AT226293B - Verfahren zur Herstellung elektrischer Leitungen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung elektrischer Leitungen 
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung elektrischer Leitungen, wobei die
Leiter,   u. zw.   insbesondere Metallbarren aus Kupfer oder aus Aluminium, unisoliert oder isoliert, in eine bleibende oder vorläufige trogförmige Hülle im Abstand voneinander sowie von diesem Trog angeordnet werden, worauf diese Leiter in elektrisch isolierenden Beton eingebettet werden. 



   Aus der   franz. Patentschrift Nr. 1. 131. 911 ist es bekanntgeworden,   eine elektrische Leitung in der oben angegebenen Weise herzustellen. Diese Patentschrift gibt jedoch keinen Aufschluss über die Verfah- rensweise im einzelnen zur Erzeugung solcher elektrischer Leitungen. 



   Zweck der vorliegenden Erfindung ist es nun, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Lei- tung, bei welcher die einzelnen Leiter durch einen hochisolierenden Beton isoliert sind, zu schaffen und in allen seinen Einzelheiten anzugeben. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ausgezeichnet, dass das aus den eingebetteten Leitern und dem Trog bestehende Element zunächst mehrere Stunden der freien Luft, hierauf mehrere Stunden einer feuchtigkeitsgesättigten Atmosphäre ausgesetzt, dann einer abermaligen Trocknung an der freien Luft und schliesslich in einem Trockenofen einer Trocknung bei einer   100 C   übersteigenden Temperatur unterworfen wird. 



   Durch das erste Trocknenlassen des Elementes an der freien Luft wird das Abbinden des Bindemittels sichergestellt. Dadurch, dass das Element sodann einer feuchtigkeitsgesättigten Atmosphäre ausgesetzt wird, kann es völlig erhärten. Das darauffolgende Austrocknen des Elementes an der freien Luft bewirkt, dass seine mechanische Festigkeit und sein Widerstand gegenüber einer Zusammenziehung oder Ausdeh nung merkbar erhöht wird. Das abschliessende Trocknen des bereits verfestigten Elementes in einem Trokkenofen ergibt eine wesentliche Erhöhung der Isoliereigenschaften des Betons. 



   Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung, welche an Hand der Zeichnungen das erfindungsgemässe Verfahren und den mit Hilfe desselben erzeugten Gegenstand erläutert. Hiebei zeigt Fig. 1 ein zusammenfassendes Übersichtsdiagramm der das erfindungsgemässe Verfahren kennzeichnenden Arbeitsfolge ; die Fig.   2-5   zeigen in sehr vereinfachter, schematischer Weise die verschiedenen Stufen der erwähnten Arbeitsfolge : Fig. 6 ist ein Schaubild des Verlaufs der Temperatur während der Dauer der Hitzebehandlung der Leitungen im Trockenofen und Fig. 7 ist eine schaubildliche Darstellung der zulässigen Stromdichte in den erfindungsgemäss hergestellten Leitern für verschiedene Werte der Temperatur. 



   Sowie in schematischer Weise in Fig. 2 dargestellt, werden die leitenden Stäbe 1 in eine Umhüllung 2 eingebracht, deren Innenquerschnitt und Innenabmessungen dem Querschnitt bzw. den äusseren Abmessungen der herzustellenden Leitungen entsprechen. Die Stäbe 1 können rund oder flach sein oder irgendwelche andere, je nach der bezweckten Anwendung geeignete Querschnittsformen aufweisen. Sie können auch mit einem Isoliermaterial überzogen sein, welches mit dem umgebenden Beton verträglich ist und diesen nicht angreift. Es ist klar, dass dieses Isoliermaterial ein hohes Isoliervermögen besitzen und dass es widerstandsfähig und wasserundurchdringlich sein muss. Der Dehnungskoeffizient muss, um ein Rei- ssen oder Ablösen von den Leitern zu vermeiden, zumindest angenähert gleich sein dem Dehnungskoeffizienten des Leitermaterials.

   Natürlich muss das Isoliermaterial auch geringen Schwund, etwa   beimErhär-   ten, geringe Porigkeit und hohe Unempfindlichkeit gegenüber Temperaturschwankungen zeigen. Als Ma- 

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Gemisches zu Folge hätte, wodurch dieses seine Steifigkeit verlieren würde, während ein zu langes
Trocknen an der freien Luft, infolge der beim Abbinden freiwerdenden Wärme Verdampfung des im Bin- demittel vorhandenen Wassers und dadurch Verpulverung dieses Bindemittels herbeiführen würde. 



   Das Untertauchen soll   während einer Zeitdauer von wenigstens   15 Stunden fortgesetzt werden, wonach eine Erhärtung festzustellen ist, die für die Füllmasse genügt. Dennoch wurde gefunden, dass diese Erhär- tung der Füllmasse noch weiter gesteigert werden kann, wenn die so behandelten Elemente noch während einiger Zeit in der freien Luft ruhen gelassen werden. Nach 24-stündigem Lagern in der freien Luft kann jedoch kein nennenswerter Fortgang der Erhärtung des Einbettungsmaterials mehr festgestellt werden. 



   Die letzte Stufe des erfindungsmässigen Verfahrens besteht darin, dass so wie in Fig. 5 schematisch ) dargestellt ist, mittels einer Wärmebehandlung aus den Leitungen noch die letzten Feuchtigkeitsteile aus- getrieben werden. Gemäss einer ersten Anwendung besteht diese letzte Stufe des Verfahrens darin, dass die   Leitungen unter atmosphärischem Druck auf eine beträchtlich   über   100OC   liegende Temperatur erhitzt wer- den. Es hatsich jedoch herausgestellt, dass bei dieser Behandlungsweise meistens in den Leitungen ein ge- wisser Feuchtigkeitsgehalt übrigbleibt, der der Wasserdampfspannung bei Atmosphärendruck entspricht, die zu der während der Erhitzung erreichten Höchsttemperatur gehört. Aus diesem Grund wird diese Be- handlungsweise nur dann Anwendung finden, wenn es sich um Niederspannungsleitungen handelt.

   Bin mehr allgemein brauchbares Verfahren besteht darin, dass die Leitungen   1 - 3   in einem vollkommen ge- schlossenen Raum 6 auf eine erheblich über   100 OC   liegende Temperatur erhitzt werden, in welchem
Raum mittels der bei 8 schematisch angedeuteten Vakuumpumpe, die über die Leitung 7 an den Trocken- raum 6 angeschlossen ist, ein hohes Vakuum erzeugt werden kann. Der Wasserdampfdruck, der in einem
Vakuum von der Grössenordnung von-74 cm Quecksilbersäule übrigbleibt, ist sehr gering, so dass dadurch viel höhere Werte des Isolationswiderstands erzielt werden. 



   Die Wärmebehandlung im luftverdünnten Raum bietet ausserdem den Vorteil, dass die während der
Erwärmung zu erreichende Temperatur niedriger sein kann, als bei Erhitzung unter Atmosphärendruck. 



   Bei Behandlung im   luftverdünnten   Raum kann die Temperatur etwa 1200C sein, während bei Erwärmung unter atmosphärischem Druck eine Temperatur von 1500C nötig ist. Beim Erwärmen der Leitungen muss langsam und allmählich vorgegangen werden. Die Wärmezufuhr soll auf die Gesamtlänge jeder Leitung und ebenso auf die verschiedenen im geschlossenen Raum 6 angeordneten Leitungen gleichmässig verteilt werden. Die schaubildliche Darstellung in Fig. 6 zeigt Kurven, die für eine unter Atmosphärendruck ar- beitende Trockenkammer gelten. 



   In diesem Schaubild sind die verschiedenen Arbeitstemperaturwerte in der Ordinatenrichtung einge-   tragen, u. zw.   als Funktion der Zeitdauer in Stunden, die in Richtung der Abzissenachse eingetragen ist. 



   Die Kurven a und b stellen Grenzwerte dar, zwischen welchen die Temperatur während der Endstufe des erfindungsgemässigen Verfahrens liegen soll. 



   Bei Einhalten der verschiedenen angeführten Bedingungen ist eine gewerbliche Fertigung nicht nur von Niederspannungsleitungen, sondern auch von Hochspannungsleitungen möglich. Die Erfindung bezieht sich nicht nur auf das in der vorliegenden Beschreibung dargelegte Verfahren und auf die Merkmale der verschiedenen Hauptstufen dieses Verfahrens, sondern ebenfalls auf die durch dessen Anwendung erzeug- ten Leitungen. 



   Hinsichtlich dieser Leitungen sind die elektrischen Eigenschaften bemerkenswert : Wie aus der schau- bildlichen Darstellung der Fig. 7 ersichtlich, sind die zulässigen Stromdichtewerte in Ampère pro   mm2   ausserordentlich hoch im Verhältnis zu der relativ geringen Erwärmung, die die Leitungen dabei aufwei- sen.

   Im Schaubild der Fig. 7 ist der Querschnitt der Leiter in   mmZ   in Richtung der Ordinatenachse ein- getragen, als Funktion der Stromdichtewerte in Ampère pro mm2, die in Richtung der Abzissenachse ein- getragen sind, mit der Massgabe, dass die Kurven A-B-C sich auf Leitungen mit vier Leitern in einem Mantel von 120 x 25 mm beziehen, wobei die einzelnen Kurven A, B und C bzw. einer Er- wärmung von 300, 400 und 50 entsprechen, während die Kurven   D-E-F sich   auf Leitungen mit vier
Stromleitern in einem Mantel von 160 x 35 mm beziehen, wobei die einzelnen Kurven D, E und F bzw. einer Erwärmung von 300, 400 und   500C   entsprechen. 

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung elektrischer Leitungen, wobei die Leiter, u. zw. insbesondere Metallbarren aus Kupfer oder Aluminium, unisoliert oder isoliert, in eine bleibende oder vorläufige trogförmige Hülle im Abstand voneinander sowie von dieser Hülle angeordnet werden, worauf diese Leiter in elektrisch isolierenden Beton eingebettet werden, dadurch gekennzeichnet, dass das aus den eingebetteten Leitern <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 peratur unterworfen wird.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbettungsmasse wenigstens annä- hernd aus 2 Volumenteilen Kies, 1 Volumenteil Sand, 1, 5 Volumenteilen Zement und 1, 2 Volumentei- len Wasser zusammengesetzt ist, wobei die Gradierung des Sandes und des Kieses nach Massgabe der Quer- abmessungen der herzustellenden Leitung gewählt wird, während die Wassermenge nicht mehr als 80@o der benutzten Zementmenge beträgt.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen der Einbettungsmasse mindestens siebenmal so gross ist wie das Volumen der eingebetteten Stromlei- ter.

   4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einschütten der Einbettung- masse die so erzeugten Elemente (1 bis 3) während einer Zeitspanne von der Grössenordnung von 4 bis 6 Stunden der Einwirkung der freien Luft ausgesetzt werden.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente, nachdem sie in der freien Luft zum Abbinden gekommen sind, während mindestens 15 Stunden einer mit Feuchtig- keit gesättigten Umgebung ausgesetzt werden.

   6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente, nachdem sie in der freien Luft zum Abbinden gekommen sind, während mindestens 15 Stunden völlig in Wasser unterge- taucht werden.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente nach dem Untertauchen während mindestens 24 Stunden wieder der Einwirkung der freien Luft ausgesetzt werden.

   8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente, nachdem sie in der frei- en Luft zum Abbinden gekommen sind, sodann einer mit Feuchtigkeit gesättigten Umgebung und darauf wieder der freien Luft ausgesetzt worden sind, bei Atmosphärendruck bis auf eine Temperatur über 1000C erhitzt werden.

   9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Endstufe erfolgende Erhitzung entsprechend der in Fig. 6 dargestellten Kurve durchgeführt wird.

   10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente, nachdem sie in der freien Luft zum Abbinden gekommen sind und sodann sich in einer mit Feuchtigkeit gesättigten Umgebung aufgehalten haben, in einem geschlossenen Raum (6) auf eine über 1000C liegende Temperaturerhitzt werden, wobei zur gleichen Zeit in diesem geschlossenen Raum ein hohes Vakuum, z. B. von der Grössen- ordnung von-74 cm Quecksilbersäule, erzeugt wird.