EP0809259A2 - Elektrische Starkstromleitung - Google Patents

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EP0809259A2
EP0809259A2 EP97401016A EP97401016A EP0809259A2 EP 0809259 A2 EP0809259 A2 EP 0809259A2 EP 97401016 A EP97401016 A EP 97401016A EP 97401016 A EP97401016 A EP 97401016A EP 0809259 A2 EP0809259 A2 EP 0809259A2
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EP
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power line
support element
core
line according
energy
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Gert Warden
Hildegard Mertens
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Alcatel Lucent SAS
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Alcatel SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
    • H01B7/04—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables
    • H01B7/041—Flexible cables, conductors, or cords, e.g. trailing cables attached to mobile objects, e.g. portable tools, elevators, mining equipment, hoisting cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B9/00—Power cables
    • H01B9/003—Power cables including electrical control or communication wires

Definitions

  • the invention relates to an electrical power line with a central support element, several stranded around the central support element, each having an electrical conductor and an overlying insulation, and an outer jacket.
  • Such electrical power lines are, for example, as so-called flexible and reelable lines for the power supply of portable consumers such. B. used for the energy supply of elevators on construction sites.
  • the electrical power lines are exposed to high mechanical loads. During the winding or unwinding of a reelable power line, considerable upsetting and tensile forces act on the line.
  • a steel cable as the central supporting element.
  • such a central steel cable serving as a supporting element can be provided with a rubber covering.
  • the use of a steel cable as a central supporting element has the disadvantage that the flexibility of the power line is reduced.
  • the invention is therefore based on the problem of designing an electrical power line having a central support element in such a way that it has a high degree of flexibility and is reliably protected against damage even under high mechanical loads.
  • the advantages that can be achieved with the invention are, in particular, that a good mechanical contact with a high coefficient of friction between the support element and the energy wires is produced by the external high tensile strength threads of the support element and the braiding of each of the energy wires, so that the energy wires adhere firmly to the support element and the support element significantly for mechanical relief, in particular for strain relief, which contributes to the central support element stranded energy veins.
  • the central support element and thus the entire cable has a comparatively high flexibility.
  • the core is made of an ethylene-propylene elastomer such as B. EPDM (ethylene / propylene-diene terpolymer) is formed.
  • B ethylene-propylene elastomer
  • EPDM ethylene / propylene-diene terpolymer
  • the high tensile strength threads applied to the core of the support element are made of aramid, for example of Kevlar. Such threads have a very high resistance to stretching, great strength and flexibility and enable a flexible and high-strength support element.
  • the high-tensile threads are applied to the core in the form of a braiding.
  • each energy wire is designed as an open braid.
  • control line and communication lines arranged in the outer gussets of the stranded energy wires against mechanical damage, in particular due to tensile stress, it is advantageous if the control line and communication line have a braiding.
  • the flexible electrical power line 1 shown by way of example in the figure has a central support element 3 which has a z. B. from an ethylene-propylene elastomer such as EPDM (ethylene / propylene-diene terpolymer) existing core 5 and 5 applied to this core 5 high tensile threads 7.
  • the high-tensile threads 7 are, for example, a high elongation resistance and aramid fibers having great strength and flexibility, as are sold under the trade name "Kevlar".
  • the high tensile threads 7 are applied to the core 5 in the form of wrapping.
  • energy wires 9 are stranded around the central support element 3.
  • Each of these energy wires 9 has an electrical conductor 11 and an electrical insulation 13 lying above it, and an outer braid 15, which is formed, for example, as an open braid made of rayon threads. Between the insulation 13 and the braiding 15 of each energy core 9, for example, a thin film 16, for. B. made of polyester, which prevents a possible puncture of braid elements.
  • the braids 15 of the energy wires 9 and the high-tensile threads 7 applied around the core 5 ensure intimate contact and high adhesion between the central support element 3 and the energy wires 9 stranded around it, in particular in the case of mechanical stress on the power line 1.
  • Control lines 19 and / or communication lines 21 can be arranged in the outer gussets 17 of the power line 1 formed between the stranded energy wires 9.
  • a control line 19 is arranged in three outer gussets 17 and a communication line 21 in one outer gusset 17.
  • Each of the control lines 19 has two twisted to the pair Control cores 23 on a thin film 28 z. B. made of polyester and over it, for example, as an open braid 24 made of z. B. is surrounded by rayon threads.
  • the communication line 21 has, for example, two communication wires 25 stranded with one another and is likewise enclosed by a thin film 29 made of polyester and above it by a braid 26 made of rayon threads designed as an open braid.
  • the braids 24 and 26 ensure that the control lines 19 and the communication line 21 are included in the tensile composite formed from the energy wires 9 and the central support element 3.
  • the foils 28 and 29 form the base for the braids 24 and 26 and prevent any penetration of braid elements
  • the stranding assembly consisting of support element 3, energy wires 9, control lines 19 and communication line 21 is enclosed by a gusset-filling inner jacket 31.
  • an outer jacket 33 is provided, in which an open braid 35 z. B. is integrated from rayon threads.

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  • Insulated Conductors (AREA)
  • Ropes Or Cables (AREA)
  • Suspension Of Electric Lines Or Cables (AREA)

Abstract

Bei einer elektrischen Starkstromleitung (1) ist das zentrale Tragelement (3) aus einem zumindest im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Kern (5) und auf diesen Kern (5) aufgebrachten hochzugfesten Fäden (7) ausgebildet. Um das zentrale Tragelement (3) sind mehrere Energieadern (9) verseilt, von denen jede eine Umflechtung (15) aufweist. Durch den guten mechanischen Kontakt zwischen Tragelement (3) und Energieadern (9) sind die Energieadern (9) wirkungsvoll vor mechanischen Beschädigungen geschützt (Fig.). <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine elektrische Starkstromleitung mit einem zentralen Tragelement, mehreren um das zentrale Tragelement verseilten, jeweils einen elektrischen Leiter und eine darüberliegende Isolierung aufweisenden Energieadern und einem Außenmantel.
  • Derartige elektrische Starkstromleitungen werden beispielsweise als sogenannte flexible und trommelbare Leitungen zur Energieversorgung ortsveränderlicher Verbraucher wie z. B. zur Energieversorgung von Aufzügen auf Baustellen eingesetzt. Dabei sind die elektrischen Starkstromleitungen hohen mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt. Während des Auf- bzw. Abwickelns einer trommelbaren Starkstromleitung wirken erhebliche Stauch- und Zugkräfte auf die Leitung. Zum Schutz eingangs beschriebener elektrischer Starkstromleitungen vor unzulässig hohen mechanischen Beanspruchungen, die zur Beschädigung der Leitung führen können, ist es bekannt, als zentrales Tragelement ein Stahlseil zu verwenden. Wie in der DE 33 35 325 A1 beschrieben ist, kann ein solches als Tragelement dienendes zentrales Stahlseil mit einer Gummiumhüllung versehen sein. Die Verwendung eines Stahlseils als zentrales Tragelement hat allerdings den Nachteil, daß die Flexibilität der Starkstromleitung verringert wird. Darüber hinaus ist nicht in allen Fällen sichergestellt, daß ein guter mechanischer Kontakt zwischen dem zentralen Tragelement und den Energieadern besteht und das zentrale Tragelement in ausreichendem Maße zur mechanischen Entlastung der Energieadern und der gesamten Starkstromleitung herangezogen wird.
  • Der Erfindung liegt daher das Problem zugrunde, eine ein zentrales Tragelement aufweisende elektrische Starkstromleitung derart auszubilden, daß sie eine hohe Flexibilität aufweist und auch bei hohen mechanischen Beanspruchungen vor Beschädigungen zuverlässig geschützt ist.
  • Dieses Problem wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, das zentrale Tragelement aus einem zumindest im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Kern und auf diesen Kern aufgebrachten hochzugfesten Fäden auszubilden und jede der Energieadern mit einer Umflechtung zu versehen.
  • Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die außenliegenden hochzugfesten Fäden des Tragelementes und die Umflechtung jeder der Energieadern ein guter mechanischer Kontakt mit einem hohen Reibungskoeffizienten zwischen dem Tragelement und den Energieadern hergestellt ist, so daß die Energieadern fest an dem Tragelement haften und das Tragelement wesentlich zur mechanischen Entlastung, insbesondere zur Zugentlastung, der um das zentrale Tragelement verseilten Energieadern beiträgt. Darüber hinaus weist das zentrale Tragelement und damit das gesamte Kabel eine vergleichsweise hohe Flexibilität auf.
  • Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Erfindung möglich.
  • Für eine gute Elastizität und eine hohe chemische Beständigkeit des Kerns des Tragelements ist es von Vorteil, wenn der Kern aus einem Ethylen-Propylen-Elastomer wie z. B. EPDM (Ethylen/Propylen-Dien-Terpolymer) ausgebildet ist.
  • Von Vorteil ist es, wenn die auf den Kern des Tragelements aufgebrachten hochzugfesten Fäden aus Aramid, beispielsweise aus Kevlar, ausgebildet sind. Derartige Fäden weisen einen sehr hohen Dehnungswiderstand, eine große Festigkeit und Biegsamkeit auf und ermöglichen ein flexibles und dabei hochfestes Tragelement.
  • Zur Schaffung eines guten mechanischen Kontaktes und einer hohen Haftung zwischen dem zentralen Tragelement und den darüber verseilten Energieadern ist es von Vorteil, wenn die hochzugfesten Fäden in Form einer Umspinnung auf den Kern aufgebracht sind.
  • Aus dem gleichen Grund ist es ebenfalls von Vorteil, wenn die Umflechtung jeder Energieader als offenes Geflecht ausgebildet ist.
  • Für die Erhöhung der Zugfestigkeit des Außenmantels und damit der Starkstromleitung insgesamt ist es vorteilhaft, wenn in dem Außenmantel ein offenes Geflecht vorgesehen ist.
  • Um auch in Außenzwickeln der verseilten Energieadern angeordnete Steuerleitungen und/oder Nachrichtenleitungen wirkungsvoll vor mechanischen Beschädigungen insbesondere durch Zugbeanspruchung zu schützen, ist es von Vorteil, wenn Steuerleitung und Nachrichtenleitung eine Umflechtung aufweisen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Die in der Fig. beispielhaft dargestellte flexible elektrische Starkstromleitung 1 weist ein zentrales Tragelement 3 auf, das einen z. B. aus einem Ethylen-Propylen-Elastomer wie EPDM (Ethylen/Propylen-Dien-Terpolymer) bestehenden Kern 5 sowie auf diesen Kern 5 aufgebrachte hochzugfeste Fäden 7 hat. Bei den hochzugfesten Fäden 7 handelt es sich beispielsweise um einen hohen Dehnungswiderstand und eine große Festigkeit und Biegsamkeit aufweisende Aramid-Fasern, wie sie unter dem Handelsnamen "Kevlar" vertrieben werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die hochzugfesten Fäden 7 in Form einer Umspinnung auf den Kern 5 aufgebracht. Um das zentrale Tragelement 3 sind mehrere, beispielsweise vier Energieadern 9 verseilt. Jede dieser Energieadern 9 hat einen elektrischen Leiter 11 und eine darüberliegende elektrische Isolierung 13 sowie eine äußere Umflechtung 15, die beispielsweise als offenes Geflecht aus Reyon-Fäden ausgebildet ist. Zwischen der Isolierung 13 und der Umflechtung 15 jeder Energieader 9 ist beispielsweise zusätzlich eine dünne Folie 16 z. B. aus Polyester vorgesehen, die ein eventuelles Durchstoßen von Geflechtselementen verhindert. Durch die Umflechtungen 15 der Energieadern 9 und der um den Kern 5 aufgebrachten hochzugfesten Fäden 7 wird ein inniger Kontakt und eine hohe Haftung zwischen dem zentralen Tragelement 3 und den darum verseilten Energieadern 9 insbesondere im Fall einer mechanischen Beanspruchung der Starkstromleitung 1 gewährleistet.
  • In den zwischen den verseilten Energieadern 9 gebildeten Außenzwickeln 17 der Starkstromleitung 1 können Steuerleitungen 19 und/oder Nachrichtenleitungen 21 angeordnet sein. Bei dem in der Fig. dargestellten Ausführungsbeispiel sind in drei Außenzwickeln 17 jeweils eine Steuerleitung 19 und in einem Außenzwickel 17 eine Nachrichtenleitung 21 angeordnet. Jede der Steuerleitungen 19 weist zwei zum Paar verseilte Steueradern 23 auf, die von einer dünnen Folie 28 z. B. aus Polyester und darüber von einer beispielsweise als offenes Geflecht ausgebildeten Umflechtung 24 aus z. B. Reyon-Fäden umgeben ist. Die Nachrichtenleitung 21 hat beispielsweise zwei miteinander verseilte Nachrichtenadern 25 und ist ebenfalls von einer dünnen Folie 29 aus Polyester und darüber von einer als offenes Geflecht ausgebildeten Umflechtung 26 aus Reyon-Fäden umschlossen. Die Umflechtungen 24 und 26 gewährleisten, daß die Steuerleitungen 19 und die Nachrichtenleitung 21 mit in den aus den Energieadern 9 und dem zentralen Tragelement 3 ausgebildeten zugfesten Verbund eingeschlossen sind. Die Folien 28 und 29 bilden die Unterlage für die Umflechtungen 24 und 26 und verhindern ein eventuelles Durchstoßen von Geflechtselementen.
  • Der aus Tragelement 3, Energieadern 9, Steuerleitungen 19 und Nachrichtenleitung 21 bestehende Verseilverbund ist von einem zwickelfüllenden Innenmantel 31 umschlossen. Darüber ist ein Außenmantel 33 vorgesehen, in den ein offenes Geflecht 35 z. B. aus Reyon-Fäden integriert ist.

Claims (10)

  1. Elektrische Starkstromleitung mit einem zentralen Tragelement, mehreren um das zentrale Tragelement verseilten, jeweils einen elektrischen Leiter und eine darüberliegende Isolierung aufweisenden Energieadern und einem Außenmantel, dadurch gekennzeichnet, daß das zentrale Tragelement (3) aus einem zumindest im wesentlichen aus Kunststoff bestehenden Kern (5) und auf diesen Kern (5) aufgebrachten hochzugfesten Fäden (7) ausgebildet ist, und daß jede der Energieadern (9) eine Umflechtung (15) aufweist.
  2. Starkstromleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (5) des Tragelements (3) aus einem Ethylen-Propylen-Elastomer ausgebildet ist.
  3. Starkstromleitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Kern (5) des Tragelements (3) aufgebrachten hochzugfesten Fäden (7) aus Aramid ausgebildet sind.
  4. Starkstromleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die hochzugfesten Fäden (7) in Form einer Umspinnung auf den Kern (5) aufgebracht sind.
  5. Starkstromleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umflechtung (15) jeder Energieader (9) als offenes Geflecht ausgebildet ist.
  6. Starkstromleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Außenmantel (33) ein offenes Geflecht (35) vorgesehen ist.
  7. Starkstromleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Außenzwickel (17) der verseilten Energieadern (9) eine Steuerleitung (19) angeordnet ist.
  8. Starkstromleitung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerleitung (19) eine Umflechtung (24) aufweist.
  9. Starkstromleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in zumindest einem Außenzwickel (17) der verseilten Energieadern (9) eine Nachrichtenleitung (21) angeordnet ist.
  10. Starkstromleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachrichtenleitung (21) eine Umflechtung (26) aufweist.
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