DE2801649A1 - Pruefeinrichtung fuer trocken-durchschlagsfestigkeit isolierter, elektrischer kabel - Google Patents

Pruefeinrichtung fuer trocken-durchschlagsfestigkeit isolierter, elektrischer kabel

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DE2801649A1 DE19782801649 DE2801649A DE2801649A1 DE 2801649 A1 DE2801649 A1 DE 2801649A1 DE 19782801649 DE19782801649 DE 19782801649 DE 2801649 A DE2801649 A DE 2801649A DE 2801649 A1 DE2801649 A1 DE 2801649A1
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Description

CEFILAC, 75οο8 Paris, Frankreich
Prüfeinrichtung für Trocken-Durchschlagsfestigkeit isolierter, elektrischer Kabel
Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für die Trocken-Durchschlagsfestigkeitj um automatisch und kontinuierlich Fehler in der Isolierhülle eines elektrischen Kabels zu erfassen.
Es gibt bereits Einrichtungen, durch die elektrisch Fehler der Isolation von Kabeln erfaßbar sind, und zwar sowohl am Austritt der Fertigungsstraße als auch an einer Abführstrecke. Diese Einrichtungen weisen einen Hochspannungsgenerator auf, der durch einen Transformator gebildet ist, der eine Wechselspannung von 3 - 50 kV abgibt. Diese Hochspannung wird zwischen Masse, mit der die Kabelseele verbunden ist, und der Kabelhülle angelegt, die über eine geeignete Berührungseinrichtung oder Kontakteinrichtung vorbeiläuft. Jeder Fehler der Isolierhülle hat eine Veränderung der Stromstärke im Kabel zur Folge, die Fehlerstrom genannt wird, wodurch es möglich ist, die Fehler zu erfassen, sie zu zählen und ggf. einen Alarm auszulösen.
Verschiedene Einrichtungen ermöglichen es, die Berührung zwischen dem Hochspannungsgenerator und der Oberfläche der Kabelhülle sicherzustellen. Bei Kabeln großer Durchmesser werden zusammenwirkende Metallfedern verwendet, die sich spreizen oder auseinandergehen, um das Kabel hindurchgehen zu lassen, oder werden Metallbürsten in Anlage auf der Hülle verwendet, die auf einer zum Kabel kon-
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zentrischen Krone befestigt sind und die in Drehbewegung versetzt sind. Bei Kabeln kleineren Durchmessers wird die Berührung durch Metallperlen-Schnüre erreicht, die einen vom fortschreitenden Kabel durchquerten Vorhang bilden.
Diese Einrichtungen beruhen alle auf dem Prinzip der Reibungsberührungj das zahlreiche Nachteile besitzt. Die Berührung mit der Außenseite der Hülle ist nicht immer vollkommen derart, daß bestimmte Fehler nicht erfaßt werden. Diese Einrichtungen sind kaum mehrwertig und können nur in einem engen Durchmesserbereich verwendet werden. Sie ermöglichen keine hohen Vorbeiführ- oder Fördergeschwindigkeiten, während dagegen die Herstellung auf modernen Fertigungsstraßen für beispielsweise Fernsprechkabel mit stets sehr hohen Geschwindigkeiten erfolgt. Die Einrichtungen sind auch sehr schlecht an bestimmte, für die Hüllen verwendete Werkstoffarten angepaßt, wie chemisch vernetztes Polyäthylen (PRC). Schließlich müssen die Metallteile ziemlich häufig ausgetauscht werden.
Es wurde schon versucht, derartige Einrichtungen dadurch zu verbessern, daß die Spannung an die Hülle über ein Rohr angelegt wird, das eine durch die von der Prüfeinrichtung abgegebene Spannung ionisierte Atmosphäre aufweist, jedoch weist dieses Rohr im Inneren einen Metallperlen-Kontakt auf und kann daher nicht die Nachteile aufgrund von Reibung, insbesondere bei großen Geschwindigkeiten vermeiden.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Prüfeinrichtung anzugeben, durch die die überwachung der Hülle eines isolierten Kabels ohne Reibung, mittels einer kompakten und vielwertigen Einrichtung möglich ist, die in einem sehr
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großen Durchmesserbereich und Geschwindigkeitsbereich arbeiten kann, die für alle Hüllenarten geeignet ist und die praktisch keine Wartung erfordert.
Die Aufgabe wird bei einer Prüfeinrichtung der Trocken-Durchschlagsfestigkeit der Isolierhülle eines elektrischen Kabels, das kontinuierlich durchläuft, mit einer Quelle einer hohen Wechselspannung, die zwischen der mit Masse verbundenen Kabelseele und der Außenfläche der Hülle angelegt ist, und mit einer Meßeinrichtung des Fehlerstroms erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der elektrische Kontakt oder die elektrische Berührung mit der Hülle einzig durch ein Rohr sichergestellt ist, das das Kabel umgibt und das mit einer ionisierten Atmosphäre gefüllt ist, wobei die zur Ionisation der Atmosphäre im Rohr erforderliche Spannung durch einen vom Meßkreis unabhängigen Generator zugeführt ist.
Gemäß einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das das Kabel umgebende Rohr zwei zum Kabel koaxiale, leitfähige Zylinderwände auf, die elektrisch voneinander isoliert sind und zwischen denen die Ionisationsspannung angelegt ist, wobei die Außenwand mit Spitzen oder Stacheln versehen ist, die radial zur Innenwand gerichtet sind und diese durch in dieser vorgesehene öffnungen durchquert derart, daß die Ionisierung des Raums zwischen den Kabeln und der Innenwand erreichbar ist.
Die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung enthält vorteilhaft eine Steuer- oder Regeleinrichtung, durch die die Frequenz der an die Hülle angelegten Spannung abhängig von der Vorbeiführgeschwindigkeit des Kabels veränderbar ist, um so eine unnötige Beanspruchung oder Ermüdung der Hülle zu vermeiden.
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Die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung kann auch eine Steuer- oder Regeleinrichtung für den Fehlerstrom aufweisen, die die besonderen Anwendungsbedingungen berücksichtigt, beispielsweise die Verluste infolge feuchter oder befeuchteter Kabel, sowie einen addierenden elektromagnetischen Zähler der Fehler,durch den die Anzeige auch dann beibehalten werden kann, wenn die Versorgung unbeabsichtigt verschwindet.
Die Erfindung gibt also eine Prüfeinrichtung der Trocken-Durchschlagsfestigkeit der Isolierhülle eines elektrischen Kabels an, die eine Quelle hoher Wechselspannung enthält, die zwischen der mit Masse verbundenen Kabelseele und der Außenfläche der Hülle angelegt ist. Dabei wird der elektrische Kontakt mit der Hülle einzig durch ein Rohr sichergestellt, das das Kabel umgibt und das mit einer ionisierten Atmosphäre gefüllt ist, wobei die zur Ionisation erforderliche Spannung durch einen vom Meßkreis unabhängigen Generator zugeführt ist.
Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch eine erfindungsgemäße Prüfeinrichtung,
Fig. 2 vergrößert die Befestigung der Stacheln in der Rohrwand.
Die Prüfeinrichtung wird mit Einphasen-Wechselstrom einer Spannung von 220 - 380 V und einer Frequenz von 50 Hz versorgt. Sie enthält einen Hochspannungsgenerator 1 einer Leistung von 150 VA im Dauerbetrieb und von 800 VA im Impuls-
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betrieb, wodurch eine mittels eines Potentiometers zwischen Ο,5 und 20 kV einstellbare Ausgangsspannung abgebbar ist. Die Frequenz dieser Spannung ist ebenfalls steuerbar zwischen 100 und 600 Hz. Diese Steuermöglichkeit ist vorteilhaft, um eine unnötige und irreversible Ermüdung oder Beanspruchung der Isolierhülle zu vermeiden, wenn die Arbeitsbedingungen eine erhebliche Verringerung der Vorbeiführgeschwindigkeit des Kabels erfordert. Die Steuerung kann von Hand erfolgen oder auch automatisch, wenn die Vorbeiführgeschwindigkeit sich als sich häufig ändernd erweist.
Die Überwachungs- oder Prüfspannung wird an ein leitendes Rohr 2,beispielsweise aus Messing, angelegt, das das zu prüfende Kabel umgibt und das einen Innendurchmesser hat, der ausreicht, um bei dem größten Nenndurchmesser zufällige Ausstülpungen oder Durchmesservergrößerungen des Kabels infolge von Übergangs- oder Kupplungsstücken oder von Knoten hindurchtreten zu lassen. Das Rohr kann einen Längsschlitz aufweisen, durch den das Kabel seitlich einführbar ist, oder kann auch im Gegensatz dazu geschlossen sein, wobei die Einführung des Kabels vom Ende her erfolgt. Das Rohr kann auch, wie in Fig. 1 dargestellt, aus zwei an einem Längsscharnier 6 gelenkig miteinander verbundenen Halbzylindern 4, 5 bestehen, um die Einführung des Kabels zu erleichtern.
Im Inneren des Rohrs 2 wird eine ionisierte Atmosphäre geschaffen durch Anlegen einer Festspannung von 2500 - 3000 V, die von einem selbständigen Generator 7 erzeugt ist, der sich vom Hochspannungsgenerator 1 des Meßkreises unterscheidet. Vorteilhaft kann diese Ionisierungsspannung zwischen zwei leitenden Elementen angelegt werden. Dazu ist das Rohr aus Messing doppelwandig ausgeführt, beispielsweise mit
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einer zylindrischen Außenwand 8 und einer zylindrischen Innenwand 9» die koaxial zum Kabel 3 sind. Die beiden Wände 8, 9 sind untereinander durch radiale Isolierträger befestigt. Die Ionisierungsspannung wird zwischen den beiden leitfähigen Wänden 8, 10 angelegt und ionisiert den Ringraum zwischen ihnen.
Um den Raum zwischen dem Kabel 3 und der Innenwand zu ionisieren, ist die Innenwand 9 mit Öffnungen 11 versehen. Darüber hinaus ermöglicht eine Reihe von Stiften oder Stacheln 12, die an der Außenwand 8 befestigt sind und radial zur Innenwand 9 gerichtet sind und diese in den Öffnungen 11 durchsetzen, durch Punkt- oder Spitzeneffekt, daß die Ionisierung in das Innere der Innenwand 8 gerichtet ist. Um den Nenn-Innendurchmesser des Rohrs 2 beizubehalten, hören die Stacheln 12 genau fluchtend zur Innenwand 8 auf der Seite des Kabels 3 auf. Die Stacheln 12 sind an der Außenwand 8 irgendwie so befestigt, daß ein guter elektrischer Kontakt sichergestellt ist, beispielsweise durch Schweißen oder Löten. Selbstverständlich muß jeder Kontakt zwischen der Innenwand 9 und den Stacheln 12 vermieden werden, weshalb die Öffnungen 11 ausreichend groß sind. Beispielsweise sind in einem 500 mm langen Messingrohr, das zwei Wände der Dicke 1,5 mm aufweist^ mit einem Durchmesser von 50 mm bzw. von 70 mm, Stacheln mit einem Durchmesser von 1 - 2 mm angeordnet, die gleichmäßig in 19 zur Achse der zylindrischen Wände senkrechten Ebenen verteilt sind, wobei jede Ebene acht Stacheln aufweist, die gleichmäßig längs des Umfangs der Schnittfläche der Ebene mit der Außenwand befestigt oder verankert sind. Die Öffnungen in der Innenwand, durch deren Mitte das Ende der Stacheln 12 tritt, besitzen einen Durchmesser von ca. 5 mm.
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Das Rohr 2 ist auf einem Gestell oder einem Rahmen 13 angeordnet und an diesem über Isolatoren 14 befestigt. Der Unterteil des Rahmens 13 ist mit öffnungen 15 versehen, um Wasser abführen zu können, das von einer unzureichenden Trocknung der Kabel nach der Extrudierung kommt oder von einer Lagerung in Außenumgebung und das vom Kabel während des Prüfbetriebs abläuft bzw. ausgeschwitzt wird.
Die erfindungsgemäße Einrichtung weist auch eine Einrichtung zum Steuern oder Regeln des Fehlerstroms zwischen 5 und 30 mA auf, beispielsweise mittels eines Potentiometers. Diese Steuerung ermöglicht eine Berücksichtigung der Änderungen dieses Stroms infolge von besonderen Anwendungsbedingungen. Das Kabel kann nämlich feucht sein, weil nämlich die Kabeltrommeln in der Außenumgebung gespeichert worden sind oder weil die Trocknung am Austritt des Kühlbehälters der Extrudierstraße unzureichend erfolgt ist.
Schließlich weist die erfindungsgemäße Einrichtung Glieder auf, die eine Behandlung des Fehlers ermöglichen, sobald er erfaßt ist, beispielsweise eine Licht- oder eine Schall-Anzeige mit der Möglichkeit der Außerbetriebsetzung oder der Verlangsamung der Vorbeiführgeschwindigkeit und einen summierenden elektromagnetischen Zähler der Fehler nach Speicherung,durch den die Anzeige beibehalten werden kann, selbst wenn die elektrische Versorgung unerwartet verschwindet, beispielsweise als Folge eines Fehlers oder einer Störung.
Ein erfindungsgemäßes Prüfgerät ermöglicht die überwachung der Isolation von Kabeln in einem Durchmesserbereich zwischen 0,2 und 30 mm bei gelegentlichem Durchtritt von Stücken mit bis zu 50 mm Durchmesser, wobei die Vorbeiführgeschwindigkeit 1500 - 2000 m/min erreichen kann t und dies unabhängig von der Art des Isolierstoffs (Gummi, PVC, PRC, usw.)
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L e e rs e 11 e

Claims (5)

  1. BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ PATENTANWÄLTE
    80OO München 22 - Steinsdorfstr. 10 Dipl.-ing. R. beetz sen.
    TELEFON (O89) 22 72O1 - 227244 - 29 591O Dlpl.-lng. K. LAMPRECHT
    Telex B 22O48 -Telegramm Allpatent München Dr.-lng. R.BEETZ Jr.
    DIpl.-Phys. U. H EI DRICH auch Rechtsanwalt Dr.-lng. W. TIMPE Dlpl.-lng. J. SIESFRI ED
    503-27.789P 16. Jan. 1978
    Ansprüche
    Prüfeinrichtung der Trocken-Durchschlagsfestigkeit der Isolierhülle eines kontinuierlich vorbeigeführten elektrischen Kabels, mit einer Quelle hoher Wechselspannung, die zwischen der mit Masse verbundenen Kabelseele und der Außenfläche der Isolierhülle angelegt isty und mit einer Meßeinrichtung des Fehlerstroms,
    dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Kontakt mit der Kabelhülle einzig durch ein Rohr (2) erreicht ist, das das Kabel (3) umgibt und das mit einer ionisierten Atmosphäre gefüllt ist, wobei die zur Ionisierung erforderliche Spannung von einem vom Meßkreis unabhängigen Generator (7) zugeführt oder erzeugt ist.
  2. 2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das das Kabel (3) umgebende Rohr (2) zwei leitende, zylindrische Wände (8, 9) aufweist, die zum Kabel (3) koaxial sind, die voneinander elektrisch isoliert sind und zwischen denen die Ionisierungsspannung anliegt, wobei die Außenwand (8) mit Stacheln (12) versehen ist, die radial zur Innenwand (9) gerichtet sind und diese durch in ihr vorgesehene öffnungen (11) durchsetzen derart, daß die Ionisierung des Raums zwischen dem Kabel (3) und der Innenwand (9) erreichbar ist.
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  3. 3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung der Frequenz der angelegten
    Spannung.
  4. 4. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-3, gekennzeichnet durch eine Steuereinrichtung des Fehlerstroms.
  5. 5. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch
    einen summierenden elektromagnetischen Zähler der Fehler.
    809830/0741
DE2801649A 1977-01-21 1978-01-16 Prüfeinrichtung zur kontinuierlichen Prüfung der Trocken-Durchschlagsfestigkeit isolierter, elektrischer Kabel Expired DE2801649C3 (de)

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