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Elektlisches Hochspannungskabel.
Bei den bisher hergestellten ölgefüllten Hochspannungskabeln sind die den Leiter bildenden Kupferdrähte um einen als Tragorgan für die Drähte dienenden hohlen metallischen Kern verseilt. Der Leiter ist üblicherweise mit einer Papierisolierung versehen. Der hohle Tragkern besteht im allgemeinen aus Stahldrähten oder-bändern. die zu einer steilgängigen Spirale nach Art einer eng gewickelten Zugfeder mit einer grossen Anzahl von Draht-oder Bandwindungen gewunden sind. Der elektrische Widerstand einer solchen Spirale ist sehr hoch. Der innere Hohlraum oder Kanal innerhalb des Kernes enthält Öl oder ein anderes flüssiges Imprägniermittel, welches in radialer Richtung durch den Kern und die Drähte in die Papierisolation eindringt und sie durchtränkt.
In Ölkabelnetzen sind an geeigneten Stellen Speisebehälter angebracht, die ein flüssiges Isoliermittel, wie Öl, enthalten und mit dem durch den hohlen Kern gebildeten Kabelkanal in Verbindung stehen. Sie haben die Aufgabe, das Imprägniermittel im Kabel unter einem gewissen Überdruck zu halten und dafür zu sorgen, dass die Papierisolation stets vollkommen durchtränkt ist.
Infolge des sehr hohen Widerstandes des einer eng gewickelten Zugfeder ähnlichen Stützkernes nimmt dieser nicht oder doch praktisch nicht an der elektrischen Stromleitung teil, da der Strom naturgemäss den Weg geringsten Widerstandes nimmt, also durch die über den Kern verseilten Leitungsdrähte fliesst. Infolgedessen bildet der Kern nur einen mechanischen Träger für die Drähte und übernimmt keinerlei Aufgaben in elektrischer Hinsicht.
Um einen genügend grossen Raum im Innern des Kabelleiters für das Imprägniermittel zu haben, muss der äussere Durchmesser des Kabels um soviel grösser gemacht werden, wie der Raum beträgt, der durch das hohle Tragorgan benötigt wird. Überdies entstehen nicht unerhebliche Schwierigkeiten betreffs des durch die grosse Anzahl der den Kern bildenden Materialwindungen hervorgerufenen Widerstandes für den Oldurehfluss. Die Windungen des Kernes geben nämlich dem zentralen Durchlauf eine verzerrte Form und haben zur Folge, dass der dem Längsfluss des Öles entgegengesetzte Widerstand beträchtlich anwächst.
Gemäss der Erfindung werden diese Nachteile vermieden und es wird gleichzeitig sowohl der Aufbau des Kabels wesentlich vereinfacht als auch werden die Kosten für seine Herstellung wesentlich dadurch herabgesetzt, dass als hohler metallischer Kern für das Kabel ein Kern dient, der die Form einer flachgängigen Spirale hat. Ein solcher Kern hat einen derart geringen elektrischen Widerstand, dass er auch als Stromleiter für das Kabel mit herangezogen werden kann. Vorzugsweise wird der hohle Kern durch Vertwisten eines Bandes aus Kupfer oder einem andern passenden Material guter Leitfähigkeit und gleichförmigen Querschnittes so gebildet, dass sich eine Spirale mit langer Sehlaglänge, z. B. mit derselben
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besitzen. Der Kern und die Leitungsdrähte bilden in diesem Falle dann parallel geschaltete Leiter.
Gegebenenfalls kann die Dicke des Kupferbandes auch so bemessen sein, dass das Kupferband allein die Stromleitung übernimmt. Dann können die üblichen Leitungsdrähte der inneren Drahtlage ganz fortfallen. Der von ihnen eingenommene Platz kann dann durch den stromleitenden hohlen Kern eingenommen werden, was wiederum Raumersparnis bedeutet. Das Band, durch das der Kern gebildet ist, ist so gewunden, dass die Kanten zwar nahe beieinanderliegen, aber doch nur so weit, dass zwischen
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Kern bildenden Bandes ausgezackt, gewellt oder eingekerbt sein oder das Band selbst kann perforiert sein.
Wenn über den Kern noch in bekannter Weise stromleitende Drähte verseilt sind, ist es zur Erleichterung des Durchflusses des flüssigen Öles oder der flüssigen Isoliermasse vom Innern des Kernes her in und durch das Dielektrikum vorteilhaft, die Drähte oder Bänder etwas locker zu verseilen, so dass eine grosse Anzahl schmaler, radialer Spalte zwischen den benachbart liegenden Drähten derselben Lage entstehen. Das kann z. B. dadurch geschehen, dass man die Drähte, indem man sie zwischen Walzen hindurchführt, wellt.
In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele gemäss der Erfindung dargestellt. Fig. 1 zeigt eine Ansieht eines Kabelstüekes gemäss der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt desselben Kabels und Fig. 3 die Ansicht eines wellenförmig ausgebildeten Kernes. 4 ist der Kern, der aus'einem Band aus einem Material guter Leitfähigkeit, z. B. Kupfer, hergestellt ist.
Das Band ist mit langer Schlaglänge zum Rohr gewunden, beispielsweise derselben Schlaglänge, wie sie die Drähte 5 haben, jedoch in ent-
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des Kernes wird dieser so in der Längsrichtung gewunden, dass ein schmaler Zwischenraum oder Spalt 6 zwischen den benachbart liegenden Kanten des Bandes verbleibt, durch den dem Öl die Möglichkeit gegeben wird, durch den Kern nach aussen zwischen den Drähten 5 hindurch in die Isolierung 7 zu fliessen und die Isolierung zu imprägnieren. Dass der Spalt oder der Schlitz 6 sich über die ganze Länge des Kabels erstreckt, hat den Vorteil, dass das Öl zur Isolierung hin und aus ihr wieder herausfliessen kann.
Da der Kern aus Material guter Leitfähigkeit hergestellt ist, dieselbe oder doch annähernd dieselbe Schlaglänge wie die Drähte und deshalb ungefähr denselben Widerstand wie die Drähte hat, folgt, dass der Kupferquerschnitt der eigentlichen Leitungsdrähte vermindert werden kann. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist im Gegensatz zu einem Kabel gewöhnlicher Konstruktion mit zwei Lagen, von denen beide dieselbe Strommenge führen und dieselben Potentiale haben, nur eine Lage von Drähten 5 vorgesehen. Das ergibt eine Herabsetzung der Herstellungskosten. Die Isolierung 7 besteht aus Papierbändern 8, die schraubenförmig um die Drähte derart gewunden sind, dass sich die Papierränder überlappen.
Um die Papierisolierung liegt ein aus Blei oder aus ähnlichem Material bestehender Mantel 9. Über dem Bleimantel liegt eine Lage Papier 10, die die Auflage für das aus nicht magnetisierbarem Metall bestehende Band 11 darstellt, das dazu dient, das Kabel zu verstärken und den Mantel 9 gegen Aufweiten infolge des Öldruckes zu schützen oder auch dazu, irgendwelche ändern Beschädigungen des Kabelmantels zu verhüten. Um das Bewehrungsband ist eine dünne Lage Papier 12 gewickelt, das die Auflage für den äusseren Bleimantel13 bildet. Um den letzteren zu schützen, ist er mit einer Isolierschicht 14 umhüllt, welche vorteilhaft in üblicher Weise mit wasserundurchlässiger Masse imprägniert ist.
In Fig. 3 ist der Aufbau einer Kabelseele dargestellt. In diesem Falle ist eine Kante des Bandes, aus dem der Kern 4 besteht, so wie es bei 15 gezeigt ist, gewellt. Diese Wellung ist deshalb vorteilhaft, weil sie verhindert, dass die Kanten des Bandes sich eng schliessen und dadurch den Öldurehfluss in die Isolierung verhindern oder doch zumindest dem Öl einen sehr grossen Widerstand entgegensetzen.
Da die Kanten des Bandes sich an vielen Punkten berühren, ergibt sich ein stabilerer Aufbau, als wenn ein Spalt von ausreichender Breite sich über die ganze Länge des Kabels erstreckt.
Der Umstand, dass der Kern zum Unterschied von einem geschlossenen Rohr geschlitzt ist, hat den Vorteil, dass er leicht zu biegen ist. Bei Verwendung eines solchen Rohres für den Kern wird nicht nur der grosse Vorteil erzielt, dass man ihn als Leiter benutzen kann, sondern er bildet auch gleichzeitig einen Kanal mit einer glatten unterbrochenen Wand für die Isolierflüssigkeit, ohne dass der Widerstand in der Längsrichtung zu gross ist. Es sei noch erwähnt, dass das dargestellte Kabel ein 66. 000-Volt-Kabel ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hochspannungskabel mit im Innern angebrachtem hohlem Metallkern, der aus einem schraubenförmig gewundenen Metallband besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband mit langer Sehlag- länge gewunden ist, so dass das aus ihm gebildete Rohr einen so geringen elektrischen Widerstand hat, dass es als Stromleiter für das Kabel dienen kann.