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Iiabelemlversrhluss und Verfahren zu se, iner llerstellung.
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abzustufen oder zu verringern. Die konische Kondensatorherausführung nach dem britischen Patent Nr. 377311 erweist sieh jedoch als ein einfaches Abhilfsmittel gegenüber diesen Störungen. Eine andere Ursache für Störungen ist jedoch die Beschaffenheit des gegenwärtig üblichen konstruktiven Aufbaus.
Die Vermeidung von Überschlägen im Luftraum, wenn Feuchtigkeit und Niederschläge aus der Atmosphäre (z. B. Russ, Salze) auftreten, nötigt zur Anwendung eines grossen Porzellanisolators. Dieser muss mit einer metallenen Kappe und metallenem Fuss versehen sein und letzterer wird auf einen Zapfen gesetzt, der
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Porzellan zusammengekittet, und alle Verbindungsstellen müssen mit Material abgedichtet werden, das dem Einfluss des Öls widersteht, aber im allgemeinen unzulänglich ist.
Der Abschlusskopf muss überdies
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Diese etwas umständliche Anordnung muss ziemlich schroffem Temperaturwechsel, teils eine Folge atmosphärischer Temperaturänderungen und teils von Schwingungen der Kabeltemperatur infolge ver- änderlicher Belastung, standhalten.
Da eine Anzahl von stark verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten im Spiele ist, ist es
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die Kabeltränkmasse verunreinigen, mit daraus folgender Neigung zum Durchschlag des Kabels. Das ursprüngliche Ausgiessen des Kabelkopfes selbst bewirkt im allgemeinen schon solche Verunreinigungen, da es an der Arbeitsstelle schwer ist, einen Grad von Trocknung, Evakuierung und Entgasung zu erreichen, der gleich ist dem bei der Kabelherstellung in der Fabrik.
Da schliesslich das Kabel einen direkten Ausgang in den Kabelkopf besitzt, so ist bei Erhitzen des Kabels das Bestreben vorhanden, Öl in den Kopf zu drucken. Abkühlung des Kabels bewirkt das Zurückziehen von Öl aus dem Kabelkopf in das Kabel. Dies beschleunigt die Mischung der Tränkmassen und damit die Verunreinigung. Auch Ausdehnung des Bleimantels wirkt im Sinne eines Entleerens des Kabelkopfes durch Begünstigung eines langsamen Abfliessens längs des Kabels.
Der Kabelkopf kann auch am Ende eines Kabels angebracht werden, das im Gefälle verlegt wurde oder vom Mast einer Freileitung herabhängt. In solchen Fällen besteht ein hydrostatischer Druck auf das 01, der den Kopf zu füllen und innere hydrostatische Drücke hervorzurufen sucht. Deswegen ist es oft notwendig, ein "Luftpolster" im Kopf zu lassen, um den höchsten entstehenden Druck zu begrenzen oder aber einen Druckbehälter anzuschliessen, in dem das Luftpolster vom Öl durch eine Membran getrennt ist. Das erste Verfahren bringt Gas in den Endverschluss, und dieses Gas geht in Lösung und verunreinigt gegebenenfalls das Kabel. Beide Verfahren halten schon ihrem Wesen nach den Innendruck des Kabelkopfes ziemlich hoch und verstärken die Neigung zu Undichtheiten.
Nach einem Erfindungsmerkmal werden die Störungen durch Innendruck und Verunreinigungen in Kabelendverschlüssen dadurch vermieden, dass das Kabelende mit einem polymerisierbaren Material
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(z. B. Styrol oder einem dieses enthaltenden Gemisch) vergossen wird, das die Kabelisolation durchdringt, und die Vergussmasse entweder durch nachfolgende Polymerisation oder durch Erstarren während des Abkühlens eines vorher polymelisierten Materials in einen festen Verguss des Kabelendes umgewandelt wird.
Nach einem weiteren Merkmal wird eine Seheidewand am Grunde des Absehlussorgans hergestellt. und die Ausdehnung der Styrenisolation erfolgt in den Abschluss selbst hinein, so dass das Kabel von der Olfüllung im Abschlussorgan vollkommen isoliert ist. Die Erfindung sieht auch eine verbesserte Anwen-
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von mehradrigen Kabeln vor.
Im allgemeinen besteht die Erfindung im Abisolieren der Tränkmasse im Kabel von jener im Endverschluss mittels einer Seheidewand von polymerisiertem Styren od. dgl. Die obigen und sonstigen Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
Fig. 1 zeigt schematisch die einfachste Form des Kabelendverschlusses nach der Erfindung im Schnitt. Fig. 2 zeigt ebenso einen Kabelendverschluss gemäss der Erfindung unter Verwendung einer kegelförmigen Kondensatorherausführung. Fig. 3 zeigt die Anwendung der Erfindung auf mehradrige Kabel. Fig. 4 zeigt eine konstruktive Ausführung des Endverschlusses. Fig. 5 zeigt eine weitere Ausfiihrungsform. Fig. 6 ist eine Einzelheit einer kegelförmigen Kondensatorherausführung bei einem Kabelendverschluss. Fig. 7 zeigt die abstufende Wirkung auf die Beanspruchung des die Ader umgebenden Dielektrikum in Diagramm.
Fig. 1 und 2 zeigen das Kabel in einem Gehäuse 1 endigen, das ein Kabelkopf, ein Transformator- anschlussstutzen, ein Schaltkasten od. dgl. sein kann. Das untere Ende des Gehäuses ist zweckmässig mit dem Kabelmantel 2 etwa durch einen Lötwulst verbunden, und in Fig. 1 ist die Kabelisolation : 3 mit Styren imprägniert und dieses polymerisiert, in der Form eines festen isolierenden Zapfens, der in den Bleimantel hineinragt und einen vollkommenen Abschluss zwischen dem Innern des Gehäuses und dem übrigen Kabel bildet.
Die Isolation kann vor Entfernung des Bleimantels am Ende des Kabels imprägniert und das Imprägniermittel polymerisiert sein und der vorstehende Leiter 4, an den die Endklemme angeschlossen wird, wird ausgefüllt durch Lötzinn oder sonstige Mittel, um, wenn nötig, das Hindurchtreten durch
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versehen, die zusammen mit dem Kabelende in einer polymerisierten Masse 6 eingeschlossen ist. Dies geschieht zweckmässig durch Giessen in der Fabrik, wobei das Kabel 2 ein Kabelendstück von geeigneter Länge bildet, das an der Verlegungsstelle mit dem Hauptkabel verbunden werden kann. Statt die Kabelader in eine polymerisierte Masse einzubetten, kann sie in der Fabrik mit einer umgebenden Hülle, z.
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Fig. 3 zeigt schematisch den Vorgang beim Abschluss eines dreiadrigen Kabels, 211l, bei dem 7 eine Muffe, oder einen Spreizkopf bedeutet, worin die Adern aufgelöst werden. Die Muffe kann polymerisiert oder eine ölgeffillte Muffe sein. Kabelenden 8, 81, 811 sind verbunden mit den Endstücken oder Abschlussköpfen 9, 9\ 911, von denen jeder mit einer Scheidewand 10, 101 und 1011 aus polymerisiertem Material versehen ist.
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gegeben. Das Endkabelstück des Styrenendverschlusses wird mit dein Hauptkabel an geeigneter Stelle verbunden und die Endausbildung ist fertig.
Bei der Ausführung nach Fig. 4 ist das innere Porzellanstück 11 auf einem Trägerkörper 14 befestigt, der mit dem Kabelmantel : 21 durch einen in der Fabrik hergestellten Lötwulst 15 verbunden ist.
Das Kabelende 41 ist mit der Endverschraubung 16 durch eine bewegliche Verbindung 17 verbunden.
Wenn eine Styrenverbindung bei einem Kabel in Verbindung mit der obigen Endausbildung
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ist der normale und als solcher bewährt. Der zweite jedoch ergibt sieh im Endverschluss innerhalb der Kondensatorherausführung und liegt im Gebiet der grössten Beanspruchung. Die Kondensatorherausführung stuft die Beanspruchung in der Längsrichtung ab, aber es ergeben sich plötzliche Änderungen der Beanspruchung in radialer Richtung, wo das Kabel aus dem Bleimantel austritt, d. h. am Anfang der Verbindung von Styren- und Ölimprägnierung.
Es wäre vorzuziehen, diese Verbindung an eine andere Stelle zu verlegen, und es wird daher vorgeschlagen, das Endkabelstück zunächst unimprägniert einzu-
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Die Anordnung würde dem Idealfall noeh näher kommen, wenn das ganze Endkabel mit Styren imprägniert würde. Dies kann dadurch erreicht werden, dass man den Endversehluss und das Endkabel
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bis zu (oder einschliesslich) dem Endverschluss erhalten werden.
Gegen dieses Verfahren spricht nur der Umstand, dass die Hauptimprägnierung und die Polymerisation des Endkabels und des Endversehlusses von der Fabrik ins Freie verlegt wird, wo die Wirksamkeit des Verfahrens infolge der Witterungseinflüsse
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Isolationsmasse haben, so dass die elektrische (radiale) Beanspruchung im Endverschluss verringert und dementsprechend der Sicherheitsfaktor des Endverschlusses erhöht wird.
In Fällen, wo der Kabelkopf mit Öl oder Tränkmasse gefüllt ist, kann eine zweite kegelförmige Kondensatorherausführung über dem styrengefüllten Endverschluss angebracht werden, um die elektrische Längsbeanspruchung in diesem Endverschluss abzustufen und die abstufende Wirkung an der Innenfläche des äusseren Porzellangehäuses zu erhöhen.
In Fällen, in denen die Kondensatorherausführung verwendet wird, um als Hilfsschutzring oder als angezapfte Kapazität für Spannungsmessung oder Leitungsschutz zu wirken, kann der Kegel von den Metallmantel des Endkabels schwach isoliert und die Niederspannungsleitung des Kegels durch die Styrenfüllung zur Verbindung mit den entsprechenden Apparaten herausgeführt werden.
Wenn es nötig oder erwünscht ist, die oben erwähnten Schutzwirkungen in einem Hauptkabel durch an Ort und Stelle anzuwendende Verfahren hervorzubringen, kann folgendes Verfahren (s. Fig. 5) angewendet werden.
Wenn die Litze 4 des Kabels, wie oben beschrieben, geeignet gegen Aufdrehen gesichert ist, kann der Kondensatorkegel 5 mit Styren oder einer Mischung von Styren und chloriertem Diphenyl gefüllt werden. Diese Mischung durchdringt die ölimprägnierte Isolation 3 des Kabelteiles innerhalb des Konus.
Nach einer genügenden Zeit zum Einsaugen wird die überschüssige Mischung ablaufen gelassen und eine vorpolymerisierte Mischung X (Styrol-Alkohol), die wie unten beschrieben hergestellt wird. kann bei einer Temperatur, die die Mischung flüssig erhält (z. B. 138-140 C), eingegossen werden. Diese geschmolzene Isolation soll vorzugsweise die Isolation des Kabels in dem Kegel umgeben, wie die Zeichnung zeigt. Während des Einfüllvorganges wird der Kegel vorzugsweise in heisses 01 getaucht und die Temperatur während der erforderlichen Zeit, um die Durchführung der Polymerisation des Styrens, das das Kabel durchdrungen hat, zu ermöglichen, auf 120-130 C gehalten.
Die Abkühlung der in den Kegel gegossenen Mischung soll langsam erfolgen, wobei sie durch eine geeignete Vorrichtung, z. B. einen Stössel, zusammengedrückt und nach Bedarf nachgefüllt wird.
Angenommen, das Verfahren werde bei einem gewöhnlichen Kabelendverschluss verwendet. so dass während des Betriebes der Kondensatorkegel in Öl oder eine Tränkmasse 11 getaucht ist. Es ist dann in der Anordnung ein Stöpsel oder Verschluss vorgesehen, der dieses Öl oder die Masse von der Kabeltränkmasse trennt.
Wenn es erwünscht ist, das Kabel mit Öl zu versehen (z. B. um einen bestimmten Druck in dem Kabel aufrechtzuerhalten), kann es notwendig sein, Druckbehälter anzuordnen. Dies kann man durch Anzapfung des Bleimantels 2 und Einführen eines Zapfröhrchens 21 bewirken, das die Verbindung zu dem Druckbehälter 20 herstellt, wobei der Mantel an der Verbindungsstelle mit dem Zapfröhrchen ausgebaucht ist, um freien Durchfluss des Öls zu ermöglichen.
Die oben erwähnten Nachteile, dass das Kabel im Endversohluss eine Öl-Styren-Verbindung bildet. werden durch den Zusatz von Alkohol od. dgl. zu der eingegossenen Füllmischung sehr herabgesetzt, da nach dem oben beschriebenen Verfahren eine radiale Abstufung erreicht wird. Man wird ohne Zusatz von Alkohol einen annehmbaren Wirkungsgrad erreichen, da das eingegossene Styren bei der Abkühlung der radialen Beanspruchung eine widerstandsfähige Schicht entgegensetzt. Wenn jedoch sehr hohe Beanspruchungen aufzunehmen sind, ist der Zusatz von abstufenden Mitteln notwendig. In ähnlicher Weise ist es möglich, das Kabel nur durch die Verwendung des eingegossenen Materials zu verschliéssen oder zu verstöpseln und es hierauf zu polymerisieren.
In einem solchen Fall wird der Verschluss, da er plastisch ist, hohen hydraulischen Drücken nicht standhalten, wenn solche im Kabel auftreten.
Der Hauptbestandteil der eingegossenen Mischung ist Styrol, polymerisiert bei ungefähr 200 C.
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hinzugefügt werden, um den dielektrischen Verlust und/oder die dielektrische Konstante der Mischung zu erhöhen. Ein geeignetes Material ist z. B. ss-Phenol-Äthylalkohol. Es ist allgemein bekannt, dass die elektrische Beanspruchung durch die Aneinanderreihung von Materialien mit verschiedenen Dielektrizitäts-
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fasern, verwendet werden, um die Schrumpfung infolge des Zusammenziehens während der Abkühlung oder Polymerisation zu verringern.
Zufolge Fig. 6, die eine andere Ausführungsform des Kegels zeigt, kann folgendes Verfahren angewendet werden. Der Kegel 5 mit der polymerisierten Styrenumhüllung 5\ wie an Hand der Fig. 2 beschrieben, kann in der Fabrik mit der Eingussmasse X, wie gleichfalls beschrieben, gefüllt werden.
Dieser Kegel kann an derVerlegungsstelle erhitzt werden. bis die Mischung sich in einem plastisch-flüssigen Zustand befindet, die dann über die Kabelader gegossen wird, die vorher in eine Styren-Arodar-Mischung getaucht werden kann. Der Kegel kann beim Verlassen der Fabrik mit einem zentralen Metallstab oder Rohr Y von etwas geringerem Durchmesser als die Kabelader versehen werden, so dass Erhitzen des Stabes dessen leichtes Entfernen ermöglicht, wenn die Kabelader durch den Kegel hindurchgedreht wird.
Obwohl die vorstehende Beschreibung sich nur auf Höchstspannungsendverschlüsse bezieht, gibt es andere. ebenso bemerkenswerte Anwendungen bei niedrigeren Spannungen, bis herab zu Niederspannung. Viele Störungen treten auf bei der Installation von Gebäuden, wenn senkrechte Strecken verlegt werden und diese in Schaltkasten oder Schaltern enden. Diese Wirkung tritt besonders stark auf, wenn die umgebende Temperatur hoch ist. Daraus folgt Fndichtwerden des Kabels und die zähflüssige oder halbstarre Füllmasse des Schaltkasten oder Schalterendanschlusses wird durch das Einfliessen von heisser Kabelmasse verdünnt. Infolgedessen werden die Kasten undicht. Dies kann vermieden werden durch eine Kabelendstückanordnung nach der vorliegenden Erfindung.
Obwohl gegenwärtig Styren und seine Derivate das einzige für die Zwecke der Erfindung als zufriedenstellend gefundene polymerisierbare Material ist. ist es klar, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist, und es ist möglich. dass andere aromatische Monoolefine oder ähnliches polymerisierbares Material geeignet gefunden werden.
PATENT-ANSPRUCHE :
1. Verfahren zur Endausbildullg eines imprägnierten elektrischen Kabels, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabelende mit einem polymerisierbaren Material (z. B. Styrol oder einem dieses enthaltenden Gemisch) vergossen wird, das die Kabelisolation durchdringt, und die Vergussmasse entweder durch nachfolgende Polymerisation oder durch Erstarren während des Abkühlens eines vorher polymerisierten Materials in einen festen Verguss des Kabelendes umgewandelt wird.