DE1540468C - Endenabschluß fur mit einem thermo plastischen Kunststoff, insbesondere mit Polyäthylen, isolierte Hochspannungskabel - Google Patents

Description

3ei der Montage von Endenabschlüssen für mit em thermoplastischen Kunststoff isolierte Hochjinungskabel ist es wegen des großen thermischen idehnungskoeffizienten der für die Isolierung von jhspannungskarein verwendeten Kunststoffe nicht dich, die für Masse-. Öl- und Gasdruckkabel beiten. aus getränktem Isolierpapier aufgebauten Wickelkeulen zu verwenden. Derartige Wickelkeulen kommen insbesondere dann nicht in Frage, wenn bei Belastung des Kabels stark wechselnde Temperaturen auftreten, wie es beim Betrieb von Starkstromkabeln die Regel ist. In diesem Fall wurden nämlich die auf, der kunststoffisolierten Kabelader aufgebrachten Papiere über ihre Reißgrenze hinaus gedehnt, so daß sich Spalte bilden, in denen ein Längsdurchschlag zwischen der Wickelkeule und der Kabelader eingeleitet wird.

Im übrigen sind die Dielektrizitätskonstanten von mit einem Isoliermaterial getränktem Papier und von beispielsweise Polyäthylen so unterschiedlich, daß eine einwandfreie Feldsteuerung einer aus Papier bestehenden Wickelkeule auf einem polyäthylenisolierten Hochspannungskabel nur schwer erreicht werden kann. Die Folge davon ist eine erhöhte elektrische Beanspruchung der Kabelisolierung. Zur Herstellung einer Abschlußkeule für kunststoffisolierte Kabel hat man bereits an Stelle von Papier mehrere Lagen aus einer schmalen Kunststoffolie, beispielsweise aus schmalen Polyäthylenbändern, verwendet, die miteinander verschweißt werden (ETZ-A 1964, S. 528). Bei höheren Spannungen bereitet jedoch die einwandfreie .Verschweißung der dicken Wickelkeulen große Schwierigkeiten. Ein lagenweises Verschweißen schafft hier zwar weitgehend Abhilfe, es erhöht jedoch bei schmalen Bändern die Gefahr der Verschmutzung der einzelnen Lagen der Wickelkeule und führt außerdem zu langen Fertigungszeiten.

Für Endverschlüsse von polyäthylenisolierten Hochspannungskabeln sind auch schon Bänder aus Kautschuk verwendet worden, die nach dem Wickeln zur Wickelkeule vulkanisiert wurden (französische Patentschrift 1399 469). Derartige Bänder sind jedoch wegen ihrer elektrischen Festigkeit für Hochspannungskabel nur begrenzt einsetzbar.

Weiterhin ist ein Endenabschluß für kunststoffisolierte Hochspannungskabel bekannt, bei dem die Abschlußkeule aus einem vorgefertigten Körper aus dem gleichen Material wie die Kabelisolierung besteht. Dieser vorgefertigte Körper, der an seinem dem Leiterende abgekehrten Ende konisch ausgebildet ist und bei dem das konische Ende mit einem leitenden ' Belag versehen ist, wird im erwärmten Zustand auf das Kabelende aufgeschoben und sitzt nach Abkühlung auf dem Kabelende auf (französische Patentschrift 1 377 353). Um hierbei einen festen Sitz zu erreichen, muß die Bohrung des vorgefertigten Körpers dem Durchmesser der jeweiligen Kabelisolierung sehr genau angepaßt sein.

Bei einem anderen bekannten Endenabschluß für kunststoffisolierte Hochspannungskabel wird die Abschlußkeule auf das Kabelende aufgespritzt (französische Patentschrift 1 408 279). Hierbei können jedoch Lufteinschlüsse sowohl zwischen dem Spritzkörper und der Kabelisolierung als auch innerhalb des Spritzkörpers, die gegebenenfalls zu Durchschlägen führen, nicht ausgeschlossen werden.

Im übrigen ist es zur Endenzubereitung von Adern mit geflochtener Metallhülle und mit einem über dieser Metallhülle befindlichen Geflechte aus einem Isolierstoff bekannt, Schrumpfschläuche zu verwenden, mit denen die geflochtenen Hüllen am Aderende in axialer Richtung mechanisch fixiert werden (USA.-Patentschrift 3 035 113). Weiterhin sind Hochspannungskabel bekannt, deren mehrlagig gewickelte Iso-

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lierung aus gereckten, bei erhöhter Temperatur In dem als Abschlußkeule verwendeten rohrförmi-

schrumpfenden Kunststoffbändern besteht (deutsche gen Körper können in an sich bekannter Weise lei-

Patentschrift 910 071). tende Einlagen eingebettet sein. Zur Sicherstellung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einer einwandfreien Verbindung zwischen diesen Ein-

Endenabschluß für mit einem thermoplastischen 5 lagen und dem thermoplatischen Kunststoff des rohr-

Kunststoff, insbesondere mit Polyäthylen, isolierte förmigen Körpers hat es sich als vorteilhaft erwiesen,

Hochspannungskabel zu schaffen, der sich einfach einen Klebstoff, beispielsweise auf der Basis eines

montieren läßt und der eine hohe Sicherheit gegen Bütadien-Styrol-Mischpolymerisates, zu verwenden,

das Auftreten von Glimmentladungen und Durch- Im übrigen ist die Einbettung von Metallteilen in

schlagen aufweist. ιό Kunststoff mit Hilfe eines Klebemittels an sich be-

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von kannt (deutsches Gebrauchsmuster 1818 142).
einem Endenabschluß aus, bei dem jede Ader von Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an einer Abschlußkeule umgeben ist, die aus einem vor- Hand der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Abgefertigten, auf die Aderisolierung mittels einer War- . schlußkeulen an polyäthylenisolierten Hochspanmebehandlung aufgeschrumpften Körper aus einem 15 nungskabeln näher erläutert.

thermoplastischen Kunststoff besteht. Gemäß der Er- Der Leiter 1 des Hochspannungskabels ist, wie in findung dient als Abschlußkeule ein rohrförmiger der F i g. 1 dargestellt, von der Isolierung 2 umgeben, Körper, der aus mehreren, miteinander verschweiß- die aus Polyäthylen besteht und von dem leitenden ten Lagen einer Folie aus einem thermoplastischen Schirm 3 überdeckt ist. Als Endenabschluß ist die Kunststoff besteht, dem 1 bis 10 % flüssige aliphati- 20 vorgefertigte Abschlußkeule 4 vorgesehen, die aus sehe oder aromatische Kohlenwasserstoffe zugesetzt mehreren Lagen einer Polyäthylenfolie besteht. Diese sind. Abschlußkeule wurde, nachdem sie zunächst als Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten En- rohrförmiger Körper aus mehreren Lagen einer PoIydenabschluß wird durch den Zusatz der aliphatischen äthylenfolie gewickelt und die Folien miteinander oder aromatischen Kohlenwasserstoffe eine hohe 35 verschweißt würden, gereckt. Diese Reckung, die zu Verschweißbarkeit der Folien untereinander gewähr- einem rohrförmigen Körper führt, dessen Innenleistet. Bei genügend hoher Dosierung dieser Zusatz- durchmesser etwas größer als der Außendurchmesser stoffe werden diese bei Raumtemperatur wieder aus- der Isolierung 2 ist, hat zur Folge, daß die Abschlußgeschwitzt, so daß etwa vorhandene Spalte oder keule nach dem Aufschieben auf das Kabelende unter Hohlräume zwischen den einzelnen Folien ausgefüllt 30 Einwirkung einer Erwärmung auf die Isolierung aufwerden. Beim Aufschrumpfen des rohrförmigen Kör- schrumpft und damit mit der Isolierung des Leiters pers auf die Isolierung des Kabels wird ein Druck auf eine innige Verbindung eingeht,
die Kabelisolierung ausgeübt, so daß sich eine innige Um bei der Herstellung der Abschlußkeule durch Verbindung des rohrförmigen Körpers mit der Kabel- Wickeln der Polyäthylenfolie den hierfür erforderliisolierung ergibt. 35 chen Zeitaufwand möglichst niedrig zu halten und Zur Herstellung des neuen Endenabschlusses ist gleichzeitig die Gefahr des Einwickeins von Luft und ein Verfahren besonders geeignet, bei dem der vorge- Fremdkörpern weitgehend herabzusetzen, ist die fertigte Körper vor der Wärmebehandlung, mit der er Breite der die Abschlußkeule bildenden Polyäthylenauf die Aderisolierung aufgeschrumpft wird, gereckt folie gleich der Länge der Abschlußkeule gewählt. , wird. Hierbei wird also eine bestimmte Form des vor- 40 Damit sich nach dem Aufbringen der Abschlußkeule gefertigten Körpers, die insbesondere durch einen ge- auf das Kabelende die in der F i g. 1 dargestellte äugenüber dem Durchmesser der Aderisolierung we- ßere Form des Endenabschlusses ergibt, wird das sentlich größeren Innendurchmesser charakterisiert dem metallenen Schirm 3 zugekehrte Ende der Abist, eingefroren. Bei der anschließenden Wärmebe- schlußkeule4 beispielsweise durch Abraspeln kohandlung versucht der rohrförmige Körper, seine ur- 45 nisch ausgebildet. Auf den konisch ausgebildeten Teil sprüngliche Form wieder zu erlangen. Da der Innen- . wird zur Potentialsteuerung der leitende Belag 5 aufdurchmesser des ungereckten rohrförmigen Körpers gebracht, der mit dem metallenen Schirm 3 verbunkleiner als der Durchmesser der jeweiligen Aderiso- den und bis auf die Abschlußkeule 4 herausgezogen lierung ist, schrumpft der rohrförmige Körper hierbei wird.

auf die Aderisolierung auf. 50 Bei der Herstellung der vorgefertigten Abschluß-Vorteilhaft ist es auch, den rohrförmigen Körper keule 4 kann man auch so vorgehen, daß zunächst mit der Kabelisolierung zusätzlich zu verschweißen. einige zu einem dünnen Rohr gewickelte Lagen der Dabei kann der rohrförmige Körper aus mehreren Folie miteinander verschweißt und anschließend auf Lagen einer Folie bestehen, deren Breite gleich der das so gebildete Rohr die restlichen Lagen aufgewik-Länge der Abschlußkeule ist, so daß die bei der Ver- 55 kelt werden. Eine solche vorgefertigte Abschlußkeule wendung von schmalen Bändern auftretenden kann auf Lager gehalten und nach Bedarf am Monta-Schwierigkeiten vermieden sind. Das gilt insbeson- geort über das Kabel geschoben und nach dem Aufdere für den hierbei erforderlichen höhen Zeitauf- schrumpfen mit der Isolierung verschweißt werden,
wand und für die Möglichkeit des Einwickeins größe- Zur Verbesserung der Verschweißbarkeit der einrer Mengen Luft- und Fremdkörper. Man kann aber 60 zelnen Lagen der verwendeten Folie untereinander auch so vorgehen, daß bei einem aus mehreren Lagen bzw. mit der Isolierung des Leiters sind dem Folieneiner Folie bestehenden rohrförmigen Körper die er- material 1 bis 10 °/o flüssige, aliphatische oder aromasten Lagen untereinander verschweißt und anschlie- tische Kohlenwasserstoffe, wie Paraffinöl, Polyisobußend die weiteren Lagen aufgewickelt werden, so daß tylen oder Dodezylbenzol oder niedermolekulare sich eine Abschlußkeule ergibt, die auf Lager gehal- 65 Destillate der Friedel-Kraft-Synthese mit mehr als ten und je nach Bedarf an der Montagestelle auf die einem Benzolring im Molekül zugesetzt. Diese Zu-Leiterisolierung aufgeschoben und mit dieser ver- satzstoffe verbessern nicht nur die Verschwcißbarschweißt werden kann. - keit, sondern schwitzen bei genügend hoher Dosie-

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rung der Zusatzstoffe bei Raumtemperatur diese wie- wärmen einsetzenden Schrumpfung dicht mit der Isoder aus, so daß etwaige gebildete Spalte oder Hohl- lierung 2 des Leiters verbunden wird. Ein solcher räume ausgefüllt werden. Infolge der guten dielektri- transparenter Schlauch kann auch bei dem in der sehen Eigenschaften homogenisieren diese Zusatz- Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet stoffe mithin die Abschlußkeule, so daß Feldverzer- 5 werden, indem er nach dem Aufschrumpfen der Abrangen durch den Sprung der Dielektrizitätskonstan- schlußkeule auf die Isolierung 2 über diese herüberten an Spalten oder Hohlräumen vermieden sind. gezogen wird.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbei- Sind neben dem leitenden Belag5 bzw. 7 in der

spiel ist auf die den Leiter 1 umgebende Isolierung 2 Abschlußkeule leitende Einlagen eingebettet, die zur

aus Polyäthylen ebenfalls ein aus Polyäthylen beste- io Potentialsteuerung verwendet werden, so wird zur Si-

hender, aus Folien aufgebauter Körper 6 nach vorhe- darstellung einer einwandfreien Verbindung zwischen

riger Reckung aufgeschrumpft. Dieser rohrförmige dem Polyäthylen und den leitenden Einlagen ein

Körper ist an seinem dem gleitenden Schirm 3 züge- Haftvermittler verwendet. Ein solcher Haftvermittler

kehrten Ende ebenfalls konisch ausgebildet und mit kann beispielsweise auf Metacrylsäurebasis aufgebaut

dem leitenden Belag 7 versehen, der sich an den me- 15 sein. Solche Haftvermittler kommen aber auch dann

tallenen Schirm 3 der Isolierung anschließt. zur Anwendung, wenn auf bereits längere Zeit im Be-

Zum Schutz des Polyäthylens des rohrförmigen trieb gewesene Kabel aus Polyäthylen Garnituren Körpers 6 gegen äußere Einflüsse, etwa zur Verhin- aufgebracht werden sollen, die ebenfalls aus PoIyderung einer Oxydation seiner Oberfläche, dient der äthylen bestehen. Da die Oberfläche solcher Kabel entsprechend geformte zweite rohrförmige Körper 8, ao nämlich meist schwach oxydiert ist, wird zur Verbinder auf den rohrförmigen Körper 6 aufgeschoben ist. dung des schwachpolaren mit dem unpolaren Mate-AIs äußere Form und als zusätzlicher Schutz gegen rial eine Zwischenschicht benötigt. So kann in diesem rf Verunreinigungen, etwa durch Staubpartikeln, ist der Fall ebenso wie zur Verbindung der leitenden Einla- ^ transparente Schlauch 9 aus Zelluloseacetat vorgese- gen mit dem Polyäthylen ein Klebstoff auf der Basis hen, der gleichzeitig einen zusätzlichen Druck auf den as eines Butadien-Styrol-Mischpolymerisates verwendet Körper 6 ausübt, so daß dieser infolge der beim Er- werden, das mit einem Acryl-Peroxyd vernetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. EnaenabschinS für mit einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere mit Polyäthylen, isolierte Hcciispannungskabel, bei denen jede Ader von einer Abscfalußkeule umgeben ist, die aus einem vorgefertigten, auf die Aderisolierung mittels einer Wärmebehandlung aufgeschrumpften Körper aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehe gekennzeichnet durch die Verwendung: eines rohrförmigen Körpers (4, 6), der aus mehreren miteinander verschweißten Lagen einer Folie aus einem thermoplastischen Kunststoff besteht, dem 1 bis 10 ⁰Zo flüssige aliphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe zugesetzt sincL

2. Endenaöschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der für den rohrförmigen Körper (4. 6) verwendeten Folie gleich der Länge der Abschlußkeule ist.

3. Endenabschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Körper (4. 6) an seinem dem Leiterende abgekehrten Ende konisch ausgebildet ist und daß das konische Ende mit einem leitenden Belag (5, 7) versehen ist.

4. EndenabscMuß nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Belag (7) von einer weiteren, vorzugsweise als Rohr (8) ausgebildeten Isolierschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff überdeckt ist.

5. Endenabschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Lagen leitende Einlagen eingebettet sind.

6. Endenabschhiß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Haftfähigkeit zwischen den leitenden Einlagen und den Lagen ein Haftvermittler,' beispielsweise auf Methacrylsäurebasis. verwendet ist.

7. Endenabschiuß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Lagen mit den metallischen Einlagen ein Klebstoff, beispielsweise auf der Basis eines Butadien-Styrol-Mischpoiymerisates verwendet ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Endenabschlusses nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem ein vorgefertigter Körper mittels einer Wärmebehandlung auf die Aderisolierung aufgeschrumpft wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgefertigte Körper (4, 6) vor der Wärmebehandlung gereckt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgefertigte Körper (4, 6) nach dem Aufschrumpfen auf die Aderisolierung (2) mit dieser verschweißt wird.