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Kabel mit Abschirmung
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Kabel und insbesondere auf Massnahmen, um die Kerne von Hochspannungskabeln abzuschirmen.
In elektrischen Kabeln ist es notwendig sicherzustellen, dass das Dielektrikum, welches den Leiter umgibt, nur einer radialen elektrischen Zuspannung ausgesetzt ist. Zu diesem Zweck ist es bekannt, eine leitende Abschirmung an der äusseren Oberfläche des Dielektrikums anzuordnen. Die Gegenwart einer solchen Abschirmung zieht jedoch eine weitere Schwierigkeit nach sich, u. zw. dadurch, dass elektrische Spannungen und die dazugehörigen Ströme in dieser Abschirmung durch die Ströme, welche im Leiter fliessen, induziert werden. Bei niedrigen Spannungen ist dieser Effekt unbedeutend, da die induzierten Spannungen und Ströme entsprechend klein sind. Bei grösseren Betriebsspannungen jedoch können sie so gross sein, dass sie eine Überhitzung oder einen eventuellen Durchschlag des Dielektrikums bewirken und abgeschaltet oder vermindert werden müssen.
Um die Spannungen, welche entlang der Längsausdehnung der Abschirmung induziert werden, zu begrenzen, ist es notwendig sicherzustellen, dass diese Abschirmung einen verhältnismässig niedrigen, in der Längsrichtung gemessenen Widerstand aufweist. Zu diesem Zweck ist es gebräuchlich sicherzustellen, dass die Abschirmung in kleinen Abständen mit dem Bleimantel des Kabels in Berührung steht.
Die bekannten Ausführungsarten des Abschirmungsmaterials, z. B. Papier, welches eine auf seiner Oberfläche angebrachte Metallfolie besitzt, oder ein Kohlepapier, welches als Zwischenschicht ein Me- tallband besitzt, zeigen den Nachteil, dass sie während der Erzeugung leicht beschädigt werden können, wodurch Teile des Dielektrikums ohne Abschirmung sind.
Im Falle von dreiadrigen Kabeln, wo ein Mittel zum Zusammenhalten der abgeschirmten Adern vorgesehen werden kann, kann dieses Haltemittel aus Metalldrähten bestehen, welche den Kontakt zwischen den einzelnen Leiterabschirmungen und der Bleiumhüllung sicherstellen. Das Haltemittel dient gleichzeitig zum Schutz der Abschirmungen gegen Beschädigungen während der Herstellungsarbeitsgänge. Die derzeitige Entwicklung der dreiadrigen ölgefüllten Kabel ohne Füllstücke oder Spiralen schliesst jedoch die Anordnung solcher äusserlicher Haltebänder aus, da diese wesentlich zur Vergrösserung des in Richtung der Längsausdehnung auftretenden Flusswiderstandes beitragen.
Obwohl auch solche Kabel mit einer provisorischen Papierumhüllung versehen werden können, welche unmittelbar vor der Bleiummantelung entfernt wird, besteht eine grosse Gefahr der Verletzung der Abschirmung wegen des Abwickelns während der Bleiummantelung.
Das erfindungsgemässe Kabel mit elektrostatischer Abschirmung, die aus einem metallisierten Papierband besteht, das einen oder mehrere isolierte Kabelleiter schraubenlinienförmig derart umhüllt, dass die gesamte Oberfläche der Kabelisolatibn mindestens von einer Lage metallisierten Papiers bedeckt ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Papier auf beiden Seiten mit einer metallischen Schicht bedeckt ist.
Bei einem solchen Kabel ist nach der weiteren Erfindung vorgesehen, dass das Papier aus einem von einer Seite mit einer metallischen Schicht bedecktem Band besteht, welches längsweise so gefaltet ist, dass die metallische Schicht aussen liegt.
Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher beschrieben.
Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch die äussere Lage der dielektrischen Papierschicht und die Abschirmung einer bekannten Anordnung. Die Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine weitere bekannte
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Anordnung. Die Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die äussere Lage des dielektrischen Papiers und die Abschirmung nach der Erfindung. Die Fig. 4 zeigt eine andere Form von metallisiertem Papier, wie es gemäss der Erfindung ausgebildet sein kann.
In der bekannten Anordnung nach Fig. l ist das äusserste Band der dielektrischen Papierschicht in Abständen gewickelt und mit dem metaUisiertenPapler 2 versehen, welches eine mit 3 bezeichnete Metallschicht besitzt. Das metallisierte Papier 2 ist überlappend gewickelt, damit das Dielektrikum vollständig bedeckt ist. Es ist perforiert, damit es leicht trocknen und leicht imprägniert werden kann. Wenn aber diese Anordnung ohne eine Schutzhülle verwendet wird, kann sie während der Herstellung verletzt werden, wodurch Teile der Oberfläche unabgeschirmt bleiben.
Eine gemäss Fig. 1 umgekehrte Anordnung in der Art, dass der Metallbelag 3 innen und der Papierträger 2 aussen liegt, ist ebenfalls bekannt (franz. Patentschrift Nr. 853.290).
Die ebenfalls bekannte Anordnung nach Fig. 2 besteht aus abwechselnden und sich überlappenden Windungen vonKohlepapier 4 und Metallband 5. Die äussere Lage des Dielektrikums ist wieder mit 1 bezeichnet. Falls das Metallband beschädigt ist, wird das Kohlepapier normalerweise die Kontinuität der Abschirmungsoberfläche sicherstellen, obwohl es immer noch möglich ist, es so zu zerstören, dass Teile der Oberfläche unabgeschirmt sind. Ein weiterer Nachteil ist der, dass sich das Metallband beim Trocknen nicht zusammenzieht, wie dies das Dielektrikum tut, so dass sich das Metallband oft lockert. Wenn dies geschieht, dann ist die Abschirmung nicht vollständig wirksam, da Hohlräume unterhalb der Abschirmung störanfällige Stellen sind.
Schliesslich ist es bekannt, dass die Verwendung vonKohlepapier zu Verlusten in Kabeln führen kann.
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Wicklung aus Papier 6, das an seiner Oberfläche metallisierte Folien 7 und 8 aufweist. In diesem Falle ist nicht nur die Kontinuität zwischen den einzelnen Windungen gewahrt, sondern es bleibt, wenn die äussere metallisierte Folie 7 verletzt werden sollte, immer noch die innere Folie 8, welche eine vollständige Bedeckung der Oberfläche sicherstellt. Es ist gefunden worden, dass eine solche Verletzung, wie sie während der Erzeugung auftritt, gewöhnlich die äussere Folie 7 betrifft und nicht das Papier, auf welches diese Folie aufgebracht ist.
Die Anordnung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist, vermeidet die Verwendung von teurem Kohlepapier und auch die Gefahr der verschiedenen Ausdehnung während des Trocknens. Das Papier 6 und die Folien 7 und 8 können in der bekannten Weise perforiert sein, damit das Trocknen und Imprägnieren durchgeführt werden kann.
Eine andere Ausführungsform ist ein Papier mit metallisierter Folie, das, wie in Fig. 4 gezeigt, zusammengelegt verwendet wird. Das Papier 9 weist eine Metallfolie 10 auf, welche nur auf einer Oberfläche angeordnet ist ; in seiner Wirkung kommt dieses Papier gleich einem Papier, welches auf beiden Seiten metallisiert ist, u. zw. dadurch, dass es in der dargestellten Art gefaltet ist. In diesem Zustand wird es ebenfalls überlappt, wie in Fig. 3 dargestellt, gewickelt.
Das Papier, gemäss den Fig. 3 und 4 kann in der in Fig. 3 dargestellten Wicklungsart auch zur Abschirmung der einzelnen Adern eines Hochspannungsdreileiterkabels verwendet werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kabel mit elektrostatischer Abschirmung, die aus einem metallisierten Papierband besteht, das einen oder mehrere isolierte Kabelleiter schraubenlinienförmig derart umhüllt, dass die gesamte Oberfläche der Kabelisolation mindestens von einer Lage metallisierten Papiers bedeckt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier auf beiden Seiten mit einer metallischen Schicht bedeckt ist.