DE4344546C1 - Längswasserdichtes Kabel mit Kunststoffisolierung und äußerem spiral- oder ringgewelltem Metallmantel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein längswasserdichtes Kabel mit Kunst­ stoffisolierung und äußerem spiral- oder ringgewelltem Metall­ mantel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, daß in kunststoffisolierte Mittel- und Hoch­ spannungskabel eindringende Feuchtigkeit zu einer Verschlechte­ rung der Isoliereigenschaften führt. Daher sind Lösungen be­ kanntgeworden, die mit Hilfe von feuchtigkeitsabsorbierenden Schichten im Kabelaufbau - sogenannten Feuchtigkeitssperren - das Vordringen von Feuchtigkeit zu verhindern versuchen. Für diese Schichten eignen sich quellfähige Materialien, beispiels­ weise ein- oder zweiseitig mit einem unter Feuchtigkeitseinwir­ kung aufquellenden Mittel beschichtete Folien oder Vliese, aber auch quellfähige Füllstoffe aufweisende weitere Mittel.

Aus dem DE-GM 79 20 687 ist ein kunststoffisoliertes Mittelspan­ nungskabel bekannt, auf dessen mehrdrähtigem Leiter eine Feuch­ tigkeitssperre aufgebracht ist. Hierbei handelt es sich um ein elektrisch leitendes Kunststoffvlies, das mit einem Quellmittel angereichert ist und das in Bandform auf den Leiter aufgebracht ist. Über der Feuchtigkeitssperre befindet sich eine extrudierte Polyethylenisolierung einschließlich einer nicht näher bezeich­ neten inneren und einer ebenfalls nicht näher bezeichneten äu­ ßeren Leitschicht, wie sie bei Mittelspannungskabeln üblich ist. Darüber ist eine weitere Feuchtigkeitssperre angeordnet, die ebenfalls aus einem elektrisch leitenden Kunststoffvlies be­ steht, das mit einem Quellmittel, insbesondere einem Quellpul­ ver, angereichert ist. Auf diese weitere Feuchtigkeitssperre ist ein Schirm aus Kupferdrähten aufgebracht. Darüber wiederum be­ findet sich ein Außenmantel aus Polyvinylchlorid. Die Feuchtig­ keitssperren können auch aus einer elektrisch leitfähigen Me­ tall-, Papier- oder Kunststoffolie, die mit einem unter Feuch­ tigkeitseinwirkung aufquellendem Mittel beschichtet ist, gebil­ det sein.

Die EP 0 391 012 A1 beschreibt eine Lösung zur Längswasserab­ dichtung des Schirmbereiches eines elektrischen Kabels. Nach dieser Lösung sind auf den auf der äußeren extrudierten Leit­ schicht angeordneten Schirmdrähten ein quellfähiger Innenmantel und darüber ein Außenmantel angeordnet. Das Material des Innen­ mantels enthält erfindungsgemäß als Basispolymer Butylkautschuk, Verarbeitungshilfsmittel und ein pulverförmiges anorganisches Quellmittel. Es wird angegeben, daß der Einsatz der leitfähigen Innenmantelmischung insbesondere für querwasserdichte Kabel in Betracht kommt, also für solche, die entweder einen Metallmantel oder einen sogenannten Schichtenmantel aufweisen.

Die DE 32 06 797 A1 beschreibt ein hermetisch dichtes Kabel und ein Herstellungsverfahren für dieses. Das Kabel weist eine in­ nere Ader bzw. Adergruppe, einen äußeren gewellten Metallmantel und eine dazwischen vorgesehene Dichtungs- bzw. Sperrschicht aus einer elastischen inerten Dichtungsmasse mit einer Umwicklung aus einem flexiblen Band auf, die die Übertragung von Gas oder Dämpfen durch das Kabel verhindert. Die Dichtungsmasse ist gemäß einer Ausführungsform nur an beabstandeten Stellen entlang der Längsachse der isolierten Ader - also abschnittsweise - vorhan­ den. Der Mantel besteht aus einem geformten Al-Band mit spiral­ förmiger Wellung. Bei der Herstellung des Mantels auf dem Kabel wird die Dichtungsmasse zusammengepreßt und in die Wellenberge gedrückt, wodurch der Gesamtumfang des Kabels auf dessen Ge­ samtlänge oder abschnittsweise wirksam gegen die Ausbreitung von Luft oder Dampf abgedichtet ist. Die Dichtungsmasse ist nicht quellfähig. Sie wird gemäß dem angegebenen Verfahren um die isolierte Kabelseele extrudiert oder gepumpt.

Aus der DE 29 48 718 ist ein längswasserdichtes Energiekabel bekannt, bei dem zwi­ schen der mit einer äußeren Leitschicht versehenen Kunst­ stoffisolierung und einer geschlossenen metallischen Hülle, die zugleich als metallischer Schirm dient, abstandhaltende Elemente und in freien Räumen neben diesen Schaumstoff (7) angeordnet sind, wobei über die Elemente ein elektrischer Kontakt zwischen dem Metallmantel und der Leitschicht gegeben ist. Der Schaumstoff füllt den Raum zwischen der äuße­ ren Leitschicht und dem Metallmantel in den Bereichen aus, in denen die Elemente nicht vorhanden sind. Wesentlich bei diesem Kabelaufbau ist, daß stets ein elektrischer Kontakt zwischen den Elementen und der Metallmantel gegeben ist, damit die Funktionsfähigkeit des Kabels erhalten bleibt.

Die als Feuchtigkeitssperren eingesetzten quellfähigen Schichten quellen unter Feuchtigkeitseinfluß derart auf, daß sie im Ka­ belverband eine dichte Barriere bilden, die die in Längsrichtung des Kabels vordringende Feuchtigkeit aufhält. Die dazu erfor­ derliche Quellzeit ist jedoch relativ groß, insbesondere gegen­ über der Zeit, in der sich Wasser ausbreitet, so daß die Wirkung dieser aus quellfähigen Schichten gebildeten Feuchtigkeitssper­ ren zumindest gegenüber einem massiven Feuchtigkeitsangriff eingeschränkt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein längswasserdichtes Kabel mit Kunststoffisolierung und äußerem spiral- oder ringge­ welltem Metallmantel zu schaffen, in dem eine Feuchtigkeits­ sperre angeordnet ist, die in kurzer Zeit eine wirksame Abdich­ tung auch gegen vordringendes Wasser ermöglicht.

Die Aufgabe wird bei einem Kabel gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Feuchtigkeitsperre ist aus einer Kombina­ tion einer zwischen der Kunststoffisolierung einer Ader oder eines Aderverbandes bzw. der darauf angeordneten äußeren Leit­ schicht und eines spiral- oder ringgewellten Metallmantels an­ geordneten quellfähigen Schicht und einem auf dieser in einem vorbestimmbaren Winkelbereich ihres Umfangs längs der Kabelachse angeordneten Dichtungsstreifen gebildet, der die Wellenberge des Metallmantels in diesem Winkelbereich ausfüllt.

Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, daß eindringende Feuch­ tigkeit, insbesondere jedoch Wasser, die ja besonders in dem spiralgewellten Metallmantel entlang der spiralförmigen Berge der Wellung vordringt, durch den Dichtungsstreifen aufgehalten wird. Dadurch wird der quellfähigen Schicht ausreichend Zeit gegeben, um so weit aufzuquellen, bis die neben dem Dichtungs­ streifen gelegenen Bereiche der Wellenberge restlos ausgefüllt sind und die Abdichtung vollzogen ist. Die Vordringgeschwindig­ keit des Wassers in der spiralgewellten Metallbewehrung wird dabei von Wellung zu Wellung durch den Dichtungsstreifen dra­ stisch verringert.

Die Maßnahmen nach den Ansprüchen 2 und 3 reduzieren in vor­ teilhafter Weise den Aufwand der Längswasserabdichtung.

Durch die Verwendung eines komprimierbaren und quellfähigen Dichtungsstreifens gemäß Anspruch 4 wird die Herstellung der Feuchtigkeitssperre vereinfacht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen

Fig. 1 einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Kabels,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen derartigen Abschnitt und

Fig. 3 einen Querschnitt durch den Abschnitt.

Der Aufbau des erfinderischen Kabels ist in Fig. 1 erkennbar. Das Kabel weist einen Leiter 1, eine innere Leitschicht 2, eine VPE- Isolierung 3, eine äußere Leitschicht 4, eine aus mehreren Lagen leitfähigen Quellvlieses gebildete leitfähige Dichtungsschicht 5, einen Dichtungsstreifen 6 sowie einen spiralgewellten Al- Mantel 7 auf. Der Dichtungsstreifen 6 überdeckt einen relativ schmalen Bereich des Umfangs der Dichtungsschicht 5 und er­ streckt sich längs der Kabelachse. Dieser Dichtungsstreifen 6 besteht aus einem geschäumten Material aus Polyester und ist leitfähig ausgeführt. Die Breite des Dichtungsstreifens 6 ist so gewählt, daß dieser den Umfang der Dichtungsschicht in einem Winkelbereich von 45° überdeckt, und seine Höhe so, daß dieser die beim Wellvorgang entstehenden Wellenberge vollständig aus­ füllen kann. Fig. 2 zeigt, daß der Dichtungsstreifen 6 in den Wellentälern 8 komprimiert ist und die Wellenberge 9 vollständig ausfüllt. Der übrige Raum zwischen der Dichtungsschicht 5 und dem Al-Wellmantel 7 ist nicht ausgefüllt.

Der Dichtungsstreifen 6 wird kontinuierlich auf die Dichtungs­ schicht 5 aufgebracht. Anschließend erfolgt das Aufbringen des Al-Mantels, zunächst in Form eines gepreßten Al-Glattrohres, das anschließend einem Wellvorgang unterzogen wird. Bei diesem wird der Dichtungsstreifen 6 in den sich bildenden Wellentälern 8 zusammengedrückt und dadurch fest zwischen der Dichtungsschicht 5 und dem Al-Wellmantel 7 positioniert, wobei die Wellenberge 9 in dem angegebenen Winkelbereich vollständig ausgefüllt bleiben.

Der Al-Wellmantel 7 wird so dimensioniert, daß die Wellentäler 8 auf der Dichtungsschicht 5 zur Auflage kommen.

Dringt nun Wasser in dieses Kabel ein, beispielsweise infolge einer Beschädigung des Al-Wellmantels 7, verhindert zunächst der Dichtungsstreifen 6 weitgehend den Wasserfluß entlang bzw. in der spiralförmigen Wellung und quillt dabei selbst auf, um die Abdichtung in seinem Anordnungsbereich weiter zu verbessern. Überdies verschafft der Dichtungsstreifen 6 der Dichtungsschicht 5 in den vom eingedrungenen Wasser beeinträchtigten Bereichen die zur Entfaltung ihrer Wirkung erforderliche Zeit, um nun also ihrerseits infolge des durch das Wasser hervorgerufenen Quell­ vorganges in die spiralförmigen Wellungen "hineinzuquellen" , diese vollständig auszufüllen und damit die Längswasserabdich­ tung über den gesamten Kabelquerschnitt zu vollziehen.

Claims (5)

1. Längswasserdichtes Kabel mit Kunststoffisolierung und äußerem spiral- oder ringgewelltem Metallmantel, mit einer Ader oder einem Aderverband mit einer Kunststoffisolierung und einer äu­ ßeren Leitschicht und einer zwischen dieser und dem Metallmantel angeordneten quellfähigen Dichtungsschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen der Dichtungsschicht (5) und dem Metallmantel (7) in einem vorbestimmbaren Winkelbereich des Um­ fangs der Dichtungsschicht (5) ein längs der Kabelachse verlau­ fender und die Wellenberge (9) des Metallmantels (7) in diesem Bereich ausfüllender Dichtungsstreifen (6) angeordnet ist.

2. Längswasserdichtes Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dichtungsschicht (5) und der Dichtungsstreifen (6) abschnittsweise angeordnet sind.

3. Längswasserdichtes Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dichtungsstreifen (6) abschnittsweise ange­ ordnet ist.

4. Längswasserdichtes Kabel nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsstreifen (6) aus einem komprimierbaren Material gebildet und quellfähig ist.

5. Längswasserdichtes Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Dichtungsschicht (5) aus mehreren Lagen leitfähigen Quellvlieses gebildet ist.