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Druckdichte Garnitur für bewehrte Bleimantelkabel und Verfahren zu
ihrer Herstellung Ziel der erfindung ist eine auch bei hohen Drücken dichte Garnitur
für bewehrte Bleimantelkabel, bei der ein metallisches Garniturengehäuse mit der
Bewehrung verankert und die Verankerung mit Hilfe von Lötzinn festgelegt ist.
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sie erfindungsgemäße Garnitur ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Bewehrung an dem aus lötfahigem Blech bestehenden GarniturenGehäuse mit geschlossenenen
Ringen aus lötfähigem Blech verankert ist und daß das Garniturengehäuse, die Bewehrung
und die zur Verankerung dienenden Ringe mindestens in der Umgebung uer Stoßstelle
von Garniturengehäuse und Bleimantel von einem blasenfreien Gußkörper aus Lötzinn
umschlossen sind, dessen Wanddicke das Mehrfache der Dicke des Bleimantels beträgt.
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Die Garnitur nach der Erfindung ist nicht zu vergleichen mit Garnituren,
bei denen das Lötzinn in Form einer Schmierplombe aufgebracht wird. Bei Schmierplomben
fehlt nämlich die metallische diffusion, die bei der Erfindung durch den Guß und
die im Verhältnis zu den übrigen Teilen große Menge des Gußmaterials erreicht wird.
Diese große Zinnmenge sorgt fUr eine hinreichende Aufheizung, so daß eine einwandfreie
Lötverbindung zwischen dem gegossenen Zinn und den in das Zinn eingebetteten Metallteilen
zustande kommt.
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Din anderer wesentlicher Unterschied gegenüber einer Schmierplombe
besteht darin, daß bei der Erfindung keine Luft ein scLlüsse vorliegen, während
solche Lufteinschlüsse bei der herstellung einer ScLmierplombe praktisch unvermeidlich
sind.
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Daraus ergibt sich bei der Erfindung eine vielfach höhere Festigkeit,
zumal Schichten aufgeschmierten Lötzinns untereinander wesentlich schlechter haften
als en homogen vergossenes Lötzinn.
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Bei der Erfindung arbeitet man vorzugsweise mit einer nicht eutektischen
Lötzinnlegierung mit einem Intervall der Erstarrungstemperaturen von 2 bis 100C.
Man verhindert dadurch eine schlagartige Erstarrung des Gußkörpers und hat die Möglichkeit,
den Abkühlungsprozeß zu steuern.
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Wie schon erwähnt, liefert das Zinn bei der Erfindung mindestens den
größten Teil der Wärme, die für die Lötverbindung zwischen den Zinn unci dem Garniturengehäuse
sowie der Bewehrung und der Verankerung erforderlich ist. Deshalb sollte die Wandcicke
des Gußkörpers in Bereich der Stoßstelle mindestens 1/4 des burchressers des Bleimantels
betragen. Zur Wärmespeicherung kann ferner ein Steiger und/oder Anguß beitragen,
der etwa 1/10 des GuEkörpervolumens oder mehr ausmacht. Steiger und Anguß können
hierbei zusammenfallen. Außerdem ergibt ein derartig großer Steiger und/oder Anguß
eine vorteilhafte Möglichkeif zur steuerung der Abkühlung des Gußkörpers, die für
die Herstellung eines blasenfreien Gußkörpers wesentlich ist. Ein großer eiger sorgt
ferner für einen genügend großen Austrittsquerschnitt für Lufteinschlüsse.
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die ringe, die bei der Erfindung zur Verankerung dienen, sollten eine
Breite von mindestens 1/8 des Kabeldurchmessers und einen gegenseitigen Absland
von höchstens dem Dreifachen der Breite
haben. Sie sind zweckmäßig
in Richtung der Kabelachse am Garniturengehäuse festgelegt. Zu diesem Zweck kann
das Garniturengehause eine durch Sollen, Drücken oder dergleichen hergestellte Sickung
; aufweisen. Eine solche Sickung bietet eine bequeme Möglichkeit zur Festlegung
der Bewehrung, ohne daß dafür eine Verstärkung der Wandstärke des Garniturengehäuses
erforderlich ist. Deshalb kann das Garniturengehause beim Vergießen mit Lötzinn
gleichmäßig erwärmt werden, und man erhält überall eine gute Bindung zwischen dem
Garniturengehäuse und dem Gußkörper.
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die scTlon erwähnt, empfiehlt sich eine gesteuerte Abkühlung, um einen
blasenfreien Gußkörper zu erhalten. Die Abkühlung soll so erfolgen, daß die bei
der Erstarrung auftretende Volumenverringerung des Lötzinns durch nachfließendes
Lötzinn ausgeglich@n wercen kann. leichzeitig sollen in der Schmelze enttene @@äschen
die Möglichkeit haben, aus dieser zu entweicen. Zu d@esem Zweck wird der Gußkörper
von der das Kabelende umschließenden Stirnseite her so abgekühlt, daß der Steiger
zusetzt erstarrt. Unter Umständen kann der Steiger zu Beginn der Abkühlung noch
erwärmt werden, z.B. durch eine Gasflamme sowie durch Nachgießen von flüssigem Zinn.
Außerdem trägt es zur bes-Seren Bindung zwischen dem Gußmaterial und den darin angeordneten
Metallteilen bei, wenn Garniturengehäuse, Bewehrung und Verankerung vor dem Vergießen
erwärmt werden.
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Garnituren, wie sie vorstehend beschrieben sind, haben sich bei Versuchen
ausgezeichnet bewährt. Sie sind auch bei Dauerbeanspruchuns Drücken von 40 atü gewachsen,
ohne daß Undichtigkeiten auftreten. Mithin stellen sie ein einfaches und preisgünstiges
le:nent dar, mit dem Höchstspannungskabel mit einem Bleimantel druckdicht abgeschlossen
werden können. Der Abschluß ist nicht nur für Kabelendverschlüsse, sondern auch
für Muffen brauchbar,
die in Hochspannungskabeln mit sehr großen
Höhenunterschieden, z.B. in Kavernenkraftwerken, verwendet werden.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird an Hand der beiliegenden
Zeichnung ein Ausführungsbeispiel beschrieben, das in der Figur rechts der Mittellinie
in einem Schnitt dargestellt ist, während die linke Seite der Figur neben dem Umriß
des Gußkörpers eine Ansicht der Bewehrung und der Verankerung vor dem Vergießen
zeigt.
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ttit 1 ist als Ganzes ein Einleiter-Ölkabel für 60 kV mit einem Bleimantel
2 bezeichnet. er Bleimantel umgibt die von getränktem Hochspannungspapier gebildete
Isolierung des Leiters 3, der aus Profildrähten zusammengesetzt ist. Auf dem Bleimantel
des Kabels sitzen zur Bewehrung Flachdrähte 5. Sie sind dort mit einem Haltewendel
6 festgelegt. Zwischen Bewehrung und Bleimante ist ein Zruckschulz 7 vorgesehen.
Er besteht aus einem bandeisenartig aufgebrachten, nicht magnetischen Blechband
mit den Abmessungen 30 x 0,3 mm.
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Das Garniturengehäuse 10 besteht aus Messingblech mit 2,5 mm Dicke.
Es ist aus einem zylindrischen Teil 11 und einem konischen Teil 12 zusammengesetzt.
Die beiden Teile sind miteinander verschweißt. in Übergang vom zylindrischen zum
konischen Teil ist durch Rollen als Sickung eine Vertiefung 13 angebracht, die rechtwinkelig
zur Kabelachse um das Genäuse 10 herumläuft.
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Bas freie ce 14 des konischen Teiles 12 ist soweit aufgebördel@, daß
es den Bleimantel 2 mit wenig Spiel umschließt. er Zwischenraum zwischen dem aufgebördelten
Ende 14 und dem Bleimantel 2 ist mit einem geteilten Blechring 15 aus Messingblech
ausgefüttert.
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Wie die Figur erkennen läßt, ist der Kabelmantel etwa über die Länge
des konischen Teiles 12 in das Garniturengehäuse 10 hineingefainrt. Die Stoßstelle
zwischen dem Bleimantel und dem freien Ende 14 des Garniturengehäuses liegt deshalb
etwa um den Kabelaußendurchmesser von der freien Kante 16 des Kabelmantels entlernt.
Sie wird durch einen Wickel 18 aus Kupferdraht und einen Wickel 19 aus Teflonband
abgedichtet. Das Teflonband ist mit Kupfeidreht aul dem Garniturengehäuse 10 einerseits
und dem Kabelmantel 2 andererseits festgelegt.
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Die Bewehrungsdrähte 5 sind bei 20 vom Bleimantel abgehoben. Sie sind
ber etwa den halben Kabeldurchmesser parallel zum Kabel geführt. Dort überdecken
sie sechs Windungen 22 aus Kupferdraht, die den Druckschutz zwischen Bewehrung und
Bleimantel festlegen.
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Auf den Draht 22 werden die Bewehrungsdrähte 5 mit einem Bund 23 aus
Kupferdraht von 2 mm Durchmesser gepreßt. Sie sind dann konisch auseinandergebogen
und mit einem Drahtbund 25 in die Vertiefung 13 gepreßt. Die freien Enden sind um
einen Bund 26 gebogen. Durch diese Führung und Festlegung der Bewehrungsdrähte wird
ihre Lage beim späteren Verguß mit Lötzinn vorgegeben.
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Darüber hinaus erhalten die Bewehrungsdrähte eine Versteifung durch
drei geschlossene Ringe 27, 28 und 29, die über die Beue}lrungsdrahte 5 geschoben
werden. Die Ringe 27, 28 und 29 bestehen aus Messingblech mit einer Dicke von 2,5
mm und einer Breite von 15 mm. Mithin beträgt die Breite etwas weniger als 1/4 des
Bleimanteldurchmessers. Der Abstand zwischen den Ringen liegt, wie man sieht, etwa
in der gleichen Größe wie die Breite.
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Außerdem sind die Ringe mit Spanndrähten 30 an der Vertiefung 17 des
Garniturengehäuses festgelegt. Dadurch entsteht ein stabiler Käfig, der aus den
in richtung der Kabelachse verlaufenden Bewehrungsdrähten und den dingen 27, 28
und 29 zusammengesetzt ist.
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Der Käfig ist in eine blasenfreien Gußkörper 33 aus Lötzinn 50 eingebettet.
Dieser blasenfreie Gußkörper entsteht folgendermaßen: Die in den Gußkörper eintauchenden
Metallteile werden verzinnt.
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Dann werden sie mit Lötfett bestrichen und vor dem Gießen des Lötzinns
aul etwa 1300 vorgewärmt. Die äußere Kontur des Gußkörpers 33 wird durch eine in
der Figur nicht sichtbare Blechlorm bestimmt, die mit Lötzinn gefüllt wird. Um dabei
der in der Form vorhandenen Luft möglichst lange Gelegenheit zu geben, in Form von
Bläschen zu entweichen, ist ein großflächiger Steiger 35 mit einem großen Volumen
vorteilhaft, der beim Ausführungsbeispiel mit dem Anguß vereinigt ist. ie man sieht,
erstreckt sich der Steiger und Anguß 35 beim usführungsbeispiel über die halbe Ausdehnung
des Gußkörpers 33 in Richtung der Kabelachse. Seine Breitenabmessungen (quer zur
Kabelachse) sind zweckmäßig mindestens ebenfalls halb so groß wie der Gußkörper.
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lurch eine genügend große Wärmemenge wird nicht nur für eine einwandfreie
ILvtung der eingebetteten Teile gesorgt, sondern auch dafür, daß alle Gasblasen
durch das Zinnbad entweichen können. anschließend wird der Gußkörper gesteuert abgekühlt,
um Lunker zu vermeiden. Die @bkühlung beginnt von der das Kabelende umschließenden
Stirnseite 36, wo eine von Wasser durchflossene Kühlschlange an der Form angebracht
ist. Infolge der natürlichen Y1ärmeabfubr erstarrt von dort aus dann zunächst die
untere, dem Steiger und Anguß gegenüberleitende Seite des Gußkörpers. Durch Nachwärmen
wird der Steiger noch genügend flüssig gehalten, danit die bein Erstarren auftretende
Schrumpfung durch nachfließendes Lötzinn ausgeglichen werden kann.
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Wie man sieht, erstreckt sich der Gußkörper in Richtung der Kabelachse
über etwa das Dreifache des Kabeldurchmessers. Seine
Starke ist
im Bereich der Stoßstelle zwischen dem freien Ende 14 und dem Bleimantel 2 etwa
gleich dem halben Kabeldurchmesser.
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bei diesen Abmessungen ergibt sich eine Druckdichtigkeit noch für
brücke von mehr als 40 Atmosphären.
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In de i'igur ist die eine Hälfte einer symmetrischen Muffe darstellt.
. Die Erfindung kommt aber auch für andere Garnituren in Frage.
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1 Figur 10 AnsprücLe