Temperatur und komplexen Rechenalgorithmen (computergestützt), die tatsächliche Temperatur in der

Phasenleitermitte bestimmt, insbesondere berechnet. Problematisch hieran ist insbesondere, dass für jeden Kabeltyp und jede Umgebungsbeschaffenheit bzw.

unterschiedliche Umgebungsbedingung (z.B. unterschiedliche Verlegetiefe, die sich zudem im Verlauf eines verlegten Energiekabels ändern, unterschiedliche

Umgebungsmaterialien (z.B. Sand, Kies, Sand-Kies, Wasser, Stahlrohr, freiliegend etc.) die Rechenalgorithmen angepasst werden müssen. Bei dem Kabeltyp müssen insbesondere der Abstand zu der Phasenleitermitte, die dazwischen liegenden Materialien (und lhre Dicken), der verwendete Außenmantel etc. berücksichtigt werden. Dies führt dazu, dass für jedes zu verlegenden Energiekabel die

Rechenalgorithmen neu und insbesondere eine Vielzahl unterschiedlicher

Rechenalgorithmen aufgrund der wechselnden Umgebungsbeschaffenheit entlang eines verlegten Energiekabels bestimmt werden müssen.

Trotz des hohen Aufwands, der im Stand der Technik für eine korrekte Bestimmung der Temperatur der Phasenleitermitte eines Phasenleiters getrieben wird, zeigen Tests, dass in der Praxis die mit den Rechenalgorithmen bestimmten Temperaturen nicht ausreichend genau sind lnsbesondere können sich bestimmte Temperaturwerte erheblich von den tatsächlichen Temperaturwerten eines Energiekabels

unterscheiden. Die Gründe hierfür können z.B. falsche Annahmen der

Umgebungsbeschaffenheit, fehlerhafte Algorithmen und/oder dergleichen sein.

Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein unterirdisch verlegbares Energiekabel, insbesondere ein Seekabel, bereitzustellen, bei dem die tatsächliche Temperatur des Energiekabels mit einer erhöhten Genauigkeit und gleichzeitig mit einfacheren Mitteln bestimmt werden kann.

Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung durch ein unterirdisch verlegbares Energiekabel, insbesondere ein Seekabel, nach Anspruch 1 gelöst. Das Energiekabel umfasst mindestens einen Phasenleiter. Das Energiekabel umfasst mindestens einen Lichtwellenleiter. Der Lichtwellenleiter ist in dem Phasenleiter integriert. lndem im Gegensatz zum Stand der Technik der Lichtwellenleiter anmeldungsgemäß in dem Phasenleiter eines Energiekabels integriert ist, wird in einfacher Weise die Genauigkeit der Temperaturbestimmung der tatsächlichen (maximalen) Temperatur des Energiekabels bestimmt. Aufgrund der lntegration in dem Phasenleiter kann auf komplexe und computergestützte Rechenalgorithmen verzichtet oder deren Anzahl und/oder Komplexität zumindest signifikant reduziert werden. Zudem muss bei der Bestimmung der Temperatur nicht der jeweilige Kabeltyp und/oder die jeweiligen Umgebungsbedingungen berücksichtigt werden.

Unter einem unterirdisch verlegbaren Energiekabel ist ein Energiekabel zu verstehen, dass grundsätzlich für die Verlegung im Untergrund, also nicht im Freien, eingerichtet ist. Beispielhafte und nicht abschließende Energiekabel sind Erdkabel und Seekabel. Jedoch fallen insbesondere Freileitungen bzw. -kabel nicht unter ein

anmeldungsgemäßes Energiekabel.

Zudem ist das anmeldungsgemäße Energiekabel zum Übertragen elektrischer Energie bzw. Leistung eingerichtet. Ein Nachrichtenkabel, ausschließlich eingerichtet zur Übertragung von Nachrichten bzw. lnformationen, fällt nicht unter ein

anmeldungsgemäßes Energiekabel.

Ein anmeldungsgemäßes Energiekabel umfasst für die Übertragung von Energie (bzw. Leistung bzw. Strom) mindestens einen Phasenleiter, insbesondere drei Phasenleiter, aus einem elektrisch leitfähigen Material. Vorzugsweise kann der Phasenleiter aus Metall, insbesondere Kupfer oder Aluminium, gebildet sein.

Ferner umfasst das Energiekabel mindestens einen Lichtwellenleiter. Der

Lichtwellenleiter ist zumindest als (linienförmiger) Temperatursensor gebildet. Der Lichtwellenleiter ist insbesondere ein Temperatursensor einer

Temperaturmessanordnung. Die Temperaturmessanordnung kann zum Bestimmen der (augenblicklichen und/oder ortaufgelösten) Temperatur des Energiekabels eingerichtet sein. Der Lichtwellenleiter (zusammen mit der

Temperaturmessanordnung) ist insbesondere eingerichtet, die Temperatur des Phasenleiters (ortsaufgelöst) zu erfassen bzw. zu messen lnsbesondere entstehen durch die Erwärmung des Lichtwellenleiters Reflektionen des Lichtes in dem

Lichtwellenleiter. Diese können am Ende des Lichtwellenleiters von der

Temperaturmessanordnung erfasst und dann, z.B. als Temperaturwert, ausgegeben werden.

Der Lichtwellenleiter ist anmeldungsgemäß in dem Phasenleiter integriert lnsbesondere kann der Phasenleiter aus zumindest zwei Phasenleiterelementen zusammengesetzt sein. Die zumindest zwei Phasenleiterelemente können den Lichtwellenleiter zumindest teilweise umschließen bzw. umhüllen lndem der Lichtwellenleiter aufgrund der lntegration in dem Phasenleiter (nahezu) unmittelbar an den Phasenleiter angrenzt, kann die tatsächliche Phasenleitertemperatur

(unmittelbar) gemessen werden. Weitere Berechnungsschritte können entfallen oder zumindest weniger komplex sein.

Gemäß einer ersten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Energiekabels kann der Phasenleiter einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Der Lichtwellenleiter kann in der (Kreis-) Mitte des Phasenleiters angeordnet sein. Mit anderen Worten kann der mindestens eine Lichtwellenleiter im Wesentlichen die Mittenachse des Phasenleiters bilden lndem die lntegration des Lichtwellenleiters insbesondere die Anordnung des Lichtwellenleiters in der Phasenleitermitte umfasst, kann in besonders genauer Weise die maximale (tatsächliche) Temperatur des Phasenleiters gemessen werden. So erwärmt sich ein Energiekabel bzw. der mindestens eine Phasenleiter bei einem Stromfluss in der Phasenleiterkern am stärksten. Der Phasenleiter kann grundsätzlich beliebig gebildet sein, solange der Lichtwellenleiter in dem Phasenleiter integriert werden kann. Vorzugsweise kann der Phasenleiter aus mindestens zwei Phasenleiterelementen gebildet sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Energiekabels kann der Phasenleiter ein Phasenleiter sein, der ausgewählt ist aus der Gruppe, umfassend:

einen Segmentleiter (auch„segmented conductor" genannt) mit mindestens zwei Segmenten,

einen verseilten Phasenleiter (auch„stranded conductor" genannt), einen gepressten (bzw. komprimierten) Phasenleiter (auch "compressed round conductor" genannt),

einen profilierten Phasenleiter (auch„profiled conductor" genannt), und einen verdichteten Phasenleiter (auch„compacted conductor" genannt).

Bei derartigen Phasenleitern kann der Lichtwellenleiter in besonders einfacher Weise in den Phasenleiter integriert werden.

Darüber hinaus kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der mindestens eine Lichtwellenleiter mindestens eine optische Faser umfassen. Die optische Faser kann von mindestens einer Schutzschicht, insbesondere einem Schutzrohr, umgeben sein. Die mindestens eine optische Faser kann eine Monomodefaser oder eine

Multimodefaser sein. Die mindestens eine optische Faser ist zumindest zum Erfassen der Temperatur des Phasenleiters eingerichtet. Vorzugsweise kann der

Lichtwellenleiter aus mehreren optischen Fasern gebildet sein ln diesem Fall kann der Lichtwellenleiter zusätzlich zum Übertragen von Datensätzen bzw. lnformationen (z.B. zwischen zwei Offshore-Einrichtungen) eingerichtet sein.

Neben der mindestens einen optischen Faser kann ein Lichtwellenleiter mindestens eine Schutzschicht umfassen. Die Schutzschicht kann die mindestens eine optische Faser umgeben bzw. umhüllen. Besonders bevorzugt kann die Schutzschicht durch ein Schutzrohr gebildet sein.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des anmeldungsgemäßen Energiekabels kann die Schutzschicht aus einem Kunststoffmaterial und/oder einem Gelmaterial, insbesondere einem Silikongel, und/oder einem Glasfasermaterial und/oder einem Kohlefasermaterial und/oder dem Material, aus dem der Phasenleiter (202, 302, 402, 502, 602, 702, 802) gebildet ist, gebildet sein. Vorzugsweise kann eine Kunststoff-Gel- Kombination eingesetzt werden lnsbesondere können verschiedene Kunststoffe in Kombination mit verschiedenen Gelen verwendet werden. Das mindestens eine Gel kann über und/oder unter einer Kunststoffschicht, insbesondere einem aus Kunststoff gebildeten Schutzrohr, angeordnet sein. Eine Reduzierung der durch das mindestens eine Phasenelement des Phasenleiters entstehenden Kräfte, die auf den

Lichtwellenleiter und/oder die Schutzschicht wirken können, kann erreicht werden.

Alternativ kann insbesondere ein Rohr aus Glas oder Kohlefaser als Schutzschicht für die mindestens eine optische Faser eingesetzt werden. Vorzugsweise kann ein Rohr als Schutzschicht verwendet werden, welches aus dem gleichen Material (z.B. Kupfer oder Aluminium) gebildet ist, wie die Phasenleiter, in der der Lichtwellenleiter integriert ist.

Es versteht sich, dass das mindestens eine Kunststoffmaterial und/oder das mindestens eine Gelmaterial den mechanischen und thermischen (mind. 90 °C) Beanspruchungen, die in einem Energiekabel erfüllt werden müssen, genügen sollte.

Besonders bevorzugt kann das Kunststoffmaterial High Density Polyethylen (HDPE) sein. Es hat sich gezeigt, dass ein entsprechendes Kunststoffmaterial die

Anforderungen eines Energiekabels, insbesondere eines Seekabels, besonders gut erfüllt. Um eine einfache lntegration und einen möglichst geringen Einfluss auf den

Stromfluss durch den Phasenleiter zu erreichen, kann gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der (äußere) Durchmesser der Schutzschicht (insbesondere des Schutzrohres) des Lichtwellenleiters zwischen 0,5 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 2,5 mm, liegen.

Wie bereits beschrieben wurde, kann ein Energiekabel über einen einzelnen

Phasenleiter verfügen. Um bei einem derartigen Energiekabel einen Stromfluss über drei Phasen zu ermöglichen, können insbesondere drei Energiekabel mit je einem Phasenleiter parallel verlegt sein.

Alternativ kann gemäß einer weiteren Ausführungsform das Energiekabel drei Phasenleiter umfassen ln jedem der drei Phasenleiter kann ein Lichtwellenleiter integriert sein. Die Phasenleiter können jeweils von einer lsolationsschicht, einer Abschirmungsschicht etc. umgebenen sein. Zudem kann ein gemeinsamer äußerer Kabelmantel vorgesehen sein, wobei Hohlräume beispielsweise mit einem

Füllmaterial ausgefüllt sein können. Hierdurch kann ein dreiphasiges Energiekabel mit einer optimierten Temperaturüberwachung für sämtliche Phasenleiter

bereitgestellt werden.

Wie bereits beschrieben wurde, ist das anmeldungsgemäße Energiekabel zur

Übertragung von Leistung bzw. Energie eingerichtet. Hierunter ist, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Energiekabels, zu verstehen, dass das Energiekabel ein Mittelspannungskabel oder ein Hochspannungskabel ist.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Herstellen eines

unterirdisch verlegbaren Energiekabels, insbesondere eines zuvor beschriebenen Energiekabels. Das Verfahren umfasst:

Bereitstellen eines Lichtwellenleiters, und Umhüllen des bereitgestellten Lichtwellenleiters mit mindestens zwei

Phasenleiterelementen eines Phasenleiters, derart, dass ein Phasenleiter mit einem integrierten Lichtwellenleiter hergestellt wird.

Das anmeldungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung eines Energiekabels mit verbesserter Temperaturüberwachungsmöglichkeit lnsbesondere kann das Energiekabel in einfacher Weise hergestellt werden. So kann ein bereitgestellter Lichtwellenleiter in einen Phasenleiter integriert werden, indem der Lichtwellenleiter mit mindestens zwei Phasenleiterelementen umhüllt bzw. umgeben wird. lnsbesondere kann das Umhüllen des bereitgestellten Lichtwellenleiters mit mindestens zwei Phasenleiterelementen eines Phasenleiters das Umwickeln des bereitgestellten Lichtwellenleiters mit mindestens zwei Phasenleiterelementen eines Phasenleiters umfassen.

Das Bereitstellen des Phasenleiters kann insbesondere das Umhüllen bzw. Versehen mindestens einer optischen Faser mit mindestens einer Schutzschicht umfassen. Der oder die Lichtfaser/n kann/können als erstes produziert werden. Anschließend kann die mindestens eine optische Faser vorzugsweise mit der Kunststoff- und/oder Gelschicht versehen werden. Nach diesem Schritt können die Phasenleiterelemente (z.B. die Kabeladern) um den entsprechend bereitgestellten Lichtwellenleiter gewickelt werden.

Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Offshore-Windenergiesystem bzw.

Offshore-Windpark, umfassend:

eine erste Offshore-Vorrichtung (z.B. Substation oder Windkraftanlage) und mindestens eine weitere Offshore-Vorrichtung (z.B. Substation oder

Windkraftanlage),

wobei die erste Offshore-Vorrichtung mit der weiteren Offshore-Vorrichtung elektrisch über mindestens ein zuvor beschriebenes Seekabel verbunden ist. Die Merkmale des Energiekabels und des Verfahrens sind frei miteinander kombinierbar lnsbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.

Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, das anmeldungsgemäße Energiekabel und das anmeldungsgemäße Verfahren auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von

Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung ln der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Energiekabels gemäß dem Stand der

Technik,

Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines

Energiekabels gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 3 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Energiekabels gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 4 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Energiekabels gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 5 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Energiekabels gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 6 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Energiekabels gemäß der vorliegenden Anmeldung, Fig. 7 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Energiekabels gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 8 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Energiekabels gemäß der vorliegenden Anmeldung,

Fig. 9 ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung, und

Fig. 10 eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines

Energiekabels gemäß der vorliegenden Anmeldung. ln den Figuren werden für gleiche Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet.

Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines

Energiekabels 200 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das dargestellte unterirdisch verlegbare Energiekabel 200 kann insbesondere ein Seekabel 200 sein. Vorzugsweise ist das Energiekabel 200 ein Mittelspannungskabel oder ein Hochspannungskabel. Beispielsweise kann das Seekabel 200 zwischen einer ersten (nicht gezeigten) Offshore-Vorrichtung und einer weiteren (nicht gezeigten) Offshore-Vorrichtung verlegt sein.

Das Energiekabel 200 umfasst mindestens einen Phasenleiter 202. Der Phasenleiter 202 ist vorliegend durch zwei Phasenleiterelemente 214 in Form von zwei

Phasenleitersegmenten 214 gebildet.

Wie zu erkennen ist, ist vorliegend in dem Phasenleiter 202 ein Lichtwellenleiter 210 integriert. Der Phasenleiter 202 weist vorzugsweise einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Der Lichtwellenleiter 210 ist insbesondere in der Phasenleitermitte angeordnet. Mit anderen Worten verläuft der Lichtwellenleiter 210 in dem Phasenleiter 202 durch die Mittel bzw. Mittenachse des Phasenleiters. Mittels einer faseroptischen Temperaturmessung lassen sich über Lichtwellenleiter insbesondere Temperaturveränderungen in einem Energiekabel 200 feststellen. Dabei werden eine oder mehrere optische Faser/n als Sensor verwendet, die eine genaue örtliche Zuordnung der Temperatur zulassen und Veränderungen der Temperatur und des Drucks auf die Faser widergeben. Durch die physikalische Veränderung an den Stellen, an denen die Temperatur steigt bzw. der Druck auf die Faser sich verändert, entstehen Reflektionen, die in ihrer Rückstreuung Anteile verschiedener Wellenlängen beinhalten. Diese Streuungen lassen sich grob in Rayleigh-Streuung, Ramann-Streuung sowie Brillouin-Streuung einteilen. Während die Rayleigh-Streuung nicht temperaturabhängig ist, sind Ramann und Brillouin temperaturabhängige Streuungen, die, anders als die Rayleigh Streuung, spektral verschoben sind (sogenannte„Stoke" und„Anti Stoke" Bänder). Anti-Stoke Bänder sind hier nochmal deutlich temperaturabhängiger und werden daher vorzugsweise für die Temperaturmessungen verwendet.

Der mindestens eine im Energiekabel 200 verbaute Lichtwellenleiter 210 kann im Ringschluss (oder mit offenem Ende) auf eine entsprechende (nicht gezeigte) Temperaturmesseinrichtung geführt sein. lndem der mindestens eine Lichtwellenleiter 210 unmittelbar in dem Phasenleiter 202 integriert ist, kann die tatsächliche Temperatur, also insbesondere die maximale Temperatur des Energiekabels 200, gemessen werden. Dies kann insbesondere unabhängig vom Kabeltyp und/oder von Umgebungsbeschaffungen erfolgen.

Allenfalls kann es erforderlich sein, eine optionale Schutzschicht bei der Bestimmung der tatsächlichen Kabeltemperatur zu berücksichtigen.

Beispielhaft weist das Energiekabel 200 vorliegend um den Phasenleiter 202 herum eine (elektrische) lsolationsschicht 204, eine Abschirmschicht 206 (z.B. aus Kupfer) und einen äußeren Kabelmantel 208 auf. Ferner kann (nicht gezeigtes) Füllmaterial vorgesehen sein, um ggf. Unrundungen zu beseitigen. Zwischen dem Phasenleiter 202 und der lsolierschicht 204 kann eine innere (nicht gezeigte) Halbleiterschicht angeordnet sein. Zudem kann eine äußere (nicht gezeigte) Halbleiterschicht zwischen der lsolierschicht 204 und der Abschirmschicht 206 angeordnet sein lm Außenmantel 208 können Stahldrähte enthalten sein, die die Zugkräfte während der lnstallation und/oder des Betriebs aufnehmen können. So kann das Seekabel 200 vor

Beschädigungen geschützt werden.

Es versteht sich, dass gemäß anderen Varianten eines anmeldungsgemäßen

Energiekabels auch andere Schichtenfolgen vorgesehen sein können, so lange der mindestens eine Lichtwellenleiter in dem mindestens einen Phasenleiter integriert ist.

Die Figuren 3 bis 7 zeigen schematische Ansichten von verschiedenen

Ausführungsbeispielen von Energiekabeln mit unterschiedlichen (beispielhaften) Arten von Phasenleitern 302 bis 702. Hierbei sei angemerkt, dass für eine bessere Übersicht nur die Phasenleiter dargestellt sind. Es versteht sich, dass ein Energiekabel gemäß den Figuren 3 bis 7 entsprechend den Ausführungen zur Figur 2 über weitere Schichten, wie lsolierschicht, Abschirmschicht, innere und äußere Halbleiterschicht, Außenmantel, Füllmaterial etc. verfügen kann ln Figur 3 ist ein verseilter Phasenleiter 302 (auch„stranded conductor" genannt) dargestellt. Der in der Mittenachse des Phasenleiters 302 angeordnete

Lichtwellenleiter 310 ist von einer Vielzahl von Phasenleiterelementen 314 in Form von Leiteradern 314 umgeben, insbesondere umwickelt. Darüber hinaus ist in der Figur 4 ein gepresster bzw. komprimierter Phasenleiter 402 (auch "compressed round conductor" genannt) dargestellt. Eine Mehrzahl von

Phasenleiterelementen 414 kann den mindestens einen Lichtwellenleiter 410 in komprimierter Form umgeben. Die Figur 5 zeigt einen profilierten Phasenleiter 502 (auch„profiled conductor" genannt), bei dem eine Vielzahl von profilierten Phasenleiterelementen 514 um den mindestens einen Lichtwellenleiter 510 gewickelt sind.

Wie der Figur 6 entnommen werden kann, kann ein Phasenleiter 602 als

Segmentleiter 602 (auch„segmented conductor" genannt) gebildet sein. Ein solcher Segmentleiter 602 kann über mindestens zwei Phasenleiterelementen 614 in Form von Segmenten 614 verfügen. Vorliegend sind sechs Segmente 614 vorgesehen, die den mindestens einen Lichtwellenleiter 610 umgeben. ln Figur 7 ist ein verdichteter Phasenleiter 702 (auch„compacted conductor" genannt) mit einer Mehrzahl von Phasenleiterelementen 714 dargestellt, die den mindestens einen Lichtwellenleiter 710 umgeben.

Es versteht sich, dass ein Phasenleiter gemäß anderen Varianten der Anmeldung auch anders gebildet sein kann.

Die Figur 8 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Energiekabels 800 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Zur Vermeidung von

Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen nach den vorherigen Figuren 2 bis 7 beschrieben. Für die anderen Komponenten des Energiekabels 800 wird insbesondere auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Der in Figur 8 dargestellte Lichtwellenleiter 810 umfasst mindestens eine optische Faser 820 (z.B. eine Monomodefaser oder eine Multimodefaser), insbesondere ein Mehrzahl von optischen Fasern 820, und mindestens eine Schutzschicht 822. Der Lichtwellenleiter kann zur Temperaturmessung und insbesondere zur

lnformationsübertragung eingerichtet sein. Die Schutzschicht 822 kann die mindestens eine optische Faser 820 umgeben und beispielsweise als Schutzrohr 822 gebildet sein. Vorzugsweise kann die Schutzschicht 822 aus einer Kunststoff-Gel Kombination gebildet sein. Bei anderen Varianten der Anmeldung kann die Schutzschicht 822 als Schutzrohr, das aus Glasfaser, Kohlefaser oder dem Phasenleitermaterial (z.B. Kupfer oder Aluminium) gebildet ist, verwendet werden.

Der Lichtwellenleiter 810 kann einen Durchmesser 824 zwischen 0,5 mm und 5 mm, vorzugsweise zwischen 1 mm und 2,5 mm, aufweisen.

Die Figur 9 zeigt ein beispielhaftes Diagramm eines Verfahrens zum Herstellen eines Energiekabels gemäß der vorliegenden Anmeldung lnsbesondere kann mit dem beschriebenen Verfahren ein Energiekabel entsprechend den Ausführungsbeispielen nach Figuren 2 bis 8 hergestellt werden.

Zunächst kann in Schritt 901 für die Herstellung eines anmeldungsmäßen

Lichtwellenleiters mindestens eine optische Faser bereitgestellt (z.B. produziert) werden.

Die optische Faser kann in Schritt 902 mit einer Schutzschicht versehen werden. Beispielsweise kann die optische Faser in ein (Kunststoff-) Rohr eingeführt werden und/oder mit einer Schutzschicht umhüllt werden. ln Schritt 903 kann der hergestellte Lichtwellenleiter zur weiteren Verarbeitung bereitgestellt werden. Dann kann der bereitgestellte Lichtwellenleiter in Schritt 904 mit mindestens zwei Phasenleiterelementen eines Phasenleiters derart umhüllt werden, dass ein Phasenleiter mit einem integrierten Lichtwellenleiter hergestellt wird lnsbesondere können in diesem Schritt die Phasenleiterelemente (z.B.

Kabeladern) um den entsprechend bereitgestellten Lichtwellenleiter gewickelt werden. ln einfacher Weise kann ein anmeldungsgemäßes unterirdisch verlegbares

Energiekabel, insbesondere ein Seekabel, hergestellt werden.

Die Figur 10 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Energiekabels 1000 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das dargestellte

unterirdisch verlegbare Energiekabel 1000 kann insbesondere ein Seekabel 1000 sein. Vorzugsweise ist das Energiekabel 1000 ein Mittelspannungskabel oder ein Hochspannungskabel. Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen nach den vorherigen Figuren 2 bis 8 beschrieben. Für die anderen Komponenten des

Energiekabels 1000 wird insbesondere auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Das dargestellte Energiekabel 1000 umfasst vorliegend drei Phasenleiter 1002 jeweils mit einer Mehrzahl von Phasenleitersegmenten 1014. lnsbesondere umschließt der Außenmantel 1008 die drei Phasenleiter 1002. ln jedem der Phasenleiter 1002 ist ein Lichtwellenleiter 1010 integriert. Hierdurch kann die Temperatur jedes einzelnen Phasenleiters des Energiekabels 1000 überwacht werden.

Hierbei sei angemerkt, dass für eine bessere Übersicht nur die Phasenleiter 1002 dargestellt sind. Es versteht sich, dass das Energiekabel gemäß der Figur 10 entsprechend den Ausführungen zur Figur 2 über weitere Schichten, wie

lsolierschichten, Abschirmschichten, innere und äußere Halbleiterschichten,

Füllmaterial etc. verfügen kann.