DE2165507A1

DE2165507A1 - PLASTIC-INSULATED ELECTRIC CABLE FOR MEDIUM OR HIGH VOLTAGE

Info

Publication number: DE2165507A1
Application number: DE19712165507
Authority: DE
Inventors: Siegfried Richter; Hans-Dieter Dipl Ing Stenzel
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: KM Kabelmetal AG
Priority date: 1971-12-30
Filing date: 1971-12-30
Publication date: 1973-07-12
Also published as: GB1410628A; JPS4877384A

Description

Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AktiengesellschaftCable and metal works Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft

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28. 12. 1971December 28, 1971

Kunststoffisoliertes elektrisches Kabel für Mittel- oder Hochspannung Plastic-insulated electrical cable for medium or high voltage

Die vorliegende Erfindung betrifft ein kunststoffisoliertes elektrisches Kabel mit einem oder mehreren runden oder sektorförmigen Phasenleitern für den Betrieb mit Mitteloder Hochspannung, die infolge erhöhter Feldstärke eine Leiterglättung erforderlich macht.The present invention relates to a plastic-insulated one electrical cable with one or more round or sector-shaped phase conductors for operation with central or High voltage, which makes it necessary to smooth the conductor due to the increased field strength.

Solche Kabel bestehen, wenn es sich beispielsweise um Einleiterkabel handelt, in der Regel aus dem eigentlichen Leiter aus Kupfer oder Aluminium, der aus Einzeldrähten aufgebaut ist, und aus einer unmittelbar auf den Leiter aufgebrachten Leiterglättung, etwa in Form einer schwachleitenden Kunststoffschicht, eines leitfähigen Gewebebandes oder dergleichen. Die Werkstoffe für die Leiterglättung, die ihrerseits dazu verwendet wird, die Spitzen der elektrischen Feldstärke an der Leiteroberfläche abzubauen und damit die umgebende Isolierung elektrisch zu entlasten, müssen den Werkstoffen, die für die Isolierung in Frage kommen, angepaßt sein. Über der Leiterglättung befindet sich die Isolierung aus einem der Betriebsspannung des Kabels angepaßten Kunststoff, die mit einem Strahlungsschutz, etwa in Form eines Graphitbelages, versehen ist. Es folgt eine Abschirmung, eine Bandbewicklung und schließlich der Außenmantel.Such cables exist if they are single-core cables, for example usually consists of the actual conductor made of copper or aluminum, which is made up of individual wires is, and from a conductor smoothing applied directly to the conductor, for example in the form of a weakly conductive plastic layer, a conductive fabric tape or similar. The materials for the conductor smoothing, which in turn is used to make the tips of the electrical Reduce the field strength on the conductor surface and thus relieve the surrounding insulation electrically, must be adapted to the materials used for the insulation. Located above the ladder smoothing the insulation is made of a plastic matched to the operating voltage of the cable, which is provided with a radiation protection, is provided, for example in the form of a graphite coating. This is followed by a shield, a tape wrapping and finally the Outer jacket.

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Die für Mittel- und Hochspannung bei den üblichen Leiterkonstruktionen, mehrdrähtig verdichtet, notwendigen Leiterglättungen bedingen bei der Kabelherstellung einen zusätzlichen Aufwand, der noch das Risiko in sich trägt, daß eine fehlerhafte Ausführung zur Zerstörung der Isolierung führen kann. Versuche, die für Niederspannungskabel Verwendeten massiven Aluminiumleiter für Mittel- oder Hochspannungszwecke einzusetzen, um so auf eine Leiterglättung verzichten zu können, haben auch nicht den gewünschten Erfolg gebracht, da die Oberfläche solcher Leiter infolge Riefen- und Flitterbildung nicht ausreichend glatt ist. Eine solche Riefen- und Flitterbildung läßt sich bei der Verarbeitung des weichenThe ones for medium and high voltage with the usual conductor constructions, Compressed multi-wire, necessary conductor smoothing requires an additional one in the cable manufacture Expenditure that still carries the risk that a faulty execution can lead to the destruction of the insulation. Attempts to use the solid aluminum conductors used for low voltage cables for medium or high voltage purposes, in order to be able to do without a ladder smoothing, did not bring the desired success, because the The surface of such conductors is not sufficiently smooth due to the formation of grooves and tinsel. Such a grooves and Flitter formation can be seen in the processing of the soft

►Materials während des Herstellungsprozesses aber auch nicht vermeiden. Hinzu kommt, daß bei korrosionsanfälligem Leitermaterial, wie Aluminium, die entstehenden Korrosionsprodukte in einem elektrischen Feld eine Spitzenwirkung ausüben und damit auch zur Herabsetzung der Spannungsfestigkeit führen. Bei massiven Kupferleitern bestehen diese Schwierigkeiten nicht in den oben beschriebenen Ausmaß. Dagegen sind Kupfer-Ieiter schlechter biegbar, schwerer und teurer.►Neither do materials during the manufacturing process avoid. In addition, in the case of conductor material susceptible to corrosion, such as aluminum, the corrosion products formed exert a peak effect in an electric field and thus also lead to a reduction in the dielectric strength. These difficulties exist with solid copper conductors not to the extent described above. In contrast, there are copper conductors less bendable, heavier and more expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei solchen Kabeln, bei denen üblicherweise wegen der gewählten Betriebsspannung und damit erhöhter Feldstärke in Leiternähe eine Leiterglättung erforderlich ist, eine Leiterkonstruktion m zu wählen, die eine Leiterglättung überflüssig macht« ohne dadurch die Leiterisolierung über das übliche Maß hinaus elektrisch zu beanspruchen.The invention is based on the object of those cables in which a conductor smoothing is usually necessary due to the selected operating voltage and thus increased field strength in the vicinity of the conductor, to select a conductor construction m that makes a conductor smoothing superfluous without thereby increasing the conductor insulation beyond the usual level electrical stress.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Phasenleiter aus einer massiven Aluminiumseele und einer die Aluminiumseele umgebenden Umhüllung aus Kupfer oder einer Kupferlegierung mit hoher Oberflächengüte bestehen; unmittibar auf der Umhüllung ist ohne trennende Zwischenschichten die Leiterisolierung aufgebracht. Die Kupferoberfläche des LeitersThis object is achieved in that the phase conductor consists of a solid aluminum core and an aluminum core surrounding sheath made of copper or a copper alloy with high surface quality; immediately on the sheath is the conductor insulation without separating intermediate layers upset. The copper surface of the conductor

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ist glatt und mechanisch widerstandsfähig, das Aufbringen einer Leiterglättung erübrigt sich damit. Eine Beschädigung der glatten Oberfläche durch Riefenbildung ist im allgemeinen nicht zu erwarten. Gegebenenfalls auf der Leiteroberfläche vorhandene Metallflitter lassen sich leicht und ohne Beschädigung der Kupferoberfläche entfernen.is smooth and mechanically resistant, there is no need to apply a conductor smoothing. Damage the smooth surface by scoring is generally not to be expected. If necessary on the conductor surface Existing metal flakes can be easily removed without damaging the copper surface.

Darüber hinaus sind Korrosionserscheinungen auf der Aluminiumoberfläche, deren Produkte die Spannungsfestigkeit herabsetzen können, insbesondere dann mit Sicherheit vermieden, wenn in Weiterführung der Erfindung der Aluminiumkern und die Kupferumhüllung metallurgisch miteinander verbunden sind.In addition, there are signs of corrosion on the aluminum surface, whose products reduce the dielectric strength can be avoided, in particular with certainty, if, in a continuation of the invention, the aluminum core and the copper cladding metallurgically bonded to one another are.

In Durchführung der Erfindung wird man zweckmäßig die Umhüllung aus einem um die Aluminiumseele zum Rohr geformten und an den Kanten verschweißten Kupferband dünner Wandstärke wählen, das zusammen mit der Aluminiumseele auf den Leiter durchmesser heruntergezogen ist. Da die Dicke der Kupferschicht im Verhältnis zum Leiterquerschnitt nur gering ist, wird auch das Biegeverhalten solcher Leiter durch die Kupferplattierung nicht beeinträchtigt.In carrying out the invention, the casing is expediently formed from a tube formed around the aluminum core and choose copper tape with a thin wall thickness welded to the edges, which is attached to the conductor together with the aluminum core diameter is pulled down. Because the thickness of the copper layer is only small in relation to the conductor cross-section, the bending behavior of such conductors is also influenced by the Copper plating not affected.

Die Erfindung sei an Hand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is based on that shown in FIGS Embodiments explained in more detail.

In der Figur 1 ist ein Mittelspannungskabel in Einleiter-Ausführung beschrieben, dessen runder Leiter 1 von der Isolierung 4, z. B. aus einer geeigneten Polyvinylchlorid-Mischung, unmittelbar umschlossen ist. Der Strahlungsschutz 5 ist von einer Polsterschicht 6 aus einem leitfähigen Gewebe überdeckt,und diese wiederum ist von der Kupferbandbewicklung 7 als Schirm umgeben. Mit 8 ist eine Gewebeoder Kunststoffbandbewicklung bezeichnet, der darüber befindliche Außenmantel, z. B. aus einer Polyvinylchloridist 9. 309828/0563In the figure 1 is a medium voltage cable in single conductor design described, the round conductor 1 of the insulation 4, z. B. from a suitable polyvinyl chloride mixture, is immediately enclosed. The radiation protection 5 is composed of a cushion layer 6 made of a conductive fabric covered, and this in turn is from the copper tape wrapping 7 surrounded as an umbrella. With 8 a fabric or plastic tape winding is referred to, the one above it Outer jacket, e.g. B. from a polyvinyl chloride is 9. 309828/0563

Die Vermeidung einer sonst zwischen Leiter 1 und Isolierung 4 befindlichen Leiterglättung bei für diese Anwendungsfälle mehrdrähtigen Leitern wird gemäß der Erfindung durch einen Leiter ermöglicht, wie er am Beispiel eines Rundleiters in der Figur 2 dargestellt ist. Dieser Rundleiter besteht aus der Aluminiumseele 2 und einer äußeren Umhüllung 3 aus einem Kupferband dünner Wandstärke. Besonders vorteilhaft ist es hierbei, wenn durch den Herstellungprozeß die beiden Materialien metallurgisch miteinander verbunden sind, so daß ein einheitlicher Leiter vorliegt, dessen Seele durch diese Maßnahme z. B. auch gegen Korrosion geschützt ist.The avoidance of a conductor smoothing otherwise located between conductor 1 and insulation 4 for these applications stranded conductors is made possible according to the invention by a conductor, as shown in the example of a round conductor of Figure 2 is shown. This round conductor consists of the aluminum core 2 and an outer casing 3 of one Thin wall copper tape. It is particularly advantageous here if the two Materials are metallurgically connected to one another, so that a uniform conductor is present, the soul of which goes through this measure z. B. is also protected against corrosion.

Abweichend von dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in der Figur 3 ein Hochspannungkabel in Mehrleiterausführung beschrieben, dessen Einzelleiter 10 im Querschnitt sektorförmig ausgebildet sind. Die Aluminiumseele 11 ist auch hier von einer Kupferhülle 12 umgeben. Zur Herstellung solcher Sektorleiter wird zweckmäßig um eine Aluminiumseele mit rundem Querschnitt und entsprechend vorbereiteter oxidfreier Oberfläche ein Kupferband zum Rohr geformt, unter Schutzgas an den -Kanten verschweißt und anschließend auf die Seele heruntergezogen. Der so hergestellte Rundleiter wird dann in üblicher Weise zum Sektorleiter verformt, wobei den Verformungsstufen Warmbehandlungen vor- oder nachgeschaltet werden können. Für den Fall, daß ein metallurgischer Verbund zwischen Aluminiumseele 11 und Kupferhülle 12 gefordert wird, werden nach dem Herunterziehen des Kupferbandes Seele und Kupferband soweit im Querschnitt verformt, bis eine metallurgische Verbindung gewährleistet ist.In contrast to the exemplary embodiment shown in FIG. 1, FIG. 3 shows a high-voltage cable in a multi-conductor design described, the individual conductors 10 are formed sector-shaped in cross section. The aluminum soul 11 is also surrounded by a copper sheath 12 here. For the production of such a sector ladder is expedient to an aluminum core with a round cross-section and an appropriately prepared oxide-free surface a copper tape to the pipe formed, welded at the edges under inert gas and then pulled down on the soul. The round conductor produced in this way then becomes a sector conductor in the usual way deformed, with the deformation stages pre-heat treatment or can be connected downstream. In the event that a metallurgical bond between the aluminum core 11 and the copper shell 12 is required, after pulling down the copper tape, the core and copper tape are so far in cross-section deformed until a metallurgical bond is ensured.

Jeder der Leiter 10 ist unmittelbar von der Isolierung 13» z. B. aus Polyvinylchlorid oder Polyäthylen, umschlossen und alle Leiter zusammen in bekannter Weise mit der Umhüllung l4 umpreßt. Mit 15 ist eine Bewicklung, z. B. aus einemEach of the conductors 10 is directly separated from the insulation 13 » z. B. made of polyvinyl chloride or polyethylene, enclosed and all conductors together in a known manner with the envelope l4 overpresses. At 15 is a winding, z. B. from a

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Kreppapier, bezeichnet, während die Bewehrung mit l6, die Haltewendel für die Bewehrungsdrähte mit 17 und derJAußenmantel aus einem abriebfesten Kunststoff mit l8 bezeichnet sind.Crepe paper, designated, while the reinforcement with l6, the Retaining coil for the reinforcement wires with 17 and the outer jacket are denoted by an abrasion-resistant plastic with l8.

Wesentlich für diese Ausführung ist, daß auch die Sektorleiter ohne Leiterglättung, d. h. trennende Zwischenschicht, von der Isolierung umschlossen werden. Die Erfindung erlaubt es, massive Leiter unter Verzicht auf die sonst übliche Leiterglättung dort einzusetzen, wo es aus Spannungsgründen bisher nicht möglich war.It is essential for this design that the sector ladder without ladder smoothing, i. H. separating intermediate layer, be enclosed by the insulation. The invention makes it possible to create massive conductors without the usual ones Use conductor smoothing where it is due to stress reasons was previously not possible.

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Claims

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December 28, 1971

Claims

Plastic insulated electrical cable with an or several round or sector-shaped phase conductors for Operation with medium or high voltage, which smooths the conductors due to increased field strength in the vicinity of the conductors makes necessary, characterized in that the phase conductor consists of a solid aluminum core and one the sheathing surrounding the aluminum core is made of copper or a copper alloy with a high surface quality and that the conductor insulation is applied directly to the envelope without separating intermediate layers is.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the sheathing consists of a tube formed around the aluminum core, Thin-walled copper tape welded at the edges and pulled down onto the aluminum core consists.

3. Cable according to claim 1, characterized in that the aluminum core and the sheath z. B. by common Pull down metallurgically connected

. are.

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