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Anordnung für elektrische Kabel Eine gute ist für elektrische Kabel
um so. «-ichtiger, je höher deren Betriebsspannung ist. Für moderne Kabeltypen,
z. B. für Öl- und Druckkabel, ist diese Frage der Wärmeableitung sogar von entscheidender
Wichtigkeit für Betriebsspannungen von rookV und mehr, weil diese Kabel thermisch
und dielektrisch sehr hoch heansprucht werden.
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Solche modernen Kabelenthalten nun andererseits Längskanäle, die beispielsweise
zur Aufnahme von Flüssigkeiten oder Gasen dienen. Wenn diese Kanäle auß.erha113
des Kupferleiters angeordnet sind, d. h. -irgendwo zwischen,dem Kupferleiter und
dem umgebengebenden Erdboden, so bilden sie einen zusätzlichen thermischen Widerstand
für die Ableitung der im Kupfer und im Dielektrikum betriebsmäßig :er 7eu,gten Wärme
und setzen die Belastbarkeit des Kabels im Betrieb herab.
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Dies t1-ifft in besonderem Maße dann ein, wenn der Kanal konzentrisch
um den Leiter herum entweder im Dielektrikum zwischen dem letzteren und dem Kabelmantel
als Zwischenraum m einem Doppelmantel oder zwisch@en der Oberfläche des Kabels und
einem Rohr vorhanden ist, in welch letzterem das Kabel verlegt wird.
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Wenn der oder dieLängskanäle nicht konzentrisch angeordnet sind, z.
B. wenn die Zwickel von Mehrfachkabeln oder der Raum zwischen dem Kabel und .einem
Rohr, in welches das Kabel .eingezogen ist, als Kanäle benutzt werden, so, liegen
die Verhältnisse günstiger, weil stellenweise Berührung zwischen den Einzelteilen
stattfindet und weil außerdem bei solcher nichtkonzentrischen Anordnung Konvexionsströine
auftreten, welche die Wärmeableitung wesentlich fördern.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung für elektrische Kabel, die 'mit
schlechten Wärmeleitern, z. B. Öl oder Gas, gefüllte, konzentrisch oder annähernd
ringförmig um den oder die isolierten Leiter verlaufende Hohlräume
bzw.
Kanäle entImltcn, und besteht darin, daß zwecks Verbesserunb der Wärmeableitung
die Hohlräume oder Kanäle von metallischen Flächen begrenzt und in diesen formveränderliche,
tvä rmelei.tende Elcmen3 an-ehraclit sind, die den iA- oder @asduritritt nicht versperren
und mit den metalli selten Kanaltt,äiden bei allen @elastunas@ zuständen des Katels
in dauernder Bei'iiliriilü bleiben.
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Esist bekannt, die in Hocllspannunaskal-eln zur AufnaUme von flüssigem
Tränkmittel vorhandenen Ho ilrätime, l)eispi,lsweise Zlcich_lräume. durch Rohre
oder aufge=wickelte Stränge zu unterteilen, um zellenartiri.c Schutzhohlräurrc zti
bilden, die ]),ei Temperaturschwankungen den aus der habelisalaxion tretenden Teil
d::s Tränkmittels aufnehmen bzw. wieder abgeben sollen. Diese Rohre oder Stränge
dienen jedacli nicht zur Wärmefort-Ieitung und sind infolge ihres ganz anderen Zweckes
auch nicht geeignet, die v orgenannten Bedingungen der Anordnung nach der I:rfindung
ztl erfüllen. Bei Kabeln mit Doppelmänteln und einem FIolilriium zv-isclieli dem
ä ufkren kreisförmigen und dein inneren elliptischen -Iantel ist es bekannt, zwisch°n
1)ciden ein Band mit Vorsprüngen und Schlitzen zu verwenden, uni li-ide Mäntel auf
dem gleichen Potential zti halten; jedoch hat hierhi der Hohlraum nicht aleichbleibcnden
Quer-@,clinitt, sondern ändert sich entsprechend den Verhältnissen bei Stromlosigkeit
bis zur bctriebsmäf.'-igen Höchstbelastung dies Kabels. Infolge der ganz anderen
Aufgabe, die hei einer solchen Kab=elanordnung gestellt ist, kann. mit dieser Ausführung
der anders geartete Zweck, den die Anordnung nach der Neuerung verfolgt, nicht erreicht
@v#,rden. Beim Erfindungsgegenstand mul.# nämlic 1i der Ringraum in gleiclibleilendem
Querschnitt beibehalten werden, ,teil darin rin allen Stellen der Aderoberfläc=he
das flüssige oder gas-Druckmedium wirl>sam bleiben i17111 '. förmig um von außen
einen Druck auf die Isolation zEVeclzs Erhöhung der Durchschlagsfestigkeit und zwecks.
Stabilisierung' auszuüben. Hierbei dient der Ringraum also nicht zur Ermöglichung
des Atmens der Kabel, sondern als Durchlal>kanal für das Druckmedium.
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Die Erfindung wird nachstehend ani Beispiel e=ines Einleiterdruckkahels
beschrieben, ahnte daß natürlich deren Anwendungsbereich hierauf beschränkt würde.
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Abb. z stellt ein Einleiter druckkabel bekalinter Konstruktion im
Querschnitt dar.
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Abb. 2 ist dasselbe Kabel im Längsschnitt. Abb. 3, 4. und 5 zeigen
besonders v orteilliafte Ausführungsformen des im Längskanal anzubringenden elastischen
Konstruktiorselcments. lii d(-:i Abb. i und a bedeutet i den @l@t<<11-leiter,
2 die Isolation, 3 die Oberfläcl_ie i,z<<:. den Alis,cl-luß der letzteren
nach auCSen, 4. den "lonzcntrischeen Längskanal, 5 den Abstandlialter für letzteren,
< die innere Ol.,erfllch c Kabekrantels, ; den Iabelnnalitel.
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;, Dci' Kanal :l ist heispielswcis_ ifiit t;2;4 unter ciii.eni Druck
von et7-a 15 Atir. gefüllt. Seine t;t'anciungeti bestehen aus der inn2-1-o@ie@rfläche
6 de-s habelmant-els ui.,l aus d-i-2 'itiP -ei .- en Oberflik-lie 3 der Di#
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letztere kann aus einem dünnen @leinl<tlitel C@ d ei' aus einet attde:i."tI@
C1rt1CIs111-e:-tr:@eildclt gasdiclitcar Hülle bestehen od@e:- auch nur aus de. übii,c@ien
durchlässi-en @Ietaliisiertli". ,velnii das Druckgas in das Dielektrihum zugelassen
werd=en soll oder u-21]1] der Di'th_1zk_r_al 4 miL Drucköl gefüllt ist. Der @sai@cimaiitel;
muß natürlich so drttclzfest @@°hrt111 claß ei- dein Druck des Druckmittel-: a-idertelit;
er kann z. B. aus einem d@u,-1@-festen armierten Bleimantel. l-este1ien.
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Veiin. der Abstandhalter 5, tcia in dcil Alliildtiti;--cii dar`esteln
ist, a115 einer Spirale besteht, so ist klar, daf; nicht ohne :; cit@r ca überall
und zu jeder Zeit s«) guter hol@t@ll.:: zl@-isclien dein Abstandhalter und den beider,
Iianaltl-andfläch.cn besteht, um eine pri11zti-zcli wir?crtandslose Abführung der
Wärme au= dem Kabel sicherzustellen. Wenn di!e Snirijic= z. B. aus Draht hergestellt
wäre, sc) @_, ]]17c12 dieser Dralit steIlenlveire entv:=°dcr an inneren WandfäcIie
öder an de-,- äul.'.ci'eii, lrinahe nie aber beiderseits anliel-en. Dies t17 lt;
schont durch Biegen des Kabels bei der I-ici--=tellui:a und beim @'crle-en ein,
noch ]r21)17 aber, sobald durch Z ufulir des Druckinittr]@ in den Di-ucl@halial
-. der äuf';ere halelirantc l notll-enclierzvei=e etwas aufgeweitc-t und formiert
;wird. Es wird daher lrilidesteiis stellen-, --eise eine `,@ari@ieta@lln_; C1_ltl'etei),
und p:ahtisch@e ilIessungen an derarti-en h:tbeln haben dies bestätigt; in einem
1-Fall betrug- der thcl-triscbe Widerstand des Druchly«nals etwa 1 5 tlic#rniischc
Ohni. D;1--s l;-deutct n türlich -nicht nur eine weseatlich e 1.-Ierabsetzung der
Belastbarkeit des Kabels, sondcrn auch die Möglichkeit stellenweiser Er-Wä-rmunüber
den iVIittellvcrt liiliall. Dort. wo die Drahtspirale iläinlicli nicht alilie-#t,
bildet das Kabel infolge de- isoliererideri --;lhnden Gasschicht in dem Kanal
eine Art Tliermosflasch,e, und es ist daher nicht z11 verwundern, daß dann erheblicli-e
lokale WärmcsIauunaeii eilitret.en könncil.
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Diesem Übelstand kann dadurch al@;gehcifeli u-erder, daß, wie es erfindungsgemäß
geschie Iit. der Abstandhalter 5 so ausgeführt wird, daß er nicht nur wärmeleitend.
z.13. metallisch, ist, sondern auch an sich o'enü,-encl elastisch deformierbar ist,
um die rollv@@mtuenden
Abstandsänderungen zwischen den Kahelwandungen
auszugleichen und überall Kontakt mit beiden Wandungen sicherzustellen.
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In den Abb. i, 2 und 5 ist der Abstandhalter 5 als ein @elastischer
Hohlkörper dargestellt, der durch geeignetes Biegen .eines Metallbandes hergestellt
werden kann. In den Abb.3 und 4. sind andere Ausführungsmöglichkeiten wiedergegeben.
In Abb. 3 z. B. besteht die abstandhaltende Spirale aus einer rohen Drahtlitze,oder
aus einem Drahtgeflecht, aus deren Oberfläche Drahtenden hervorragen.
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Abb. 4. zeigt eine besondere vorteilhafte Ausführungsform, wobei der
Abstandhalter aus einem Z-förmig gebogenen Metallblech besteht. Hierbei kann ohne
weiteres die gewünschte Elastizität erhalten werden. Außerdem kann der Z-förmige
Metallstreifen in solcher Form hergestellt werden, daß er nicht nur die richtige
Kanalweibe bestimmt, sondern auch so. breit ist, daß er nahezu geschlossen um das
Kabel aufgewickelt werden kann. In letzterem Falle dient der Z-förmige Abstandhalter
gleichzeitig drei Zwecken, näml.i:ch erstens der Herstellung eines Kanals von verlangter
Weite, zweitens der Abführung der Wärme durch genügenden Kontakt mit den beiden
Kanalwandungen, und drittens ersetzt er die beiden Metallbandbiewicklungen, welche
aus mechanischen Gründen als Unterstützung bzw. Auflage für den äußeren und inneren
Bleimantel sonst notwendig wären. Als praktische Maße für diese Ausführung des Abstandhalters
in nahezu geschlossener Spirale haben sich beispielsweise ergeben: Breite der Kontaktflächen
etwa 25 bis 4.o mm und Abstand dieser Kontaktflächen, d. h. Dicke des Kanals, etwa
i bis 3 .-mm, wobei,ein Blech von beispielsweise o, i bis o,2 mm Dicke verwendet
werden kann. Solche Z-förmigen Abstandhalter dieser Abmessungen haben außerdem den
Vorteil, daß sie sich leicht um das Kabel biegen lassen. In der Ab-b-. q. sind zwei
auteinanderfolgende Windungen eines solchen Z-förmigen Abstandhalters angedeutet,
wie sie sich in der Abb.2 darstellen würden.
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Selbstverständlich sind auch noch andere als die genannten Foinmen
für die elastischen, wärmeleitenden Abstandhalter denkbar und auch andere Materialien
als Metall, aus denen dieselben bestehen können. Beispielsweise können filzartige
oder schwammartige Massen, die durch Beschwerung mit geeigneten Körpern -wärmeleitend
gemacht sind, verwendet werden, z. B. Kautschukschwamm, der Metall- oder Quarzpulver
.enthält. Solche Massen können entweder in Bandform um das Kabel gelegt werden,
oder sie können aufgepmeßt werden, immer unter der Voraussetzung, daß sie genügende
Hohlräume zur Aufnahme und Fortleitung des Druckgases enthalten.