DE905155C

DE905155C - Form conductor for electrical multi-conductor power cables

Info

Publication number: DE905155C
Application number: DEA9894D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Kirch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1943-05-14
Filing date: 1943-05-14
Publication date: 1954-02-25
Also published as: FR956294A

Description

Während Mehrleiterkabel, beispielsweise die für Drehstrom üblichen Dreileiterkabel, früher vielfach mit runden Leitern ausgerüstet wurden, besitzen solche Kabel heute fast durchweg Sektorleiter. Die für diese Kabel verwendeten Leiter haben eine Form, die dem der Leiterzahl entsprechenden Sektor aus einer Kreisfläche ähnlich ist insofern, als beispielsweise bei Dreileiterkabeln die Sektoren Flanken aufweisen, die in einem Winkel von I2O^O; zueinander stehen, und der Sektorrücken: eine Rundung zeigt, die einen Ausschnitt aus einem Kreis darstellt, der konzentrisch zu dem Mantel des Kabels liegt.While multi-conductor cables, for example the three-conductor cables customary for three-phase current, were often equipped with round conductors in the past, such cables now almost always have sector conductors. The conductors used for these cables have a shape which is similar to the sector of a circular area corresponding to the number of conductors in that, for example, in three-conductor cables, the sectors have flanks that are at an angle of I20 ^; stand to each other, and the sector back: shows a curve that represents a section of a circle that is concentric to the sheath of the cable.

Sind die Querschnitte klein, so werden meistIf the cross-sections are small, then mostly

massive Leiter verwendet. Bei größeren Leiterquerschnitten hingegen werden durchweg unterteilte Leiter angewendet, damit die isolierenden Adern sowie das gesamte Kabel nicht zu steif werden. In den Fig. ι und 2 sind einige Sektorleiter, wie sie bisher in großem Umfang angewendet wurden, dargestellt. Bei dem Sektor gemäß Fig. 1 ist das sogenannte Sektorherz aus sechs parallel geführten runden Drähten gebildet. Um ein solches Herz werden nun je nach dem gewünschten Querschnitt eine oder mehrere Lagen meist gleich starker Drähte mit wechselnder Schlagrichtung aufgelegt. Es sind auch Sektoren hergestellt worden, bei denen an Stelle der sechs parallel eingelegten Drähte eine größere Anzahl paralleler Drähte als Sektorherz Verwendung gefunden hat. Bei einem Sektor gemäß Fig. 2 erfolgt der Herzaufbau derart, daß neben einem runden Mittelteil zwei weiteremassive ladder used. With larger conductor cross-sections on the other hand, subdivided conductors are used throughout, so that the insulating cores and the entire cable are not too stiff will. In Figs. Ι and 2 are some sector leaders, as they have been used on a large scale so far. In the sector according to FIG. 1 the so-called sector heart is made up of six parallel round wires. To such a thing Hearts are now one or more layers, depending on the desired cross-section, mostly the same strong wires with alternating lay directions. Sectors have also been created where instead of the six parallel wires, a larger number of parallel wires than Sector heart has found use. In a sector according to FIG. 2, the heart is built up in such a way that that in addition to a round middle part, two more

relativ starke runde Seitenteile Verwendung finden. In die Zwickelräume zwischen dem Mittelteil und den Seitenteilen sind Fülldrähte gleichen oder ungleichen Querschnitts eingelegt. Die Mittel- und Seitenteile sind entweder Massivdrähte oder aber bei größeren Querschnitten Seile. Auf dieses so gebildete Sektorherz werden nun wiederum eine oder mehrere Drahtlagen aufgeseilt. Die Leiter gemäß Fig. ι und 2 besitzen ursprünglich eine ovale Form, ίο Erst durch nachträgliches Walzen solcher Leiter wird dann die Sektorform mit ihren um etwa I2O° gegeneinander geneigten Flanken sowie der dem Kabeldurchmesser angepaßten Rückenrundung geschaffen. find relatively strong round side parts use. In the interstices between the middle part and Cored wires of the same or different cross-section are inserted in the side parts. The middle and Side parts are either solid wires or, in the case of larger cross-sections, ropes. On this so educated In the sector heart, one or more layers of wire are now in turn roped. The ladder according to Fig. Ι and 2 originally have an oval shape, ίο Only by subsequently rolling such conductors will the sector shape with its around I2O ° mutually inclined flanks as well as the rounding of the back adapted to the cable diameter created.

Werden nun Sektoren gemäß Fig. 1 und 2 nur wenig gewalzt, so besitzen sie einen geringen Füllfaktor. Dieser Füllfaktor liegt etwa bei 70 bis höchstens 8o°/o. Walzt man jedoch solche Sektoren sehr scharf, so wird zwar der Füllfaktor günstiger, d. h. also die Raumausnutzung besser; auf der anderen Seite jedoch verliert man in hohem Maße den zufolge der weitgehenden Unterteilung ursprünglich vorhandenen Vorteil einer hohen Biegsamkeit des Leiters, weil sich, wie verständlich, die Drähte der aufgeseilten Decklage beim Walzen in die Drähte der Mittel- und Seitenteile hineindrücken, so daß eine Relativbewegung zwischen den Drähten der Decklage einerseits und den Aufbauelementen des Sektorherzens andererseits erschwert oder gar unmöglich gemacht wird.If the sectors according to FIGS. 1 and 2 are only slightly rolled, they have a low fill factor. This fill factor is around 70 to not more than 80 ° / o. However, if such sectors are rolled very sharply, the fill factor becomes more favorable, d. H. so the use of space is better; on the other hand, however, one loses to a great extent the advantage of a high degree of flexibility that originally existed as a result of the extensive subdivision of the conductor, because, as understandable, the wires of the top layer, which has been split up, slide in press in the wires of the middle and side parts, so that a relative movement between the wires of the cover layer on the one hand and the structural elements of the sector heart on the other hand is made difficult or even impossible.

In diesem Zusammenhang muß noch erwähnt werden, daß beispielsweise die Sektoren gemäß Fig. 2, die unter sonst gleichen Voraussetzungen durchweg einen höheren Füllfaktor besitzen als solche gemäß Fig. i, den großen Nachteil aufweisen, daß sie eine große Anzahl verschieden starker Drähte zu ihrem Aufbau benötigen. Um die Raumausnutzung nur einigermaßen hochzutreiben, benötigt man hierbei fünf bis sechs verschiedene Drahtsorten. Dies bedeutet sowohl eine erhebliche Mehrbelastung der Drahtzieherei als auch Schwierigkeiten in der Lagerhaltung. Schließlich werden Verwechselungen möglich, so daß dann der geforderte Gesamtquerschnitt entweder unter- oder überschritten wird.In this context it should be mentioned that, for example, the sectors according to Fig. 2, all of which have a higher fill factor than under otherwise identical conditions those according to FIG. i have the great disadvantage that they differ in a large number need strong wires to build them. In order to increase the space utilization only somewhat, you need five to six different types of wire. This means both a substantial Increased burden on the wire drawing shop as well as difficulties in warehousing. Eventually there will be mix-ups possible, so that the required overall cross-section is either exceeded or not reached will.

Um sowohl einen hohen Füllfaktor zu erzielen als auch die Biegsamkeit durch das Walzen nicht allzusehr herabzumindern, ist es bereits bekanntgeworden, bei Sektoren, bei denen mehrere Drahtlagen um 5.0 einen sektorförmigen Massivkern herumgeseilt sind, jeweils'nach Auflegen einer Drahtlage einen Walzprozeß einzulegen. Diehierfür erforderlichen Walzen müssen angetrieben werden, um das für einen guten Füllfaktor nötige Durchkneten zu ermöglichen. Handelt es sich nun um Sektoren, die vorverdrallt sind, d. h. schon vor dem Auflegen der Isolierung mit der Verdrehung versehen, werden, welche die Adern; im fertig verseilten Kabel aufweisen, so· müssen die obenerwähnten angetriebenen Walzeinrichtungen außerdem als Ganzes mit einer solchen Geschwindigkeit um die Längsachse des Kabels rotieren, wie sie der gewünschten Schlaglänge entspricht. Es liegt auf der Hand, daß es eines großen Aufwandes teurer, schwierig einstell- und bedienbarer maschineller Einrichtungen von relativ großen Abmessungen bedarf, um beispielsweise einen aus einem Massivherz und drei aufgeseilten Drahtlagen bestehenden Sektorleiter auf die genannte Weise herauszustellen.In order to achieve both a high fill factor and not too much flexibility due to the rolling to reduce it has already become known in sectors in which several layers of wire are around 5.0 a sector-shaped solid core are wired around, each 'after laying a wire layer a rolling process to insert. The rollers required for this must be driven in order to achieve a good Fill factor to allow necessary kneading. It is now a matter of sectors that are pre-twisted are, d. H. provided with the twist before laying the insulation, which the Veins; in the fully stranded cable, the above-mentioned driven rolling devices must also as a whole at such a speed around the longitudinal axis of the cable rotate as it corresponds to the desired lay length. It is obvious that it is a great one Expenditure of expensive, difficult to adjust and operate machine facilities of relatively large Dimensions required, for example one made of a solid heart and three wire layers to highlight existing sector leaders in the above-mentioned way.

Außerdem sind Sektorkabel bekanntgeworden, deren Leiter aus zwei, drei oder vier ungleichartigen Segmenten zusammengesetzt sind. Derartige Kabel weisen zwar einen hohen Füllfaktor auf, können aber nur da Anwendung finden, wo am die Biegsamkeit nur geringe Ansprüche gestellt zu werden brauchen.In addition, sector cables have become known whose conductors consist of two, three or four dissimilar Segments are composed. Such cables have a high fill factor, but can but are only used where flexibility is at hand only minimal demands need to be made.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein aus mehreren parallel gelegten Drähten zusammengesetzter Fernleiter für elektrische Mehrleiterstarkstromkabel, bei dem der Vorteil eines guten Füllfaktors und damit einer guten Raumausnutzung gewahrt ist, ohne daß hierdurch die Biegsamkeit des Kabels oder der Adern allzusehr herabgesetzt wird; dabei wird angestrebt, nur mit einer einzigen Drahtsorte auszukommen. The subject of the invention is a long-distance conductor composed of several parallel wires for electrical multi-conductor high-current cables, which have the advantage of a good fill factor and thus a good use of space is ensured without thereby reducing the flexibility of the cable or the Veins being too much degraded; The aim is to get by with only one type of wire.

Zum Aufbau der Leiter können sowohl runde als auchkantigeDrähte verwendet werden. Diese werden ernndungsgemäß derart parallel (Lücke auf Lücke) aneinandergelegt, daß der ohne Nachwalzen größtmögliche Füllfaktor erreicht wird.Both round and edged wires can also be used. According to the designation, these are so parallel (gap to gap) placed next to one another so that the largest possible fill factor is achieved without re-rolling.

Wie ein. solcher Leiter aussieht, zeigt beispielsweise Fig. 3 a für Runddrähte und Fig. 3^:b für Vierkantdrähta rhombischen Querschnitts. Die Form der Leiterseile ist, wie ebenfalls aus Fig. 3 a ersichtlich, grundsätzlich ein Rhombus mit einem Seitenwinkel von etwa I2O°^!. An Stelle der gleich starken Runddrähte kann man gemäß Fig. 3b auch gleich starke Vierkantdrähte verwenden. Diese Vierkantdrähte haben wiederum die gleiche Grundform wie die Seile selber. Ein Litzenleiter kann, wie ersichtlich, entweder aus 2X2=4, aus 3X3 = 9, aus 4X4= 16, aus 25, 36, 49, 64, 8-1 usw. gleich starken Drähten zusammengefügt werden. Die Verwendung von vierkantigen Drähten an Stelle der Runddrähte bringt natürlich einei noch bessere Raumausnutzung. Es sind hierbei Füllfaktoren von 95 und mehr Prozent erreichbar. Außerdem weisen solche Leiter je nach den gewählten Drahtzahlen eine hohe Biegsamkeit -auf, da die glatten, einwandfrei gezogenen Drähte gut aneinander vorbeigleiten n₀ können im Gegensatz zu den durch den Walzvorgang miteinander verankerten Runddrähten, beispielsweise der Sektorformen gemäß Fig. 1 und 2. Wenn es sich um Kabel mit vorverdrehten Adern handelt, werden die Drähte sämtlich in der gleichen Rieh- n₅ tung mit der für die Aderverseilung vorgesehenen Schlaglänge miteinander gebündelt, sonst einfach parallel gelegt.As a. such a conductor looks, for example, Fig. 3a shows for round wires and Fig. 3 ^: b for square wire rhombic cross-section. As can also be seen from FIG. 3 a, the shape of the conductor cables is basically a rhombus with a side angle of about I20 ° ^! . Instead of the round wires of the same thickness, square wires of the same thickness can also be used according to FIG. 3b. These square wires in turn have the same basic shape as the ropes themselves. As can be seen, a stranded conductor can be assembled from either 2X2 = 4, 3X3 = 9, 4X4 = 16, 25, 36, 49, 64, 8-1, etc. equally strong wires. The use of square wires instead of round wires naturally makes even better use of space. Fill factors of 95 percent and more can be achieved here. In addition, depending on the number of wires selected, such conductors have a high degree of flexibility, since the smooth, flawlessly drawn wires can slide past each other well n ₀ in contrast to the round wires anchored together by the rolling process, for example the sector shapes according to FIGS. 1 and 2. If it is pretwisted with cable wires, the wires are all in the same Rieh- n ₅ tung with the provided for the stranding lay length bundled together, otherwise simply placed in parallel.

Will man bei solchen Formleitern beispielsweise den Rücken schwach runden oder aber den Seiten eine sanfte Rundung, wie sie für Hochspannungskabel erwünscht ist, geben, so kann man dies im Gegensatz zu den bekannten Formen erreichen, ohne daß hierbei so starke Verformungen der einzelnen Drähte eintreten, daß das Gleiten der Drähte gegeneinander nennenswert behindert wird, da ja dieFor example, if you want to slightly round the back or the sides with such form ladders give a gentle curve, as it is desired for high-voltage cables, this can be done in the Achieve contrast to the known forms without causing such strong deformations of the individual Wires occur that the sliding of the wires against each other is significantly hindered, since yes the

Drähte sich nicht nur punktweise, sondern linienweise bzw. bei Anwendung von Formdrähten sogar flächenweise berühren. Als Beispiel dafür, wie man aus Formleitern von dem grundsätzlichen Aufbau 3 a und 3 b, wie sie ohne weiteres für Niederspannungskabel Verwendung finden können, für Hochspannungskabel geeignete Formen herstellen kann, mögen die Fig. 4 a und 4b dienen. 4a entspricht hierbei 3 a, 4b entspricht 3 b. Um die abgerundeten Formen 4a und 4b zu erzielen, sind, wie ersichtlich, jeweils die drei in den Fig. 3 a und 3 b schwarz gezeichneten Drähte weggelassen, und das Leiterseil ist mit einfachen hierfür bekannten Vorrichtungen einer schwachen Nachformung durch Walzen, Ziehen oder Hämmern unterworfen worden. Hierbei schmiegen sich einige wenige Drähte ihren Nachbardrähten in der gezeichneten Form an, so daß die erwünschten Rundungen entstehen. Soll die Verformung nur wenig Kraft erfordern, so besteht die Möglichkeit, dies durch Anwendung von besonders weichem Werkstoff an den Stellender nachträglichen Verformung zu erreichen.Wires are not only point-wise, but also line-wise or, when using shaped wires, even Touch it over a large area. As an example of how to get out of form leaders from the basic structure 3 a and 3 b, as they can easily be used for low-voltage cables, for High-voltage cables can produce suitable shapes, FIGS. 4a and 4b may serve. 4a corresponds here 3 a, 4b corresponds to 3 b. To achieve the rounded shapes 4a and 4b are how can be seen, in each case the three wires drawn in black in FIGS. 3 a and 3 b are omitted, and that Conductor is weakly reshaped by simple devices known for this purpose Been subjected to rolling, drawing or hammering. Here a few wires nestle against her Adjacent wires in the drawn shape, so that the desired curves arise. Should the Deformation requires little force, so it is possible to do so by using special to achieve soft material at the points of subsequent deformation.

Man kann auch einzelne oder mehrere DrähteYou can also use single or multiple wires

an den spitzen oder stumpfen Ecken des Rhombus durch Drähte abweichenden Querschnitts ersetzen, so daß sich von vornherein ein Aufbau ergibt, der der Sektorform mit abgerundeten Ecken näher kommt. Ein Nachwalzen ist dann unter Umständen nicht mehr erforderlich, kann aber auch vorgenommen werden.replace the pointed or blunt corners of the rhombus with wires of a different cross-section, so that from the start there is a structure that is closer to the sector shape with rounded corners comes. Rolling may then no longer be necessary, but it can also be carried out will.

Die aus Runddrähten aufgebauten FormleiterThe shaped conductor made up of round wires

nach der Erfindung eignen sich besonders gut zur Herstellung sogenannter hochverdichteiter Leiter, bei denen in bekannter Weise möglichst in einem einzigen Zieh- oder Walzgang eine weitgehende Verdichtung vorgenommen wird. Die auf diese Weise gewonnenen Sektorleiter besitzen eine in elektrischer Hinsicht günstigere Eckenrundung als diejenigen Sektorleiter, welche aus einem Sektorherz und einer daraufgeseilten Decklage bestehen.according to the invention are particularly suitable for the production of so-called high-density conductors, in which, in a known manner, as far as possible in a single drawing or rolling pass Compaction is carried out. The sector leaders obtained in this way have an in from an electrical point of view, more favorable corner rounding than those sector conductors, which consist of a sector heart and a top layer roped on.

Die Formleitungen gemäß der Erfindung eignenThe molding lines according to the invention are suitable

sich besonders zum Aufbau von Sechs-, Drei- und Zweileiterkabeln. Die Herstellung von Kabeln mit anderen Leiterzahlen ist auch möglich, es ist dann jedoch ein stärkeres Nachwalzen der Leiter erforderlich.particularly suitable for the construction of six-, three- and two-core cables. The manufacture of cables with other numbers of conductors is also possible, however, the conductors are then re-rolled to a greater extent necessary.

Bei der Herstellung von isolierten Formleitern nach der Erfindung ist es vorteilhaft, das Zusammenlegen der Drähte zum Leiter, das- Isolieren der Leiter sowie das Verseilen der isolierten Leiter (Adern-) zum Kabel in einem Arbeitsgang vorzunehmen, Dabei können an Stelle der üblichen glatten Kabelpapiere gekreppte Isolierpapiere oder überhaupt andere Isolierstoffe verwendet werden, die nachgiebiger sind als glattes Papier. Dabei ist es dann auch nicht unbedingt erforderlich, die Isolierstoffbänder schraubenförmig auf den Leiter zu wickeln; man kann sie auch nach dem Längs^ bedeckungsverfahren aufbringen, so daß die Bänder den Leiter spiralig umschlingen.In the production of insulated molded conductors according to the invention, it is advantageous to fold them the wires to the conductor, the insulation of the conductors and the stranding of the insulated conductors To carry out (wire) to the cable in one operation, this can be done in place of the usual smooth cable paper, creped insulating paper or any other insulating materials are used, which are more pliable than smooth paper. It is then not absolutely necessary that the Wrap insulating tapes in a helix on the conductor; they can also be traced longitudinally Apply covering process so that the tapes wrap around the conductor in a spiral.

Unter Umständen ist es hierbei zweckmäßig, die Rollen der üblicherweise um die Kabelachse rotierenden Maschinen und der zur Kabelachse feststehenden Teile zu vertauschen, d. h. also, das der Verseilung dienende Element festzusetzen und die Aufnahmetrommel für das¹ Kabel rotieren zu lassen. Auch ist es möglich, mit diesen Vorgängen gleichzeitig den Trocken- und Tränkvorgang, die in diesem Fall in Rohren (Durchlaufverfahren) durchgeführt würden, in an sich bekannter Weise zu kombinieren. Man würde auf diese Weise das Kabel bis auf seinen Mantel bzw. dessen Bedeckungs- oder Bewehrungsschicht in einem Arbeitsgang fertigstellen! können.Under certain circumstances it is useful to swap the roles of the machines that usually rotate around the cable axis and the parts fixed to the cable axis, ie to fix the stranding element and ^{to let the take-up drum for the 1} cable rotate. It is also possible to combine the drying and impregnation processes, which in this case would be carried out in tubes (continuous process), in a manner known per se with these processes at the same time. In this way, the cable would be completed in one operation, except for its sheath or its covering or armoring layer! can.

Abschließend ist festzustellen, daß Kabel gemäß der Erfindung, wie dargetan, viele Vorteile bezüglich Werkstofflagerhaltung, Herstellung und Handhabung besitzen, wobei neben einem geringen Werkstoffverbrauch, verglichen mit den zur Zeit gebräuchlichen Typen, außer der guten Biegsamkeit auch die zuverlässigere Schweißbarkeit von Seilen mit gleich starken Drähten Erwähnung verdient. Schließlich muß diejenige Erhöhung der Güte besonders hoch bewertet werden, die dadurch gewährleistet ist, daß bei Kabeln gemäß der Erfindung, insbesondere wenn eine weitgehende Leiterunterteilung vorgenommen und ein relativ kurzer Verseilschlag gewählt wird, die Isolierpapiere auch bei unvorsichtigem Biegen des Kabels geschont werden, so daß es nicht, wie es bei störrischen Sektorleitern möglich ist, zu Durchschlägen durch die Papierbrüche hindurch kommen kann.In conclusion, it should be noted that cables according to the invention, as shown, have many advantages with respect to Own material storage, manufacture and handling, with a small addition Material consumption compared to the types currently in use, except for the good flexibility The more reliable weldability of ropes with wires of the same strength also deserves mention. Finally, the increase in quality that is guaranteed by it must be rated particularly highly is that with cables according to the invention, especially if an extensive conductor subdivision made and a relatively short twist is selected, the insulating paper also with Careless bending of the cable is spared, so that it does not, as is the case with stubborn sector ladders is possible, breakdowns through which paper breaks can occur.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Formed conductors for electrical components made up of several parallel wires Multi-conductor power cable, characterized in that the round or parallel laid angular wires consist essentially of only a single type of wire and such a gap on! gap are placed next to each other that the largest possible fill factor achieved without re-rolling will.

2. Shaped ladder according to claim 1, characterized in that that it is essentially or entirely rhombic from mutually identical square wires Cross-section is composed.

3. Shaped ladder according to claim 1 or 2 of a rhombic basic shape, characterized in that that one or more outer wires at the pointed or blunt corners of the rhombus are omitted or replaced by wires with a different cross-section.

4. Form ladder according to claim 1 to 3, characterized in that it is after the Zu- χ The individual wires are brought together to a high fill factor by rolling or pulling is.

5. Process for the production of electrical power cables with insulated shaped conductors (Cores) according to claim 1 to 4, characterized in that the laying of the wires of the individual conductors and, if necessary, the compaction of the conductors, and also the application the insulation, the stranding of the wires and the application of further insulation or

Covering layers and, if necessary, the drying and impregnation of the resulting Cable core done in one operation.

6. Apparatus for performing the method according to claim 5, characterized in that Fixed machine parts intended for the work processes up to the stranding of the cores are, while the rotation necessary for the stranding is due to the rotation of the take-up drums is effected.

For this purpose ι sheet of drawings

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