DE1961055C3

DE1961055C3 - Feeder cables for electrostatic precipitators

Info

Publication number: DE1961055C3
Application number: DE19691961055
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Dipl.-Ing. 3000 Hannover Stenzel
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1969-12-05
Filing date: 1969-12-05
Publication date: 1974-11-21
Also published as: BE758126A; DE1961055B2; NL7016008A; FR2068780A1; DE1961055A1; FR2068780B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Speisekabel für Elektroabscheideranlagen, das aus einem Leiter, einer den Leite· umgebenden Isolierung, aus einem thermoplastischen Kunststoff und einem äußeren Schutzmantel besteht.The present invention relates to a feed cable for electrostatic precipitator systems, which consists of a conductor, an insulation surrounding the conductor, a thermoplastic material and an outer protective jacket.

Speisekabel für Elektroabsrhei'eranlagen unterliegen neben der normalen Gleichspannungsbeanspruchung einer ständigen Beanspruchung durch Impulsspannungen, die durch Lichtbogenentladungen in den Abscheidern ausgelöst werden. Durch Reflexionsvorgänge können sich diese Impulse so ungünstig überlagern, daß erhebliche Spannungsspitzen auftreten. Diese Art der Beanspruchung führt dazu, daß die bisher verwendeten Kabel, bei denen um eine Seele aus mehreren um einen Draht gewickelten Isolierlagen aus Papier od. dgl. ein Leiter aus einem Kupferband oder auch aus einem Eisen- oder Stahlband (deutsches Patent 698 129) geformt ist, der wiederum von einer Isolierung aus Papier sowie einem äußeren Schutzmantel umgeben sein kann, nur eine sehr geringe Lebensdauer aufweisen. Der Grund hierfür ist im wesentlichen darin zu sehen, daß die steile Flanke und die Höhe der über das Kabel laufenden Impulse eine Beanspruchung des Kabels herbeiführen, der diese Ausführungen nicht gewachsen sind. Es bilden sich nämlich infolge der Impulse erhebliche örtliche Spannungsgradienten innerhalb der Isolierung aus. Die im geschichteten Dielektrikum verbleibende Ladung kann letztlich zur Zerstörung des Kabels führen.Feed cables for Elektroabsrhei'eranlagen are subject in addition to the normal direct voltage stress, constant stress from impulse voltages, triggered by arc discharges in the separators. Through reflection processes These impulses can superimpose one another so unfavorably that considerable voltage peaks appear. This type of stress leads to the fact that the cables previously used, in which around a Core made of several layers of insulation made of paper wound around a wire or the like. A conductor made of one Copper band or from an iron or steel band (German Patent 698 129) is formed, which in turn can be surrounded by an insulation made of paper and an outer protective jacket, only one have a very short service life. The reason for this is essentially to be seen in the fact that the the steep edge and the height of the impulses running over the cable cause stress on the cable, which these explanations are not up to. This is because considerable amounts are formed as a result of the impulses local stress gradients within the insulation. The ones in the layered dielectric Any remaining charge can ultimately destroy the cable.

Bekannt ist es deshalb bereits (deutsche Auslegeschrift 1108 308), in die Zuleitung zwischen der Hoch- so Spannungselektrode des Elektroabscheiders und dem Kabel ein Dämpfungsglied einzuschalten, das aus einem blanken Leiter und einem diesen Leiter umschließenden hochfrequenzdämpfenden Medium besteht. Diese Maßnahme bedeutet jedoch einen zusätzlichen Aufwand und damit die Schaffung einer weiteren Schwächestelle am gesamten Abscheidersystem.It is therefore already known (German Auslegeschrift 1108 308), in the supply line between the Hoch- so Voltage electrode of the electrostatic precipitator and the cable to switch on an attenuator, which consists of a bare conductor and a high-frequency damping medium surrounding this conductor. However, this measure means an additional effort and thus the creation of another Weak point in the entire separator system.

Aus diesem Grund hat auch eine weitere MaßFor this reason it also has a further dimension

nahme bisher nicht zum Erfolg geführt, bei der nämlich in die Zuleitung zu den Elektroden eines Elektroabscheiders Kapazitäten oder induktivitäten, auch in Kombination, eingeschaltet sind, die auf Grund ihrer Bemessung bei Kurzschlössen ein starkes Anwachsen der Stromstärke verhindern sollen. Für die Kabelisolierung schädliche Spannungsspitzen, die zu einem vorzeitigen Verschleiß des Kabels führen, werden hierdurch nicht abgebaut.assumption has so far not led to success, namely in the supply line to the electrodes of an electrostatic precipitator capacities or inductances, too in combination, are switched on, which, due to their dimensioning, are intended to prevent a sharp increase in the current strength in the event of short circuits. For the Cable insulation Harmful voltage peaks, which lead to premature wear of the cable, are not reduced as a result.

Bei einer weiteren bekannten Anordnung (USA.-Patentscbrift 2706 743) ist als Verbindungselement zur Elektroabscbeideranlage ein Steckanschluß vorgesehen, der in seinem Innern einen Leiter enthält, der von einer Isolierung und einer anschließenden Metallabschirmung umgeben ist. Wenn auch durch die Metallabschirmung der im Innern geführte Leiter von äußeren Feldeinflüssen weitgehend unberück sichtigt bleibt, führt diese bekannte Anordnung nicht zu einem Abbau von Spannung^ptjen, bei den durch Lichtbogenentladungen in den Abscheidern ausgelösten Spannungsimpulsen. In a further known arrangement (US Pat. No. 2706,743), a plug connection is provided as a connecting element to the electrical stripping system, the inside of which contains a conductor which is surrounded by insulation and a subsequent metal shield. When is largely not taken into consideration by the metal shield of the guided inside head of external field influences, this known arrangement does not lead to a reduction of tension ^ ptjen, on all triggered by arc discharges in the separators voltage pulses.

Bekannt ist es femer (USA.-Patentschrift 2 000 019) bei Elektroabscheideranlagen, die auf den Abscheider wirkenden Impulse in eine Folge von Einzelimpulsen aufzuteilen, die nacheinander in der Abscheiderplatte wirksam werden und damit zu einer besseren Ausnutzung des Elektroabscheiders führen können. Für das in der Zuleitung verwendete Elektrokabel besteht jedoch nach wie vor die Gefahr einer erhöhten Beanspruchung durch über das Kabel laufende Spannungsimpulse mit hohen Spannungsspitzen. It is also known (USA.-Patent 2 000 019) in electro-separator systems that are based on the Separator acting impulses split into a sequence of individual impulses, one after the other in the separator plate become effective and thus lead to better utilization of the electrostatic precipitator be able. However, there is still a risk for the electrical cable used in the supply line increased stress caused by voltage pulses with high voltage peaks running over the cable.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Speisekabel für Elektroabscheideranlagen zu schaffen, das ohne zusätzliche Maßnahmen im Spannungskreis der Anlage eine längere Lebensdauer aufweist und zudem einfacher und damit kostengünstiger herstellbar ist. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gciöst, daß der Leiter aus einem ferromagnetischen Material besteht, auf den eine Schicht aus schwach leitfähig gemachtem Kunststoff und darüber eine Isolierung aufgebracht ist. Bei einer solchen Ausführung werden die Impulse, herrührend von den Lichtbogenentladungen im Elektroabscheider durch den hohen induktiven Widerstand des ferromagnetischen Leitermaterials im Kabel selbst gedämpft, so daß Impulsspitzen, die durch Überlagerungen von reflektierten Impulsen entstehen, vermieden sind. Die Lebensdauer des Kabels wird damit wesentlich erhöht. Durch die auf den Leiter aufgebrachte Schicht wird die Dämpfung der Impulse weiterhin begünstigt, da durch Stromverdrängung die hochfrequenten Anteile der Impulse zum größten Teil in die Leiterglättung getrieben und dort auf Grund des hohen Widerstandes der Glättungsschicht sehr stark gedämpft werden, d. h., die steilen Flanken der Impulse werden abgeflacht. Durch die Isolierung etwa aus thermoplastischem Kunststoff wird weiterhin ein homogenes Dielektrikum geschaffen, das ein Hängenbleiben von Ladung, wie es bei den bekannten papierisolierten Kabeln vorkam, vermeidet. The invention is therefore based on the object of creating a feeder cable for electrostatic precipitator systems which has a longer service life without additional measures in the voltage circuit of the system and which can also be produced more easily and thus more cost-effectively. This object is achieved according to the invention in that the conductor consists of a ferromagnetic material to which a layer of plastic made weakly conductive and over it an insulation is applied. In such an embodiment, the impulses originating from the arc discharges in the electrostatic precipitator are dampened by the high inductive resistance of the ferromagnetic conductor material in the cable itself, so that impulse peaks caused by overlapping of reflected impulses are avoided. This significantly increases the service life of the cable. Due to the layer applied to the conductor, the attenuation of the impulses is further promoted, since the high-frequency components of the impulses are largely driven into the conductor smoothing due to the high resistance of the smoothing layer, i.e. the steep edges of the Impulses are flattened. As a result of the insulation, for example from thermoplastic material , a homogeneous dielectric is also created, which prevents the charge from getting stuck, as was the case with the known paper-insulated cables.

Als Leitermaterial verwendet man zweckmäßig Stahl, es können aber auch Nickel, Kobalt oder ferromagnetische Legierungen verwendet werden. Insbesondere dann, wenn es sich um Speisekabel für größere Elektroabscheideranlagen handelt, wird man einen Leiter verwenden, der aus einem aus einzelnenSteel is expediently used as the conductor material, but nickel, cobalt or ferromagnetic alloys can be used. Especially when it comes to power cables for Larger electrostatic precipitator systems are used, one will use a conductor consisting of a single one

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miteinander verseilten Stahldrähten gebildeten Seil spannungsquelle, beispielsweise einen Gleichrichter,steel wires stranded together formed rope voltage source, for example a rectifier,

besteht. Die Biegefähigkeit solcher Seile ist wesent- mit dem ähnlich einem Plattenkondensator aufgebau-consists. The flexibility of such ropes is essentially built up similar to that of a plate capacitor.

lich größer als bei massiven Leitern gleichen Quer- ten Elektroabscheider elektrisch verbinden, tretenLighter larger than with solid conductors with the same transverse electrical separator, step

Schnitts. Als Material für die Isolierung verwendet häufig Spannungsimpulse im Kabel aui, die folgendeCut. As a material for insulation, often used voltage pulses in the cable aui, the following

man vorteilhaft Polyäthylen, das günstige elektrische 5 Ursachen haben: Zwischen den Platten des Elektro-one advantageous polyethylene, which has favorable electrical 5 causes: Between the plates of the electrical

Eigenschaften aufweist abscheiden, von denen die eine an den Pluspol derHas properties deposit one of which to the positive pole of the Die Erfindung ist an Hand eines in der Figur sehe- Gleichspaunungsquelle, die andere geerdet ist, bildetThe invention is based on one see in the figure equal voltage source, the other is grounded, forms

motisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher sich ein elektrisches Feld, Staubpartikeln, die zwi-motically illustrated embodiment, an electric field, dust particles, which between

erläutert. sehen den Platten hindurchgeführt werden, bejspiels-explained. see the plates being passed through, for example

Die Figur zeigt einen Schnitt durch ein Speisekabel io weise die staubförmigen Bestandteile von Abgasen, für Elektroabscheideranlagen. Hierin ist mit 1 der werden jetzt aufgeladen und sammeln sich jeweils an Letter, mit 2 die Leiterglättung, mit 3 die Isolierung, der Platte, die der Art ihrer Ladung entspricht, mit 4 die Abschirmung und mit 5 der äußere Schutz- Wenn jetzt der Anteil der Staubpartikeln auf den mantel bezeichnet. Der Leiter 1 besteht aus einem Platten einen gewissen Grenzwert überschreitet, könaus einzelnen miteinander verseilten Stahldrähten ge- 15 nen sich Brücken bilden, über die eine Entladung bildeten Seil. Auf den Leiter 1 ist eine Schicht aus stattfinden kann. Der dabei auftretende Spannungseinem Copolymer des Polyäthylens, das mit Ruß impuls wandert in dem Kabel weiter, wird reflektiert, oder Metallpulver schwach leitfähig gemacht ist, auf- so daß sich durch Summierung höhere Impulse bil gebracht. Diese Leiterglättimg 2 deckt Unebenhei- den, die dann das Kabel zerstören. ten auf der Leiteroberfläche ab, die zu erhöhten 20 Bei dem erfindungsgemäßen Speisekabel kann dies Feldstärken und damit zu einer erhöhten Beanspru- nicht auftreten. Dadurch, daß der Leiter 1 aus chung der Isolierung 3 führen würden. Über der einem ferromagnetiächen Material besteht, wird der Leiterglättung 2 ist die Isolierung 3 angeordnet, die Impuls stärker gedämpft als in einem Leiter, beiaus Polyäthylen besteht und mit Hilfe eines Extru- spielsweise aus Kupfer, da ein ferromagnetisches Maders kontinuierlich aufgespritzt wird. Über der Isolie- 35 terial höhere Induktivitäten hat. Eine weitere Mögrung befindet sich die Abschirmung 4, die das Feld lichkeit, die Impulse zu dämpfen, bietet die schwach des Leiters 1 abschirmt. Zum Schutz gegen äußere leitfähig gemachte Schicht 2. Durch den Skin-Effekt mechanische Beschädigung ist das Kabel von einem werden die hochfrequenten Anteile des Impulses in äußeren Schutzmantel 5 umgeben, der ein Metall- die äußeren Randzonen des Leiters 1 gedrängt und mantel, eine Metallarmierung oder auch ein Kunst- 30 werden_: cla die Schicht 2 einen wesentlich höheren stoffmantel, beispielsweise aus Polyvinylchlorid, sein Widerstand hat, dort gedämpft. Erhöhte Spannungskann. spitzen, die die Isolierung 3 zerstören könnten, treten The figure shows a section through a feed cable io, the dust-like components of exhaust gases, for electrical separator systems. Here with 1 the are now charged and accumulate in each case on Letter, with 2 the conductor smoothing, with 3 the insulation, the plate that corresponds to the type of charge, with 4 the shielding and with 5 the outer protection - if now the part the dust particles referred to on the mantle. The conductor 1 consists of a plate. If a certain limit value is exceeded, bridges can be formed from individual steel wires stranded with one another, over which a rope forms a discharge. On the conductor 1 a layer can take place. The voltage that occurs in a copolymer of polyethylene, which with soot impulses travels in the cable, is reflected, or metal powder is made weakly conductive, so that higher impulses are generated by adding up. This ladder smoothing 2 covers unevenness which then destroy the cable. ten on the conductor surface , the increased 20 In the feed cable according to the invention, field strengths and thus increased stress cannot occur. The fact that the conductor 1 would lead from the insulation 3 chung. Over which there is a ferromagnetic material, the conductor smoothing 2 is the insulation 3, which dampens the impulse more strongly than in a conductor, which is made of polyethylene and with the help of an extrusion, for example, made of copper, since a ferromagnetic Maders is continuously sprayed on. Has over 35 of the insulation can TERIAL higher inductances. Another possibility is the shield 4, which offers the possibility of dampening the field, the weakness of the conductor 1 shields. To protect against outer conductive layer 2. Due to the skin effect of mechanical damage, the cable is surrounded by the high-frequency components of the pulse in the outer protective sheath 5, which pushes and sheaths the outer edge zones of the conductor 1, a metal armouring or A synthetic material can also be used _: layer 2 has a significantly higher material jacket, for example made of polyvinyl chloride, its resistance is dampened there. Increased voltage can. spikes that could destroy the insulation 3

Beim Betrieb solcher Speisekabel, die eine Gleich- somit nicht mehr auf.When operating such feeder cables, which are no longer equal.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Feed cable for ElektroabscheideranJagen, consisting of a letter, a conductor surrounding insulation made of a thermoplastic material and an outer protective jacket, characterized by a conductor (J) made of ferromagnetic material, on which a layer (2) made of weakly conductive plastic and above an insulation (3) is applied

2. Feed cable according to claim 1, characterized in that the conductor (1) consists of steel.

3. Feed cable according to claim 1 or 2, characterized in that the conductor (X) consists of a rope formed from individual steel wires stranded together.

4. Feeder cable according to claim 1 or ao the following, characterized in that the insulation (3) consists of polyethylene.