DE3005875A1 - Plastics insulated power cable - has layers of tumescent tapes below screen in contact with outer conductive layer preventing moisture ingress - Google Patents
Plastics insulated power cable - has layers of tumescent tapes below screen in contact with outer conductive layer preventing moisture ingressInfo
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Abstract
Description
Feuchtigkeitsgeschütztes kunststoffisol iertes elektrisches EnergiekabelMoisture-proof, plastic-insulated electrical power cable
Die vorliegende Erfindung betrifft ein feuchtigkeitsgeschütztes kunststoffisoliertes elektrisches Energiekabel für Ilittel- oder Hochspannung mit einem über der äußeren Leitschicht angeordneten Schirm in Form von metallischen Drähten, deren Zwischenräume in Längsrichtung abgedichtet sind.The present invention relates to a moisture-proof plastic-insulated one electric power cable for medium or high voltage with one above the outer Conductive layer arranged screen in the form of metallic wires, the spaces between them are sealed in the longitudinal direction.
Elektrische Kabel für Mittel- oder Hochspannung, bei denen über der Isolierung bzw. einer darauf befindlichen äußeren Leitschicht der Metallschirm in Form von die Kabel seele 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 erden können.Medium or high voltage electrical cables where above the Insulation or an outer conductive layer on it, the metal shield in The form of wires encompassing the cable core has long been common. These wires, attached by a suitable roping device, are used in many Cases held by a tape winding before the actual outer jacket z. B. is extruded. If this outer jacket is damaged, for example in the Relocation or during operation due to external mechanical influences, then there is a risk of that moisture penetrates from the outside into the cable and along the gaps migrate between the individual shield wires and lead to signs of corrosion can. Penetrating moisture can also cause damage to the insulation so that eventually breakdowns caused by "water treeing" in the course the time expected.
Korrosionserscheinungen sind im wesentlichen darauf zurückzu5ühren, 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.Signs of corrosion are essentially due to that between the shield wires, for. B. made of copper or aluminum, and in the outer conductive layer contained carbon black or graphite an element formation occurs The reason for the destruction of the screen or at least for damage can be. Furthermore, the moisture spreading in the cable can lead to faults in the terminations and connecting sleeves.
Zur Vermeidung von Korrosionsschäden im Bereich der Abschirmung ist es bereits bekannt (DOS 25 14 831), 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.To avoid corrosion damage in the area of the shielding it is already known (DOS 25 14 831) to embed the wires in flushable conductive compounds. The disadvantage of this solution to the problem is the difficult assembly, since the individual Shield wires have to be freed from the conductive masses.
Da es fernerhin be',<annt 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 Normalbetrieb, verhindern aber nicht einen liassereintritt längs der Kabelachse im Störungsfall, z. B. nach einer Beschädigung des Feuchtigkeitsschutzes.Since it is furthermore be ', <annt that the normally used for the production Plastics used by cable sheaths do not provide a complete diffusion barrier against Representing moisture, especially sensitive cables with a lead sheath or a metal foil applied lengthwise, overlapped and extruded over it Plastic sheath made. These constructions protect the undamaged cable Although in undisturbed normal operation, they do not prevent longitudinal entry the cable axis in the event of a fault, e.g. B. after damage to the moisture protection.
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.On the basis of this prior art, the object of the invention is to be found to ensure that any external damage has penetrated the cable Moisture is limited in its effect at least to a narrowly limited area remain.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß unterhalb des Schirmes in Kontakt mit der äußeren Leitschicht in offenem Kreuzschlag eine Lage aus bei Feuchtigkeitseinwirkung quellfähigen Bändern angeordne-t ist. Diese Maßnahme ermöglicht einen fertigungstechnisch problemlos erreichbaren Schutz, der voll wirksam wird, wenn durch eine Mantelbeschädigung Feuchtigkeit in das Kabel eindringt. Das quellfähige Band saugt sich voll, quillt auf und stoppt so die Räume zwischen den Drähten des Schirmes. Diese Schirmdrähte können durch eine Umseilung oder auch in Form einer sogenannten Ceander-Lage aufgebracht sein. Im letzteren Fall dient die Lage aus den quellfähigen Bändern gleichzeitig zur Halterung der einzelnen Drähte der Geander-Lage, d. h des 'conzentrischen Leiters in Form mit wechselnder Schlagrichtung verseilter Einzeldrähte. Durch das gequollene Material wird ein Weiterwandern des Wassers verhindert; die Schadensstelle bleibt örtlich beschränkt. Vor allem ist durch die Erfindung aber sichergestellt, daß die abstopfenden Mittel gleichmäßig über den Umfang des Kabels verteilt sind, d. h. überall dort zur Verfügung stehen, wo gegebenenfalls ein Feuchtigkeitseinbruch stattfindet.This object is achieved according to the invention in that below of the screen in contact with the outer conductive layer in an open cross lay one Layer made of tapes that swell when exposed to moisture. These Measure enables a protection that is easily achievable from a manufacturing point of view is fully effective if the cable is damaged by moisture penetrates. The swellable tape sucks becomes full, swells up and thus stops the spaces between the wires of the screen. These shield wires can applied by roping or in the form of a so-called ceander layer be. In the latter case, the layer from the swellable tapes serves at the same time to hold the individual wires of the geander layer, d. h of the 'concentric head in the form of individual wires stranded with alternating lay directions. Through the swollen Material prevents the water from migrating further; the damaged area remains locally restricted. Above all, it is ensured by the invention that the constipating agents are evenly distributed over the circumference of the cable, d. H. are available wherever moisture penetration may occur.
Eine besonders sichere Abstopfung der Schirmdrähte ergibt sich dann, wenn in Weiterführung der Erfindung oberhalb des Schirmes eine geschlossene Lage ebenfalls aus quellfähigen Bändern angeordnet ist. Dann greifen nämlich die quellenden Materialien beidseitig durch die Schirmlage hindurch.A particularly safe tamping of the shield wires then results if in continuation of the invention a closed position above the screen is also arranged from swellable tapes. Then the swelling take hold Materials through the shield layer on both sides.
Eine weitere vorteilhafte, insbesondere kostensparende, Lösung des geschilderten, der Erfindung zugrundeliegenden Problems ergibt sich dann, wenn unterhalb des Schirmes in Kontakt mit der äußeren Leitschicht in offenem Kreuzschlag eine Lage aus quellfähigen Bänder und oberhalb des Schirmes eine weitere Lage aus bei Feuchtigkeitseinwirkung quellfähigen Bändern in offenem Kreuzschlag angeordnet ist. Zweckmäßig ist hier, wenn die obere Lage über der unteren liegt, so daß wiederum ein Durchgriff von oben und unten durch die Schirmlage möglich ist.Another advantageous, in particular cost-saving, solution of the The problem on which the invention is based arises when below of the screen in contact with the outer conductive layer in an open cross lay one Layer made of swellable tapes and another layer from above the screen Exposure to moisture swellable tapes is arranged in an open regular lay. It is useful here if the upper layer lies above the lower one, so that again it is possible to reach through the shield layer from above and below.
Als für die Erfindung besonders geeignet haben sich Bänder*soganannter Quellvliese erwiesen, in die quellfähige Materialien eingelagert oder eingearbeitet sind. Die Basis solcher Quellvliese bilden Kunststoff-Schichtvliesstoffe, deren mittlere Lage oder Lagen aus quellfähigem material aufgebaut sind oder solches enthalten. Der Aufbau solcher Materialien kann beispielsweise so gewählt sein, daß auf einem "dickeren" Trägervlies quellfähige Materialien, beispielsweise in Pulverform, etwa auf Zellulosebasis oder in Form synthetischer Quellmassen, aufgebracht und durch eine darüber liegende extrem dünne Vliesschicn-t gehalten werden. Diese dünne Vliesschich-t sichert einen kurzfristigen Wasserzutritt zum quellfähigen Material. Die * in Form Verankerung der quellfähigen Materialien im Vlies sichert ein z. B. gegenüber einem Auftrag aus quellfähigem Pulver einfacheren Fertigungsablauf und gibt Gewähr dafür, daß nach der Herstellung des Kabels, dem Transport und der Verlegung die stoppenden Materialien noch an den Stellen vorhanden sind, wo sie bei Feuchtigkeitseinbruch wirksam die Fortleitung eingedrungenen Wassers unterbinden.So-called bands * have proven to be particularly suitable for the invention Swellable nonwovens have been shown to be incorporated or incorporated into the swellable materials are. The basis of such swellable nonwovens is formed by plastic layered nonwovens, their middle layer or layers are made up of swellable material or contain such. The structure of such materials can be chosen, for example, so that on one "thicker" nonwoven carrier material swellable materials, for example in powder form, for example based on cellulose or in the form of synthetic swelling compounds, applied and through an extremely thin fleece layer above it. This thin fleece layer t ensures short-term water access to the swellable material. The * in the form anchoring the swellable materials in the fleece secures a z. B. in relation to an order from swellable powder simpler production process and guarantees that after the production of the cable, the transport and the laying the stopping Materials are still present in the places where they will be in the event of moisture penetration effectively prevent the penetration of water.
Vorteilhaft kann es mitunter auch sein, wenn das Vliesmaterial mit Indikatoren versehen ist, die anzeigen, wie weit im Kabel ein eventuell erfolgter Wassereinbruch sich in Längsrichtung ausgebreitet hat.It can sometimes also be advantageous if the fleece material with Indicators are provided that show how far in the cable a possibly made Ingress of water has spread lengthways.
Wird eine ständige elektrisch leitende Verbindung zwischen äußerer Leitschicnt und Schirmdrähten geFordert, dann kann es zweckmäßig sein, zumindest die unterhalb des Schirmes angeordnete Lage aus ieitfähigen, quell Fähigen Bändern herzustellen. In diesen Fall ist es möglich, da der elektrische Kontakt zwischen-Leitschichl und Schirmdrähten nicht unterbrochen wird, auch die untere Lage aus quellfähigem Vliesmaterial in Form einer geschlossenen Bedeckung aufzubringen.Establishes a permanent electrically conductive connection between external If guide rails and shield wires are required, it can be useful, at least the layer of conductive, swellable tapes arranged below the screen to manufacture. In this case it is possible, since the electrical contact between-Leitschichl and shield wires are not interrupted, including the lower layer of swellable material Apply nonwoven material in the form of a closed cover.
Die Erfindung sei an Hand des in der Fig. als Ausführungsbeispiel dargestellten einadrigen Mittelspannungskabels näher erläutert.The invention is based on the in the figure. As an embodiment illustrated single core medium voltage cable explained in more detail.
Über den z. B. als Massivleiter ausgebildeten Leiter 1 ist die innere Leitschich-t 2 angeordnet. Sie wird überdeckt von der Isolierung 3 aus einem vernetzten oder unvernetzten Polyäthylen. Die diese Isolierung überdeckende äußere Leitschicht ist mit 4 bezeichnet.About the z. B. trained as a solid conductor head 1 is the inner Leitschich-t 2 arranged. It is covered by the insulation 3 from a network or uncrosslinked polyethylene. The outer conductive layer covering this insulation is denoted by 4.
Um nun bei einem eventuellen Wassereinbruch eine Längswanderung zwischen den Schirmdrähten 5 zu verhindern, sind unter der Drahtlage die beiden Bänder 6 und 7 aus quellfähigem Vliesstoff angeordnet, Sie sind in offenem Kreuzschlag aufgebracht, um im Fall isolierenden Vliesmaterials dennoch für eine ausreichende elektrische Kontaktierung zwischen Drähten 5 und Leitschicht 4 zu sorgen. überdeckt werden die Drähte 5 des Schirms durch die nunmehr geschlossene Bandlage 8 aus ebenfalls quellfähigen Bändern. An diese Lage schließt sich der Außenmantel 9 aus einem mechanisch widerstandsfähigen Isoliermaterial, beispielsweise Polyvinylchlorid, an. Zusätzlich kann, wenn auch nicht dargestellt, mit weiterem Vorteil über der Band- oder Vlieslage 8 eine Diffusionssperre, z. B. als gewickelte, metallkaschierte Polyteraphtalat-Folie angeordnet sein. Diese Folie kann des weiteren mit dem Mantel 9 verklebt sein, sei es mit Hilfe einer Copolymer-Beschichtung oder durch eine Bespülung mit einer geeigneten, klebfähigen Masse. Auch an sich bekannte Schichtenmantelkonstruktionen könnten hier eine vorteilhaf-ce Anwendung finden.In order to make a longitudinal hike between To prevent the shield wires 5, the two strips 6 are under the wire layer and 7 made of swellable nonwoven, they are applied in an open cross lay, in order to ensure sufficient electrical power in the case of insulating nonwoven material To ensure contact between wires 5 and conductive layer 4. are covered Wires 5 of the screen through the now closed band layer 8 also swellable Ribbons. The outer jacket 9, made of a mechanically resistant material, is connected to this position Insulating material such as polyvinyl chloride. Additionally can, although not shown, with a further advantage over the tape or fleece layer 8 a diffusion barrier, e.g. B. as a wound, metal-clad polyteraphthalate film be arranged. This film can also be glued to the jacket 9, be it it with the help of a copolymer coating or by rinsing with a suitable, adhesive mass. Layered jacket constructions known per se could also be used here find an advantageous application.
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