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Dehn- und stauchbares, metallbewehrtes mehradriges Starkstrom-Erdkabel
für die Verlegung in Erde mit Bodenbewegungen, insbesondere Starkstromkabel Die
Erfindung betrifft metallbewehrte mehradrige Starkstrom-Erdkabel für die Verlegung
in Erde mit Bodenbewegungen, insbesondere in Bodensenkgebieten. Derartige Kabel
sind bei Bodenbewegungen sowohl Dehnungen als auch Stauchungen unterworfen, die
zu Beschädigungen der Kabel führen können. Die Dehnungs- und Stauchbeanspruchungen
wirken sich sowohl auf die Kabelseele als auch auf den Kabelmantel und die äußere
Metallbewehrung aus. Der für derartige Erdkabel bisher durchweg benutzte Bleimantel
weist nach den bisherigen Untersuchungen und Erfahrungen eine ausreichende Dehn-und
Stauchbarkeit auf. Dies trifft im allgemeinen auch für einen Aluminiummantel zu.
Um die Kabelseele gegen Zugbeanspruchungen in möglichst hohem Maße dehnbar auszubilden,
wurden die Adern mit kurzer Drallänge zur Kabelseele verseilt. Die Metallbewehrung
weist allein durch das übliche Aufspinnen von Bändern oder Verseilen von Formdrähten
eine ausreichende Dehnbarkeit auf. Bevorzugt wird die Metallbewehrung als doppelte
Bandbewehrung ausgeführt, bei der zwei Stahlbänder gleichläufig, d. h. in gleicher
Richtung aufgesponnen werden.
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Es hat sich gezeigt, daß die in dieser Weise aufgebauten Erdkabel
im allgemeinen zwar in ausreichendem Maße dehnungssicher, aber in vielen Fällen
nicht stauchsicher sind. Bei Stauchung des Kabels besteht die Gefahr, daß die Adern
sich aufspreizen und sich gegen den Kabelmantel verklemmen. Unter Umständen kann
dies zu einem Aufreißen des Kabelmantels führen. Der bisher angewendete verkürzte
Drall ist zur Erzielung einer erhöhten Dehnung zwar vorteilhaft, bei Auftreten von
Stauchbeanspruchungen aber nachteilig. Die doppelte gleichläufige Bandbewehrung
hat grundsätzlich den Nachteil, daß sie fest auf der über dem Kabelmantel befindlichen
Schutz- bzw. Polsterschicht aufliegt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein metallbewehrtes mehradriges Starkstrom-Erdkabel
für die Verlegung in Erde mit Bodenbewegungen zu schaffen, das sowohl dehnungs-
als auch stauchsicher ist, wobei die Erfindung davon ausgeht, daß Stauchbeanspruchungen
für ein Kabel gefährlicher sind als Dehnungsbeanspruchungen, was unter anderem durch
die großen Reibungskräfte zwischen der Kabelseele sowie der Metallbewehrung und
dem Kabelmantel bedingt ist. Die Erfindung besteht darin, daß einerseits die Kabelseele
mit einer das radiale Ausweichen der Adern bei Stauchbeanspruchungen verhindernden
fest aufgebrachten Bandage umhüllt und innerhalb des Kabelmantels locker angeordnet
ist und andererseits die über dem mit einer Schutzschicht versehenen Kabelmantel
locker aufgebrachte, an sich bekannte, zweilagige, gegenläufige Metallbewehrung
so ausgebildet ist, daß die Kabelseele innerhalb des Kabelmantels und das ummantelte
Kabel innerhalb der Metallbewehrung längsbeweglich sind.
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Durch die Kombination dieser Merkmale wird erreicht, daß örtlich auftretende
Dehnungs- und Stauchbeanspruchungen sich über eine größere Kabellänge hin ausgleichen.
Durch die Bandage über den Adern wird im besonderen vermieden, daß die Adern bei
Stauchbeanspruchungen seitlich ausweichen können.
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Für die Bandage der Kabelseele sind mit besonderem Vorteil zugfeste
Glasfaserbänder geeignet, die in einer oder mehreren Lagen fest um die Kabelseele
gewickelt werden. In besonderen Fällen können an Stelle von Glasfaserbändern auch
zugfeste Kunststoffbänder, vorzugsweise aus Polyamid, treten. Auch sind dünne zugfeste
Metallbänder, wie Hartkupferbänder, anwendbar.
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Die zweilagige, gegenläufige Metallbewehrung besteht mit besonderem
Vorteil aus zwei gegenläufig übereinandergewickelten Metallbändern, vorzugsweise
Stahlbändern, so daß sich ein rohrartiges Gebilde ergibt. In besonderen Fällen kann
die Metallbewehrung auch aus einer Lage von verseilten Profildrähten und einer oder
mehreren darüber in entgegengesetzter Richtung mit Lücke gewickelten Drähten oder
Bändern, sogenannten Gegenwendeln, bestehen.
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Es ist bei elektrischen Kabeln mit einem vorzugsweise aus Werkstoffen
geringer mechanischer Festigkeit bestehenden Kabelmantel, insbesondere extrem dünnen
Bleimantel, und mit unmittelbar unter und gegebenenfalls auch über dem Kabelmantel
gewickelten
Bändern oder Drähten aus festen Isolierstoffen oder
Metallen bekannt, diese Wicklungen derartig auszubilden und zu bemessen, daß sie
die bei Biegungen des Kabels im Kabelmantel auftretenden Dehnungen und Stauchungen
auf Schraubenlinien mit einem sich bei Biegungen des Kabels gleichmäßig ändernden
Windungsabstand kleiner als ein Drittel, vorzugsweise etwa ein Viertel des mittleren
Kabelmanteldurchmessers verteilen. Bei diesen bekannten Kabeln müssen die gewickelten
Bänder oder Drähte unmittelbar, d. h. dicht an dem mechanisch schwachen Kabelmantel
anliegen, damit sie ihren Zweck erfüllen, nämlich die Vergleichmäßigung der Dehnungs-
und Stauchungsbeanspruchungen des Mantels in Längsrichtung. Abweichend hiervon ist
bei dem Kabel gemäß der Erfindung die Kabelseele mit einer das radiale Ausweichen
der Adern bei Stauchbeanspruchungen verhindernden fest aufgebrachten Bandage umhüllt,
und der Kabelmantel liegt locker über dieser Bandage.
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Ferner ist es bei elektrischen Kabeln zur Erhöhung der Zugfestigkeit
bzw. zur Aufnahme der Zugbeanspruchungen bekannt, über dem Kabelmantel eine Metallbewehrung
anzuordnen, die aus gegenläufigen, übereinandergewickelten Metallbändern oder- Strängen
besteht, z. B. bei selbsttragenden Luftkabeln eine Bewehrung aus zwei gegenläufig
gewickelten Metallbändern und darüber verseiften Stahldrähten und z. B. bei Seekabeln
eine Bewehrung aus zwei Lagen von entgegengesetzt verseiften Stahldrähten.
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In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Hochspannungs-Erdkabels
gemäß der Erfindung dargestellt. Danach sind drei sektorförmige Adern, die einzeln
aus dem Leiter 10 und der imprägnierten Papierisolierung 11 bestehen,
miteinander verdrillt und erfindungsgemäß mit einem Glasfaserband 12 fest
umwickelt, in das gegebenenfalls gutleitende Drähte, Litzen od. dgl. eingewebt sein
können. Hierüber ist der Bleimantel 13 locker aufgepreßt, so daß die Kabelseele
innerhalb des Mantels gleiten kann und örtlich auftretende Dehnungen und Stauchungen
sich über längere Kabelstrecken ausgleichen können. Die zugfeste Glasfaserbandwicklung
verhindert, daß bei Stauchbeanspruchungen die Adern sich in radialer Richtung nach
außen spreizen können. Unmittelbar über dem Bleimantel 13 ist die übliche
Schutz- bzw. Polsterschicht 14, vorzugsweise aus imprägniertem Kreppapier, aufgebracht.
Darüber folgt eine doppelte gegenläufige Metallbandbewehrung, bestehend aus der
inneren Bandwicklung 15 und der äußeren Bandwicklung 16. Diese beiden Metallbänder
werden derart aufgebracht, daß beim Rufspinnen des äußeren Metallbandes das innere
Metallband etwas aufgedreht wird. Vorteilhaft wird man iabei bemüht sein, das Band
der inneren Wicklung bzw. Bespinnung 15 möglichst lose aufzuspinnen. Auf diese Weise
wird ein lockeres Aufliegen der gegenläufigen Bandbewehrung auf der Schutzschicht
14 erreicht, so daß - wie beabsichtigt - das ummantelte Kabel innerhalb der
Metallbewehrung locker und damit längsbeweglich liegt. Es besteht also nicht nur
eine Gleitmöglichkeit der Kabelseele innerhalb des Kabelmantels, sondern auch des
ummantelten Kabels innerhalb der Metallbewehrung. Über der Metallbewehrung folgen
die Schutzschicht 17, vorzugsweise aus imprägniertem Kreppapier, und die äußere
asphaltierte bzw. geteerte Jutebespinnung 18. Die Schutzschicht 17 verhindert ein
Eindringen der darüber aufgebrachten Asphalt- bzw. Teermassen in die Lücken der
gegenläufigen Metallbandbewehrung und damit eine Verklebung der Bewehrung mit der
Schutzschicht 14, wodurch der gewünschte Gleiteffekt gemindert würde.
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Die Kabelseele kann auch in anderer Weise ausgebildet sein, und es
kann an Stelle der äußeren Juteschicht 18 ein Kunststoffmantel, z. B. auf der Basis
von Polyvinylchlorid, treten. Zur Vergrößerung der Beweglichkeit des ummantelten
Kabels innerhalb der Metallbewehrung ist es möglich, über der Polsterschicht 14
elastische Faserstoff- oder Kunststoffkordeln bzw. -bänder mit Lücke und/oder gleitfähige
Massen aufzubringen.