BRPI0919019B1

BRPI0919019B1 - Junção de cabo para unir duas extremidades de cabo de um cabo de fibra óptica

Info

Publication number: BRPI0919019B1
Application number: BRPI0919019-8A
Authority: BR
Inventors: Anders S. Hansson; Niklas Norde; Per Fosselius; Claes Sonesson
Original assignee: Nkt Hv Cables Gmbh
Priority date: 2009-04-29
Filing date: 2009-04-29
Publication date: 2019-02-12
Also published as: EP2321685A1; US20120033928A1; EP2321685B1; WO2010124733A1; CN102132186A; BRPI0919019A2; CN102132186B; US8676020B2

Abstract

"junção de cabo para unir duas extremidades de cabo de um cabo de fibra óptica". apresente invenção refere-se a uma junção de cabo (10) para unir duas extremidades de cabo de um cabo de fibra óptica de um cabo de energia elétrica composto de fibra óptica (1), que compreende um cabo de energia elétrica (2, 3, 4) e um cabo de fibra óptica (5). a junção de cabo (10) compreende uma caixa de reparos (20), disposta entre as duas extremidades de cabo do cabo de fibra óptica (5). a caixa de reparos (20) está disposta dentro do cabo de energia elétrica composto de fibra óptica (1) e compreende, ainda, um meio (12) para armazenar comprimento extra, necessário para unir as fibras ópticas do cabo de fibra óptica (5).

Description

CAMPO DA INVENÇÃO [001] A presente invenção refere-se, em geral, à área de cabos de energia, e, em particular, a cabos de energia elétrica compostos de fibra óptica.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO [002] Um cabo de energia elétrica composto de fibra óptica é um cabo no qual uma fibra óptica está incluída em um cabo de energia elétrica. Esse cabo de energia elétrica composto de fibra óptica pode ser usado, por exemplo, em aplicações offshore, tais como cabos de energia submarinos e/ou cabos de comunicação. Outro exemplo está em ambientes de instalação, que necessitam de monitoramento da operação de eletricidade, sendo que as fibras ópticas podem ser usadas para detectar a distribuição de temperatura do cabo de energia.

[003] Duas extremidades de cabo frequentemente precisam ser conectadas uma à outra, por exemplo, ao instalar os cabos na aplicação em questão, ou em um processo de junção se o cabo estiver rompido e necessitar de reparo. Ao unir o cabo de fibra óptica do cabo de energia elétrica composto de fibra óptica, entende-se que um determinado comprimento extra tem de ser adicionado, a fim de realizar a junção das extremidades de cabo.

[004] O documento JP 59212813 descreve uma maneira de administrar o comprimento extra necessário para unir extremidades de cabo de um cabo de fibra óptica. De acordo com os ensinamentos deste documento, o comprimento extra é administrado dispondo o cabo de fibra óptica ao longo e entre os cabos de energia em um padrão semelhante a ondas. A solução apresentada é adequada para fibras ópticas bem finas, que podem ser dobradas facilmente, de qualquer

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2/9 maneira desejada. Mas, á medida que o diâmetro do cabo de fibra óptica aumenta, ocorrem dificuldades pelo fato de que o comprimento sobre o qual o comprimento extra é disposto aumenta consideravelmente, e pode variar até várias centenas de metros. Além disso, esses cabos de fibra óptica de diâmetro grande não podem ser dobrados de qualquer maneira e para cabos de fibra com diâmetros que excedem um determinado valor essa solução não é de forma alguma aplicável. Ainda, além disso, as dimensões externas do cabo de energia elétrica composto de fibra óptica podem ser aumentadas, o que causa dificuldades, por exemplo, durante o transporte do cabo.

[005] Do documento EP 646 817 A2 é conhecido um meio para unir cabos de fibra óptica. Particularmente, é usado um estojo para reparar o cabo de fibra óptica. Essa solução funciona bem para reparos em uma instalação existente, por exemplo, em uma instalação offshore. Uma desvantagem é que a junção é rígida e para reparos realizados antes das instalações dos cabos, essas junções rígidas apresentam problemas pelo fato de que o transporte e outro manejo do cabo são tornados mais difíceis. Outra desvantagem é que a dimensão externa do cabo elétrico/fibra óptica composto é aumentada e o manejo e novamente tornado mais complicado. Além disso, essa dimensão aumentada não pode ser administrada durante a fabricação do cabo de energia elétrica composto, caso o cabo de fibra óptica seja rompido na fabricação, uma vez que as máquinas de fabricação etc. estão adaptadas para a dimensão originalmente pretendida.

[006] Em vista do exposto acima, seria desejável pôr à disposição uma junção de cabo aperfeiçoada, que possa ser usada para diferentes tipos de necessidades de reparo e para cabos de fibra óptica de qualquer diâmetro.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO [007] É um objetivo da invenção pôr à disposição uma junção de

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3/9 cabo que supere ou pelo menos minore as desvantagens acima mencionadas da técnica anterior.

[008] Particularmente, é um objetivo da invenção pôr à disposição uma junção de cabo, por meio da qual cabos de fibra óptica de qualquer dimensão podem ser reparados.

[009] É um outro objetivo da invenção pôr à disposição uma junção de cabo, por meio da qual cabos de fibra óptica podem ser reparados a qualquer tempo, isto é., antes da instalação, bem como quando já instalados.

[0010] Ainda é um outro objetivo da invenção pôr à disposição uma junção de cabo, por meio da qual as dimensões externas do cabo composto podem ser mantidas.

[0011] É ainda um outro objetivo da invenção pôr à disposição uma junção de cabo, por meio da qual não é criado nenhum comprimento extra do cabo de fibra óptica. De acordo com a invenção, uma junção de cabo é posta à disposição para unir duas extremidades de cabo de um cabo de fibra óptica de um cabo de energia elétrica composto de fibra óptica, que compreende um cabo de energia elétrica e um cabo de fibra óptica desse tipo. Ajunção de cabo compreende uma caixa de reparo disposta entre as duas extremidades de cabo do cabo de fibra óptica. A caixa de reparo está disposta dentro do cabo de energia elétrica composto de fibra óptica e a caixa de reparo compreende, ainda, um meio para armazenar comprimento extra de fibras ópticas, necessário para unir as fibras ópticas do cabo de fibra óptica. Por meio da invenção, é posta à disposição uma junção aperfeiçoada e flexível de cabos, sendo que as dimensões externas de um cabo de energia elétrica composto de fibra óptica são mantidas. Além disso, o comprimento extra do cabo de fibra óptica, convencionalmente necessário para o processo de junção, e totalmente evitado por meio da invenção, uma vez que o comprimento extra é necessário apenas para

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4/9 as fibras ópticas do cabo de fibra óptica. Ainda, além disso, a junção de cabo de acordo com a invenção pode ser utilizada tanto antes da instalação do mesmo como depois.

[0012] De acordo com uma modalidade da invenção, o cabo de energia elétrica composto de fibra óptica compreende pelo menos dois cabos de energia elétrica e a caixa de reparos está disposta dentro de um espaço criado entre esses pelo menos dois cabos de energia elétrica. O uso do espaço disponível entre os cabos de energia elétrica proporciona uma maneira excelente de incluir a junção de cabo, sem alterar as dimensões externas do cabo de energia elétrica composto de fibra óptica.

[0013] Em outra modalidade da invenção, a caixa de reparos está formada na dependência da extensão de torcedura dos pelo menos dois cabos de energia elétrica. Por meio dessa característica, o tamanho da caixa de reparos pode ser otimizado em relação ao espaço disponível. Além disso, a junção de cabo é retida firmemente em posição nessa configuração.

[0014] Em ainda outra modalidade da invenção, a caixa de reparos está disposta dentro do cabo de energia elétrica composto de fibra óptica, de modo a manter as dimensões externas do cabo de energia elétrica composto de fibra óptica. Desse modo, o cabo de energia elétrica composto de fibra óptica pode ser manejado sem qualquer atenção especial, por exemplo, durante o transporte do mesmo. Além disso, as características do cabo de energia elétrica composto de fibra óptica também são mantidas, por exemplo, suas características de flexão.

[0015] Em ainda outra modalidade da invenção, a caixa de reparos compreende aberturas dispostas em extremidades opostas da mesma.

Cada uma das aberturas compreende um tubo que está adaptado para receber uma das duas extremidades de cabo do cabo de fibra óptica.

Em uma modalidade, os tubos são feitos do mesmo material como o

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5/9 cabo de fibra óptica. O procedimento de reparo é, portanto, muito facilitado por meio dessa característica, uma vez que a soldagem de peças do mesmo material é menos complicada do que a soldagem de peças de materiais diferentes. Além disso, a junção de cabo é facilmente adaptável ao material do revestimento do cabo de fibra óptica em questão.

[0016] Outras características e vantagens da invenção tornam-se evidentes pela leitura da descrição detalhada abaixo de modalidades, em conjunto com os desenhos anexos.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS [0017] Figura 1 ilustra um cabo de energia elétrica composto de fibra óptica de três núcleos.

[0018] Figura 2 ilustra uma modalidade da junção de cabo de acordo com a presente invenção.

[0019] Figuras 3a e 3b ilustram uma vantagem da invenção, em comparação com junções e métodos de junção conhecidos.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES DA INVENÇÃO [0020] A figura 1 ilustra um cabo de energia elétrica composto de fibra óptica 1 de três núcleos, doravante designado como cabo composto 1, que compreende três cabos de energia 2, 3, 4 e um cabo de fibra óptica 5. O cabo de energia 2 compreende um núcleo condutor 6, que, por sua vez, compreende diversos fios de maneira convencional. O cabo de energia 2 compreende, ainda, camadas de isolamento, camadas semicondutoras internas e externas e camadas impermeáveis à água, também de maneira convencional. Os outros dois cabos de energia 3, 4 são similares ou idênticos ao cabo de energia 2 descrito. Os cabos de energia 2, 3, 4 estão enrolados de modo helicoidal, com uma determinada extensão de torcedura. O cabo composto 1 compreende, ainda, camadas de revestimento e camadas de blindagem 7, 8.

[0021] Os espaços entre os cabos de energia 2, 3, 4 montados são

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6/9 preenchidos com um material de enchimento 9 apropriado, tal como enchimento de PE (polietileno) ou PVC (cloreto polivinílico). O cabo de fibra óptica 5 está colocado em uma modalidade dentro de um desses espaços e dentro do material de enchimento 9. O cabo de fibra óptica 5 compreende diversas fibras ópticas colocadas dentro de um tubo metálico, tal como está ilustrado na figura.

[0022] A figura 2 ilustra uma junção de cabo 10 de acordo com a invenção. A junção de cabo 10 compreende uma caixa de reparos 20 como uma caixa de formato apropriado, com uma tampa 11 e uma cavidade 12. A cavidade 12 é formada pela tampa 11, quando fechada, por lados de parede internos 15 e por um lado de fundo 14. Quando um procedimento de reparo é concluído, a tampa 11 é chumbada, colada, isolada ou fixada de outro modo na caixa de reparos 20 de maneira à prova de água e à prova de gás.

[0023] O espaço da cavidade 12 é usado para armazenar o comprimento extra das fibras ópticas do cabo de fibra óptica 5. Observa-se que não é necessário nenhum comprimento extra do cabo de fibra óptica 5 em si, mas um comprimento extra é adicionado apenas às fibras ópticas do mesmo.

[0024] Como o tamanho da junção de cabo 10 e, portanto, da caixa de reparos 20 deve ser mantido de modo a não afetar a dimensão externa do cabo composto 1, isso deve ser levado em consideração ao selecionar o método de junção das fibras a ser usado. Se apenas algumas poucas fibras ópticas devem ser reparadas, pode ser usado um método de junção, que compreende o uso de uma luva de junção, que necessita de espaço. Mas, se muitas das fibras ópticas do cabo de fibra óptica 5 devem ser reparadas, então deve ser selecionado um método que requer menos espaço, por exemplo, um método que inclui uma recobertura da camada plástica das fibras ópticas, isto é., uma junção que pelo menos se aproxima de uma junção do fabricante.

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7/9 [0025] A caixa de reparos 20 compreende, ainda, aberturas 18, 19 em duas extremidades opostas 16, 17 da mesma, através das quais duas extremidades das fibras ópticas do cabo de fibra óptica 5 devem ser inseridas. As aberturas estão dotadas, de preferência, de tubos ocos 21, 22, conectados à caixa de reparos 20 em uma maneira à prova de água. Em um reparo, os tubos 21, 22 são soldados ou de outro modo conectados ao tubo metálico do cabo de fibra óptica 5 O material dos tubos 21, 22 é selecionado, de preferência, para ser igual ao tubo metálico do cabo de fibras 5. Isto é, se o tubo metálico do cabo de fibras 5 for feito de cobre, então os tubos 21, 22 também são feitos, de preferência, de cobre. Desse modo, é possibilitado um reparo mais facilitado, uma vez que a soldagem de duas peças do mesmo material, com as mesmas propriedades, é menos complicada do que a soldagem de peças de materiais diferentes. Observa-se que o método para fixar os tubos 21,22 ao tubo metálico do cabo de fibras 5 pode ser selecionado apropriadamente, por exemplo, por soldagem, colagem ou qualquer combinação de métodos de fixação.

[0026] O formato da caixa de reparos 20 está adaptado na dependência do espaço que está disponível em uma determinada aplicação. Por exemplo, no cabo composto 1 ilustrado, com três núcleos de cabo 2, 3, 4, a caixa de reparos 20 deve ser formada em um formato triangular, a fim de ajustar-se entre dois dos cabos de energia. Os cabos de energia 2, 3, 4 estão enrolados de modo helicoidal, isto é, retorcidos, e a distância na qual uma torção faz uma volta completa em torno de um eixo paralelo ao comprimento do cabo composto é conhecida como uma extensão de torcedura. Em uma modalidade, a caixa de reparos 20 está formada na dependência da extensão de torcedura dos cabos de energia 2, 3, 4. Desse modo, o tamanho da caixa de reparos 20 pode ser otimizado em relação ao espaço que está disponível. Além disso, a junção de cabo 10 está retida firmemente em sua posição pre

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8/9 tendida em uma configuração desse tipo.

[0027] Dependendo da aplicação pretendida do cabo composto 1, a caixa de reparos 20 pode ainda ser dotada de um meio para impedir a implosão da caixa de reparos 20. Em uma aplicação submarina, na qual o cabo composto 1 pode ser colocado a uma profundidade de várias centenas de metros dentro da água, a pressão sobre a caixa de reparos 20 torna-se muito alta. Portanto, uma ou mais saliências 23a, 23b são previstas, para impedir a tampa 11 de implodir.

[0028] A caixa de reparos é feita de qualquer material apropriado. O material é selecionado, de preferência, na dependência das necessidades da aplicação pretendida. Em uma aplicação submarina, é selecionado, de preferência, um material com propriedades altamente anticorrosivas.

[0029] As figuras 3a e 3b ilustram uma vantagem da invenção, em comparação com junções e métodos de junção conhecidos. A figura 3a ilustra um cabo composto 30, que compreende um cabo de energia elétrica 31 e um cabo de fibra óptica 32. Nessa ilustração, é usada uma junção 33 que exige que o comprimento extra do cabo de fibra óptica 32 seja manejado, ondulando o cabo de fibra óptica 32 ao longo do comprimento do cabo composto 31. Tal como descrito na parte introdutória do presente pedido, essa não é uma solução viável, por exemplo, para cabos de fibra óptica de grandes dimensões.

[0030] Afigura 3b ilustra o cabo composto 1, com uma junção de cabo 10 de acordo com a invenção. Os cabos de energia 2, 3, 4 estão ilustrados esquematicamente como um único cabo de energia. O cabo de fibra óptica 5 está localizado entre os cabos de energia 2, 3, 4 e compreende a junção de cabo 10, que compreende a caixa de reparos 20. A dimensão externa, isto é, o diâmetro externo D do cabo composto 31 também está ilustrado. O comprimento extra das fibras ópticas, necessário ao reparar o cabo de fibra óptica 5 está armazenado dentro

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9/9 da caixa de reparos 20. Além disso, o tamanho e o posicionamento da caixa de reparos 20 possibilita que as dimensões externas do cabo composto 1 sejam mantidas tal como antes do reparo. Além de manter as dimensões externas do cabo composto, também são mantidas suas propriedades, tais como flexibilidade e resistência à tração.

[0031] A invenção foi descrita em conexão com um cabo de energia de três núcleos. Mas, deve ser observado que a invenção não está limitada a esses cabos, mas outros cabos podem beneficiar-se da invenção descrita. Cabos de energia para níveis de tensão diferentes podem beneficiar-se da presente invenção, por exemplo, cabos de energia para voltagens médias e cabos de energia para voltagens altas, por exemplo, várias dezenas de kVs.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Junção de cabo (10), para unir duas extremidades de cabo de um cabo de fibra óptica (5) de um cabo de energia elétrica composto de fibra óptica (1), que compreende um cabo de energia elétrica (2, 3, 4) e um cabo de fibra óptica (5), uma caixa de reparos (20) disposta entre as duas referidas extremidades de cabo do referido cabo de fibra óptica (5), sendo que a referida caixa de reparos (20) está disposta dentro do referido cabo de energia elétrica composto de fibra óptica (1), caracterizado pelo fato de que a referida caixa de reparos (20) compreende, ainda, um meio (12) para armazenar um comprimento extra, necessário para unir fibras ópticas do referido cabo de fibra óptica (5).
2. Junção de cabo (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o referido cabo de energia elétrica composto de fibra óptica (1) compreende pelo menos dois cabos de energia elétrica (2, 3, 4) e em que a referida caixa de reparos (20) está disposta dentro de um espaço criado entre os referidos pelo menos dois cabos de energia elétrica (2, 3, 4).
3. Junção de cabo (10) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a referida caixa de reparos (20) está formada na dependência da extensão de torcedura dos referidos pelo menos dois cabos de energia elétrica (2, 3, 4).
4. Junção de cabo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que a referida caixa de reparos (20) está disposta dentro do referido cabo de energia elétrica composto de fibra óptica (1), de modo a manter as dimensões externas do referido cabo de energia elétrica composto de fibra óptica (1).
5. Junção de cabo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a referida caixa de reparos (20) compreende aberturas (18, 19), dispostas em

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2/2 extremidades opostas da mesma, cada uma das referidas aberturas (18, 19) compreende um tubo (21, 22), que está adaptado para receber uma das referidas duas extremidades de cabo do referido cabo de fibra óptica (5).
6. Junção de cabo (10) de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que os referidos tubos (21, 22) são feitos do mesmo material como o referido cabo de fibra óptica (5).
7. Junção de cabo (10) de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que o referido cabo de energia elétrica (2, 3, 4) compreende um cabo submarino de três núcleos.