DE2948650A1

DE2948650A1 - Verfahren zur herstellung eines feuchtigkeitsgeschuetzten kunststoffisolierten elektrischen energiekabels

Info

Publication number: DE2948650A1
Application number: DE19792948650
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl.-Ing. 3013 Barsinghausen Madry
Original assignee: KM Kabelmetal AG
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1979-12-04
Publication date: 1981-06-11

Description

Verfahren zur Herstellung eines feuchtigkeitsgeschützten kunststoff-
isolierten elektrischen Energiekabels Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines feuchtigkeitsgeschützten kunststoffisolierten elektrischen Energiekabels für Mittel- oder Hochspannung mit einem über der äußeren Leitschicht angeordneten Schirm in Form von metallischen Drähten.
Elektrische Kabel für Mittel- oder Hochspannung, bei denen über der Isolierung bzw. einer darauf befindlichen äußeren Leitschicht der Metallschirm in Form von die Kabelseele umfassenden Drähten aufgebracht ist, sind seit langem üblich. Diese Drähte, von einer geeigneten Umseilvorrichtung aufgebracht, werden in vielen Fällen durch eine Bandbewicklung gehalten, bevor der eigentliche Außenmantel z. B. aufextrudiert wird.
Wird dieser Außenmantel beschädigt, beispielsweise bei der Verlegung oder im Betrieb durch äußere mechanische Einwirkung, dann besteht Gefahr, daß von außen Feuchtigkeit in das Kabel eindringen und entlang der Zwischenräume zwischen den einzelnen Schirmdrähten wandern und zu Korrosionserscheinungen führen kann. Eingedrungene Feuchtigkeit kann aber auch Anlaß zu Schäden in der Isolierung sein, so daß schließlich durch "water treeing" verursachte Durchschläge im Laufe der Zeit erwartet werden können.
Korrosionserscheinungen sind im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß zwischen den Schirmdrähten, z. B. aus Kupfer oder Aluminium, und dem in der äußeren Leitschicht enthaltenen Ruß oder Graphit eine Elementbildung auftritt, die Anlaß zur Zerstörung des Schirmes oder zumindest für eine Beschädigung sein kann. Weiterhin kann die im Kabel sich ausbreitende Feuchtigkeit zu Störungen in den Endenabschlüssen und Verbindungsmuffen führen.
Zur Vermeidung von Korrosionsschäden im Bereich der Abschirmung ist es bereits bekannt (DOS 25 14 891), die Drähte in spülbare leitfähige Massen einzubetten. Nachteilig ist bei dieser Lösung des Problems die erschwerte Montage, da die einzelnen Schirmdrähte von den leitfähigen Massen befreit werden müssen.
Da es fernerhin bekannt ist, daß die normalerweise zur Herstellung von Kabelmänteln verwendeten Kunststoffe keine vollständige Diffusionssperre gegen Feuchtigkeit darstellen, werden besonders empfindliche Kabel mit einem Bleimantel oder einer längseinlaufend, überlappt aufgebrachten Metallfolie mit darüber extrudiertem Kunststoffmantel hergestellt. Diese Konstruktionen schützen das unbeschädigte Kabel zwar im ungestörten ormalbetrieb, verhindern aber nicht einen Wassereintritt längs der Kabelachse im Störungsfall, z. B. nach einer Beschädigung des Feuchtigkeitsschutzes.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dafür zu sorgen, daß durch einen äußeren Schaden in das Kabel eingedrungene Feuchtigkeit in ihrer Wirkung zumindest auf einen eng begrenzten Bereich beschränkt bleibt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die äußere Leitschicht während der Fertigung des Kabels mit einer klebrigen Flüssigkeit benetzt, darauf die metallischen Drähte des Schirmes aufgebracht und anschließend das so vorbehandelte Kabel mit einem bei Feuchtigkeitszutritt quellenden Pulver bestäubt wird. Diese Maßnahmen ermöglichen einen fertigungstechnisch problemlos erreichbaren Schutz, der voll wirk- sam wird, wenn durch eine Mantelbeschädigung Feuchtigkeit in das Kabel eindringt. Durch das quellende Material wird ein Weiterwandern des Wassers verhindert, die Schadensstelle bleibt örtlich beschränkt. Vor allem ist durch die Erfindung aber sichergestellt, daß das quellfähige Pulver gleichmäßig über den Umfang des Kabels verteilt ist, d. h. überall dort zur Verfügung steht, wo gegebenenfalls ein Feuchtigkeitseinbruch stattfindet. Die zur Benetzung dienende Flüssigkeit dient lediglich zur Halterung des Pulvers während der Bestäubung. Nach Fertigstellung des Kabels kann sie die Aufgabe einer nachträglichen Spannungsstabilisierung durch Diffusion in die elektrische Isolierung hinein übernehmen. Das gilt insbesondere dann, wenn in Weiterführung des Erfindungsgedankens speziell hierfür geeignete, in der Kabeltechnik bekannte Spannungsstabilisatoren verwendet werden. Solche Stabilisatoren können z. B. in Form aromatischer Öle eingesetzt werden, etwa das bekannte Boronöl, oder auch in Form flüssiger Aromat in Kombination mit 2,4-Dinitroluol und/oder Diphenylamin oder ähnlich bekannter liaterialien. Wesentlich für die Erwindung ist nicht, besondere Stabilisatoren einzusetzen, sondern die zur Fixierung der pulver,örmigew1 Quellmittel über den gesamten Kabelumtang im Bereich der Schirmdrähte verwendete Flüssigkeit gleichzeitig zur Spannungsstabilisierung zu verwenden, wenn nach Fertigstellung des Kabels, also Aufbringen auch des Außenmantels, die aufgebrachte Flüssigkeit zur Halterung der Pulverteilchen überflüssig geworden ist.
Zum Aufbringen des quellfähigen, pulverförmigen Materials wird man vorteilhaft so vorgehen, daß die benetzte äußere Leitschicht durch ein sogenanntes Wirbelbett aus pulverförmigem Quellmittel, beispielsweise aus Methyl-Cellulose oder Quellstärke, hindurchgeführt wird. In diesem Fall wird beispielsweise durch einen schwingenden Vorratsbehälter das quellfähige Pulver auFgewirbelt und anschließend gleichmäßig über den Umfang verteilt auf die Leitschicht zum Aufliegen gebracht. Das gilt sowohl für den oberen Bereich als auch für die Seitenflächen und den unteren Teil der Leitschicht, der bei den sonst üblichen Verfahren in der Regel unbedeckt bleibt.
Die Benetzung der Leitschicht selbst kann auf beliebige Art erfolgen, zweckmäßig ist es jedoch, insbesondere zur Erzielung eines gleichmäßigen dünnen Auftrages,die zur Benetzung dienende Flüssigkeit während des Durchlaufens der Kabelseele aufzusprühen.
Für besonders hohe Ansprüche an die Qualität des Kabels kann es mitunter auch zweckmäßig sein, zunächst die Leitschicht zu benetzen und zu bestäuben.
Anschließend werden die Schirmdrähte mit Querleitwendel aufgebracht, durch eine Umseilung oder als Ceanderlage, und schließlich wird erneut besprüht und bestäubt, bevor eine abschließende Bandierung aufgebracht wird.
Mitunter kann es auch vorteilhaft sein, wenn die klebrige Flüssigkeit leitfähige Bestandteile, beispielsweise Ruß oder Graphit, in feiner Verteilung enthält, die mit dem Aufsprühen auf die Kabel seele bzw. die darüber befindliche leitfähige Schicht aufgetragen wird. Gegebenenfalls vorhandene Fehlstellen können auf diese Weise nachträglich ausgebessert werden.
Die Erfindung sei anhand des in der Fig. dargestellten Ausfükrungsbeispieles näher erläutert.
Die aus einem nicht dargestellten Extruder auslaufende Kabelader 1 ist oberhalb der Isolierung mit einen leitfähigen Auftrag aus einer extrudierten leitfähigen Schicht oder einer Graphitierung versehen. Die Ader 1 durchläuft anschließend die in Achsrichtung hintereinander angeordneten Sprühdüsen 2, durch die z. B. Boronöl auf die äußere Leitschicht der Ader 1 aufgesprüht wird. Die aus Kupfer bestehenden Schirmdrähte 3 werden anschließend in bekannter Weise auf die so benetzte Ader aufgeseilt, bevor die geschirmte Seele anschließend das Wirbelbett 4 erreicht. Dieses besteht aus einem das quellfähige Pulver 5 enthaltenden Gehäuse 6, das federnd gelagert und durch nicht-dargestellte Antriebsmotoren in Schwingungen versetzbar ist. In einem solchen Fall wird das lose, im Gehäuse 6 befindliche Pulver hochgewirbelt und damit auf die durchlaufende Ader 1 allseitig in feiner Verteilung aufgebracht. Das Pulver 5 klebt dann infolge der Flüssigkeitsbesprühung auf der äußeren Leitschicht, aber auch an den einzelnen Drähten der Abschirmung, soweit diese beim Aufseilen von der bereits vorhandenen Flüssigkeit ebenfalls benetzt wurden. Erfolgt anschließend mittels des schematisch angedeuteten Bandbewicklers 7 die übliche Bebänderung der Abschirmung in Form der Gegenwendel aus Metall und z, B. einer Trennfolie aus einem Isoliermaterial, beispielsweise ebenfalls in quellfähiger Form, dann wird das quellfähige Pulver zusätzlich in die Lücken zwischen den Drähten eingedrückt und dort endgültig fixiert.
über die Bewicklung wird dann mittels des Extruders 8 der übliche Außenmantel als mechanischer Schutz aufgebracht. Er besteht beispielsweise aus Polyvinylchlorid, gegebenenfalls auch in flammwidriger Ausführung. Nach Durchlaufen des Kühl bades 9 kann dann das fertige Kabel auf die Auwickelspule 10 aufgewickelt werden.
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Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung eines feuchtigkeitsgeschützten kunststoffisolierten elektrischen Energiekabels für Mittel- odr Hochspannung mit einem über der äußeren Leitschicht angeordneten Schirm in Form von metallischen Drähten, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Leitschicht während der Fertigung des Kabels mit einer klebrigen Flüssigkeit benetzt, darauf die metallischen Drähte des Schirmes aufgebracht und anschließend das so vorbehandelte Kabel mit einem bei Feuchtigkeitszutritt quellenden Pulver bestäubt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als isolierende Flüssigkeit eine solche mit spannungsstabilisierenden Eigenschaften verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Isolieröl, z. B. Boronöl, verwendet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die benetzte Kabelseele durch ein sogenanntes Wirbelbett aus pulverförmigem Quellmittel, beispielsweise Methylcellulose, hindurchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Benetzung dienende Flüssigkeit während des Durchlaufes der äußeren Leitschicht aufgesprüht wird
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die klebrige Flüssigkeit leitfähige Bestandteile enthält.
7. Nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6 hergestelltes elektrisches Kabel, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens in den oder in unmittelbarer Nähe der längs oder wendelförmig verlaufenden Lücken zwischen den Drähten oder Bändern pulverförmiges Quellmittel in fein verteilter Form angeordnet ist.