Starkstromkabel. Die Erfindung bezieht sich auf ein elek- trisahes Starkstromkabel mit einem aus dichtem Material, z. B. Blei, bestehenden Mantel, der in Richtung seines Umfanges Teile mit ungleich starker Krümmung auf weist, wodurch sich zwischen den stärker ge krümmten Teilen Flachseiten ergeben, wobei die F_acbseiten aussen durch eine federnde 1L'ewieklung gestützt sind, damit sie Druek- schwankungen auf der Innenseite des Mantels elastisch nachgeben können.
Dadurch wird er- müglicht, da.ss ein mit Öl getränktes oder ge fülltes Kabel sich den Volumenänderungen des Öls bei sehwankender Temperatur ela stisch anpassen kann unter Vermeidung z. B. der Bildung von Hoh:räumen im Innern des Kabels bei sinkender Temperatur, und dass auch ein gewisser erwünschter Ölüberdruck während allen Betriebszuständen aufrecht erhalten werden kann.
Das dänische Pätent Nr.58270 bezieht sich auf eine Ausführungsform eines solchen Kabels, bei welchem die flachen Teile des Mantel;
mit einer in der Querrichtung des Kabels versteifenden, und in der Längsrich tung des Kabels biegsamen Unterstützung versehen, sind, welche durch ein Metallband gebildet ist, das durch eine äussere Bewick- lung in seiner Lage gehalten wird. Dieses Metallband liegt über den Flachseiten des Kabels und seine Ränder werden beim An bringen der äussern Bewicklung am Kabel zwischen derselben und dem Mantel fettge klemmt.
Schaut man .sich ein kleines quer zum Kabel herausgeschnittenes, Element an, so kann das Metal.lbandelement als ein an seinen Enden frei aufliegender Träger be trachtet werden, auf dessen dem Kabel zu gekehrte Seite über den Mantel der im Innern des Kabels herrschende Überdruck wirkt. Gemäss jenem Patent ist versucht worden, das Band in der Querrichtung des Kabels dadurch zu versteifen, dass es quer zur Ka- be=längsrichtung gewellt wird, wie dies am Ausführungsbeispiel in der Patentbeschrei bung erläutert ist.
Das dort gezeigte flache Kabel besitzt auch in der die kurze Achse des Kabelquerschnittes enthaltenen Ebene eine gute Biegsamkeit:.
Das querversteifende Metallband ist ver wendet worden, da nach der bisherigen Auf fassung die Bewicklung allein zum Halten der Kabelf:achseiten nicht tauglich sein würde. Wenn beim Bewicklungsvorgang das Bewicklungsmittel um die stärker gekrümm ten Teile des Mantels herumgebogen wird, treten im Bewicklungsmaterial Biegespan nungen auf, welche bewirken, da.ss sich das Bewicklungsmitte#l auf den Flachseiten des Kabels in die Form eineis. freiliegenden Bo gens zu wölben sucht.
Wenn die Bewicklung angebracht wird, ohne dass das querverstei fende Metallbaud darunterliegt und das. Kabel alsdann einem innern Überdruck ausgesetzt wird, so gibt der Mantel nach, bis, er an der Bewicklung anliegt und der Innendruck nun mehr durch Spannungen im Bewicklungs- makerial aufgenommen, wird. Wird, wie bis her, ein verhältnismässig hartes.
und steifes Bewicklungsmaterial, wie Bronzedraht, ver wendet, dann erhält der freiliegende Bogen des Drahtes und dementsprechend der ausge buchtete. Mantel eine ziemlich weite Wöl bung, so dass das Ölvolumen des Kabels sogar bei niedrigstem, während, des Betriebes an gewendetem Ölüberdruck und der niedrig- sten Temperatur im Vergleich zur Ausfüh- rungsform mit querversteifenden Metallbän dern wesentlich grösser ist. Dies ist jedoch ungünstig,
da das kleinstmögliche Ölvolumen und bei wechselnder Temperatur,die kleinst möglichen Volumenänderungen erwünscht sind.
Wenn. man ein Bewicklungsmateräal von geringer Steifigkeit verwenden würde, um die Wölbung des Bogens zu vermindern, so könnte der innere Druck während der Ausbuchtung der gabelflachsenen nur da durch aufgefangen werden, dass das Bewick- lungsmaterial hohen Zugbeanspruchungen unterworfen wird, womit ein starker, nach innen gerichteter Druck an denn stärker ge krümmten Teilen des.
Mantels verbunden ist, welcher Druck eine uneTwünschte Beanspru- chung des Isoliermaterials des Kabels her vorruft.
In gewissen Fällen würde jedoch das Weglassen des obenerwähnten Metallbandes, z. B, zur Vereinfachung der Fabrikation, dienlich sein. Die Erfindung ,sucht dies mit tels besonderer Massnahmen dadurch zu er möglichen, dass der Bewicklung eine ändernde Steifigkeit gegeben wird.
Der Gegenstand der Erfindung isst dadurch gekennzeichnet, dass die Bewicklung wenigstens ein. Bewick- lungsmittel umfasst, das längs des Mantel- umfanges, ändernde Steifigkeit besitzt, die an den Kabelflachseiten am grössten ist. An den stärker gekrümmten Teilen des Mantels,
wo demnach die Steifigkeät geringer sein wird, kann sie einen so geringen Wert haben, dass die Bewicklung an diesen Stellen während des .. Bewicklungsvorganges .leicht nachgibt.
Daher treten im Material\ keine merkbaren Biegebeanspruchungen auf, die die Bewick- lung hindern, an den Kahelflachseiten auf zuliegen, wobei gleichzeitig erreicht wird, dass die Bewicklung an den stärker gekrümm- ten:
Teilen des Kabelmantels eng anliegt, um so gut als möglich eine unbewegliche Haf tung des Mantels in der Längsmitte der stär ker gekrümmten Teile zu erzielen, wo die Naht oder die Nähte des Mantels angeordnet sind, die bei Deformierung des Kabelquer schnittes so weit als möglich geschont werden müssen.
Die ändernde Steifigkeit des Bewicklungs- mittels kann durch Erhöhung der Steifigkeit des in Frage kommenden Mittels an einigen Stellen und Verminderung derselben an da zwischenliegenden Stellen erzielt werden oder durch Anwendung nur einer dieser Massnah men.
Ausserdem kann. dem Mittel die än dernde Steifigkeit während oder unmittelbar vor dem Vorgang, durch welchen es um das Kabel herumgewickelt wird, gegeben werden, oder diese ändernde Steifigkeit kann bereits vor Beginn des Wickelvorganges vorhanden sein.
Die ändernde Steifigkeit kann dem Be- wicklungsmaterial durch örtliche Hitze- oder mechanische Behandlung gegeben werden, indem das Material, z. B. im Fälle von Stahl, durch Erhitzen getempert und auf der Breite der Kabelflachsenen abgeschreckt werden kann und, im Falle der Verwendung von Bronze und Stahl, bei den stärker gekrümmten Tei- len des Mantels ausgeglüht werden kann.
Eine erhöhte Steifigkeit des Bewicklungs- materiaäs. längs den Klbelflachseiten kann auch dadurch erreicht werden, dass das Mate rial durch eine mechnische Behandlung, z. B. durch Ziehen oder Walzen in kaltem Zu stand, gehärtet wird.
Die Bewicklung kann vorzugsweise aus einer Mehrzahl von Drähten oder Bändern bestehen und wenigstens zwei über- oder nebeneinanderliegende Wicklungen umfas sen. Wenn zwei gleichartige, gleichlaufende Wicklungen vorgesehen sind, so liegt der Zweck dieser Anordnung nurdarin, dass die eine Wiek'_ung die andere teilweise ersetzen können so'l, falls die eine während des Be- 1:riebes beschä digt würde.
Beide Wicklungen können jedoch von unterschiedlicher Struktur .sein, z. B. derart, dass sie die Flachseiten des Kabelmantels an verschiedenartigen Stellen Mützen, was später genauer erwähnt-. werden wird.
Bei. üb.ereinanderliegendenWicklungen kann die eine aus einem Material von durch wegs geringer Steifigkeit bestehen und ein fach als Unterlage für die andere Wicklung dienen, we'.che dann wenigstens annähernd allein das elastische Stützorgan der Kab-el- flaehseiten bildet.
Die Wicklungen können auch derart angeordnet sein, dass sie an den stärker gekrümmten Teilen des Mantels nebeneinander- und an den: Flachseiten des Ma.nte'_s übereinanderliegen. Die letztgenannte Anordnung kann z. B. erzielt werden, indem die Drähte der Bewicklung in entgegenge setzter Wicklungsrichtung angebra,eht wer den oder beim Anbringen am Kabel mitein ander verzwirnt werden.
hveclzmäss,iger@veis,e umfasst die Bewick- lung wenigstens zwei Wicklungen mit ent gegengesetzter Wicklungsrichtung, damit vermieden werden kann, dass sich das Kabel bei änderndem Druck um seine eigene Achse zu drehen sucht.
Die ändernde Steifigkeit des Bewiek- lungsrni.ttels kann nicht nur mittels variablen Eigenschaften des Materials, sondern auch mittel; längs des Ma.ntehzmfanges ändernder Grösse der senkrecht zur Mantelfläche vor handenen Erstreckung des Bewicklungsmit- lel.s erzielt werden.
In dieser Ausführungs form liegt sogar die bessere Möglichkeit einer Betonten Änderung der Steifigkeit, weshalb sie a',s die für die Praxis geeignetere Aus führungsform bezeichnet werden kann.
Eine längs des 31antelumfanges ändernde Enstrek- kung des Bewicklung.smittels kann entweder durch veränderlichen oder durch gleichblei benden Querschnitt des Bewicklungsmittels (,i#zic-It werden. Im letztgenannten. Fäll muss siele die Stellung des Querschnittes in bezug auf die Unterlage ändern.
Ein Bewickhings- rnit.tel mit veränderlicher Quersschnittsform kann z. B. durch örtliches Walzen eines Dan- des mit einem niedrigen, rechteckigen Quer schnitt zu einem %4nkelförmigen, U-förmigen oder gewe'.lten Querschnitt hervorgebracht werden. Dieser Walzvorgang kann mehr oder weniger abgestuft ausgeführt werden, wo durch z.
B. erreicht werden kann, dass der rechteckförmige Querschnitt von den Enden der Flachseiten des Mantels an allmählich in einen Querschnitt übergeht, dessen Erstrek- kung senkrecht zur Mantelfläche grösser ist als die Breite des rechteckförmigen Quer schnittes. Andere Ausführungsformen mit änderndem Querschnitt können z.
B. hervor gebracht werden, indem ein zuvor hergestell tes, beispie'sweise U-förmiges, V-förmiges oder kreisförmigos (hohles oder massives) Profil örtlich platt gedrückt oder gewalzt wird, wo bei dafür gesorgt wird, dass die Höhe und das Widerstandsmoment des Querschnittes ihre grössten Werte gegenüber den Flachseiten und ihre minimalen Werte gegenüber den stärker gekrümmten Teilen des Mantels, aufweisen. Wird z.
B. ein runder Draht verwendet, wel cher örtlich platt gewalzt wird, so können die Teile mit abgeflachtem Profil entweder hochkant an den Flachseiten des Mantels oder mit der Breitseite an den stärker gekrümmten Teilen des Mantels angebracht werden, wäh rend die dazvvrischenliegenden unveränderten Teile des runden Drahtes dann an den Über gangszonen zwischen den stärker gekrümm ten Teilen, und den Flachseiten des: Mantels liegen.
Das. örtliche Walzen des Drahtes kann auch derart kreuzweise ausgeführt werden, da.ss der runde Draht über aufeinanderfol- gende Strecken ab-#veehslungsweise in der einen bzw. andern Kreuzrichtung zusammen bedrückt oder abgeflacht wird.
In diesem Falle ist der Draht so anzuordnen, dass gegen über denn Ma.ntelflachseiten gewalzte Draht teile mit hochkant stehendem Profil und gegenüber den stärker gekrümmten Manteltei len gewalzte Drahtt@ei'.,e flach anliegen, wäh rend der runde Draht nur an den Übergangs stellen sein normales Profil aufweist.
Ist: das ändernde Widerstandsmoment der Bewicklung mittels, eines Bewicklungsmittels konstanten Querschnittes. zu erzeugen, so kann ein Querschnitt verwendet werden, der in zwei zueinander senkrechten Richtungen unterschied:
iche Widerstandsmomente besitzt, und das Bewicklungsmittel kann beim Be- wicklungsvorgang um seine eigene Achse derart gedreht werden, dass die grösste Er streckung seines Querschnittes an den Kabel flachseiten senkrecht zur Kabelmantelober- fläche steht.
Es sei bemerkt, dass es in Hochspan- nungs-Mehrleiterkabe=n, bei welchen der Bleimantel in Richtung des Umfanges flache oder nahezu flache Abschnitte aufweist, be- kannt ist, zwischen, der Bewehrung und dem Bleimantel federnde Mittel einzulassen, die gegen diese flachen Mantelteile einen Druck ausüben.
Wenn die Bewehrung hierbei als ein. Bewicklungsmittel betrachtet wird, so besitzt das :etztere keine ändernde Steifigkeit längs des Mantelumfanges.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes dargestellt, bei welchem die letzt genannte Form und Anordnung des Bewick- luugsmittels vorhanden ist.
Pig. 1 zeigt eine Seitenansicht des Stark- stromkahels, bei welchem die verschiedenen Bewicklungen von unten her stufenweise ent fernt sind, und Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Kabe's. Das dargestellte Kabel ist mit drei Lei tern 10 versehen, deren, Achsen in einer ge meinsamen Ebene liegen, und von denen jeder mit einer Isolation 12 umschlossen ist.
Um die Leiterisolation herum ist ein Bleimantel 14 gepresst, der sich auf der in hfg. 2 obern und untern Seite flach von Leiter zu Leiter erstreckt und die Flachseiten des Kabels be grenzt und seitlich den gekrümmten Ober flächen der Iso:ation der äussern Leiter folgt. Die Hohlräume im Innern des Kabelmantels 14 sind mit 0.1 15 gefüllt. In der Längsmitte der gekrümmten. Oberflächen befinden sich die Nähte 16 des Bleimantels.
Der Bleiman del kann auch nur auf einer der gekrümmten Oberflächen, eine Naht besitzen. Auf der Aussenseite kann der Bleimantel 14 asphal- tiert und mit einer asphaltierten Papier= oder Leinwandbewicklung 18 umwickelt sein.
Auf diese Bewicklung sind beim dargestellten Ausführungsbeispiel zwei dünne, starke Bän der 20 nach Schraubenlinien verlaufend (eines über dem andern) mit einem schmalen<B>Ab-</B> stand zwischen den Windungen und. in sol- chier Weise gewickelt; dass der Zwischenraum zwischen den Windungen des innen Bandes durch das äussere Band überdeckt ist, wo durch der Mantel 14 vollständig bedeckt und ihm nur eine beschränkte Schrumpfungsmög lichkeit gegeben wird.
Da diese Bänder auf einander gleiten können, werden sie das Bie gen des Kabels bis zu einem vernünftigen Ausmass nicht hindern. Auf den Bändern 20 ist eine Bewicklung in entgegengesetzter Wicklungsrichtung angeordnet, welche aus flachen Drähten 22 besteht, die in zweigän giger Schraubenlinie und in solcher Weise angebracht sind, dass jeder Flachdraht jewei'.s längs einer Kabelflachseite um eine halbe Umdrehung um seine eigene Achse verdreht ist.
Die Tordierung auf der in Fig. 2 obern und untern Kabelseite kann in gleichem, aber ebensogut in entgegengesetztem Drehsinn ver laufen. An den stark gekrümmten Seiten des Kabels liegen die so angebrachten Drähte 22 mit einer flachen Seite am Kabel an, wäh rend sie auf der genannten obern und untern Kabelseite mit einem Rand auf:iegen, am ausgeprägtesten in der Mitte der Kabelflach seiten.
Wie aus Fig.2 ersichtlich ist, ist die senkrecht zur Mantelfläche sich erstreckende Höhe der Drahtwicklung aus den Drähten 22 an den stark gekrümmten Seiten des Kabels am kleinsten, wogegen sie an den in Fig. 2 oben und unten liegenden Kabelfla,chseiten einen Betrag aufweist, der gegen die Mitte dieser Flachseiten zunimmt, bis er .gleich der Länge des Drahtquerschnittes ist.
Die Drähte 22 weisen in. Übereinstimmung damit in der Querschnittsebene .des Kabels einen von beiden Enden der Kabelfl:achsesten gegen deren Längsmitte zunehmenden Widerstand gegen Biegung auf. Beim Wickeln der Drähte 22 wird jeweils deren eine seitliche Kante gezwungen, den ebenen Kabelflachseiten zu folgen, während diese Kante ungehemmt einen nach innen konvexen Bogen bilden würde.
So wird aber die Mittellinie des: Drah tes nach aussen gedrückt, weshalb die Innen kante der Drähte gegen, die Kabelflachseiten einen gewissen Druck ausübt. Somit ist be reitseine Anfangss:pa,nnun,g vorhanden, um der Ausbuchtung des Kabelmantels. schon bei geringstem, während des Betriebes, auftreten dem Überdruck im, Kabelinnern entgegen zuwirken.
Anstatt beide Drähte 22, wie veranschau licht, an jeder Kabe.lflachseite um eine halbe ('mdrehung zu verdrehen (tordieren), kann der eine Draht z.
B. um eine ganze Umdre- liurig tordiert werden, so dass dieser Draht den Mantel 14 an zwei Stellen abstützt, die ,jc beiderseits von der Mittellinie der in Be- 1 raeht gezogenen: Kiabelflachseite abgerückt liegen. Dadurch kann eine besser verteilte Abstützung der ganzen Kabelflachsene er zielt: werden.
Auch sind weitere Varianten dadurch möglich, dass allgemein ein Bewick- hingsinittel an jeder Kabelflachseite um eine oder mehrere. Halbdrehungen um seine eigene Achse tordiert sein kann, wogegen es allb - inein vorzuziehen ist, dass das Bewicklungs- mittel gegenüber den stark gekrümmten Tei'en des Kabelmantels keine wesentliche Verdrehung aufweist, weil dort gewöhnlich die grösstmögliche Auflagerfläche mit dem Kabelmantel erwünscht ist.
An Stelle zweier Drähte, wie sie beim dargestellten Ausfüh- iungsbeispie@ nebeneinander angebracht sind, kann eine Mehrzahl von Drähten neben- oder übereinander und an jeder Kabelflachseite mit einer oder mehreren oder, falls erwünscht, finit einer unterschiedlichen Anzahl von Halb drehungen tordiert, vorgesehen sein. Die Verdrehung der Drähte 22 wird z. B.
in der Weise bewirkt, dass die Drahtrolle, von welcher je ein für den Bewicklungsvorgang des Kabels bestimmter Draht abrollt und welche rund um das Kabel herumgeführt wird, auch für sich derart um eine Achse rotiert, da.ss der von der Drahtrolle ablaufende Draht tordiert wird. Die Drahtrolle führt somit eine Planetenbewegung aus, bei wel cher die örtliche Rotation der Drahtrolle mit konstanter oder veränderlicher Drehzahl stattfinden kann.
Eine andere Möglichkeit ergibt sich dadurch, dass der Draht zwischen der ablaufenden, Drahtrolle und der Stelle, wo er das Kabel berührt, durch ein Füh rungsorgan läuft, welches sich hin und her dreht und dadurch dem Draht eine entspre chende Torsion erteilt.
Sowohl .die Bänder 20 als auch die. Flach drähte 22 können aus Bronze, rostfreiem oder galvanisiertem Stahl oder ähnlich ge- ei.gnetem Material hergestellt sein.
Nachdem die Flachdrähte 22 am Kabel angebracht sind, wird das letztere asphal tiert und alsdann mit einer geteerten oder asphaltierten Jutehülle 24 oder einer andern Schutzhülle oder Bewehrung versehen.
Obwohl Kabel nach der Erfindung vor zugsweise als flache Kabel ausgebildet sind, wie .dasjenige gemäss der Zeichnung, so kön nen sie jedoch auch als Kabel ausgebildet sein, bei welchen die Achsen der einzelnen Leiter nicht in der gleichen Ebene liegen, sondern z. B. gemäss den Ecken eines, Drei ecks oder eines andern Vielecks angeordnet sind. Kabel nach der Erfindung können auch als Einleiterkabel mit ovaler oder weniger flacher Querschnittsform als derjenigen des in der Zeichnung veranschaulichten Kabels ausgebildet sein. Das Kabel kann auch nur eine Flachseite besitzenh welche entweder axial verläuft oder einer Schraubenlinie mit grosser Steigung folgt.