ES2609419T3 - Cable óptico terrestre para una utilización subterránea - Google Patents
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Abstract
Un cable (100; 215) terrestre adaptado para ser tendido bajo tierra, que comprende al menos una fibra óptica (105), - una capa (120) polimérica térmicamente conductora que rodea la al menos una fibra óptica; - unos conductores (130) de cobre dispuestos en una posición radialmente externa con respecto a la capa polimérica térmicamente conductora en el que la capa polimérica térmicamente conductora tiene una conductividad térmica de al menos 0,3 W/mK.
Description
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DESCRIPCION
Cable optico terrestre para una utiMzacion subterranea Antecedentes de la invencion
Campo de la invencion
La presente invencion se refiere, en general, a cables que ofrecen la doble funcion de conductores terrestres, y de cables de telecomunicaciones opticas. Mas en concreto, la invencion se refiere a cables terrestres que incluyen fibras opticas para fines de telecomunicacion, y que son tendidos bajo tierra.
Descripcion de la tecnica relacionada
Algunos aparatos electricos, por ejemplo torres de aerogeneradores para la generacion de ene^a electrica, pueden utilizar diferentes cables para interconectar dichos aparatos a una red electrica y para los servicios asociados con dicha red. En particular, unos cables electricos, tipicamente cables de tension media, permiten el transporte de energfa electrica - energfa electrica generada, en el caso de una torre de autogenerador - unos cables terrestres estan conectados al sistema terrestre del aparato o de la red a la cual dichos aparatos pertenecen y a la toma de tierra; los cables opticos tambien son utilizados para proporcionar servicios de comunicaciones o telecomunicaciones, asf como para el control de la operacion de los aparatos y otras funciones. Tfpicamente, los tres tipos de cables son al menos parcialmente tendidos bajo tierra, precisamente dentro de la misma zanja.
En principio, los cables terrestres pueden tener una estructura muy simple, que generalmente comprende, pero que tambien simplemente estan compuestos por un conductor metalico, tfpicamente bajo la forma de unos alambres trenzados. El conductor metalico, de modo preferente, es un conductor de cobre. Un ejemplo de dicho cable terrestre de la tecnica anterior se representa en la Figura 4.
Los cables opticos presenta una estructura determinada por su emplazamiento y por la necesidad de conseguir una proteccion adecuada para las fibras opticas contenidas en su interior. La sensibilidad de las fibras opticas al esfuerzo mecanico junto con las condiciones medioambientales, como por ejemplo la presencia de agua y / o agentes qmmicos que podnan penetrar en el cable, y el ataque por parte de animales, como por ejemplo roedores son ejemplos de las prevenciones que deben tomarse en consideracion al diseno de dichos cables.
El procedimiento del tendido de cables comprende el posicionamiento del cable en un lecho de arena; el lecho de arena, a continuacion, es cubierto por una capa de tierra en base a un material de dimensiones de pequenas partfculas (por ejemplo, seleccionado a partir del material de excavacion de la zanja), a su vez, cubierto mediante tierra corriente (tfpicamente el resto del material de excavacion de la zanja). Este proceso es engorroso y lleva mucho tiempo en el caso de que tengan que tenderse muchos cables diferentes dentro de la zanja.
Son conocidos para su uso como cables aereos cables que comprenden un conductor terrestre y fibras opticas. Dichos cables, generalmente denominados alambres de cable de toma de tierra opticos (OPGWs), tfpicamente comprenden unos tubos de aluminio y / o acero inoxidable que alojan las fibras opticas combinadas con alambres de aluminio o de aluminio reforzado, por ejemplo acero revestido de aluminio y / o una aleacion de aluminio, para proporcionar una capacidad de cortocircuito y dotar tambien al cable de una resistencia mecanica requerida para la instalacion aerea. Un ejemplo de OPGW se describe en el documento EP 1210633. Dichos cables no son apropiados para su uso bajo tierra, por muchas razones, incluyendo el hecho de que la presencia de los tubos de aluminio que alojan las fibra producina corrosion y posibles formacion de hidrogeno, que con el tiempo se acumulana dentro de los tubos, provocando el consiguiente empeoramiento del rendimiento de las fibras opticas.
El uso de alambres de cable aereos de puesta a tierra no es posible o conveniente en la mayona de los casos, por ejemplo cuando se trata de torres de autogeneradores debido a que las posibles lmeas aereas perturbanan el emplazamiento de las torres de autogeneradores. Asf mismo, la ausencia de una lmea de energfa electrica aerea con la cual podnan estar asociadas, requerina postes independientes lo que incremental el coste y complejidad del sistema.
El Solicitante ha observado que podna disponerse una instalacion mas sencilla mediante la combinacion de un cable terrestre bajo tierra con un cable de comunicaciones que comprendiera fibras opticas. En particular, se ha encontrado que, insertando fibras opticas que contengan elementos opticos dentro de un montaje de alambres electricos apropiados para proporcionar una conexion de puesta a tierra, los alambres electricos pueden actuar como un blindaje del elemento optico, proporcionando con ello una proteccion adecuada respecto del suelo donde el cable ha sido tendido.
Dicho conductor terrestre adaptado para quedar tendido bajo tierra debe presentar una estructura que satisfaga diversos requisitos. Una proteccion mecanica suficiente para las fibras opticas contenidas en el cable es una condicion ineludible. Al mismo tiempo, las fibras opticas deben ser facilmente extrafbles del cable en cualquier punto de su longitud - no solo en sus extremos iniciales - para llevar a cabo conexiones previstas e imprevistas con las
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instalaciones. Asf mismo, debe obtenerse una proteccion apropiada para las fibras opticas respecto de los incrementos de temperatura debido a la corriente que pasa a traves de los alambres electricos.
Una proteccion mecanica robusta podna hacer posible un facil tendido tambien del cable bajo tierra.
Teniendo en cuenta las condiciones medioambientales, el cable tambien debe ser resistente a los ataques debidos al agua y / o a los agentes qmmicos y / o a animales tales como roedores.
En cuanto a la conexion electrica del cable terrestre el sistema de conexion a tierra puede llevarse a cabo mediante abrazaderas, pero generalmente es preferente el uso de soldaduras porque son mas economicas a largo plazo. Durante la soldadura se genera un calor considerable, posiblemente perjudicial para las fibras opticas que son generalmente puestas a prueba para temperaturas no superiores a 60° C. Es conveniente una proteccion termica de las fibras opticas contenidas en el cable.
El documento US 5,687,271 divulga un procedimiento y un aparato para obtener una region exenta de campos electricos para los cables de fibras opticas en proximidad a lmeas electricas de alta tension por medio de un escudo electrico conductor de la misma tension que la lmea de energfa electrica. Una region exenta de campos electricos tambien se consigue incluso si el escudo electrico no se incorpora, disponiendo los cables de forma que la lmea de energfa electrica completamente rodee el cable de fibras opticas. Una region exenta de campos electricos se consigue tambien incrustando la fibra optica dentro de cada alambre de la lmea de energfa electrica. La region exenta de campos electricos para un cable de fibras opticas impide las descargas electricas ramificadas y otros efectos no deseables que convertina en inoperable el cable.
Sumario de la invencion
El Solicitante ha descubierto que un cable de comunicaciones que contenga fibras opticas y un cable terrestre que contenga conductores terrestres pueden ser combinados en un unico cable adaptado para su uso bajo tierra mediante la provision de una estructura en la que las fibras opticas queden rodeadas por una capa polimerica que presente una conductividad termica predeterminada (en lo sucesivo designada como capa polimerica termicamente conductora). Se incorporan unos conductores de cobre en una posicion radialmente externa con respecto a y rodeando dicha capa polimerica termicamente conductora.
La capa polimerica termicamente conductora proporciona una proteccion mecanica a las fibras opticas, y las protege contra el calentamiento generado, por ejemplo, mediante un procedimiento de soldadura para llevar a cabo la conexion electrica o por un cortocircuito; la capa polimerica termicamente conductora a la vista de la naturaleza polimerica de su material tambien permite el "escape" por difusion a traves de ella; de hidrogeno posiblemente formado en las inmediaciones de las fibras opticas, para que no se produzca; la capa polimerica termicamente conductiva permite ademas un facil receso a las fibras opticas para su extraccion desde cualquier punto del cable.
La conductividad termica de los conductores de cobre es mucho mas elevada que la de, por ejemplo, el aluminio. El uso de conductores de cobre en presencia de una capa polimerica termicamente conductora asegura la operacion del cable respecto de las fibras opticas incluso en el supuesto de que exista un calor elevado en el cable, por ejemplo en el caso de soldaduras.
Ademas de la funcion electrica como conductores terrestres, los conductores de cobre proporcionan la resistencia mecanica perseguida respecto del cable y su proteccion para las fibras opticas contenidas en su interior.
Por consiguiente, la presente invencion se refiere a un cable optico de puesta a tierra adaptado para quedar tendido bajo tierra que comprende al menos una fibra optica; una capa polimerica termicamente conductora que rodea la al menos una fibra optica; y unos conductores de cobre dispuestos en una posicion radialmente externa con respecto a la capa polimerica termicamente conductora.
A los fines de la presente descripcion y de las reivindicaciones adjuntas, excepto que se indique lo contrario, todos los numeros que expresan volumenes, cantidades, porcentajes, etc., deben entenderse en todos los casos modificadas por el termino "aproximadamente". Asf mismo, todos los intervalos incluyen cualquier combinacion de puntos maximo y mmimo divulgados e incluyen cualquier intervalo imperfecto, que puede o puede o no enumerarse en la presente memoria.
La al menos una fibra optica de acuerdo con la presente invencion comprende un nucleo transmisor optico, tipicamente fabricado en vidrio, rodeado por uno o mas revestimientos protectores.
La fibra optica puede estar contenida de manera suficientemente holgada en un tubo tampon, fabricado en un material polimerico.
La capa polimerica termicamente conductora del cable de la invencion presenta una conductividad termica (esto es,, la propiedad de un material que indica la capacidad de un metal para conducir calor) de al menos 0,3 W/mK, de modo preferente de al menos 0,4 W/mK. La conductividad termica de la capa polimerica termicamente conductora de acuerdo con la invencion puede alcanzar hasta 0,9 W/mK.
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De modo preferente, la capa polimerica termicamente conductora del cable de la invencion comprende un material retardante a las llamas.
De acuerdo con la presente descripcion y las reivindicaciones con el termino "retardante a las llamas" pretende significarse un material que tiene la capacidad de retardar la propagacion de las llamas de acuerdo con el baremo IEC 603232-1-2 (2004).
De modo preferente, la capa polimerica termicamente conductora comprende un material carente de halogeno.
La capa polimerica termicamente conductora puede, de modo ventajoso, estar fabricada a partir de un material polimerico a base de polfmeros o copolfmeros de etileno o propileno o mezcla de estos con la adicion de un relleno retardatario a las llamas inorganico, por ejemplo, hidroxido de magnesio. Ejemplos de materiales apropiados para su uso como materiales polimericos termicamente conductores dentro de la presente invencion se describen en el documento EP-A-0998747 o en el documento EP-A-1116244.
De modo preferente, la capa polimerica termicamente conductora comprende un material igmfugo. En la presente descripcion y las reivindicaciones, mediante el termino "igmfugo" pretende significarse un material que presenta la capacidad de soportar el fuego de acuerdo con IEC 60332-3-24 (2000).
Otros materiales ejemplares de la capa polimerica termicamente conductora de la invencion son polietileno de alta densidad (HDPE), polietileno de densidad media (MDPE) y polietileno de baja densidad (LDPE).
El material polimerico del tubo tampon puede ser sustancialmente el mismo que el de la capa polimerica termicamente conductora.
En una forma de realizacion preferente de la invencion, una capa de hilo de bloqueo del agua, por ejemplo un hilo de aramida o fibra de vidrio, y un polvo esponjable por el agua se dispone en una posicion radialmente interna con respecto a la capa polimerica termicamente conductora. Por ejemplo, dicha capa de bloqueo del agua rodea el tubo tampon que contiene de manera holgada la al menos una fibra optica. La capa de hilo de bloqueo del agua contribuye a proteger las fibras opticas contra el calor, y tambien impide la propagacion longitudinal del agua. Cuando la capa de hilo se basa en fibra de vidrio, se consigue una proteccion del cable contra los roedores.
Los conductores de cobre forman el conductor terrestre, y contribuyen, con la ayuda de la capa polimerica termicamente conductora, a dotar al cable de la resistencia termica deseada. Los conductores de cobre tambien protegen el cable contra los ataques de animales tipo roedores.
Los conductores de cobre estan dispuestos alrededor de la capa polimerica termicamente conductora en una configuracion longitudinal con respecto al eje geometrico del cable. De modo preferente, los conductores estan en contacto con la capa polimerica termicamente conductora.
La proteccion mecanica de las fibras opticas asegurada por la asociacion de conductores de cobre / capa polimerica termicamente conductora es tal que permite un procedimiento de tendido mas rapido y menos complicado del cable de la invencion. En particular, el uso de un lecho de arena ya no es necesario, y el cable puede ser tendido directamente en una capa de tierra en base a un material con unas dimensiones de partfculas pequenas, que puede, por ejemplo, ser un material seleccionado entre el material de excavacion de la trinchera del cable.
El cobre es termodinamicamente estable, esto es, sustancialmente no reacciona en presencia de agua. Por otro lado, la conductividad termica del cobre es mucho mayor que la del aluminio (401 W/m • K vs 237 W/m • K) y esto puede dar lugar a una elevacion de temperatura perjudicial para las fibras opticas, especialmente en el caso de un cortocircuito y en el procedimiento de soldadura, en particular del tipo Cadwell, que se describira posteriormente. En el cable de acuerdo con la presente invencion, los episodios termicos elevados no ocasionan problemas, gracias a la presencia de la capa polimerica termicamente conductora, que asegura que las fibras opticas estan muy bien protegidas y mantenidas seguras incluso en el supuesto de un pico termico.
En el caso de que se generen picos termicos elevados, por ejemplo, en el caso de soldaduras o de cortocircuitos, si el calor generado es mantenido confinado dentro de un volumen relativamente pequeno, se alcanzana un valor de alta temperatura inaceptable, el cual se transmitina radialmente a las fibras dispuestas dentro del cable, provocando danos a las mismas. Sin embargo, la presencia de la capa polimerica termicamente conductora permite que el calor localmente generado sea transmitido longitudinalmente a lo largo de la extension del cable. Distribuyendo asf el calor de manera tal que el pico de temperatura alcanzado permanezca por debajo del valor aceptable para las fibras alojadas dentro del cable.
Breve descripcion de los dibujos
Estas y otras caractensticas y ventajas de la presente invencion se pondran sin dificultad de manifiesto a partir de la lectura de la descripcion detallada subsecuente, en la que se ofrecen formas de realizacion ejemplares, en combinacion con los dibujos adjuntos, en los que:
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Las Figuras 1A y 1B muestran, respectivamente, en una vista en perspectiva y en seccion transversal, un cable de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion;
la Figura 2 muestra de forma esquematica un ejemplo de un sistema en el que el cable de las Figuras 1A y 1B puede ser utilizado; y
la Figura 3 muestra, de forma esquematica, en seccion transversal, un detalle de la seccion de tendido bajo tierra de los cables de la Figura 2; y
la Figura 4 muestra una seccion transversal de un cable terrestre de acuerdo con la tecnica anterior. Descripcion detallada de formas de realizacion de la invencion
Un cable terrestre de acuerdo con la tecnica anterior se muestra en la Figura 4, en la que un cable 400 comprende unos conductores 401 de alambre en una configuracion trenzada. Este cable tambien se designa como un cable "conductor desnudo" teniendo en cuenta la ausencia de cualquier tipo de revestimiento
Con referencia a los dibujos y, en particular, a las Figuras 1A y 1B, un cable de acuerdo con una forma de realizacion de la presente invencion, se indica globalmente con la referencia numeral 100, comprende al menos una fibra optica 105, de modo preferente una pluralidad de fibras opticas, por ejemplo en un numero que oscila entre 8 y 24 (el cable puede sin embargo comprender numeros diferentes de fibras opticas). Las fibras opticas 105 pueden ser o bien fibras de modo unico o de modo multiple. Las fibras opticas 105 estan alojadas de manera holgada dentro de un tubo 110 tampon. Por ejemplo, ocho fibras opticas estan contenidas en un tubo tampon con un diametro interior de 3,10 mm, y un diametro exterior de 4,40 mm.
Debe destacarse que podnan estar presentes mas de un tubo tampon en el cable 100, conteniendo cada uno numero predeterminado de fibras opticas 105. En el caso de que se prevea mas de un tubo tampon, estanan, de modo preferente, formando torones, ya sea en una configuracion continua o en helice alternada (S-Z).
Alrededor del (de los) tubo(s) 110 tampon(es), se dispone una capa 115 de un material de hilo de bloqueo del agua, que forme una capa de bloqueo del agua. El material de hilo de bloqueo del agua utilizado para la capa 115 puede ser hilo de aramida o, de modo preferente, fibra de vidrio, anadido, de modo preferente revestido mediante un polvo esponjable por el agua
Una capa 120 formada a partir de un material polimerico termicamente conductor esta dispuesta alrededor de la capa 115. El material polimerico ejemplificado un material retardante a las llamas, exento de halogeno, con una conductividad termica de, por ejemplo, 0,6 W/mK. Un material apropiado para este fin es utilizado en cables comercializados por Prysmian S.p.A. con la marca Afumex™, y comprende, por ejemplo, una mezcla de polipropileno y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) que contiene hidroxido de magnesio. Otro ejemplo de un material apropiado para la capa 120 polimerica termicamente conductora de la invencion se basa en un polfmero de acetato de etilenvinilo (EVA) que contiene hidroxido de aluminio.
La capa 120 polimerica termicamente conductora puede tener un grosor de entre 0,5 mm y 3 mm. Un grosor de al menos 1 mm es preferente desde el punto de vista mecanico.
Los cables 130 de cobre electricamente conductores estan dispuestos en una posicion radialmente externa con respecto a la capa 120 polimerica termicamente conductora y en contacto directo con ella.
La capa 120 polimerica termicamente conductora contribuye a proteger mecanicamente las fibras opticas 105, sobre todo las protege contra el calor. El calor puede ser generado por ejemplo durante un procedimiento de soldadura para efectuar la conexion electrica del cable con, por ejemplo, un sistema terrestre, segun se describe mas adelante o, cuando el cable este en operacion, en un caso de cortocircuito.
La capa 120 polimerica termicamente conductora permite tambien el "escape" por difusion de hidrogeno que puede formarse en las inmediaciones de las fibras opticas para que el posible hidrogeno generado dentro del cable no se acumule con el tiempo alcanzando una concentracion adecuada para provocar la atenuacion de las fibras opticas.
La capa 115 de material de hilo de bloqueo del agua contribuye tambien a proteger las fibras opticas contra el calor propagado radialmente dentro del cable, e impide asf mismo, la propagacion longitudinal de agua. El uso de fibras de vidrio en la capa 115 de bloqueo del agua ofrece la ventaja adicional que puede conseguirse la proteccion contra los roedores del cable.
Los conductores 130 de cobre forman el conductor terrestre de la invencion y contribuyen, junto con la capa 120 polimerica a dotar al cable de una resistencia mecanica, asegurando de este modo que las fibras opticas queden adecuadamente protegidas. Los conductores 130 de cobre contribuyen tambien a proteger el cable contra los ataques por animales, tales como roedores. Por ejemplo, un cable de acuerdo con la invencion disenado para ofrecer una resistencia de < 0,387 Ohmios / km se dispuso con dieciseis conductores de cobre con un diametro cada uno de 2,270 mm.
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La proteccion mecanica suministrada por la asociacion de conductores de cobre / capa polimerica termicamente conductora es tal que permite un procedimiento de tendido rapido y sencillo del cable de la invencion, como se analizara a continuacion en la presente memoria
En la Figura 2 en ella se muestra de forma esquematica de un ejemplo de uso de un cable de las Figuras 1A y 1B. En una torre 200 de autogeneradores, un cable 210 de tension media (MV) para el transporte de energfa electrica producida parte de un sistema 201 de generador / transformador, llega hasta una celda 205 para la conmutacion de activacion / desactivacion hasta la red electrica a la que el cable 210, como, tfpicamente, otros cables de MV procedentes de otras torres de aerogeneradores esta conectado. La celda 205 esta generalmente situada en las inmediaciones del basamento de la torre 200 de aerogeneradores. El cable 210 de MV esta conectado a un sistema 225 terrestre (la conexion no se ilustra).
Un cable 215 de acuerdo con la invencion esta tendido bajo tierra en una zanja, tfpicamente la misma zanja del cable 210 de MV. El cable 215 es extrafdo de la zanja y recogido por encima del nivel del suelo para acceder a las fibras opticas cuando sea necesario, en correspondencia con una caja 220 de conexion de las fibras, situada por ejemplo en la torre 200 de aerogenerador, y para conectar los conductores de cobre al sistema 225 terrestre de la torre 200 autogeneradora la cual, a su vez, esta conectada al suelo.
La conexion del cable 215 con el sistema 225 terrestre se puede llevar a cabo en unos puntos 230 mediante, por ejemplo, un procedimiento de soldadura Cadwell. El procedimiento de soldadura Cadwell comprende las etapas de exponer las porciones metalicas destinadas a ser soldadas y posicionar las porciones expuestas en un molde metalico de dos valvas. Dicho molde, cuando es cerrado, da lugar a una tolva en una de las superficies del molde. La tolva es cargada con polvo de soldadura y con polvo de ignicion, disponiendose este ultimo tambien sobre los bordes del molde, entonces la tolva es firmemente cerrada con una tapa y una pistola es aplicada en contacto con el polvo de ignicion para su inflamacion.
En el ejemplo ilustrado, los puntos 230 son dos, para asegurar la continuidad de la conexion terrestre entre cada sistema terrestre de torre aerogeneradora y el sistema terrestre de la red electrica (no ilustrado). El cable 210 de MV puede ser conectado al sistema 225 terrestre en al menos un punto 230 o en el punto(s) diferente(s).
La conexion de telecomunicacion, de utilidad, por ejemplo, para el control de la operacion de torre aerogeneradora puede llevarse a cabo cortando los conductores de cobre del cable 215, extrayendo las fibras opticas y empalmandolas a los tubos flexibles de la caja 220 de conexion. El corte de los conductores de cobre puede llevarse a cabo en cualquier punto del cable 215 corriente debajo de la conexion terrestre en los puntos 230.
La Figura 3 muestra de forma esquematica una disposicion de tendido ventajosa del cable 215 de acuerdo con la invencion. Una zanja 305 es excavada en la tierra para tender el cable 215. Una capa 310 de material de tierra con un tamano de partfculas relativamente pequeno, seleccionado por ejemplo a partir del material de excavacion de la zanja, es depositado dentro de la zanja 305 y el cable 215 es tendido, junto con el cable 210 de distribucion de MV; el mismo material de tierra de tamano de partfculas pequenas es entonces utilizado para cubrir el cable 215 y el cable 210 de distribucion de la MV: estos dos cables quedan asf enterrados dentro el material de tierra con un tamano de partfculas pequeno. A continuacion, la zanja 305 es llenada con otro material 315, por ejemplo, el material restante del material de excavacion de la zanja. No es necesario ningun lecho de arena.
En la fabricacion del cable de la invencion, los alambres 130 de cobre son desenrollados de las respectivas bobinas y trenzados alrededor del cable 120 polimerico con un paso de trenzado determinado, por ejemplo de 185 mm con un angulo de 11,5°.
La fuerza de traccion aplicada a los alambres 130 de cobre durante su trenzado alrededor de la capa polimerica 120 termicamente conductora debe ser ajustada con el fin de evitar posibles danos a las fibras opticas y para asegurar una longitud sobrante suficiente de las fibras opticas, para garantizar el comportamiento satisfactorio del cable en diferentes condiciones climaticas.
De modo preferente, los alambres 130 de cobre forman una cubierta esencialmente continua sin aberturas y sin partes descubiertas de la capa 120 polimerica termicamente conductora subyacente. Un contacto redproco satisfactorio entre los alambres 130 de cobre adyacentes debe ser asegurada, tanto para garantizar el rendimiento satisfactorio del cable como conductor terrestre, como para proteger las capas subyacentes del calor generado y de los materiales utilizados durante el procedimiento de soldadura para asegurar la conexion electrica con el sistema terrestre
Claims (13)
- 5101520253035REIVINDICACIONES1. - Un cable (100; 215) terrestre adaptado para ser tendido bajo tierra, que comprende al menos una fibra optica (105),- una capa (120) polimerica termicamente conductora que rodea la al menos una fibra optica;- unos conductores (130) de cobre dispuestos en una posicion radialmente externa con respecto a la capa polimerica termicamente conductoraen el que la capa polimerica termicamente conductora tiene una conductividad termica de al menos 0,3 W/mK.
- 2. - El cable terrestre de la reivindicacion 1, en el que la capa polimerica termicamente conductora tiene una conductividad termica de al menos 0,4 W/mK.
- 3. - El cable terrestre de la reivindicacion 1 o 2, en el que la capa polimerica termicamente conductora tiene una conductividad termica maxima de 0,9 W/mK.
- 4. - El cable terrestre de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa polimerica termicamente conductora comprende un material retardante de la llama.
- 5. - El cable terrestre de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa polimerica termicamente conductora comprende un material igmfugo.
- 6. - El cable terrestre de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la capa polimerica termicamente conductora se basa en un material seleccionado entre el grupo que consiste en polfmeros o copolfmeros de etileno o propileno, o mezclas de los mismos.
- 7. - El cable terrestre de la reivindicacion 6, en el que la capa polimerica termicamente conductora comprende al menos un relleno retardante de las llamas.
- 8. - El cable terrestre de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende ademas una capa (115) de hilo de bloqueo del agua que rodea la al menos una fibra optica dispuesta por dentro de la capa polimerica termicamente conductora.
- 9. - El cable terrestre de la reivindicacion 8, en el que la capa de hilo de bloqueo del agua incluye al menos un elemento entre hilos de aramida y fibras de vidrio.
- 10. - El cable terrestre de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los conductores de cobre estan en contacto directo con la capa polimerica termicamente conductora.
- 11. - Un sistema de puesta a tierra electrico, que comprende:- una tierra general o un sistema (225) terrestre;- al menos un cable (100, 215) terrestre de acuerdo con cualquier reivindicacion 1 - 10; comprendiendo el cable terrestre un conductor (130) electrico conectado a la tierra general o al sistema (225) terrestre.
- 12. - El sistema de puesta a tierra electrico de la reivindicacion 11, en el que el al menos un cable terrestre es tendido bajo tierra.
- 13. - El sistema de puesta a tierra electrico de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el conductor (130) electrico del cable (100; 215) terrestre esta conectado a la tierra general o al sistema terrestre por soldadura.
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| US4952012A (en) * | 1988-11-17 | 1990-08-28 | Stamnitz Timothy C | Electro-opto-mechanical cable for fiber optic transmission systems |
| US5195158A (en) * | 1991-02-06 | 1993-03-16 | Bottoms Jack Jr | Tight buffered fiber optic groundwire cable |
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