Verfahren zum Ausfüllen von Hohlräumen in elektrischen Einrichtungen mit einem festen Stoff. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausfüllen von Hohlräumen in elektri schen Einrichtungen mit einem festen Stoff.
Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf das Problem des Ausfüllens von inner halb einer äussern Hülle befindlichen Hohl räumen mit einem festen Stoff und erweist sich insbesondere, jedoch nicht ausschliesslich, für das Ausfüllen von Hohlräumen in elek trischen Starkstromkabeln zwecks Bildung eines Absperrkörpers zur Verhinderung des Durchflusses einer isolierenden Flüssigkeit als nützlich. Es ist für diesen Zweck bereits vorgeschlagen worden, die Ausfüllung der Hohlräume unter Verwendung von körnigem Pressstoffpulver vorzunehmen, welches nach dem Einfüllen in die Hohlräume durch An wendung von Wärme und Druck in ein festes Material umgewandelt wird.
Bei diesem Ver fahren ist jedoch eine beträchtliche Wärme und ein starker Druck erforderlich, wobei es schwierig ist, die zwischen den Partikeln des Pressstoffpulvers vorhandene Luft vor An wendung des Druckes auszuschliessen sowie eine zufriedenstellende Bindung zwischen dem Pressstoff und dem umgebenden Metall gehäuse sicherzustellen.
Es ist ferner vorgeschlagen worden, die Hohlräume, welche an den Kabelverbindungs stellen die Leiter der Kabel umgeben, mit einem monomeren Stoff, beispielsweise mit monomerem Styrol, auszufüllen und diesen Stoff durch seine mittels Wärmebehandlung erzielbare Polymerisation einzudicken.
Bei diesem Verfahren muss die Wärmebehand lung über einen Zeitraum von vielen Stunden ausgedehnt werden, da das ursprünglich ein gefüllte iS:tyrol, :obgglleicles bereits .zum. Tenl polymerisiert sein kann, flüssig genug sein muss, um alle in den Hohlräumen. vorhande nen Luftrückstände verdrängen zu können und somit eine längere Wärmebehandlung er- fordert. Ausserdem tritt bei der Abkühlung von der gewöhnlich bei<B><I>IM'</I></B> C liegenden Polymerisationstemperatur eine beträchtliche Schrumpfung auf.
Das erfindungsgemässe Verfahren zum Ausfüllen von Hohlräumen in elektrischen Einrichtungen mit einem festen Stoff ist da durch gekennzeichnet, dass die Hohlräume zu erst mit einem flüssigen Lösungsmittel für einen ausstossbaren Stoff gefüllt werden, und dass hierauf das Lösungsmittel durch Ein pressen des ausstossbaren Stoffes verdrängt wird.
Als Beispiel für einen ausstossbaren Stoff kann Schellack .genannt werden, für welchen Methylalkohol ein passendes Lösungsmittel ist. Vorzugsweise soll jedoch als ausstossbarer Stoff ein polymerisierter Stoff, wie beispiels weise Polystyrol, für das monomeres Styrol ein Lösungsmittel darstellt, verwendet wer den. Es können aber auch andere Monomere, wie zum Beispiel Methylmethakrylat, ver wendet werden, solange sie mit dem Polymer verträglich sind, oder es kann ein gewöhn liches Lösungsmittel, zum Beispiel Benzol, verwendet werden.
Der ausstossbare Stoff kann durch Bei fügen eines sogenannten ,;Weichmachers" leichter ausstossbar gemacht werden. Bei spielsweise kann im Falle des Polystyrols irgendein bekannter Weichmacher verwendet werden. Die geeignetste Art eines Weich ma.chers ist ein solcher, dessen Viskositäts- Temperaturkennlinie flach ist, d. h. der aus stossbare Stoff muss bei 20 C nicht zu hart und bei 100 C nicht zu weich sein.
Das. Ausfüllen mit weichgemachtem Poly styrol oder andern Polymeren wird durch Er wärmen des Materials auf eine Temperatur von 100 C erleichtert, obschon dies nicht all gemein erforderlich ist, und es kann je nach der Viskosität des Füllstoffes und der Form des zu füllenden Hohlraumes ein Druck bis zu 70 at erforderlich sein.
Die Erfindung lässt sich für das Ausfül len von Hohlräumen in einer Verbindungs stelle oder in einem Endverschluss eines elek trischen Starkstromkabels zwecks Bildung eines ölfesten Absperrkörpers sowie zur Aus füllung des Gehäuses eines elektrischen Trans formators mit einem Isoliermaterial ver wenden.
Nachstehend ist die Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele, die in der bei liegenden Zeichnung dargestellt sind, näher beschrieben.
In der Zeichnung zeigt die Fig. 1 einen Schnitt durch eine mit. einem Absperrkörper versehene Verbindungs einrichtung für ein Einleiter-Starkstromkabel für 33 kV, die Fig. 2 einen Schnitt durch eine mit einem Absperrkörper versehene Verbindungs einrichtung für ein Starkstromkabel für 6,6 kV, die Fig. 2a eine Einzelheit der Fig. 2 und die Fig. 3 ein mit einem Absperrkörper versehener Endverschluss für ein elektrisches Starkstromkabel.
Zur Herstellung einer Kabelverbindung nach der Fig. 1 wird die Isolation von den Enden 3 und 4 der miteinander zu verbinden den Kabellängen 1 und 2 entfernt und eine Hülse 7 so weit auf die eine Kabellänge auf geschoben, dass das vom Bleimantel befreite Kabelstück freiliegt. Die Kabellängen 1 und 2 werden mittels einer Kupferverbindungs- muffe 5 miteinander verbunden. Die Isolation des vom Bleimantel befreiten Teils der beiden Kabellängen verjüngt sich gegen das von der Isolation befreite Ende hin.
Der Raum 6 wird hierauf mittels mit Polystyrol imprä gnierter Papierbänder ausgefüllt, die von Zeit zu Zeit während dem Wickeln mit monome- rem Styrol bestrichen oder begossen werden, um ein gutes Aneinanderhaften der Bänder zu erzielen. Über den so gebildeten Isolationis,- körper wird eine Schicht 8 aus Metallfolien gewickelt, die mit den Bleimänteln 9 und 10 der beiden Kabellängen elektrisch verbunden wird.
Über die Enden der Schicht 8 werden Umwicklungen 11 aus Baumwollbändern, die mit einer Mischung aus Gummi und Poly styrol imprägniert sind, angebracht, und zwar derart, dass sie die Bleimäntel 9 und 10 etwas überlappen, um den Durchfluss des Öls aus dem Kabel nach der Verbindungs stelle und des Lösungsmittels aus der Ver- bindungssstelIe nach dem Kabel während & m Füllen zu verhindern.
Die Hülse 7 wird hier auf über die Verbindungsstelle zurück gezogen, und zwischen die Enden der Hülse 7 und der Bleimäntel 9 und 10 wird je eine Bleipackung 12 eingefügt, worauf die Hülse 7 mit den Bleimänteln durch Lötwülste- 13 und 14 verbunden wird.
Die Hülse 7 ist mit einem Einfüllnippel 17 und mit Austrittsnippeln 15 und 16 ver sehen. Das monomere Styrol wird in den Nippel 17 eingefüllt, bis der Zwischenraum 18 zwischen der geerdeten Abschirmung 8 und der Hülse 7 vollständig ausgefüllt ist. Hierauf wird Polystyrol, das in der in :der britischen Patentschrift 490814 angegebenen Weise weich gemacht worden ist, unter Druck durch den Nippel 17 eingepresst, wobei dar auf zu achten ist, dass das Polystyrol keine Luftblasen aufweist.
Das Polystyrol wird so lange ,zugeführt, bis es an den AustritbsWfp- peln 15 und 16 herausquillt, wobei es die dicke Konsistenz des weichgemachten Poly styrols aufweisen soll. Hierauf werden die Nippel mit einer Vergussmasse abgeschlossen. Bei diesem Beispiel spielen die elektrischen Eigenschaften des Füllstoffes keine Rolle, da es sich lediglich um die Herstellung eines mechanischen Absperrkörpers handelt.
Die Fig. 2 zeigt die Anwendung des er findungsgemässen Verfahrens auf eine Ver bindungsstelle für ein Dreileiter-Kabel. Die Ummantelung wird über eine gewisse Länge der miteinander zu verbindenden Enden der Leiter entfernt und eine Hülse 7 über den Bleimantel einer der Kabellängen so weit ge schoben, dass der vom Bleimantel befreite Teil freiliegt. Die Enden der drei Leiter werden durch je eine Kupferverbindungsmuffe 5 mit einander verbunden und durch Distanzstücke 19 von der in der Fig. 2a gezeigten Form auseinandergehalten.
Diese Distanzstücke kön nen beispielsweise aus gepresstem, mit Styrol imprägnierten Papier bestehen. Um: den Durchtritt von Öl aus dem Kabel nach der Verbindungsstelle und. das Eindringen des Lösungsmittels in das Kabel zu verhindern, werden die Leiter, dort wo sie aus dem Blei- man.##el.heraustreten, sowie das Ende desss Blei mantels mit Baumwollbändern-21,
die mit einer Mischung von Gummi und Polystyrol imprägniert sind, umwickelt. In .gleicher Weise werden die Leiter auch an -den Stel len, an denen sie durch die Distanzstücke ausseimande%ehaften wemden; ant ITxn.wi@eklun:- gen 20 versehen. Die Hülse 7 wird über die Verbindungsstelle zurückgeschoben und durch Bleipackungen 12 in die richtige Lage in bezug auf die Bleimäntel 9 und 10 gebracht, worauf die Enden der-Hülse durch Lötwülste 13 und 14 abgeschlossen werden.
Hierauf wird monomeres Styrol durch den Einfüll- nippel 17 in die Hülse 7 eingefüllt, worauf das monomere Styrol durch weichgemachtes Pü@lyss,tyrol in gl@eücher Weise verdrängt wund, wie dies für die Fig. 1 beschrieben worden ist.
Bei diesem Beispiel wirkt .der Füllstoff sowohl als mechanischer als auch als- isolie- rend@er Absperrkörper.
Die Fig: 3 zeigt die Anwendung des er findungsgemässen Verfahrens auf einen Ka- belendversehluss. Ein vorgeformter Zylinder 22 aus Isoliermaterial und mit genügend gro ssem Durchmesser, um über die Isolation 25 eines Kabelleiters geschoben werden zu kön nen, wird mit metallenen Endkappen -23 und- 24 versehen, die aaszementiert Werden und ge nügend grosse Durchmesser besitzen, um über den Bleimantel 10 des Kabels geschoben wer den zu können.
Der Bleimantel 10 wird über eine gewisse Länge des Kabelendes entfernt und das metallisierte Papier 26, welches ge- wöhnlich die Isolation überdeckt, bis -auf ein kurzes Stück vor dem Bleimantel weg geschnitten. Am Ende des, Leiters 28 wird ein kurzes Stück der Isolation. 25 entfernt und die Isolation bei 27 abgebunden. Am Leiter 28 wird eine kupferne Endverbindungsmuffe 5 angelötet.
Hierauf wird der Zylinder 22 über das Kabelende geschoben: und ein Teil der metallenen Kappe 24 allseitig an den Blieimantü 10 angeprasst und durch eke Lötwulst 13 mit diesem verbunden:. Ferner wird das vom, Bleimantel weggerichtete Ende der Kappe 23 halsförmig abgebogen, so dass der Hals die Kabelverbindungsmuffe 5 eng umschliesst.
Die Kappe 24 ist mit einem Einfüllnippel 17 und die Kappe 23, mit einen Austrznt-tis- nippel 15 versehen.
Die <B>im</B> Zylinder 2.2 vor handenen Ilohlirä@=e wenden @dann, wie,dies für die Einrichtungen !dar Fig. 1 und 2 be- ischsneben wmden iisit, auggefüllt.
Aus dem Vorangehenden ist ersichtlich, dass das erfindungsgemässe Verfahren auf eine Anzahl von verschiedenen Arten von Verbindungseinrichtungen oder Endverschlüs- sen für elektrische Starkstromkabel angewen det werden kann.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf Starkstromkabel beschränkt, son- dern. lässt sich überall dort anwenden, wo in- elektrischen Einrichtungen beträchtliche Hohlräume mit festem Material ausgefüllt werden sollen und wo nur verhältnismässig kleine Öffnungen vorhanden sind, um das Füllmaterial einführen zu können.
So kann die Erfindung beispielsweise zur Bildung eines Isolierkörpers innerhalb eines einen elektrischen Transformator umgebenden me tallenen Gehäuses verwendet werden, was be sonders imFall eines Transformators für hohe Spannung und hohe Frequenz wertvoll ist; weiter kann das Verfahren zur Herstellung des Dielektrikums eines in einem Gehäuse untergebrachten Mehrplattenkondensators an gewendet werden.
Der zuerst in das Gehäuse eingeführte flüssige Stoff wirkt als Schmier- und Be netzungsmittel, welches :das Einfüllen erleich tert und eine feste Bindung zwischen dem weichgemachten polymerisierten Stoff und den Metallflächen sowie dem ölimprägnierten Kabelpapier gewährleistet.
Der polymerisierte Stoff, welcher eingeführt wird, bildet einen ausgezeichneten Absperrkörper und besitzt insbesondere im Falle des Polystyrols ausge zeichnete elektrische Isolationseigenschaften, eine hohe dielektrische Durchschlagsfestig keit und einen kleinen Verlustfaktor.