DE2517589A1 - Hochspannungs-kraftkabel sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung desselben - Google Patents

Hochspannungs-kraftkabel sowie verfahren und vorrichtung zur herstellung desselben

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DE2517589A1
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emission
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shield
semiconducting
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DE19752517589
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George Bahder
Jun George S Eager
David A Silver
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General Cable Corp
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General Cable Corp
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/22—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers
    • H01B13/24—Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by extrusion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/02—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients

Description

Patentanwalt
Dr. Hans Ulrich May
8 München 22
Thferschstr. 27-TeI. 225051
G-7-P-48/1354 München, den.
Pile 15253 Dr.M./cs
General Cable Corporation in Greenwich, Connecticut, USA
Hochspannungs-Kraftkabel sowie Verfahren und Vorrichtung
zur Herstellung desselben.
Kurze Zusammenfassung (Abstract) der Erfindung; Die Erfindung betrifft ein Hochspannungs-Kraftkabel mit fester umspritzter Isolation, und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung desselben. Die Lebensdauer des Kabels wird verlängert, indem man die Isolation vor örtlichen Spannungsbelastungen schützt, welche eine Emission von Elektronen in die Isolation bewirken. Eine Emissionsabschirmung wird zwischen einer halbleitenden Leiterabschirmung und der diese umgebenden Isolation verwendet, und vorzugsweise wird bei Kabeln für höhere Spannungen eine Emissionsabschirmung zwischen der Außenseite der Isolation und einer halbleitenden Isolationsabschirmung benutzt.
Stand der Technik und Beschreibung der Erfindung: Durch die Erfindung wird eine neue Konstruktion für Starkstromkabel mit fester umspritzter Isolation und ein entsprechendes neues Herstellungsverfahren geschaffen. Die bevorzugte Isolation ist vernetztes Polyäthylen, jedoch ist die Erfindung auch für eine isolation aus anderem Polyäthylen und anderen extrudierten Polymeren verwendbar. Der anwendbare Spannungsbereich liegt bei 5 bis 345 Kilovolt
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und kann auf höhere Sp«nn-^ngen e.^sgadahni werden. Das Starkstromkabel wird vorzugsweise hergestellt unter Anwendung einer neuen Verfahrenstechnik bei der Behandlung von Isolationsmaterial, das man in pelletisierter Form von Lieferanten erhält. Diese Behandlung besteht im "Zerdrücken" von Verunreinigungen, und im Fäll von vernetztem Polyäthylen, in ainer stärkeren Dxspergierung des Peroxid-Härtüngsmittels. Die Behandlung kann stattdessen auch ein Läutern der Polyäthylenisolierung durch kleine Düsen vor dem Extrudieren oder im Fall von chemisch vernetztest Polyäthylen ein Läutern vor der Su-* gäbe des Härtungsmittels Dicumylperoscid itifassea* Man erhält so höhere dielektrische Festigkeit imd kam! infolgedessen die Isolation in geringerer Schichtdicke benutzen* öiese neue Verfahrenstechnik ist Gegenstand einer weiter uaten angegebenen USA-Patentanmeldung»
In Verbindung mit einer solchen Behandlung· sur Verbesserimg der di~ elektrischen Festigkeit der Isolation vivü der Ausdruck "Verunreinigungen11 zur Bezeichnung von Blasea und ähnlichen Fehlern im Kunststoff material sowie zur Bezeichnung vom Verunreinigungen und Konzentrationen des Härtungsmittels benutzt«
Mit Polyäthylen und vernetstem Polyäthylen, umspritste Hochspannungs-Kabsl sollten ein Minimum an Fehler-steilen haben, damit ihre Lebensdauer wenigstens 30 Jahre beträgt* Bolch® Fehlerstellen beeinflussen auch andere als Isolation benutzte Kuiast3ts££materialiea? wie Sthylen«~Propylenkautschuk.
Me gewöhnlich in solchen Kabeln benutzte fealbleiten.de Leiterabschirföiuig wird erfindungsgemäß abgewandeltr, indem man über si© eine Emissionsabschirmung aufbringt s die eine Schickt a~as Material, wie Neopren (synthetischer Kaut schick), Hypalon (e.Vz., ein gummiartiger Kunststoff aus vernetzbarem sulfochlorierteia Polyäthylen) oder Polyäthylen mit einem Gehalt an Material mit hoher Dielektrizitätskonstante (SIC s Specific Inductive Capacity),
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vie Titandioxid ohne Gehalt an elektrisch leitenden Teilchen enthält. Für Starkstromkabel, die bei Spannungen über 35 Kilovolt verwendet werden sollen, ist es zweckmäßig, auch eine Emissionsabschirmung zwischen der Isolation und der die Isolation eines Hochspannungskabels umgebenden halbleitenden Isolationsabschirmung anzuordnen. Diese Emissionsabschirmung bewirkt eine Erhöhung der dielektrischen Durchschlagsspannung der Isolation durch Beseitigung von Elektronenemissionen in die Isolation aus eine hohe elektrische Belastung aufweisenden Bereichen der halbleitenden Leiterabschirmung und Isolationsabschirmung. Es wurde gefunden, daß durch Regelung der Fehlerstellen in dem die Isolation bildenden Rohmaterial und Verhinderung von Elektronenemission in die Isolation eine wesentliche Erhöhung der dielektrischen Festigkeit des Kabels und eine Struktur, die im Bereich von 2 bis 300 Volt pro 0,025 mm Durchschnittsbelastung arbeiten kann, erhalten werden. So wie die durch Verringerung der Größe der Fehlerstellen erreichte Verbesserung für sich allein benutzt werden kann, so kann auch die Verbesserung durch Anordnung von Emissionsabschirmungen für sich allein benutzt werden, jedoch erhält man durch Kombination dieser beiden Verbesserungen in ein und demselben Starkstromkabel besonders gute Ergebnisse.
Die Erfindung wird mit weiteren Einzelheiten und Vorteilen erläutert durch die folgende Beschreibung, die sich auf die beigefügten Zeichnungen bezieht. Hierin zeigen:
- Fig. ι eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kabels stufenweise weggebrochen, um die übereinanderliegenden Schichten zu zeigen;
- Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 2*2 der Fig. 1;
- Fig. 3 ein Weibull-Diagraram, das den Unterschied zwischen einem
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üblichen Starkstromkabel mit umspritzter Isolation und einem Starkstromkabel mit umspritzter Isolation aus einem Material, worin die Fehlerstellen auf einen Durchmesser von weniger als 0,025 nun verringert wurden zeigt;
- Pig» 4 ein Weibull-Diagramm, das den Unterschied zwischen einem
Starkstromkabel mit einer umspritzten Isolation mit Fehlerstellen von verringerter Größe, wie Fig. 3, im Vergleich mit einem Kabel mit den gleichen Fehlerstellen verringerter Größe und einer zwischen einer halbleitenden Leiterabschirmung und der Isolation des Kabels erfindungsgemäß angeordneten Emissionsabschirmung zeigt vcad
- Fig. 5 eine schematische Ansicht der Vorrichtung zur Herstellung
eines erfindungsgemäßen Kabels, womit auch das Herstellungsverfahren erläutert wird»
Die Figuren 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Kabel 10« Dieses Kabel hat einen hier als Litzenleiter fsseigten Leiter 12. Sine Abschirmung 13 ist in zwei Schichten lifeer den Litzenleiter 12 gespritzt. Die Innenschicht 14 ist eine halbleitende Abschirmung und die Außenschicht 18 eine smissionsabschirmung. über die Emissionsabschirmung 13 ist eine Isolation 16 gespritzt. Bei einem üblichen Kabelaufbau berührt die Isolation 16 die den Leiter umgebende halbleitende Abschirmung und ist mit dieser verschweißt«. In der gezeigten Konstruktion ist jedoch die halbleitende Leiterabschirmung 14 von der Isolation 16 durch die Emissionsabschirmungsschicht 18 getrennt. Die Dielektrizitätskonstante dieser missionsabschirmung 18 ist UsK ein Wehrfaches höher als die der Isolation 16, und die Emissionsabschirmung glättet elektrische Belastungen, welche sonst an der Grenzfläche zwischen der halbleitenden Leiterabschirmurig und
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der Isolation in einem üblichen Kabelt wo diese beiden Schichten unmittelbar übereinanderliegen, auftreten würden.
Die Emissionsabschirmung ist vorzugsweise aus Neopren, Hypalon/ Polyäthylen, das mit einem Material mit hoher Dielektrizitätskonstante (SIC) wie Titandioxid, gefüllt ist» oder anderen biegsamen thermoplastischen oder wärmehärtenden Materialien hergestellt, die eine mehrfach höhere Dielektrizitätskonstante als Polyäthy?,.en oder ein anderes für die isolation 16 benutztes Material haben. Das Neopren,
(e.Üa)
HypalonVoder andere Emissionsabschirmungsmaterial, darf keinen Ruß oder andere elektrisch leitende Teilchen enthalten. Die Emissionsabschirmung 18 ist vorzugsweise sowohl mit der halbleitenden Leiterabschirmung 14 als auch mit der Isolation 16 verbunden.
Die Dielektrizitätskonstante der Emissionsabschirmung 18 sollte sechs oder mehr betragen. Die Isolation 16 besteht vorzugsweise aus Polyäthylen oder vemetztem Polyäthylen» da diese Materialien gute elektrische Eigenschaften aufweisen. Statt Polyäthylen können andere Isolationsstoffe benutzt werden., wie Äthylen-Propylenkautschuk oder Polyvinylchlorid. Die beiden letztgenannten Werkstoffe sind bekannte Isolationsraaterialien. Wenn die Isolation 16 vernetzt ist, kann sie entweder chemisch oder durch Bestrahlung vernetzt werden, und der Grad der Vernetzung sollte ausreichen, um den Erweichungspunkt der Isolation zu erhöhen, jedoch nicht so stark sein, um eine starre Schicht zu erzeugen, da es wichtig ist, daß das Kabel ohne Beschädigung biegbar ist,
Wenn das Kabel 10 in Starkstromleitungen benutzt werden soll, die mit über 35 Kilovolt betrieben werden, ist es erwünscht, eine Emissionsabschirmung 20 zwischen der Außenfläche der Isolation 16 und der Innenfläche einer die Isolation 16 umgebenden halbleitenden
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Isolationsabschirmung 22 anzuordnen. Das Kabel 10 hat eine die Isolationsabschirmung 22 umgebende metallische Abschirmung 24 und ist auf deren Außenseite mit einem Kunststoffmantel 26 umspritzt. Dieser HCuiiststoffmantel 26 kann aus Folyvinylclilorid oder einem anderen zähen Kunststoff bestehen, wie er- gswötelieit zmn mechanischen Schuta γόη, Starkstromkabeln bemitEt
Me innere Emissionsabschiririung; IS sollte eine Dicke im Bereich von O6125 bis G.,750 iron haben. Sie rmS. biegsam, wnü sollte mechanised fest ssia* Sie Scann- auf die Außenseits ά&τ iialbleitenden Leiteralb«
TWüMig 14 d^rch Äufstrsisiaes ocfe yßispffi (
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Mißleitende AbscliiriB^aig 14 %at Ob^a^fll
Jiarai in örtlichen Bereie?i@E. @£n© isi|yl@£ei»ilßif€; Verteilung mMtmllchen aufweisen. B@ii€ Äi?Ss& Tiss FsMsrß, fEä^ta zm Bereiche» Kiit fiioasr; slektrischen BslastMiigsaic BilesG ^,ohea Bsiastin fssm ä£s e^-^trisch-a FSStIgIiSi1S GS2? Ss@5=£t£öE sd Mhre KEaEssdssiLöai wsls&s eine Altei?^^" 1^s ^^fätiäjl®! ©d@j? Fely&tiiylen in solcnen K&bsltL ν%ι?νϋ?£&€ίΙί% delete leine sekiFiSraßg zwischen der halfcie£tS'Sd?i£ igites/afeseMgiamg imü de^ latisa @atiialt<S!fi* Die Alterw; ist üss? Stnsfil fig? g^yingsre. ¥ej?t der Dis^chsclilagsspanaims· <?<»s Ks^sIsf -sesg -äie hmbmMäa.u@T d@s
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was di© DurchschlagsspaaniMv dss Kafeels
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Die äußere Emissionsabschirmung 20 zwischen der isolation 16 und der Isolationsabschirmung 22 ist vom Leiter 12 veiter entfernt und hat eine größere Fläche an einer Stelle, vo die Spannungsbelastungen nicht so hoch vie bei der ersten Eraissionsabschirmung 18 sind. Werai jedoch das Kabel für Spannungen über etwa 46 Kilovolt benutzt wird, ist es zweckmäßig, außer der inneren Emissionsabschirmung 18 auch die Emissionsabschirmung 20 vorzusehen, welche dicker oder dünner als die Emissionsabschirmung 18 sein kann. Sie ist gewöhnlich etwas dünner, wenn das Kabel mit einer Gesamtmetallabschirmung 24 -und einem äußeren Kunststoffmantel 26 um die Außenseite der Emissionsabschirmung 16 ausgebildet ist* Wenn das Kabel ohne die Abschirmung 24 und den Mantel 26 hergestellt ist, ist die Emissionsabschirmung 20 vorzugsweise dicker als die innere Emissionsabschirmung Der Dickenbereich der Abschirmung 22 liegt je nach den angegebenen Bedingungen zwischen 0,123 und 0,750 rm.Aufgespritzte (extrudierte) Isolationen, wie Polyäthylen, haben eine inhärente elektrische Durchschlagsfestigkeit im Bereich von 10.000 Volt/0,025 mm bei 60 Kz Wechselstrom. Eine statistische Untersuchung von handelsüblichen Kabeln zeigt eine durchschnittliche Durchschlagsfestigkeit im Bereich von 200 bis 700 Volt/0,025 mm. Das ist etwa 1/13 bis 1/50 der potentiellen Durchschlagsfestigkeit des benutzten Materials. Der Hauptgrund für die außerordentlich niedrigen Werte im Vergleich zu den möglichen Werten sind Fehlerstellen, die in Form von Verunreinigungen, wozu auch schlecht verteilte Bestandteile gehören, und Löchern oder Blasen in der Isolation und in Form von Unregelmäßigkeiten des Leiters und der Isolationsabschirmungen vorkommen. Die erstgenannten Fehler können auf nahezu harmloses Ausmaß verringert werden, indem man die Größe der Verunreinigungen so verkleinert, daß sie weniger als etwa 0,025 bis 0,075 mm beträgt. Durch diese Verfah-
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renstechnik wird auch das Peroxid in vernetztem Polyäthylen so verteilt» daß die durch Konzentration von Peroxid verursachten Löcher bzw. Hohlräume weniger als 0,025 mm groß sind. Im Pail von nicht chemisch vernetztem Polyäthylen ist Icein Peroxid vorhanden, so daß durch diese Maßnahme nur die Größe der Verunreinigungen verringert wird.
Diese Verbesserung der Durchschlagsfestigkeit von extrudierter Isolation ist Gegenstand der US-Patentanmeldung Serial No. 477 426 vom 7. Juni 1974. Die so verbesserte Durchschlagsfestigkeit der Isolation kann noch weiter verbessert werden durch Verwendung, de^ferfindungsgemäßen Elektronenemissionsabschirmungen, jedoch können die Elektronenemissionsabschirmungen der Erfindung auch mit Vorteil bei Starkstromkabeln benutzt werden, bei denen das Isolationsmaterial nicht zur Verringerung der Größe der Verunreinigungen und Löcher bzw. Hohlräume auf geringstes Ausmaß behandelt wurde.
Bei einer perfekten isolation aus Polyäthylen oder vernetztem Polyäthylen hängt die Durchschlagsfestigkeit des isolationssystemes mit der Emissionsabschirmung von der Durchschlagsfestigkeit der Emissionsabschirmung ab, die wie folgt angegeben werden kann:
k.
E etwa gleich E. · >s~-
es ι *es
worin Ees « Durchschlags spannung in Volt/0,025 mm der Emissionsabschirmung,
E^ =s Durchschlagsspannung in Volt/0,025 mm der Isolation, kA = Dielektrizitätskonstante (SIC) der Isolation, kQS α Dielektrizitätskonstante (SIC) der Emissionsabschirmung.
Diese Gleichung gilt, wenn EQS kleiner oder gleich E^ ist.
Der Litzenleiter 12 kann*aus Kupfer oder Aluminium bestehen, und es
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» Ο -m
kann auch ein unverseilter Leiter benutzt werden, falls gewünscht. Statt die halbleitende Leiterabschirmung 14 über den Leiter 12 zu spritzen (extrudieren) kann ein halbleitendes Band um den Leiter gelegt und die halbleitende Leiterabschirmung Über das Band aufgebracht werden,oder das halbleitende Band kann anstelle der Abschirmung 14 benutzt werden.
Zn jedem Fall sollte die Emissionsabschirmung 18 an der darunterliegenden halbleitenden Schicht haften und eine Dicke von 0,125 bis 0,750 mm aufweisen, damit sie bei der Handhabung des Kabels nicht beschädigt wird.
Die isQlationsabschirmung 22 ist vorzugsweise extrudiert, kann jedoch gegebenenfalls aus einem halbleitenden Band hergestellt sein. Die metallische Abschirmung 24 kann aus einem längs gefalteten Kupferband bestehen, dessen Ränder sich überlappen, so daß die Kanten sich während eines Erhitzungszyklus des Kabels in Umfangsrichtung frei übereinander verschieben können. Statt einer solchen metallischen Abschirmung 24 können auch spiralförmig aufgebrachte Kupferdrähte, Kupferband (tape),Kupferbänder (ribbons) oder ein Bleimantel aufgebracht sein.
Die Emissionsabschirmungen 18 und 20 müssen nicht nur biegsam sein, so daß sie sich mit dem Kabel biegen, sondern auch aus einem Material bestehen, welches ebensowenig wie das als Isolation benutzte Polyäthylen, vernetzte Polyäthylen oder andere Material altert. Die Emissionsabschirmungen sollen an der Isolation 16 haften, und wenn die verschiedenen Schichten durch Umspritzen aufgebracht werden, genügt die Extrusionwärme gewöhnlich zur Erzeugung der für eine gute Haftung erforderlichen Schmelzverbindung. Selbstverständlich müssen die Emissionsabschirmungen 18 und 20 aus Material herge-
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stellt sein, das mit der Isolation 16 und den halbleitenden Abschirmungen 14 und 22 verträglich ist. Neopren-und Hypalonverbindungen und Polyäthylen, das mit Titandioxid ohne Gehalt an Ruß oder anderen leitenden Bestandteilen gefüllt ist, sind Seispiele von Stoffen, die besonders geeignet sind zur Verwendung mit Polyäthylenisolation und mit halbleitenden Abschirmungen s die aus Polyäthylen mit zur Erzielung der halbleitenden Eigenschaft darin verteilten Ruß bestehen.
Pig* 3 zeigt ein Weibull-Diagramm, worin die Kurve A mit einer üblichen Produktionsprobe eines Starkstromkabels erhalten wurde , das eine Isolation aus Polyäthylen jedoch ohne irgendeine Spezialbehandlung zur Verringerung des Durchmessers von Fehlersteilen im Polyäthylen hatte. Die Kurve B der Fig« 3 zeigt die Ergebnisse bei einem Kabel entsprechend dem der Kurve A, dessen Isolation jedoch so behandelt war, daß sie keine Fehlerstellen von mehr als etwa 0,075 Kim Durchmesser enthielt. Das ist die gemäß der obengenannten OS-Patentanmeldung erhaltene Verbesserung·
Fifo 4 zeigt ein anderes Weibull-Diagramm, worin die Kurve C das Verhalten eines Probestücks eines Starkstromkabels wiedergibt, des-» se«, Fehlerstellen gemäß der genannten US-Patesitanineldung auf kleine GrSBe verringert wurden. Die Kurve C der- Fig. 4 unterscheidet sich von der Kurve B der Fig. 3, da ein anderes Probestück benutzt wurde* Die zur Verringerung der Größe der- Felslerstellen benutzt® Methode war bei der Isolation der Kurve G etwas anders als bei der der· Kurve B, und die Eigenschaften sincl etwas verschieden, obgleich die tatsächlichen Werte über den größte» Bereich dsr Kurven nicht weit auseinanderliegen.
Die Kurve D der Fig. 4 zeigt die durch Einfügung der erfindungsge-
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mäßen Emissionsabschirmungen bei einem Kabel der für Kurve C benutzten Art erhaltenen Ergebnisse. Obgleich die unterschiede zwischen den Kurven A und B der Pig. 3 und die Kurven C und D der Fig. 4 bei Betrachtung der Diagramme dieser Figuren recht deutlich sind, sei darauf hingewiesen, daß die Skalen der Abszissen in beiden Diagrammen logarithmisch sind und die Unterteilungen der Skalen nach rechts hin zunehmend größere Werte der Durchschlagsfestigkeit in Volt/0,025 mm angeben.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Vorrichtung zur Herstellung des in den Figuren 1 und 2 gezeigten Kabels, Der Leiter 12 wird von einer Draht spule 32 zugeführt. Br läuft durch einen Extruder 34, welcher die halbleitende Leiterabschirmung 14 über den Leiter 12 spritzt. Der mit der halbleitenden Abschirmung versehene Leiter läuft dann durch einen ersten Applikator 36, der die Emissionsabschirmung 18 aufbringt. Die isolation 16 wird dann durch einen Isolationsextruder 38 aufgebracht.
Das Isolationsmaterial für den Extruder 38 wird von einem Pellet-Trichter 40 einem Schneckenmischer 42 zugeführt. Wenn die Isolation chemisch vernetzt werden soll, wird ein Vernetzungsmittel, wie Peroxid, von einem Peroxidbehälter 44 durch eine Dosierpumpe 46 dem durch den schneckenmischer 42 geförderten Isolationsmaterial zugesetzt. Das Isolationsmaterial und das Peroxid werden in einem Mischer 48 gründlich gemischt, aus dem die Isolationsmischung durch eine Vakuumkammer 50 in den Extruder 38 gelangt.
Jenseits des Extruders 38 läuft der Leiter mit der. aufgebrachten Isolation durch einen zweiten Applikator 52, worin die zweite Emissions abschirmung 20 über die Isolation 16 aufgebracht wird. Die Isolationsabsehirmung 22 wird dann durch einen Extruder 54 über die
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äußere Emissionsabschirmung 20 gespritzt, und das Kabel läuft veiter durch eine kontinuierlich arbeitende Vulcanisations- und Härtungsvorrichtung 56» in der ein mit Dampf und Wasser gespeistes Mantelrohr vorhanden ist, um Wärme zum Zweck des Vulkanisierens des Neoprens und Hypalons/und anderer für die Emissionsabschirmungen verwendeter Stoffe, welche Vulkanisation oder Härtung benötigen, zuzuführen. Die Vorrichtung 56 aktiviert auch das Peroxid oder andere chemische Vernetzungsmittel der Isolation, wenn die Isolation vernetzt werden soll.
Jenseits der Vorrichtung 56 können Stationen zum Aufbringen der metallischen Abschirmung 24 und des äußeren Kunststoffmantels 26 angeordnet sein, jedoch zeigt Pig. 5 nur das Aufwickeln des Kabels auf einer Aufnahmespule 58, die von einem nicht gezeigten Motor angetrieben ist, und wenn eine Metallabschirmung und ein Außenmantel aufgebracht werden sollen, geschieht das in einem nachfolgenden Arbeitsgang.
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Claims (23)

  1. Patentansprüche
    .JHochspannungs-Kraftkabel mit einem Leiter, einer den Leiter um*· gebenden Leiterabschirmung und einer die Leiterabschirmung umgebenden Isolation, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterabschirmung (13) eine aus halbleitendem Material bestehende Innenschicht (14) und eine Außenschicht (18) aus einem die Emission von Elektronen in die Isolation (16) aus Bereichen mit hoher elektrischer Belastung in der halbleitenden Innenschicht (14) verhindernden Material aufveist.
  2. 2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der halbleitenden Abschirmungsschicht (14) mit einem elektrisch leitenden Material hergestellt ist, das in dem übrigen, die Innenschicht bildenden Material etwas ungleichmäßig dispergiert ist, vobei die Emissionsabschirmungsschicht (18) Elektronenemission in die Isolation (16) aus Bereichen mit höher als durchschnittlicher Konzentration des leitenden Materials in der halbleitenden schicht (14) verhindert.
  3. 3· Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (16) aus polymerem Material mit niedriger Dielektrizitätskonstante und die Emissionsabschirmungsschicht (18) der Leiterabschirmung (13) aus einem Material mit höherer Dielektrizitätskonstante als die der Isolation hergestellt sind.
  4. 4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsabschirmungsschicht (18) aus biegsamem Material mit einer Dielektri-
    ist zitätskonstante, die mehrere Male so groß/vie die der Isolation (16),
    hergestellt ist.
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  5. 5. Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrizitätskonstante der Emissionsabschirmungsschicht (18) mehr als das fünffache von der der Isolation (16) beträgt·
  6. 6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Emissionsabschirmungsschicht (18) aus einem Material aus
    (e.Vz.)
    der Gruppe Neopren, Hypalon/und Polyäthylen, gefüllt mit Titandi-: oxidverbindungen, hergestellt ist.
  7. 7. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Neopren,
    (e.Vz.)
    Hypalon^und «Üe Polyäthylenverbindungen frei von Ruß und anderen elektrisch leitenden Bestandteilen sinö*
  8. 8* Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsabschirmungsschicht (18) an der halbleitenden Innenschicht (14) der Leiterabschirmung (13) haftet und biegsam ist, so daß sie sich mit dem Kabel biegt, und daß die Emissionsabschirnamgsschicht (18) eine radiale Dicke zwischen 0,125 und 0,625 mm hat»
  9. 9. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (16) so hergestellt ist, daß die Größe von Verunreinigungen und anderen Fehlerstellen auf 0,075 mm Durchmesser begrenzt ist, wodurch die Durchschlagsfestigkeit in Volt pro 0,025 mm der isolationsdicke wesentlich erhöht ist.
  10. 10. Kabel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Isolation (16) aus der Gruppe Polyäthylen und vernetztes Polyäthylen gewählt ist.
  11. 11. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß rings um die Außenseite der Isolation (16) eine Isolationsab-
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    schirmung angeordnet ist, die eine emissionsabschirmende Innenschicht (20) in Berührung mit der isolation (16) und eine halbleitende Außenschicht (22) aufweist, wobei die emissionsabschirmende Schicht (20) aus einem von elektrisch leitenden Teilchen freien Material besteht, und daß rings um die halbleitende Außenschicht (22) der Isolationsabschirmung eine metallische Abschirmung (24) und rings um diese und zum mechanischen schutz der metallischen Abschirmung ein Kunststoffaußenmantel (26) angeordnet sind.
  12. 12. Kabel nach Anspruch 11» dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Dicke der Isolation (16) wesentlich größer als die der Emissionsabschirmungsschichten (18,20) ist.
  13. 13. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (16) aus einem Material aus der Gruppe Polyäthylen und vernetzt es Polyäthylen hergestellt ist und die Dielektrizitätskonstante der Isolation (16) wesentlich geringer als die der Emissionsabschirmungsschichten (18,20) ist.
  14. 14. Vorrichtung zur Herstellung eines Starkstromkabels nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zum Fördern eines Leiters (12) in Längsrichtung, eine Beschichtungsstation (34), wo der Leiter (12) mit einer inneren halbleitenden Schicht als Leiterabschirmung (14) beschichtet wird, eine Vorrichtung (36) zum Aufbringen einer biegsamen Emissionsabschirmungsschicht (18) über die halbleitende Schicht (14), eine Isolierstation (38) mit Vorrichtungen zum Aufbringen einer Isolation (16) von wesentlich größerer Dicke als die Emissionsabschirimangsschicht (18) über letztere, eine Beschickungsvorrichtung (54), welche über die isolation (16) nacheinander eine Isolationsabschir*·
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    mung (22), die halbleitendes Material einschließt, eine metallische Abschirmung (24) aus elektrisch leitendem Metall und einen Außenmantel (26) zum Schutz der Metallabschirmung aufbringt·
  15. 15.. Vorrichtung nach Anspruch 14 zur Herstellung von Starkstromkabeln für höhere Spannung, gekennzeich net durch eine Vorrichtung zum Aufbringen eines biegsamen Emissionsabschirmungsmaterials als innenschicJat (20) der Isolationsabschirmung (22) in der Weise, daß alle aufeinanderfolgenden Schichten in inniger Berührung mit den benachbarten Schichten sind.
  16. 16. vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15s gekennzeichnet durch eine Vorrichtung (36) zum unmittelbaren Aufbringen der Emissionsabschirmungsschicht (18) auf die Oberfläche der auf dem Leiter (12) befindlichen halbleitenden Abschirmungsschicht (14) unter Verbindung der ■ Emissionsabschirmungsschicht mit der halbleitenden Innenschicht der Leiterabschirmung (14), eine Vorrichtung (38) zum Aufbringen einer Isolation (16) von viel größerer Wandstärke als die Emissionsabschirmungsschicht (18) und um das Mehrfache niedrigerer Dielektrizitätskonstante als die Emissionsabschirmungsschicht, und eine Vorrichtung (52) zum Aufbringen einer zweiten Emissionsabschirmungsschicht (20)über die Isolation (16) und von größerer Dielektrizitätskonstante als die Isolation (16), wobei die Vorrichtung (52) in Laufrichtung vor der Vorrichtung (54) zum Aufbringen der rings um die isolation (16) vorhandenen halbleitenden Abschirmungsschicht (22) angeordnet ist.
  17. 17* Verfahren zum Herstellen eines Starkstromkabels nach einem der Ansprüche 1 bis 13, welches sowohl unter als auch über seiner Isolation (16) halbleitende Abschirmungsschichten (14,22) aufweist,
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    dadurch gekennzeichnet, daß rings um eine auf einem Leiter (12) befindliche halbleitende Schicht (14) eine Emissionsabschirmungsschicht (18) und dann über diese die Isolation (16) aufgebracht werden.
  18. 18. Verfahren nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß auf die Isolation (16) eine zweite Emissionsabschirmungsschicht (20) aufgebracht wird, bevor die halbleitende Schicht der Isolationsabschirmung (22) aufgebracht wird, wodurch die Isolation (16) auf der Innenseite und Außenseite durch Emissionsabschirmungsschichten (18,20) von den halbleitenden Abschirmungsschichten (14,22) getrennt ist,
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Bmissionsabschirmungsschicht (18) über die halbleitende Leiterabschirmung (14) als haftender Überzug mit einer höheren Dielektrizitätskonstante als die Isolation (16) aufgebracht und über diese Schicht die Isolation (16) extrudiert wird,
  20. 20« Verfahren nach einem .,der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß als Isolation (16) ein Material aus der Gruppe Polyäthylen und vernetztes Polyäthylen verwendet und eine Emissionsabschirmungsschicht (18) mit einer dreimal höheren Dielektrizitätskonstante als die der Isolation (16) aufgebracht wird.
  21. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsabschirmungsschicht (18) mit einer radialen Dicke von etwa 0,125 bis 0,625 mm aufgebracht wird.
  22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Emissionsabschirmungsschicht (18) der Leiterabschirmung (14) mit einer Dicke von 0,125 bis 0,625 und die Emissi-
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    onsabschirmungsschicht (20) der Isolationsabschirmung mit einer Dicke von 0,125 bis 1,25 mm aufgebracht werden.
  23. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolation (16) durch Extrudieren über die Emissionsabschirmungsschicht (18) der Leiterabschirmung (14) so aufgebracht wird, daß die Fehlerstellen der Isolation (16) auf höchstens 0,075 mm Durchmesser begrenzt sind.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2430792C3 (de) * 1974-06-24 1980-04-10 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Starkstromkabel mit Kunststoffisolierung und äußerer Leitschicht
JPS5642890Y2 (de) * 1975-03-22 1981-10-07
US4095039A (en) * 1976-04-16 1978-06-13 General Cable Corporation Power cable with improved filling compound
FI53522C (fi) * 1976-10-18 1978-05-10 Nokia Oy Ab Foerfarande foer tillverkning av hoegspaenningsplastkabel
US4104480A (en) * 1976-11-05 1978-08-01 General Cable Corporation Semiconductive filling compound for power cable with improved properties
US4276251A (en) * 1977-01-17 1981-06-30 General Cable Corporation Power and control cables having flexible polyolefin insulation
US4145567A (en) * 1977-06-06 1979-03-20 General Cable Corporation Solid dielectric cable resistant to electrochemical trees
US4125741A (en) * 1977-09-30 1978-11-14 General Electric Company Differentially compressed, multi-layered, concentric cross lay stranded cable electrical conductor, and method of forming same
DE2807767C2 (de) * 1978-02-23 1984-05-03 kabelmetal electro GmbH, 3000 Hannover Feuchtigkeitsgeschütztes kunststoffisoliertes elektrisches Energiekabel
JPS55131906A (en) * 1979-03-31 1980-10-14 Furukawa Electric Co Ltd Method of manufacturing crosslinked polyethylene power cable
IT1165292B (it) * 1979-08-30 1987-04-22 Pirelli Cavo elettrico perfezionato per medie tensioni
US4361723A (en) * 1981-03-16 1982-11-30 Harvey Hubbell Incorporated Insulated high voltage cables
US4487996A (en) * 1982-12-02 1984-12-11 Electric Power Research Institute, Inc. Shielded electrical cable
GB2179196B (en) * 1985-08-08 1989-01-11 Pirelli General Plc Electric cables
US5390386A (en) * 1993-06-01 1995-02-21 The D. S. Brown Company, Inc. Suspension bridge cable wrap and application method
EP0718854B1 (de) * 1994-12-22 2001-02-14 The Whitaker Corporation Elektrisches Kabel zur Verwendung in eine medizinische Chirurgieumgebung
DE10104994B4 (de) * 2001-02-03 2007-10-18 Sikora Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Kabels
JP5351642B2 (ja) * 2009-02-27 2013-11-27 日立電線株式会社 ケーブル
US9478351B2 (en) * 2013-05-24 2016-10-25 Keithley Instruments, Inc. Isolation transformer for use in isolated DC-to-DC switching power supply
CN103871660A (zh) * 2014-02-25 2014-06-18 安徽华成电缆有限公司 一种多芯扁型铜导体铠装引流电力电缆
CN105679424B (zh) * 2016-03-31 2017-04-26 安徽明福电缆有限公司 一种高压电力电缆
US10971284B2 (en) * 2017-06-27 2021-04-06 Halliburton Energy Services, Inc. Power and communications cable for coiled tubing operations

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3066180A (en) * 1957-04-06 1962-11-27 Asea Ab Coating for equalizing the potential gradient along the surface of an electric insulation
US3187071A (en) * 1962-07-18 1965-06-01 Gen Cable Corp Chemical bonding of rubber layers
US3412200A (en) * 1966-12-08 1968-11-19 Asea Ab High voltage cable with potential gradient equalization means
US3485939A (en) * 1968-04-24 1969-12-23 Okonite Co Electric cable with adhered polymeric insulation
US3666876A (en) * 1970-07-17 1972-05-30 Exxon Research Engineering Co Novel compositions with controlled electrical properties
US3792192A (en) * 1972-12-29 1974-02-12 Anaconda Co Electrical cable
JPS49103183A (de) * 1973-02-06 1974-09-30
US3792409A (en) * 1973-04-02 1974-02-12 Ransburg Corp Electrostatic hand gun cable
US3828115A (en) * 1973-07-27 1974-08-06 Kerite Co High voltage cable having high sic insulation layer between low sic insulation layers and terminal construction thereof

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Publication number Publication date
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CA1031428A (en) 1978-05-16
BR7502579A (pt) 1976-12-21
ES215398U (es) 1976-07-16
FR2273352A1 (de) 1975-12-26

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