DE3833417A1 - Elektrisches energiekabel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Energiekabel aus miteinander verseilten Adern und einem Kernbeilauf im Verseilverband.

In der Kabeltechnik ist es seit langem üblich, zur Erzielung eines kompakten Aufbaus, insbesondere im Innern von elektrischen Starkstromkabeln mit sektorförmigem Querschnitt, die unvermeidbaren inneren und äußeren Verseilzwickel zwischen den einzelnen Adern mit Ausfüllmaterialien zu füllen. Geeignet hierfür sind beispielsweise sog. Kerneinlagen und -beiläufe aus Papier oder Kunststoff, die während der Verseilung der einzelnen Adern eingebracht werden.

So ist auch bereits eine sog. Trense für elektrische Kabel bekannt (DE-GM 74 11 775) die aus einem Tragfaden ausreichender Festigkeit und Wärmebeständigkeit, beispielsweise Leinengarn, Kunstseide und dergleichen, und einer offene Poren aufweisende elastisch zusammendrückbaren Schaumstoffschicht besteht, die den Tragfaden konzentrisch umgibt. Abgesehen davon, daß die Herstellung einer solchen Kerneinlage sehr aufwendig ist, da jedes Tragelement mit der Schaumstoffschicht umspritzt und diese gegebenenfalls nachbearbeitet werden muß, ist eine solche Kerneinlage hygroskopisch und damit für alle die Fälle nicht geeignet, bei denen eine weitgehende Längswasserdichtigkeit im Kabel gefordert wird.

Ein weiterer Nachteil bekannter Zwickelfüllungen bzw. Kerneinlagen oder -beiläufen ist jedoch der, daß die Montage von Abzweig- oder Verbindungsmuffen oder Endenabschlüssen behindert wird. Das gilt insbesondere für alle die Fälle, bei denen die gespreizten Adern des Kabels zu Montagezwecken in Gießharz eingebettet werden. Um hier weiterzukommen, hat man bereits vorgeschlagen (DE-OS 27 29 999), als Kerneinlage oder Kernbeilauf für elektrische Kabel einen Strang aus einem nach dem Auslängen rückfedernden Isoliermaterial zu verwenden, der ohne Tragorgan ausgebildet ist. Der besondere Vorteil hierbei ist, daß an der Montagestelle für Muffen, Endverschlüsse oder dergleichen der Kernbeilauf durch Ziehen von Hand ausgelängt wird und so im gespannten Zustand abgeschnitten werden kann. Infolge der wirkenden Rückstellkraft geht der nunmehr verkürzte Kerneinlauf in den Kernraum zurück, wobei zwischen den Adern ein zum Ausfüllen mit Gießharz beispielsweise geeigneter Raum entsteht. Damit ergibt sich eine gute Verankerungsmöglichkeit z. B. für einen Gießharzstopfen zwischen den Adern, der gleichzeitig für einen wesentlichen Feuchtigkeitsabschluß sorgt.

Aber auch diese bekannte Maßnahme reicht nicht immer aus, das Kabel selbst auf der Strecke zwischen zwei Muffen beispielsweise längswasserdicht zu halten. Zwar ist es in diesem Zusammenhang bei kunststoffisolierten Hochspannungskabeln bekannt (DE-OS 3 13 954), im Schichtenaufbau des Kabels Bänder aus quellfähigen Materialien vorzusehen. Für mehradrige elektrische Energiekabel bieten die bekannten Bänder in der gewählten Anordnung keine Möglichkeit, ein mehradriges Energiekabel in Längsrichtung hinreichend abzustopfen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, auch bei mehradrigen elektrischen Energiekabeln die Kabelseele soweit gegen Feuchtigkeit abzuschotten daß eine Längsausbreitung gegebenenfalls eingedrungenen Wassers verhindert wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens der Kerneinlauf aus einem bei Feuchtigkeitseinwirkung quellfähigen oder solches Material tragenden elastischen Isolierstrang besteht. Durch die gewählte Merkmalskombination ist eine bei Wassereinbruch wirksam werdende Abdichtung in Längsrichtung des Kabels erreicht, gleichzeitig aber die Montagefreundlichkeit von mit elastischen Kerneinlagen ausgestatteten Kabeln beibehalten.

Der elastische Isolierstrang kann mit einem Quellpulver beschichtet sein, dies wird beispielsweise durch Hindurchführung des elastischen Stranges durch einen Pulvervorrat aufgebracht oder auf elektrostatischem Wege bzw. in einem Beflockungsverfahren. Dabei kann das Quellpulver bereits auf dem Isolierstrang angeordnet sein, wenn dieser bei der Verseilung der Adern mit in den Verseilverband einläuft. Selbstverständlich kann das Pulver aber auch unmittelbar während des Fertigungsprozesses, d. h. beim Einlauf des elastischen Isolierstranges in den Verseilverband auf den Strang aufgebracht werden.

Eine andere vorteilhafte Möglichkeit zur Abdichtung des Verseilverbandes ist die, daß der Isolierstrang mit einem quellfähigen Band bewickelt ist. Das gleiche Band kann aber auch so angeordnet werden, daß der Isolierstrang von einem längseinlaufenden quellfähigen Band umschlossen wird. Entscheidend ist in allen Fällen, daß ausreichend Quellmaterial in den Verseilverband hineingebracht wird, gleichzeitig aber die Montagefreundlichkeit des Kabels selbst nicht behindert wird. Zu diesem Zweck ist es auch erforderlich, daß das Quellmaterial mit dem elastischen Strang kraftschlüssig verbunden ist.

Die Adern des elektrischen Energiekabels, das beispielsweise ein 1-kV Verteilerkabel sein kann, können im Querschnitt rund oder sektorförmig ausgebildet sein. Für den Fall, daß die verseilten Einzeladern einen sektorförmigen Querschnitt aufweisen, hat es sich in Durchführung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, daß jeweils zwei der vom Kernbeilauf zur Oberfläche des Verseilverbandes weisenden benachbarten Flanken der Adern durch quellfähige Bänder oder Streifen getrennt sind. Neben dem beim Feuchtigkeitseinbruch quellenden Material im Kern des Verseilverbandes ist damit ein weiterer Bereich längsdicht abgeschlossen, der sonst eingedrungenem Wasser die Möglichkeit bietet, in Längsrichtung zu wandern.

Wie bereits ausgeführt, entstehen beim Verseilen der Einzeladern eines elektrischen Kabels zusätzliche, sich in Längsrichtung erstreckende Zwickel an der Oberfläche des Verseilverbandes. Auch diese Zwickel können in Weiterführung des Erfindungsgedankens quellfähige Isolierstränge enthalten, die im Falle eines Kabelschadens die Ausbreitung von Feuchtigkeit in Längsrichtung verhindern. In Ergänzung dieser Maßnahme kann auch der Verseilverband insgesamt mit Bändern aus quellfähigem Material oder Bändern, die solches Material enthalten umwickelt werden. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Bandkanten einander dachziegelartig überlappen zu lassen. Abgesehen davon, daß auf diese Weise ausreichend quellfähiges Material in das Kabel eingebracht werden kann, besteht keine Gefahr, daß es während der Herstellung oder der Verlegung bzw. Montage beim Auf- und Abwickeln des Kabels zu einer Beschädigung oder Zerstörung der Bandlage kommt. Diese Umwicklung bedeutet eine kontinuierliche Abschottung des Kabels. Sollte eine kontinuierliche Abschottung hier ebenso wie in den bereits geschilderten Fällen nicht notwendig sein, kann man selbstverständlich auch zu einer diskontinuierlichen Abstopfung des Kabels übergehen, indem das quellfähige Material nur in Abständen angeordnet ist.

In diese Richtung zielt auch eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der nämlich die Bänder, die quellfähiges Material enthalten, oder die selbst aus diesem Material hergestellt sind, um den Verseilverband herum in Kreuzform gewickelt sind.

Die erwähnten Maßnahmen zur Abdichtung des Kabels in Längsrichtung sind unabhängig davon angebracht, ob die Leiter des Energiekabels aus einem Vollmaterial oder selbst aus Einzeldrähten hergestellt sind, oder ob die Leiter eine im Querschnitt sektorförmige oder runde Form aufweisen. Bestehen die Leiter jedoch unabhängig von der gewählten Querschnittsform aus Einzeldrähten, dann kann es in Durchführung der Erfindung weiterhin zweckmäßig sein, daß auch im Zwickelbereich der Einzeldrähte quellfähige Materialien angeordnet sind.

Vorteilhaft kann es mitunter auch sein, die aus quellfähigem Material bestehenden bzw. dieses Material enthaltenden Bänder mechanisch so zu verstärken, daß sie ausreichend zugfest sind und so auf den üblichen Kabelmaschinen weiterverarbeitet werden können. Zu diesem Zweck können die Bänder beispielsweise aus einem glasfaserverstärkten Quellvlies bestehen, es können aber auch Bänder aus quellfähigem Material sein, die mit einem Polyesterband beschichtet sind, das hier als Träger dient und gleichzeitig die zur Verarbeitung notwendige Zugfestigkeit für das Band mitbringt.

Die Erfindung sei anhand der in den Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, die sich mit einem Energieverteilerkabel befassen.

Das Kabel selbst besteht, wie aus der Fig. 1 ersichtlich, aus den drei Adern 1, die jeweils einen Leiter 2 aufweisen, der mit der Isolierung 3 aus einem thermoplastischen Kunststoff umgeben ist. Der Innenmantel 4 umschließt diesen Verseilverband und dient gleichzeitig zur Rundung, wenn abschließend der Außenmantel 5 aufgebracht wird.

Um nun zu vermeiden, daß bei einem Kabelschaden auf der Strecke eingedrungenes Wasser sich im Innern des Kabels beliebig in Längsrichtung ausbreiten kann, ist im Innern des Verseilverbandes der elastische Kernbeilauf 6 angeordnet, der wie angedeutet, mit einem quellfähigen Material 7 beschichtet ist. Im Bereich zwischen dem Innenmantel 4 und dem Außenmantel 5 sorgt die kreuzweise aufgebrachte Wendel 8 aus quellfähigem Material dafür, daß dieser Raum insbesondere auch dann in Längsrichtung abgedichtet wird, wenn sich über dem Innenmantel 4 die Drahtlage 9, beispielsweise in Form eines elektrischen Schutzleiters, befindet.

Die Anordnung weiterer quellfähiger Stränge im Kabelverband zeigt die Fig. 2 . Neben dem mit einem Quellpulver beispielsweise beschichteten elastischen Kernbeilauf 10 sind auch die von den vier Adern 11 gebildeten äußeren Zwickel mit einem Beilauf 12 ausgestattet, der entweder selbst aus einem quellfähigen Material besteht oder der aus einem Träger für dieses quellfähige Material hergestellt ist. Zwischen den Zwickeln der die Leiter bildenden Einzeldrähte 13 der Adern können ebenfalls quellfähige Materialien, beispielsweise ein Quellpulver, angeordnet sein.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung zeigt die Fig. 3. Hierbei bestehen die Einzeladern 14 aus dem sektorförmigen Leiter 15 mit der Isolierung 16. Die Leiter 15 sind beispielsweise Vollprofile aus Aluminium. Der mit einem quellfähigen Material, beispielsweise in Form einer Bebänderung, beschichtete Kernbeilauf 17 dichtet bei Wassereinbruch auch hier das Zentrum des Verseilverbandes ab. Zusätzlich hierzu ist der Flankenbereich der gegeneinander stoßenden Adern 14 durch die z. B. längseinlaufend mitgeführten quellfähigen Bänder 18 abgedichtet.

Die in den Verseilzwickeln des Verseilverbandes befindlichen Beiläufe 12 können auch die heute in der Kabeltechnik üblichen sein, wobei diese mit dem quellfähigen Material beschichtet werden. Ebenso kann statt der miteinlaufenden Bänder 18 in diesem Bereich des Kabels auch Quellpulver während der Verseilung miteingeführt werden. Unabhängig davon jedoch, welche Form und welche Materialien für die Längsabdichtung gewählt werden, bietet die Erfindung Schutz gegen Feuchtigkeitsfortleitung in Längsrichtung eines Kabels, auch dann, wenn es sich um mehradrige Energiekabel, beispielsweise Energieverteilergskabel handelt.

Claims (13)

1. Elektrisches Energiekabel aus miteinander verseilten Adern und einem Kernbeilauf (Trense) im Verseilverband dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Kernbeilauf aus einem bei Feuchtigkeitseinwirkung quellfähigen oder solches Material tragenden elastischen Isolierstrang besteht.

2. Energiekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstrang mit Quellpulver beschichtet ist.

3. Energiekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstrang mit quellfähigen Band bewickelt ist.

4. Energiekabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierstrang von einem längseinlaufenden quellfähigen Band umschlossen ist.

5. Elektrisches Energiekabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden mit verseilten Einzeladern sektorförmigen Querschnitts, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei der vom Kernbeilauf zur Oberfläche des Verseilverbandes weisenden benachbarten Flanken der Adern durch quellfähige Bänder oder Streifen getrennt sind.

6. Energiekabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Kernbeilaufes längsverlaufenden Zwickel des Verseilverbandes quellfähige Isolierstränge enthalten.

7. Energiekabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden dadurch gekennzeichnet, daß der Verseilverband mit Bändern aus quellfähigem Material oder solches Material tragenden Bändern umwickelt ist.

8. Energiekabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder einander dachziegelartig überlappen.

9. Energiekabel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder in Kreuzform gewickelt sind.

10. Energiekabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden mit aus Einzeldrähten bestehenden Leitern, dadurch gekennzeichnet, daß im Zwickelbereich der Einzeldrähte quellfähige Materialien angeordnet sind.

11. Energiekabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden dadurch gekennzeichnet, daß die quellfähigen Materialien im Kabel in Längsrichtung diskontinuierlich verteilt sind.

12. Energiekabel nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder aus glasfaserverstärktem Quellvlies bestehen.

13. Energiekabel nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bänder mit einem Polysterband beschichtet sind.