EP0416452B1 - Elektrofilterkabel - Google Patents
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- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
- H01B7/0054—Cables with incorporated electric resistances
Definitions
- the invention relates to an electrostatic filter cable according to the preamble of claim 1.
- Such an electrostatic filter cable is e.g. known from the cable + wire publication K + D 1060D (2.78) MGD, page 1.
- This electrostatic precipitator cable has a round, multi-wire aluminum conductor as the internal electrical conductor and is used in an electrostatic precipitator system to connect a high-voltage rectifier system to a spray wire arranged in a filter housing.
- the filter housing is at earth potential.
- EP-A-0 329 188 describes a completely different application for a high-voltage cable. This has a ferrite rubber conductor and is used to suppress interference in the frequency range from 30 to 200 MHz. A core made of polyamide fiber is used to reinforce its tensile strength.
- FR-A-2 068 780 describes an electrostatic filter cable in which the conductor consists of ferromagnetic material and a layer of plastic made weakly conductive and an insulation is applied over it.
- the high inductive resistance of the ferromagnetic conductor material dampens the pulse peaks.
- the conductive plastic layer on the other hand, only has the task of smoothing unevenness on the conductor surface, so that increased field strengths that would lead to stress on the insulation are avoided.
- the invention has for its object to provide an electrostatic filter cable, with the help of which the structure of an electrostatic filter system can be simplified.
- the inner electrical conductor consists of a conductive plastic with a specific resistance in the range 2 to 200 ⁇ mm / m.
- the advantages that can be achieved with the invention consist in particular in that, by using the proposed electrostatic filter cable, damping resistances no longer have to be provided between the spray wire, electrostatic filter cable and rectifier system.
- the proposed electrostatic precipitator cable also assumes the function of damping the overvoltages which occur in the electrostatic precipitator in accordance with the regulations.
- the weight of the electrostatic filter cable is advantageously reduced. Handling is also simplified. If the tensile strength of the proposed electrostatic filter cable is not sufficient, additional tensile materials can be introduced into the inner electrical conductor.
- the electrostatic filter cable has a conductor 1 made of an electrically conductive plastic.
- conductive polymers e.g. a PE copolymer
- polypyrroles can be used as conductive plastics for the conductor 1.
- the specific electrical resistance ranges from 2 to 200 ⁇ mm / m and is preferably 10 ⁇ mm / m. However, the exact value to be selected depends to a large extent on the type, embodiment, operating mode and performance of the electrostatic precipitator used.
- the conductor 1 made of conductive plastic can be encased by an inner conductive layer 2.
- This inner conductive layer 2 can be dispensed with if, for example, a conductive polymer with a smooth surface is used as conductor 1, since it is then not necessary to smooth the conductor 1 to ensure that the field strength occurring on the surface is reliably controlled.
- the inner conductive layer 2 or directly the conductor 1 are surrounded by an insulation 3 made of cross-linked polyethylene (VPE).
- the insulation 3 is encased by an outer conductive layer 4 made of an electrically conductive application or an extruded one conductive material. This is followed by a further outer conductive layer 5 made of a conductive tape.
- the outer guiding layers 4, 5 serving to limit the field are covered by a copper screen consisting of copper wires with a counter helix.
- a separating layer 7 and a PVC outer jacket 8 follow.
- Fig. 2 shows the use of an electrostatic filter cable in an electrostatic filter system.
- the electrostatic filter cable 9 can be seen, which is connected on the one hand to a rectifier system 10 and, on the other hand, reaches into the interior of a cylindrical dust filter housing 12 of the electrostatic filter system via an insulator 11 and applies a high direct voltage to a spray wire 13 there.
- the metallic, electrically conductive dust removal filter housing 12 has a raw gas inlet opening 14 arranged laterally in its lower part, a clean gas outlet opening 15 located laterally in its upper part and a dust outlet opening 16 arranged centrally in its lower part.
- the raw gas inlet, the clean gas outlet and the dust outlet are each indicated by arrows.
- the dust originating from the raw gas and driven by the high DC voltage applied to the wall of the dedusting filter housing 12 is shown in dotted lines.
- Numeral 17 denotes the ground cable of the dust filter housing 12 on the one hand and the rectifier system 10 on the other.
- the rectifier system 10 is supplied by a three-phase supply 18.
- FIG. 3 and 4 different variants are shown in the design of the inner electrical conductor of the electrostatic filter cable.
- the tensile strength of the conductor 1 and thus of the electrostatic filter cable can be considerably increased by the variants shown.
- a central strand 19 is provided in the inner electrical conductor 1, while according to FIG. 4 several — in the example four — individual strands 20 are arranged symmetrically distributed in the conductor 1.
- the central strand 19 or the individual strands 20 consist of a tensile, electrically non-conductive material, preferably of a very tensile, electrically non-conductive plastic, such as e.g. Polyamide, polypropylene or similar (against glass fiber reinforced).
- a very tensile, electrically non-conductive plastic such as e.g. Polyamide, polypropylene or similar (against glass fiber reinforced).
- it is also possible to dispense with the additional incorporation of these tensile materials if the electrostatic filter cable equipped with a conduct
Landscapes
- Electrostatic Separation (AREA)
- Insulated Conductors (AREA)
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektrofilterkabel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Ein solches Elektrofilterkabel ist z.B. aus der Kabel + Draht-Druckschrift K+D 1060D (2.78) MGD, Seite 1 bekannt. Dieses Elektrofilterkabel besitzt einen runden, mehrdrähtigen Aluminium-Leiter als inneren elektrischen Leiter und dient bei einer Elektrofilteranlage zur Verbindung einer hochspannungserzeugenden Gleichrichteranlage mit einem in einem Filtergehäuse angeordneten Sprühdraht. Das Filtergehäuse liegt dabei auf Erdpotential.
- In Elektrofilteranlagen treten bestimmungsgemäß elektrische Überschläge zwischen Hochspannungs- und Erdpotential auf. Um die dabei entstehenden Stoßspannungen zu dämpfen, werden üblicherweise zwischen dem Sprühdraht, dem Elektrofilterkabel und der hochspannungserzeugenden Gleichrichteranlage Dämpfungswiderstände eingefügt, wie das auch in den "Technischen Mitteilungen der AEG-Kabel, Heft 1/83" beschrieben ist.
- Aus der GB-A-1 051 184 ist es bekannt in Verbindung mit einer Spritzpistole ein elektrostatisches Feld zur gleichmäßigen Verteilung des Spritzmaterials aufzubauen. Hierbei ist es von entscheidender Bedeutung, daß die an die Spritzpistole angelegte Hochspannung aus einer außerordentlich hochohmigen Spannungsquelle kommt, damit keine Entladungen auftreten können, deren Energie dazu ausreichen würde, eine Explosion hervorzurufen. Auch im Bereich des als Zuleitung dienenden Kabels dürfen keine energiespeichernden Kapazitäten entstehen, die unter ungünstigen Bedingungen zu einem Überschlag auf Bezugspotential führen könnten. In diesem somit völlig anders gelagerten Fall wurde die Wirksamkeit möglicher Kabelkapazitäten dadurch eliminiert, daß der Leiter des Kabels durch ein Halbleitermaterial ersetzt wurde, das für einen sehr hohen, sich gleichmäßig über die gesamte Länge des Kabels erstreckenden Widerstand sorgt. Ein von Kapazitäten des Kabels ausgehender Stromfluß wird dadurch sicher verhindert. Soweit der Widerstand des Halbleitermaterials nicht ausreicht, wird dieser durch zusätzliche Widerstände ergänzt.
- Weiterhin beschreibt die EP-A-0 329 188 einen völlig anderen Anwendungsfall für ein Hochspannungskabel. Dieses besitzt einen Ferritgummileiter, und dient zur Unterdrückung von Störungen im Frequenzbereich von 30 bis 200 MHz. Zur Verstärkung seiner Zugfestigkeit dient ein Kern aus Polyamidfiber.
- Die FR-A-2 068 780 beschreibt ein Elektrofilterkabel, bei dem der Leiter aus ferromagnetischem Material besteht und auf diesen eine Schicht aus schwach leitfähig gemachtem Kunststoff und darüber eine Isolierung aufgebracht ist. Hierbei sorgt der hohe induktive Widerstand des ferromagnetischen Leitermaterials für eine Dämpfung der Impulsspitzen. Die leitfähige Kunststoffschicht hat dagegen nur die Aufgabe Unebenheiten auf der Leiteroberfläche zu glätten, damit erhöhte Feldstärken, die zu einer Belastung der Isolierung führen würden, vermieden werden.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Elektrofilterkabel anzugeben, mit dessen Hilfe der Aufbau einer Elektrofilteranlage vereinfacht werden kann.
- Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der innere elektrische Leiter aus einem leitfähigen Kunststoff mit einem spezifischen Widerstand im Bereich 2 bis 200 Ω mm/m besteht.
- Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den Einsatz des vorgeschlagenen Elektrofilterkabels keine Dämpfungswiderstände mehr zwischen Sprühdraht, Elektrofilterkabel und Gleichrichteranlage vorgesehen werden müssen. Das vorgeschlagene Elektrofilterkabel überninmt neben der Funktion der Hochspannungszuführung zum Sprühdraht auch die Funktion der Dämpfung der bei den bestizmungsgemäßen Überschlägen in der Elektrofilteranlage auftretenden Übersgannungen. Infolge des Einsatzes von Kunststoff als innerem elektrischen Leiter wird das Gewicht des Elektrofilterkabels vorteilhaft verringert. Desweiteren wird die Handhabung vereinfacht. Palls die Zugfestigkeit des vorgeschlagenen Elektrofilterkabels nicht ausreicht, können zusätzlich zugfeste Materialien in den inneren elektrischen Leiter eingebracht werden.
- Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
- Es zeigen:
- Fig. 1
- den Aufbau eines Elektrofilterkabels,
- Fig. 2
- den Einsatz eines Elektrofilterkabels in einer Elektrofilteranlage,
- Fig. 3 und 4
- verschiedene Varianten bei der Ausführung des inneren elektrischen Leiters des Elektrofilterkabels.
- In Fig. 1 ist der Aufbau eines Elektrofilterkabels dargestellt. Das Elektrofilterkabel weist einen Leiter 1 aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff auf. Je nach Widerstands anforderung können in der Kabeltechnik angewandte leitfähige Polymere (z.B. ein PE-Copolymer), wie sie z.B. für innere und äußere Leitschichten von Kabeln bekannt sind, verwendet werden. Weiterhin können Polypyrrole als leitfähige Kunststoffe für den Leiter 1 eingesetzt werden. Mit Hilfe dieser Materialien ist der Leitwert des Leiters 1 je nach Anforderung in weiten Grenzen variabel vorgebbar. Der spezifische elektrische Widerstand bewegt sich im Bereich von 2 bis 200 Ω mm/m und liegt vorzugsweise bei 10 Ω mm/m. Der genaue zu wählende Wert ist jedoch in weitem Ausmaß abhängig von der Art, Ausführungsform, Betriebsart und Leistungsfähigkeit der verwendeten Elektrofilteranlage.
- Der Leiter 1 aus leitfähigem Kunststoff kann von einer inneren Leitschicht 2 umhüllt sein. Diese innere Leitschicht 2 ist entbehrlich, wenn z.B. ein Leitpolymer mit glatter Oberfläche als Leiter 1 eingesetzt wird, da dann eine Glättung des Leiters 1 zur Gewährleistung einer sicheren Beherrschung der an der Oberfläche auftretenden Feldstärke nicht notwendig ist. Die innere Leitschicht 2 bzw. direkt der Leiter 1 sind umgeben von einer Isolierung 3 aus vernetztem Polyethylen (VPE). Die Isolierung 3 ist umhüllt von einer äußeren Leitschicht 4 aus einem elektrisch leitenden Auftrag oder einem extrudierten leitfähigen Material. Es schließt sich eine weitere äußere Leitschicht 5 aus einem leitfähigen Band an.
- Die zur Feldbegrenzung dienenden äußeren Leitschichten 4, 5 sind von einem Kupferschirm, bestehend aus Kupferdrähten mit einer Gegenwendel, umhüllt. Es schließen sich eine Trennschicht 7 und ein PVC-Außenmantel 8 an.
- Fig. 2 zeigt den Einsatz eines Elektrofilterkabels in einer Elektrofilteranlage. Es ist das Elektrofilterkabel 9 zu erkennen, das einerseits an eine Gleichrichteranlage 10 angeschlossen ist und andererseits über einen Isolator 11 in den Innenraum eines zylindrischen Entstaubungsfiltergehäuses 12 der Elektrofilteranlage greift und dort einen Sprühdraht 13 mit hoher Gleichspannung beaufschlagt. Das metallische, elektrisch leitfähige Entstaubungsfiltergehäuse 12 weist eine in seinem unteren Teil seitlich angeordnete Rohgaseintrittsöffnung 14, eine sich in seinem oberen Teil seitlich befindende Reingasaustrittsöffnung 15 und eine in seinem unteren Teil zentral angeordnete Staubaustrittsöffnung 16 auf. Der Rohgaseintritt, der Reingasaustritt und der Staubaustritt sind jeweils durch Pfeile angedeutet. Der aus dem Rohgas stammende und von der angelegten hohen Gleichspannung zur Wandung des Entstaubungsfiltergehäuses 12 getriebene Staub ist gepunktet dargestellt. Mit Ziffer 17 sind die Massekabel des Entstaubungsfiltergehäuses 12 einerseits und der Gleichrichteranlage 10 andererseits bezeichnet. Die Gleichrichteranlage 10 wird von einer Drehstromeinspeisung 18 versorgt.
- In der Elektrofilteranlage treten bestimmungsgemäß elektrische Überschläge zwischen dem auf Hochspannungspotential liegenden Sprühdraht 13 und dem auf Massepotential liegenden Entstaubungsfiltergehäuse 12 auf. Die Gleichspannung steigt dabei entsprechend einer Aufladekurve eines Kondensators bis zum Überschlag im Entstaubungsfiltergehäuse an und bricht beim Überschlag schlagartig zusammen, worauf der Ladevorgang von neuem beginnt. Der ohmsche Widerstandswert des Elektrofilterkabels 9 übernimmt dabei die Funktion eines Dämpfungswiderstandes zur Dämpfung der zwischen Entstaubungsfiltergehäuse bzw. Sprühdraht 13, Elektrofilterkabel 9 und Gleichrichteranlage 10 auftretenden Stoßspannungen.
- In den Fig. 3 und 4 sind verschiedene Varianten bei der Ausführung des inneren elektrischen Leiters des Elektrofilterkabels dargestellt. Durch die gezeigten Varianten kann die Zugfestigkeit des Leiters 1 und damit des Elektrofilterkabels beträchtlich erhöht werden. Gemäß Fig. 3 ist ein Zentralstrang 19 im inneren elektrischen Leiter 1 vorgesehen, während gemäß Fig. 4 mehrere - im Beispiel vier - Einzelstränge 20 symmetrisch verteilt im Leiter 1 angeordnet sind. Der Zentralstrang 19 bzw. die Einzelstränge 20 bestehen dabei aus einem zugfesten, elektrisch nichtleitenden Material, vorzugsweise aus einem sehr zugfesten, elektrisch nichtleitenden Kunststoff, wie z.B. Polyamid, Polypropylen o.ä. (geg. glasfaserverstärkt). Je nach Anwendungsfall kann auch auf die zusätzliche Einlagerung dieser zugfesten Materialien verzichtet werden, wenn das mit einem Leiter 1 aus leitfähigem Kunststoff ausgerüstete Elektrofilterkabel eine den gesetzten Anforderungen entsprechende Zugfestigkeit aufweist.
Claims (8)
- Elektrofilterkabel, zur Verbindung eines Sprühdrahtes (13) einer Elektrofilteranlage mit einer eine Hochspannung erzeugenden Gleichrichteranlage (10), das einen inneren elektrischen Leiter (1), eine Isolierung aus vernetztem Polyethylen (3), eine äußere Leitschicht (4, 5), einen Kupferschirm (6) und einen PVC-Außenmantel (8) besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß der innere elektrische Leiter (1) ausschließlich aus einem elektrisch leitfähigen Kunststoff mit einem spezifischen Widerstand im Bereich 2 bis 200 Ohm mm/m besteht und so dimensoniert ist, daß der ohmsche Widerstand des Elektrofilterkabels (9) eine Dämpfung der bei den bestimmungsgemäßen Überschlägen in der Elektrofilteranlage auftretenden Überspannungen bewirkt.
- Elektrofilterkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere elektrische Leiter (1) aus einem leitfähigen Polymer besteht.
- Elektrofilterkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der innere elektrische Leiter (1) aus einem Polypyrrol besteht.
- Elektrofilterkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der spezifische Widerstand des Leiters (1) 10 Ω mm/m beträgt.
- Elektrofilterkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren elektrischen Leiter (1) aus leitfähigem Kunststoff mindestens ein Strang (19,20) aus einem zugfesten, elektrisch nichtleitenden Material eingelegt ist.
- Elektrofilterkabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polyamid als zugfestes Material verwendet wird.
- Elektrofilterkabel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Polypropylen als zugefestes Material verwendet wird.
- Elektrofilterkabel nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zugfeste Material glasfaserverstärkt ist.
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