DE1790102A1

DE1790102A1 - High-voltage cable with shielding arranged over the radiation protection

Info

Publication number: DE1790102A1
Application number: DE19681790102
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hove Cornelius Van; Lothar Werwitzke
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1968-09-11
Filing date: 1968-09-11
Publication date: 1972-01-20
Also published as: BE735383A; GB1238107A; CH493072A; NL6909663A; FR2017758A1

Description

Kabel -und Met allwerke Gutehoffnungshütte AktiengesellschaftCable and metal works Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

1 913 5.9.19681 913 September 5, 1968

Hochspannungskabel mit über dem Strahlungsschutz _angeordnet er Ab s c hi rmungHigh voltage cable with over the radiation protection _Arranged the s c h rmung

Bei Hochspannungskabeln werden aus unterschiedlichen elektrischen Gründen über der Isolierung, die beispielsweise aus einem geschichteten oder homogenen thermoplastischen Kunststoff bestehen kann, ein Strahlungsschutz und darüber ein Kupferschirm aufgebracht. Der Strahlungsschutz besteht in der Regel entweder aus einer Bandierung aus einem leitfähigen Material oder bei höheren Spannungen aus einem aufgespritzten leitfähigen homogenen Thermoplasten. Die letztere Ausführung hat den Vorteil, daß sich im Gegensatz zu der Bandierung keine Hohlräume zwischen deji Isolierung und dem Strahlungsschutz sowie auch innerhalb des Strahlungsschutzes bilden können. Die Abschirmung wid über dem Strahlungsschutz angeordnet und besteht beispdüsweise aus einer sich teilweise überlappenden Kupferbandbewicklung. Die Anzahl der Bänder» die Überlappung und die Dicke der Bänder hangt von verschiedenen Faktoren ab. Sie soll eine gewisse Biegebeanspruchung z.B. an Einführungen aushalten können, ohne daß sich Falten bilden oder scharfe Kanten durch den Strahlungsschutz in die Isolierung einkerben.In the case of high-voltage cables, for various electrical reasons, a radiation protection and a copper screen are applied over the insulation, which can consist, for example, of a layered or homogeneous thermoplastic material. The radiation protection usually consists either of a banding made of a conductive material or, in the case of higher voltages, of a conductive homogeneous thermoplastic sprayed on. The latter embodiment has the advantage that, in contrast to the banding, no cavities can form between the insulation and the radiation protection and also within the radiation protection. The shield is arranged over the radiation protection and consists, for example, of a partially overlapping copper tape wrapping. The number of bands, the overlap and the thickness of the bands depend on various factors. It should be able to withstand a certain bending stress, for example at lead-ins, without creases forming or sharp edges notching into the insulation due to the radiation protection.

Diese allgemein bekannten Ausführungen von Hochspannungskabeln mit Strahlungsschutz und Abschirmung haben jedoch auch gewisse Nachteile. Die Fertigung des Strahlungsschutzes und des Kupferscliirmes kann Tbei/der bandierten Ausführung zwar auf einer Bandieranlage durchgeführt werden, diese muß jedoch mit Mehrfachwand!erern ausgerüstet sein. Die Fertigungsgeschwindigkeit ist aus diesem Grunde sehr klein. Bei der Ausführung, bei der der Strahlungsschutz durch an sich bekannte Extruder aufgebracht wird, müssen zwei getrennte ArbeitsgängeHowever, these generally known designs of high-voltage cables with radiation protection and shielding also have certain disadvantages. The production of the radiation protection and the copper cladding can be carried out in the banded version on a banding system, but this must be equipped with multiple walls. For this reason, the production speed is very low. In the case of the execution in which the radiation protection is applied by extruder known per se, two separate work steps have to be carried out

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durchgeführt werden, die ein doppeltes Umwickeln, Transportieren usw. erforderlich machen. Ein weiterer )4 Nachteil dieser Konstruktion zeigt sich insbesondere bei der Auslegung des Kupferschirmes. Um ein^e möglichst flexible Kupferbandierung zu erhalten, werden nämlich möglichst dünne KupSerbänder eingesetzt. Da es aber aus elektrischen Gründen oft erforderlich ist, einen gewissen Leitquerschnitt zu erreichen, bedeutet dies eine mehrfache Bandierung oder aber einen Einsatz von dickeren Bändern, wodurch sich allerdings die oben beschriebenen Nachteile wie Steifigkeit, Einkerben der Isolierung usw. nicht vermeiden lassen.which require double wrapping, transportation, etc. Another) 4 disadvantage of this design is particularly evident in the design of the copper shield. In order to obtain a copper banding that is as flexible as possible, namely, the thinnest possible copper strips are used. However, since it is often necessary for electrical reasons, a certain conductor cross-section to achieve this means multiple banding or else the use of thicker tapes, which, however, reduces the disadvantages described above, such as rigidity and notching of the insulation etc. cannot be avoided.

Durch die Erfindung werden diese Nachteile bei einem Hochspannungskabel mit einem über der Isolierung angeordneten Strahlungsschutz, z.B. aus einem leitffähigen Lack, und einer darüber befindlichen Abschirmung zur Begrenzung des elektrischen Feldes aus einer metallischen Bewicklung überwunden. Gemäß der Erfindung sind in einer als Strahlungsschutz dienenden Schicht aus einem leitfähigen verformbaren Material über den gesamten Umfang verteilte, mittels einer reversierenden Umseilung aufgebrachte Drähte aus einem elektrisch gut leitenden Material eingebettet. Afi diese Weise ist es möglich, einen in sich geschlossenen Verband von Isolierung, Strahlungsschutz, Schirm und gegebenenfalls auch Außenmantel herzustellen. Abgesehen davon, daß hierbei auch Hohlräume im Bereich des elektrischen Feldes, die zu Glimmerschexnungen Anlaß geben können, vermieden sind, bietet dieser Aufbau eines Hochspannungskabels eine gute Flexibilität bei Biegebeanspruchungen. Diese ist auch dann gewährleistet, wenn aus elektrischen Gründen ein Schirm mit hohem Leitquerschnitt eingesetzt werden muß, d.h. entsprechend dem gewünschten Lextquerschnitt die Drahtdicke vergrößert wird. Infolge der mittels einer reversierenden Umseilung aufgebrachten Drähte ist nämlich eine Einschränkung bei der Auslegung des Leitquerschnittes für den Schirm nicht erforderlich.The invention eliminates these disadvantages in a high-voltage cable with a radiation protection arranged above the insulation, e.g. made of a conductive paint, and one above it Shielding to limit the electrical field from a metallic wrapping overcome. According to the invention are in an as Radiation protection serving layer of a conductive, deformable material distributed over the entire circumference, by means of a reversing roping applied wires from an electrically good conductive material embedded. Afi this way it is possible a self-contained association of insulation, radiation protection, Produce the shield and, if necessary, the outer jacket. Apart from that of the fact that in this case cavities in the area of the electric field, which can give rise to mica sex, are avoided this structure of a high-voltage cable gives good flexibility Bending stresses. This is also guaranteed if, for electrical reasons, a shield with a high conductor cross-section is used must be, i.e. according to the desired Lext cross-section the Wire thickness is increased. As a result of the means of a reversing In fact, when the wires are roped around, there is no need to restrict the design of the conductor cross-section for the screen.

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Ein weiterer Vorteil besteht darüber hinaus darin, daß z.B. bei Endverschlüssen der aus den einzelnen Drähten bestechende Schirm sehr leicht gefaßt und befestigt werden kann. Lötungen, wie bei einer Kupferbandierung sind damit vermieden.Another advantage is that, for example, in the case of terminations, the screen, which is made up of the individual wires can be grasped and fastened very easily. Soldering, as with copper banding are thus avoided.

Des weiteren ist es.möglich, ein gemäß der Erfindung aufgebautes Hochspannungskabel in einem Arbeitsgang zu fertigen. Zusätzliche Arbeitsgänge mit allen ihren Gefahrenmomenten, wie Verschmutzung en, Beschädigungen oder auch Lösen z.B. von Bandierungen durch das zusätzliche Auf- und Abwickeln lassen sich damit ausschalten. Außerdem kann in dem gleichen Arbeitsgang auch der Außehinantel gefertigt werden, so daß verhältnismäßig große Längen ohne Unterbrechung bzw. Verbindungsstellen hergestellt werden könnenoFurthermore, it is possible to use one constructed according to the invention Manufacture high-voltage cables in one operation. Additional Operations with all their hazards, such as pollution, Damage or loosening, e.g. of banding, due to the additional Winding and unwinding can be switched off. aside from that the outer dumbbell can also be manufactured in the same operation, so that relatively long lengths without interruption or connection points can be produced o

An sich ist es zwar bekannt, ein- oder mehradrige elektrische Kabel mit aus einzelnen Drähten verseilten konzentrischem Schutzleiter zu verwenden, bei denen die Einzeldrähte mittels einer reversierenden Umseilung aufgebracht sind. Auch ist bereits vorgeschlagen worden, die Einzeldrähte des mit in Abständen reversierender Umseilrichtung verseilten konzentrischen Leiters auf oder in einer die Drähte auf der Kabelseele festlegenden Masse aus einem elektronischen oder jonischen Halbleiter anzubringen. Diese Anordnungen betreffen jedoch Niederspannungs-Starkstromkabel, die sich in ihrem Aufbau und hinsichtlich ihres Verwendungszweckes wesentlich von den gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Kabeln unterscheiden.It is known per se, single-core or multi-core electrical cables to be used with concentric protective conductors stranded from individual wires, in which the individual wires are switched by means of a reversing Roping are applied. It has also already been suggested the individual wires of the reversing direction of rope at intervals stranded concentric conductor on or in a mass that defines the wires on the cable core from an electronic or to attach ionic semiconductors. However, these arrangements apply Low-voltage power cables, which differ in their structure and in terms of their intended use significantly from the according to Invention proposed different cables.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens kann als Strahlungsschutz ein aufgespritzter homogener Thermoplast oder auch ein geeigneter Elastomer verwendet werden. Der Strahlungsschutz kann aber auch aus einem gut verformbaren Band, das entweder aufbandiert oder längseinlaufend aufgebrahht wird, aufgebaut sein. Wesentlich bei derIn continuation of the inventive concept, it can be used as radiation protection a homogeneous thermoplastic sprayed on or a suitable elastomer can be used. The radiation protection can also be made from an easily deformable tape that is either taped on or running in lengthways is sprayed, be built up. Essential to the

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Verwendung von Bändern ist jedoch, daß die Verformbarkeit des Bandes so groß ist, daß eine Lage ohne Hohlräume entsteht und die Einlagerung der Drähte gewährleistet ist. Des weiteren ist es auch möglich, über den Drähten eine Wendel, z.B. aus Kupfer oder auch aus einem geeigneten Isoliermaterial aufzubringen. Oft kann es auch besonders vorteilhaft sein, über die jeweilige Drahtlage, daren Einzeldrähte mit reversierender Umseilung aufgebracht sind, eine Schicht aus einem leitfähigen homogenen Material,beispielsweise aus einem homogenen j£/£ leitfähigen Kunststoff anzuordnen, so daß die Drähte allseitig von dem leitfähigen Material umschlossen sind, d.h., eine geschlossene Einbettung zwischen dem Strahlungsschutz und dem Außenmantel erreicht wird.Use of tapes, however, is that the deformability of the tape is so large that a layer is created without cavities and the storage of the wires is guaranteed. Furthermore it is also possible To apply a helix, e.g. made of copper or a suitable insulating material, over the wires. Often it can also be special be advantageous over the respective wire layer, daren single wires are applied with reversing roping, one layer from a conductive homogeneous material, for example from a arrange homogeneous j £ / £ conductive plastic so that the wires are enclosed on all sides by the conductive material, i.e. a closed embedding between the radiation protection and the Outer jacket is achieved.

Die Erfindung sei an Hand des in den Figuren 1 bis 3 als Ausführungsbeispiel dargestellten Hnleiter-Hochspannungskabels näher erläuterteThe invention is based on the in Figures 1 to 3 as an embodiment illustrated Hnleiter high-voltage cable explained in more detail

Über dem mit der Leiterglättung 2 versehenen Leiter 1 des Hochspannungskabels ist, wie in der Figur 1 schematisch angedeutet, die Isolierung 3 aus einem thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise Polyäthylen.vorgesehen. Der über der Isolierung 3 angeordnete Strahlungsschutz 4 besteht aus einem aufgespritzten homogenen leitfähig gemachten Thermoplasten, in dem die Abschirmung 5 eingebettet ist. Diese Abschirmung besteht aus einzelnen mit reversierender Umseilung im Sinne einer sogenannten Ceanderverseilung aufgebrachten Einzenldrähten. Die beispielsweise aus Kupfer bestehenden Drähte können in ihrem Querschnitt an dem geforderten Leitquerschnitt der Abschirmung ohne weiteres angepaßt werden, so daß die überlicherweise notwendige mehrfache Bandierung oder der Einsatz von dickeren Bändern, die zu einer Erhöhung der Steifigkeit beim Einkerben der Isolierung und dergl. führen, vermieden sind.Above the conductor 1 of the high-voltage cable provided with the conductor smoothing 2 is, as indicated schematically in Figure 1, the insulation 3 made of a thermoplastic material, for example Polyethylene. The arranged over the insulation 3 Radiation protection 4 consists of a sprayed-on homogeneous conductive made thermoplastics, in which the shield 5 is embedded. This shield consists of individual with reversing Rope around in the sense of a so-called ceander distribution applied Single wires. The wires, for example, made of copper, can have the required cross-section of the conductor cross-section Shielding can easily be adapted so that the usually necessary multiple banding or the use of thicker bands, which lead to an increase in rigidity when notching the insulation and the like. Are avoided.

Abweichend von dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel, ist in der Figur 2 ein Einleiter-Hochspannungskabel beschrieben, bei dem über der Abschirmung 5 aus dem mit reversierender UmseilungDeviating from the embodiment shown in Figure 1, a single-conductor high-voltage cable is described in FIG the one above the shield 5 from the one with reversing rope wrapping

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aufgebrachten Drähten 6 eine Wendel 7 angeordnet ist. Diese Wendel kann als leitendes Element aus einem Kupferband oder aber auch als haltendes Element aus einem Isoliermaterial hergestellt sein. Eine solche ±xi der Figur als Band dargestellte Wendel kann aber auch aus Fäden, in Form eines Geflechtes oder dergl. aufgebracht werden.Applied wires 6 a helix 7 is arranged. This helix can be produced as a conductive element from a copper strip or else as a holding element from an insulating material. Such ± xi the figure as helical ribbon shown but may also consist of filaments in the form of a plait or the like are applied..

In der Figur 3 schließlich ist ein Hochspannungskabel beschrieben, bei dem über der Abschirmung 5 eine dichtaufliegende Lage 8 aus einem hohmogenen thermoplastischen Kunststoff, der auch leitend gemacht sein kann, aufgespritzt ist. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß die einzelnen Drähte 6 der Abschirmung 5 allseitig von dem*als Strahlungsschutz dienenden leitfähigen thermoplastischen Kunststoff und der äußeren Schicht 8, gegebenenfalls aus einem leitfähigen Material , eingeschlossen sind. Über derhomogenen Schicht aus dem ausgespritzten Material ist in der Figur 3 der beispielsweise ebenfalls £aus einem thermoplastischen Kunststoff oder einem geeigneten Elastomer bestehende Außenmantel 9 aufgebracht.Finally, in FIG. 3, a high-voltage cable is described, in which a layer 8 lying closely above the shield 5 a high-quality thermoplastic that is also made conductive can be, is sprayed on. In this way it is guaranteed that the individual wires 6 of the shield 5 on all sides from the * as Conductive thermoplastic plastic used for radiation protection and the outer layer 8, optionally made of a conductive material, are included. Over the homogeneous layer from the sprayed The material in FIG. 3 is, for example, also made of a thermoplastic synthetic material or a suitable elastomer existing outer jacket 9 applied.

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Claims

Cable and metal works GutehJJffnungshütte Aktiengesellschaft, 1 913 (θ 5.9.1968 patent claims

1. High-voltage cable with a radiation protection arranged over the insulation, for example made of a conductive coating, and a screen located above it to limit the electrical field from a metallic wrapping, characterized in that in a radiation protection layer of a conductive, deformable material over the TeA wires made of a material with good electrical conductivity are embedded across the entire circumference and are attached by means of a reversing rope wrapping. ¹

2. High voltage cable according to claim 1, characterized in that A sprayed-on homogeneous thermoplastic or an elastomer is used as radiation protection.

3 * high voltage cable according to claim 1, characterized in that A deformable, weakly or semiconducting tape is used as radiation protection.

4. High voltage cable according to claim 3 «characterized in that the tape is applied longitudinally.

5 · High voltage cable according to claim 5, characterized in that the tape is applied helically, optionally with an overlap is.

High-voltage cable according to claim 1, characterized in that one over the wires attached with reversing roping Layer made of a conductive material, for example from a homogeneous conductive plastic, is applied.

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