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Es ist bekannt, Kabel mit Gießharzgarnituren, wie Endverschlüssen,
Muffen usw., auszurüsten (deutsche Auslegeschrift 1141695). Bisher ließen sich solche
Gießharzgarnituren jedoch nur bei Kabeln mit einer Isolierung aus Papier oder Polyvinylchlorid
zur vollen Zufriedenheit anbringen. Bei Kabeln mit einer Polyäthylen-Isolierung
entstanden in Gießharzgarnituren dagegen Spalte zwischen den verschiedenen Stoffen,
die zu elektrischem Versagen führten.
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Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten bei Endverschlüssen für polyäthylenisolierte
Hochspannungskabel ist es bekannt, das Kabelende mit einer Abschlußkeule zu umgeben,
die aus einem in Form von Bahnen oder Bändern vorliegenden Gummi besteht und bei
der die Bahnen oder Bänder durch eine die Vulkanisation des Gummis bewirkende Wärmebehandlung
miteinander und mit dem Polyäthylen der Kabelisolierung fest verbunden sind. Diese
Abschlußkeule kann von einer Schutzschicht aus einem Gießharz umgeben sein (französische
Patentschrift 1399 469). Bei der Vulkanisation der Gummibänder dieses bekannten
Endenabschlusses gelangt man sehr leicht in einen Temperaturbereich, bei dem die
Kabelisolierung aus Polyäthylen schmilzt. Die Kabelisolierung kann hierbei infolge
des bei der Vulkanisation ausgeübten Druckes teilweise seitlich aus der Abschlußkeule
herausgedrückt werden. Beim Erkalten der Abschlußkeule und der Kabelisolierung entstehen
dann in dem Grenzgebiet zwischen Abschlußkeule und Kabelisolierung Hohlräume, wodurch
die Glimmbeständigkeit und die Durchschlagsfestigkeit der gesamten Isolierung herabgesetzt
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die elektrische Festigkeit
einer Gießharzgarnitur für polyäthylenisolierte Kabel, insbesondere Starkstromkabel,
zu verbessern.
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Gemäß der Erfindung wird zur Lösung dieser Aufgabe die Garnitur aus
einem elastifizierten Gießharz gegossen.
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Unter dem Begriff »elastifiziertes Gießharz« werden hierbei Gießharze
verstanden, die auf Grund ihrer chemischen Struktur weniger spröde als die üblichen
Gießharze, z. B. Polyesterharze, sind. Typische Vertreter solcher elastifizierten
Gießharze sind z. B. Gießharze auf Polyurethanbasis. Sie haben den Vorteil, daß
sie sich durch Polyaddition in sehr kurzer Zeit ausreichend verfestigen. Man kann
aber auch andere Harze verwenden, z. B. elastifizierte Polyesterharze oder elastifizierte
Epoxydharze, wenn es auf die Härtezeit nicht ankommt. Der Elastizitätsmodul sollte
in jedem Fall unter 10000 kg/cm2 liegen, während er für normale Gießharze 50000
kg/cm- und mehr beträgt. Besonders gute Ergebnisse erhält man jedoch mit elästifizierten
Gießharzen, deren Elastizitätsmodul kleiner als 1000 kg/cm2 ist und vorzugsweise
zwischen 10 und 100 liegt. Dabei kann der Elastizitätsmodul um so höher liegen,
je besser der Wärmeausdehnungskoeffizient des Gießharzes mit dem der Polyäthylenisolierung
übereinstimmt.
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Die elastifizierten Gießharze sind besser als die üblichen Harze in
der Lage, Längen- oder Volumenänderungen der Polyäthylen-Isolierung zu folgen. Auf
diese Weise wird vermieden, daß sich das Gießharz von der Polyäthylen-Isolierung
ablöst. Zusätzlich kann man zur Verbesserung der Haftung zwischen Polyäthylen-Isolierung
und Gießharz auf die Polyäthylen-Isolierung noch eine elastische Zwischenschicht
aufbringen. Zu diesem Zweck kann man z. B. ein geeignetes Band oder mehrere verschiedene
Bänder auf die Polyäthylen-Isolierung aufwickeln. Die elastische Schicht kann unter
Umständen mit der bei Kabelendverschlüssen bekannten Spannungssteuerung vereinigt
werden.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden an Hand
der Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele beschrieben, die in der einzigen Figur rechts
und links der Achse eines Kabels dargestellt sind. Es handelt sich in beiden Fällen
um einen Kabelendverschluß, der an sich rotationssymmetrisch ist.
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Das als Ganzes mit 1 bezeichnete Kabel ist ein Einleiter-Starkstromkabel
für Hochspannung, z. B. 30 kV, dessen Kabelmantel 2 in bekannter Weise z. B. als
Kunststoffmantel aufgebaut ist. Die Aderisolierung 3 besteht aus Polyäthylen mit
der am oberen Ende des Kabels sichtbaren Stärke. Der Wärmeausdehnungskoeffizient
des Polyäthylens beträgt im Raumtemperaturbereich etwa 600 - 10-6/°C. Auf den flexiblen
Kupferleiter 4 ist ein Anschlußbolzen 5 aufgelötet. Die Kabelabschirmung
6 zwischen der Aderisolierung3 und dem Kabelmantel 2 besteht aus Kupferbändern,
die auf einer dünnen, schwachleitenden Schicht auf der Aderisolierung aufgewickelt
sind.
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Auf die Aderisolierung 3 ist bei der rechts dargestellten ersten Ausführungsform
über die ganze Länge bis zum Kabelmantel eine elastische Schicht 7 aufgebracht,
die aus einem mit Zug aufgewickelten elastischen Isolierband besteht. Die elastische
Schicht kann unter Umständen aus mehreren Bändern bestehen, um insgesamt eine optimale
Haftwirkung bei guter Beständigkeit gegenüber dem Gießharz zu erreichen. Unter Umständen
kann auch ein Haftvermittler an Stelle des Isolierbandes verwendet werden. Auf die
elastische Schicht 7 ist ein Deflektor 8 aus halbleitendem Material geschoben, der
mit der Kabelabschirmung 6 elektrisch verbunden ist. Die Bandage 9 dient zur Anpassung
des Kabeldurchmessers an die Gießform.
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Über das Kabelende wird nach der geschilderten Vorbehandlung elastifiziertes
Gießharz 10 in bekannter Technik gegossen, so daß die aus der Figur ersichtliche
Kabelkeule entsteht. Das Gießharz ist ein Polyurethanharz mit einem Elastizitätsmodul
von 50 kg/cm 2 und einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten von 630 - 10-6/°C.
Es haftet auf der Schicht 7 und sorgt für einen spaltenfreien Abschluß des Kabelendes.
Insbesondere bei kleinen Abmessungen kann man auch auf die elastische Schicht 7
verzichten, weil die bei der Erfindung verwendeten elastifizierten Gießharze auch
bei Temperaturwechseln zu keinen störenden Spalten zwischen Aderisolierung und Gießharz
führen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel auf der linken Seite der Figur ist zusätzlich
zu der elastischen Schicht 7 eine Bewicklung 12 mit selbstverschweißendem Isolierband
vorgesehen. An dem dem Kabelmantel zugekehrten Ende ist am Rand der Bewicklung 12
zur Steuerung des elektrischen Feldes ein schwachleitendes Band 13 eingewickelt.
Darüber ist wie beim Ausführungsbeispiel auf der rechten Seite elastifiziertes Gießharz
10 gegossen, um die dargestellte Kabelkeule zu erhalten.