DE1465203A1

DE1465203A1 - Hochspannungsgasdruckkabel

Info

Publication number: DE1465203A1
Application number: DE19651465203
Authority: DE
Inventors: Johnson Oliver Sanders
Original assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Current assignee: Associated Electrical Industries Ltd
Priority date: 1964-08-11
Filing date: 1965-08-10
Publication date: 1969-01-16
Also published as: GB1108762A

Description

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ASßOCIATHD ELECTRICAL IHDUSERIES LIMITED, of 33» Grosvenor Place, London, S.V.1«

Bearbeiter: Dr. Ίϋ./r» Ti 20/030 Hochspannungsgasdruckkabe 1 ·

Die Erfindung bezieht eich auf HoobepannungagasdruokkabeX sum Betrieb bis beispielsweise 132 kV.

Bei den Versuchen, Hochspannungskabel nit annehmbaren Eigenschaften herzustellen, sind verschiedene Vorschläge bezüglich der Natur und der Anordnung von Abschlrmungs- und Isolierschichten« T7mante~ lung usw., gesacht worden. In verschiedener Hinsicht haben diese Vorschlage asu verbesserten Eigenschaften geführt, doch geht die Suche nach dar ideal·» Kabelkonetruktion weiter·

Durch dl· vorliegende Erfindung ergibt sich eine Hochspannungskabe!konstruktion, die varmtlich gegenüber den bisher vorgeschlagenen Konstruktionen ein· Verbesserung bedeutet· Gegenstand der Erfindung ist «in Hochspannungsgaedrttckkabel alt de» Kennzeichen, daß dl· bew» Jede Kabelseele aus einem Leiter, einer stranggeprefiten halbleitenden Kunststoffschicht als Abechirsuag des Leiters, •iner stranggepreSten Polyöl·üneehicht als Hauptisolation der Kabelseel·, einer weiteren stranggepreBten halbleitenden Kunststoffschicht und einer gasdurchlÄssigen Bandlage ale weiterer

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schirmung besteht, die τοη einem Alminiummantel umgeben ist, innerhalb dessen ein Hohlraum für inertes Isolierdrue&gas vorgesehen ist ο Der Aluminiummantel kann äußerlich noch gegen Kor·» rosion geschützt werden, indem man einen Überzug aus organ!scheu Material, z»B· stranggepreßteβ Polyvinylchlorid, aufbringt.

?Ür die Hauptisolationeschicht wird zweckmäßig ein vernetztes Polyolefinmaterlal verwendet, vorzugsweise Polyäthylen, welches durch Bestrahlung oder chemisch vernetzt ist ο Hierzu kann das Polyäthylen durch Bestrahlung mit Hoehenergi« elektronen in einem Arbeitsgang nach der Strangpressling vernetzt werden; ns kann aber auch nach Zusatz passender chemischer Substanzen in einem kontinuierlichen Vulkanisatlons- (b.B. Dampf immersions-) Vorgang vernetzt werden» der entwedax⁰ mit der Strangpressling gekoppelt oder nachher gesondert durchgeführt wird.

Bas für die beiden halbleitenden Schichten verwendete Material soll zu dem der Haupt Isolierschicht passen und mit diesem gut verbunden werden können, weshalb man vorzugsweise hierzu ein entsprechendes Polyoleflnmaterial nimmt, das mit BuS oder einem anderen paseenden leitenden Material versetzt ist, welches dem Material die erforderliche Halbleitfähigkeit vermittelt. Man Verwendet also bei einer Hauptisolationeschicht aus Polyäthylen

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halblei *?'»^de Schichten ve<rssugsweise aus Polyäthylen ait den entsprechenden Zusätzen,, Biese drei Schichten» d.h» die beiden halbleitenden Schichten und die HauptIsolationsschicht, können gleichseitig in einem einzigen StrangpreBvorgang auf den Leiter aufgebracht «erden, wie .in einem älteren Vorschlag beschrieben ist» wodurch sich eine feste Bindung zwischen den benachbarten Schichten ergibt ο

Der oder die Leiter des Kabele können aus Kupfer oder Aluminium bestehen und in irgendeiner passenden Form und Anordnung verwendet werden, wofür viele Beispiele an sich bekannt sind. Her Aluminiumkabelmantel, der durch Strangpressen oder nahtschweißen hergestellt werden kann, wird vorzugsweise zur Erzielung größerer Stärke und Biegefähigkeit gewellt. Dabei soll unter dem Begriff "Aluminium" wie üblich nicht nur reines Aluminium, sondern auch irgendeine Aluminiumlegierung verstanden werden«.

Das inerte Isoliergas wird üblicherweise nach der Installation des Kabele in den Hantel eingelassenο Dazu evakuiert man zunächst den Baum innerhalb des Hantele von Luft und läßt das Isoliergas, vorzugsweise Stickstoff oder Schwefelhexafluorid.oder eine Mischung hieraus, unter einem Druck von etwa. 50 bis 300 englische Pfund pro Quadratlnch in den evakuierten Baum eintreten, wodurch' eine inerte Umgebung geschaffen wird, die das Kabel- "befähigt,

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langseitig bei erhöhten Temperaturen ohne Oxydationsqualitätsminderung su arbeiten, weiche die Isolation in Luftatmosphäre -erleiden würde· Der Druck, unter dem das Isoliergas steht, ruft eine Diffusion des Gases durch das Polyäthylen oder andere Polyolefin der Hauptisolation hervor, welches etwa noch vorhandene Poren ausfüllt und so zur Erhöhung des Lebens des Kabels beifc trägt, indem es das Auftreten von Entladungen In solchen Poren verhindert· Darüber hinaus ermöglicht die Anwesenheit des Isoliergases unter Druck, wo das Installierte Kabel und Zusatzeinrichtungen ein System bilden, auch eine Verringerung der Dimensionen der Zusatzeinrichtungen.

Im folgenden wird ein Auefünrungsbeispiel der Erfindung hinsichtlich der Konstruktion einerseits und anschließend hinsichtlich der Herstellungsweise andererseits beschrieben· Die angegebenen Abmessungen eignete sich für ein Kabel, das mit 132 kV und 550 Amp " betrieben wird. Die* Abmessungen sind natürlich entsprechend absuwmdeln, wenn diese Werte für Spannung und Stromstärke andere sind

Sin 0,4 Quadrat inch« Innenleiter aus 61/0,103-Drihten, wird durch Strangpressen direkt mit einer Nehrfachsohioht umgeben, die aus einer inneren Schicht aus mit Rußsusats halbleitend gemachte» Polyäthylen, einer Zwischenschicht aus vernetzte« PoIy-

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äthylen and einer äußeren Schicht aus mit Bufisusats halbleitend gemachte« Polyäthylen besteht· Jede der halbleitenden Schichten hat eine Dicke von 0,025 inch und ist fest mit der Zwischenschicht verbunden, die eine Dicke von ungefähr 0,4 inch aufweist und die Hauptisolation darstellt. Die äußere halbleitende Schicht wird von einer Schicht aus leitendem oder halbleitendem Texti!trägerband umgeben» und »war vorzugsweise von einem halbleitenden Nylon band einer Dicke von etwa 0,007 inch, auf das Kupferband mit eine | Breitejroa etwa 1 inch und einer Dicke von etwa O₁004 inch wendelförmig aufgebracht wird. Die beiden letztgenannten Schichten stellen susammen eine Abschirmschicht dar und werden so aufgebracht, daß sie gasdurchlässig sind. Im Falle eines dreiadrigen Kabele werden drei der bisher beschriebenen Gebilde nach Umwicklung mit einem Band aus Baumwolle und daswischengewebten Kupferdrähten in einem rohrförmigen Aluminiummantel angeordnet* Dieses Band ist etwa 0,015 inch dick und stellt die elektrische Verbindung der Bandabschirmungen der einseinen Adern und der inneren , Oberfläche des umgebenden Aluminiummantels her«

Der Aluminiummantel ist etwa 0,8 inch dick und in bekannter Weise gewellt. Der AuBendurchmesser des Mantels 1st ungefähr 4,55 inches und der Innendurchmesser entspricht etwa dem des Kleinstkreises, mit dem max -Ue Anordnung der Adern umschreiben kann. Nach der gasdichten Installierung des Kabels einschließlich der

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Verbindungen und Endversrthiuaae wird es satt Inertem Isoliergas, ?.»B. Slic.V.rtoff _? unter eine» Druck von 200 englischen Pfund pro Quadrat inch gefüllt.

Herste l.lunRBbeiaple JL:

Der Kabelleiter wird durch eine Strungpreßmasohine mit drei konzentrischen Strangpreßdüsen geführt, wodurch die beiden haibleitenden Schichten und die isolierende Zwischenschicht gleichzeitig auf den Leiter aufgebracht werden, wie es z.B. in englischen Patent 967 567 beschrieben ist. Anschließend wird der Leiter mit den aufgepreßten Schichten langsam durch abgestufte Kühlbäder geführt, wobei dio 8t?rangpro3~ und Kühlbedingungen so abgestimmt gewählt werden, daß die gleichzeitig stranggepreßten Schichten eine innige Verbindung eingehen und sich während der Abkühlung keine Schrumpfporen entwickeln. Die strenggepreßten Schichten werden dann einer Vemetzungabehandiung unterworfen_; den so weit gefertigten leiter dnrcth einen Strahl von gleelektrcnen führt. Eine 20 000 000 rad-Bestrehluxissdrsis ruft einen ausreichenden Vemetsungsgrad hervor, um das nh.^rw.opX&H^i'· sehe Polyäthylen in ein Material vjßimwandeln, das air-«: b i erhöhten Temperaturen nisht ahmt weiteres deformiert, wie si* auftreten, wenn das Kabel im Betrieb überbeansprucht wird» Bluse Be~ Strahlungsdosis wird zweckmäßig dadurch er sie It, daß ksuq. den mit den drei Schichten beschichteten Leiter mehrfach, EoB. in einer 8-Schleife durch einen 10 mA Elektronenstrahl ttth:&\ der

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« auf 3 HeV beschleunigt ist, wobei die Mehr faehdurchi (ihr ung eine Gleichmäßigkeit der Verteilung der Bestrahlungsdosis durch die Isolation gewährleistet» Anschließend werden ein leitendes oder halbleitendes Textilträgerband undbin wendelförmiges Kupferband aufgebracht·

Drei solche Adern werden dann zusammengelegt, mit dem elektrisch verbindenden Band umwickelt und schließlich ummantelt, indes sie von eines Aluminiumrohr umgeben werden, das aus Aluminiusband durch Zusammenschweißen hergestellt wird. Das Schweißen wird am besten als Hochfrequenzwidei^standsschweißen durchgeführt·

7 Seiten Beschreibung 7 Patentansprüche 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

ASSOCIATED ELECTRICAL IHDUSTRIBS LHtITED, of 53» Grosvenor Place, London, SoV.1. Dr. Expl. Ti 20/030 Patentansprüche :

1. Hochspannungs-Gasdruckkabel, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Kabelseele aus einem Leiter, einer stranggepreßten halbleitenden Kunststoffschicht als Abschirmung dee Leiters, einer stranggepreßten Polyolefinschicht als Hauptisolation der Kabelseele, einer weiteren stranggepreßten halbleitenden Kunststoffschicht und einer gasdurchlässigen Bandlage als weiterer Abschirmung besteht, welche von einem Aluminiummantel umgeben ist, innerhalb dessen ein Hohlraum für inertes ieolierdruckgas vorgesehen ist·

2. Kabel nach Anspruch 1» dadurch gekonnzeichnet, daß das Polyolefinmaterial der Hauptisolation vernetzt ist·

3« Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das * Material der halbleitenden Abschirmungsschichten mit den der dazwischen liegenden Isolierschicht eng verbunden ist·

4. Kabel nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß das Material der halbleitenden Abschirmungsschichten auf dem gleichen Polyolefin, wie es in der Hauptisolation vorliegt, basiert und mit

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leitendem Material veraetst ist, βο daß eich eine Halbleitfähigkeit ergibt.

5. Kabel nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennxeichnet, daß die gasdurchlässige Bandlage aus einem halbleitenden Träger· band unter einer Lage aus wendelförmig aufgebrachtem Netallband besteht· ä

6. Verfahren sur Herstellung einem Kabele nach den Ansprüchen

1 bis 4 oder 1 bis 5« dadurch gekennseichnet_t daß auf den Leite: der bsw. Jeder Kabeleeele eine mehrfache Strangpreßschicht, nämlich eine innere halb leitende Polyolmfinschicht, eine mittlere isolierende Polyolefinsohieht und eine äußere halbleitende Polyolefinsehioht, unter enger gegenseitiger Bindung aufgebracht und anschließend vernetzt wird, daß darüber eine gasdurchlässige Bandlage als äußere Abschirmung der bsw. jeder Kabelseele angeordnet wird und daß die Kabelseele(n) von einem ' Aluminiummantel umgeben wird (werden), innerhalb dessen ein Hohlraum fur inertes Isolierdruckgas vorgesehen wird.

7· Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kabelseelen vor der Ummantelung sussmmengelegt und mit leitendem Gewebebend umwickelt werden, welches als elektrische Verbindung der äußeren Abschirmungsechichten der Kabelseelen unter einender uns^it dem Kabelmantel dient.

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