DE716741C

DE716741C - Process for the production of an oil cable system

Info

Publication number: DE716741C
Application number: DES99678D
Authority: DE
Original assignee: SUEDDEUTSCHE KABELWERKE
Current assignee: SUEDDEUTSCHE KABELWERKE
Priority date: 1931-03-25
Filing date: 1931-07-10
Publication date: 1942-01-28

Description

Verfahren zur Herstellung einer Ölkabelanlage Für viele elektrische Zwecke, insbesondere für Hochspannungsanlagen empfiehlt sich die Verwendung von Ölkabeln. Dies sind Bleimantelkabel, die mit einem oder mehreren innerhalb der Isolierung oder innerhalb des Leiters verlaufenden Längskanälen versehen sind, durch den oder die das als Tränkungsm:ittel benutzte Öl in das Kabel eingeführt wird. Nach der Verlegung stehen die Kanäle mit Speichern für das Tränkungsmittel in Verbindung, so daß ein Ausgleich der Ölmenge im Kabel und die ständige Aufrechterhaltung der Tränkung des Kabels selbst bei Ölverlusten möglich ist.Method of making an oil cable system For many electrical Purposes, especially for high-voltage systems, the use of is recommended Oil cables. These are lead-sheathed cables that have one or more inside the insulation or longitudinal channels extending within the conductor are provided through which or which the oil used as an impregnating agent is introduced into the cable. After Laying, the channels are connected to storage tanks for the impregnating agent, so that a balance of the amount of oil in the cable and the constant maintenance of the Impregnation of the cable is possible even with oil losses.

Die Tränkung der Ölkabel muß besonders sorgfältig vorgenommen werden, denn ein Feuchtigkeitsgehalt der Isolierung sowie Lufteinschlüsse innerhalb des Kabels vermindern die Durchschlagfestigkeit erheblich. Mit den .Hilfsmitteln der Werkstatt läßt sich eine sorgfältige Tränkung ohne weiteres- durchführen, Man arbeitet .gewöhnlich in der Weise, daß das Kabel zunächst völlig getrocknet, nach der Trocknung auf Dichtigkeit geprüft, evakuiert und darauf unter Druckanwendung mit Öl o. dgl. gefüllt wird. Indessen bietet die Verlegung solcher Kabel erliebliche Schwierigkeiten. Zunächst ist der Wärineausdehnungskoeffizient des Tränkinittels erheblich größer als der des Kabels. Da man beim- Transport die Temperatur der Werkstatt nicht einhalten kann, entstehen entweder bei Temperaturabnahme Hohlräume innerhalb des Kabels, die sich mit Gasen, z. B. Luft, füllen können, oder bei Ternperaturzunahine Ausbauchungen des Kabelmantels, die ebenfalls schädlich sind. Bei der Herstellung der notwendigen Verbindungen in z Verlauf der Verlegung müssen die Kabelenden geöffnet werden. Hierbei läßt sich nicht vermeiden, daß Öl aus dem COlkanal und auch aus der Isolierung austritt. Es müssen also nach der Verlegung nicht nur die Verbindungsstelle, sondern auch die Kabelenden erneut luftleer gemacht und darauf wieder getränkt werden. Da- diese Maßnahmen ohnehin unvermeidlich waren, hat man nach der Imprägnierung in der Werkstatt das Öl aus den Kanälen wieder auslaufen lassen und die Kanäle erst nach der Verlegung gleichzeitig mit der Tränkung der Verbindungsstellen wieder gefüllt. Bei diesem bekannten Verfahren aber ergab sich, daß die Durchschlagfestigkeit des verlegten Kabels wesentlich geringer war als die des Kabels in der Werkstatt. Die Ursachen hierfür liegen einerseits darin, daß die Entlüftung und erneute Tränkung bereits einmal getränkter Kabel nicht mehr vollständig verläuft. Andererseits wirkt die Luft, die nach der Entleerung der Ölkanäle in diese eintritt, schädigend auf das irn Kabel noch zurückbleibende Öl ein, denn dieses kann nunmehr wieder die gleichen oder ähnliche Gase aufnehmen, die man vorher durch Trocknung und Entgasung des Öls möglichst restlos daraus beseitigt hat und die, wie bekannt, die elektrischen Eigenschaften des Öls stark herabsetzen. Diese Mängel sind. in der Technik allgemein anerkannt, und man hat sich bemüht, sie durch die verschiedensten Maßnahmen zu beseitigen. Praktisch brauchbar ist indessen nur der Vorschlag, die in der Werkstatt getränkten Kabel mit in die Kabeltrommel eingebauten Ölausgleichsgefäßen zu verbinden und sie während des Versandes und bei der Verlegung ständig unter Öldruck zu halten. Hierfür sind aber besonders ausgerüstete und deshalb teuere Kabeltrommeln notwendig. Außerdem werden die Möglichkeiten, die Dichtigkeit des Kabels nach der Verlegung zu prüfen, verringert, insbesondere ist die am sichersten zum Ziel führende Prüfung mit Druckluft nicht mehr möglich. Man kann nur noch solche Kabelfehler feststellen, die sich (furch starken Ölaustritt bemerkbar machen. Kleinere Fehler am Kabelmantel, durch die zuerst nur sehr wenig Öl austritt, lassen sich nicht erkennen, da ja der Bleimantel nicht frei liegt, sondern mit einer Bewehrung versehen ist. Berücksichtigt man nun, daß gerade beim Versand und bei der Verlegung des Kabels Beschädigungen des Bleimantels am häufigsten vorkommen, so ergibt sich, (a(4 auch (fiese Lösung noch nicht restlos befriedigt. Außerdem hat sie noch den Nachteil, daß die Herstellung der Kabelverbindungen am Verlegungsort bei ölgefüllten Kabeln einige Schwierigkeiten- macht, da sich ein Ölaustritt aus der Isolation nicht restlos vermeiden läßt. Bei diesem Ölaustritt wird das vorher entgaste Öl mit der Luft in Berührung kommen und wiederum Gas, d. h. in diesem Falle Luft, aufnehmen. Wenn auch ein gewisser Teil dieses Öles in .die üblicherweise unter die Verbindungsstelle gestellte Wanne ablaufen wird, so wird es sich doch nicht vermeiden lassen, daß ein Teil zurückbleibt und in die Wickelkeule der entstehenden Verbindungsmuffe eingewickelt wird. Dadurch entsteht aber folgender Nachteil. Beim luftdichten Abschließen der Verbindungsmuffe wird man bestrebt sein, das mit der Luft in Berührung gekommene Öl, welches sich in der Wickelkeule befindet, durch Nachdrücken von Öl aus den benachbarten Kabelenden aus der Wicklung zu entfernen so lange, bis überprüft werden kann, ob das ausströmende 01 völlig entgast ist. Dieser Nachweis beweist aber nicht, daß nicht doch in der Wickelkehle mit Luft angereicherte Ölreste zurückgeblieben sind. Wird nun eine solche Anlage unter Spannung gesetzt und der aufgenommene Luftrest unter dem Einfluß des Elektronenbombardements in Gestalt von Gasblasen wieder aus dem Ö I abgegeben, ist ein erheblicher Gefahrenpunkt erreicht. Es können nämlich bei diesen Kabelanlagen aus den geschilderten Gründen die sogenannten überraffinierten Öle, die die besten dielektrischen Eigenschaften aufweisen, nicht verwendet werden, weil gerade sie unter einem Elektronenbombardement Gas abgeben.The impregnation of the oil cable must be carried out with particular care, because a moisture content in the insulation and air pockets within the cable reduce the dielectric strength considerably. Careful impregnation can easily be carried out with the aids in the workshop. Usually, the cable is first completely dried, then checked for leaks after drying, evacuated and then filled with oil or the like under the application of pressure will. The laying of such cables, however, presents considerable difficulties. First of all, the thermal expansion coefficient of the impregnating agent is considerably greater than that of the cable. Since the temperature of the workshop cannot be maintained during transport, cavities arise within the cable either when the temperature drops. B. air, can fill, or at Ternperaturzunahine bulges of the cable jacket, which are also harmful. When making the necessary connections in the course of laying the cable, the ends of the cables must be opened. In this case it cannot be avoided that oil leaks out of the COlkanal and also out of the insulation. After laying, not only the connection point, but also the cable ends have to be evacuated again and then soaked again. Since these measures were inevitable anyway, the oil was allowed to run out of the channels again after the impregnation in the workshop and the channels were only refilled after the laying at the same time as the impregnation of the connection points. With this known method, however, it was found that the dielectric strength of the installed cable was significantly lower than that of the cable in the workshop. The reasons for this are, on the one hand, that the ventilation and renewed impregnation of cables that have already been impregnated no longer run completely. On the other hand, the air that enters the oil channels after they have been emptied has a damaging effect on the oil that remains in the cable, because it can now absorb the same or similar gases that were previously removed as completely as possible by drying and degassing the oil and which, as is known, greatly reduce the electrical properties of the oil. These shortcomings are. generally recognized in the art and efforts have been made to eliminate them by a variety of means. Practically useful, however, is only the suggestion to connect the cables soaked in the workshop to oil expansion tanks built into the cable drum and to keep them constantly under oil pressure during shipping and laying. For this, however, specially equipped and therefore expensive cable drums are necessary. In addition, the options for checking the tightness of the cable after it has been laid are reduced; in particular, the most reliable test with compressed air is no longer possible. You can only find cable faults that are noticeable through heavy oil leakage. Smaller faults on the cable sheath, through which very little oil escapes at first, cannot be recognized because the lead sheath is not exposed, but is provided with reinforcement If one takes into account that damage to the lead jacket occurs most frequently during shipping and when laying the cable, the result is that (a (4 also (nasty solution is not yet completely satisfied. In addition, it has the disadvantage that the production of the Cable connections at the installation site with oil-filled cables cause some difficulties, since oil leakage from the insulation cannot be completely avoided even a certain part of this oil will drain into the tub usually placed under the connection point, so it will not t prevent a part from being left behind and wrapped in the winding lobe of the connecting sleeve that is created. However, this creates the following disadvantage. When the connection sleeve is hermetically sealed, efforts will be made to remove the oil that has come into contact with the air and which is located in the winding cone by pushing oil from the adjacent cable ends out of the winding until it is possible to check whether it is escaping 01 is completely degassed. However, this evidence does not prove that oil residues enriched with air did not remain in the winding throat. If such a system is now energized and the air residue taken up is released from the oil again in the form of gas bubbles under the influence of the electron bombardment, a considerable danger point has been reached. For these cable systems, for the reasons described, the so-called over-refined oils, which have the best dielectric properties, cannot be used because they give off gas when bombarded by electrons.

Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, daß das Kabel erst an der Verlegungsstelle getrocknet und getränkt wird. Nach der Trocknung wird hierbei zunächst die Luft aus dem Kabel durch ein im Tränkungsmittel lösliches Gas, z. B. Kohlensäure oder Propan, verdrängt. Darauf wird (las Kabel e 'kuiert, und es erfolgt die Tränkung va ' a Diese Arbeitsweise muß ebenfalls zti :NTißerfolgcn führen, denn die Trocknung des Kabels an der Verlegungsstelle dauert sehr lange und ist nicht zuverlä ss,ig, da eine gleichmäßige Erhitzung des bereits ausgelegten Kabels sich nicht durchführen läßt. Außerdem nimmt das Trünkungsmittel wieder die ini Kabel noch vorhandenen und iin Trä nkungsmittel leichtlöslichen Gase auf, -die man durch vorherige Entgasung gerade aus dem Tränkungsmittel entfernen wollte, da sie die Brauchbarkeit des Tränkungsmittels herabsetzen.Another known method is that the cable is only dried and soaked at the point of installation. After drying, the air is first removed from the cable by a gas that is soluble in the impregnating agent, e.g. B. carbonic acid or propane, displaced. Out (is 'kuiert, and there is the impregnation va' las cable ea This procedure must also zti: NTißerfolgcn lead, because the drying of the cable to the deployment site takes a long time and is not zuverlä ss, ig, since uniform heating of the In addition, the impregnating agent again absorbs the gases still present in the cable and easily soluble in the impregnating agent, which one wanted to remove from the impregnating agent by prior degassing, since they reduce the usability of the impregnating agent.

Durch die Erfindung gelingt es, die bisher mit der Verlegung von Ölkabeln noch verbundenen Nachteile zu beseitigen. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung wird ein mit Ölkanälen ausgestattetes Bleimantelkabel in der Werkstätt nur .getrocknet, mit Bleimantel versehen und darauf in der üblichen Weise aufgetromnielt und versandt, natürlich unter Verschluß der Kabelenden: Es wird darauf ausgelegt und in diesem ungefüllten Zustand mit den üblichen Zubehörteilen, nie Endverschlüssen, Verbindungs- und- Sperrniitfen, AbzweigkAsten u. dgl., verseben. Gegebenenfalls folgt eine Probe auf Dichtigkeit; die sich auch an der Verlegungsstelle mit einfachsten Mitteln, z. B. einer Druckpumpe, bequem durchführen läßt. Hat sich das trocken verlegte Kabel als fehlerfrei erwiesen, so wird es evakuiert und erst- und einmalig mit unter Druck zugeführtem Öl getränkt. Zur Entfernung der Restfeuchtigkeit und zur Evakuierung kann das Kabel durch einen elektrisehen Heizstrom erwärmt werden, der durch den oder die Leiter des Kabels geschickt wird. Die Evakuierung und Tränkung kann hierbei ohne weiteres mit den gleichen Geräten vorgenommen werden, die zur Evakuierung und Tränkung der Kabelverbindungen auch bisher stets erforderlich waren. Die auf diese Weise verlegten Kabel haben sich in der Praxis bestens bewährt. Insbesondere hat sich gezeigt, daß sie eine bisher kaum erreichte Durchschlagfestigkeit aufweisen. Das Verfahren gemäß der Erfindung hat die Vorteile, daß es stets zuverlässig arbeitet und daß dafür besondere teuere Kabeltrommeln nicht erforderlich sind. Außerdem ist die Herstellung der Verbindungen und Kabelverschlüsse einfacher als bei ölgetränkten Kabeln. Besondere teuere Geräte sind für das Verfahren gemäß der Erfindung nicht erforderlich. Vielmehr kann es mit leicht beweglichen Hilfsmitteln durchgeführt werden, und es bietet die sichere Gewähr, daß das verlegte Kabel auch zuverlässig fehlerfrei ist.The invention makes it possible to deal with the laying of oil cables to eliminate any associated disadvantages. According to the method according to the invention a lead-sheathed cable equipped with oil channels is only dried in the workshop, provided with a lead jacket and then applied and dispatched in the usual way, Of course, with the cable ends locked: It is laid out on it and in this unfilled condition with the usual accessories, never terminations, connecting and- locking notches, junction boxes and the like. If necessary, a rehearsal follows on tightness; which can also be found at the place of installation with the simplest means, z. B. a pressure pump, can be carried out conveniently. Has the dry laid cable proven to be free of errors, it is evacuated and under pressure for the first time and once supplied oil soaked. For removing residual moisture and for evacuation can see the cable through an electric Heating current are heated, which is sent through the conductor or conductors of the cable. The evacuation and watering can easily be done with the same devices that are used for Evacuation and impregnation of the cable connections have always been necessary up to now. The cables laid in this way have proven their worth in practice. In particular it has been shown that they have a dielectric strength that has not yet been achieved. The method according to the invention has the advantages that it always works reliably and that special expensive cable drums are not required for this. Also is making connections and cable closures easier than with oil-soaked ones Cable. Particularly expensive devices are not required for the method according to the invention necessary. Rather, it can be carried out with easily movable aids and it offers a reliable guarantee that the installed cable will be reliable is error-free.

Es braucht beim Versand auf die Tränkung und das Tränkmittel keine Rücksicht genommen zu werden, ferner lassen sich Zubehörteile; wie Endverschlüsse, Verbindungs-und Abzweigkästen o. dgl., bei einem trokkenen Kabel natürlich wesentlich leichter und einfacher einbauen als bei einer ganz. oder teilweise ölgefüllten Strecke.There is no need for the impregnation or the impregnating agent when shipping To be taken into account, accessories can also be; like terminations, Connection and junction boxes or the like, of course essential in the case of a dry cable easier and simpler to install than with a whole. or partially oil-filled route.

Bei der ölkabelanlage gemäß der Erfindung können Schwierigkeiten aus dem 01 überhaupt nicht auftreten. Denn das hier vor der Einführung in das Kabel entgaste öl kommt mit der Luft nicht in Berührung. Infolgedessen kann man bei Ölkabelanlagen nach der Erfindung ohne weiteres die bereits vorerwähnten in dielektrischer Beziehung hervorragenden überraffinierten Öle verwenden, und man erhält dadurch einen Verlustwinkel; der mit steigender Spannung fällt. Die bekannten Kabelanlagen zeigen einen solchen Verlauf des Verlustwinkels nicht, vielmehr steigt der Verlustwinkel mit steigender Spannung, günstigsten Falles fällt er um ein viel Geringeres als bei nach der Erfindung hergestellten Kabelanlagen. Nun ist es eine bekannte Tatsache, daß Gürtelkabel einen steileren Anstieg des Verlustwinkels aufweisen als Dreimantellcabel. Infolgedessen liegt auch der Ionisierungspunkt hei Gürtelkabeln, wenn man dieselben Gradienten voraussetzt, näher an der Betriebsspannung als bei Dreimantelkabeln. Um diesen Vorteil auszunutzen, hat man die Isolationsschicht bei Dreimantelkabeln soweit verringert, daß der Ionisierungspunkt etwa in die gleiche Nähe der Betriebsspannung gerückt ist wie bei Gürtelkabeln. Mit anderen Worten: Bei Gürtelkabeln ist der Anstieg des Verlustwinkels sehr stark, bei Dreimantelkabeln bedeutend geringer. Offenbar erfährt die Kurve des Verlustwinkels in Abhängigkeit von der Spannung eine Rechtsdrehung, wenn die ionisierungsspannung sich von der Betriebsspannung entfernt. Es ist nun allgemein bekannt, daß ein Kabel um so besser ist, je weiter der Ionisierungspunkt von der Betriebsspannung entfernt, je mehr also eine Rechtsdrehung der Verlustwinkelkurve erfolgt ist. Da nun bei der Kabelanlage gemäß der Erfindung die Verlustwinkelkurve noch mehr nach rechts gedreht ist als bei den bisher bekannten Ölkabeln, so ergibt sich daraus eine erheblich gesteigerte Sicherheit.With the oil cable system according to the invention, difficulties from 01 cannot occur at all. Because the oil degassed here before it is introduced into the cable does not come into contact with the air. As a result, in oil cable systems according to the invention, the above-mentioned overrefined oils which are excellent in dielectric relation can easily be used, and a loss angle is thereby obtained; which falls with increasing tension. The known cable systems do not show such a course of the loss angle, rather the loss angle increases with increasing voltage, in the best case it falls by a much smaller amount than in the case of cable systems manufactured according to the invention. It is now a known fact that belt cables have a steeper slope in loss angle than three-shell cables. As a result, if the same gradients are assumed, the ionization point in belt cables is closer to the operating voltage than in three-jacket cables. In order to take advantage of this, the insulation layer on three-jacket cables has been reduced to such an extent that the ionization point is roughly in the same vicinity of the operating voltage as on belt cables. In other words: with belt cables the increase in the loss angle is very strong, with three-jacket cables it is significantly less. The curve of the loss angle is evidently rotated clockwise as a function of the voltage when the ionization voltage moves away from the operating voltage. It is now generally known that a cable is the better the further away the ionization point is from the operating voltage, i.e. the more the loss angle curve has been turned to the right. Since the loss angle curve is now turned even more to the right in the cable system according to the invention than in the previously known oil cables, this results in a considerably increased safety.

Man hat schon vorgeschlagen, Ölkabel nach der Verlegung erstmalig zu tränken, und zwar ohne vorherige 13vakuierung, und diese Tränkung so lange zu wiederholen, bis das ausfließende öl keine Luft oder Gaseinschlüsse mehr zeigt. Dieses bekannte Verfahret. erfordert einerseits einen besonderen und teueren Kabelaufbau und ist andererseits umständlich und zeitraubend.It has already been suggested that oil cables should be soaked for the first time after they have been laid, without prior evacuation, and that this soaking be repeated until the oil flowing out no longer shows any air or gas inclusions. This well-known procedure. requires, on the one hand, a special and expensive cable structure and, on the other hand, is cumbersome and time-consuming.

Demgegenüber verzichtet das Verfahren nach der Erfindung auf die völlige Entfernung von etwaigen in der aktiven Isolation befindlichen Lufteinschlüssen durch wiederholte Ölzugabe bzw. durch Ausspülen mittels eines in Öl löslichen Gases und begnügt sich mit einem einmaligen Einlaß des Tränkungsmittels.In contrast, the method according to the invention dispenses with the complete Removal of any air pockets in the active insulation repeated addition of oil or by flushing with a gas soluble in oil and is content with a single intake of the impregnating agent.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of an oil cable system, whose Lead sheathed cable with fiber insulation and permeable in or on the insulation lying longitudinal channels for the impregnation liquid is provided, thereby marked that the cable only dried and leaded at the place of production in This condition is dispatched and laid, then with .this condition of the cable all accessories, such as terminations. Connection and locking sleeves, junction boxes and the like, are connected, then the entire system is evacuated and After the evacuation, the impregnating agent is admitted for the first time and once renouncing the complete removal of any active insulation air inclusions by flushing out with a gas that is soluble in oil or repeated addition of oil.