DE1042054B

DE1042054B - Electric high-voltage cable with an insulation made of paper tapes and at least one layer of semiconducting tapes on the surface of the conductor

Info

Publication number: DE1042054B
Application number: DEC9560A
Authority: DE
Inventors: Louis Domenach
Original assignee: Compagnie Generale dElectricite SA
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1954-01-06
Filing date: 1954-06-25
Publication date: 1958-10-30
Also published as: NL184884B; FR1098107A; NL91480C; GB764026A; CH325631A; BE534677A

Description

Es ist bekannt, bei der Herstellung von Hochspannungskabeln an der Oberfläche der Leiter sowie gegebenenfalls am Umfang der Isolierung Abschirmungen anzuordnen, die aus einer Anzahl von Lagen aus halbleitendem Papier bestehen. Sie dienen dazu, Unregelmäßigkeiten dieser Oberflächen auszugleichen und halbleitende glatte Oberflächen zu erzeugen, die das elektrische Feld in ihrer Nähe gleichmäßig machen.It is known in the manufacture of high voltage cables on the surface of the conductors as well if necessary, to arrange shields at the perimeter of the insulation, consisting of a number of layers consist of semiconducting paper. They serve to compensate for irregularities in these surfaces and to create semiconducting smooth surfaces that evenly distribute the electric field in their vicinity do.

Es ist ebenfalls bekannt, solche Kabel mit einem Papierband zu versehen, das einen Teil der Kabelisolierung bildet und an seiner den halbleitenden Papieren zugekehrten Fläche einen halbleitenden Belag trägt, welcher diese Papiere berührt. Dieser Belag kann durch einen halbleitenden Überzug oder durch einen sehr dünnen Niederschlag von Metallteilchen gebildet werden. Ein solcher Belag kann auf ein sehr dünnes Papier so aufgetragen werden, daß die Trennfugen, welche mit Öl oder Gas gefüllt sind, zwischen benachbarten Windungen des so überzogenen Bandes, das mit einer leitenden Fläche des Kabels in Kontakt steht, eine sehr geringe Höhe haben. Das trägt dazu bei, die dielektrische Festigkeit des Kabels zu erhöhen.It is also known to provide such cables with a paper tape which forms part of the cable insulation forms and on its surface facing the semiconducting papers a semiconducting coating who touches these papers. This covering can be covered by a semiconducting coating or by a very thin deposit of metal particles can be formed. Such a topping can on a very thin paper are applied so that the parting lines, which are filled with oil or gas, between adjacent turns of the so coated tape that is in contact with a conductive surface of the cable stands, have a very low height. This helps to increase the dielectric strength of the cable raise.

Fig. 1 zeigt das bekannte Gefüge einer solchen Abschirmung. In dieser wie in den folgenden Figuren ist der Übersichtlichkeit halber die Dicke eines Papierbandes gegenüber seiner Breite absichtlich übertrieben worden. Der Leiter 1 ist von einer oder mehreren Lagen von innerlich halbleitenden Papierbändern bedeckt. Benachbarte Windungen dieser Bänder sind durch die Trennfugen 3 voneinander getrennt. Auf dem letzten der halbleitenden Bänder 2 liegt ein isolierendes Papierband 4, das die erste Lage der Kabelisolation bildet und dessen eine Fläche einen halbleitenden Belag 5 aufweist und so aufgewickelt ist, daß sie das halbleitende Band 2 berührt. Die Dicke des Bandes 4 ist der der Papiere 7 möglichst genau gleich, die die Kabelisolation bilden, so daß die Tiefe der Trennfugen 6 zwischen den Windungen des Bandes möglichst genau gleich der Tiefe der Trennfugen 8 der anderen Lagen der Kabelisolation ist.Fig. 1 shows the known structure of such a shield. In this as in the following figures For the sake of clarity, the thickness of a paper tape is intentionally exaggerated compared to its width been. The conductor 1 is made of one or more layers of internally semiconducting paper tapes covered. Adjacent turns of these bands are separated from one another by the parting lines 3. On the last of the semiconducting tapes 2 is an insulating paper tape 4, which is the first layer the cable insulation forms and one surface of which has a semiconducting coating 5 and is thus wound up is that it touches the semiconducting tape 2. The thickness of the tape 4 is that of the papers 7 as precisely as possible the same, which form the cable insulation, so that the depth of the parting lines 6 between the turns of the Tape is as exactly as possible equal to the depth of the parting lines 8 of the other layers of the cable insulation.

In einem mit einer solchen Abschirmung versehenen Kabel sind die Nachteile dieser Trennfugen weitestgehend verringert.In a cable provided with such a shield, the disadvantages of these parting lines are very extensive decreased.

Es wäre jedoch noch vorteilhafter, ein Kabel so zu wickeln, daß in seiner Isolierung überhaupt keine Trennfugen mit öl- oder Gasfüllung auftreten, die unmittelbar an einer leitenden Fläche und nicht innerhalb einer durchlaufenden halbleitenden Abschirmung liegen.However, it would be even more advantageous to wrap a cable so that there is none in its insulation Joints filled with oil or gas occur directly on a conductive surface and not within a continuous semiconducting shield.

Bei Kabeln, die unmittelbar auf dem Leiter eine Lage aus einseitig metallisiertem isolierendem Band haben, dessen Metallbelag dem Leiter zugekehrt ist, Elektrisches Hochspannungskabel mit
einer Isolierung aus Papierbändern undIn the case of cables that have a layer of insulating tape metallized on one side directly on the conductor, the metal coating of which faces the conductor, an electrical high-voltage cable with
an insulation made of paper tapes and

mindestens einer Lage halbleitender
Bänder auf der Oberfläche des Leitersat least one layer of semiconducting
Ribbons on the surface of the conductor

Anmelder:Applicant:

Compagnie Generale d'Electricite,
Societe Anonyme, ParisCompagnie Generale d'Electricite,
Societe Anonyme, Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Leinweber, Patentanwalt,
Berlin-Zehlendorf West, Goethestr. 30Representative: Dipl.-Ing. H. Leinweber, patent attorney,
Berlin-Zehlendorf West, Goethestr. 30th

Beanspruchte Priorität:
Frankreich, vom 6. Januar 1954Claimed priority:
France, 6 January 1954

Louis Domenach, Lyon, Rhone (Frankreich),
ist als Erfinder genannt wordenLouis Domenach, Lyon, Rhone (France),
has been named as the inventor

ist es bekannt, über dieser Lage und unterhalb der Isolierung eine weitere Lage aus einseitig metallisiertem isolierendem Band aufzubringen, dessen Randteile nach der metallisierten Seite zu derart umgefaltet sind, daß die Metallisierung nur längs eines mittleren Streifens frei liegt. Dieses Band wird mit der gefalteten Seite nach unten so gewickelt, daß es mit seiner frei liegenden Metallisierung gerade über die Trennfuge des metallisierten Bandes der ersten Lage zu liegen kommt. Die Metallbeläge beider Lagen sollen dann an einigen Stellen leitend miteinander verbunden werden. In einigen Ausführungsformen ist das genannte gefaltete Band an seinem einen Randteil zusätzlich Z-förmig gefaltet und mit Überlappung unmittelbar auf den Leiter gewickelt. Alle diese Bauarten erfordern aber eine sehr verwickelte Faltung des metallisierten Bandes, die außerdem leicht unregelmäßig ausfällt. Diese Faltung ist daher sehr schwierig herzustellen und muß mit besonderer Sorgfalt ausgeführt werden. Bei einer weiteren Ausführungsform, bei der das Band der zweiten Lage eine metallische Einlage enthält, die allseitig lückenlos in den isolierenden Stoff des Bandes eingebettet ist, braucht das Band zwar nicht gefaltet zu werden. Das Band selbst ist aber wegen der Metalleinlage schwierig herzustellen. Außerdem ist es bei dieser Ausführungsform nicht ohne weiteres möglich, die Metalleinlage des Bandes der zweiten Lage mit derjenigen des Bandes der ersten Lage leitend zu verbinden.it is known to have a further layer of one-sided metallized above this layer and below the insulation apply insulating tape, the edge parts of which folded over to the metallized side in this way are that the metallization is exposed only along a central strip. This tape comes with the folded Wrapped side down so that its exposed metallization just over the parting line of the metallized tape of the first layer comes to rest. The metal coverings of both layers should then be conductively connected to one another at some points. In some embodiments it is mentioned folded tape at its one edge part additionally folded in a Z-shape and directly with an overlap wound on the ladder. However, all of these designs require very intricate folding of the metallized strip, which is also slightly irregular. This folding is therefore very difficult to manufacture and must be carried out with special care. In another embodiment, in which the tape of the second layer contains a metallic insert that is seamless on all sides the insulating material of the tape is embedded, the tape does not need to be folded. That The tape itself is difficult to manufacture because of the metal insert. In addition, it is not readily possible in this embodiment to use the metal insert of the tape of the second layer to be conductively connected to that of the tape of the first layer.

S09 660/20tS09 660 / 20t

Bei dem Kabel nach der Erfindung sind die Nachteile eines Kabels mit einer Abschirmung der oben beschriebenen und in Fig. 1 dargestellten bekannten Bauart vermieden. Die Erfindung besteht darin, daß die Trennfugen zwischen den benachbarten Windungen der ersten Isolierlage elektrisch leitend überbrückt bzw. durch eine halbleitende Masse ausgefüllt sind. Dabei brauchen weder die unmittelbar auf den Leiter gewickelten halbleitenden Bänder noch die Bänder der genannten ersten Isolierlage gefaltet zu sein. Gegenüber den geschilderten bekannten Bauarten ist diese Anordnung wesentlich einfacher und mit größerer Sicherheit herstellbar.In the cable of the invention, the disadvantages of a cable with a shield are as above described and shown in Fig. 1 avoided known design. The invention consists in that the joints between the adjacent turns of the first insulating layer are bridged in an electrically conductive manner or are filled with a semiconducting mass. Neither need the directly to the Conductor wound semiconducting tapes nor the tapes of said first insulating layer folded be. Compared to the described known types, this arrangement is much simpler and with greater security can be produced.

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung wird diese Überbrückung dadurch gewährleistet, daß die Trennfugen der ersten Isolierlage vollständig mit einer halbleitenden Paste gefüllt werden, die mit dem halbleitenden Oberflächenbelag dieser Lage sowie mit den halbleitenden, an der Oberfläche des Leiters Hegenden Papieren in Verbindung steht.In one embodiment according to the invention, this bridging is ensured in that the joints of the first insulating layer are completely filled with a semiconducting paste, which is with the semiconducting surface covering of this layer as well as with the semiconducting, on the surface of the conductor Securing papers.

Die als Beispiel dienende Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch ein Kabelstück nach dieser Ausführungsform der Erfindung. In dieser Figur haben Teile, die denen in Fig. 1 entsprechen, dieselben Bezugszeichen.Fig. 2, serving as an example, is a longitudinal section through a piece of cable according to this embodiment the invention. In this figure, parts which correspond to those in Fig. 1 have been given the same reference numerals.

Die Trennfugen 6 zwischen den Windungen des ersten isolierenden Bandes 4, das einen halbleitenden Oberflächenbelag 5 trägt, sind mit einer halbleitenden Masse ausgefüllt, die mit diesem Belag 5 und gleichzeitig mit der unmittelbar darunter liegenden Lage aus halbleitendem Papier 2 in Verbindung steht.The joints 6 between the turns of the first insulating tape 4, which is a semiconducting Surface covering 5 carries, are filled with a semiconducting mass, which with this covering 5 and at the same time is connected to the layer of semiconducting paper 2 immediately below.

Die in einem solchen Kabel radial von der leitenden Fläche 5 in die Isolierung eintretenden elektrischen Entladungen treffen überall auf eine Papierlage 4 oder 7, bevor sie in das Öl oder Gas einer Trennfuge 8 eintreten.The electrical entering in such a cable radially from the conductive surface 5 into the insulation Discharges hit a layer of paper 4 or 7 everywhere before they enter the oil or gas in a parting line 8 enter.

Die die Trennfugen ausfüllende halbleitende Paste besteht aus einem Gemisch aus Mineralöl und Ruß. Das Mengenverhältnis ist etwa 73% Öl und 27% Ruß. Als Öl verwendet man vorzugsweise das gleiche, das zum Imprägnieren der isolierenden Kabelpapiere dient.The semiconducting paste filling the joints consists of a mixture of mineral oil and carbon black. The proportion is about 73% oil and 27% carbon black. The oil used is preferably the same which is used to impregnate the insulating cable papers.

Zweck der Erfindung ist außerdem ein Herstellungsverfahren für ein Kabel nach der oben beschriebenen Ausführungsform.The purpose of the invention is also a manufacturing method for a cable according to the one described above Embodiment.

Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man den in bekannter Weise mit mindestens einer Lage halbleitenden Papiers bedeckten Leiter des Kabels durch eine Umspritzdüse laufen läßt, wo er eine dünne Oberflächenschicht halbleitender Paste erhält, und daß man den so überzogenen Leiter dann mit einer ersten Lage Isolierpapier bewickelt, wodurch die halbleitende Paste in die Trennfugen zwischen den Windungen dieses Bandes läuft. Man wickelt dann die übrigen Lagen Isolierpapier in der üblichen Weise auf.This method is characterized in that in a known manner with at least one Lay the semiconducting paper-covered conductor of the cable through an overmolding nozzle, where it runs a thin surface layer of semiconducting paste is obtained, and then the conductor coated in this way wrapped with a first layer of insulating paper, whereby the semiconducting paste in the parting lines between the Turns of this tape runs. The remaining layers of insulating paper are then rolled up in the usual way.

Im vorhergehenden Beispiel wurde angenommen, daß der Leiter der eigentliche Leiter des Kabels ist. Die Erfindung ist jedoch ebenso auf den Fall anwendbar, wo dieser Leiter ein metallischer, die Kabelisolierung außen umgebender Mantel ist. Das halbleitende Papier liegt dann an der Innenfläche dieses Mantels, ein halbleitender Belag wird von der Außenfläche der ersten Isolierlage (vom Mantel aus) aufgenommen, und die halbleitende Masse füllt dann die Trennfugen dieser Lage aus.In the previous example it was assumed that the conductor is the actual conductor of the cable. However, the invention is also applicable to the case where this conductor is metallic, the cable insulation outside surrounding coat is. The semiconducting paper is then on the inner surface of this Jacket, a semiconducting coating is absorbed by the outer surface of the first insulating layer (from the jacket), and the semiconducting mass then fills the joints of this layer.

Die Überbrückung der Trennfugen dieser Lage ist weniger wichtig als die der Trennfugen der ersten Lage vom eigentlichen Leiter aus, denn die dielektrische Beanspruchung ist am Umfang der Isolierung im allgemeinen gering. Bei einem Kabel mit dünner Isolierung oder einem Leiter von großem Durchmesser unterscheidet sich jedoch die Beanspruchung an der Außenseite der Isolierung wenig von der in der Nachbarschaft des Leiters, und es ist dann vorteilhaft, bei einem solchen Kabel das beschriebene Verfahren anzuwenden.The bridging of the parting lines of this layer is less important than that of the parting lines of the first Position from the actual conductor, because the dielectric stress is on the perimeter of the insulation generally low. In the case of a cable with thin insulation or a conductor with a large diameter However, the stress on the outside of the insulation differs little from that in the vicinity of the conductor, and it is then advantageous to use the method described for such a cable apply.

Man trägt in diesem Falle eine dünne Schicht halbleitender Paste auf das letzte Isolierpapier auf, wickelt dann auf diese Schicht mindestens eine Lage innerlich halbleitendes Papier und bringt schließlich außen den metallischen Mantel auf.In this case, apply a thin layer of semiconducting paste to the last insulating paper and wind it up then on top of this layer at least one layer of internally semiconducting paper and finally bring it to the outside the metallic coat on.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Trennfugen wie folgt überbrückt: Die zweite Lage des isolierenden Bandes, vom Leiter aus gesehen, trägt auf ihrer zu der ersten Lage isolierenden Bandes weisenden Fläche einen halbleitenden mittleren Oberflächenstreifen, der so liegt, daß er die Trennfugen der ersten Lage überbrückt. Außerdem sind die Bänder dieser ersten Lage nicht nur an ihrer die halbleitenden Papiere berührenden Fläche, sondern auch an ihren Randflächen halbleitend gemacht. Auf diese Weise wird der halbleitende Mittelstreifen der zweiten Lage, der an den Rändern des Bandes der ersten Lage anliegt, über die halbleitenden Beläge dieser Ränder leitend mit den halbleitenden, an der Oberfläche des Kabelleiters liegenden Papieren verbunden.According to a further embodiment of the invention, the joints are bridged as follows: The second layer of the insulating tape, seen from the conductor, carries on its insulating tape to the first layer Ribbon facing surface a semiconducting middle surface strip, which lies so that it bridged the joints of the first layer. Also, the tapes of this first ply are not just on their surface in contact with the semiconducting papers, but also made semiconducting on their edge surfaces. In this way, the semi-conductive median of the second layer, which runs along the edges of the Tape of the first layer is applied, conductively over the semiconducting coverings of these edges with the semiconducting, papers lying on the surface of the cable conductor.

Fig. 3 zeigt ein Papierband 4 der ersten Isolierlage, das in bekannter Weise an einer seiner Flächen mit einem Oberflächenbelag 5 versehen ist und außerdem an seinen Rändern einen -halbleitenden Belag 9 aufweist, der sich mit dem Belag 5 berührt.Fig. 3 shows a paper tape 4 of the first insulating layer, which in a known manner on one of its surfaces with a surface covering 5 is provided and also has a semiconducting covering 9 on its edges, which touches the pad 5.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch ein Band 7 der zweiten Isolierlage, das einen halbleitenden mittleren Oberflächenstreifen 10 aufweist.Fig. 4 shows a section through a tape 7 of the second insulating layer, which is a semiconducting middle Has surface strips 10.

Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt eines Kabels, das mit Papieren nach Fig. 3 und 4 gewickelt ist. In dieser Figur bezeichnet 1 wie vorher den Kabelleiter, 2 das halbleitende Papier, 4 die erste Isolierlage mit einem halbleitenden Oberflächenbelag 5 auf einer ihrer Flächen und einem halbleitenden Oberflächenbelag 9 an ihren Rändern, 7 ist die zweite isolierende Lage mit einem halbleitenden mittleren Oberflächenstreifen 10, der die Trennfugen 6 der ersten Lage 4 verschließt und der die Beläge 9 der Ränder der Bänder 4 leitend berührt.FIG. 6 shows a partial section of a cable which is wrapped with papers according to FIGS. 3 and 4. FIG. In this Figure 1 denotes the cable conductor as before, 2 the semiconducting paper, 4 the first insulating layer with a semiconducting surface covering 5 on one of its surfaces and a semiconducting surface covering 9 at its edges, 7 is the second insulating layer with a semi-conductive middle surface strip 10, which closes the parting lines 6 of the first layer 4 and which conducts the coverings 9 of the edges of the strips 4 touched.

Das in den Trennfugen 6 vorhandene öl oder Gas ist unschädlich, denn es liegt in der leitenden Masse innerhalb einer durchlaufenden halbleitenden Abschirmung, die aus den Belägen 5, 9 und 10 gebildet wird. Die ersten von Öl oder Gas gefüllten Trennfugen 8, die in die isolierende Masse eingeschlossen sind, können von den vom Leiter ausgehenden Entladungen daher nur durch eine Lage Papier 4 oder 7 erreicht werden.The oil or gas present in the parting lines 6 is harmless because it is in the conductive mass within a continuous semiconducting shield, which is formed from the coatings 5, 9 and 10. The first separating joints 8 filled with oil or gas and enclosed in the insulating mass, can therefore only be reached by a layer of paper 4 or 7 of the discharges emanating from the conductor will.

Fig. 5 zeigt, wie man die auf den Bändern 7 angeordneten Mittelstreifen erhalten kann. Man überzieht eine Bahn Isolierpapier in gleichen Abständen mit Streifen einer halbleitenden Schicht oder Metallpulver von sehr geringer Dicke und erhält so parallele Streifen der Breite I. Darauf zerschneidet man die Papierbahn längs der Linien x-y in der Mitte der Zwischenräume zwischen den Streifen.Fig. 5 shows how the central strips arranged on the belts 7 can be obtained. A strip of insulating paper is covered at equal intervals with strips of a semiconducting layer or metal powder of very small thickness, thus obtaining parallel strips of width I. The paper strip is then cut along the lines xy in the middle of the spaces between the strips.

Diese Streifen werden gerade ausreichend breit gemacht, so daß sie beim Wickeln die Trennfugen in der benachbarten Papierlage mit Sicherheit abdecken.These strips are made just wide enough so that they form the parting lines in the Cover the adjacent paper layer with security.

Die Beläge an den Rändern der Bänder 4 der ersten Lage kann man durch Aufbringen oder Aufspritzen eines halbleitenden Überzuges auf die Kreisflächen der Papierrollen erhalten, die zum Einsetzen in die Wickelmaschine zerschnitten wurden.The coverings on the edges of the strips 4 of the first layer can be applied or sprayed on received a semiconducting coating on the circular surfaces of the paper rolls, which are to be inserted into the Winding machine were cut up.

Claims

2 Ut> 4 P A T E X T Λ Χ S P R C C. 11 E:

1. Electrical high voltage cables with at least one joint directly on the conductor wound layer of semiconducting tape and an overlying, the above-mentioned layer Covering insulating layer made of paper tape, which is also wound with a gap and without folding and facing the layer of semiconducting tape that is directly wound onto the conductor Surface has a thin covering of semiconducting material, which is firmly on the said semiconducting tape rests, characterized in that the parting lines (6) between the adjacent Windings of the first insulating layer (4) are bridged in an electrically conductive manner or filled with a semiconducting compound.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the parting lines (6) in the first Semiconducting compound filling the insulating layer (4) at the same time as the semiconducting surface covering (5) the tapes (4) of the first insulating layer and with the semiconducting one wound onto the conductor (1) Band (2) forms contact.

3. Cable according to claim 1, characterized in that the strips (4) of the first insulating layer their side surfaces delimiting the parting line have a semiconducting coating (9) which is connected to the semiconducting tape wound on the conductor (1)

(2) forms contact, and that for bridging these coverings (9) at the parting line (6) the bands the second insulating layer (7) on its surface facing the first insulating layer (4) with a semiconducting middle surface strip (10) are provided, which is arranged so that he the Parting line (6) of the first insulating layer (4) bridged and with the mentioned lateral coverings (9) this parting line forms contact.

4. Cable according to one of claims 1 to 3, characterized in that in addition one in in the same way as the screen between the insulation built up directly above the conductor (1) and the metal jacket of the cable is arranged.

5. A method for producing an electrical cable, in which the conductor with at least one Layer of semiconducting paper is covered, according to claim 2, characterized in that the so covered conductor runs through an extrusion nozzle, in which it is first provided with a thin layer of semiconducting paste, and then onto the so coated conductor the first layer of tape of insulating paper is wrapped, creating the semiconducting Paste flows into the parting lines between the turns of the aforementioned tape.

Considered publications:
British Patent No. 517 225.

1 sheet of drawings