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Verfahren und Apparat zur Imprägnierung elektrischer Kabel.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und Verfahren, entgastes Öl od. dgl. in ein elektrisches Kabel zu bringen und eignet sich insbesondere zur Imprägnierung papier'solierter Starkstromkabel. Es ist bekannt, dass mit imprägniertem Fasermaterial isolierte elektrische Kabel in ihrer Güte verbessert und sicherer gegen elektrisches Durchschlagen geschützt werden, wenn die Imprägnierungsmasse von darin aufgelösten und eingeschlossenen Gasen befreit wird, bevor sie in das Imprägnierungsgefäss gegeben wird. Es war üblich, eine derartige Masse dadurch zu entgasen, dass man sie in ihrem ursprünglichen Zustand in einen Entgaser pumpte, die Masse mittels der Schwerkraft durch den Entgaser fliessen liess und die entgaste Masse unter Vakuum aufbewahrte. Bei derartigen Vorgängen treten zwei Schwierigkeiten auf.
Die Masse ist während des Aufbewahrens infolge der bei dem notwendigen niedrigen absoluten Druck (z. B. 1/1000 mm Quecksilber) schwer zu vermeidenden Luftblasen Verunreinigungen ausgesetzt.
Ferner ist es schwierig, den Druck der Masse nach der Entgasung und vor dem Hineinleiten in das Imprägnierungsgefäss zu erhöhen, ohne Luft während des nötigen Pumpvorganges zuzuführen. Weiters wird das Verhältnis, in dem die Masse unter dem gewählten Druck in das Imprägnierungsgefäss gelangt in dem Masse, in dem die Imprägnierung fortschreitet, verringert und dies erschwert die Regelung der Zufuhr zum Entgaser von Hand aus. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun, die oben angeführten Schwierigkeiten zu überwinden. Gemäss der Erfindung wird das Öl nach der Entgasung in einem fortlaufenden Verfahren unmittelbar in das Kabel gebracht, ohne Aufbewahrungs-oder Imprägniergefässe zu verwenden, wobei die der Vergasung unterworfene Ölmenge selbsttätig durch die vom Kabel aufgenommene Ölmenge geregelt wird.
Nach einer Ausführung der Erfindung wird um das dem Kabel entgastes Öl zuführende System ein Flüssigkeitsverschluss gebildet, so dass das entgaste Öl vor Verunreinigung durch Berührung mit der Luft geschützt wird, wobei das als Flüssigkeitsverschluss verwendete Öl während der Speisung des Kabels fortwährend ausgewechselt wird.
Nach der weiteren Erfindung wird in dem Öl ein im wesentlichen gleichmässiger Druck aufrechterhalten, wenn es dem Kabel zugeführt wird, ohne Rücksicht darauf, wieviel Öl von dem Kabel aufgenommen wird.
Nach einem anderen Erfindungsmerkmal wird in dem System eine Pumpe vorgesehen, die sowohl entgastes Öl von dem Entgaser in das Kabel oder erst in Apparate, bevor es in das Kabel gelangt, liefert, als auch Öl dem Entgaser zum Entgasen zuführt.
Die Erfindung betrifft auch eine besondere Form des Entgasers, die im folgenden erklärt wird :
Diese und andere Merkmale sind in der folgenden Beschreibung und in den Zeichnungen näher ausgeführt. In den Zeichnungen ist Fig. 1 eine schematische Darstellung des Systems nach der Erfindung ; Fig. 2 eine Ausführungsform des Entgasers, wie er in dem System nach Fig. 1 angewendet werden kann ; Fig. 3 eine andere Ausführungsform des in Fig. 1 gezeigten Systems.
In Fig. 1 ist ein Kolben 1 vorgesehen, der in einem Zylinder 2 arbeitet. Dieser Zylinder hat ein Einlassventil 3, durch welches der Zylinder mit einem Füllrohr 4, das zu einem geeigneten Ölbehälter 5 führt, in Verbindung steht. Der Ölbehälter 5 ist schematisch dargestellt und kann aus irgendeiner bekannten Einrichtung bestehen, um einen bestimmten Ölvorrat für das Füllrohr 4 aufrechtzuerhalten.
Ein Ablassventil 6, das mit dem Rohr 7 in Verbindung steht, lässt Öl aus der Kammer 2 in einen Behälter 8
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gelangen, der mit einem Entgaser 9 in Verbindung steht, aus dem Öl in einen Behälter 10 abgegeben wird.
Ein Rohr 11 verbindet die Abflussöffnung des Behälters 10 mit dem Einlassventil 12 der Kammer 2. Ein Rohr 13 stellt eine ständige Verbindung zwischen der Kammer 2 und einer Druck-Ausgleichkammer 14 her. Diese Kammer enthält einen Kolben 15, dessen Pegel vom Druck in der Kammer 2 unter dem Kolben 1 abhängig ist. Die Kammer 14 ist mit einem Ablassventil. ? versehen, das zu einem Hahn führt, der dazu benutzt werden kann, das Kabel mit diesem Ablassventil der Kammer 14 zu verbinden. Ein anderes Ablassventil 17 führt zu den Röhren 18 und 19, die mit dem Behälter 20, Entgaser 21 und Behälter 22 in Verbindung stehen, wobei der letztere über ein Rohr 23 und Eingangsventil 24 mit der Kammer 14 verbunden ist. Eine Hilfsröhre 25 verbindet auch die Kammer 14 mit der Röhre 19.
Der Kolben 1 trägt Gewichte 26 und ist mit Hilfe eines Seiles 27 mit einer Winde 28 verbunden, die über eine magnetische Kupplung 29 durch einen Motor 30 angetrieben werden kann.
Die verschiedenen Hähne in der Anlage sind vorzugsweise ölgedichtet und eine ständige Ölzufuhr zu diesem Dichtungssystem wird über die Röhre 18 und das rechteckige Gefäss 31 bewirkt, die das gesamte Oldiehtungssystem bilden.
Die Anlage arbeitet wie folgt :
Das zufliessende Öl wird vorzugsweise unter einer Drucksäule und mit einem bis zu einem Grade (z. B. 50%) schon-verringertem Gasgehalt, der hier als"Stufe O"bezeiehnet werden soll, vom Behälter 5 zugeführt. Durch die Abwärtsbewegung des Kolbens 1 wird das Öl durch das einseitig wirkende Ventil 3 in die Kammer 2 gesaugt. Die Volumenänderung dieser Kammer ist so bestimmt, dass das gewünschte Volumen"V"erreicht wird, das bei jedem Hub des Kolbens 1 durch die Anlage gepumpt werden soll.
Die Aufwärtsbewegung des Kolbens bewirkt, dass das Öl durch das einseitig wirkende Ventil 6 in den Behälter 8 gelangt, dessen Aufnahmsfähigkeit vorzugsweise grösser ist als"V", wobei der genaue Wert in Verhältniszahlen des Flusses im Entgaser 9 und der Höchstanzahl von Kolbenhüben pro Zeiteinheit berechnet wird. Das Öl aus dem Entgaser 9 sammelt sich in dem Behälter 10 an, der vorzugsweise denselben Fassungsraum hat wie der Behälter 8. Beim Aufwärtsbewegen des Kolbens 1 wird Öl (im folgenden "Öl der Stufe 1"benannt) aus dem Behälter 10 durch das einseitig wirkende Ventil 12 in die Kammer 2 gesaugt. Die Saugwirkung wird durch die Aufwärtsbewegung des Kolbens 1 verursacht und wird durch eine am Kolben angebrachte Hülse 32 auf die zweite Hälfte der Aufwärtsbewegung beschränkt.
Das grösste Volumen der Kammer 2 unter dem Kolben ist 2V und das verbleibende Volumen V erhält man aus der Kammer 14, indem man während der ersten Hälfte der Bewegung des Kolbens 1, wenn das Ventil 12 durch die Hülse 32 geschlossen ist, ein Volumen V, das dem Verdrängungsvolumen der Kammer 14 entspricht, unter dem gehobenen Kolben 15 zurückzieht. Die Aufwärtsbewegung des
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Der Entgaser ist in Fig. 2 näher ausgeführt. Er besteht aus mehreren gewellten Zylindern 33, die miteinander über Flüssigkeitsdichtungen 34 gekuppelt sind. Es ist ein Füllventil 35 vorgesehen, so dass das Öl in den Zylinder fliessen kann. Der Zerstäuber 36 sorgt dafür, dass das Öl schnell mit der inneren Fläche des Zylinders in Berührung kommt. Durch die Röhre 37 wird ein Vakuum erzeugt. 38 ist ein Schwimmventil, das gewöhnlich die Röhre 37 in den Zylinder 33 öffnet. Sollte jedoch zu viel Öl in dem Zylinder sein, dann wird das Schwimmventil gehoben und die Verbindung zwischen dem Zylinder und dem Rohr 37 schliessen, so dass wenig Gefahr besteht, dass Öl durch das Saugrohr fliesst. Wenn das Öl über die grosse Oberfläche des gewellten Zylinders 33 fliesst, verliert es sehr viel von dem in ihm enthaltenen Gas.
Wenn es die Öldichtung 34 erreicht, kann das zum Teil entgaste Öl in den nächsten Zylinder 39 fliessen, der dem Zylinder 33 ähnlich ist. Es können so viele derartige Stufen verwendet werden als notwendig ist. Endlich wird das Öl durch das Ausgangsventil 40 abgelassen.
In der Anordnung nach Fig. 3 wird ein abgeändertes System gezeigt. In diesem Falle werden Doppelzylinder verwendet, die in entgegengesetzter Phase arbeiten. Die Betätigung der Kolben dieser Zylinder entspricht der bei Fig. 1 beschriebenen und wird daher nicht weiter erklärt. In dieser Figur kann Öl aus dem Behälter 41 in eine der Kammern 42 oder 43 fliessen, je nach der Bewegung der Kolben in diesen Kammern. Die Vorrichtung, die die Verbindung zwischen den Kammern 42 und 43 und den Entgasern und Behältern herstellt, ist klar gezeigt und es wird angenommen, dass die Konstruktion der Anlage aus der Beschreibung ihrer Arbeitsweise klar zu verstehen ist. Nimmt man an, dass die Kupplung eben mit dem Motor 44 in Eingriff gekommen ist, dann wird sich der Kolben 45 zu heben beginnen. Hiedurch wird Öl aus dem Rohr 46 eingesaugt werden, das zum Behälter 47 führt.
Dieser Behälter enthält entgastes Öl der zweiten Stufe aus dem Entgaser 48. Bei dieser Aufwärtsbewegung des Kolbens 45 wird Öl durch diesen Kolben durch ein Rohr 49 in den Entgaser 48 gepresst. Während der Kolben 45 steigt, bewegt sich der Kolben 50 in der Kammer 43 nach abwärts. Hiebei wird eine Ölmenge aus dem Behälter 41 entnommen und unter dem Kolben 50 wird Öl durch ein Rohr 51, das zu einem Hahn 52 führt, der die Verbindung zu dem zu imprägnierenden Kabel herstellt, hinausgepresst. Es wird auch Öl, das zum Abdichten verwendet wird, durch das Rohr 53 gesandt, wie dies bei Fig. 1 beschrieben wurde.
Bei den entgegengesetzten Bewegungen der Kolben 45 und 50 findet eine ähnliche Bewegung statt, wie oben beschrieben, wobei die Rollen der Kolben umgekehrt sind und man sieht, wie das Öl in den Rohentgaser 54 gebracht werden kann, von dort durch den Feinentgaser 48 fliesst und endlich zu dem Hahn 52 gepumpt wird.
Die Erfindung wurde zwar an Hand besonderer Ausführungsbeispiele beschrieben, es ist jedoch klar, dass Abänderungen der Erfindung vorgenommen werden können, ohne dass das Wesen der Erfindung geändert würde.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Imprägnierung elektrischer Kabel mit entgastem Öl od. dgl. unter Druck, dadurch gekennzeichnet, dass das Öl nach der Entgasung in einem fortlaufenden Verfahren unmittelbar in das Kabel gebracht wird, ohne Aufbewahrungs-oder Imprägnierungsgefässe zu verwenden, wobei die der Vergasung unterworfene Ölmenge selbsttätig durch die vom IKabel aufgenommene Ölmenge geregelt wird.
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Method and apparatus for impregnating electrical cables.
The present invention relates to a system and method for introducing degassed oil or the like into an electrical cable and is particularly suitable for impregnating paper-insulated power cables. It is known that electrical cables insulated with impregnated fiber material are improved in their quality and more reliably protected against electrical breakdown if the impregnation compound is freed from gases dissolved and trapped therein before it is placed in the impregnation vessel. It was customary to degas such a mass by pumping it into a degasser in its original state, allowing the mass to flow through the degasser by means of gravity and storing the degassed mass under vacuum. Two difficulties arise in such operations.
During storage, the mass is exposed to impurities due to the air bubbles which are difficult to avoid at the necessary low absolute pressure (e.g. 1/1000 mm mercury).
Furthermore, it is difficult to increase the pressure of the mass after degassing and before it is introduced into the impregnation vessel without supplying air during the necessary pumping process. Furthermore, the ratio in which the mass reaches the impregnation vessel under the selected pressure is reduced to the extent in which the impregnation proceeds, and this makes it more difficult to regulate the supply to the degasser by hand. The object of the present invention is now to overcome the difficulties outlined above. According to the invention, after degassing, the oil is brought into the cable in a continuous process without using storage or impregnation vessels, the amount of oil subjected to gasification being automatically regulated by the amount of oil absorbed by the cable.
According to one embodiment of the invention, a liquid seal is formed around the system supplying degassed oil to the cable, so that the degassed oil is protected from contamination through contact with the air, the oil used as a liquid seal being continuously exchanged while the cable is being fed.
According to the further invention, a substantially uniform pressure is maintained in the oil as it is fed to the cable, regardless of how much oil is taken up by the cable.
According to another feature of the invention, a pump is provided in the system, which both supplies degassed oil from the degasser into the cable or into apparatus before it gets into the cable, and also supplies oil to the degasser for degassing.
The invention also relates to a particular form of degasser, which is explained below:
These and other features are detailed in the following description and in the drawings. In the drawings, Fig. 1 is a schematic representation of the system of the invention; FIG. 2 shows an embodiment of the degasser as can be used in the system according to FIG. 1; FIG. 3 shows another embodiment of the system shown in FIG.
In FIG. 1 a piston 1 is provided which works in a cylinder 2. This cylinder has an inlet valve 3 through which the cylinder is connected to a filling pipe 4 which leads to a suitable oil container 5. The oil container 5 is shown schematically and can consist of any known device for maintaining a certain oil supply for the filling tube 4.
A drain valve 6, which is in communication with the pipe 7, lets oil from the chamber 2 into a container 8
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arrive, which is in communication with a degasser 9, from which oil is discharged into a container 10.
A pipe 11 connects the outflow opening of the container 10 to the inlet valve 12 of the chamber 2. A pipe 13 establishes a permanent connection between the chamber 2 and a pressure equalization chamber 14. This chamber contains a piston 15, the level of which is dependent on the pressure in the chamber 2 below the piston 1. The chamber 14 is provided with a drain valve. ? leading to a tap which can be used to connect the cable to this chamber 14 drain valve. Another discharge valve 17 leads to the tubes 18 and 19 which are in communication with the container 20, degasser 21 and container 22, the latter being connected to the chamber 14 via a pipe 23 and inlet valve 24. An auxiliary tube 25 also connects the chamber 14 to the tube 19.
The piston 1 carries weights 26 and is connected by means of a cable 27 to a winch 28 which can be driven by a motor 30 via a magnetic coupling 29.
The various taps in the system are preferably oil-sealed and a constant oil supply to this sealing system is effected via the tube 18 and the rectangular vessel 31, which form the entire equipment system.
The system works as follows:
The inflowing oil is preferably supplied from the container 5 under a pressure column and with a gas content already reduced to a degree (e.g. 50%), which is to be referred to here as "stage O". As the piston 1 moves downwards, the oil is sucked into the chamber 2 through the valve 3 acting on one side. The change in volume of this chamber is determined in such a way that the desired volume "V" is reached, which is to be pumped through the system with each stroke of the piston 1.
The upward movement of the piston causes the oil to pass through the unidirectional valve 6 into the container 8, the capacity of which is preferably greater than "V", the exact value being calculated as ratios of the flow in the degasser 9 and the maximum number of piston strokes per unit of time becomes. The oil from the degasser 9 collects in the container 10, which preferably has the same capacity as the container 8. When the piston 1 moves upwards, oil (hereinafter referred to as "stage 1 oil") from the container 10 is caused by the unidirectional action Valve 12 sucked into chamber 2. The suction effect is caused by the upward movement of the piston 1 and is restricted to the second half of the upward movement by a sleeve 32 attached to the piston.
The largest volume of the chamber 2 under the piston is 2V and the remaining volume V is obtained from the chamber 14 by creating a volume V, during the first half of the movement of the piston 1 when the valve 12 is closed by the sleeve 32, which corresponds to the displacement volume of the chamber 14, withdraws under the raised piston 15. The upward movement of the
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The degasser is shown in more detail in FIG. It consists of a plurality of corrugated cylinders 33 which are coupled to one another via liquid seals 34. A filling valve 35 is provided so that the oil can flow into the cylinder. The atomizer 36 ensures that the oil quickly comes into contact with the inner surface of the cylinder. The tube 37 creates a vacuum. 38 is a float valve that usually opens the tube 37 into the cylinder 33. However, if there is too much oil in the cylinder, the float valve is raised and the connection between the cylinder and the pipe 37 is closed, so that there is little risk of oil flowing through the suction pipe. When the oil flows over the large surface of the corrugated cylinder 33, it loses a great deal of the gas contained in it.
When it reaches the oil seal 34, the partially degassed oil can flow into the next cylinder 39, which is similar to the cylinder 33. As many such stages as are necessary can be used. Finally, the oil is drained through the outlet valve 40.
In the arrangement of Fig. 3, a modified system is shown. In this case, double cylinders are used, which work in opposite phase. The actuation of the pistons of these cylinders corresponds to that described for FIG. 1 and is therefore not explained further. In this figure, oil can flow from the container 41 into one of the chambers 42 or 43, depending on the movement of the pistons in these chambers. The device which connects the chambers 42 and 43 and the degassers and vessels is clearly shown and it is believed that the construction of the plant can be clearly understood from the description of its operation. Assuming that the clutch has just engaged the motor 44, the piston 45 will begin to lift. As a result, oil will be sucked in from the pipe 46 which leads to the container 47.
This container contains degassed oil of the second stage from the degasser 48. During this upward movement of the piston 45, oil is pressed through this piston through a pipe 49 into the degasser 48. As the piston 45 rises, the piston 50 moves downward in the chamber 43. In doing so, a quantity of oil is withdrawn from the container 41 and oil is pressed out from under the piston 50 through a pipe 51 which leads to a tap 52 which establishes the connection to the cable to be impregnated. Oil, which is used for sealing, is also sent through tube 53, as described in FIG. 1.
With the opposite movements of the pistons 45 and 50, a similar movement takes place as described above, the roles of the pistons being reversed and one can see how the oil can be brought into the raw gasifier 54, from there through the fine degasser 48 and finally to the tap 52 is pumped.
Although the invention has been described on the basis of particular exemplary embodiments, it is clear that modifications of the invention can be made without changing the essence of the invention.
PATENT CLAIMS:
1. A method of impregnating electrical cables with degassed oil or the like under pressure, characterized in that the oil is brought directly into the cable after degassing in a continuous process without using storage or impregnation vessels, the ones subject to gasification The amount of oil is regulated automatically by the amount of oil absorbed by the I cable.