DE6940733U

DE6940733U - Kabel mit zwei oder mehreren verseilten kabeladern.

Info

Publication number: DE6940733U
Application number: DE19696940733
Authority: DE
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1968-10-21
Filing date: 1969-10-20
Publication date: 1972-10-19
Also published as: SE321019B; NO121104B; DE1952703A1; DK122983B

Description

'.'■Χ.ϊ

dipping. HELMUT MISSLING 63 giessen. 26.6.1972

, RiCHARD SCHLEE '^T^IZ

Patentanwälte Βοβ/Sn 10.111

Dr.-In₃. Joachim Boeder az.: g 69 4o 735.6

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget, Västeras /Schweden

Kabel mit zwei oder mehreren verseilten Kabeladern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kabel mit zwei oder mehreren verseilten Kabeladern, bei dem jede Kabelader aus mit thermoplastischem Kunststoff oder Elast isolierten Leitern besteht iind mit einer als Äquipotentialfläche dienenden halbleitenden Schicht überzogen ist, alle Kabeladern gemeinsam von einem Schirm umgeben sind, der aus einem vorzugsweise mit tlberlappung auf die Kabeladern aufgewickelten Metallband besteht und bei dem eine Füllung aus einem Kunststoff oder Elast im Raum zwischen den Kabeladern und dea Schira und ia Kabel ein sich längs des Kabels erstreckender metallischer Schutzleiter angeordnet sind'

Bei Kabeln mit zwei oder mehreren miteinander verseilten Kabeladern ist es bekannt, für die Kabeladern mit thermoplastischem Kunststoff oder SLasi; isolierte Leiter zu verwenden, jede Kabelader mit einer als Äquipotentialfläche dienenden hallbleitenden Schicht zu überziehen, alle Kabeladern

• ·

2 -

ait= einem EeMsm zu umgebea« der aus einem auf die Kabeladern mit Überlappung aufgewickelten Metallband besteht, und weiter im Raum zwischen den Kabeladern eine Füllung anzuordnen, so daß das fertige Produkt einen runden Querschnitt bekommt« Difüllung kann u.a. aus Butylgummiregenerat, aus einem faserigen Material, wie Jute- oder Baumwollfaser, z.B. is der Fora vos isngs verlauf enden Schnüren oder in der Form von Papier bestehen, das zu gewünschter Form gepreßt wird.

Weiter ist es bekannt, z.B. aus der GB-PS 681 899» im Kabel einen oder mehrere metallische Schutzleiter anzuordnen« Für eine sichere Funktion von an den Leitern angeschlossenen Kurzschlußschützen ist es erforderlich, daß die metallischen Schutzleiter einen wirksamen Kontakt über die ganze Länge des Kabels mit den auf den Kabeladern angebrachten leitenden Schichten haben. Dies ist jedoch bei den bekannten Anordnungen nicht gewährleistet·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit eines Kabels der beschriebenen Art erheblich zu verbessern, und zwar dadurch, daß ein Schutzleiter in wirksamen elektrischem Kontakt mit der halbleitenden Schicht der Kabeladern oder mit dem Schirm längs des ganzen Kabels verankert wird.

694073319.10.72

Biese Aufgabe wird erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß die Füllung aus vorgeformten, langgestreckten Stützkörpern aus einem im wesentlichen formbeständigen Kunststoff oder Elast besteht, die je zwischen zwei Kabeladern und dem Schirm angeordnet sind und deren innere Begrenzungsfläche den Mantelflächen der Kabeladern und deren äußere Begrenzungsflächen der Innenfläche des Schirmes angepaßt sind, und daß der= metallische Schutzleiter so angeordnet ist, daß er von einem der zwischen den Kabeladern angeordneten Stützkörpern gegen die halbleitenden Schichten der angrenzenden Kabeladern oder gegen den Schirm oder gegen eine innerhalb des Schirmes angeordnete und in elektrischem Kontakt mit dem Schirm stehende, für die Kabeladern gemeinsame und als Äquipotentialfläche wirkende halbleitende Schicht gedrückt gehalten wird.

Es ist die Funktion des Schutzleiters, in einem Fehlerfall die Fehlerströme zu einem Auslösegerät zu leiten, z.B. einem Relais. In seiner Eigenschaft als metallischer Leiter hat er eine erheblich größere Fähigkeit, Fehlerströme zu leiten als eine im Kabel befindliche halbleitende Schicht. Da der Schutzleiter längs des Kabels verläuft, d.h. einer spiralenförmigen Bahn um die Achse des Kabels folgt, die dieselbe Steigung wie die Kabeladern und Stützkörpern hat, so kann er auch aus diesem Grunde Fehlerströme wesentlich besser leiten, als die spiralenförmig verlaufenden Metallbänder im Schirm, bei der die Ströme der von den Bandwindungen gebildeten

694073319.10.72

spiralenförmig verlaufenden Bahn folgen. Wesentlich dabei ist, daß der Schutzleiter in gutem Kontakt mit der halbleitenden Schicht gehalten wird.

Als Beispiel für geeignetes Material für die Isolierung der Kabeladern und für den Mantel, der normalerweise um den Schirm angeordnet wird, kann Polyäthylen, Polyvinylchlorid, weichgemacht mit Didtylphtalat, Naturgummi, Polychloropren und Butylgummi genannt werden.

Die halbleitende Schicht auf den Kabeladern bzw* die gemeinsame halbleitende Schicht im Schirm* wenn eine solche verwendet wird, kann z.B. aus einem thermoplastischen Kunststoff oder Elast, wie Polyvinylchlorid, weichgemacht mit Didtylphtalat,, Polyäthylen, Naturgummi oder synthetischem Gummi, wie Butylgummi, das skelettbildendes "carbon black" enthält, bestehen. Die Schicht kanuiaus einer nahtlos stranggepreßten Hülle oder einem spiralenförmig verlaufenden Band bestehen.

Der Schirm kann mit Vorteil aus einem Band aus Messing, Kupfer oder Aluminium bestehen.

Die Stützkörper bestehen aus einem in der Hauptsache .formbeständigen Kunststoff, vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff, einem im wesentlichen formbeständigen Elast oder einer im wesentlichen formbeständigen Hischung von einem Kunststoff, vorzugsweise thermoplastische» Kunststoff, und

694073319.10.72

einem Slast. Die S-tützkörper haben die Eigenschaft, im wesentlichen ihr ursprüngliches Profil im Kabel zu behalten, aber einerseits bis zu einem gewissen Grad in seitlicher Richtung deformierbar zu sein, um einen wirksamen Druck auf den Schutzleiter ausüben zu können und andererseits bis zu einem gewissen Grad in der Längsrichtung biegbar zu sein, um ein Verseilen von Stützkörpern und Kabeladern und weiter eine noraale Biegsamkeit des fertigen Kabels zu ermöglichen« Beispiele von geeignetem Material in den Stützkörpern sind Polyvinylchiorid, weichgemacht mit einer Mischung von Dioktylphtalat und chlorierten Paraffinen, weiter Hochdruckpolyäthylen mit einem Schmelzindex von 1,5-20 und ferner eine Mischung von Äthylen-Propylen-Gummi und Polyäthylen.

Der Schutzleiter kann ein- oder mehrdrahtig sein und z.B. aus Kupfer oder Aluminium bestehen.

Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Schutzleiter innerhalb jedes Stützkörpers angeordnet mud wird von diesem Stützkörper gegen die halbleitende Schicht der angrenzenden Kabeladern gedrückt gehalten. Dadurch, daß man in dieser Weise mehrere Schutzleiter anwendet, wird die Betriebssicherheit des Kabels größer.

Hach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein Schutzleiter außerhalb jedes Stützkörpers ange-

694073319.10.72

/IO

ordnet und wird gegen den Schirm oder gegen eine innerhalb des Schirses gegebenenfalls abgeordnete gemeinsame halbleitende Schicht gedrückt gehalten,. Die Verwendung von mehreren Schutzleitern in dieser ¥eise steigert die Betriebssicherheit des Zabels,

Nach einer besonders vorteilhaften Äusführungsform der Erfindung sind die Stützkorper sit längsgehenden Löchern versehen» die in seitlicher Richtung außerhalb des leils des Stützkörpers liegen, mit des der Schutzleiter gegen die halbleitenden Schichten der Kabeladern oder gegen den Schirm oder gegen eine innerhalb des Schirmes angeordnete gemeinsame* halbleitende Schicht gedrückt gehalten wird· Dadurch, daß man die Stützkörper in dieser· Weise sit Löchern versieht, werden die Stützkörper in seitlicher Richtung deformierbar, was wiederum mit sich bringt, da& der Schutzleiter wirksamer gegen die halbleitenden Schichten der Kabeladern gedrückt gehalten werden kann.

Wenn die Stützkörper so ausgebildet werdeis, daß inre äußeren Begrenzungsflächen außerhalb der Mantelfläche des um die Kabeladern beschriebenen Zylinders liegen, wird ein besoaderer Vorteil erreicht, der darin besteht, daß die Stützkörper die Kabeladern und deren halbleitende Schichten wirksam gegen mechanische Einwirkungen von außen, ζ·Β. bei ihrem Zusammenfügen, schützen.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden

6940733 i9.io.72

■^?- M

anhand der Zeichnung "beschrieben, in dieser zeigen:

Fig» 1 schematisch einen Querschnitt eines EaOeIs in Dreileiterausführung mit ineriialb der Stütz— körper liegenden Schutzleitern und

Fig« 2 einen Querschnitt; eines Kabels in Dreileiter—

ausführung mit außerhalb der Stützxörper liegen· ι" \ den Schutzleitern.

Die in beiden Figuren gezeigten Hochspannungskabei haben drei verseilte Kabeladern 1a, 1b und 1c· Jede Kabelader besteht aus einemnstallischen, aus mehreren dünnen Drähten zusammengesetzten Leiter 2a, 2b, 2c und einer Isolierung 3a, 3b, 3c aus quergetunisftfim Polyäthylen. Die Isolierung jeder Kabelader trägt eine halbleitende Schicht 4a, 4b, 4c aus stranggepreßtem Polyäthylen oder aus einem halbleitendem Band, das aus mit Ebktylphtalat weichtgemachtem Polyvinylchlorid besteht, das skelettbildendes "carbon black" enthält. Auch jeder Leiter 2a, 2b, 2c ist von einer halbleitenden Schicht 5a, 5X>, 5c umgeben, die ebenfalls aus stranggepreßtem leitendem Polyäthylen oder aus einem Band aus weichgemachtem Polyvinylchlorid besteht, das "carbon black" enthält, oder von einer anderen für die Schicht 4 zuvor genannten Art.

694073319,10.72

Zwischen den Kabeladern sind Stützkörper 6a, 6b, 6c angeordnet. Jeder Stürzkörper hat zwei innere Begrenzungsflächen 7a, 7b, 7c bzw. 8a, 8b, 8c von derselben Form wie der Teil der Mantelfläche der angrenzenden Kabeladern, dem diese Begrenzungsflächen zugekehrt sind, und weiter eine äußere Begrenzungsfläche 9a, 9fr3 Sc mit derselben Form wie der Teil der Innenfläche des Schirms 10, dem diese Begrenzungsflächen zugexejhrt siüa« Bis Staukörper sind aus Polyvinylchlorid stranggepreßt, das mit einer¹ Mischung von Dioktylphtalat und chlorierten Paraffinen weichgemacht ist oder aus einem anderen für die Stützkörper zuvor genannten Material und halben längsgehende Locher 11a, 11b und 11c. Die äußeren Begrenzungsflächen 9a, 9b, 9c der Stützkörper liegen außerhalb des Umfanges eines tun die Kabeladern beschriebenen Zylinder.

Uta die Kabeladern ist ein Schirm 10 angeordnet. Der Schirm, der geerdet ist, besteht atis einem massiven Messingband, das mit Überlappung um die Kabeladern gewickelt is*.. Dss Band, das eine Breite von z.B· 35 *am haben kann ist stark angezogen, um einen wirksamen Druck gegen die Stützkörper zu erhalten· Innerhalb des Schirmes kann gegebenenfalls eine für die Kabeladern gemeinsame halbleitende Schicht 12 angeordnet sein, z.B, in der Form einer Umwicklung aus dünnem Band aus mit Dioktylphtalat *d.chgemach^Jtem Polyvinylchlorid, das skelettbildendes "carbon black" enthält. Die Schicht 12 ist in Kontakt mit den Schichten 4a, 4b, 4c, d.h. sie liegt

-9- /13

an diesen an. Der Schirm ist von einem Mantel 13 umgeben. Dieser besteht aus einer stranggepreßten Hülle aus Dioktylphtalat weichgemachtem Polyvinylchlorid.

Gemäß Fig. 1 sind Schutzleiter 14a, 14b, 14c innerhalb der Stutzköirpsir uSj %su_f t»o sng-sordnst. Die Schutzleiter "©rdes längs des ganzen Kabels gegen die halbleitenden Schichten 4a, 4"b, 4c durch die Stützkörper gedrückt, da diese einem Druck von dem Schirm 10 ausgesetzt sind· Der Teil 15a, 15b, 15c öedes Stützkörpers, der den .Druck vom Schirm überträgt, besteht aus massivem Material, während der Stützkörper außerhalb des genannten Teils in seitlicher Richtung wie erwähnt mit längsgehenden Löchern 11a, 11b, 11c versehen ist. Diese Löcher bewirken, daß die Seitenteile der Stützkörper sich der Mantelfläche der Kabeladern anpassen können, ohne daß dadurch der Druck auf die Schutzleiter abnimmt. Kabeladern,, Schutzleiter und Stützkörper sind in einer Verseilungsoperation verseilt und liegen aneinander an. Alle folgen somit spiralenförmigen Bahnen um die Längsachse des Kabels.

Gemäß Fig. 2 sind Schutzleiter 16a, 16b, 16c außerhalb der Stützkörper 6a, 6b, 6c angeordnet. Die Schutzleiter werden längs des ganzen Kabels von den Stützkörpern gegen den Schirm 10 oder gegen die halbleitende Schicht 12 gedrückt, wenn eine solche wie in beiden Figuren gezeigt verwendet wird, -and zwar dadurch, daß die Stützkörper einem Druck: vom Schirm ausge-

- 10 -

694073319,10.72

I tat

setzt. Vorteilhaft sind die Stützkörper mit flachen Nuten versehen, um die Lage der Schutzleiter zu fixieren. Kabeladern, Schutzleiter und Stützkörper sind in einer Verseilungsoperation verseilt und liegen aneinander an. Alle folgen somit auch in diesem Fall spiralenförmigen Bahnen um die Längsachse des Kabels·

In dem in Fig. 2 gezeigten Fall können die Schutzleiter im Prinzip zwischen der halbleitenden Schicht 12 und dem Schirm 10 angeordnet sein.

Ss ist möglich, in ein und demselben Kabel Schutzleiter sowohl innerhalb der Stützkörper nach Fig. 1 als auch außerhalb der Stützkörper nach Fig. 2 anzuordnen·

- 11 -

8940733 mia72

Claims

Schutzansprüche:

1«. Kabel mit zwei oder mehreren verseilten Kabeladern, bei dem jede Kabelader aus mit thermoplastischem Kunststoff oder Elast isolierten Leitern besteht und mit einer als Äquipotentialfläche dienenden halbleitenden Schicht überzogen ist, alle Kabeladern gemeinsam von einem Schirm i-jmgeben sind* der aus einem vorzugsweise mit Überlappung auf die Kabeladern aufgewickelten Metallband besteht und bei dem eine Füllung aus einem Kunststoff oder Elast im Raum zwischen den Kabeladern und dem Schirm und im Kabel ein sich längs des Kabels erstreckender metallischer Schutzleiter angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllung aus vorgeformten, langgestreckten Stützkörpern (6) aus einem im wesentlichen fonabeständigen Kunststoff oder Elast besteht, die je zwischen zwei Kabeladern (1) und dem Schild (10) angeordnet sind und deren innere Begrenzungsfläche (7, 8) den Mantelflächen der Kabeladern und deren äußere Begrenzungsflächen (9) der Innenfläche des Schirmes (10) angepaßt sind, und daß der metallische Schutzleiter (1'>) so angeordnet ist, daß er von eines der zwischen den Kabeladern angeordneten Stützkörpern gegen die halbleitenden Schichten (4) der angrenzenden Kabeladern oder gegen den Schirm (10) oder gegen eine innerhalb des Schirmes angeordnete und in elektrischem Kontakt mit dem Schirm stehende, für die Kabeladern gemeinsame und als Äquipotentialfläche wirkende halbleitende Schicht (12) gedruckt gehalten vir4#

- 12 -

694073319,10.72
2. Kabel nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzleiter (14) innerhalb jedes Stützkörpers (6) angeordnet ist und von diesem Stützkörper gegen die halbleixenden Schichten (4) der angrenzenden Kabeladern (1) gedrückt gehalten wird«.
3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schutzleiter (16) außerhalb jedes Stützkörpers (6) angeordnet ist und von diesem Stützkörper gegen den Schirm (1Ü) der gegen eine innerhalb des Schirms angeordnete gemeinsame halbleitende Schicht (12) gedrückt gehalten wird.
4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützkörper (6) mit längsgehenden Löchern (11) versehen sind, die in seitlicher Richtung außerhalb des Teils (15) des Stützkörpers (6) liegen, mit dem der Scliutzleiter (14) gegen die halbleiti?nden Schichten (4) der Kabeladern oder gegen den Schirm (10) oder gegen eine innerhalb des Schirms angeordnete gemeinsame halbleitende Schicht (12) gedrückt gehalten wird_t
5. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Begrenzungsflächen (9) der Stützkörper (6) nach dem Zusammenfügen der Kabeladern (1) außerhalb der um die Kabeladern beschriebenen Zylinderfläche liegen.

6940733 i9.io.72