DE321301C - Biegsames elektrisches Kabel, insbesondere fuer Hochspannung - Google Patents

Description

Es sind elektrische Kabel für telegraphische, telephonische und andere Zwecke bekanntgeworden, bei deren Herstellung faserstoffisolierte Leiter auf einen hohlen Kern gewunden und dann in einen biegsamen Mantel eingeschlossen wurden, worauf man in das fertige Kabel ein Isoliermittel, z. B. durch eine Pumpe, hineindrückte. Man hat auch Leiter mit einer festen Isolierhülle in Metallrohrleitungen verlegt und diese mit einer unter Druck stehenden' Isolierflüssigkeit gefüllt. Es ist auch bekannt, mittels eines Kordelstranges schraubenförmig verlaufende Kanäle zu bilden, die durch eine Druckpumpe mit einem verflüssigten Isoliermittel ausgefüllt werden.

Derartige Ausführungen von Kabeln, Leitern und starren Leitungen genügen aber nicht den neueren Anforderungen, wenn es sich etwa um die Verteilung von hochgespanntem elektrischen Strom handelt, da das unmittelbar auf den Leiter gewickelte Isoliermaterial bei hoher Belastung leicht durchschlagen wird, wenn es nicht übertrieben stark ausgeführt wird, dadurch wird aber die Strombelastungsfähigkeit des Leiters stark verringert, weil die dicke Isolierhülle der schnellen Verteilung der im Kabel entstehenden Wärme nicht günstig ist. Die Verwendung starrer, mit

Öl gefüllten Leitungen ist sowohl wegen der Kosten dieser Anordnung als auch wegen der Schwierigkeit der Beförderung wenig empfehlenswert. Für gewöhnlich hat man daher elektrische Verteilungskabel in der Weise hergestellt, daß man unmittelbar auf die Leiter Schichten von Papier, Fiber oder anderem geeigneten Isoliermaterial wickelte und schließlich einen Mantel oder eine Hülle von weichem Metall, etwa Blei, darumlegte. Derartige Kabel können zwar sehr leicht hergestellt, verschickt und verlegt werden, jedoch läßt sich nicht vermeiden, daß zwischen Leiter und Isolierung, zwischen den Schichten des Isoliermaterials selbst und zwischen einzelnen Drähten des Leiters Hohlräume verbleiben, auch wenn das Isoliermaterial vorher getrocknet und wie üblich mit öl oder einem anderen Mittel getränkt war, ehe der Weichmetallmantel umgelegt wurde. Das Vorhandensein solcher Hohlräume, die meist mit Luft gefüllt sind, verringert aber die zulässige Betriebsspannung für das Kabel. Überdies sind bekanntlich die inneren Schichten von Papier oder sonstigem Isoliermaterial, die dem Leiter zunächst liegen, einer höheren elektrostatischen Beanspruchung ausgesetzt als die äußeren Schichten und werden daher leichter durchschlagen. Es ergibt sich daraus, daß bei sehr hoher Spannung, besonders bei Wechselstrom der dielektrische Verlust äußerst bedenklich wird und sogar unter Umständen zum Durchschlagen des Kabels führt,

Die Erfindung bezweckt nun, den dielektrischen Verlust im Isoliermaterial eines biegsamen Kabels der beschriebenen Art zu verringern und auf diese Weise zu ermöglichen, daß das Kabel gefahrlos dauernd oder für kurze Zeiträume mit einer höheren Spannung für eine gegebene Stärke des Dielektrikums beansprucht werden kann als bisher zulässig und daß sich die Strombelastungsfähigkeit ίο des Leiters ohne weiteres erhöhen läßt, während gleichzeitig die Lebensdauer des Kabels wächst.

Um das zu erreichen, wird bei einem biegsamen Kabel gemäß der Erfindung der Leiter oder jeder Leiter auf seiner ganzen Länge mit einer dünnen Schicht öl umgeben, das zwischen dem Leiter, in unmittelbarer Berührung mit ihm und den herumgelegten Schichten festen Isoliermaterials untergebracht ist. Dies öl wird gezwungen, den Raum ! zwischen den genannten Teilen und auch alle sonstigen Hohlräume vollkommen auszufüllen, : die in dem Kabel während der vorangehenden Bearbeitung entstanden sind. ;

Zu diesem Zwecke wird das öl, beispielsweise Mineralöl, wie es zum Schmieren von Zylindern τι. dgl. benutzt wird oder ein ; anderes geeignetes isolierendes öl mittels j einer Druckpumpe von dem einen Ende aus in das Kabel hineingepreßt, während es vom anderen Ende aus etwa durch eine Luftpumpe luftleer gemacht wird. Das Absaugen der j Luft kann aber auch schon vor dem Ein- j pressen des Öles ausgeführt werden, und zwar in ununterbrochenem Arbeitsgange oder in j einzelnen Absätzen. j

Die Zwischenschaltung der ölschicht zwischen Leiter und Isolierhülle sowie das leichte und schnelle Absaugen der Luft aus den Hohlräumen im Kabel und schließlich das Auffüllen dieser Hohlräume mit öl wird nun dadurch ermöglicht, daß ein oder mehrere der Länge nach verlaufende Kanäle oder Hohlräume um den Leiter gebildet werden, und zwar vorteilhaft aus fest gedrehter Kordel, etwa Peitschenschnur o. dgl., die, wie es an sich bekannt ist, in weiten oder steilen Windungen um den Leiter gelegt ist, und zwar' in umgekehrter Richtung als der Schlag der diesen bildenden D/ähte. Die Kordel, Schnur o.dgl. ist vorzugsweise roh, d.h. sie ist nicht mit Leim ο. dgl. durchsetzt; sie braucht auch nicht mit Öl oder einem sonstigen isolierenden Stoff getränkt zu' werden, ehe man sie auf den Leiter aufwickelt. Zweckmäßig verwendet man mehrere derartige Stränge, die in Abständen voneinander um den Leiter gewickelt sind, so daß sie eine Anzahl von schraubenförmigen Kanälen bilden, die sich über die ganze Länge des Kabels erstrecken und in radialer Richtung nur eine geringe Höhe von etwa 1,25 bis 2,5 mm besitzen. Statt dessen könnte man auch einen oder mehrere Streifen von wellenförmig gepreßtem und gegebenenfalls mit Durchbrechungen versehenem Isoliermaterial anwenden.

Die Fig. 1 bis 4 sind Querschnitte verschiedener Ausführungsformen von biegsamen Kabeln gemäß der Erfindung. Fig. 5 zeigt in Seitenansicht einige Stücke oder Abschnitte j eines verlegten Kabels.

; Fig. ι stellt ein einadriges Kabel dar und

■ läßt erkennen, wie gesonderte Stränge α von ^j Kordel schraubenförmig um den seilförmigen ι Leiter b gewunden sind. Durch die konzentrisch über die Kordelstränge α gewickelten j Lagen c von Pap^:er oder ähnlichem Isolier-

■ material werden schraubenförmig verlaufende Längskanäle d gemäß der Erfindung gebildet, worauf das Ganze mit dem Bleimantel β um- ! geben wird.

Durch das eingefüllte, den Leiter dann vollständig umgebende öl werden die dielektrischen Verluste in dem Kabel ganz bedeutend'verringert, im Vergleich zu solchen Kabeln, bei denen das Papier oder anderes Isoliermaterial unmittelbar eng .auf und um den Leiter herumgewickelt ist.

Fig. 2 stellt einen Querschnitt durch ein dreiadriges Kabel dar, bei dem jede einzelne Ader gemäß Fig. 1 gewickelt ist.

Fig. 3 zeigt' einen Schnitt durch ein konzentrisches Zweileiterkabel, bei dem nur der innere seilförmige Leiter b mit Kordelsträngen a umwunden ist. Der äußere Leiter g setzt sich aus Einzeldrähten zusammen, die auf das Isoliermaterial c gewickelt und außen mit einer Isolier-■hülle c¹ umgeben sind. Um das Ganze legt sich der Bleimantel e. In manchen Fällen kann man die innere Isolierschicht c fortlassen und den 10c Außenleiter g unmittelbar mit entgegengesetzt verlaufendem Schlag um die schraubenförmigen Kordelstränge α wickeln.

Fig. 4 ist ein ähnlicher Querschnitt wie in Fig. i, jedoch ist hier an Stelle der Kordel- 10; stränge α ein Stück wellig gepreßten und mit Durchbrechungen versehenen dünnen Isoliermaterials α¹ angewendet, das in gleicher Weise den gewünschten Zweck erfüllt.

Nachdem in dem Kabel die Längskanäle ge- nc maß der Erfindung hergestellt sind und der Mantel aus weichem Metall, etwa Blei, herumgelegt ist, wobei das im Kabelinnern verwendete Papier oder anderes Isolierungsmaterial im Kabel vorher imprägniert ist oder nicht, auf jeden iij Fall aber in der "üblichen Weise getrocknet sein · muß, wird in der weiteren Behandlung die Luft aus den Zwischenräumen und Kanälen entfernt und in dieselben statt dessen öl unter Druck eingefüllt. Um das Einfließen 12c des Öles an alle Stellen des Kabels zu erleichtern, kann man das letztere unter Um-

ständen von außen erwärmen oder durch Einschalten eines Stromes auch von innen.

Kabel nach der Erfindung werden in der üblichen Weise verlegt, wie in Fig. 5 zu sehen ist; dann entfernt man alle Feuchtigkeit und Luft aus den Verbindungsmuffen f sowie den Zwischenräumen und Kanälen in den anschließenden Kabelteilen. Das geschieht vorzugsweise nach dem jetzt allgemein bekannten gleichzeitig wirkenden Saug- und Druckverfahren, wobei auch die Kabelverbindungsmuffen f nach Entfernung der Luft mit öl oder einem anderen flüssigen Isoliermaterial angefüllt werden. Dies Verfahren bietet die Sicherheit, daß das Kabel tatsächlich über, die ganze Länge hin einschließlich der Verbindungsmuffen mit öl vollkommen gefüllt ist. Die Kabelköpfe oder End verschlußkästen können in derselben Weise mit öl gefüllt werden.

Um nun zu verhindern, daß die eingeschaltete ölschicht durch den Einfluß elektrostatischer Wirkungen aus dem Ringraum zwischen dem Leiter und den ihn umgebenden Isolierschichten herausgedrückt wird, und um den erhöhten dielektrischen Widerstand und die Verringerung der dielektrischen Verluste ungeschwächt aufrechtzuerhalten, wird auf das öl im Kabel, in den Verbindungsmuffen und Endverschlüssen ein höherer Druck als der gewöhnliche Atmosphärendruck ausgeübt und während des Kabelbetriebes dauernd aufrechterhalten. Der Druck wird zweckmäßig mittels einer Druckpumpe hergestellt, die beispielsweise mit einem Anschlußrohr g (Fig. 5) an der Muffe verbunden wird und nachher etwa durch einen belasteten, beweglichen Kolben h auf einer geeigneten Höhe, z. B. ungefähr 3 bis 6 kg/qcm über jo dem gewöhnlichen Atmosphärendruck gehalten. Zum gleichen Zweck und um die wechselnden Ausdehnungen des verwendeten Materials unschädlich zu machen und einen dadurch im Kabel entstehenden unzulässigen hydrotf statischen Druck zu beseitigen, können die Verbindungsmuffen und Endverschlußkästen oder doch einige derselben mit einer Luftkammer i (Fig. 5 rechts) versehen sein, in der sich Luft unter einem solchen Druck befindet, ,ο daß das Kabelmaterial sich unbehindert ausdehnen oder zusammenziehen kann, wobei aber dauernd ein Druck auf das öl im Kabel ausgeübt wird, der sich selbsttätig mit den auftretenden Belastungsschwankungen ändert. Die Luftkammer läßt sich durch einen Absperrhahn / gegen das Innere der Muffe, auf der sie angebracht ist, abschließen, während die Luft aus der letzteren und aus den anliegenden Kabelenden abgesaugt und durch eingefülltes öl ersetzt wird. Nachher wird die Verbindung zwischen dem Muffeninnern und der Luftkammer wieder hergestellt und in diese durch ein Ventil m mittels einer Pumpe Luft gepreßt, bis ein ausreichender Druck von beispielsweise 3 kg/qcm erreicht ist, der auf einem Druckmesser k abgelesen werden kann; darauf wird die Verbindung zwischen der Pumpe und der Luftkammer unterbrochen, das Ventil m abgedichtet und die Pumpe entfernt.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Biegsames elektrisches Kabel, insbesondere für Hochspannung, bei dem ein ■oder mehrere von Schichten aus festem Isoliermaterial wie Papier, Fiber o. dgl. umgebene Leiter in einen Mantel aus nachgiebigem Metall, wie etwa Blei, eingeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem blanken Leiter und der ihn umgebenden festen Isolierschicht sich eine, zweckmäßig unter Druck stehende, ölschicht befindet.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Leiter gegen die Umwicklung aus festem Isoliermaterial, in an sich bekannter Weise abgestützt sind, so daß ein den Leiter unmittelbar umgebender, das ÖL aufnehmender Hohlraum gebildet wird. .

3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Streifen von dünnem, wellig gepreßten, blattartigen Isoliermaterial, die mit Durchbrechungen versehen sein können, der Länge nach verlaufende Hohlräume gebildet werden.

4. Kabel nach Anspruch 1, das aus einzelnen durch eine oder mehrere Muffen verbundenen Abschnitten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Muffen mit den mit Öl gefüllten Hohlräumen des Kabels in Verbindung steht und gleichfalls mit öl oder mit einer anderen Isolierflüssigkeit gefüllt, sowie mit einer Einrichtung, beispielsweise einem belasteten Kolben versehen ist, mittels deren ein nachgiebiger, den normalen barometrischen übersteigenden Druck aufrechterhalten wird.

5. Kabel nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Öl enthaltenden Muffen mit einer Druckluft-' kammer versehen sind, so daß der auf das Öl im Kabel ausgeübte Druck sich selbsttätig mit der wechselnden Belastung des Kabels ändern kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.