DE1018120B - Elektrisches Kabel mit einem vorzugsweise aus Aluminium bestehenden wasserdichten Mantel, insbesondere koaxiales Hochfrequenzkabel mit einem wasserdichten Aussenleiter - Google Patents

Description

ULI

Die Erfindung betrifft elektrische Kabel mit einem vorzugsweise aus Aluminium bestehenden wasserdichten Kabelmantel aus einem rohrförmig gebogenen Band, dessen benachbarte Seitenränder durch Schweißung miteinander verbunden werden. Die Herstellung derartiger Metallmäntel bereitet insofern Schwierigkeiten, als durch den Schweißvorgang die innerhalb des Mantels befindliche Isolierung beschädigt werden kann. Zur Vermeidung dieses Nachteils ist es bereits bekanntgeworden, über der Isolierung eine zusätzliche Wärmeschutzschicht aus wärmeunempfindlichen Stoffen, gegebenenfalls eine durch Abstandhalter aus wärmeunempfindlichen Stoffen gebildete Luftraumschicht anzuordnen. Diese aus wärmeunempfindlichen Stoffen gebildete Wärmeschutzschicht hat zwar den Vorteil, daß sich beim Aufpressen oder beim Schweißen des Mantels im Bereich der starken Erwärmung keine wärmeempfindlichen Stoffe befinden, doch wird durch diese Maßnahme infolge des zusätzlichen Aufwandes an Werkstoffen und infolge der Vergrößerung des Kabeldurchmessers das Kabel nicht unwesentlich verteuert. Bei Hochfrequenzkabeln würde die Einfügung von wärmefesten Schutzschichten eineA^erschlechterung der elektrischen Übertragungseigenschaften zur Folge haben. Ferner ist es bei Kabeln mit einem nahtlosen Aluminiummantel bekannt, den Mantel zunächst mit einem größeren Durchmesser herzustellen und nach Einziehen der Kabelseele durch einen Ziehprozeß auf die Kabelseele herunterzuziehen. Dieses Verfahren verursacht aber eine unerwünschte Härtung des Aluminiummantels, abgesehen davon, daß das Einziehen der Kabelseele und der zusätzliche Ziehprozeß die Herstellungskosten vergrößern. Schließlich ist es bei Herstellung einer Ummantelung von elektrischen Hochspannungskabeln mit Leichtmetall-, insbesondere Aluminiumblech, wobei die Stoßkanten des Mantelbleches miteinander verschweißt werden, bekannt, zum Schutz der Kabelseele gegen die Schweißhitze unter der Schweißnaht einen Blechstreifen unterzulegen und diesen mit den Stoßkanten des Mantelbleches laschenartig zu verschweißen. Dieser zusätzliche Blechstreifen bildet also einen Bestandteil des Mantels. Der untergelegte Blechstreifen wird aber bei diesem Verfahren miterwärmt, so daß der unmittelbar auf der Kabelseele liegende erwärmte Blechstreifen die Kabelseele in Mitleidenschaft ziehen kann.

Die Erfindung betrifft solche Kabel mit einer mindestens zum Teil aus wärmeempfindlichen Isolierstoffen gebildeten Kabelseele, bei denen der aus einem rohrförmig gebogenen, an den Seitenrändern verschweißten Band bestehende wasserdichte Kabelmantel aus Aluminium od. dgl. unmittelbar, d. h. ohne Zwischenfügung einer wärmeisolierenden Schutz-

vorzugsweise aus Aluminium bestehenden

wasserdichten Mantel, insbesondere

koaxiales Hochfrequenzkabel
mit einem wasserdichten Außenleiter

Anmelder:

Siemens & Halske Aktiengesellschaft,

Berlin und München,
München 2, Wittelsbacherplatz 2

Ernst Fischer, Berlin-Lichterfelde,
ist als Erfinder genannt worden

schicht auf der Kabelseele aufliegt. Erfindungsgemäß ist der unmittelbar unter der Schweißnaht liegende Bereich von wärmeempfindlichen Isolierstoffen, vorzugsweise aber gänzlich von Isolierstoffen freigehalten. Hierdurch wird es ermöglicht, die Schweißung des Mantels unmittelbar über der Kabelseele vorzunehmen, ohne daß merklich erhöhte Kosten für den Kabelaufbau und für die Kabelherstellung entstehen.

Die Erfindung ist mit besonderem Vorteil anwendbar für koaxiale Hochfrequenzkabel mit einer Distanzscheiben-Luftraumisolierung und einem Außenleiter aus einem längs geschweißten Aluminiumband. Bei einem derartigen Hochfrequenzkabel erhalten die Distanzscheiben zumindest an der Schweißnahtstelle eine Aussparung, so daß die Schweißnahtstelle von Isolierstoffen völlig frei gehalten wird. Um in bekannter Weise die Distanzscheiben von der Seite her auf den Innenleiter aufstecken zu können, sind mit Vorteil auch die an sich bekannten Distanzscheiben mit radialem Schlitz verwendbar, deren Breite ein wenig kleiner als der Innenleiterdurchmesser gehalten ist, die aber so angeordnet werden, daß sich der radiale Schlitz der Distanzscheiben stets an der Schweißnahtstelle befindet.-

Für den Fall, daß bei elektrischen Kabeln mit verseilten Adern verhältnismäßig große Zwickelräume verbleiben und unmittelbar über den Adern ein

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wasserdichter Metallmantel aus einem geschweißten Metallband angeordnet ist, wird in Verfolg der Lehre gemäß der Erfindung die Schweißnaht im Bereich einer der Zwickelräume angeordnet, derart, daß die Schweißnaht in der gleichen Richtung und mit gleicher Steigung wie der Zwickelraum verläuft.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

In der Fig. 1 ist 10 ein wasserdichter Metallmantel aus einem längs verlaufenden, rohrförmig gebogenen Band, dessen stumpf aneinanderstoßende Seitenränder mittels der schematisch angedeuteten Schweißvorrichtung H₁ vorzugsweise durch elektrische Wirbelstromschweißung mittels einer Hochfrequenz-Schweißvorrichtung, miteinander verschweißt werden, wodurch die Schweißnaht 12 entsteht. Der Metallmantel 11 wird in der Pfeilrichtung an der Schweißvorrichtung 11 vorbeigeführt. Durch den Schweißvorgang werden die Seitenränder bzw. Bandkanten des Metallbandes in einem bestimmten Bereich erwärmt. In der Figur ist die Erwärmungszone durch den Winkel a definiert, d. h. die Erwärmungszone ist auf das durch diesen Winkel gegebene Bogenstück des Mantels begrenzt. Bei Anwendung der Hochfrequenzschweißung kann der Winkel α sehr klein gehalten werden. Beim Durchlauf wird unmittelbar im Anschluß an die Schweißung die Schweißstelle mittels einer besonderen, nicht dargestellten Kühlvorrichtung gekühlt. Die Fig. 2 zeigt die Anwendung der Erfindung zur Herstellung von koaxialen Hochfrequenzkabeln mit einer Distanzscheiben-Luftraumisolierung. Auf den Innenleiter 13 sind in Abständen die Distanzscheiben 14 aufgebracht. Der Außenleiter 15 besteht aus einem rohrförmig gebogenen, gutleitenden Band, vorzugsweise aus Aluminium, dessen Seitenränder miteinander verschweißt sind. Erfindungsgemäß sind die Distanzscheiben im Bereich der Schweißnaht 16 mit einer Aussparung 17 versehen. Dadurch erhalten die Distanzscheiben eine herzförmige Form.

Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 3 und 4 werden abweichend von der Fig. 2 an sich bekannte Distanzscheiben verwendet, die von der Seite her auf den Innenleiter aufgesteckt werden können. In der Fig. 3 haben die Distanzscheiben 18 einen Radialschlitz 19, dessen Breite ein wenig kleiner ist als der Durchmesser des Innenleiters 13, so daß sie nach dem seitlichen Aufstecken unter Druck auf dem Leiter festsitzen. Nach der Fig. 4 verläuft bei den Distanzscheiben 20, wie es ebenfalls bekannt ist, von der Aussparungsstelle ein schmaler Radialschlitz 21 über die zentrale Bohrung soweit hinaus, daß die Distanzscheiben selbstfedernd von der Seite her auf den Innenleiter aufgesteckt werden können.

Die Fig. 5 und 6 zeigen die Anwendung der Erfindung bei einem dreiadrigen Kabel, z. B. einem Hochspannungs-Zwickelölkabel. Die drei miteinander verseilten Adern bestehen aus dem Leiter 22, der Isolierung 23 und der leitenden Schicht 24. Wie ersichtlich, verläuft die Schweißnaht 25 des Metallmantels 26 im Bereich des Zwickelraumes 27 in Form einer Schraubenlinie in gleicher Richtung und mit gleicher Steigung wie der Zwickelraum. Die Zwickelräume eines derartigen Kabels werden bei einem ölkabel später als Ölkanäle benutzt.

Zum weiteren Schutz der Aderisolierung gegen schädliche Erwärmungen kann gemäß der Fig. 6 in dem unter der Schweißnaht 25 befindlichen Zwickelraum eine wärmeunempfindliche Einlage 28 angeordnet sein, die sich über die gesamte Kabellänge erstrecken kann. Es ist aber auch möglich, eine wärmeunempfindliche Einlage unterhalb der Schweißstelle nur während der Schweißung anzuordnen, derart, daß bei der Vorwärtsbewegung des Kabels die Einlage stets unterhalb der Schweißstelle liegt, die gegebenenfalls gekühlt wird.

Im Zusammenhang mit dem letztgenannten Verfahren sei erwähnt, daß es zur Herstellung von koaxialen Hochfrequenzkabeln mit Distanzscheibenisolierung und einem Außenleiter aus einem längs verlaufenden rohrförmig gebogenen und an den Seitenkanten verschweißten Band bekannt ist, die Schweißung über einem Schutzrohr (Hohlwelle) vorzunehmen. Dieses Schutzrohr ist innen mit einer oder mehreren segmentförmigen Verstärkungsrippen versehen, die in Nuten der Distanzscheiben eingreifen. Bei diesem bekannten Verfahren drehen sich aber das Schutzrohr mit den angeformten Verstärkungsrippen und die Distanzscheiben um den Inneiileiter, während die längs gerichtete Schweißnaht ihre Lage beibehält, so daß die Schweißstelle auch in die Nähe der zwischen den durch die Nuten gebildeten Stege der Distanzscheibe gelangt. Infolge der Drehung des Schutzrohres wird dieses einschließlich der Verstärkungsrippen auf dem ganzen Umfang erwärmt. Obwohl die miterwärmten Verstärkungsrippen in fast unmittelbarer Berührung mit den Distanzscheiben treten, wird die Gefahr einer schädlichen Erwärmung der Distanzscheiben zum Teil wieder dadurch ausgeschaltet, daß ihr Durchmesser nur etwa gleich dem Innendurchmesser der in den Außenleiter im Anschluß an die Schweißung eingedrückten Rillen ist und somit auf dem größten Teil des Umfanges eine wärmeisolierende Luftschicht zwischen den Distanzscheiben und dem Außenleiter vorhanden ist. Zum Unterschied hiervon wird bei dem letztgenannten Verfahren gemäß der Erfindung die Schweißung fortlaufend über einer von wärmeempfindlichen Isolierstoffen freigehaltenen Stelle vorgenommen und dort eine wärmeunempfindliche Schutzeinlage angeordnet, wobei dafür gesorgt wird, daß die Schweißung des Mantels über die ganze Länge hin nur an dieser Stelle erfolgt.

Die Erfindung ist sinngemäß auch anwendbar für koaxiale Hochfrequenzkabel mit forlaufenden Abstandhaltern. Ebenso kann bei Hochfrequenzkabeln oder an deren Kabeln innerhalb des Metallmantels eine andere Anzahl von Adern vorhanden sein. Ferner ist es möglich, den Mantel aus mehreren Bändern, z. B. aus zwei längs verlaufenden halbschalenförmigen Bändern, herzustellen. Im letzteren Fall entstehen zwei Schweißnähte, wobei die Isolierung den beiden Schweißnähten im Sinne der Erfindung angepaßt wird. Anstatt, wie in Fig. 1 angedeutet, den Mantel bzw. das Kabel an der Schweiß vorrichtung 11 vorbeizuführen, kann umgekehrt auch die Schweißvorrichtung an dem Kabel entlang geführt werden.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Elektrisches Kabel mit einer mindestens zum Teil aus wärmeempfindlichen Isolierstoffen gebildeten Kabelseele und einem unmittelbar, d. h. ohne Zwischenfügung einer wärmeisolierenden Schutzschicht, darüberliegenden, vorzugsweise aus Aluminium bestehenden, wasserdichten Kabelmantel aus einem rohrförmig gebogenen Band, dessen benachbarte Seitenränder durch Schweißung miteinander verbunden sind, insbesondere koaxiales Hochfrequenzkabel mit einem wasserdichten Außenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der unmittelbar unter der Schweißnaht liegende

Bereich von wärmeempfindlichen Isolierstoffen, vorzugsweise aber gänzlich von Isolierstoffen freigehalten ist.

2. Koaxiales Hochfrequenzkabel mit Distanzscheiben-Luftraumisolierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Distanzscheiben an der Schweißnahtstelle mit Aussparungen (17) versehen sind.

3. Koaxiales Hochfrequenzkabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Di-Stanzscheiben in bekannter Weise mit einem radialen Schlitz (19) versehen sind, dessen Breite ein wenig kleiner als der Innenleiterdurchmesser ist, und der radiale Schlitz der Distanzscheiben sich stets an der Schweißnahtstelle befindet.

4. Koaxiales Hochfrequenzkabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Aussparungsstelle der Distanzscheiben in bekannter Weise ein schmaler radialer Schlitz (21) über die zentrale Bohrung so weit hinaus verläuft, daß die Distanzscheiben selbstfedernd von der Seite her auf den Innenleiter auf gesteckt werden können.

5. Elektrisches Kabel nach Anspruch 1 mit einem unmittelbar über den verseilten Adern angeordnetem Metallmantel, insbesondere Hochspannungs-Zwickelölkabel, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnaht schraubenlinienförmig im Bereich einer der Zwickelräume angeordnet ist, derart, daß die Schweißnaht in der gleichen Richtung und mit gleicher Steigung wie der Zwickelraum verläuft.

6. Elektrisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von wärmeempfindlichen Isolierstoffen freigehaltenen Stellen mit wärmeunempfindlichen Isolierstoffen (28) ausgefüllt sind.

7. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kabeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißung über einer an der von wärmeempfindlichen Isolierstoffen freigehaltenen Stelle angeordneten wärmeunempfindlichen Schutzeinlage vorgenommen wird, die mit der Schweißvorrichtung gekoppelt ist und während der Vorwärtsbewegung des Mantels einschließlich Kabelseeile stets unterhalb der Schweißstelle verbleibt und gegebenenfalls gekühlt wird.

8. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Kabeln nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die benachbarten Seitenränder des Bandes durch elektrische Wirbelstromschweißung miteinander verbunden werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 694 954, 727 743,
851372, 890 200;

britische Patentschrift Nr. 632 534.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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