RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP 2145339 (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego: 18.12.2007 07861114.2 (13) (51) T3 Int.Cl. G02B 6/44 (2006.01) G02B 6/48 (2006.01) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (97) O udzieleniu patentu europejskiego ogłoszono: 20.06.2012 Europejski Biuletyn Patentowy 2012/25 EP 2145339 B1 (54) Tytuł wynalazku: Kabel elektryczny z rurką na kabel optyczny (30) Pierwszeństwo: 04.05.2007 SE 0701096 (43) Zgłoszenie ogłoszono: 20.01.2010 w Europejskim Biuletynie Patentowym nr 2010/03 (45) O złożeniu tłumaczenia patentu ogłoszono: 30.11.2012 Wiadomości Urzędu Patentowego 2012/11 (73) Uprawniony z patentu: Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ), Stockholm, SE (72) Twórca(y) wynalazku: PL/EP 2145339 T3 LARS EFRAIMSSON, Falun, SE BENGT STRÖM, Falun, SE (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Anna Stenzel JAN WIERZCHOŃ & PARTNERZY BIURO PATENTÓW I ZNAKÓW TOWAROWYCH ul. Żurawia 47/49 00-680 Warszawa Uwaga: W ciągu dziewięciu miesięcy od publikacji informacji o udzieleniu patentu europejskiego, każda osoba może wnieść do Europejskiego Urzędu Patentowego sprzeciw dotyczący udzielonego patentu europejskiego. Sprzeciw wnosi się w formie uzasadnionego na piśmie oświadczenia. Uważa się go za wniesiony dopiero z chwilą wniesienia opłaty za sprzeciw (Art. 99 (1) Konwencji o udzielaniu patentów europejskich).
14815/12/P-RO/AS/KM EP 2 145 339 Opis DZEDZINA TECHNIKI Kabel elektryczny z rurką na kabel optyczny [0001] Wynalazek dotyczy kabla elektrycznego z rurką na kabel optyczny. TŁO WYNALAZKU [0002] Według istniejącej technologii, kabel elektryczny do przesyłu energii elektrycznej może być połączony z kablem optycznym w jednym i tym samym kablu elektrycznym. Połączenie może być dokonane na różne sposoby i w często stosowanej konstrukcji, kabel elektryczny wyposażony jest w rurkę z tworzywa sztucznego. Rurka może być umieszczona w obszarze między izolowanymi przewodami elektrycznymi i otuliną kabla. Kabel optyczny wdmuchiwany jest do rurki powietrzem lub wprowadzony do niej z użyciem wody, kiedy kabel elektryczny jest już zainstalowany. [0003] W międzynarodowym zgłoszeniu WO 97/40504 opisany jest samonośny kabel elektryczny z opaskami osłonki wokół izolowanych przewodów elektrycznych, które to opaski skutecznie chronią kabel, kiedy jest zwieszony z punktów mocowania. Kabel mógłby być wyposażony w rurkę we wspomnianym obszarze. Międzynarodowe zgłoszenie WO 2004/006272 opisuje kabel elektryczny z taśmą ochronną z częściowo przewodzącego elektrycznie materiału rozciągającego się wzdłuż kabla w obszarze między izolowanymi przewodami elektrycznymi i otuliną kabla. Elektrycznie przewodzący przewód biegnie w taśmie wzdłuż jego całej długości i tworzy skuteczną ochronę dla odłączenia napięcia, kiedy kabel penetrowany jest przez elektrycznie przewodzący przedmiot. W kablu tym mogłaby być również umieszczona rurka. [0004] Kable wyżej opisanego typu są dobrze dopasowane do ich przeznaczenia, ale powstaje problem, jeśli są wyposażone w rurkę na kabel optyczny. Rurka może ulec odkształceniu, kiedy kabel jest produkowany lub przemieszczany a odkształcenie uniemożliwia wprowadzenie światłowodu. Odkształcenie może mieć miejsce np. kiedy kabel jest zawieszony z użyciem sprzętu do zawieszania wzdłuż kabla lub jest przytrzymywany na końcach kabla przez urządzenia do taśmowania. Kabel wprowadzony do ziemi może być odkształcany przez kamienie a nawet kabel ułożony na dnie morskim może podlegać siłom odkształcającym rurkę. Rurka może być wykonana, jako bardzo wytrzymała, w taki sposób, aby wytrzymywała siły odkształcające. Wadą tego jest to, że rurka będzie bardzo twarda, a kabel bardzo sztywny i bardzo trudny do manipulacji. STRESZCZENIE WYNALAZKU
- 2 - [0005] Wynalazek zajmuje się problemem, polegającym na łatwości odkształcenia rurki na kabel optyczny lub światłowód zintegrowany w kablu elektrycznym. Rurka musi być sprężysta, aby kabel elektryczny był łatwy w manipulacji. [0006] Celem wynalazku jest więc stworzenie kabla elektrycznego ze zintegrowaną rurką lub rurkami na kabel optyczny. Kabel elektryczny powinien być łatwy w manipulacji przy jednoczesnym zapewnieniu ochrony rurki/rurek przed odkształceniem. [0007] Problem rozwiązany jest przez izolowany kabel elektryczny według zastrzeżenia 1, z co najmniej jedną rurką przeznaczoną na kable optyczne. Kabel elektryczny zawiera co najmniej dwa przewody elektryczne z metalu, z których każdy otoczony jest elektrycznie izolująca warstwą i otuliną otaczającą przewody elektryczne i ich izolujące elektrycznie warstwy. Co najmniej jedną taśmę sprężystego materiału umieszczono w obszarze między warstwami izolującymi przewodów elektrycznych i wewnętrzną stroną otuliny. Rurka umieszczona jest w taśmie i otoczona jest materiałem sprężystym. W stanie nieodkształconym, rurka ma przekrój z zewnętrzną stroną skierowaną ku stronie wewnętrznej otuliny, która to zewnętrzna strona przebiega wzdłuż ciągłej, wygiętej na zewnątrz linii zakrzywionej z wyjątkiem odcinka w pobliżu rurki. Na tym odcinku, zewnętrzna strona przekroju leży wewnątrz linii zakrzywionej. [0008] Opcjonalnie, na odcinku tym, zewnętrzna strona przekroju jest płaska a kolejną opcją jest wgniecenie na zewnętrznej stronie przekroju. Opcją jest również kształt obwodu koła, wygiętej na zewnątrz zakrzywionej linii. [0009] Kabel elektryczny ma taką zaletę, że jest sprężysty i łatwy w manipulacji zaś rurka na kabel optyczny jest dobrze chroniona przed odkształceniami. Kabel elektryczny może być produkowany z użyciem standardowego sprzętu i kabel optyczny może być łatwo wprowadzany za pomocą płynu lub wdmuchiwany do rurki, kiedy kabel elektryczny jest już zainstalowany. [0010] Wynalazek zostanie teraz opisany bliżej za pomocą przykładów wykonania i w odniesieniu do załączonych rysunków. KRÓTKI OPIS RYSUNKÓW [0011] Figura 1 przedstawia przekrój kabla elektrycznego dobrze znanego typu; Figura 2 przedstawia widok sprzętu do zawieszania Figura 3 przedstawia widok urządzenia do taśmowania; Figura 4 przedstawia przekrój kabla elektrycznego z rurką na kabel optyczny;
- 3 - Figura 5 przedstawia przekrój kabla elektrycznego z rurką na kabel optyczny według wynalazku; Figura 6 przedstawia przekrój części kabla z figury 5; Figura 7 przedstawia przekrój części kabla z figury 5 pod wpływem działania urządzenia do taśmowania; Figura 8 przedstawia przekrój alternatywnego przykładu wykonania kabla według wynalazku z rurką; Figura 9 przedstawia przekrój kolejnego alternatywnego przykładu wykonania kabla według wynalazku z rurkami; i Figura 10 przedstawia przekrój kabla z figury 5, ale wyposażonego w warstwy dodatkowe. OPIS SZCZEGÓŁOWY [0012] Figura 1 przedstawia kabel elektryczny C1 dobrze znanego typu. Kabel zawiera trzy izolowane przewody 1, 2 i 3, z których każdy zawiera przewód 4 i warstwę izolacyjną 5. Kabel otoczony jest otuliną 6 i zawiera opaski ochronne 7 na każdym izolowanym przewodzie między warstwą izolacyjną i otuliną. [0013] Kabel elektryczny C1 może być zawieszony między słupami z użyciem sprzętu do podwieszania H1, jak pokazano na figurze 2. Sprzęt do zawieszania zawiera chwytacz 21 z zaciskami 22 zaciskanymi śrubami 23 dla przytrzymania kabla C1. Chwytacz zawiera również kółko 24, po którym może toczyć się kabel po zawieszeniu. Figura 3 przedstawia urządzenie do taśmowania S1 z wytrzymałymi taśmami 31 wijącymi się spiralnie wokół kabla i przymocowanymi do pętli 32. Koniec kabla C1 może być przytrzymany przez urządzenia do taśmowania, a kabel może być rozciągany przez pociąganie pętli 32. Taśmy następnie owijają się wokół kabla i zapobiegają jego wyślizgnięciu się z urządzenia do taśmowania S1. [0014] Figura 4 przedstawia przekrój kabla elektrycznego C4 podobnego do kabla elektrycznego C1. Zawiera on trzy izolowane przewody 41, 42 i 43, z których każdy zawiera przewód 44 i warstwę izolacyjną 45. Kabel C4 zawiera otaczającą go otulinę 46, jak również rurkę lub kanał 48 z tworzywa sztucznego przeznaczoną na kabel optyczny lub w równym stopniu na światłowód. Rurka zatopiona jest w paśmie 47 sprężystego materiału, które to pasmo biegnie wzdłuż kabla w obszarze między warstwami izolacyjnymi 45 i wewnętrzną stroną otuliny 46. Kiedy kabel elektryczny wolny jest od wpływu sił zewnętrznych, zewnętrzna strona pasma 47 przebiega wzdłuż ciągłej, wygiętej na zewnątrz linii zakrzywionej L4, która jest obwodem koła o promieniu R4. Promień wyznaczony jest przez
- 4 - średnicę izolowanych przewodów 41, 42 i 43. Taśmy 31 urządzenia do taśmowania S1 otaczają kabel C4. [0015] Kiedy kablem C4 manipuluje się w różnych sytuacjach, np. zawiesza się go na sprzęcie do zawieszania H1 lub rozciąga przez urządzenie do taśmowania S1, będzie on poddawany siłom promieniowym F4. Siły te mogą powstawać, np. kiedy kabel toczy się po kole 24, dokręcane są śruby 23 zacisków 22 lub kiedy kabel jest rozciągnięty przez urządzenie do taśmowania S1. Chociaż rurka 48 zatopiona jest w paśmie 47, siły F4 np. od taśm 31 urządzenia do taśmowania S1 mogą być wystarczająco duże, aby odkształcić pasmo 47 i rurkę 48 w taki sposób, że niemożliwe będzie wdmuchanie lub wprowadzenie płynem kabla optycznego do rurki. [0016] Na figurze 5 przedstawiony jest przekrój kabla elektrycznego C5, który zawiera trzy izolowane przewody 51, 52 i 53, z których każdy zawiera przewód elektryczny 54 i warstwę izolacyjną 55. Kabel C5 zawiera otaczającą go otulinę 56, jak również rurkę 58 z tworzywa sztucznego przeznaczoną na kabel optyczny. Rurka zatopiona jest w paśmie 57 sprężystego materiału, które to pasmo biegnie wzdłuż kabla C5 w obszarze między warstwami izolacyjnymi 55 i wewnętrzną stroną otuliny 56. W odróżnieniu od kabla elektrycznego C4 na figurze 4, zewnętrzna strona pasma 57 w kablu C5 odbiega od ciągłej, wygiętej na zewnątrz linii zakrzywionej L5, kiedy pasmo nie jest odkształcone. Zamiast tego, zewnętrzna strona pasma 57 zawiera odcinek I5 w pobliżu rurki 58 z tworzywa sztucznego, który biegnie wewnątrz zakrzywionej linii L5. W przykładzie wykonania, zewnętrzna strona pasma 57 jest płaska na odcinku I5. [0017] Figura 6 pokazuje bardziej szczegółowo część przekroju kabla C5 z izolowanymi przewodami 51 i 53, pasmem 57, otuliną 56 i rurką 58. Figura pokazuje również taśmy 31 urządzenia do taśmowania S1. Kabel pokazany jest w pozycji, kiedy urządzenie do taśmowania nie jest obciążone. Pasmo 57 nie jest więc odkształcone a na odcinku I5 pasmo ma swój płaski kształt. [0018] Figura 7 przedstawia część przekroju kabla z figury 6 z tą różnicą, że urządzenie do taśmowania S1 jest obciążone. Urządzenie do taśmowania nie jest już w pełni okrągłe, jak pokazano na figurze 6, a pasmo 57 jest odkształcone przez taśmy 31 urządzenia do taśmowania. Przebieg pasma, kiedy nie jest on odkształcony, przedstawiony jest linią przerywaną L6 określając strefę odkształcenia Z7. Ciśnienie wywierane na rurkę 58 przedstawione jest za pomocą wektorów sił od F71 do F78 wskazujących siły działające na rurkę 58. [0019] Postać pasma 57 z płaskim odcinkiem I5 chroni rurkę 58 przed jej odkształceniem na dwa różne sposoby. Po pierwsze, siły pochodzące od taśm 31 są bardziej równomiernie rozłożone na szerszym obszarze pasma. Strefy odkształceń Z7 pasma 57 na końcach odcinka I5 przejmą większą część obciążenia, a mniejsza część będzie oddziaływać na pasmo nad rurką 58. Siła promieniowa F71 działająca na rurkę jest więc mniejsza od siły F4 pokazanej
- 5 - na figurze 4. Po drugie, ściskanie pasma 57 w strefach odkształceń powoduje, że ciśnienie w pasmie wytwarza siły styczne, głównie siły F73 i F77 jak również siły F72, F74, F76 i F78. Siły styczne stabilizują rurkę 58 i wspomagają zapobieganie przed jej załamaniem. Tak więc, chociaż rurka 58 jest nieco słaba i wystarczająco sprężysta, aby kabel elektryczny C5 również był sprężysty, rurka 58 utrzymuje swój kształt podczas manipulacji kablem elektrycznym. [0020] Figura 8 przedstawia kabel elektryczny C8 z izolowanymi przewodami 51 i 53. Zawiera on otulinę 81 i pasmo 82 sprężystego materiału, który biegnie wzdłuż kabla w obszarze między warstwami izolacyjnymi izolowanych przewodów i wewnętrzną stroną otuliny. Rurka 58 zatopiona jest w pasmie tak jak w poprzednich przykładach wykonania, jak również pokazana jest taśma 31 urządzenia do taśmowania S1. W odcinku I8 najbliższym rurki 58, zewnętrzna część przekroju pasma biegnie wewnątrz ciągłej, wygiętej na zewnątrz linii L8. W odróżnieniu od przykładu wykonania z figury 6, zewnętrzna strona przekroju na odcinku I8 ma wgniecenie. Dopasowując przekrój pasma możliwe jest dopasowanie rozkładu sił na rurce 58. Kabel optyczny (lub światłowód) 83 pokazany jest w rurce 58. [0021] Na figurze 9 pokazano kabel elektryczny C9 z dwoma izolowanymi przewodami 91, 92 otoczonymi otuliną 93. Kabel zawiera dwie rurki (lub kanały) 94, 95 na kable optyczne (lub światłowody). Rurki są zatopione w każdym sprężystym pasmie 96, 97 biegnącym wzdłuż kabla elektrycznego w obszarach między izolowanymi przewodami i wewnętrzną stroną otuliny. Na odcinkach najbliższych rurkom, zewnętrzna strona każdego z pasm jest płaska w taki sam sposób, jak na figurze 6. [0022] Figura 5 przedstawia kabel elektryczny C5 z trzema izolowanymi przewodami i pasmie z rurką. Figura 9 przedstawia kabel elektryczny C9 z dwoma pasmami, z których każdy zawiera zatopioną rurkę. Wynalazek obejmuje również kable zawierające cztery, a nawet więcej izolowanych przewodów i wiele pasm z rurkami. [0023] W powiązaniu z figurą 7 pokazano jak kabel C5 i jego sprężyste pasmo 57 odkształcone przez taśmy 31 urządzenia do taśmowania S1. Kable C8 i C9 mogą być odkształcane przez urządzenie do taśmowania w odpowiedni sposób a rurki 58, 94 i 95 są wtedy chronione przez odpowiedni sprężyste pasmo. Jak wspomniano, kable mogą być poddawane siłom odkształcającym na inne sposoby, np. od sprzętu do zawieszania H1 lub kiedy kabel wprowadzany jest do ziemi. Rurki są wtedy chronione przed odkształceniami w podobny sposób, jaki opisano w odniesieniu do figury 7. [0024] Kable elektryczne często zawierają wiele warstw w różnych celach, np. jak widać na figurze 1. Figury od 4 do 9 są uproszczone i nie ukazują takich warstw. Z drugiej strony, na figurze 10 pokazany jest kabel elektryczny C10 podobny do kabla C5 z figury 5. Kabel C10 zawiera izolowane przewody 51, 52 i 53, pasmo 57 z rurką 58 i otulinę 56. Zawiera on również przewodzące elektrycznie warstwy 51a, 52a i 53a wokół odpowiednich izolowanych przewodów. Elektrycznie przewodząca warstwa 56a otacza izolowane przewody 51, 52 i 53 i pasmo 57 i jest w bliskim kontakcie z wnętrzem rurki 56. Jeśli elektrycznie przewodzący
- 6 - przedmiot penetruje kabel C10 i zetknie się z przewodem elektrycznym 54 nastąpi zwarcie i napięcie zostanie odcięte od kabla. Efekt jest zwiększony przez wykonanie również pasma 57 z materiału przewodzącego elektrycznie. Rurka 58 otoczona jest przez śliską warstwę 58a, np. gładką opaskę. Warstwa 58a ułatwia ruch miedzy rurką i otaczającym ją pasmem 57, co przyczynia się do tego, że rurka nie zostanie odkształcona, kiedy kabel C10 jest zgięty. Warstwa 58a ułatwia usuwanie pasma z rurki 58 z mniejszym ryzykiem jej uszkodzenia. Kabel wytwarzany jest tradycyjnymi środkami, np. pasmo 57 jest wytłaczane na rurce 58 z jej śliską warstwą 58a. Pasmo jest następnie umieszczone miedzy przewodami 51 i 53, nałożona jest elektrycznie przewodząca warstwa 56a, a wokół tej całości wytłaczana jest otulina 56. Sporządziła i zweryfikowała Anna Stenzel Rzecznik patentowy
- 7 - Zastrzeżenia patentowe 1. Izolowany kabel elektryczny z co najmniej jedną rurką (58) przeznaczoną na kabel optyczny (83), który to kabel elektryczny (C5, C8) zawiera: - co najmniej dwa przewody elektryczne (54) z metalu, z których każdy otoczony jest izolująca elektrycznie warstwą (55); - otulinę (56, 61) otaczającą przewody elektryczne i ich elektrycznie izolujące warstwy; - co najmniej jedno pasmo (57, 82) lub materiał sprężysty umieszczony w obszarze między warstwami izolacyjnymi (55) przewodów elektrycznych (54) i wewnętrzną stroną otuliny (56, 81), gdzie rurka (58) umieszczona jest w pasmie (57, 82) i jest otoczona materiałem sprężystym, znamienny tym, że ten co najmniej jedno pasmo (57, 82) w stanie nieodkształconym ma przekrój ze stroną zewnętrzną, skierowaną ku wewnętrznej stronie otuliny (56, 81), która biegnie wzdłuż ciągłej, wygiętej na zewnątrz linii zakrzywionej (L5, L8) z wyjątkiem odcinka (I5, I8) w pobliżu rurki (58), gdzie zewnętrzna strona przekroju rozciąga się wewnątrz tej linii zakrzywionej i jest płaska lub ma wgniecenie. 2. Izolowany kabel elektryczny według zastrzeżenia 1, w którym kabel elektryczny (C5) zawiera trzy elektrycznie izolowane przewody (51, 52, 53). 3. Izolowany kabel elektryczny według zastrzeżenia 1 albo 2, w którym linia zakrzywiona (L5, L8) jest obwodem koła o promieniu (R4), który jest wyznaczony przez średnicę elektrycznie izolowanych przewodów (51, 52, 53). 4. Izolowany kabel elektryczny według zastrzeżenia 1, 2 albo 3, w którym pasmo (57, 82, 96, 97) jest z materiału przewodzącego elektrycznie. 5. Izolowany kabel elektryczny według zastrzeżenia 1, 2, 3 albo 4, w którym rurka (58) jest otoczona warstwą śliską (58a). Sporządziła i zweryfikowała Anna Stenzel Rzecznik patentowy
- 8 - (Stan techniki)
- 9 -
- 10 -
- 11 -
- 12 -
- 13 -