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Für die Isolierung von Starkstromkabeln, insbesondere von Hochspannungskabeln,
werden vorwiegend Papierbänder verwendet, die in zahlreichen Lagen auf den Leiter
oder auch auf den Verseilverband mehrerer papierisolierter Leiter aufgebracht und
anschließend getrocknet und mit einem mehr oder weniger viskosen Isoliermittel getränkt
werden. Über dieser Isolierung ist üblicherweise ein Metallmantel angeordnet.
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Wegen ihrer großen elektrischen Durchschlagsfestigkeit werden getränkte
Papierisolierungen bevorzugt für Hoch- und Höchstspannungskabel eingesetzt. Ihrer
Verwendung im Bereich höchster Spannungen ist jedoch durch die oberhalb etwa 400
kV unangenehm groß werdenden dielektrischen Verluste und die damit verbundene Leerlauf-Erwärmung
des Kabels eine Grenze gesetzt.
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Es ist bekannt, die dielektrischen Verluste durch Verwendung verlustanner
Dielektrika klein zu halten. Insbesondere ist es bekannt, die Isolierung von Hochspannungskabeln
aus Polyäthylen herzustellen, das einen Verlustfaktor von etwa 0,3 - 10-3
hat, gegenüber dem getränkter Papierisolierungen von etwa 3 - 10-3.
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Da sich Polyäthylen strangpressen läßt, ist die HersteRung solcher
Isolierungen außerdem wirtschaftlicher als diejenige entsprechender Papierisolierungen.
Wegen der mit statistischer Häufigkeit auftretenden Fehlstellen in stranggepreßten
Isolierungen, die bei höheren Spannungen zur Koronabildung und folgenden Zerstörung
der Isolierung führen können, ist die Anwendung stranggepreßter Polyäthylenisolierungen
jedoch noch auf den Mittelspannungsbereich beschränkt.
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Um die günstigen Eigenschaften des Polyäthylens auch im Bereich höherer
Spannungen auszunutzen, ist es bekannt, Kabelisolierungen in Analogie zu Papierisolierungen
aus lagenweise gewickelten Bändem aus Polyäthylenfolie herzustellen. Da diese Folien
für die bekannten Tränkmittel, vorzugsweise Isolieröle, undurchlässig sind, müssen
bei diesem Verfahren Vorkehrungen getroffen werden, um die beim Wickeln unvermeidbar
entstehenden Hohlräume mit Tränkmittel ausfüllen zu können. Zu diesem Zweck werden
für das Tränkmittel künstliche Kanäle geschaffen, sei es durch Verwendung gerippter
oder gewellter Folien, sei es durch die besondere Wicklung der Lagen und deren gegenseitige
Anordnung. Diese Lösungen der Aufgabe sind jedoch technisch nicht befriedigend und
unwirtschaftlich. Es ist daher üblich, im Bereich höchster Spannungen die Kabelisolierung
unter Druck zu setzen (Gas- bzw. Ölinnendruckkabel, Außendruckkabel), womit wiederum
ein hoher technischer und wirtschaftlicher Aufwand verbunden ist.
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Es sind auch bereits Faserstoffbänder bekannt, die mit Polystyrol
getränkt sind, jedoch für z. B. ein Isolieröl nicht durchlässig sind.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Hochspannungskabel
zur Verwendung oberhalb 400 kV derart zu gestalten, daß eine Isolierung bei
einfachem Aufbau einen möglichst geringen Verlustfaktor aufweist und für ein Tränkmittel
durchlässig ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Adern bzw. Seelen mit
polyolefinhaltigen, tränkbaren Faserstoffbändern mit einem Verlustfaktor:2##
1 - 10-3 bewickelt sind.
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Dabei ist es vorteilhaft, zur Bindung der das Vlies i bildenden Polyolefinfasern
Zellstoffasern zu verwenden. Maßgebend ist, daß die Faserstoffbänder einen Verlustfaktor
kleiner als 1 - 10-3 aufweisen. Da der Verlustfaktor des Isolieröls einen
Wert von etwa 1 - 10-3 hat, ist dann erreicht, daß der Verlustfaktor der
mit Öl getränkten, gewickelten Isolierung nicht größer als 1 - 10-3
ist, was gegenüber den bekannten getränkten Papierisolierungen einen wesentlichen
Fortschritt bedeutet.
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Es ist auch möglich, den Polyolefinanteil zwischen 10011/o und dem
Wert zu variieren, der auf den höchstzulässigen Wert des Verlustfaktors, also
1-10-3, führt. Ferner können für den Polyolefinanteil beliebige geeignete
Homo-Polyolefine sowie Misch- und/oder Kopolymerisate von Polyolefinen verwendet
werden.
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Selbstverständlich kann die Erfindung auch für Starkstromkabel im
Nieder- und Mittelspannungsbereich Anwendung finden.
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Als weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen polyolefinhaltigen Faserstoffbänder
ist zu erwähnen, daß sie gegenüber den bekannten Zellstoff-Papier-Bändem eine wesentlich
vergrößerte Reißfestigkeit aufweisen. Bemerkenswerterweise ist beispielsweise bei
einem Polyolefin-Zellstoff-Band, z. B. Polyäthylen-Zellstoff-Band, die Reißfestigkeit
in Längs- und Querrichtung gleich groß, während bei Kabelpapieren die Querreißfestigkeit
nur etwa halb so groß ist als die Längsreißfestigkeit. Dabei ist diese beim Polyolefin-ZeUstoff-Band
um etwa 50'% größer als beim Kabelpapier.
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Ferner ist die Dehnung des Polyolefin-Zellstoff-Bandes vielfach größer
als die des Kabelpapiers. Beide Eigenschaften, Reißfestigkeit und Dehnung, bewirken,
daß beim Biegen des im Polyolefin-Zellstoff-Band bewickelten Kabels ein Reißen der
Bänder sowohl in Längs- als auch in Querrichtung so gut wie ausgeschlossen ist.
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Die Saugfähigkeit des beschriebenen Polyolefin-Zellstoff-Bandes für
Wasser ist Null, für Kabelöl 9,5 mm nach 10 Minuten.
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Die entsprechenden Werte für ein Kabelpapier sind 15
mm für Wasser und 7 mm für Öl. Das mit Polyolefin-Zellstoff-Band
isolierte Kabel weist demnach gegenüber dem mit Kabelpapier isolierten Kabel Vorteile
bezüglich der Technologie des Trocknens und Tränken des Kabels auf.