DE573403C - Hochspannungskabel - Google Patents

Description

Es gibt bereits elektrische Kabel aus einer Isolierschicht mit einem Tränkmittel, bei denen zwischen der Isolierschicht und dem Mantel Stränge aus leitendem Material aufgewickelt sind, so daß Hohlräume gebildet sind, in die die Isoliermischung eintreten kann. Bei den bekannten Ausführungen sollen die Hohlräume gänzlich mit dem Tränkmittel ausgefüllt werden, so daß die Isolierschicht von dem Tränkmittel völlig umschlossen ist. Hierbei wird aber der Einfluß der Temperaturänderungen auf das Tränkmittel nicht berücksichtigt. Außerdem sind bei den bekannten Ausführungen der vorgenannten Art mehrere parallel zueinander verlaufende Stränge in schraubenförmigen Windungen um die Isolierschicht gewickelt. Das hat den Nachteil, daß große Ganghöhen der Windungen notwendig sind, die ein Abfließen des Tränkmittels in der Längsrichtung des Kabels bei geneigter Kabellage ohne weiteres zulassen. Das Abfließen des Tränktnittels muß aber zur Vermeidung der Gasblasenbildung im Isoliermaterial des Kabels möglichst verhindert werden. ""

Es ist auch bereits bekannt, zur Verhinderung der Gaseinschlüsse in den Kabeln in gewissen Abständen Vorratsbehälter am Kabel anzuordnen, welche durch die Temperaturänderungen hervorgerufene Volumenschwankungen des Tränkmittels ausgleichen sollen. Das Tränkmittel gelangt dann durch int Kabel vorgesehene Längskanäle in die Isolierschicht und wird in vielen Fällen noch unter Druck gehalten, um eine sichere Durchtränkung der Isolierung mit dem Tränkmittel zu gewährleisten.

Erfindungsgemäß werden die in einem Hochspannungskabel vorgesehenen und zur Aufnahme des Tränkmittels bestimmten Hohlräume nicht vollständig mit dem Tränkmittel gefüllt, sondern als Schutzhohlräume ausge- ■ bildet, indem sie Gasblasen enthalten und bei Temperaturschwankungen den aus der Kabelisolierung austretenden Teil des Tränkmittels aufnehmen oder die gleiche Menge an die Isolierung wieder abgeben können. Bei jeder Temperatursenkung geben die Schutzhohlräume mehr oder weniger Tränkmittel an das Isoliermaterial ab, da die faserige Isoliermasse des Kabels durch die Kapillarität die Menge Tränkmittel aufsaugt, die für eine -_ vollkommene Durchtränkung notwendig ist, während hingegen bei der Temperaturerhöhung die Schutzhohlräume einen Über- schuß an Tränkmittel aufnehmen. Das sogenannte Atmen des Kabels wird also durch die Schutzhohlräume infolge Verringerung der Widerstände erleichtert. Die Schutzhohlräume werden an Stellen angeordnet, an denen eine elektrische Beanspruchung nicht vorhanden oder sehr niedrig ist. Das kann unter anderem auch erreicht werden, indem ein Teil der Wandungen der Hohlräume elektrisch leitend gemacht wird. Doch muß in diesem Fall berücksichtigt werden, daß das Tränkmittel aus den Hohlräumen in die Isolierschicht gelangen soll. Die Schutzhohl-

räume können auf verschiedene Art und Weise vorgesehen werden. Es lassen sich Schutzhohlräume bilden durch Unterteilung der zwischen den Isolierschichten vorhandenen Längskanäle in voneinander getrennte, zellenartige Abschnitte oder aus einem mit sehr kurzem Gang schraubenförmig gewundenen Strang aus einem für das Tränkmittel und für Gase nicht durchlässigen Material. ίο Dabei ist der Querschnitt der Hohlräume so zu wählen, daß auf jede Längeneinheit des,, Kabels der Inhalt der Hohlräume größer ist als die durch die größte Wärmeeinwirkung erfolgte Raumänderung des in der Kabeleinis heit enthaltenen Tränkmittels. Die Schutzhohlräume nehmen das aus der Isolierschicht austretende Tränkmittel auf und geben es beim Erkalten des Kabels wieder an die Isolierschicht ab.

Die Unterteilung der Längskanäle erfolgt durch Trennkörper aus undurchlässigem Material, welche in geringen Entfernungen voneinander vorgesehen werden.

Es können aber auch bei rohrförmigen Kanälen deren Wandungen selbst in entsprechenden Abständen zusammengequetscht werden. Hierbei lassen sich Rohre mit perforierten Wandungen verwenden, wobei die zusammengequetschten Stellen des Rohres durch Füllmaterial ausgefüllt und ergänzt werden, das die seitlichen Trennwände der Hohlräume abschließt, um das Abwandern des Tränkmittels zu verhindern. Zur Bildung der schraubenförmigen Hohlräume könnte man beispielsweise um einen Kern einen Metalldraht oder einen Streifen von nicht durchlässigem Material winden und um diese Windungen eine für die Mischung, aber nicht für Gase durchlässige Umhüllung legen. In diesem Fall muß die Ganghöhe der Windungen so klein gewählt werden, daß ein Abfließen des Tränkmittels in axialer Richtung möglichst verhindert wird, auch dann, wenn das Kabel an seinen Kopfenden" so verlegt wird, daß seine Lage sich der Senkrechten nähert. Hierbei müßte der Neigungswinkel des Kabels stets kleiner sein als der der Windungen der Hohlräume. Sowohl bei den zellenförmigen als auch bei den schraubenförmigen Schutzhohlräumen sind die Trennwände für das Tränkmittel undurchlässig, Während die Außenwandungen der Hohlräume einen Übergang des Tränkmittels aus dem Innern der Räume in die Isolierschicht und umgekehrt zulassen.

Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform . dargestellt. Es zeigen:

Abb. i, 7 und 11 Kabel mit zellenförmigen, Abb. 2 bis 6 und 8 bis 10 Kabel mit schraubenförmigen Hohlräumen.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 1 dient zur Bildung der Hohlräume ein zweckmäßig metallisches Rohr, dessen Wandungen in kurzen Abständen zusammeng'equetscht sind. Das Rohr wird in einen der Längskanäle zwischen den Leitern und dem Mantel, beispielsweise eines Dreileiterkabels, eingelegt. Die Stellen des Rohres, die ihren ursprünglichen Querschnittbehalten haben, schließen dieHohlräume ein, während die zusammengequetschten S teilen die Hohlräume unter Zuhilfenahme von Ausfüllstücken voneinander trennen. Da nach der Erfindung ein Austausch des Tränkmittels zwischen dem Innern der Hohlräume und der Isolierschicht stattfinden soll, müssen die Wandungen der Hohlräume entsprechend durchlässig sein. Zu diesem Zweck wird das den Kanal bildende Rohr aus perforiertem Blech oder besser aus einem Drahtgeflecht hergestellt.

Nach Abb. 7 sind die Längskanäle auf der inneren Seite des das Kabel umgebenden Bleimantels 6 vorgesehen. Auf die Isolierschicht 7 ist schraubenförmig ein Strang 8 aus weichem, aber für das Tränkmittel und für Gase undurchlässigem Stoff aufgebracht, welcher beim Umlegen des Bleimantels um das Kabel in die Längsrillen 4 des Mantels eingepreßt wird. Dadurch entstehen in den Rillen einzelne abgetrennte Hohlräume, welche durch den undurchlässigen Stoff voneinander getrennt werden und deren Seitenwandungen die Rippen 5 der Längsrillen 4 bilden.

Bei der Ausführung nach Abb. 11 dienen die Zwischenräume bzw. die Längskanäle zwischen den drei Leitern des Kabels und dem äußeren Mantel zur Aufnahme von undurchlässigen Trennstücken ίο, die einzelne Schutzhohlräume 4 bilden. Der Raum innerhalb der drei Leiter des Kabels ist mit einer Packung 9 ausgefüllt.

Im Falle der Abb. 1 werden die Längskanäle selbst als Leiter ausgebildet, so daß sämtliche Schutzhohlräume miteinander leitend verbunden sind. Bei der Ausführung nach der Abb. 7 ist der äußere Bleimantel 6 leitend, während die Trennwände 8 isolierend wirken. Ebenso verhält es sich bei der Ausführung nach Abb. 11.

Die in Abb. 2 bis 6 und 8 bis 10 dargestellten Kabel zeigen Hohlräume in schraubenförmiger Windung. Nach Abb. 2. wird ein Strang 2 aus für das Tränkmittel und für Gase undurchlässigem Stoff auf einen Kern 1 aus Metall aufgewickelt. Das Ganze wird von einem Rohr 3 eingeschlossen, das für das Tränkmittel durchlässig ist und aus Papierstoff und einer unterbrochenen Metalllage besteht. Zwischen den Schraubenwindunge'n des Stranges 2 wird der schraubenförmige Schutzhohlraum 4 gebildet. Das

Rohr 3 ist für das Tränkmittel, aber nicht für Gase durchlässig, muß also ohne Fugen sein. Bei den Ausführungsformen nach Abb. 3 und 4 ist auf dem mittleren, mit Papier be-S deckten Kern 1 schraubenförmig mit geringer Ganghöhe ein Strang 2 aus Metall aufgewickelt. Im Querschnitt ist das Profil des Stranges 2 z. B. L-förmig wie bei der Ausführung nachAbb. 3. Der aufgewickelte Strang wird in einem Ringkanal 3 eingeschlossen, der für das Tränkmittel, aber nicht für Gase durchlässig ist. Zwischen den Windungen wird der Schutzhohlraum 4 gebildet. In diesem Fall ist der die Trennwände bildende Strang leitend. Die Ausführungen nach Abb. 3 und 4 finden wie die Ausführung nach Abb. 2 in sinngemäßer Weise bei den Kabeln nach Abb. 6 und 8 bis 10 Verwendung.

Bei dem in Abb. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Stränge 2 nacheinander schraubenförmig einer über dem anderen unter Zwischenlegung von für das Tränkmittel, aber nicht für Gase durchlässigen Wänden 3 und unter Bildung mehrerer schraubenförmiger Schutzhohl räume 4 aufgewickelt. Wenn der mittlere Kern 1 aus Metall besteht, kann man ihn als Hilfsleiter für Schutz-, Signal-, Kontrolleinlagen usw. benutzen.

Die soeben beschriebenen Schutzhohl räume können im Kabel entweder im Innern jedes Leiters oder zwischen der Isolierschicht und dem Bleimantel oder bei Mehrleiterkabeln auch in den Zwickelräumen angeordnet werden und den Beilauf ganz oder teilweise ersetzen. Bei Anordnung im Leiter sind die Hohlräume ohne weiteres der elektrischen Beanspruchung entzogen. In den beiden anderen Fällen befinden sie sich in Regionen, in denen die elektrische Beanspruchung sehr stark werden kann. Deshalb ist es erforderlich, die im Innern der Hohlräume sich bildenden Gase jeder elektrischen Einwirkung zu entziehen. Es ist bereits erwähnt worden, daß zu diesem Zweck bei den bisher beschriebenen Ausführungsformen ein Teil der Wandungen der Hohlräume elektrisch leitend ausgebildet ist. Dieses Ziel wird auch dadurch erreicht, daß man die nichtleitenden Wände d.er Hohlräume mit einer Metallschicht überzieht, welche für das Tränkmittel durchlässig ist. Dazu könnte man z. B. in Verbindung mit einer oder mehreren Papierlagen ein Metallnetz oder schraubenförmig in Abständen gewundenen Metalldraht oder perforiertes Blech verwenden. Andererseits könnte man auch perforiertes, metallisiertes Papier nehmen. Die Wandungen bleiben dann für das Tränkmittel durchlässig und erfüllen doch die notwendige Bedingung der Leitfähigkeit. Die die Hohlräume abschließenden Trennwände sind in allen Fällen undurchlässig, sowohl für das Tränkmittel als auch für Gase.

Verlegt man bei Mehrfachkabeln die Schutzhohlräume in die Zwickel zwischen den Adern, so bildet die äußere Oberfläche der einzelnen Adern die Wandung für die Hohlräume, während die Trennwände in der oben geschilderten Weise angeordnet werden. Um die Wandungen elektrisch leitend zu machen, genügt es, die Oberfläche der Leiter mit einer der oben beschriebenen durchlässigen metallischen oder metallisierten Lagen zu bedecken.

In der Zeichnung zeigen Abb.- 6, 8, 9 und 10 einige weitere beispielsweise Ausführungsformen gemäß der Erfindung. Bei der Ausführung nach Abb. 6 ist das Einleiterkabel mit einem Schutzhohlraum versehen,' der im Innern des Leiters angeordnet ist. Der Schutzhohlraum kann zellenförmig oder auch schraubenförmig, wie in Abb. 6 dargestellt, sein. Bei den Ausführungen nach Abb. 8 und 9 sind die Schutzhohl räume bei Einleiterkabeln zwischen dem Bleimantel und der Isolierschicht schraubenförmig angeordnet.

Die in den Abb. 10 und 11 dargestellten Ausführungsbeispiele beziehen sich auf Drehstromkabelj die Schutzhohlräume 4 in den Zwickeln aufweisen. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb·. 10 sind die Schutzhohlräume schraubenförmig. Die Stellen der Zwischenräume zwischen den Leitern, die nicht von diesen Hohlräumen eingenommen werden, müssen mit kleinen Beilaufstücken 9 aus undurchlässigem Füllstoff ausgefüllt werden.

Die bei Seilleitern zwischen* den einzelnen Drähten vorhandenen Zwischenräume ermöglichen das Abfließen der Isoliermischung nach niedrigeren Stellen des Kabels. Um diese schädlichen Zwischenräume möglichst auszuschalten, kann man in an sich bekannter Weise profilierte, sich dicht aneinander legende Kupfer drähte verwenden oder aber Leiterseile, die mit Wicklungen aus Papier auf jeden Leiter draht bei der Herstellung versehen sind, oder die aus Textilfaden, die mit den Drähten verseilt sind, gebildet sind. Auch kann man die Zwischenräume zwischen den Drähten in an sich bekannter Weise mit Zinn ausfüllen. Dieses kann jedoch nur bei schraubenförmigen Schutzhohlräumen erfolgen, da bei zellenförmigen Schutzhohlräumen deren Auffüllung mit dem'Tränkmittel durch den Seilleiter erfolgen muß.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   i. .Hochspannungskabel, bei dem zur Aufnahme des flüssigen Tränkmittels Hohlräume vorhanden sind, dadurch ge-

   57a

   kennzeichnet, daß diese Räume unterteilt und nicht vollständig mit dem Tränkmittel gefüllt sind, sondern als Schutzhohlräume dienen, indem sie Gasblasen enthalten und bei Temperaturschwankungen den aus der Kabelisolierung austretenden Teil des Tränkmittels aufnehmen oder die gleiche Menge an die Isolierung wieder abgeben können.
2. 2. Hochspannungskabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzhohlräume durch Unterteilung der zwischen den Isolierschichten vorhandenen Längskanäle in voneinander getrennte, zellenartige Abschnitte oder aus einem mit sehr kurzer Ganghöhe schraubenförmig um das Isoliermaterial gewundenen Strang aus einem für öl und Gas undurchlässigen Stoff gebildet sind.
3. 3. Hochspannungskabel nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Unterteilung der Längskanäle durch in kurzen Zwischenräumen eingesetzte Trennkörper oder durch Zusammenquetschen der Wände bei rohrförmigen Kanälen.
4. 4. Hochspannungskabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der schraubenförmig gewundene Strang entweder zwischen Isolierschicht und Mantel auf einem besonderen Kern ange- 3c ordnet und dann mit einer für die Isoliermischung, aber nicht für Gase durchlässigen Hülle umgeben bei Mehrleiterkabeln in den Längskanälen oder bei Einleiterkabeln im Innern der Seele angebracht ist.
5. 5. Hochspannungskabel nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Einzeldrähten bei Leiterseilen vorhandenen Zwischenräume mit auf die Einzelleiter gewickeltem Papierband ausgefüllt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen