DE2701233B2 - Abgeschirmtes Starkstromkabel - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein abgeschirmtes Starkstromkabel mit einer Energieader, die in Isoliermaterial eingebettet ist, das mit einem halbleitenden Überzug versehen ist, auf dem ein damit im elektrischen Kontakt stehender zur Kabelachse paralleler Leiter aufgebracht ist, der seinerseits in einem den Überzug umgebenden nichtmetallischen Außenmantel eingelagert ist.

Ein Starkstromkabel dieser Gattung mit einer mit Isoliermaterial ummantelten Energieader und einem zur Abschirmung dienenden, auf den Isoliermanlel aufgebrachten halbleitenden Überzug sowie einem mit diesem in elektrischem Kontakt stehenden zur Kabelachse parallelen Null- oder Endleiter ist bereits bekannt jo (US-PS 37 94 752). Dabei ist der Leiter mit einem eigenen halbleitenden Überzug versehen, der mit dem halbleitenden Überzug auf dem Isoliermantel der Energieader einstückig ausgebildet sein kann. Dieses bekannte Starkstromkabel erfordert einen relativ großen Herstellungsraum- und Materialaufwand. Denn der halbleitende Überzug über dem Isoliermantel der Energieader sowie über dem Leiter besteht aus einer durch Extrudieren erzeugten Hülle aus durch Einlagerung von leitenden Stoffen halbleitend gemachtem 4» Kunststoff. Da die Beimengungen die Viskosität des Kunststoffmaterials beim Extrudieren erhöhen, ist zur Erzeugung dieser Hülle eine hohe Extrudierleistung mit entsprechend hohem technologischen Aufwand notwendig. Auch muß die Hülle aufgrund ihrer Herstel- v-, lungsweise ein·; relativ große Dicke mit entsprechend großem Materialaufwand haben.

Ein im wesentlichen ebenfalls zu der eingangs genannten Gattung gehörendes bekanntes Starkstromkabel besitzt drei mit einem Isoliermantel umgebene, w miteinander verseilte Adern, die in einem aus Isoliermaterial bestehenden gemeinsamen Innenmantel eingebettet sind. Am Außenumfang dieses Innenmantels sind eine Anzahl von Drähten als Erd- oder Nulleiter angeordnet, die in einer offenen Verseilung schraubenlinienartig um den Innenmantel herumgeführt und ihrerseits in einem nichtmetallischen Außenmantel eingelagert sind. Der zur Abschirmung für die verseilten Energieadern dienende halbleitende Überzug besteht aus einer schlauchartigen, körperlich selbständigen m> Hülle, die von einer Bespinnung aus dünnen Kupferbändern oder aus Kunststoff mit Beimengungen von Ruß oder Graphit gebildet sein kann (DE-AS 12 02 369). Auch dieses bekannte Starkstromkabel ist in seiner Herstellung relativ umständlich und teuer. So müssen h5 zunächst die drei Energieadern mit ihren Isoliermänteln miteinander verseilt werden, worauf der die Adern umgebende Innenmantel durch Extrudieren aufgebracht werden kann. Dann wird der zur Abschirmung dienende halbleitende Überzug ebenfalls durch Extrudieren auf den Innenmantel aufgebracht, worauf in einem weiteren Arbeitsgang die Erd- oder Nulleiter angeordnet werden können. Erst anschließend kann in einem gesonderten letzten Arbeitsgang der Außenmantel aufgebn-cht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Starkstromkabel der eingangs genannten Gattung zu schaffen, welches in seiner Herstellung wesentlich einfacher und billiger ist als die bekannten Kabel und eine einfachere Montage gestattet, ohne jedoch Nachteile in seiner Qualität und Handhabung, insbesondere in der Kurzschlußsicherheit und Biegsamkeit zu besitzen. Diese Aufgabe wird bei einem Starkstromkabel der eingangs genannten Gattung dadurch gelöst, daß der halbleitende Überzug durch Aufreiben bzw. Aufstreichen von Graphit oder Silberfarbstoff enthaltendem Akryl-Kunststoff gebildet ist Dabei sollte die Dicke des durch Aufreiben oder Aufstreichen erzeugten halbleitenden Auftrages höchstens 0,2 mm betragen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es zur Abschirmung und Gewährleistung einer ausreichenden Kurzschlußsicherheit eines als körperlich selbständige Hülle ausgebildeten, durch Extrudieren erzeugten Überzuges nicht bedarf, sondern daß hierfür ein außerordentlich dünner durch Aufreiben bzw. Aufstreichen erziugbarer Auftrag aus Graphit oder einen Silberfarbstoff enthaltendem Akryl-Kunststoff genügt.

Die Herstellung des erfindungsgemäßen Starkstromkabels kann in wenigen Verfahrensschritten erfolgen. So ist es möglich, den durch Aufreiben bzw. Aufstreichen herzustellenden Auftrag des halbleitenden Überzuges im gleichen Arbeitsgang mit der Einbettung der Energieader in Isoliermaterial durchzuführen. In einem weiteren gemeinsamen Arbeitsschritt kann dann der elektrische Leiter zusammen mit dem nichtmetallischen Außenmantel auf den Auftrag aufgebracht werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß das Aufreiben oder Aufstreichen des halbleitenden Auftrages unmittelbar nach dem Extrudieren des die Energieader einbettenden Isoliermaterials bei noch weicher Oberfläche dieses Innenmantels erfolgen kann. Hierdurch kann eine gute Verbindung des Auftrages mit dem Isoliermaterial des Innenmantels erreicht werden.

Als Graphit kann Pudergraphit oder Kolloidgraphit verwendet werden, wobei zweckmäßig der erstere aufgerieben und der letztere aufgestrichen wird. Der elektrische Widerstand der Pudergraphitschicht beträgt 10⁴ bis 10⁵ Ohm/m, während der Widerstand des Silberfarbstoff enthaltenden Akryl-Kunststoffes nur etwa 10 bis 10² Ohm/m ist

Besonders zweckmäßige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 bis 3 Querschnitte durch abgeschirmte Starkstromkabel gemäß der Erfindung mit verschiedenartigen End- oder Nulleitern;

Fig.4 bis 6 Querschnitte durch in Niederspannungsnetzen verwendbare abgeschirmte Starkstromkabel gemäß der Erfindung unterschiedlicher Ausführungsform.

Bei dem abgeschirmten Starkstromkabel gemäß F i g. 1 ist ein Phasenleiter I, der im allgemeinen ein mit leitender Abschirmung versehener verseilter Leiter aus Aluminium oder Kupfer ist aber auch in Form eines massiven Aluminiumleiters ausgebildet sein kann, von

einer Isolierung 2 umgeben, die zweckmäßig aus einem Kunststoff oder aus synthetischem Kautschukgemisch hergestellt und deren Oberfläche mit einem halbleitenden Überzug 3, z. B. aus Kolloidgraphit, versehen ist. Der elektrische Widerstand des halbleittnden Überzuges ist so eingestellt, daß beim Scnadhaftwerden der Isolierschicht ein für die Betätigung der Schutzeinrichtung genügend starker Kurzschlußstrom entstehen kann.

Entlang einer oder mehrerer Erzeugenden der Oberfläche dieses Überzuges, wobei die Lage der Erzeugenden zweckmäßig den Eckpunkten eines in das Kreisprofil eines Zylinders eingeschriebenen regelmäßigen Vielecks entspricht, sind eine oder mehrere, durch Drehstoß hergestellte, zur Kabelachse parallele Nullei- ss ter 4 angeordnet, welche über die Kabellänge durch elastischen nichtmetallischen, zweckmäßig aus Kunststoff oder synthetischem Kautschukgemisch hergestellten Außenmantel 5, in einer den halbleitenden Überzug 3 berührenden Lage gehalten werden.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel hat der Leiter 4 im Interesse eines besseren Kontaktes und geringerer Radialabmessung ein abgeflachtes Querschnittsprofil, während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 der Leiter 4 aus einem Material hoher mechanischer Festigkeit, zweckmäßig aus Stahl oder legiertem Aluminium hergestellt ist, und der den Leiter umgebende Teil des nichtmetallischen Außen nantels 5 mit einem solchen Profil ausgebildet ist, daß er als Tragkabel benützt und das ganze Kabel als Luftkabel jo verwendet werden kann.

Bei der in Fig.4 gezeigten Ausführung kann der Querschnitt des Nulleiters 4 gemäß dem jeweiligen Schutzsystem einem Sechstel, ja sogar einem Drittel des Querschnitts des Phasenleiters 1 entsprechen. Bei dem ji Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 5 besteht der Nulleiter 4 aus zwei Leitern gleichen Querschnitts. In diesem Fall entspricht der gemeinsame Querschnitt der beiden Nulleiter einem Sechstel bzw. einem Drittel des Querschnittes des Phasenleiters 1.

F i g. 6 zeigt ein einphasiges Anschlußkabel, bei dem der Querschnitt des Nulleiters 4 dem Querschnitt des Phasenleiters 1 entspricht.

Bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 4, 5 und 6 kann der nichtmetallische Außenmantel 5 bei der Kabelmontage infolge des Vorhandenseins der halbleitenden Schicht 3 leicht von der Isolierung 2 abgetrennt werden, auch wenn die Isolierung 2 und der Außenmantel 5 aus dem gleichen Grundstoff, z. B. aus plastifiziertem PVC-Material hergestellt sind. Ein weiterer gemeinsamer Vorteil dieser Ausführungsbeispiele besteht darin, daß bei Vorhandensein des Phasenleiters 1 und der Nulleiter 4 das Kabel unter Zuhilfenahme von zwei in einer Linie aufgestellten Extrudern in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt werden kann.

Bei den Ausführungsbeispielen nach F i g. 4, 5 und 6 wird der bei Hochspannungskabeln übliche halbleitende Überzug 3 bei Niederspannungskabeln angewendet. Diese Lösung hat den Vorteil, daß die Stärke der Isolierung 2, insbesondere bei einem Phasenleiter J aus Vollaluminium, im Hinblick auf die elektrische Inanspruchnahme wesentlich herabgesetzt werden kann. So kann z. B. bei einem Leite· querschnitt von 240 mm² und bei einer Isolierung aus plastifiziertem PVC die Stärke von 2,4 mm auf 0.8 mm vermindert werden.

Bei Erdkabeln wird der mechanische Schutz der dünnen Isolierschicht durch den mindestens 1,8 mm dicken, nichtmetallischen, im allgemeinen aus plastifiziertem PVC hergestellten Außenmantel 5 sichergestellt. Dementsprechend kann durch die Anwendung des beschriebenen Niederspannungskabels eine Kostensenkung erreicht werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Abgeschirmtes Starkstromkabel mit einer Energieader, die in Isoliermaterial eingebettet ist, das mit einem halbleitenden Überzug versehen ist, auf dem ein damit im elektrischen Kontakt stehender, zur Kabelachse paralleler Leiter aufgebracht ist, der seinerseits in einem den Überzug umgebenden nichtmetallischen Außenmantel eingelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der halbleitende Überzug (3) durch Aufreiben bzw. Aufstreichen von Graphit oder Silberfarbstoff enthaltenden Akryl-Kunststoff gebildet ist

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