DE7506412U - Kunststoffisoliertes, feuchtigkeitsfestes Starkstromkabel - Google Patents

Description

Anmelder: Feiten & Guilleaume Carlswerk Aktiengesellschaft 5 Köln 80 Schanzenstraße 2k

Pl 4223 Köln-Mülheim, den 26. Februar 1975 Ho/Ci

Kunststoffisoliertes, feuchtigkeitsfestes Starkstromkabel

Die Erfindung betrifft ein kunststoffisoliertes Starkstromkabel mit wenigstens einem aus miteinander verseilten Drähten bestehenden Leiter.

Der übliche Aufbau derartiger im niedrigeren Spannungsbereich als mehradriges GUrtelkabel und im höheren Spannuagsbereich vorzugsweise als Radialfeldkabel ausgeführter Kabel ist allgemein bekannt. Ein wesentlicher Teil eines jeden Kabels ist die auf jeden Leiter unmittelbar oder über eine sogenannte Leiterglättungsschicht aufgespritzte Kabelisolierung. Die Untersuchungsergebnisse der letzten Jahre machen deutlich, wie wesentlich

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für eine hinreichende Lebensdauer derselben ein Schutz der Isolierung von kunststoffisolierten Kabeln gegen das Eindringen von Feuchtigkeit ist.

Da unter normalen Betriebsbedingungen die Feuchtigkeit in die Kabelisolierung üblicherweise von außen, d.h,- duroh den Kabelmantel eindringen kann, erfolgt als bekannte Maßnahme die Umhüllung der Kabelader mit einer geschlossenen metallischen Schicht, beispielsweise einem Blei-, Kupfer-, Aluminium- oder Stahlmantel. Eine weitere bekannte Maßnahme zur Verhinderung des Eindringens der Feuchtigkeit von außen in die Kabelisolie- { rung ist die Anordnung eines sogenannten Schichtenmantels, wobei eine dünne mit einem Thermoplasten beschichtete, längs der Überlappungsstelle ihrer Randbereiche verschweißte Metallfolie das Kabel bzw. die Kabelader bedeckt. Über dieser Permeationssperrschicht kann ein Kunststoffaußenmantel aufgebracht sein. Trotz dieser sehr aufwendigen bekannten Maßnahmen konnte jedoch das Eindringen von Feuchtigkeit in die Kabelisolierung bisher nicht mit absoluter Sicherheit verhindert werden.

Überraschender Weise wurde nämlich geftinden, daß eine weitere Gefahr des Eindringens von Feuchtigkeit, insbesondere Wasser, in die Isolierung von Kunststoffkabeln bisher wenig Beachtung gefunden hat, die jedoch in bestimmten kritischen Phasen bei der Fertigung und Verlegung des Kabels sowie auch im Fehlerfalle dazu führt, daß Wasser in den Leiter eindringen und sich dort durch Kapillarwirkung rasch ausbreiten kann. Von hier aus wird im Laufe der Zeit eine Diffusion des Wassers gegebenenfalls zusammen mit Korrosionsprodukten des Leiters in die Isolierung erfolgen. Dieser Umstand ist besonders dadurch besonders schwerwiegend, daß durch die in die Kabelisolierung ] vom Inneren derselben, also vom Leiter her eindringende Feuch- ! tigkeit der elektrisch am stärksten beanspruchte, dem Leiter j unmittelbar anliegende Bereich derselben am meisten betroffen

ist, was zum sogenannten Treeingeffekt führen kann. Als Ursachen ^; für das Eindringen von Wasser oder Feuchtigkeit in den Leiter

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sind Herstellung, Verlegung und/oder Montage bei feuchter Umgebung und Witterung sowie u.a. auch der Umstand anzuführen, daß nach Eintreten eines Kabelfehlers oft einige Zeit bis zum Einsetzen einer Muffe vergeht, so daß während dieser Zeit die - oft bis zum Leiter hin offene - Fehlerstelle der feuchten Umgebung ausgesetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei kunststoffisolierten Kabeln oder Kabeladern das Eindringen von Feuchtigkeit in die Kabel- bzw. Aderisolierung vom Leiter her wirksam zu verhindern. Diese Aufgabe läßt sich mit einem kunststoffisolierten Starkstromkabel der eingangs umrissenen Art lösen, das erfindungsgemäß gekennzeichnet ist durch eine den Leiter unmittelbar dicht umschließende, feuchtigkeitsdichte, elektrisch leitfähige Hülle, die zwischen der Leiteroberfläche und der Kabelisolierung angeordnet ist. Die erfindungsgemäße Hülle steht mit der Leiteroberfläche in elektrisch leitender Berührung, wobei - da praktisch im Zentrum des elektrischen Feldes - etwa vorhandene Spalträume zwischen der Leiteroberfläche und der Hülle bedeutungslos sind, zumal die Hülle selbst elektrisch leitfähig ist. Mit der feuchtigkeitsdichten Hülle ist das Eindringen von Feuchtigkeit oder Wasser in die Kabelisolierung vom Leiter her wirkdam verhindert .

Bei einem für den Betrieb unter Hoch- oder Höchstspannung bestimmten Kabel dieser Art ist es vorteilhaft, wenn zwischen der feuchtigkeitsdichten Leiterhülle und der Kabelisolierung eine Zwischenschicht aus elektrisch leitfähigem Kunststoff angeordnet ist, so daß die elektrisch leitfähige Hülle unter Vermeidung jedweder ionisierungsgefährdeter Spalte über diese Zwischenschicht allmählich zur Kabelisolierung übergeht.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die feuchtigkeitsdichte Hülle aus einer Metallfolie, die beidseitig mit einer auf der Basis des für die Kabelisolierung verwendeten Kunststoffes,

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beispielsweise Polyächylen, gebildeten, in bekannter Weise durch Zusatz von Ruß, Graphit od.dgl. elektrisch leitfähigen Copolymerschicht versehen ist. Der Vorteil einer derartigen, im wesentlichen aus einer Metallfolie z.B. aus Aluminium, Kupfer, Edestahl od.dgl. bestehenden Hülle liegt vor allem in der Einfachheit und Wirtschaftlichkeit, mit der sich diese auf den Leiter aufbringen läßt. Die der Kabelisolierung artverwandte Copolymerschicht ist so beschaffen, daß sie einerseits die Metallfolie gegen Korrosion schützt und andererseits beim Umspritzen des derart umhüllten Leiters mit der Kabelisolierung bzw. der leitfähigen Zwischenschicht zu einer einstückigen Einheit verschweißt, ebenso wie die letztere mit der darüber aufgebrachten Kabelisolierung.

In einer - ebenfalls aus Gründen der vereinfachten Aufbringung bevorzugten - Ausführungsform ist die Hülle aus einem den Leiter in dessen Längsrichtung umfassenden, beschichteten, länglichen Folienstreifen gebildet, dessen einander überlappenden Randbereiche fest, dicht und dauerhaft miteinander verbunden sind. Das Verbinden der einander überlappenden Ränder kann durch Wärmeanwendung gegebenenfalls bei gleichzeitiger Druckanwendung erfolgen.

In einer anderen für bestimmte Zwecke bevorzugten Ausführungsform besteht die feuchtigkeitsdichte Hülle aus einer auf den Leiter unmittelbar aufgepreßten Metallschicht, beispielsweise aus Blei,

Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Aueführungsbeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch ein erfindungsgeraäß ausgebildetes Höchstspannungs-Radialfeldkabel.

Das gezeigte Kabelweist einen aus einer Vielzahl miteinander verseilter blanker Kupfer-Aluminium- od.dgl. Drähten 11 bestehenden

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Leiter 1 auf, der von einer feuchtigkeitsdichten Hülle 2 in Form einer beidseitig mit einer elektrisch leitfähigen Copolymerschlcht 9 bzw. 10 versehenen Aluminiumfolie 8 umgeben ist. Diese ist in der Längsrichtung des Leiters 1 um diesen als länglicher Streifen derart herumgelegt, daß Abschnitte seiner Randbereiche 12 einander überlappen. Im Überlappungsbereich ist die innere Copolymerschicht 10 des überlappten Randbereiches der beschichteten Folie 8 derart verschweißt, daß auch dort absolute Feuchtigkeitsundurchlässigkeit mit Sicherheit gewährleistet ist. Daher ist etwa zwischen den Leiterdrähten 1 befindliche Feuchtigkeit, Wasser od.dgl. an einem Eindringen in die den Leiter 1 außerhalb ^! von dessen Hülle 2 umgebenden Teile, insbesondere in die Kabelisolierung 4, wirksam verhindert.

Trotz der sehr geringen Dicke sowohl der Folie 8 selbst als auch von deren Copolymerschichten 9 bzw. 10, die insgesamt etwa 0,2 bis 0,3 mm betragen kann, ist bei einem für den Betrieb mit hohen und höchsten Spannungen bestimmten Kabel die zufolge der Überlappung 12 von der geometrischen Kreisquerschnittsform geringfügig abweichende dichte Hülle 2 des Leiters 1 zweckmäßigerweise zusätzlich mit einer an ihrer glatten Außenfläche zur Leiterachse möglichst genau konzentrischen, elektrisch leitfähig gemachten Kunst stoff-Zwischenschicht 3 beispielsweise aus einem mit Graphit, ■s Ruß od. dgl. versetzten Polyäthylen, versehen, um jedwede Spaltbildung und dadurch bedingte Ionisierungserscheinungen im Übergangsbereich von der Hülle 2 zu der beispielsweise aus unvernetztem oder vernetzten! Polyäthylen bestehenden Kabelisolierung mit Sicherheit auszuschließen. Die leitfähige Zwischenchicht 3 kann sich bei eine konzentrische, glatte Außenfläche aufweisenden anderen Ausführungsformen der dichten Leiterhülle 2 sowie auch bei für den Betrieb im niedrigeren Spannungsbereich beispielsweise unter 10 kV bestimmten Kabeln erübrigen.

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Die Kabelisolierung H ist an ihrer Außenfläche mit einer konzentrischen Feldbegrenzung versehen, bestehend aus einer Aderaböchirmungssohicht 5 aus leitfähigem Kunststoff sowie einem darüber aufgebrachten metallischen Schirm 6, beispielsweise aus darüber gewickeltem Kupfer-Draht oder -Band, der seinerseits von einem Außenmantel 7 umgeben 1st. Sofern der Sohutz des Kabeldielektrikums vor dem Eindringen von Feuchtigkeit von außen her allein durch den Außenmantel 7 nicht in dem gewünschten Maße gewährleistet ist, kann auch zwischen diesem und der Feldbegrenzung eine (hler nicht gezeigte) feuchtigkeitsdichte Hülle angeordnet sein.

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Claims (5)

Fl 422? - 1 - 26, Februar 1975 Ansprüche:

1. Kunststoffisoliertes Starkstromkabel mit wenigstens einem aus miteinander verseilten Drähten bestehenden Leiter, gekennzeichnet durch eine den Leiter (1) unmittelbar diohjb umschließende, feuchtigkeitsdichte, elektrisch leitfähige Hülle (2), die zwischen der Leiteroberflache und der Kabelisolierung (4) angeordnet ist.

2. Starkstromkabel, insbesondere Hochspannungskabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der feuchtigkeitsdichten Leiterhülle (2) und der Kabelisolierung (4) eine Zwischenschicht (3) aus elektrisch leitfähigem Kunststoff angeordnet ist.

3. Starkstromkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchtigkeitsdichte Hülle

(2) aus einer Metallfolie (8) besteht, die beidseitig mit einer auf der Basis des für die Kabelisolierung (4) verwendeten Kunststoffes, beispielsweise Polyäthylen, gebildeten, in bekannter Weise durch Zusatz von Ruß, Graphitpulver od.dgl. elektrisch leitfähigen Copolymerschicht (9 bzw. 10) versehen ist.

4. Starkstromkabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (2) aus einem den Leiter (1) in dessen Längsrichtung umfassenden , beschichteten, länglichen Folienstreifen gebildet ist, dessen einander überlappenden Randbereiche (12) fest, dicht und dauerhaft miteinander verbunden sind.

5. Starkstromkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feuchtigkeitsdichte Hülle (2) aus einer auf den Leiter (1) unmittelbar aufgepreßten Metallschicht, beispielsweise aus Blei, besteht.