DD270456A3 - Laenswasserdichtes starkstromkabel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein laengswasserdichtes Starkstromkabel, insbesondere laengswasserdichte PE- oder VPE-isolierte Mittel- und Hochspannungskabel. Erfindungsgemaess ist unter dem Schirm ueber der Feldbegrenzungsschicht des Starkstromkabels ein leitfaehiges Polsterband und ein nichtleitfaehiges Quellvliesband anlappend oder mit einer Ueberlappung bis 25% wendelfoermig angeordnet, wobei der zur Kontaktierung des Schirmes erforderliche Anteil der Aderoberflaechenbedeckung mit leitfaehigem Polsterband bis minimal 40% und der Bedeckungsanteil des nichtleitfaehigen Quellvliesbandes bis maximal 60% betraegt und ueber dem Schirm eine Kupferbandgegenwendel mit einer schirmausfuellenden Gummiumhuellung angeordnet ist, ueber der ohne Trennfolie ein PE-Aussenmantel angeordnet ist. Zum besseren Verstaendnis ist die Figur heranzuziehen. Figur

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein längswasserdichtes Starkstromkabel, insbesondere längswasserdichte PE- oder VPE-isolierte Mittel- und Hochspannungskabel.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Starkstromkp'jel mit einer Abdichtung im Schirmbereich sind bereits in vielfältigen Ausführungen bekannt.

Es ist bekannt, daß zwischen dem Kupferschirm von Mittel- und Hochspanntingskabeln und der Fsldbegrenzung der Ader eine Polsterschicht erforderlich ist, die einen thermischen Schutz der Ader im Kurzschlußfall (dabei können am Schirm kurzzeitig Temperaturen von 250°C auftreten) sowie eine mechanische Polsterwirkung bei Wärmedennungen und mechanischen Beanspruchungen erfüllen muß. Zur Herstellung ues elektrischen Kontaktes zwischen Kupferschirm und Feldbegrenzungsschicht und damit der Vermeidung von Potentialunterschieden und damit möglicherweise verbundenen Teilentladungsvorgängen werden dafür halbleitfähige Bänderungsmaterialien (Papier, Krepp-Papier oder Textilbänder) verwendet.

Die Abdichtung der Kabel gegen die Längsausbrditung von eventuell eingedrungenem Wasser ist aus folgendem Grund vorteilhaft.

Die Einwirkung von Wasser auf die PE- oder VPEIsolierung im Betrieb der Kabel führt durch dielektrophorutische Prozesse zur Ausbildung von sogenannten .water trees" (bow-tie trees und vented trees). Diese lokale Konzentration von Wassermolekülen in der Isolierung kenn nach einer längeren Wachstumsdauer zur Zündung eines elektrischen Teilentladungskanales oder im Fall des Auftretens von „vented-troes" sogar zur Ausbildung einer „Wasser-Brücke" und damit unweigerlich zum Durchschlag der Isolierung führen.

Die Entstehung von „vt ater trees" ist an lokal erhöhte Feldstärken gebunden (Unebenheiten der Leitschichten, Verunreinigungen in der Isolierung). Ist durch eine mechanische Beschädigung des Außenmantels in den gesamten Schirmbereich eines Mittel- oder Hochspannungskabels Wasser eingedrungen, so besteht eine sehr große Wahrscheinlichkeit der Ausbildung von „water-trees".

Wird dagegen durch eine Abdichtung des Schirmes dia Einwirkung des Wassers lokal begrenzt, ist einerseits die Wahrscheinlichkeit, daß an der gleichen Steile auch Orte erhöhter Faldstärke existieren und damit die Ausbildung von „water-trees" gering und andererseits mit einer örtlich begrenzten Reparatur der entstandene Schaden einfach zu beheben. Zur Realisierung einer solchen „Längswasserdichtigkeit" werden deshalb zusätzlich zum traditionellen Aufbau der Mittel- und Hochspannungskabel, der PE- oder VPE-isolierten Ader mit extrudierter oder graphitierter Feldbegrenzungsschicht, einer leitfähigen Bebänderung als Polsterschicht unter dem Kupfer-Runddrahtschirm, einer ^r.'ebänderung oder extrudieren Umhüllung über dem Schirm und dem Außenmantel, speziolle Elemente oder Füllmaterialien zur Abdichtung der Zwischenräume im Schirm eingebracht. Die folgenden Dichtungsvarianten sind international bekannt und haben sich bereits technisch bewährt.

1. Abdichtung durch Null-Ringe zwischen Ader und Metall-Wellmantel (DE-OS 27 56 853).

2. Einbringen von Gel-artigen Dichtungsmassen in diskreten Abständen (DE-OS 31 20 145).

3. Einbringen von Quellpulver in den Runddrahtschirm (DE-OS 32 29 976).

4. Rebänderung der Ader mit leitfähigem Quellvlies unter und nichtleitfähigem Quellvlies über dam Schirm (DE-OS 35 43 552). Der Einsatz von leitfähigem Quellvlies über dem Schirm wird auch praktiziert (DE-OS 05 43 552).

5. Ausfüllung des Schirmes mit einem Gummi-Innenmantel in Verbindung mit einer 'aitfähigen Spaltabdichtung unter dem Schirm (DE-OS 33 04 715).

Aus dgn angeführten Varianten geht hervor, daß in allen Fällen T'jodtzlichb Elemente bzw. Materialien eingesetzt werden müssen, um eine Längswasserdichtigkeit zu erreichen. Außerdem sind neben den erhöhten Kosten für den Materialmehreinsatz, insbesondere bei den Varianten 1 bis 3, spezielle tachnologische Vorrichtungen erforderlich und ein zusätzlicher Arbeitsaufwand notwendig.

Nachteilig bei diesen bekannten Lösungen ist weitemin, daß eine Ausbreitung der in das Kabel eingedrungenen Flüssigkeiten in vielen Fällen nicht vermieden werden kann.

Ziel der Erfindung ist es, ein längswasserdichtes Starkstromkabel zu finden, welches mit einfachen technischen Mitteln ohne zusätzliche Aufbauelemente bzw. Materieller md zusätzlichen Arbeitsaufwand sowie ohne speziellen technischen bzw. technologischen Aufwand hergestellt werden kann.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein längswasserdichtes Starkstromkabel zu entwickeln, bei dem gewährleistet wird, daß eine Längsausbreitung der bei Schäden in das Kabel eingedrungenen Flüssigkeiten mit Sicherheit verhindert wird. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß bei einem Starkstromkabel unter dem Schirm übpr der Feldbegrenzungsschicht abwechselnd ein leitfähiges Polsterband und ein nichtleitfahia.es Quellvliesband anlappend oder mit einer Überlappung bis 25% wendeiförmig angeordnet ist, wobei der zur Kontaktierung des Schirmes erforderliche Anteil der Aderolierflächenbedeckung mit leitfähigom Polsterband bis minimal 40% und der Bedeckungsanteil des nichtleitfähigen Quellvliesbandes bis maximal 60% beträgt, und über dom Schirm eine Kupferbandgegenwendel mit einer schirmausfüllenden Gummiurvhüllung angeordnet ist, über der ohne Trennfolie ein PE-Außenmantel angeordnet ist.

Überrraschend hat sich herausgestellt, daß insbesondere durch die erfindungsgemäße Anordnung der Schicht unter dem Schirm einerseits durch die leitfähigen Bänder ein ausreichender elektrischer Kontakt und die erforderliche Polsterfunktion und andererseits durch die nichtlaitfähigen Quellvliesbänder die erforderliche Polsterfunktion und gleichzeitig eine ausgezeichnete Sperrwirkung bei eindringender Feuchtigkeit ohi.r» zusätzliche Aufbauelemente bzw. Materialien realisiert werden kann.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel ni her erläutert werden.

Die Fig. zeigt eine perspektivische Darstellung des < -findungsgemäßen Starkstromkabels.

Das Starkstromkabel besteht aus einem Leiter 1, beispielsweise aus einem Aluminiumleitnr mit einem Leiterquerschnitt, von 150 mm² und einer Leiterglättungsschicht 2, einer VPE-Isolierung 3 für 6/10 kV und fest verschweißter Feldbegrenzungsschicht Über der Feldbegrenzungsschicht 4 ist ein ' itfähiges Polsterband 5 einlagig einfach, in diesem Fall halbleitfähgies graphitiertes Gewebeband 0,3 mm x 40 mm mit einer Lücke von etwa 30 mm, aufgebündert. Im gleichen Arbeitsgang erfolgt die Bänderung mit nichtleitfähigen Quellvliesbändern 6 (0,20 mm χ 40 mm) die Lücke bedeckend mit einer Überlappung von etwa 5 mm des leitfähigen Polsterbandes 5. Über dem Quellvliesband 6 und Polsterband 5 ist der Schirm 7, beispielsweise Cu-Runddrahtschirm, mit darüberliegender Gegenhandel 8, beispielsweise Cu-Band und schirmausfüllenden Gumrr.'umhüllung 9 aufgebt acht. Darüber befindet sich der PE-Außenmantel 10 ohne Trennfolie, der gleichzeitig oder im nachfolgenden Arbeitsgang aufextrudiert werden kann und eine gute Haftung zur Gummiumhüllung 9 besitzt.

Es hat sich gezeigt, daß bei Einsatz der erf inoungsgemäßen Bändorung der unter dem Schirm 7 liegenden Schicht und der Extrusion der Gummiumhüllung 9 bei der Anordnup j von 3 bis 8 mm breiten Kupferband-Gegenwendeln eine ausgezeichnete Längswasserdichtigkeit erreicht wird.

Des weiteren zeigte sich, daß bei der Ausführung ohne Trennfolie über der Gummiumhüllung die bei PE-Außenmänteln oft auftretende Längsschrumpfung des Mantels erheblich reduziert wird. Über dem Schirm kann aber auch bekannterweise eine normale Bänderung bzw. eine Bänderung aus ebenfalls quellfähigem Material und ein PE- oder PVC-Außenmantel aufgebracht werden.

Claims (1)

1. Längswasserdichtes Starkstromkabel, das beknnnterweise im wesentlichen aus einem elektrischen Leiter, einer Leiterglättungsschicht, einer Isolierung, einer Feldbegrenzu.igsschicht, einem Schirm mit darunter- und darüberliegenden Schichten und einem Außenmantel besteht, gekennzeichnet dadurch, daß unter dem Schirm (7) über der Feldbegrenzungsschicht (4) abwechselnd ein leitfähiges Polsterband (5) und ein nichtleitfähiges Quellvliesband (6) anlappend oder mit einer Überlappung bis 25% wendelförmig angeordnet ist, wobei der zur Kontaktierung des Schirmes (7) erforderliche Anteil der Aderoberflächenbedeckung mit dem 'e.tfähigen Polsterband (5) bis minimal 40% und der Bedeckungsanteil des nichtleitfähigen Quellvliesbandes (6) bis maximal 60% beträgt und über dem Schirm (7) eine Kupferband-Gegonwendel (8) mit einer schirmausfüllenden Gummiumhüllung (9) angeordnet ist, über der ohne Trennfolie der PE-Außenmantel (10) angeordnet ist.

   Hierzu 1 Seite Zeichnung