DD270456A3

DD270456A3 - LAW WATERPROOF POWER CABLE

Info

Publication number: DD270456A3
Application number: DD28984586A
Authority: DD
Inventors: Frank Petzold; Regina Schuldt
Original assignee: Nord Kabelwerk Veb
Priority date: 1986-05-02
Filing date: 1986-05-02
Publication date: 1989-08-02

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. FigurThe invention relates to a laeng watertight power cable, especially lae waterproof PE or XLPE insulated medium and high voltage cable. According to the invention, under the screen over the field boundary layer of the power cable, a conductive upholstery band and a non-conductive swellable nonwoven strip are arranged with an overlap of up to 25%, whereby the proportion of surface coverage of the surface with conductive upholstery band required to contact the umbrella is minimally 40% and the coverage proportion of nonconductive Sources fleece up to a maximum of 60% and over the screen a Kupferbandwendwendel is arranged with a screen-filling Gummiumhuellung over which a PE outer sheath is arranged without a release film. For a better understanding of the figure is to be used. figure

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein längswasserdichtes Starkstromkabel, insbesondere längswasserdichte PE- oder VPE-isolierte Mittel- und Hochspannungskabel.The invention relates to a longitudinally watertight power cable, in particular longitudinally watertight PE or XLPE-insulated medium and high voltage cables.

Characteristic of the known state of the art

Starkstromkp'jel mit einer Abdichtung im Schirmbereich sind bereits in vielfältigen Ausführungen bekannt.Starkstromkp'jel with a seal in the shield area are already known in many versions.

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.It is known that between the copper screen of medium and high voltage cables and the Fsldbegrenzung the wire, a cushion layer is required, the thermal protection of the wire in the event of short circuit (while the screen briefly temperatures of 250 ° C may occur) and a mechanical cushioning effect in heat detectors and must meet mechanical stresses. Semi conductive taping materials (paper, crepe paper or textile tapes) are used for the production of electrical contact between the copper screen and the field limiting layer and thus the avoidance of potential differences and possibly associated partial discharge processes.

Die Abdichtung der Kabel gegen die Längsausbrditung von eventuell eingedrungenem Wasser ist aus folgendem Grund vorteilhaft.The sealing of the cables against the Längsausbrditung of any penetrated water is advantageous for the following reason.

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.The influence of water on the PE or VPE insulation in the operation of the cable leads to the formation of so-called "water trees" (bow-tie trees and vented trees) by dielectrophorutic processes.This local concentration of water molecules in the insulation indicates a longer growth period Ignition of a partial electrical discharge channel or in the event of the occurrence of vented troes even lead to the formation of a "water bridge" and thus inevitably lead to the breakdown of the insulation.

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".The formation of "vt ater trees" is bound to locally increased field strengths (unevenness of the conductive layers, impurities in the insulation) If water has penetrated into the entire shield area of a medium or high voltage cable due to mechanical damage to the outer jacket, then there is a very high probability the training of "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.If, on the other hand, the action of the water is locally limited by a sealing of the screen, on the one hand there is the likelihood that places of increased fald strength will exist at the same location and thus the formation of "water-trees" will be low and, on the other hand, a localized repair will result in the damage Therefore, in addition to the traditional construction of the medium and high voltage cables, the PE or XLPE-insulated wire with extruded or graphitized field-limiting layer, a conductive harness as a cushion layer under the copper round wire screen, a ^r .'ebänder or extrude wrapping over the screen and the outer shell, special elements or filling materials for sealing the gaps introduced in the screen. The following seal variants are internationally known and have already proven themselves technically.

1. Abdichtung durch Null-Ringe zwischen Ader und Metall-Wellmantel (DE-OS 27 56 853).1. sealing by zero rings between the core and metal corrugated sheath (DE-OS 27 56 853).

2. Einbringen von Gel-artigen Dichtungsmassen in diskreten Abständen (DE-OS 31 20 145).2. Introduction of gel-like sealing compounds in discrete intervals (DE-OS 31 20 145).

3. Einbringen von Quellpulver in den Runddrahtschirm (DE-OS 32 29 976).3. introduction of swelling powder in the round wire screen (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).4. Rebänderung of the wire with conductive swell non-conductive and non-conductive swell non-dam on dam screen (DE-OS 35 43 552). The use of conductive swelling fleece over the screen is also practiced (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).5. filling the screen with a rubber inner jacket in conjunction with a'it capable gap seal under the screen (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.From the cited variants it is clear that in all cases T'jodtzlichb elements or materials must be used to achieve a longitudinal water-tightness. In addition, in addition to the increased cost of the use of materials, especially in the variants 1 to 3, special tachological devices required and additional work required.

Nachteilig bei diesen bekannten Lösungen ist weitemin, daß eine Ausbreitung der in das Kabel eingedrungenen Flüssigkeiten in vielen Fällen nicht vermieden werden kann.A disadvantage of these known solutions is weitemin that a spread of the liquid penetrated into the cable can not be avoided in many cases.

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.The aim of the invention is to find a longitudinally watertight power cable, which can be made with simple technical means without additional components or material md additional work and without special technical or technological effort.

Explanation of the essence of the invention

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.The object of the invention is to develop a longitudinally watertight power cable, which ensures that a longitudinal propagation of the damage to the cable penetrated liquids is prevented with certainty. According to the invention, this object is achieved in that in a power cable under the screen übpr the field boundary layer alternately a conductive padding tape and a nichtleitfahia.es swellable nonwoven tape or wendeiförmig is arranged with an overlap to 25%, with the required for contacting the screen share of Aderolierflächenbedeckung leitfähigom upholstery tape to a minimum of 40% and the coverage of the non-conductive swellable nonwoven tape is up to 60%, and on Dom shield a Kupferbandwendwendel is arranged with a shield-filling Gummiurvhüllung over which a PE outer jacket is disposed without release film.

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.Surprisingly, it has been found that in particular by the inventive arrangement of the layer under the umbrella on the one hand by the conductive bands sufficient electrical contact and the required cushioning function and on the other hand by the nichtlaitfähigen swellable nonwoven webbing the required cushioning function and at the same time an excellent barrier effect with penetrating moisture ohi.r » additional components or materials can be realized.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel ni her erläutert werden.The invention will be explained ni forth on an embodiment.

Die Fig. zeigt eine perspektivische Darstellung des < -findungsgemäßen Starkstromkabels.The FIG. Shows a perspective view of the power cable according to the invention.

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.The power cable consists of a conductor 1, for example of a Aluminiumleitnr with a conductor cross-section of 150 mm ² and a Leiterglättungsschicht 2, a VPE insulation 3 for 6/10 kV and tightly welded field boundary layer over the field boundary layer 4 is a 'itfähiges padding tape 5 single layer simply, in this case semiconductive graphitized fabric tape 0.3 mm x 40 mm with a gap of about 30 mm, unbound. In the same operation, the banding with non-conductive swellable nonwoven ribbons 6 (0.20 mm χ 40 mm) covering the gap with an overlap of about 5 mm of the conductive upholstery tape 5. About the swellable nonwoven 6 and 5 upholstery band is the screen 7, for example, copper round wire screen , with overlying counter-trade 8, for example, Cu band and shield-filling Gumrr.'umhüllung 9 acht eight. In addition, there is the PE outer sheath 10 without release film, which can be extruded simultaneously or in the subsequent operation and has good adhesion to the rubber sheath 9.

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.It has been found that when using the inventively Bändorung lying under the screen 7 layer and the extrusion of the rubber sheath 9 in the Anordnup j of 3 to 8 mm wide copper-band counter-turns excellent longitudinal water resistance is achieved.

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.Furthermore, it was found that in the embodiment without release film on the rubber sheath which often occurs in PE outer shells longitudinal shrinkage of the shell is significantly reduced. However, it is also known to be able to apply a normal banding or a harness made of likewise swellable material and a PE or PVC outer jacket over the shield.

Claims

A longitudinally watertight power cable, which is preferably composed essentially of an electrical conductor, a conductor smoothing layer, an insulation, a field limiting layer, a screen with underlying and overlying layers and an outer jacket, characterized in that under the shield (7) above the field limiting layer ( 4) alternately a conductive padding tape (5) and a non-conductive swellable nonwoven web (6) is arranged to be overlapping or with an overlap of up to 25% helical, wherein the contact of the screen (7) required proportion of Vein surface coverage with the 'e.tfähigen upholstery tape (5 ) to a minimum of 40% and the coverage ratio of the non-conductive swellable nonwoven web (6) to a maximum of 60% and above the screen (7) a copper band Gegonwendel (8) is arranged with a screen-filling rubber sheath (9), on the without release film of PE Outer jacket (10) is arranged.

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