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Hochspannungskabel für Starkstrom mit Papierisolierung.
Bei papierisolierten Hochspannungskabeln ist es bisher nicht gelungen, Hohlräume und Gaseinschlüsse bei der Herstellung der Kabel gänzlich zu vermeiden oder während des Betriebes zu verhindern, dass sich weitere Hohlräume insbesondere unter dem Bleimantel bilden, weil der durch Erwärmen der Tränkmasse ausgeweitete Bleimantel infolge seiner geringen Elastizität nicht wieder seinen ursprünglichen geringeren Durchmesser einnimmt. Während des Betriebes können aber auch in der Nähe des Leiters durch Verarmen an Tränkmasse Hohlräume entstehen. Da alle diese Hohlräume bei Belastung des Kabels im Hochspannungsfeld
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so hoch beansprucht, dass Ionisierung und deren schädliche Folgeerscheinungen, wie übermässig hohe Erwärmung und schliesslich Zerstörung der gesamten Isolierung eintreten können.
Um die
Hohlräume zwischen Isolierung und Kabelmantel aus dem Feld herauszulegen, hat man bereits vorgeschlagen, auf die äusserste Isolierschicht eine perforierte metallische Hülle, die in üblicher
Weise in einer auf ein Papierband aufgebrachten Metallschicht besteht, fest aufzuwickeln. Diese an sich wirksame Anordnung hat aber nur den Nachteil, dass man die Grösse der Perforierung mit Rücksicht auf die Feldverzerrung auf ein so geringes Mass begrenzen muss, dass dadurch die Tränkung des Kabels behindert wird, oder dass ein Teil der Masse, die beim Erwärmen aus dem Raum innerhalb der Hülle ausgetreten ist, beim Erkalten der Masse nicht wieder in ihn zurücktritt. Ausserdem hat sich in zahlreichen Fällen gezeigt, dass die Metallschicht in ihrer chemischen Zusammenwirkung mit anderen Kabelbestandteilen zu Schäden in der Isolierung führen kann.
Gemäss der Erfindung wird Ionisierung, ohne dass die erwähnten schädlichen Neben- erscheinungen auftreten, dadurch vermieden, dass man den Isolationswiderstand der Isolierung in der Nähe des Leiters und des Kabelmantels in bestimmtem Masse herabsetzt, u. zw. ist es nur nötig, ihn so weit zu vermindern, dass er klein ist gegenüber dem Widerstand bzw. dem
Scheinwiderstand der übrigen Isolierung. Es ist jedoch nicht erforderlich, dass die Schichten mit vermindertem Isolationswiderstand eine wesentliche Leitfähigkeit aufweisen. Durch die
Verminderung des Isolationswiderstandes in den bestimmten Schichten wird in diesen die Feld- stärke soweit herabgesetzt, dass Ionisierung nicht mehr auftreten kann.
Den Isolationswiderstand der Schichten kann man dadurch vermindern, dass man dem für diese Schichten zu verwendenden Papier schon bei der Herstellung bestimmte Mengen von
Graphit, Russ od. dgl. beimischt. Dadurch, dass der wesentliche Bestandteil der erwähnten
Schichten aus Papier besteht und die Zusätze von Graphit. Russ u. dgl. vom Papier ein- geschlossen sind, wird der besondere Vorteil erreicht, dass der mit den Zusätzen durchsetzte
Teil der Isolierung des Kabels kein inhomogenes Gebilde darstellt. Ferner bieten die Papierschichten mit vermindertem Isolationswiderstand der Tränkmasse kein erhöhtes Hindernis, wie das bei Metallisierungen der Fall ist. Sie gewähren daher eine einwandfreie Durchtränkung der gesamten Kabelseele. Ausserdem wirken diese Schichten dem Verarmen an Tränkmasse innerhalb der eigentlichen Isolierung entgegen.
Als Grenzschichten an den Metallteilen des Kabels sind sie am meisten an dem durch das Atmen des Kabels hervorgerufenen Wandern der Tränkmasse beteiligt. Falls innerhalb der Schichten irgendwelche Hohlräume entstehen oder vorhanden sein
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sollten, so können diese nicht ionisiert werden, da in den Schichten an sich nur eine sehr geringe, beliebig festzusetzende Spannungsbeanspruchung vorhanden ist. Durch die auf den spannungführenden Leiter aufgebrachten Schichten werden gleichzeitig die Ungleichmässigkeiten des elektrischen Feldes ausgeglichen, die sonst durch die nicht glatte Oberfläche des Leiters hervorgerufen werden.
Ein weiterer Vorteil gegenüber den bekannten metallischen Belägen besteht darin, dass ein Potentialausgleich nicht nur in Richtung der Schichten eintritt, sondern dass man das elektrische Feld, beispielsweise durch Abstufung der Isolationsfähigkeit der Schichten, auch in die Tiefe hinein in erwünschter Weise beeinflussen kann.
In der Fig. ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Darin ist 2 der Leiter des Kabels, 3 ist eine auf diesen in mehreren Lagen aufgebrachte Schicht verminderten Isolationswiderstandes, 4 die eigentliche Papierisolierung und 5 eine zweite auf die Papierisolierung ebenfalls in mehreren Lagen aufgebrachte Schicht 5 verminderten Isolationswiderstandes.
6 bildet den in üblicher Weise auf die Kabelseele aufgebrachten Metallmantel.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Hochspannungskabel für Starkstrom mit Papierisolierung, dadurch gekennzeichnet, dass die durch Hohlraumbildung gefährdeten Schichten der Leiterumhüllung unmittelbar am Leiter oder unmittelbar am Bleimantel, zweckmässig an beiden Stellen aus Halbleitern bestehen.