DE3706740A1

DE3706740A1 - Tension-resistant optical submarine cable

Info

Publication number: DE3706740A1
Application number: DE19873706740
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dipl Ing Oestreich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1987-02-27
Filing date: 1987-02-27
Publication date: 1988-09-08

Abstract

In the case of an optical submarine cable (10) having one to six optical fibres (11), reinforcement is provided by alternating steel wires (15) and copper or aluminium wires (16), which are surrounded by a sheath (18) of a fluoropolymer, the copper or aluminium wires at the same time performing the power supply function of the cable. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein zugfestes optisches Seekabel mit mindestens einem druckresistent eingebetteten Lichtwellenleiter und mit der Stromversorgung des Kabels dienenden elektrischen Leitern, wobei zur Bewehrung innerhalb eines Außenmantels angeordnete zugfeste Drähte vorgesehen sind.The invention relates to a tensile optical submarine cable with at least one pressure resistant embedded Optical fiber and with the power supply of the cable serving electrical conductors, being used for reinforcement within an outer jacket arranged tensile wires are provided.

Optische Seekabel mit den Merkmalen des Gattungsbegriffes werden in einer Reihe von Druckschriften behandelt. So beschreibt die DE-OS 30 41 679 ein solches Kabel, bei dem die optischen Leiter von einer Kunststoffhülle umgeben sind, die ihrerseits von einem Aluminiumrohr umschlossen ist, das der Stromversorgung dient. Darauf sind hoch zugfeste Stahldrähte aufgebracht, die in einem Kupferrohr eingeschlossen sind, das seinerseits von einem Isoliermantel aus Polyäthylen umgeben ist. Ein Aufbau dieser Art ist für ein Seekabel relativ kompliziert.Optical submarine cable with the features of the generic term are dealt with in a number of publications. So describes DE-OS 30 41 679 such a cable, in which the optical conductors are surrounded by a plastic sheath that is in turn enclosed by an aluminum tube that the Power supply is used. There are high tensile steel wires on it applied, which are enclosed in a copper tube, the in turn surrounded by an insulating jacket made of polyethylene is. A structure of this kind is relative for a submarine cable complicated.

Einen vereinfachten Aufbau zeigt die Vorrichtung nach der US-PS 45 38 881, bei der ein Zentraldraht neben der Zugentlastung auch der Stromversorgung dient und dazu aus Hartkupfer besteht, das eine Leitfähigkeit von etwa 40% gegenüber Elektrolytkupfer aufweist. Trotzdem weist das aus der Druckschrift bekannte Seekabel eine ziemlich aufwendige Konstruktion auf.A simplified structure shows the device according to the US-PS 45 38 881, in which a central wire next to the Strain relief also serves as the power supply Hard copper, which has a conductivity of about 40% compared to electrolytic copper. Nonetheless, that points out the Publication known submarine cable a rather complex Construction on.

Demgegenüber ist der Aufbau des in der GB-Patentanmeldung 20 29 048 beschriebenen Seekabels schon erheblich vereinfacht. Dort werden den zugfesten Drähten, die aus einem Material geringerer Leitfähigkeit als Kupfer oder Aluminium bestehen, also z. B. aus Stahl, auch die Aufgabe der Stromversorgung zugewiesen.In contrast, the structure of the in the UK patent application 20 29 048 described submarine cable already considerably simplified. There are the tensile wires made of one material lower conductivity than copper or aluminum, so z. B. made of steel, also the task of power supply assigned.

Ein weiterer vereinfachter Aufbau wird durch die Erfindung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Bewehrung mindestens teilweise Stahldrähte durch Hartkupfer- oder Aluminiumdrähte ersetzt sind. Auf diese Weise steht die erheblich bessere Leitfähigkeit von Kupfer oder Aluminium zur Verfügung, ohne daß es eines besonderen Arbeitsganges bei der Fertigung eines solchen Kabels für die Stromversorgung des Kabels bedarf. Die Hartkupfer- oder Aluminiumkabel werden dabei in den Verband der zugfesten Stahldrähte integriert, wobei der Bewehrungsverband auch mehrlagig ausgebildet sein kann. Durch diese Maßnahme kommt man zu einem sehr leichten, im Querschnitt kleinen und kostensparenden Aufbau für ein optisches Seekabel der eingangs genannten Art. Eine zusätzliche radiale Abdichtung ist wegen der geschlossenen Metallschicht nicht erforderlich. Ein solches Kabel ist für Inselverbindungen mit Maximalentfer nungen von einigen hundert Kilometern besonders gut geeignet.Another simplified structure is the invention proposed, which is characterized in that for Reinforcement at least partially of steel wires by hard copper or aluminum wires are replaced. In this way, the significantly better conductivity of copper or aluminum Available without a special operation at the Manufacture of such a cable for the power supply of the Cable required. The hard copper or aluminum cables are included integrated in the association of tensile steel wires, the Reinforcement bandage can also be formed in several layers. By this measure leads to a very light, in cross section small and cost-saving construction for an optical submarine cable of the type mentioned in the introduction. An additional radial seal is not necessary due to the closed metal layer. Such a cable is for island connections with maximum distance of a few hundred kilometers are particularly suitable.

Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend näher beschriebenen Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert.The invention is illustrated by one in the drawing and embodiment described in more detail below in individual explained.

Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch ein Seekabel nach der Erfindung.The only figure shows a cross section through a submarine cable according to the invention.

Den Kern 11 des Kabels 10 bildet ein relativ weicher Kunst stoff, in dem die Lichtwellenleiterfasern 12, die üblicherweise mit einer Schutzschicht 13 versehen sind, mit geringer Überlän ge und beweglich eingebettet sind. Die Bewehrung des Kerns eines solchen Ein- bis Sechsfaserkabels besteht aus vier Federstahldrähten 15 und vier Kupferdrähten 16 aus Hartkupfer, wobei die Kupfer- und die Stahldrähte den gleichen Durchmesser aufweisen. Die Drähte sind mit einer Schlaglänge von etwa 200 bis 300 mm aufgeseilt. Die Verteilung der Drähte erfolgt so, daß jeweils ein Stahldraht einem Kupferdraht folgt. Die Innen- und die Außenzwickel sind mit einer wasserabweisenden Schicht gefüllt, d. h. die Drähte sind in eine Füllsubstanz 17 eingebettet, die alle Zwickelräume vollkommen ausfüllt. Für die Füllsubstanz werden vorteilhaft Korrosionsschutzmaterialien verwendet, die verhindern, daß eindringendes Wasser zu einer Zerstörung oder Beschädigung der Drähte führen kann. Insbeson dere werden als Füllsubstanz öl- oder fetthaltige Substanzen, darunter auch bitumenartige Massen, verwendet. Eine unter dem Handelsnamen Oppanol bekannte Füllmasse, das ist höchst molekulares Polyäthylen, hat sich dabei besonders gut bewährt. Diese Art der Bewehrung (abwechselnd Stahl- und Kupfer- oder Aluminiumdrähte) führt zu einem zugfesten Aufbau bei gleichzeitig ausreichend hoher Flexibilität.The core 11 of the cable 10 forms a relatively soft plastic, in which the optical fibers 12 , which are usually provided with a protective layer 13 , are embedded with a small excess length and are movable. The reinforcement of the core of such a one to six-fiber cable consists of four spring steel wires 15 and four copper wires 16 made of hard copper, the copper and steel wires having the same diameter. The wires are stranded with a lay length of about 200 to 300 mm. The wires are distributed in such a way that a steel wire follows a copper wire. The inner and outer gussets are filled with a water-repellent layer, ie the wires are embedded in a filling substance 17 which completely fills all gusset spaces. Corrosion protection materials are advantageously used for the filling substance, which prevent water penetration from destroying or damaging the wires. In particular, oil or fat-containing substances, including bitumen-like masses, are used as fillers. A filling compound known under the trade name Oppanol, which is highly molecular polyethylene, has proven particularly useful. This type of reinforcement (alternating steel, copper or aluminum wires) leads to a tensile strength structure with sufficient flexibility.

Auf die aus Stahl- und Kupferdrähten bestehende Bewehrung ist ein Mantel 18 aus einem Fluorpolymer, wie z. B. ETFE oder ECTFE, in solcher Dicke aufgebracht, daß dem Mantel die elektrische Isolierung allein zufällt. Daneben stellen die gewählten Kunststoffe sicher, daß der Mantel spannungsfest, hochisolierend, feuchteunempfindlich und kratz-, riß- und weiterreißfest sowie spannungsrisseunempfindlich ist. Darüber hinaus erfüllt der Mantel auch die Forderung nach einer UV- und Alterungsstabilität sowie nach einer allgemeinen chemischen und mechanischen Stabilität.On the reinforcement consisting of steel and copper wires is a jacket 18 made of a fluoropolymer, such as. B. ETFE or ECTFE, applied in such a thickness that the sheath is the electrical insulation alone. In addition, the selected plastics ensure that the sheath is tension-proof, highly insulating, moisture-insensitive and scratch, tear and tear-resistant and insensitive to stress cracks. In addition, the jacket also meets the requirements for UV and aging stability and for general chemical and mechanical stability.

Zur besseren Trennung der mechanischen und elektrischen Beanspruchung ist auf den Mantel 18 eine besonders abriebfeste dünne Schicht 19 aus einem Polyamid oder einem Polyurethan aufgebracht. Diese Stoffe besitzen zwar einen niedrigen Isolierwiderstand und eine geringe elektrische Festigkeit, sind aber mechanisch sehr stabil. Die Verbindung zwischen der äußeren Schicht 19 und dem Mantel 18 erfolgt mit Hilfe eines geeigneten Schmelzklebers.For better separation of the mechanical and electrical stress, a particularly abrasion-resistant thin layer 19 made of a polyamide or a polyurethane is applied to the jacket 18 . Although these materials have low insulation resistance and low electrical strength, they are mechanically very stable. The connection between the outer layer 19 and the jacket 18 is made with the aid of a suitable hot melt adhesive.

Den Bewehrungsdrähten fällt bei der vorgesehenen Einsatzart des Kabels (Inselverbindungen auf relativ kurzen Distanzen) auch die Aufgabe der Stromversorgung der Regeneratoren des Kabels zu. Da für die beabsichtigten Zwecke kaum Spannungen größer als 1000 Volt benötigt werden, wird die Isolierung elektrisch nur wenig beansprucht, kann also gewissen mechanischen Beanspru chungen parallel zu den elektrischen ausgesetzt werden. Die Kupferdrähte der Bewehrung haben bei einem Durchmesser von 0,5 mm einen Widerstand von ca. 22 Ohm/km. Bei 100 mA Betriebs strom ergibt sich daraus ein Spannungsgefälle von 2,2 V/km. Für ein 30-Kilometer-Regeneratorfeld ergeben sich somit kanpp 70 Volt Spannungsabfall. Bei einer Leistung des Regenerators von 13 Watt entfällt auf ihn eine Spannung von 130 Volt, woraus sich für ein ganzes Feld etwa 200 Volt Spannungsgefälle ergibt. Da man mindestens fünf Felder betreiben kann, sind Strecken von 5 bis 6×30 km, also 150 bis 180 km, mit einem solchen Kabel betreibbar. Bei einer zweiseitigen Speisung mit etwa 1000 Volt kann man auf diese Weise ein solches Kabel etwa auf einer Länge von 350 km betreiben. In diesem Längenbereich liegt die große Mehrzahl aller in Betracht kommenden Seekabel-Strecken.The reinforcement wires fall in the intended use of the Cable (island connections over relatively short distances) too the task of powering the regenerators of the cable to. As hardly any tensions greater than for the intended purposes 1000 volts are needed, the insulation is electrical only little stressed, can therefore certain mechanical stress be suspended parallel to the electrical. The Reinforcement copper wires have a diameter of 0.5 mm has a resistance of approx. 22 ohms / km. At 100 mA operation current results in a voltage gradient of 2.2 V / km. For a 30-kilometer regenerator field thus results in approximately 70 Volt voltage drop. If the regenerator has a performance of 13 watts it has a voltage of 130 volts, from which there is a voltage drop of about 200 volts for an entire field. Since you can operate at least five fields, distances of 5 to 6 × 30 km, i.e. 150 to 180 km, with such a cable operable. With a two-sided supply with about 1000 volts you can this way about such a cable over a length operate from 350 km. The large one lies in this length range Most of all submarine cable routes under consideration.

Claims

Tensile optical submarine cable with at least one pressure-resistant embedded optical waveguide and electrical conductors serving to supply the power to the cable, wherein tensile wires arranged for reinforcement within an outer jacket are provided, characterized in that the steel wires ( 15 ) are at least partially made of hard copper or aluminum for reinforcement wires ( 16 ) are replaced.