DE3013954A1 - HUMIDITY PROTECTED PLASTIC-INSULATED ELECTRIC POWER CABLE - Google Patents
HUMIDITY PROTECTED PLASTIC-INSULATED ELECTRIC POWER CABLEInfo
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/17—Protection against damage caused by external factors, e.g. sheaths or armouring
- H01B7/28—Protection against damage caused by moisture, corrosion, chemical attack or weather
- H01B7/282—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable
- H01B7/285—Preventing penetration of fluid, e.g. water or humidity, into conductor or cable by completely or partially filling interstices in the cable
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A30/00—Adapting or protecting infrastructure or their operation
- Y02A30/14—Extreme weather resilient electric power supply systems, e.g. strengthening power lines or underground power cables
Description
Kabel- und Metallwerke
Gutehoffnungshütte AktiengesellschaftCable and metal works
Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
10. April 1980 1-1745April 10, 1980 1-1745
Feuchtigkeitsgeschütztes kunststoffisoliertes elektrisches Energiekabel (Zusatz zum Patent ... (Anmeldung P 30 05 875.4)) Moisture- proof, plastic-insulated electrical power cable (addendum to patent ... (application P 30 05 875.4))
Gegenstand des Hauptpatentes ist ein feuchtigkeitsgeschOtzt.es kunststoffisoliertes elektrisches Energiekabel für Mittel- oder Hochspannung mit einem über der äußeren Leitschicht angeordneten Schirm in Form von metallischen Drähten, deren Zwischenräume in Längsrichtung abgedichtet sind. Unterhalb des Schirmes ist in Kontakt mit der äußeren Leitschicht in offenem Kreuzschlag eine Lage aus bei Feuchtigkeitseinwirkung quellfähigen Bändern angeordnet. 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 stopft so die Räume zwischen den Drähten des Schirmes ab. Diese Schirmdrähte können durch eine Umsei lung 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 Ceander-Lage, d. h. des konzentrischen 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 ciie Maßnahme nach dem Hauptpatent aber sichergestellt, daß die abstopfenden Mittel gleichmäßig jber den UmfangThe subject of the main patent is a moisture-protected plastic-insulated Electric power cable for medium or high voltage with a metallic screen arranged over the outer conductive layer Wires, the spaces between which are sealed in the longitudinal direction. Below the screen is in contact with the outer conductive layer in an open cross lay a layer of strips that swell when exposed to moisture. This measure enables a production technology problem-free achievable protection that is fully effective if moisture penetrates the cable due to damage to the sheath. The swellable tape sucks full, swells up and thus blocks the spaces between the wires of the umbrella. These shield wires can be developed by a Umsei or in the form of a so-called ceander location. In the latter case, the layer of the swellable tapes also serves to hold the individual wires the Ceander location, d. H. of the concentric conductor in the form of alternating Direction of lay of stranded single wires. The swollen material prevents the water from migrating further; the damage site remains local limited. Above all, by ciie measure according to the main patent, however ensures that the constipation agent is evenly distributed over the circumference
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des Kabels verteilt sind, d. h. überall dort zur Verfügung stehen, wo gegebenenfalls ein Feuchtigkeitseinbruch stattfinden kann.of the cable are distributed, d. H. are available wherever necessary moisture penetration can take place.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine weitere Ausbildung des Gegenstandes nach dem Hauptpatent. Gemäß der Erfindung ist unterhalb eines in Form einer geschlossenen metallischen Hülle vorliegenden Schirmes in Kontakt mit der äußeren Leitschicht in offenem Kreuzschlag eine Lage aus bei Feuchtigkeitseinwirkung quellfähigen Bändern angeordnet. Diese Kombination von geschlossenem Metallschirm und dem im Hauptpatent bereits näher beschriebenen, in offenem Kreuzschlag aufgebrachten Bändern hat u. a„ den Vorteil, daß bei einer noch nachträglichen Spaltbildung aufgrund der im Betrieb des Kabels auftretenden Wärmespiele und trotz der stark unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kunststoffisolierung und Metall des geschlossenen Schirmes zwischen äußerer Leitschicht und Schirm dennoch für eine ausreichende Abdichtung des Kabels auch in Längsrichtung gesorgt ist. Die Spaltbildung kann sich insbesondere bei Kabeln mit einem geschlossenen Bleimantel als Schirm bemerkbar machen, der auf die Kabelseele aufgepreßt wird und nach der Herstellung dicht auf der Kabelseele aufliegt. Dehnt sich jedoch beim Betrieb des Kabels die Seele aus, dann kann der Bleimantel bleibend gedehnt werden. Bei einer anschließenden Schrumpfung der Isolierung verbleiben demzufolge in Längsrichtung verlaufende Spalte zwischen Bleimantel und z. B. äußerer Leitschicht. Im Falle einer Beschädigung der an sich wasserdichten Hülle und Wassereinbruch kann in den Spalten eine Fortleitung der eingedrungenen Feuchtigkeit erfolgen. Dann sind aber auch hier Schäden in der Isolierung nicht zu vermeiden» die schließlich zu durch "water treeing" verursachte elektrische Durchschläge führen können.The present invention relates to a further embodiment of the object according to the main patent. According to the invention, a screen present in the form of a closed metallic shell is in contact with the underneath outer conductive layer in an open regular lay a layer of strips that swell when exposed to moisture. This combination of closed Metal screen and the one already described in more detail in the main patent, in Open cross-lay tape has the advantage, among other things, that with a subsequent gap formation due to the heat play that occurs during the operation of the cable and despite the vastly different coefficients of thermal expansion of plastic insulation and metal of the closed shield between the outer conductive layer and the shield for sufficient Sealing of the cable is also taken care of in the longitudinal direction. The gap formation can be particularly noticeable in cables with a closed lead sheath as a screen, which is pressed onto the cable core and gradually rests tightly on the cable core during manufacture. However, if the core expands when the cable is in operation, the lead sheath can remain stretched will. In the event of a subsequent shrinkage of the insulation, this consequently remains longitudinal gaps between lead sheath and z. B. outer conductive layer. In the event of damage to the intrinsically watertight Shell and water ingress can dissipate the penetrated in the crevices Moisture. Then, however, damage to the insulation cannot be avoided here too »which is ultimately caused by" water treeing " electrical breakdowns.
Statt eines aufgepreßten Bleimantels kann die geschlossene metallische Hülle aber auch aus einem zum Rohr geformten, längsnahtgeschweißten, ggf. gewellten Metallband dünner Wandstärke bestehen. Wegen der geforderten Leitfähigkeit haben sich hierfür Kupfer und Aluminium als am zweckmäßigsten erwiesen.Instead of a pressed-on lead jacket, the closed metallic shell but also consist of a longitudinally seam-welded, possibly corrugated metal strip of thin wall thickness, which is formed into a pipe. Because of the required conductivity copper and aluminum have proven to be the most suitable for this.
Wie bereits im Hauptpatent erwähnt, haben sich Bänder in Form sogenannter Quellvliese als vorteilhaft für die Durchführung der Erfindung erwiesen, in die quellfähige Materialien eingelagert oder eingearbeitet sind« Die BasisAs already mentioned in the main patent, tapes in the form of so-called Swellable nonwovens have proven to be advantageous for the implementation of the invention, in which swellable materials are incorporated or incorporated «The basis
1300 4 3/00721300 4 3/0072
solcher Quellvliese bilden Kunststoff-Schichtvliesstoffe, deren mittlere Lage oder Lagen aus quellfähigem Material aufgebaut sind oder die 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 Vliesschicht gehalten werden. Diese dünne Vliesschicht sichert einen kurzfristigen Wasserzutritt zum quellfähigen Material. Die Verankerung der quellfähigen Materialien im Vlies gewährleistet einen z. B. gegenüber einem Auftrag aus quellfähigem PuI-ver einfacheren Fertigungsablauf und stellt sicher, daß nach der Herstellung des Kabels, dem Transport und der Verlegung die stopfenden Materialien noch an den Stellen vorhanden sind, wo sie bei Feuchtigkeitseinbruch wirksam die Fortleitung eingedrungenen Wassers unterbinden.Such swellable nonwovens form plastic layered nonwovens, their middle layer or layers of swellable material are built up or which contain such. The structure of such materials can be chosen, for example, so that materials capable of swelling on a "thicker" non-woven carrier, for example in powder form, for example based on cellulose or in the form of synthetic swelling compounds, applied and held by an overlying extremely thin fleece layer. This thin fleece layer ensures short-term access to water to the swellable material. The anchoring of the swellable materials in the fleece ensures a z. B. compared to an order of swellable powder simpler production process and ensures that the clogging materials are still present after the cable has been manufactured, transported and laid are present at the points where they effectively prevent the forwarding of water that has penetrated in the event of moisture penetration.
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 has indicators that indicate how far into the cable a water ingress may have occurred has spread lengthways.
Wird eine ständige elektrisch leitende Verbindung zwischen äußerer Leitschicht und Schirm gefordert, dann kann es zweckmäßig sein, die Lage aus leitfähigen, quellfähigen Bändern herzustellen. In diesem Fall ist es möglich, da der elektrische Kontakt zwischen Leitschicht und Schirm nicht unterbrochen wird, das quellfähige Vliesmaterial in Form einer geschlossenen Bedeckung aufzubringen.Becomes a permanent electrically conductive connection between the outer conductive layer and screen are required, then it can be useful to produce the layer from conductive, swellable tapes. In this case it is possible because of the electrical Contact between the conductive layer and the screen is not interrupted, the swellable fleece material is applied in the form of a closed covering.
Die Erfindung sei an Hand des in der Fig. als Ausführungsbeispiel dargestellten einadrigen Mittelspannungskabels näher erläutert.The invention is based on the example shown in the figure single core medium voltage cable explained in more detail.
Über dem z. B. als Massivleiter ausgebildeten Leiter 11 ist die innere Leitschicht 12 angeordnet. Sie wird überdeckt von der Isolierung 13 aus einem vernetzten oder unvernetzten Polyäthylen. Die diese Isolierung überdeckende äußere Leitschicht ist mit 14 bezeichnet.Above the z. B. formed as a solid conductor conductor 11 is the inner conductive layer 12 arranged. It is covered by the insulation 13 made of a crosslinked or non-crosslinked polyethylene. The one covering this insulation outer conductive layer is denoted by 14.
Um nun bei einem eventuellen Wassereinbruch eine Längswanderung zwischen der äußeren Leitschicht 14 und dem Bleimantel 17 zu verhindern, sind unter dem Bleimantel 17 die beiden Bänder 15 und 16 aus quellfähigem Vliesstoff angeordnet. Sie sind in offenem Kreuzschlag aufgebracht, um im Fall isolierendenIn order to have a longitudinal migration between the To prevent the outer conductive layer 14 and the lead sheath 17, the two strips 15 and 16 of swellable nonwoven are arranged under the lead sheath 17. They are applied in an open regular lay to provide insulation in the case
130043/0072 '4~130043/0072 ' 4 ~
Vliesmaterials dennoch für eine ausreichende elektrische Kontaktierung zwischen
dem Bleimantel 17 und der Leitschicht 14 zu sorgen. An den Bleimantel schließt sich der Außenmante1 18 aus einem mechanisch widerstandsfähigen
Isoliermaterial, beispielsweise Polyvinylchlorid, an.Nonwoven material to ensure sufficient electrical contact between the lead jacket 17 and the conductive layer 14. The outer sheath 1 18 made of a mechanically resistant material is attached to the lead sheath
Insulating material such as polyvinyl chloride.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann statt des Bleimantels auch ein Kupfer- oder
Aluminiummantel verwende; werden, auch kann sich unter dem Kunststoffmantel
18 noch ein Korrosionsschutz für den darunter wiederum angeordneten Metallmantel
befinden.The invention is of course not limited to the illustrated embodiment. So instead of the lead jacket, a copper or
Use aluminum jacket; Also, under the plastic jacket 18, there can also be a corrosion protection for the metal jacket arranged underneath.
130043/0072 BAD130043/0072 BATH
Claims (8)
Gutehoffnungshütte Aktiengesei1schaftCable and metal works
Gutehoffnungshütte Aktiengesellschaft
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