Hochspannungsölkabel Die Erfindung bezieht sich auf ein Hochspan- nungsölkabel für Wechsel- oder Gleichspannung, wo bei zwischen dem Leiter und dem Kabelmantel min destens zwei Schichten eines organischen Kunststoffes vorhanden sind, die nur durch Öl voneinander ge trennt sind.
Diese bekannten Kabel haben aber bisher keine ausgedehnte Anwendung finden können, da die Be wegungsmöglichkeit des Öls in der Kabelisolation zu gering war.
Im Zusammenhang hiermit ist denn auch bereits vorgeschlagen worden., zwischen den Schichten Di stanzstücke anzuordnen.
Der so vergrösserte Raum zwischen den filmför migen Schichten begünstigt zwar die Bewegung des Öls, ist aber für die Durchschlagfestigkeit der Kabel nachteilig.
Auch wurde bereits vorgeschlagen, bei Hochspan- nungskabeln mit einer Kabelisolation, bestehend aus einer Anzahl Kunststoffschichten, in diesen Schichten in grösserem Abstand voneinander Rillen anzubrin gen. Diese Massnahme hatte ebenfalls einen günstigen Einfluss auf die Ölbewegung, aber die Durchschlag festigkeit dieser Kabel war nur wenig höher als. die jenige von Kabeln, in denen diese Rillen fehlten.
Es wurde nun gefunden, dass eine beträchtliche Verbesserung der Durchschlagfestigkeit der Kabel erreicht werden kann, wenn die Oberfläche der Schichten auf eine besondere Weise bearbeitet ist.
Die Erfindung besteht nun darin, dass die Schich ten aus Isolationsmaterialfolien bestehen, die minde stens an einer Seite eine mit Erhöhungen und Ver tiefungen versehene Oberfläche aufweisen.
Als Isolationsmaterial kommen nur die Kunst stoffe in Betracht, die gegen die Einwirkung des im Kabel vorhandenen Öls in hohem Masse beständig sind, wie Polyester, von denen hochpolymere Po1y- methylenterephthalate, insbesondere Polyäthylen- terephthalat, sowie Polycarbonate Vertreter sind, Polyamide, Polyalkane, wie Polyäthylen, Polypropen, Polytuten, Polybutadien oder Mischpolymerisate da von, Polyvinylchlorid, Polystyrol und Celluloseester,
wie Celluloseacetat. Von diesen Kunststoffen werden vorzugsweise diejenigen gebraucht,. deren dielektrische Konstante möglichst wenig von derjenigen des zwischen den film- förmigen Schichten vorhandenen Öls verschieden ist. In diesem Fall ist die Verteilung der Feldstärke im Dielektrikum beträchtlich günstiger als wenn der Unterschied grösser ist.
Das Öl wird bei einem geringen Unterschied., was die dielektrischen Konstanten an belangt, weniger schwer belastet, so dass die Durch schlagfestigkeit der vorgeschlagenen Konstruktion grösser isst und demzufolge eine grössere Feldstärke zugelassen werden .kann.
In Kabeln für Wechselspannung werden weiter hin an erster Stelle Kunststoffe mit niedrigen dielek- trischen Verlusten angewandt werden.
Eine wichtige Rolle bei der Wahl des. anzuwen denden Kunststoffes spielt auch der Erweichungs@ punkt dieses Stoffes im Zusammenhang mit der in den Kabeln zuzulassenden Maximaltemperatur.
Dazu kann bemerkt werden, dass die normale Gebrauchstemperatur der beschriebenen Kabel zwi schen 60 und 80 C liegt, während bei Kurzschluss Temperaturen zwischen 120 und 180 C auftreten können. Durch das Treffen von besonderen Massnah men kann jedoch ein Erreichen des letztgenannten Temperaturgebietes verhindert werden. In diesem Falle sind Kunststoffe mit einem niedrigeren Erwei- chungspunkt als Isolationsmaterial brauchbar.
Im Zusammenhang mit diesem und jenem werden als Ausgangsstoff für die Schichten vorzugsweise Polyester, wie hochpolymere Polymethylenterephtha- late und Polycarbonate angewandt.
Die Folienoberfläche kann beispielsweise gewellt sein und dadurch erhalten werden, dass die Folie zwi schen profilierte und gegebenenfalls erwärmte Druck walzen geführt wird.
Auch ist es möglich, die Folienoberfläche so zu behandeln, dass man auf die Oberfläche Teilchen geringer Abmessungen festklebt. Dies kann so er reicht werden, dass man die Folienstreifen mit einer Klebemittelschicht bedeckt, sodann die Teilchen auf die Oberfläche bläst und schliesslich das Klebemittel erhärten lässt. Auch können die Teilchen in warm plastischem Zustand auf die Oberfläche gestäubt wer den.
Die auf die Oberfläche geblasenen Stoffe können aus dem gleichen Polymer wie die Folie oder aus anderen Stoffen bestehen.
Die angewandten Stoffe können bei dieser Aus führung sowohl organischer wie anorganischer Art sein.
Ferner können die Erhöhungen an einer oder beiden Oberflächen dadurch erhalten werden, dass vorzugsweise mit Hilfe von Schleifscheiben die Ober fläche bekratzt wird.
Dieses Kratzen kann dadurch ausgeführt werden., dass die Folienstreifen mit einer verhältnismässig ge ringen Geschwindigkeit in .der Längsrichtung über eine Schleiffläche gezogen werden, die mit einer Ge schwindigkeit, die beträchtlich grösser als die Fort bewegungsgeschwindigkeit der Folie ist, quer zur Längsrichtung des Streifens hin und her bewegt wird. Zur Verbesserung des Kontaktes zwischen der Folie und der Schleiffläche kann letzterer in der Fortbewe gungsrichtung der Folie eine konvexe Oberfläche ge geben werden, während die Folie mit einer Krüm mung über diese gewölbte Oberfläche geführt wird.
Eine sogenannte Gaufrierung der Oberfläche wird jedoch vorgezogen, da hiermit eine sehr genaue und über die ganze Oberfläche gleichmässige Rauhung der Oberfläche erhalten werden kann.
Das Muster der Gaufrierung kann verschiedene Formen aufweisen, um eine genügende Rauhung zu erhalten.
In Kabeln, bei denen die Isolationsmaterialschich- ten aus schraubenlinienförmig gewundenen Folien streifen bestehen, die in aufeinanderfolgenden Schich ten versetzt zueinander angeordnet sind, kann vor zugsweise ein Gaufrierungsmuster angewandt werden, das aus geradlinigen und parallel zueinander verlaufen den Rillen besteht, die quer zu den Längsrändern der Streifen gerichtet sind und bis zu diesen Rändern durchlaufen.
Bei einem derartigen Muster sind zwischen den genannten Längsrändern rillenföry-nige kleine Kanäle vorgesehen, durch welche eine Strömung des Öls er folgen kann. Unter quer wird in diesem Zusammenhang so wohl eine Richtung senkrecht zur Länge des Folien- streifens wie eine Richtung" die mehr oder weniger davon abweicht, verstanden. Im Prinzip ist es nur erforderlich, dass die Rillenrichtung die Längsrich tung des Streifens schneidet.
Vorzugsweise wird das Linienmuster aber derart auf den Folienstreifen angebracht, dass die Rillen un ter einem rechten Winkel mit der Achse dieser Strei fen verlaufen. Dieser Verlauf der Rillen sichert eine grösstmögliche Bewegung des Öls.
Die Tiefe der Vertiefungen hängt vorzugsweise von der erwünschten Bewegung des Öls im Kabel ab. Günstige Resultate werden erhalten, wenn der Ab stand zwischen den Vertiefungen nicht kleiner als dreimal die Tiefe dieser Vertiefungen ist. So kann z. B. die Tiefe 10 Mikron und der gegenseitige Ab stand der Vertiefungen nicht grösser als 0,3 mm sein.
Bei einer Dicke der Folien von 50 bis 80 Mikron, einer Breite von 20 mm und einer geradlinigen Gau- frierung erweisen sich linienförmige Rillen mit einer Tiefe von 8 Mikron und einer Rillendichte von 10 pro mm als vorteilhaft. Die Werte gelten für eine Viskosität des Öls von etwa 40 centistokes bei 20 C.
Bei Anwendung von dünneren Folienstreifen als Kabelisolation kann und muss in vielen Fällen die Tiefe der Rauhung auch geringer sein. Bei einer Foliendicke von 10 Mikron wird die Rillentiefe z. B. 1 Mikron sein.
Um das oben beschriebene Resultat in bezug auf die Ölströmung zu erzielen, genügt es im allgemei nen, die Schichten einseitig aufzurauhen, aber es ist auch möglich, dies beidseitig zu tun. Mit dieser dop pelseitigen Behandlung der Folie sind aber verschie dene Nachteile verbunden. An erster Stelle ist diese Ausführungsform kostspieliger.
Ferner besteht besonders bei Anwendung von Gaufrierwalzen zur Gewinnung der geraubten Ober flächen die Gefahr, dass Erhöhungen auf der einen Folienoberfläche mehr oder weniger passend in die Vertiefungen der dagegen anliegenden Oberfläche eines anderen Streifens greifen. Dadurch wird eine gleichmässige Ölströmung gehemmt.
Dieser letzte Nachteil kann jedoch dadurch be seitigt werden, dass die beiden Seiten der Folie auf verschiedene Weise gaufriert werden. Dies kann aber Anlass zu einer ungleichmässigen Bewegung des Öls im Kabel geben.
Auch im Zusammenhang mit dieser letzten Tat sache wird es vorgezogen, für den Aufbau des Kabels einseitig geraubte Schichten anzubringen.
Falls die Folien des Kunststoffes eine Schrumpf neigung aufweisen bei den Temperaturen, die im Kabel auftreten können, kann es vorteilhaft sein, diese Folien vor der Anordnung um den Leiter auf bekannte Weise, wie durch Erwärmung in spannungs freiem Zustand, derart zu stabilisieren:, dass bei der erwähnten Temperatur keine oder praktisch keine Schrumpfneigung mehr in den Folien vorhanden ist. Bei Anwendung von Streifen, bestehend aus hoch polymeren Polymethylenterephthalaten in Kabeln, die auch bei wiederholtem Kurzschluss ihre Bewegungs möglichkeit für das<B>öl</B> beibehalten müssen, hat sich eine vorhergehende Erwärmung auf etwa 180 C der sich in spannungsfreiem Zustand befindenden Strei fen als vorteilhaft erwiesen.
Ist es dagegen nur erforderlich, dass die Kabel gegen die im normalen Betrieb vorkommenden Tem peraturen beständig sein sollen -dies, wenn Massnah men getroffen sind, bei Kurzschluss eine weitere Tem peratursteigung zu verhindern - so genügt eine weniger weitgehende Stabilisation.
Obwohl es möglich ist, in den Kabeln für alle Schichten Folienstreifen derselben Dicke zu gebrau chen, ist dies nicht nötig. Vorteilhafter ist es, unmit telbar um den Leiter Schichten einer Dicke von weniger als 50 Mikron mit geradlinigen Rillen einer Tiefe von 3 bis 5 Mikron anzuwenden, wobei die Schichten aus schraubenlinienförmig gewundenen Streifen einer Breite von 10 bis 15 mm bestehen,
während in grösserem Abstand vom Leiter Streifen einer Dicke von mehr als 50 Mikron und einer Ril- lentiefe von 8 bis 12 Mikron bei einer Streifenbreite von 15 bis 20 mm angewandt werden.