DE1996553U

DE1996553U - Papier isoliertes elektrische: kabel mit einem gewellten metallmantel und verfahren zu siener herstellung.

Info

Publication number: DE1996553U
Application number: DE1996553U
Authority: DE
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1967-05-23
Filing date: 1968-05-17
Publication date: 1968-11-14
Also published as: US3557301A; FR1549940A

Description

TELEGRAMME: KARPATENT KONIGSTRASSE 28 W.23o46/67 4/K P ;i 426/2Ic Gbir.

Pirelli Societa per Azioni, Mailand (Italien)

Papierisoliertes elektrisches Kabel mit einem gewellten Metallmantel.

Die Erfindung bezieht sich auf Starkstromkabel, v?elche mit Papier isoliert oind, das mit einer isolierenden Mischung imprägniert ist, die durch sehr dickflüssige Öle oder durch mit Harzen verschiedener Art gemischte Öle gebildet ist, und welche mit einer gewellten metallenen Schutzummantelung versehen sind.

Die Starkstromkabel, welche mit einer geschichteten und imprägnierten Isolation versehen sind, werden im allgemeinen mit einem extrudierten Metallmantel übersogen, der beispielsweise aus Blei oder aus Aluminium besteht.

Blei ist lange Zeit als geeignetes Material für extrudierte Ummantelungen zufolge seiner Streckbarkeit und

seiner Fähigkeit;, bequem extrudiert zu werden, verwendet
worden. Die Verwendung von Aluminium ist statt dessen erst { neueren Datums, da die Verwendung dieses Materials für ex- \ trudierte Ummantelungen durch moderne Verfahrenstechniken ■ möglich geworden ist. Aluminium wird gegenüber dem Blei ; wegen seiner beträchtlich höheren mechanischen Eigenschaften, seines geringeren spezifischen Gewichts, seines guten ; Widerstandes gegen Schwingungen und seines verminderten ! elektrischen Widerstandes vorgezogen. Jedoch haben die : Aluminiummäntel gegenüber den Bleimänteln eine geringere i Flexibilität, d.h. eine verschlechterte Fähigkeit, beträcht- ;' liehe Biegebeanspruchungen zu erleiden, ohne daß si.© in i ihrem Querschnitt Verformungen zeigen. Um daher dem Kabel | einen ausreichenden Widerstand gegen Verbiegungen zu er- I

teilen, sind in dem Aluminiummantel Wellungen vorgesehen,
oder er ist, wie man sagt, gewellt ausgebildet.

Der \rbeitsvorgang der Herstellung der Viellungen wird
im allgemeinen in einem Verhältnis zwischen der Tiefe und
'.,or Gewindesteigung der Wellungen, das größer als 1/7 ist,
".;.'. .'. r.it einer Tiefe ausgeführt, die zwischen 2,5 und '(.T:5 mn
Her.. (Das V/ort "Tiefe" bedeutet in diesem Fall eine Hälfte c s Wertes des Unterschiedes zwischen dem maximalen
Durci"iT.e3cer und dem minimalen Durchmesser im Querschnitt
des Kanteis).

Dieser Arbeitsvorgang birgt keinerlei Schwierigkeit
in sich, v:enr. die Kabel mit einer sehr dünnflüssigen Flüs-

sigkeit Imprägniert v/erden; wenn jedoch die Imprägnierung durch die oben angedeuteten Mischungen erfolgt, läßt dieser Arbeltsvorgang häufig einige Nachteile entstehen.

Es 1st bekannt, daß, um den Mantel mit Viellungen zu v/Fsehsr, dieser einleitend mit einem Durchmesser aufgebracht wird, der größer als der des Kabelkernes 1st, unr¹ dahor 1st zwischen dem Mantel und dem Kern ein nicht mit der Imprägniermlschung gefüllter Hohlraum vorhanden. Nach Herstellung der Wellung, wobei die Verminderung des Volumens der Mischung in kaltem Zustand in Betracht zu ziehen 1st, bleiben Zonen vorhanden, die nicht mit der Imprägniermischune s^^llt sind, und die infolgedessen an den äußersten Teilen der Wellungen mit Bezug auf den Kabelkern ohne öl bleiben. Atmosphärische Luft oder Gase können in diesen Zonen 3ingefangen werden, und diese können im Laufe der Zeit nachteilige Polgen hinsichtlich der guten dielektrischen Eigenschaften der Isolation entstehen lassen.

»1 Weiterhin kann ein Teil der Mischung, welche die Isolation imprägniert, in diese Zonen fallen, und daher können in der Isolation kaum imprägnierte Stellen zurückbleiben, die sich,soweit es die Wirkung des elektrischen Potentialgradienten betrifft, dem das Kabel zu widerstehen hat, in schlechtestem Zustand befinden.

Eine vorgeschlagene Lösung^ um diese nicht imprägnierten Zonen zu beseitigen, besteht darin, daß die Imprägnierraischung, nachdem der WellungsVorgang vorgenommen ist, in

dem hohlen Raum zwischen dem Mantel und dem Kabelkern vermittels einer Pumpe oder andererEinspritzeinrichtungen eingelassen wird. Jedoch ermöglicht auch diese Lösung infolge der hohen Viskosität der Mischung und des Widerstandes, den sie beim !Durchgang längs dieses höhlen Raumes findet, nicht das vollständige Auffüllen der nicht imprägnierten Zonen.

Die Erfindung bezweckt, ein elektrisches Kabel zu ( schaffen, das mit Papier isoliert ist, welches mit einer

Isoliermischung imprägniert ist, und welches mit einer gewellten Metallummantelung versehen ist, die frei von den oben angedeuteten Nachteilen ist.

Das Wesen der Erfindung liegt in einem Starkstromkabel, das mit Papier isoliert ist, welches mit einer Isoliermischung imprägniert ist, und das mit einem gewellten Metallmantel versehen ist, in welchem das Profil der Wellungen Sinusform hat und der kleinste Innendurchmesser wenigstens

um einen Millimeter größer als der Durchmesser des Kabel-

kernes ist, und das Kabel ist dadurch gekennzeichnet, daß

das Verhältnis zwischen der Tiefe und der Gewindesteigung der Wellungen zwischen 1:25 und 1:15 liegt, und darin, daß

die Tiefe der Wellungen zwischen o,5 und 1,5 nun liegt.

Der Ausdruck "sinusförmiges Profil" der Viellungen bedeutet ein Profil, dessen Krümmung sich von einem konstanten positiven Wert zv einem konstanten negativen Wert verändert .

Es wurde gefunden, aaß es vorteilhaft isC₁ Aluminium

als geeignetes Material für die Herstellung des Mantels zu verwenden.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit Ausführungsformen beispielsweise beschrieben.

Fig. 1 ist eine allgemeine Ansicht einer Vorrichtung^ welche aen Gegensfesnii d«r Erfindung herstellt.

Fig. 2 ist ein Teil im Längsschnitt einer Kabellänge, die mit einem gemäß der Erfindung gewellten Aluminiummantel bedeckt ist.

In Fig. 1 benennt das Beaugsζeichen 1 eine übliche Presse zum Extrudieren von Aluminiummänteln, 2 ist ein Kühlrohr, das einen Temperaturabfall des Mantels unmittelbar nach dem Austritt aus der Presse 1 erzeugt, wobei der Mantel beispielsweise vermittels Wasser, ^sprühen gekühlt wird.

Der mit 3 in Fig. 1 bezeichnete Kabelkern soll von einer sich drehenden Plattform kommen (nicht dargestellt), auf welcher das Kabel in Windungen abgelegt ist.

Der Kern 5 tritt in die Presse 1 ein, geht durch einen kleinen Tank 4 hindurch, der mit der Eintrittsstelle der Presse 1 verbunden ist, und der mit einer Impragniermisohung gefüllt ist,

Der kleine Behälter 4 ist während des Überziehens von Kabeln mit einem glatten Mantel stets vorhanden, da es notwendig ist, vor dem Einführen des Kernes 3 in die Presse i die Menge der Impragnieriaischung auszugleiehsn, «eiche von dem Kern 5 während seines Stillstandes auf der sich drehen-

den Plattform und auf seinem Wege von der Plattform zur Presse 1 abgetropft ist.

Stromabwärts der Presse 1 geht der Kabelkern s>_} der bereits mit der Aluminiuraummantelung 5 versehen ist, durch Jie übliche Wellungsvorrichtung 6 hindurch, welche ihm eine sohraijbenlinienförmige Wellung erteilt, die ein sinusförmiges Profil hat, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist.

Wenn dieser Arbeitsvorgang, wie oben ausgeführt ist, mit einem Verhältnis zwischen der Tiefe ζ und einer Gewindesteigung t der Wellungen durchgeführt wird, das zwischen 1:15 und 1:25 liegt, ist es möglich, die Räume zu beseitigen, die mit der imprägnierrnischung nicht gefüllt sind, die in den Hohlräumen 7 (Fig· 2) zwischen dem Kabel und dem Kern 3 verbleiben, ohne die Flexibilität des Kabels nachteilig zu beeinflussen,.die beträchtlich hoch bleibt.

Daß die leeren Zonen beseitigt werden können, ergibt sich nach den Feststellungen aus der Tatsache, daß der Hohlraum 5 zwischen der Ummantelung 5 und dem Kern 2 in dem Teil zwischen der die Wellungen erzeugenden Vorrichtung 6 und der Presse 1 mit einer Imprägniermischung vollständig gefüllt ist, welche aus dem kleinen Tank ^l\ kommt, und daher kann der nachfolgende Wellungsvorgang des Mantels 5 keine leeren Zonen entstehen lassen; sondern lc.nn zufolge des verkleinerten Charakters der Wellung, höchstens einen geringen Rückfluß der Imprägniermicchung entstehen lassen.

Bisher ist es nicht möglich gewesen. Kabel, v/elche eine gewellte Ummantelung haben, gemäß vorstehenden Angaben herzustellen, da durch Wahl der üblichen Tiefen der Wellungen und der üblichen Verhältnisse zwischen der Tiefe und der Gewindesteigung der Viellungen, wenn uas Kabel unter dem Druck der Mischung ummantelt und der Mantel gewellt wird, beträchtliche Verformungen und in einigen Fällen so- f gar ein Reißen des Mantels die Folge sind.

Weiterhin können die Isolierpapiere leicht reißen, woraus sich eine Verschlechterung der Isoliereigenschaften der Kerne selbst ergibt.

Nach Untersuchungen kann sich dies aus der Tatsache ergeben, daß zufolge der beträchtlichen Tiefe der Wellungen der Anfangsdurchmesser der Aluminiumummantelung und daher die Menge der in dem hohlen Raum 8 enthaltenen Mischung vergrößert werden müssen. Die nachfolgende Wellung,

welche zufolge ihrer Tiefe das in dem hohlen Raum 8 einge-

^A schlossene Volumen etwa auf die Hälfte reduziert, erzeugt

einen beträchtlichen Rückfluß der Mischung.

Die Mischung befindet sich auf einer vergleichsweise niedrigen Temperatur, da sie während ihres Durchgangs durch das Rohr 2 gekühlt worden ist, und ihre Viskosität 1st derart, daß ihr Rückfluß verhindert oder vermindert wird, und daher können die Papiere zerreißen, und Verformungen oder Bruchstellen der Ummantelung können verursacht werden.

Weiterhin ist bei Vierten des Wellungs-Verhältniöses

kleiner als 1:25 die Flexibilität des Kabels so vermindert, daß -ie mit derjenigen von Kabeln vergleichbar ist., welche mit einer glatten Ummantelung versehen sind.

Nur wenn der Wert dieser Verhältnisse zwischen dem oben angedeuteten Bereich liegt, ist es möglich,, aas Kabel mit einer Aluminiumumhüllung unter einem Druck der Mischung zu überziehen (wobei daher das Vorhandensein von Leerräumen vermieden wird) und dann die Ummantelung mit Wellungen zu versehen, wodurch zulässige Werte für die Flexibilität für das Kabel erhalten werden.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Kabelende nr" t einem Durchmesser von 5o mm mit einer Aluminiumumhüllung bedeckt, deren Arbeitsdaten die folgenden sind. Weilungsverhältnis = 1:25

Tiefe der Wellung ζ = 1 mm

Gewindesteigung ρ der Wellung = 25 mm

innerer Anfangsdurchmesser des

extrudierten Mantels = 53 mm

innerer Durchmesser des extrudierten

Mantels nach einer Wellung = 51 ram in den Nuten

und praktisch = 53 mm an den

Köpfen

Dicke des Mantels = 1 mm

geringster Hohlraum zwischen dem Mantel

und dem Kern = 0,5 mm

Praktisch 1st es ratsam, einen minimalen Hohlraum gleich etwa 0)5 rora zwischen dem Aluminiummantel und dem Kabelkern zu belassen, um mit größter Sicherheit jedwede Beschädigung der

isolierenden Papiere während des WeIlungsVorganges, der nachfolgenden Verbiegungen und des möglichen Verschweißens bei Verbindungsvorgängen zu vermeiden.

An dem auf diese Weise ausgeführten Kern sind Biegeversuche bis zu Biegungsdurchmessen! in der Größenordnung von dem Dreißigfachen des mittleren Durchmessers des Mantels durchgeführt worden., und in dem Mantel anschnitt wurden keinerlei Verformungen festgestellt. Nachfolgend wurde der Mantel entfernt, und es wurde ein perfektes Ausfüllen mit der Imprägniermischung aller Räume, die zwischen dem Kern und dem Mantel enthalten sind, ohne irgendweiche Beschädigung der Isolierpapiere festgestellt.

Die Mantel gemäß der Erfindung ermöglichen, die Nachteile vollständig zu beseitigen, die gewöhnlich bei dem V/el lungs Vorgang aufgetreten sind. Tatsächlich ist zufolge der verkleinerten Größe der gesamten Wellungen, die an dem Kabel in einfacher und bequemer Weise durchgeführt werden können, eine geringere Menge an Aluminium erforderlich, so daß die Gesamtkosten des Kabels vermindert werden können.

In der vor st ebenen Beschreibunc wurde eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung erläutere, die Erfindung umfaßt naturgemäß auch weitere Ausführungsformen, welche sich aus dorn oben angedeuteten Erfindungsprinzip ableiten lassen.

Claims

- Io - Schutzansprliche.

1. Starkstromkabel, welches mit Papier isoliert ist, das mit einer Isoliermischung ir.prägn: ert ist, und mit einem gewellten Metallmantel mit sinusförmigem Profil der Wellungen versehen ist, und der kleinste Innendurchmesser des Metallfnantels wenigstens einen Millimeter größer als der Durehmesser des Kabelkernes ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Höhe bzw. der Tiefe und

der Gewindesteigung der V/ellungen des Mantels zwischen 1:25 "uid!l:15 liegt, und daß die Tiefe bzw. Höhe der Wellungen zwischen o,5 und 1,5 mm liegt.

2. Elektrisches Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallumhüllung aus Aluminium besteht.

Mfci«! lnl««»e» oeUilrfeftffal ei..goiehen

in <1·η üblichen Pilsen «jeHefirt. »·«·«*· ^polenlQml- GeteouctefflusiersWIe.