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Mehrleiter-Starkstromkabel Die Erfindung betrifft Mehrleiter-Starkstromkabel,
insbesondere Kabel, wie sie in Verbraucher- und Ortsnetzen Verwendung finden und
in den VDE-Normen für U =o,6 kV Niederschlag gefunden haben. Für diese im allgemeinen
drei Phasen aufweisenden Kabel besteht die Forderung, daß ein Schutz- bzw.
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Mittelpunktsleiter (Nulleiter) vorgesehen wird, der imstande ist,
in allen im Betriebe auftretenden Fällen die zwischen den Phasen auftretenden Ausgleichsströme
aufzunehmen. Außerdem wird von den Kabeln erwartet, daß sie.
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einen ausreichenden Berührungsschutz aufweisen, der verhindert, daß
bei Beschädigungen des Kabels z.B. mittels eines Werkzeuges der damit Hantierende
einen elektrischen Schlag erhält.
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Von den bekannten Kabeln ausgehend, bei denen der Nulleiter mit den
Phasenleitern verseilt und um dieses Vierleiterkabel eine den mechanischen Ansprüchen
genügende Bewehrung gelegt ist, ist mehr und mehr eine Kabelform üblich geworden,
bei welcher der Nulleiter nicht mehr mitverseilt sondern als konzentrischer Leiter
um die Phasenleiter herum aufgebracht wird. Bei derartig aufgebauten Kabeln ist
es möglich, beiden genannten Forderungen gerecht zu werden und zugleich den Vorteil
zu erzielen, daß das Kabel infolge der Verseilung von nur drei Leitern dünner wird,
als bei Kabeln, bei denen der Nulleiter mitverseilt ist. Dieser Aufbau bringt allerdings
die Notwendigkeit mit sich, daß der konzentrische Schirm die gleiche elektrische
Leitfähigkeit wie die Phasenleiter aufweist. Die Bedingung ist unschwer zu erfüllen,
soweit es sich um Kabel handelt, bei denen als leitendes Material Kupfer verwendet
wird. Geht man aus preislichen Gründen dazu über, Aluminium als Leitermaterial zu
verwenden, so ist man schon aus dem Grunde praktisch gezwungen, den konzentrischen
Nulleiter dennoch aus Kupfer herzustellen, weil für den Aluminiumleiter infolge
seiner konzentrischen Lage in erhöhtem Maße Gefahr besteht, daß die Drähte korrodieren
und den Anforderungen bezüglich Leitfähigkeit und mechanischer Festigkeit nicht
mehr genügen. Der der iDrfindung zugrunde liegende Gedanke beruht wie die folgenden
Ausführungen beweit,en, auf der überraschenden Erkenntnis, daß ein solches Kabel
bei der piiXt1ßchen Metallproisgestaltung unwirtschaftlich ist.
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2 Legt man für das Kabel einen Phasenleiterquerschnitt von 150 mm
Aluminium zugrunde, so ergibt sich bei dem bekannten Leitfähigkeitsverhältnis (57
für Kupfer zu 36 für Aluminium) von 1,58 für den konzentrischen Kupferleiter ein
2 äquivalenter Leiterquerschnitt von 95 mm . Pro Kilometer Kabel werden somit 450
x 2,7 = 1215 kg Aluminium und 95 x 8,9 = 845 kg Kupfer benötigt. Bei einem Preis
von 2,5 DlI/kg für Aluminium und 5,-DM/kg für Kupfer ergibt sich somit ein Preis
von 3050,-DM/km für die drei Aluminiumphasenleiter und von 4225,-DM/km für den konzentrischen
Nulleiter, somit also ein Gesamtaufwand von 7275,-DM/km.
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Demgegenüber ergibt sich fiir ein Kabel, bei dem der Nulleiter ebenfalls
aus Aluminium besteht und denselben Ouerschnitt wie die Phasenleiter aufweist, ein
Aufwand von 1620 kg/km und ein Preis von 4050,-DM/km.
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Das Kabel mit konzentrischen Kupfernulleiter weist somit einen nahezu
doppelten Preis für das leitende Material auf, ein Verhältnis, das infolge der stark
schwankenden Kupferpreise zeitweilig noch bedeutend ungünstiger gelegen hat.
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Die Erfindung macht von dieser Erkenntnis insofern Gebrauch, als
sie vorschlägt, für den Nulleiter ebenfalls Aluminium zu verwenden und ihn in gleicher
Weise auszubilden und zu verseilen wie die Phasenleiter. Infolge der Verwendung
eines gleichwertigen Nulleiters als Verseilelement, kommt der Bewehrung im wesentlichen
nur der Berührungsschutz und der mechanische Schutz zu, der von einer Stahldrahtbewehrung
bei entsprechender Ausbildung in ausreichendem Maße erfüllt wird. Da den bekannten
Bewehrungen in Form um das Kabel verseilter Stahldrähte der Mangel anhaftet, daß
das in den Muffen erforderliche Schneiden der Bewehrungsdrähte erhebliche Schwierigkeiten
verursacht, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, von der an sich bekannten Maßnahme
Gebrauch zu machen, die Bewehrungsdrähte mit reversiblem Drall zu verseilen, wobei
die Drähte auf dem Umfan des Kabelmantels parallel zu Kabelachse etwa sinusförmig
verlaufen.
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Die Erfindungsbesteht also darin, daß bei-Mehrleiter-Starkstromkabeln
gleichzeitig folgende Maßnahmen getroffen werden.
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1. Verwerdung von Aluminium für die Phasenleiter, 2. Verwendung von
Aluminium auch für den Schutz- oder Mittelpunktsleiter und Verseilung desselben
zusammen mit den Phasanleitern.
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3-. Verwendung einer Bewehrung, die aus mit reversiblem Drall verseilten
Stahldrähten besteht.
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Die Erfindung wird an IIand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels
näher beschrieben. Die Bezugszeichen 1,2,3 stellen die drei Phasenleiter dar, während
mit 4 der Nulleiter bezeichnet ist. Die vier Leiter bestehen aus Aluminium und zwar
in vorliegendem Falle aus massiven, sektorförmigen Strängen, die in geeigneter Weise,
vorzugsweise mit einer 1{tülle 5 aus Kunststoff isoliert sind. Die vier Leiter sind
miteinander verseilt und weisen eine gemeir.same Unhüllung 6, vorzugsweise aus Gummiregeneratmischung,
auf, die durch Extrudieren aufgebracht sein kann. Uber der Hülle 6 befindet sich
die Bewehrung aus verzinlcten Stahldrähten 7, die mit reversiblem Drall aufgebracht
sind, so daß sie auf dem Umfang des Kabels einen etwa sinusförmigen Verlauf aufweisen.
Die Bewehrung ist zweckmäßig von einer offenen Wendel 8 aus verzinktem Stahlband
zusammengehalten. Darüber befindet sich ein als Außenschutz dienender Mantel 9 z.B.
aus Kunststoff.
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Die Fig. 2 zeigt schematisch das Kabel in der muffe nach Entfernung
des AuSen- und des Innenmantels, wobei die Bewehrungsdrähte ohne geschnitten zu
werden abgehoben sind, so daß die isolierten Leiter freigelegt sind.
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Das Kabel gemäß der Erfindung weist eine Reihe von wesentlichen Vorteilen
auf, die von keinem des bisher üblichen Kabel erzielt werden. Es ist infolge der
Verwendung von Aluminium für die Phasenleiter und den Nulleiter und der Verwendung
von Stahl für die Bewehrung den Kabeln mit konzentrischem Nulleiter gegenüber wirtschaftlich
überlegen und unabhängig von dem starken Schwankungen unterliegenden Kupferpreis.
Durch den gleichen Aufbau des Schutz- bzw. Mittelpunktsleiters wie der drei Phasenleiter
ist die Verwendung der sogenannten Kompaktklemmen möglich, d.h. von Klemmen, bei
denen alle vier Leiter von einer gemeinsamen ringförmigen Schelle umfaßt werden,
in der voneinander isolierte Klemmschrauben durch die Isolierung der Leiter hindurch
mit diesen Kontakt machen. Es bedarf also nur des Anbringens einer Klemmvorrichtung
für alle vier Leiter.
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Die Montage der Muffen ist einfach, da die Bewehrung infolge der
Verwendung von reversiblem Drall nicht geschnitten zu werden braucht. Es ist in
bekannter weise nur notwendig, die Bewehrungsdrähte glattzustreichen und korbförmig
auseinanderzubiexen, um die Anschlüsse der Leiter herzustellen. Der Vorteil fällt
im vorliegenden Falle ganz besonders insGewicht da die Kabel gemäß der Erfindung
in erster Linie für Verbraucher und Ortsnetze.bestimmt sind, bei denen häufig in
kurzen Abständen z.B. Hausanschlüsse vorgenommen werden miicssen.
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Der Berührungsschutz ist durch die wellenförmige Bewehrung aus verzinkten
oder verzinnten Stahldrähten in ausreichendem Maße gegeben. Er ist infolge seiner
korrosionsfesten Ausbildung auch genügend dauerhaft, wie die Erfahrung an jahrzehntelang
in Betrieb befindlichen Kabeln bewiesen hat.
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Der Schutz- bzw. Mittelpunktsleiter ist durch die Ausbildung als
isolierter Leiter und den darüber befindlichen zweiten Mantel korrosionsfest ausgebildet
und durch die wellenförmige Stahldrahtbewehrung auch mechanisch gesichert.