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Endenabschluß für mit einem thermoplastischen Kunatetoff, insbesondere
mit Polyäthylen, isolierte Hochspannungekabel Es ist bekannt, zur Feldsteuerung
an den Enden von Masse-, Öl-oder luasdruckkabeln Kondensatorwickelkeulen aus mit
einem Isoliermaterial getränkten Papieren mit leitenden oder schwachleitenden Einlagen
2u verwenden. Der Einsatz derartiger Abschlußkeulen auch für Kabel mit einer Kunststoffisolierung,
also beispielsweise für polyäthylenisolierte Hochspannungskabel, bereitet jedoch
erhebliche Schwierigkeiten infolge der stark unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
der
| Kunststoffisolierung und des für den Endenabschluß verlfjendeten |
| Pa-pieres. Das gilt insbesondere dann, wenn bei Belastung des |
| Kabels stark wechselnde Temperaturen auftreten, wie es bei- |
| spielsweise beim Betrieb von Starkstromkabeln die Regel ist. |
| In diesem Fall vrerden nämlich: die auf der kunatatoffisolierten |
| ?abelader aufgebrachten Papiere über ihre Reißgrenze hinaus |
| gedehnt, so dafl dich Spalte bilden, in denen ein Längsdurch- |
| schlag zwischen der. Wickelkeule und der Kabelader eingeleitet |
| wird. |
| Ferner sind die Dielektrizitätskonatanten z.B. von mit einem |
| Isoliermaterial getränktem Papier und Polyäthylen so unter- |
| schiedlich, daß eine einwandfreie Peldsteuerung einer
aus Papier |
| bestehenden Wickelkeule auf einem polyäthylenisolierten Hoch- |
| epannungekabel nu:r*,schwer erreicht werden kann. Die Folge
davon |
| ist eine erhöhte elektrische Beanspruchung der Kabelisolierung. |
| Auch. hat man bereite zur Herstellung einer Abschlußkeule für |
| kunetotgtfieqlierte bel anstelle von Papier mehrere Lagen |
| aus einer schmalen Kunetatoffolle, beispielsweise aus schmalen |
| Polyäthyleribändern, vsrwendett die mit den feldsteuernden
Ein- |
| 14,gen und der Leiterisolierung des Hochepannungßkabels ver- |
| schweißt werden. Bei höheren Spannungen bereitet jedoch die |
| ei..hantfreieerscbr@rü$ der dicken Wickelkeulen große Schvrie- |
| rigkei.ten. Bi:t lügenweises Verschweißen schafft zwar weitgehend |
Abhilfe, es erhöht jedoch bei. schmalen Bändern die Gefahr der
Verschmutzung der einzelnen Zagen der Wickelkeule und führt außerdem zu langen Fertigungszeiten.
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Die genannten Schwierigkeiten werden durch die Erfindung überrunden.
Gemäß der Erfindung dient als Abschlußkeule ein rohrförmiger Körper, der aus einem
thermoplastischen Kunststoff besteht und der nach vorheriger beckung auf die Isolierung
des Leiters aufgeschrumpft ist. Beim Aufschrumpfen des rohrförmigen Körpers auf
die Isolierung des Leiters wird ein Druck auf die Leiterisolierung ausgeübt, so
daß sich eine innige Verbindung des rohrförmigen Körpers mit der Leitezisolierung
ergibt.@Ein solcher Endenabschluß erlaubt die Verwendung vorgefertigter Bauteile,
so daß kurze Montagezeiten auf der Baustelle erreicht werden.
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Vorteilhaft ist es auch, den rohrförmigen Körper mit der Isolierung
des Leiters zusätzlich zu verschweißen. Dabei kann der rohrförmige Körper aus mehreren
lagen einer Folie bestehen, deren Breite gleich der Länge der Abschlußkeule ist,
so daß die bei der Verwendung von schmalen bändern auftretenden Schwierigkeiten
vermieden sind. Das gilt inebesondere für den hierbei erforderlichen hohen Zeitaufwand
und der Möglichkeit des Einwickelns größerer Mengen Luft und Fremdkörper. Man kann
aber auch so vorgehen, daß bei einem aus mehreren Lagen einer Folie bestehenden
rohrförmigen Körper die ersten Lagen untereinander verschrveißt und anschließend
die weiteren Zagen aufgewickelt werden, so daß sich eine Abschlußkeule ergibt, die
auf
Zager gehalten und je nach Bedarf an der Montagestelle auf die
Leiterisolierung aufgeschoben und mit dieser verschweißt .werden kann.
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Besteht der rohrförmige Körper in Durchführung des Erfindungsgedankens
aus mehreren Zagen übereinander gewickelter Folien, so empfiehlt es sich, zur Verbesserung
der Verschweißbarkeit der Folien dem thermoplastischen Kunststoff 1 bis 10y6 flüssige
aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe zuzusetzen. Bei genügend hoher
Dosierung dieser Zusatzstoffe werden diese bei Raumtemperatur wieder ausgeschwitzt,
so daß etwa vorhandene Spalte oder Hohlräume zwischen den einzelnen Folien ausgefüllt
werden.
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In an sich bekannter Weise können in den als Abschlußkeule verwendeten
rohrförmigen Körper leitende Einlagen eingebettet sein. Zur. Sicherstellung einer
einwandfreien Verbindung zwischen diesen Einlagen und dem thermoplastischen Kunststoff
des rohrförmigen Körpers hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen Klebstoff,
beispielsweise auf der Basis eines Butadien-Styrol-Mischpolymerisates, zu verwenden.
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Die Erfindung sei an Hand der in den Figuren 1 und 2 als Ausführungsbeispiele
dargestellten Abschlußkeulen an polyäthylenisolierten Hochspannungskabeln näher
erläutert.
Der heiter 1 des Hochspannungskabels ist, wie in der
Figur 1 dargestellt, von der Isolierung 2 umgeben, die aus Polyäthylen besteht und
von dem leitenden Schirm 3 überdeckt ist. Als Endenabschluß ist die Absahlußkeule
¢- vorgesehen, die aus mehreren Lagen einer Polyäthylenfolie besteht, die vor dem
Aufwickeln auf die Isolierung 2 des Leiters 1 gereckt wird. Eine solche Reckung
der Folie hat zur Folge, daf> diese bei-an den Aufwickelvorgang sich anschließender
Erwärmung auf die Isolierung auf sdhrump-f- und damit mit der Isolierung des Leiters
eine innige Verbindung bildet. tim den Zeitaufwand zum Wickeln der Abschlußkeule
4 möglichst niedrig,zu halten und gleichzeitig die Gefahr des Einwickelns von Luft
und Fremdkörpern weitgehend herabzusetzen, ist die Breite der die A bschlußkeule
bildenden Polyäthylenfolie gleich der hänge der Abschlußkeule gewählt. Damit sich
nach dem Aufwickeln e.1-Folie und gegebenenfalls erfolgtem Verschweißen der einzelnen
.Lagen die in der Figur 1 dargestellte äußere Form des Endenabschlusses ergibt,
wird das dem metallischen Schirm 3 zugekehrte ende der Abschlußkeule et beispielsweise
durch Abraspeln konisch ausgebildet. Auf den konisch ausgebildeten Teil wird zur
Potentialsteuerung der leitende Belag 5 aufgebracht, der mit dem metallischen Schirm
3 verbunden und bis auf 'die Abschlußkeule q heraufgezogen wird.
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Anstatt die einzelnen Zagen der Polyäthylenfolie unmittelbar auf die
Isolierung 2 des Leiters 1 aufzuwickeln, kann man aauch so vorgehen, daß zunächst
einige Zagen der Folie mitein,nder verschweißt und anschließend auf ein so gebi,Idetes
Rähr
die restlichen Lagen aufgewickelt werden. Eine solche .voZgefertigte Abschlußkeule
kann auf Lager gehalten und nach Bedarf am Montageort über das Kabel geschoben und
nach dem Aufschrumpfen mit der Isolierung verschweißt vrerden.
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Zur Verbesserung der Verschweiftarkeit der einzelnen Lagen der verwendeten
Folie untereinander bzw. mit der Isolierung des Leiters werden dem Polienmaterial
1 bis 10% flüssige aliphatische oder aromatische Kahlenwasserstoffe, wie
Paraffinöl, Polyigohutylen bzii', nodecylbenzol oder niedermolekulare Destillü*!,-der
Friedel--Krafts--Synthese mit mehr als einem Benzolring im Molekül zugesetzt. Diese
Zusatzstoffe verbessern jedoch nicht nur die Verschweißbarkeit, sondern seri tzen
bei genügend hoher Doeieeung der Zusatsatoffe bei. Raumtemperatur diese-wieder aus,
so daß etwaige gebildete Spalte oder Hohlräume ausgefüllt werden. Infolge der guten
dielektrischen Eigenschaften homogenisieren diese Zusatzstoffe.mIthin die Abschlußkeule,
so daß Feldver- , E zerrungenAurch den Sprung der Dielektrizitätskonstanten an Spalten
oder Hohlräumen vermieden sind.
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Um ein Aufwickeln von mehreren hqpn einer Pdyäthylenfolie auf die
Kabelisolierung 2 zur Herstellung eines Endenabschlusses überhaupt zu vermeiden
und damit den Fertigungsaufwand weiter zu verringern, ist bei dem in der Figur 2
dargestellten Ausführungsbeispiel auf der den Leiter 1 umgebenden Isolierung 2 aus
Polyäthylen der ebenfalls aus Polyäthylen bestehende rohrförmige massive Körper
6 nach vorheriger Reckung aufgeschrumpft.
Diesem rohrförmigen Körper,
der als vorgefertigtes Bauteil verwendet werden kann, wird man zweckmäßxgerweise
bereits vor dem Aufschrumpfen auf die Isolierung 2 den Leiters 9 die in der Pigur
dargestellte Form geben, so daß Nachbearbeitungen entfallen. An seinem dem leitenden
Schirm 3 zugekehrten Ende ist der massive Körper 6 konisch ausgebildet und mit dem
leitenden 8elag.7 versehen, der sich an den metallischen Schirm 3 der Isolierung
anschließt.
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Zum Schutz des Polyäthylens den massiven Körpers6 gegen äußere $inflüese,
etwa zur Verhinderung einer Oxydation seiner Oberfiäche, dient der entsprechend
geformte zweite rohrförmige Körper 8, der auf den massiven Körper 6 aufgeschoben
ist. Als äußere Form und als zusätzlicher Schutz gegen Verunreinigungen, etwa durch
Staubpartikel., ist der transparente Schlauch 9 aus gelluloseacetat vorgesehen,
der gleichzeitig einen zusätzlichen Druck auf den massiven Körper 6 ausübt,@so daß
dieser infolge der beim Erwärmen einsetzenden Schrumpfung dicht mit der Isolierung
2 den Leiters verbunden wird. Ein solcher transparenter schlauch kann auch bei dem
in der Figur 1 dargestellter .AUsführungebeispiel. verwendet werden, indem
er nach dem Aufächrumpfen der Abschlußkeule auf die Isolierung 2 über diese herübergezogen
wird.
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Sind neben dem leitenden Belag 5 bzw. 7 in der Abschlußkeule leitende
Einlagen eingebettet, die zur Potentialsteuerung verwendet
werden,
so wird zur Sicherstellung einer einwandfreien Verbindung zwischen dem Polyäthylen
und den leitenden Einlagen ein Haftvermittler verwendet. Ein solcher Haftvermittler
kann beispielsweise äuf Metacrylsäurebasis aufgebaut sein. Solche Haftvermittler
kommen aber auch dann zur Anwendung, wenn auf bereits längere Zeit im Betrieb gewesene
Kabel aus Polyäthylen Garnituren aufgebracht werden sollen, die ebenfalls aus Polyäthylen
bestehen. Da die Oberfläche solcher Kabel nämlich meist schwach oxydiert ist, wird
zur Verbindung des schwachpolaren mit dem unpolaren Material eine Zwischenschicht
benötigt. So kann in diesen Fall ebenso wie zur Verbindung der leitenden Einlagen
mit dem Polyäthylen ein Klebstoff auf der Basis eines .Butadien-Styrol-Mischpolymerisates
vervtendet :werden, das mit einem Acryl-Peroxyd vernetzt ist.