DE1515871C - Hohlleiter für isolierte elektrische Starkstrom- oder Hochspannungskabel - Google Patents

Description

einadrige, ölgefüllte Kabel enthalten gewöhnlich einen Hohlleiter, dessen innerer Hohlraum über hydraulische Mittel mit einem Ausdehnungsgefäß, das Öl enthält, verbunden ist. Die Ölfüllung dient der Herstellung guter dielektrischer Eigenschaften. Das Ölausdehnungsgefäß oder der Öldruckbehälter dienen dazu, das Öl entsprechend der Ausdehnung oder Zusammenziehung des Ölvolumens in Abhängigkeit von den Temperaturschwankungen entweder in Richtung des Kabels fließen zu lassen oder umgekehrt das sich ausdehnende Öl in Richtung des Behälters fließen zu lassen. Die ursprüngliche Ausführung eines derartigen Hohlleiters bestand aus einer offenen Wendel aus Stahl- oder Aluminiumband, um die leitende Drähte gewickelt waren. Diese über die Bandwendel gewickelten leitenden Drähte hatten den Zweck, die Wendelform des Leiters aufrecht zu erhalten. Diese Ausführung erwies sich aber als verhätlnismäßig aufwendig bei der Herstellung, und im übrigen war der Durchmesser des fertiggestellten Kabels erheblich größer als es mit Rücksicht auf die innere Wendel erforderlich gewesen wäre.

Um diesen Mangel zu beseitigen, sind Hohlleiter gebaut worden, die aus einzelnen profilierten Drähten zusammengesetzt sind und im Inneren nicht mehr eine leitende Wendel enthalten. Kabel dieser Art haben sich für verhältnismäßig große Durchmesser als geeignet erwiesen. Für Kabel geringen Durchmessers war dieser Aufbau jedoch ungeeignet, weil solche Kabel eine derartig dünne Hohlleiterwandung besitzen und sich die einzelnen profilierten Drähte nicht mehr mit Sicherheit aneinanderfügen lassen. Es war daher schwierig, einen Kabelaufbau zu finden, der für diese Hohlleiter nicht die Gefahr in sich trug, bei der Einwirkung radikal gerichteter mechanischer Kräfte zusammengedrückt zu werden.

Zur Behebung dieser Mängel sind Kabel bekanntgeworden (schweizerische Patentschrift 224,284), die einen massiven Hohlleiter besitzen, der in seiner Wandung Löcher besitzt, die es gestatten,. daß das Öl vom Innern des Hohlrohres zur um das Hohlrohr herumgelegten Isolierung fließen kann. Diese Kabeltype ist sowohl für dickere als auch dünne Kabel geeignet. Der Nachteil dieses Kabelaufbaues ist es aber, daß die Löcher verhältnismäßig sehr eng_ beeinander angeordnet werden müssen, damit das Ol ohne wesentlichen Fließwiderstand durch die Löcher hindurch zirkulieren kann. Diese Zirkulation wird noch dadurch erschwert, daß die Isolierung die Löcher leicht verstopft. Ein weiterer Nachteil eines Kabels dieser Art ist es, daß die Herstellung der Löcher im Hohlleiter verhältnismäßig schwierig und aufwendig ist, zumal der Leiter nicht deformiert werden darf und Späne, die beim Bohren der Löcher entstehen, nicht in das Innere des Hohlleiters eindringen dürfen.

Die Erfindung will zunächst diese Mangel bei den bekannten Kabelausführungen beseitigen. Ferner wird auch ein einfaches und zweckmäßiges Herstellungsverfahren angegeben, mit Hilfe dessen die Löcher in

t~~der Wandung des Hohlleiters angebracht werden können. Der neue Kabelaufbau soll dabei einen mög-

liehst geringen Fließwiderstand für das Öl im Kabel berücksichtigen.

Die Erfindung betrifft einen Hohlleiter für isolierte elektrische Starkstrom- oder Hochspannungskabel mit ölimprägnierter oder gasgefüllter Papierisolation, der aus einem langgestreckten, nahtlos gezogenen Rohr kreisförmigen Querschnitts besteht, welches entlang seiner gesamten Länge mit einer Vielzahl, den Öl- bzw. Gasaustausch zwischen Hohlleiter und Isolation gewährleistenden Löchern versehen ist.

Erfindungsgemäß sind die Löcher in der Hohlleiterwand auf der Sohle einer oder mehrerer parallel zur Hohlleiterlängsachse verlaufender Nuten in der Außenfläche des Hohlleiters angebracht und auf dem derart ausgebildeten Hohlleiter ist ein leitendes oder halbleitendes öl- bzw. gasdurchlässiges Band aufge-. wickelt. Auf diese Weise ist die Ölzirkulation gesichert, und es wird hierzu nur eine wesentlich geringere Anzahl von Löchern benötigt. Im übrigen ist die Herstellung "der Löcher dadurch sehr vereinfacht, daß '50 am Ort der Löcher die Wandstärke sehr dünn ist.

Es hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der mit Nuten versehene Hohlleiter in einem Arbeitsgang auf einer Metallpresse hergestellt wird. In diesem Falle bekommt das Mundstück der Metall-5 presse eine entsprechende, die Nuten erzeugende Form. Dieses Verfahren ist besonders für einen Aluminiumleiter vorteilhaft, wenn dieser mittels einer modernen Aluminiumpresse ausgespritzt wird.

Um die Löcher in dem Hohlleiter anzubringen, hat es sich als leichter und billiger erwiesen, ein Preßoder Stanzwerkzeug zu verwenden anstelle von Werkzeugen, die Späne abheben. Durch die Vermeidung von Metallspänen bei der Fertigung wird die Betriebssicherheit des Kabels wesentlich erhöht. Als sehr geeignet hat sich ein Lochwerkzeug erwiesen, das aus einer Rolle besteht, die am Umfang eine Anzahl gehärteter Spitzen besitzt. Diese Spitzen durchstechen beim Entlangfahren der Rolle auf dem Boden der

Nute die Rohrwandung. Durch die Anwendung von nicht spangebenden Werkzeugen ist auch die Gefahr beseitigt, daß Späne die Löcher verstopfen, sich in der Isolierung verhaken und damit das elektrische Feld verzerren und sich schließlich an einem niedrig gelegenen Platz des Ölsystems ablagern, wo sie den Öldurchfluß teilweise oder auch ganz versperren kön

Die Erfindung wird nun anhand der Figuren 1 bis 3 der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellen, näher erläutert.

Fig. la ist ein Querschnitt des Hohlleiters gemäß der Erfindung.

Fig. Ib zeigt die Seitenansicht des Leiters perspektivisch.

F i g. 2a zeigt, wie die Löcher durch ein rollenartiges Werkzeug in dem Leiter angebracht werden.

Einen Querschnitt dieser Einrichtung nach Fig. 2a zeigt die F i g. 2b.

Fig. 3 schließlich zeigt einen Querschnitt durch den Hohlleiter gemäß der Erfindung und zwei auf ihm angeordnete Lagen aus profilierten Drähten. Die um diese Drähte herumgelegte Isolierung ist in der Figur fortgelassen.

In Fig. 1 stellt 2 den Hohlleiter dar, der den Hohl-^ kanal 1 umgibt Dieser Hohlkanal 1 ist__mit denf nicht gezeigten Ausdehnungsgefäß für das Öl verbunden. Der Hohlleiter 2 kann aus jedem geeigneten ' Leitermaterial hergestellt werden. Die rechteckig geformten Nuten 3 sind auf der Außenseite des Leiters parallel zur Achse angeordnet. Am Boden der Nuten 3 befinden sich die Löcher 4, durch die die Ölzirkulation zwischen dem Hohlkanal 1 und der um den Rohrleiter herumliegenden Isolierung erfolgt. Die Nuten 3 können jede beliebige Querschnittsform haben und sollen vorzugsweise parallel zur Hohlleiterlängsachse verlaufen. Sie können aber auch wendelförmig verlaufen.

Die F i g. 2a und 2b zeigen eine Einrichtung, mit der die Löcher eingestochen werden können. Die Einrichtung besteht aus drei Rollen 5, die bei 6 zweckmäßig gehärtete Spitzen tragen. Diese Spitzen können jede beliebige Form haben, also konisch rund oder flächig als drei- oder vierseitige Pyramide. Der Lochungsvorgang kann in Zusammenwirken mit der Metallpresse erfolgen oder auch zu einer späteren Zeit. Die Anzahl der Rollen soll der Anzahl der Nuten gleich sein, und sie sollen in der Einrichtung so angeordnet werden, daß die Spitzen senkrecht auf den Nuten stehen.

Wenn die Nuten während des Metallpreßverfahrens hergestellt werden, so neigt der Hohlleiter dazu, eine von der Kreisform abweichende Gestalt anzunehmen, weil die Wandstärke durch die aufgebrachten Nuten geschwächt wird. In einem solchen Falle soll der Leiter schon während des Preßvorganges oder auch getrennt von ihm wieder in die kreisringförmige Gestalt gebracht werden. Dies kann geschehen, indem der Hohlleiter durch ein Rollenpaar oder dergleichen geführt wird, deren Laufflächen Kreisform haben, oder aber der Hohlleiter wird durch einen kreisförmigen Nippel hindurchgezogen. Wenn die Nuten eine Wendelform haben sollen, so können diese zweckmäßig durch ein rotierendes Werkzeug während des Preßvorganges erzeugt werden.

Zur Vermeidung einer übermäßig hohen Feldstärke an den Kanten der Nuten ist ein öldurchlässiges Band aus leitendem oder halbleitendem Material auf den Hohlleiter aufgewickelt. Hierzu eignet sich z.B. Papierband, das mit Ruß imprägniert oder bestrichen ist und das als halbleitendes Band in der Kabelindustrie vielfach verwendet wird.

Wenn Kabel für sehr starke Ströme hergestellt werden sollen, so ist es nicht zweckmäßig, einen Hohlleiter zu verwenden, der nur aus einem massiven Hohlleiter mit Nuten besteht. In diesem Falle ist es zweckmäßig, eine oder mehrere Lagen von profilierten oder kreisförmig gewölbten Drähten auf die Oberfläche des Hohlleiters aufzuseilen. Auf diese Weise wird der elektrische Querschnitt des Leiters beliebig vergrößert, ohne die Vorteile der Erfindung zu beeinträchtigen. Einen Querschnitt durch einen derartigen Leiter zeigt die Fig. 3. Auf dem Hohlleiter 2 sind zwei Lagen 7 und 8 aus profilierten Drähten angeordnet, durch die der elektrische Querschnitt des Leiters wesentlich erhöht wird. Diese profilierten Leiter werden, wie in der Kabelindustrie üblich, zweckmäßig wendelförmig aufgeseilt. Hierbei kann die Verseilrichtung in beiden Lagen gleich oder einander entgegengesetzt sein. In der Fig. 3 haben die profilierten Leiter eine trapezoidale Querschnittsform. Es ist aber auch jede andere geeignete Querschnittsform verwendbar.

Obwohl das Kabel gemäß der Erfindung besonders für ölgefüllte Einzelkabel geeignet ist, so kann es doch mit Vorteil auch für mit Gasdruck gefüllte Einzelkabel angewendet werden. Wenn Gasfüllung verwendet wird, so braucht der Leiter nicht überall mit Löchern versehen zu werden, da das Gas mit Leichtigkeit entlang der Nuten fließen kann. In solchen Anlagen ist der .Hohlkanal im rohrförmigen Leiter mit ,einer Einrichtung verbunden, die eine gekühlte Flüs-" sigkeit oder ein gekühltes Gas durch die Anlage schickt, damit durch ausreichende Abfuhr der Stromwärme eine verhältnismäßig höhere Belastung des Kabels möglich ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Hohlleiter für isolierte elektrische Starkstromoder Hochspannungskabel mit ölimprägnierter oder gasgefüllter Papierisolation, der aus einem langgestreckten, nahtlos gezogenen Rohr kreisförmigen Querschnitts besteht, welches entlang seiner gesamten Länge mit einer Vielzahl den Öl- bzw. Gasaustausch zwischen Hohlleiter und Isolation gewährleistenden Löchern versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in der Hohlleiterwand auf der Sohle einer oder mehrerer parallel zur Hohlleiterlängsachse verlaufender Nuten in der Außenfläche des Hohlleiters angebracht sind und auf dem derart ausgebildeten Hohlleiter ein leitendes oder halbleitendes öl- bzw. gasdurchlässiges Band aufgewickelt ist.

2. Hohlleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Lagen aus kreisrunden oder profilierten Metalldrähten auf den Hohlleiter aufgeseilt sind.

3. Verfahren zur Herstellung eines Hohlleiters nach Anspruch' 1, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Arbeitsgang auf einer Metallpresse hergestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, "daß die Löcher mittels mindestens eines rollenartigen Werkzeuges eingestochen werden·, das mit gehärteten Spitzen besetzt ist.