EP0362609A1 - Ein- oder mehrlagiges Leiterseil eines elektrischen Energiekabels, insbesondere eines Mittel- oder Hochspannungskables, aus miteinander verseilten Einzeldrähten - Google Patents

Ein- oder mehrlagiges Leiterseil eines elektrischen Energiekabels, insbesondere eines Mittel- oder Hochspannungskables, aus miteinander verseilten Einzeldrähten Download PDF

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EP0362609A1
EP0362609A1 EP89117192A EP89117192A EP0362609A1 EP 0362609 A1 EP0362609 A1 EP 0362609A1 EP 89117192 A EP89117192 A EP 89117192A EP 89117192 A EP89117192 A EP 89117192A EP 0362609 A1 EP0362609 A1 EP 0362609A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
individual wires
stranding
conductor rope
producing
conductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP89117192A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Dr. Ziemek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kabelmetal Electro GmbH
Original Assignee
Kabelmetal Electro GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kabelmetal Electro GmbH filed Critical Kabelmetal Electro GmbH
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/22Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers
    • H01B13/26Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by winding, braiding or longitudinal lapping
    • H01B13/2613Sheathing; Armouring; Screening; Applying other protective layers by winding, braiding or longitudinal lapping by longitudinal lapping
    • H01B13/2686Pretreatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B13/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing conductors or cables
    • H01B13/02Stranding-up
    • H01B13/0292After-treatment
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00Power cables
    • H01B9/006Constructional features relating to the conductors

Definitions

  • the present invention relates to a single or multi-layer conductor rope of an electrical power cable, in particular a medium or high voltage cable, made of individual wires stranded together.
  • Conductor ropes of the generic type can be oval or round in cross-section, they can consist of individual wires made of copper or aluminum, but all versions have in common that the individual wires of one layer are stranded in one direction.
  • the individual wires are therefore drawn off from rotating supply drums and fed to a stationary stranding device, by means of which the individual wires are brought together to form the stranding assembly. This is followed by a compression of the stranded assembly produced in this way and finally the storage of lengths produced in this way in a known manner.
  • the production speeds in the manufacture of such conductor ropes are relatively low, since large masses have to be moved for the purpose of stranding.
  • the conductor cables must be welded together accordingly when producing large cable lengths. Given the multitude in such a conductor rope, there may be more From a manufacturing point of view, this means that individual wires require considerable effort.
  • SZ stranding To increase the production speed, communication cables have been manufactured for a long time using so-called SZ stranding.
  • individual stranding elements are stranded with a change in the twist direction in sections.
  • This type of stranding enables fixed unwinding and winding devices, it ultimately allows stranding to be completely uninterrupted and thus continuously produce large lengths.
  • This type of stranding has also already been used in the manufacture of power cables. For example, it is already known (DE-OS 22 02 643) to strand high-voltage power lines with alternating twist or stranding directions, even for a larger number of individual wires.
  • the stranding technology with reversing stranding of the cores has also already been used for the transmission of higher energy and thus increasing conductor cross-sections.
  • the wires of the cable are first combined into a bundle and then held in a stretched state as a bundle while traveling a predetermined distance, which is delimited by a second stranding point, and stranded with one another within the predetermined distance during this time of stopping and passing through (DE -OS 27 42 662).
  • the starting point for the stranding is stranding elements already present as wires, ie electrical conductors provided with insulation.
  • wires ie electrical conductors provided with insulation.
  • DE-PS 30 26 999 the insulated wires made of multi-wire conductors to produce, whose individual wires are stranded with alternating lay direction at intervals.
  • the plastic insulation is made to be applied to the stranding assembly immediately after the stranding of the individual wires.
  • the object of the invention is to find a way to use the SZ stranding which is advantageous for the manufacturing process also for the manufacture of conductor ropes for electrical power cables.
  • the individual wires are stranded with an alternating lay direction and are held in this position by a closed metallic sheath made of a longitudinally welded metal strip arranged directly on the outer wire layer of the stranding assembly.
  • the metallic sheath mechanically stabilizes the individual wires in the stranding assembly, this applies to the subsequent subsequent work processes as well up to the manufacture of the cable itself, as well as for the subsequent assembly.
  • the sheath is also involved in the electrical energy transport due to the close bond with the uppermost layer of the individual wires, which, when selecting the appropriate strip thicknesses, means that the outermost layer of conventional conductor cables can be replaced by the sheath itself. Because of the tightness of the longitudinally welded metal strip, the closed sheath also contributes to the moisture protection of the cable itself, since moisture enclosed in the wire layers cannot penetrate through the tight sheath into the insulation or the inner conductive layer located directly above the conductor cable.
  • the metallic sheath and the SZ stranded individual wires enclosed by it form a closed unit both mechanically and electrically.
  • individual wires and metallic sheath will be made from the same electrically highly conductive material.
  • the manufacture of the conductor cable itself is also essential to the invention.
  • the individual wires are twisted with alternating lay direction and this stranded bond is then solidified by external pressure application.
  • a longitudinally running metal band is then formed into a tube around the consolidated stranding and welded along the edges at the edges.
  • the tube thus formed is finally pulled tightly onto the already consolidated stranding.
  • the individual process steps are expediently carried out in a continuous pass, so that there is a guarantee that the stranding undertaken cannot be pulled out of the stranding assembly by the tensile stress during manufacture.
  • the conductor cables themselves can be made in one layer by arranging several individual wires stranded around a central core.
  • the conductor ropes are usually made up of several layers.
  • the invention provides that the individual wires of each layer are stranded with alternating lay direction, with each layer being solidified after the application. This consolidation of each layer in between leads to a compact conductor rope, so that after the metallic sheath has been applied at the end of the manufacturing process, even with high tensile stresses in the conductor rope, any pulling out of the stranding in the longitudinal direction is avoided.
  • lay length of the individual wires of each layer is different from the lay length of the individual wires of the adjacent layers.
  • the lay length of the individual wires can vary from layer to layer decrease, it being particularly advantageous if the lay length of the individual wires decreases from the outside inwards.
  • the stranding bond can be consolidated or compacted in the stranding nipple, but also in a downstream pulling nipple. In order to reduce the necessary tensile forces, however, it has proven to be advantageous in the implementation of the invention if the stranding bond is consolidated by means of driven pressure rollers.
  • the conductor rope is held immediately after the solidification or compression of the individual wires. This can be done, for example, by placing the conductor cable on the core surface of a driven take-off disk or drum.
  • This figure shows e.g. B. the production of a 36-wire conductor rope.
  • the individual wires 1 are withdrawn from the wire stocks 2, for example storage drums mounted in a fixed position, and fed to the schematically indicated stranding device 3.
  • a stranding device suitable for the so-called SZ stranding, can be of any design, for example it can be made at intervals with alternating direction of rotation surrounding perforated disc and a subsequent stranding nipple, in which the individual wires 1 are brought together to form the stranding element.
  • a device known from communication cable technology has proven to be particularly advantageous for this type of stranding of bare, ie uninsulated conductor wires (DE-OS 24 11 151 and DE-PS 26 15 275).
  • This consists essentially of a fixed guide disk and a rotatably mounted, driven perforated disk, a tube with a smooth surface being arranged between the two.
  • this tube is surrounded by another concentric tube, the inside diameter of which is so large that the holes in the perforated disk and thus the corresponding bores of the guide disk lie within this outer tube, and is also a surrounding of the perforated disk If the ring of holes is attached, through the holes of which the part of the stranding elements guided through corresponding bores of the guide disk can be passed outside the outer tube, then the individual wires of the conductors can be stranded in two layers one above the other with alternating lay direction in both layers.
  • the stranding bundle 4 running out of the stranding device 3 is then compressed by means of the deliverable pressure rollers 5 or the stranding assembly consisting of the individual wires 1 is solidified.
  • a driven disk take-off 6 is provided directly behind the pressure rollers 5.
  • the run-up area of the strand bundle 4 on the core surface of the disc trigger 6 immediately behind the outlet of the strand bundle 4 from the Pressure rollers 5 ensure the cohesion of the stranding in the form caused by the stranding process.
  • the further individual wires 7 are applied, which are drawn off from the wire stocks 8 and fed to the stranding device 9.
  • This stranding device like the previous stranding device 3, also allows the incoming individual wires 7 to be stranded with a changing direction of lay.
  • the subsequent deliverable pressure rollers 10 compact or solidify the first layer from the individual wires 7 on the core stranding assembly 4.
  • the stranding device 12, which serves the Individual wires 11 are fed from the wire stocks 13 in the manner already described. After passing through this stranding device 13, the wire layer consisting of the individual wires 11 on the underlying wire layer consisting of the individual wires 7 is solidified by the deliverable pressure rollers 14 or the overall stranding assembly is additionally compressed again.
  • take-off devices can be arranged in the same way as the disk take-off 6 if there is a risk that the necessary tensile forces will pull the stranding out again.
  • the outwardly closed conductor cable 21 running out of the sheathing device 16 can now be wound up in a known manner on storage drums 22 and can be further processed for the purpose of applying the conductive and insulating layers of an electrical medium or high voltage cable.
  • the layer-by-layer application of the individual wires 1, 7 and 11 can be computer-controlled in a continuous pass, possibly also in counter-lay. This control allows any variants. It is also expedient to design the lay length of the individual layers differently, it being advantageous to have the lay length decrease from the outside inwards. These measures lead to a bending behavior of the conductor cable itself, which is adapted to the other cable structure. It is also crucial for the invention that after each stranding process the pressurization compresses or strengthens the pressurization, for example by the pressure rollers shown in the figure or otherwise any known type. These measures mean that in the finished conductor rope 21 neither the parallel points resulting from the SZ stranding nor the adjacent areas of this type of stranding are pulled apart. An undesirable elongation of the cable under tensile stress is avoided in any case.
  • the conductor cable according to the invention is water-tight due to the closed sheath. If, at the same time, in particular with regard to the free conductor ends at the socket or connection points, a longitudinal watertightness is required, one can proceed in the implementation of the invention in such a way that sealing material is introduced into the gusset of the stranding assembly before the consolidation by the pressure rollers 5 or 10.
  • This can be a powder swelling under the influence of moisture, but also a pasty mass, for example based on wax or on the basis of liquid or heat-liquifiable polymers, such as.
  • sealing material is introduced in one form or another in the shaping of the metal strip 18 to the tube enclosing the conductor cable 15.
  • continuous production is essential for the invention, which avoids the long downtimes with the previous stranding technique of the conductor elements.
  • Cable production can follow the cable production without interrupting the production process, extruder downtimes are also avoided. Because of the metallic corsets that hold the individual wires together, extremely long lay lengths are possible, e.g. B. 1 m and more.
  • the smooth surface achieved by the covering of the individual wires largely avoids the risk of electrical voltage peaks, the conductor cables according to the invention are therefore particularly suitable for use with medium or high voltage cables.
  • the guide layers usually required from z. B. extruded materials can be saved or the amount required can at least be significantly reduced.
  • the "pipe rope" according to the invention has the advantage that the bending behavior, in contrast to a solid conductor, is more similar to that of the rope, but is still longitudinal and transverse watertight like the solid conductor.
  • An embodiment is also advantageous in which aluminum wires are stranded according to the invention and enclosed in a copper sheath. As far as the stranding is concerned in this case, but also in the other embodiments, the stranding of the individual wires can also take place by means of a multi-layer pendulum in the manner of an SZ immediately before the band 18 is welded to the tube.

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Abstract

Bei einem ein- oder mehrlagigen Leiterseil eines elektrischen Energiekabels, insbesondere eines Mittel- oder Hochspannungskabels, aus miteinander verseilten Einzeldrähten sind die Einzeldrähte (1, 7, 11) mit wechselnder Schlagrichtung (SZ) verseilt und in dieser Lage durch eine unmittelbar auf der äußeren Drahtlage des Verseilverbandes (14) angeordnete geschlosssene metallische Hülle aus einem längsnahtgeschweißten Metallband (17) gehalten.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein ein- oder mehrlagiges Leiterseil eines elektrischen Energiekabels, insbesondere eines Mittel- oder Hochspannungskabels, aus miteinander verseilten Einzeldrähten.
  • Leiterseile der gattungsgemäßen Art können im Querschnitt oval oder rund sein, sie können aus Einzeldrähten aus Kupfer oder Aluminium bestehen, gemeinsam ist jedoch allen Ausführungen, daß die Einzeldrähte einer Lage in einer Richtung verseilt sind. Zur Herstellung solcher Leiterseile werden daher die Einzeldrähte von umlaufenden Vorratstrommeln abgezogen und einer feststehenden Verseilvorrichtung zugeführt, mittels der die Einzeldrähte zum Verseilverband zusammengeführt werden. Anschließend erfolgt eine Verdichtung des so hergestellten Verseilverbandes sowie abschließend die Vorratshaltung so hergestellter Längen in bekannter Weise. Die Fertigungsgeschwindigkeiten bei der Herstellung solcher Leiterseile sind verhältnismäßig gering, da zum Zwecke der Verseilung große Massen bewegt werden müssen. Hinzu kommt, daß bei der Herstellung großer Kabellängen entsprechend die Leiterseile zusammengeschweißt werden müssen. Bei der Vielzahl in einem solchen Leiterseil möglicherweise vorhandener Einzeldrähte bedeutet dies fertigungstechnisch gesehen einen erheblichen Aufwand.
  • Zur Erhöhung der Fertigungsgeschwindigkeit werden Nachrichtenkabel beispielsweise seit langem mit Hilfe der sog. SZ-Verseilung hergestellt. Hierbei werden einzelne Verseilelemente mit einem abschnittsweisen Wechsel der Drallrichtung verseilt. Diese Art der Verseilung ermöglicht feststehende Abwickel- und Aufwickelvorrichtungen, sie gestattet es, letzlich völlig unterbrechungsfrei zu verseilen und so kontinuierlich große Längen herzustellen. Aber auch bei der Herstellung von Energiekabeln hat diese Verseilart bereits Anwendung gefunden. So ist es beispielsweise bereits bekannt (DE-OS 22 02 643), Starkstromleitungen mit in Abständen wechselnder Drall- bzw. Verseilrichtung zu verseilen und zwar auch für eine größere Anzahl von Einzeladern. Für die Übertragung höherer Energie und damit wachsenden Leiterquerschnitten hat die Verseiltechnik mit reversierender Verseilung der Adern ebenfalls bereits Anwendung gefunden. Hierbei werden die Adern des Kabels zunächst zu einem Bündel zusammengefaßt und anschließend während des Durchlaufens einer vorgegebenen Strecke, die von einem zweiten Verseilpunkt begrenzt wird, im gestreckten Zustand als Bund gehalten und während dieser Zeit des Haltens und Durchlaufens innerhalb der vorgegebnen Strecke miteinander verseilt (DE-OS 27 42 662).
  • Bei allen diesen bekannten Verfahren sind Ausgang für die Verseilung bereits als Adern vorliegende Verseilelemente, d. h. mit einer Isolierung versehene elektrische Leiter. Um die Herstellung solcher Kabel und Leitungen weiter zu vereinfachen, hat man auch bereits vorgeschlagen (DE-PS 30 26 999), die isolierten Adern aus mehrdrähtigen Leitern herzustellen, dessen Einzeldrähte mit in Abständen wechselnder Schlagrichtung verseilt sind. Um diesen so verseilten Einzeldrähten mechanischen Halt zu geben, ist vorgesehen, unmittelbar nach der Verseilung der Einzeldrähte auf den Verseilverband die Kunststoffisolierung aufzubringen. Eine solche Maßnahme ist für flexible elektrische Leitungen und Litzenleiter ein durchaus gangbarer Weg, dieser Vorschlag ist jedoch dann nicht mehr anwendbar, wenn es wie bei Mittel- oder Hochspannungskabeln um sog. Leiterseile mit gegenüber den bekannten Leitungen wesentlich größeren Leiterquerschnitten geht. Zudem verbietet der Kabelaufbau von Mittel- oder Hochspannungskabeln die unmittelbare Anordnung der Aderisolierung auf dem Leiterseil, da aus elektrischen Gründen unter der Isolierung zunächst eine innere Leitschicht vorgesehen sein muß. Diese als elektrische Abschirmung dienende innere Leitschicht ist aber schon allein aufgrund ihrer geringen Abmessungen nicht in der Lage, das darunter befindliche Leiterseil bzw. die in diesem Seil angeordneten Drähte mechanisch zu stabilisieren.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu finden, die für den Herstellungsprozeß vorteilhafte SZ-Verseilung auch für die Herstellung von Leiterseilen elektrischer Energiekabel einzusetzen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß die Einzeldrähte mit wechselnder Schlagrichtung verseilt und in dieser Lage durch eine unmittelbar auf der äußeren Drahtlage des Verseilverbandes angeordnete geschlossene metallische Hülle aus einem längsnahtgeschweißten Metallband gehalten sind. Durch die metallische Hülle werden die Einzeldrähte im Verseilverband mechanisch stabilisiert, das gilt sowohl für die weiteren anschließenden Arbeitsprozesse bis zur Herstellung des Kabels selbst, als auch für die anschließende Montage. Die Hülle ist darüber hinaus durch den engen Verbund mit der obersten Lage der Einzeldrähte am elektrischen Energietransport beteiligt, das führt bei der Wahl entsprechender Banddicken dazu, daß die äußerste Lage üblicher Leiterseile durch die Hülle selbst ersetzt werden kann. Wegen der Dichtigkeit des längsnahtverschweißten Metallbandes trägt die geschlossene Hülle darüber hinaus zum Feuchtigkeitsschutz des Kabels selbst bei, da möglicherweise in den Drahtlagen eingeschlossene Feuchtigkeit durch die dichte Hülle nicht in die Isolierung bzw. die unmittelbar über dem Leiterseil befindliche innere Leitschicht vordringen kann.
  • Wesentlich für die Erfindung ist, daß die metallische Hülle und die von ihr eingeschlossenen, SZ-verseilten Einzeldrähte sowohl mechanisch als auch elektrisch eine geschlossene Einheit bilden. Aus diesem Grund werden Einzeldrähte und metallische Hülle aus dem gleichen elektrische gut leitfähigen Material hergestellt sein. Für den Fall, daß die Hülle und die Einzeldrähte aus Kupfer bestehen, wird man die Wanddicke der hülle zweckmäßig so wählen, daß sie der Formel
    s= 1 20
    Figure imgb0001
    F gef
    genügt, wobei s die Wanddicke der Hülle in mm und F gef die geforderte Gesamtquerschnittsfläche des Leiters in mm² ist.
  • Wird nicht Kupfer, sondern Aluminium als sog. Leitmaterial verwendet, dann wird die Wanddicke s entsprechend
    s= 1 17
    Figure imgb0002
    F gef
  • Diese Gleichungen ergeben sich aus der Überlegung, daß entscheidend für das Leiterseil nach der Erfindung das Verhältnis des Durchmessers d des verseilten Verseilverbandes zur Wanddicke s des darüber geschweißten und heruntergezogenen metallischen Rohres ist. Je größer nämlich das Verhältnis d zu s ist, umso mehr neigt die Hülle zum Einknicken bei Biegungen des Leiterseiles über solche Durchmesser, die bei den einzelnen Fertigungsgängen im Betrieb sowie bei der Kabelverlegung und Montage üblich sind. Da, wie bereits ausgeführt, die metallische Hülle aus dem gleichen Material wie die Einzeldrähte besteht, gilt
    F gef = F₁ + Fh
    wobei F gef die geforderte Gesamtquerschnittsfläche des Leiters,
    F ₁ die Querschnittsfläche des Kerns und
    F h die Querschnittsfläche der Hülle ist.
  • Wesentlich für die Erfindung ist ferner die Herstellung des Leiterseiles selbst. Hier geht man zweckmäßig in Durchführung der Erfindung so vor, daß die Einzeldrähte mit wechselnder Schlagrichtung (SZ) verseilt und anschließend dieser Verseilverband durch äußere Druckanwendung verfestigt wird. Um den verfestigten Verseilverband wird dann ein längseinlaufendes Metallband zum Rohr geformt sowie an seinen Kanten längsnahtverschweißt. Das so gebildete Rohr wird schließlich dicht auf den bereits verfestigten Verseilverband heruntergezogen. Die einzelnen Verfahrensschritte werden zweckmäßig in kontinuierlichem Durchlauf vorgenommen, so daß die Gewähr dafür besteht, daß die vorgenommene Verseilung durch die Zugbeanspruchung während der Fertigung aus dem Verseilverband nicht herausgezogen werden kann. Vorteilhaft sind weiter große Vorratstrommeln oder Vorratsfässer, aus denen die Einzeldrähte abgezogen und problemlos beliebige Längen durch Anschweißen der Einzeldrähte hergestellt werden können. Da auch die für die Hülle verwendeten Metallbänder während des Einlaufes in bekannter Weise mit weiteren Bandlängen zusammengeschweißt werden können, ist die Herstellung großer Seillängen für elektrische Energiekabel möglich. Das wiederum hat zur Folge, daß das aufwendige Verschweißen der Leiterseile beim Zusammenfügen einzelner Längen entfällt.
  • Die Leiterseile selbst können einlagig ausgeführt sein, indem um einen zentrischen Kern mehrere Einzeldrähte herum verseilt angeordnet sind. Wegen der geforderten hohen Leitquerschnitte von Mittel- oder Hochspannungskabeln werden die Leiterseile in der Regel jedoch mehrlagig ausgeführt. In diesem Fall sieht die Erfindung vor, daß die Einzeldrähte jeder Lage mit wechselnder Schlagrichtung verseilt werden, wobei nach dem Aufbringen jeder Lage diese verfestigt wird. Diese Verfestigung jeder Lage zwischendurch führt zu einem kompakten Leiterseil, so daß nach Aufbringen der metallischen Hülle zum Abschluß des Herstellungsprozesses auch bei hohen Zugbeanspruchungen im Leiterseil jedes Herausziehen der Verseilung in Längsrichtung vermieden ist.
  • Hilfreich ist es in diesem Zusammenhang auch, wenn - wie weiter vorgesehen - der Wechsel der Schlagrichtung der Einzeldrähte in jeder Lage an unterschiedlichen Stellen längs des Leiterseiles erfolgt. Eine weitere Möglichkeit, die Lage der Einzeldrähte im Verseilverband zu fixieren, ist die, daß die Schlaglänge der Einzeldrähte jeder Lage unterschiedlich zur Schlaglänge der Einzeldrähte der jeweils benachbarten Lagen ist. Dabei kann die Schlaglänge der Einzeldrähte von Lage zu Lage abnehmen, wobei es besonders vorteilhaft ist, wenn die Schlaglänge der Einzeldrähte von außen nach innen abnimmt.
  • Die Verfestigung oder Verdichtung des Verseilverbandes kann im Verseilnippel erfolgen, aber auch in einem nachgeschalteten Ziehnippel. Zur Verringerung der notwendigen Zugkräfte hat es sich jedoch in Durchführung der Erfindung als vorteilhaft erwiesen, wenn die Verfestigung des Verseilverbandes mittels angetriebener Druckrollen erfolgt.
  • Wesentlich für die Durchführung der Erfindung ist ferner, daß das Leiterseil unmittelbar nach der Verfestigung oder Verdichtung der Einzeldrähte gehalten wird. Dies kann beispielsweise durch Auflage des Leiterseiles auf der Kernfläche einer angetriebenen Abzugsscheibe oder -trommel erfolgen.
  • Eine andere Möglichkeit, eine Verdichtung des Verseilverbandes durchzuführen, die auch bei den nachfolgenden Arbeitsgängen nicht wieder gelöst wird, ist die, daß die Verfestigung oder Verdichtung des Verseilverbandes gleichzeitig mit dem Herunterziehen des verschweißten Rohres erfolgt.
  • Die Erfindung sei anhand des in der Figur dargestellten Ausfuhrüngsbeispiels näher erläutert.
  • Diese Fig. zeigt z. B. die Herstellung eines 36-­drähtigen Leiterseiles. Zu diesem Zweck werden die Einzeldrähte 1 den Drahtvorräten 2, beispielsweise raumfest gelagerte Vorratsfässer, abgezogen und der schematisch angedeuteten Verseilvorrichtung 3 zugeführt. Eine solche Verseilvorrichtung, geeignet für die sog. SZ-Verseilung, kann beliebig ausgeführt sein, beispielsweise kann sie aus einer in Abständen mit wechselnder Drehrichtung umlaufenden Lochscheibe sowie einem anschließenden Verseilnippel bestehen, in dem die Einzeldrähte 1 zum Verseilelement zusammengeführt werden. Als besonders vorteilhaft für diese Art der Verseilung von blanken, d. h. unisolierten Leiterdrähten hat sich jedoch eine aus der Nachrichtenkabeltechnik bekannte Vorrichtung erwiesen (DE-OS 24 11 151 bzw. DE-PS 26 15 275). Diese besteht im wesentlichen aus einer feststehenden Führungsscheibe und einer drehbar gelagerten, angetriebenen Lochscheibe, wobei zwischen beiden ein Rohr mit glatter Oberfläche angeordnet ist. Ist, wie weiter vorgesehen, dieses Rohr von einem weiteren konzentrischen Rohr umgeben, dessen Innendurchmesser so groß ist, daß die Löcher in der Lochscheibe und damit auch die entsprechenden Bohrungen der Führungsscheibe innerhalb dieses Außenrohres liegen, und ist ferner an der Lochscheibe ein diese rundum umgebender Lochkranz angebracht, durch dessen Löcher der außerhalb des Außenrohres verlaufende Teil der durch entsprechende Bohrungen der Führungsscheibe geführten Verseilemente hindurchführbar ist, dann lassen sich hiermit die Einzeldrähte der Leiter in zwei Lagen übereinander mit wechselnder Schlagrichtung in beiden Lagen verseilen.
  • Das aus der Verseilvorrichtung 3 auslaufende Verseilbündel 4 wird anschließend mittels der zustellbaren Druckrollen 5 verdichtet bzw. der aus den Einzeldrähten 1 bestehende Verseilverband verfestigt. Um nun zu vermeiden daß durch die hierbei benötigten Zugkräfte die SZ-Verseilung gelockert oder teilweise herausgezogen wird, ist unmittelbar hinter den Druckrollen 5 ein angetriebener Scheibenabzug 6 vorgesehen. Der Auflaufbereich des Verseilbündels 4 auf der Kernfläche des Scheibenabzuges 6 unmittelbar hinter dem Auslauf des Verseilbündels 4 aus den Druckrollen 5 sichert den Zusammenhalt des Verseilverbandes in der durch den Verseilvorgang bewirkten Form.
  • In einer ersten Lage werden die weiteren Einzeldrähte 7 aufgebracht, die aus den Drahtvorräten 8 abgezogen und der Verseilvorrichtung 9 zugeführt werden. Auch diese Verseilvorrichtung gestattet es, ebenso wie die vorhergehende Verseilvorrichtung 3, die einlaufenden Einzeldrähte 7 mit wechselnder Schlagrichtung zu verseilen. Die anschließenden zustellbaren Druckrollen 10 sorgen für eine Verdichtung bzw. Verfestigung der ersten Lage aus den Einzeldrähten 7 auf dem Kernverseilverband 4. Zum Aufbringen einer weiteren Lage aus Einzeldrähten 11 mit reversierender Schlagrichtung und gegebenfalls gegenüber der ersten Lage veränderter Schlaglänge dient die Verseilvorrichtung 12, der die Einzeldrähte 11 aus den Drahtvorräten 13 in bereits geschilderter Weise zugeführt werden. Nach dem Durchlaufen dieser Verseilvorrichtung 13 wird die aus den Einzeldrähten 11 bestehende Drahtlage auf der darunter befindlichen, aus den Einzeldrähten 7 bestehenden Drahtlage durch die zustellbaren Druckrollen 14 verfestigt bzw. der Gesamtverseilverband noch einmal zusätzlich verdichtet. Selbstverständlich können auch bei den an die Kernverseilung anschließenden Verseil- oder Aufseilvorgängen hinter den Druckrollen 10 und 14 Abzugsvorrichtungen in gleicher Weise wie der Scheibenabzug 6 angeordnet sein, wenn Gefahr besteht, daß die notwendigen Zugkräfte die Verseilung wieder herausziehen.
  • Das nunmehr aus z. B. 36 Einzeldrähten bestehende Leiterseil 15 wird einer schematisch angedeuteten Ummantelungsvorrichtung 16 zugeführt. Mit Hilfe dieser Vorrichtung 16 wird von einem Bandvorrat 17 z. B. das Kupferband 18 für den Fall, daß auch die Einzeldräthe 1, 7 und 11 aus Kupfer bestehen, abgezogen und in der Vorrichtung 16 zum Rohr um das einlaufende Leiterseil 15 geformt. Hierzu dienen an sich bekannte rollen- oder walzenförmige Formwerkzeuge, die bewirken, daß die Bandkanten stumpf gegeneinander stoßen und in dieser Lage bis zur Schweißvorrichtung 19 gehalten werden. Mittels der Schweißvorrichtung 19 werden die Bandkanten miteiander dicht verschweißt und anschließend wird das so gebildete Kupferrohr durch die schematisch angedeuteten Druck- oder Pressrollen 20, die auch angetrieben sein können, auf das umhüllte Leiterseil 15 heruntergezogen. Dabei erfolgt noch einmal eine abschließende Verfestigung und Verdichtung des Verseilverbandes, die Einzeldrähte werden sicher gehalten. Das aus der Ummantelungsvorrichtung 16 auslaufende nach außen geschlossene Leiterseil 21 kann nun in bekannter Weise auf Vorratstrommeln 22 aufgewickelt und der Weiterverarbeitung zum Zwecke des Aufbringens der leitenden und isolierenden Schichten eines elektrischen Mittel- oder Hochspannungskabels zugeführt werden.
  • Das lageweise Aufbringen der Einzeldrähte 1, 7 und 11 kann im kontinuierlichen Durchlauf, ggf. auch im Gegenschlag, computergesteuert erfolgen. Diese Steuerung läßt beliebige Varianten zu. Zweckmäßig ist es auch, die Schlaglänge der einzelnen Lagen unterschiedlich zu gestalten, wobei es vorteilhaft ist, die Schlaglänge von außen nach innen abnehmen zu lassen. Diese Maßnahmen führen zu einem an den sonstigen Kabelaufbau angepaßten Biegeverhalten des Leiterseiles selbst. Entscheidend für die Erfindung ist ferner, daß nach jedem Verseilvorgang eine den Verseilverband verdichtende oder verfestigende Druckbeaufschlagung erfolgt, beispielsweise durch die in der Figur dargestellten Druckrollen oder auf sonst bekannte beliebige Art. Diese Maßnahmen führen dazu, daß beim fertigen Leiterseil 21 weder die sich durch die SZ-­Verseilung ergebenden Parallelstellen noch die angrenzenden Bereiche dieser Verseilart auseinandergezogen sind. Eine unerwünschte Längung des Kabels unter Zugbeanspruchung ist damit auf jeden Fall vermieden.
  • Wie bereits ausgeführt, ist durch die geschlossene Hülle das erfindungsgemäße Leiterseil querwasserdicht. Falls gleichzeitig auch insbesondere mit Rücksicht auf die an Muffen- oder Verbindungsstellen freien Leiterenden eine Längswasserdichtigkeit gefordert wird, kann man in Durchführung der Erfindung so vorgehen, daß vor der Verfestigung durch die Druckrollen 5 bzw. 10 in die Zwickel des Verseilverbandes Dichtmaterial eingebracht wird. Dies kann ein unter Einwirkung von Feuchtigkeit quellendes Pulver sein, aber auch eine pastöse Masse, etwa auf Wachsbasis oder auf der Basis flüssiger oder in der Wärme verflüssigbarer Polymere, wie z. B. ataktisches Polybuten, ataktisches Polypropylen oder Polyisobutylen.
  • Eine andere vorteilhafte Möglichkeit der Längsabdichtung des Leiterseiles ist die, daß bei der Formgebung des Metallbandes 18 zum das Leiterseil 15 umschließenden Rohr Dichtmaterial in der einen oder anderen Form eingebracht wird.
  • Unabhängig von der auch erzielbaren Längsabdichtung des erfindungsgemäßen Leiterseiles ist für die Erfindung die kontinuierliche Fertigung wesentlich, die die hohen Stillstandszeiten bei der bisherigen Verseiltechnik der Leiterelemente vermeidet. An die Leiterseilfertigung kann sich ohne Unterbrechung des Fertigungsablaufes die Kabelfertigung anschließen, Extruderstillstandszeiten sind ebenfalls vermieden. Wegen des die Einzeldrähte zusammenhaltenden metallischen Korsetts sind extrem lange Schlaglängen möglich, z. B. 1 m und mehr.
  • Die durch die Umhüllung der Einzeldrähte erreichte glatte Oberfläche vermeidet weitestgehend die Gefahr von elektrischen Spannungsspitzen, die erfindungsgemäßen Leiterseile sind daher insbesondere auch für den Einsatz bei Mittel- oder Hochspannungskabeln geeignet. Die üblicherweise benötigten Leitschichten aus z. B. extrudierten Materialien können eingespart oder deren benötigte Menge doch zumindest deutlich reduziert werden.
  • Neben der Querwasserdichtigkeit hat das erfindungsgemäße "Rohrseil" den Vorteil, daß das Biegeverhalten, im Gegensatz zu einem Massivleiter, dem des Seiles ähnlicher, dennoch wie der Massivleiter aber längs- und querwasserdicht ist. Dabei ist auch eine Ausführungsform vorteilhaft, bei der Aluminiumdrähte erfindungsgemäß verseilt und von einer Kupferhülle umschlossen werden. Was die Verseilung in diesem Fall, aber auch in den übrigen Ausführungsformen betrifft, kann die Verseilung der Einzeldrähte auch durch ein mehrlagiges Pendeln in SZ-Art unmittelbar vor dem Verschweißen des Bandes 18 zum Rohr erfolgen.

Claims (16)

1. Ein- oder mehrlagiges Leiterseil eines elektrischen Energiekabels, insbesondere eines Mittel- oder Hochspannungskabels, aus miteinander verseilten Einzeldrähten, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldrähte mit wechselnder Schlagrichtung (SZ) verseilt und in dieser Lage durch eine unmittelbar auf der äußeren Drahtlage des Verseilverbandes angeordnete geschlossene metallische Hülle aus einem längsnahtgeschweißten Metallband gehalten sind.
2. Leiterseil nach Anspruch 1 mit einer Hülle und Einzeldrähten aus Kupfer, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Hülle etwa der Formel
s= 1 20
Figure imgb0003
F gef
genügt, wobei s die Wanddicke der Hülle in mm und F gef die geforderte Gesamtquerschnittsfläche des Leiters in mm² ist.
3. Leiterseil nach Anspruch 1 mit einer Hülle und Einzeldrähten aus Aluminium, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der Hülle etwa der Formel
s= 1 17
Figure imgb0004
F gef
genügt.
4. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseiles nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldrähte mit wechselnder Schlagrichtung verseilt und anschließend dieser Verseilverband durch äußere Druckanwendung verfestigt wird, daß um den verfestigten Verseilverband ein längseinlaufendes Metallband zum Rohr geformt sowie an den Kanten verschweißt wird, und daß das so gebildete Rohr dicht auf den bereits verfestigten Verseilverband heruntergezogen wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseiles nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bei dem die Einzeldrähte in mehreren Lagen verseilt sind, dadurch gekennzeichent, daß die Einzeldrähte jeder Lage mit wechselnder Schlagrichtung verseilt werden, wobei nach dem Aufbringen jeder Lage diese verfestigt wird.
6. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseils nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechsel an unterschiedlichen Stellen längs des Leiterseiles erfolgt.
7. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseiles nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaglänge der Einzeldrähte jeder Lage unterschiedlich zur Schlaglänge der Einzeldrähte der jeweils benachbarten Lagen ist.
8. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseiles nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlaglänge der Einzeldrähte von außen nach innen abnimmt.
9. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseiles nach Anspruch 4 oder einem der folgenden dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung des Verseilverbandes mittel angetriebener Druckrollen erfolgt.
10. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseiles nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterseil unmittelbar nach der Verfestigung oder Verdichtung der Einzeldrähte gehalten wird.
11. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseiles nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung unmittelbar nach der Verfestigung oder Verdichtung durch Auflage des Leiterseiles auf der Kernfläche einer angetriebenen Abzugsscheibe oder -trommel erfolgt.
12. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseiles nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfestigung oder Verdichtung des Verseilverbandes gleichzeitig mit dem Herunterziehen des verschweißten Rohres erfolgt.
13. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseiles nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Verfestigung in die Zwickel des Verseilverbandes Dichtmaterial eingebracht wird.
14. Verfahren zur Herstellung eines Leiterseiles nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Formgebung des Metallbandes in das sich bildende Rohr Dichtmaterial eingebracht wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtmaterial ein unter der Einwirkung von Feuchtigkeit quellendes Pulver verwendet wird.
16. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtmaterial eine pastöse Masse verwendet wird.
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