EP2141709A2 - Elektrisches Sektorleiterkabel vom Millikentyp - Google Patents

Elektrisches Sektorleiterkabel vom Millikentyp Download PDF

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EP2141709A2
EP2141709A2 EP20090008424 EP09008424A EP2141709A2 EP 2141709 A2 EP2141709 A2 EP 2141709A2 EP 20090008424 EP20090008424 EP 20090008424 EP 09008424 A EP09008424 A EP 09008424A EP 2141709 A2 EP2141709 A2 EP 2141709A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
segment
individual conductors
elements
cable according
layer
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Withdrawn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
EP20090008424
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2141709A3 (de
Inventor
Dag WILLÉN
Volker Dr. Waschk
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.)
NKT Cables GmbH and Co KG
Original Assignee
NKT Cables GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
Application filed by NKT Cables GmbH and Co KG filed Critical NKT Cables GmbH and Co KG
Publication of EP2141709A2 publication Critical patent/EP2141709A2/de
Publication of EP2141709A3 publication Critical patent/EP2141709A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01B7/30—Insulated conductors or cables characterised by their form with arrangements for reducing conductor losses when carrying alternating current, e.g. due to skin effect
    • H01B7/303—Conductors comprising interwire insulation

Definitions

  • the invention relates to an electric sector conductor cable of the Millikentyp.
  • a parameter k S which lies between 0 and 1 as a dimensionless variable.
  • the line losses correspond to those of a conductor in direct current.
  • the conductor is divided into several, usually six, equal segments. These are insulated from each other, around a central channel, which is hollow or can be filled with plastic, stranded and pressed into a total round conductor. Each segment consists of several layers of individual conductors (wires), which are stranded around a segment core. First of all, you make a normal, multi-stranded, strand-stranded round conductor and then deform it into a segment.
  • the principle of operation of a conductor of the Millikentyp is that a wire within the lay length (Verseilly) of its location at a location of the conductor in the lower part of the segment appears and there induces a corresponding longitudinal stress, during Advances along the conductor due to its stranding also emerges in the upper part of the segment and there induces a longitudinal tension corresponding to this location. All of the longitudinal stresses induced when passing through the lay length add up so that overall a mean longitudinal stress is induced, which is the same for all wires of a layer, and which differs only slightly from the longitudinal stresses of the other layers of the same segment. The result is a homogenization of the current density within each segment, and thus a reduction of eddy current losses.
  • the contact resistances are increased by using insulated wires (eg, enameled or enamel-insulated copper wires).
  • the invention has for its object to provide a structure of a sector conductor cable of the Millikentyp, in which a further reduction of the transmission losses is achieved.
  • each segment consists of several layers of compacted, strand-shaped single conductors around the center of the high-voltage cable are stranded with different lay lengths.
  • Each segment consists of a core of several non-isolated single conductors. At least two layers of strand-shaped individual conductors are applied to the segment core. The resting on the segment core first layer is separated from the segment core by an insulating layer and the other resting (second and further) layers are also separated from each other by an insulating layer.
  • further non-conductive elements are present in addition to the individual conductors, so that there are at least two groups of individual conductors separated by the non-conductive elements.
  • the non-conductive elements isolate the individual conductors from each other in an insulating manner and that the number of non-conductive elements is as small as possible, but at least two non-conductive elements are present in one layer.
  • the entire cross sections of the nonconductive elements in one layer make up only a fraction of the cross section of the single conductors in one layer.
  • the nonconductive elements in one layer contact the insulating layers of the adjacent layer so that the extent (cross section) of a non-conductive element must be at least as large as to fill the thickness of the layer, but the adjacent single conductors at the shortest possible distance isolating from each other, so the extent (width) is very narrow.
  • the conductor cross section (cross section of the individual conductors) in one layer should be as large as possible.
  • the characteristic feature of the invention which was noted as essential, could be confirmed in detailed metrological investigations.
  • the loss parameter k S can be significantly reduced if only a few non-conductive, strand or rod-shaped elements are present in the respective layers, which isolate the non-insulated individual conductors from one another in an insulating manner.
  • the distances of the nonconductive elements may be regular (equidistant).
  • At least two strand-like, non-conductive elements are placed in a layer of a segment and are evenly spaced circumferentially in one layer, whereby the non-insulated individual conductors capable of being insulated are separated from each other in an insulating manner.
  • the fraction of the cross section of the nonconductive elements in a layer of the segment to the cross section of the single conductors in the same layer may be in a range between 5 and 10%.
  • fractions of the cross section of the non-conductive elements to the cross section of the individual conductors can be increasingly formed from an inner to the next-outer layer.
  • the non-conductive elements are preferably formed of rod or strand-like insulating material, for example of a rod or thread (fibers) made of plastic, which are stranded or stranded with the individual conductors.
  • the individual conductors can be formed from non-insulated round wires, in which case a plurality of, possibly the same diameter round wires in contact with each other and form a conductive group. Such groups are separated from each other by the aforementioned plastic rods or threads.
  • the individual conductors can also be formed from flat strip material. In one layer of a segment, for example, three (or four) flat individual conductors would be made of strip material, which are respectively separated from one another by three (or four) plastic elements.
  • the flat individual conductors made of strip material could, for example, be made of aluminum.
  • the band-shaped conductor elements can be formed as a flat band, which lie in their widthwise extension tangential to the circumference of a segment position. They can also be deformed in their position in the layers concave to the segment core, so that they lie approximately on the circumference of the associated layer.
  • the non-conductive elements (rods or filaments) and the insulating layer on the segment core and between the layers (as a film) should be made of a heat-resistant plastic (up to 200 ° C), for example, the film may be 250 microns thick and made of polyester.
  • Sektorleiterccis (hereinafter also referred to only briefly as 'Millikenleiter') is carried out so that first a conventional, Offdrähtiger, stranded stranded round conductor is made, this is deformed in a tool (by rolling or extrusion) to the segment and finally the uniform segments , usually 5 or 6, are stranded to Millikenleiter.
  • a segment with band-shaped conductor elements To produce a segment with band-shaped conductor elements, one can proceed as follows. It is first - as described - a segmented core manufactured and this wrapped with a temperature-resistant plastic film. This segment core is surrounded (in a first layer) with a plurality of band-shaped conductors (at least three), this intermediate being compacted in a tool (by rolling or extrusion). The intermediate spaces between the strip-shaped conductors are then filled with PE in a PE extrusion line. Subsequently, another plastic film is brought to the insulation above it and in repetition of the first step continues to apply a layer of band-shaped conductors. Finally, filling of the intermediate spaces takes place in an extrusion process.
  • a complete high-performance cable comprises several segments and has an outer cable sheath with a conventional structure, for example a polymer (PE, HDPE) sheath (older constructions made of oil-paper insulation). Underneath the cable sheath are (from outside to inside) a lead shield, a semiconducting layer of soot paper, a metallic (copper) shielding tape and the cable insulation on the Milliken conductor. Under the cable sheath can still be introduced a position of swelling paper or swellable nonwoven for longitudinal water seal. In the center or gusset of the cable can be introduced instead of a hollow channel plastic. It has been shown in the case of a cable with conductive material in the center that the loss parameter k S can also be reduced by placing the equivalent amount of the cross section of copper in the segments instead of in the center and filling the center with plastic.
  • PE polymer
  • HDPE high-performance cable
  • Fig. 1 shows a wedge-shaped segment 10 of a micro-electrical conductor, in which six segments 10 form the head of a high-performance cable.
  • the cable center 50 is located below, with reference numeral 52, the layer structure of the cable sheath is indicated.
  • a cavity may be formed or filled with insulating material.
  • the cable center may also be filled with conductor material.
  • Each segment consists of a segment core 11 and generally of several (in the figures two) layers of compacted strand-shaped individual conductors 30 made of copper, which surround the Center of the high performance cable are stranded with different lay lengths.
  • Each segment 10 is isolated from the adjacent segment (insulation 25 in FIG Fig. 2 ).
  • the layers 12, 14 are non-insulated individual conductors 30, which have been obtained by the deformation in the segment formation square cross-section.
  • the first layer 12 on the segment core is insulated from the segment core (insulating layer 16), as is the first isolated from the second layer 14 (insulating layer 16).
  • nonconductive elements 40 are present which individually each have a cross section which approximately corresponds to the cross section of a single conductor 30.
  • the non-conductive elements 40 may for example consist of rods or threads made of plastic.
  • three non-conductive elements 40 are present in the first layer and four in the second layer.
  • Fig. 2 In the Fig. 2 is the segment core 11 constructed as in Fig. 1 , On the segment core are also two layers 12,14, which are separated from each other and against the segment core with an insulating layer 16.
  • the single conductors 32 of the Fig. 2 are band-shaped conductor elements 32.
  • the thickness of a band-shaped conductor corresponds to the layer thickness of a layer.
  • the band-shaped conductors are in their widthwise extension in the outer region of the segment layers, which forms approximately a circular arc, deformed concave to the segment core 11. Adjacent segments 10 are separated from each other with an insulating layer 25. As in Fig.
  • each layer are three band-shaped conductors 32, which are separated by three insulating elements 42, wherein the insulating elements can be introduced in an extrusion process, which was previously mentioned as a possible manufacturing process.
  • the twisting of the segment alters the position of the elements in the layers as the length of the segment increases, so that the in Fig. 2 shown position is relatively random, where the insulating 42 lie in the corners.
  • a construction example of a Milliken conductor is given with 1800 mm 2 cross-section and constructed of 6 segments.
  • the conductor has a diameter of 53 mm.
  • the segment core consists of 18 wires each 2.58 mm thick; the 1st layer on the core consists of 17 wires of thickness 2.58 mm each with a lay length of 280 mm and 2 plastic threads or rods; or 16 wires and 3 plastic threads or rods; the second layer above it consists of 23 elements (21 wires + 2 insulating elements, or 20 wires or 3 insulating elements) with a thickness of 2.42 mm each with a lay length of 310 mm;

Landscapes

  • Insulated Conductors (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektrisches Sektorleiterkabel vom Millikentyp, bei dem der runde Leiter in mehrere, vorzugsweise fünf oder sechs, Segmente (10) geteilt ist, die gegeneinander isoliert verseilt sind, und jedes Segment (10) aus mehreren Lagen (12,14) von verdichteten, strangförmigen Einzelleitern (30) besteht, die um ein Kabel-Zentrum mit unterschiedlichen Schlaglängen verseilt sind. Jedes Segment (10) besteht aus einem Kern (11) mehrerer nicht isolierter Einzelleiter (30), und auf dem Segmentkern (11) sind mindestens zwei Lagen (12,14) von strangförmigen Einzelleitern (30) aufgebracht. Die auf dem Segmentkern (11) aufgebrachte erste Lage (12) ist gegen den Segmentkern (11) durch eine Isolierschicht (16) getrennt und die weiteren aufgebrachten (zweite und weitere) Lagen (14) sind ebenfalls gegeneinander durch eine Isolierschicht (20) getrennt. In den auf den Segmentkern (11) aufgebrachten Lagen (12,14) sind neben den Einzelleitern (30) weitere nicht-leitende Elemente (40,42) vorhanden, deren Querschnitt ein Bruchteil des Querschnitts der Einzelleiter (30) ausmacht.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Sektorleiterkabel vom Millikentyp.
  • In querschnittsgroßen Leitern von Einleiterkabeln hoher Wechselstrom-Übertragungsleistungen treten unerwünschte Stromverdrängungsverluste durch den Skin- und den Proximityeffekt auf. Durch den Skineffekt (ein Effekt der Selbstinduktion) werden im Leiterinneren durch das wechselnde magnetische Eigenfeld Wirbelströme induziert, die die Stromdichte im Leiterinneren schwächen und zur Leiteroberfläche hin verstärken, also eine inhomogene Stromdichteverteilung (Stromverdrängung zur Leiteroberfläche hin) ergeben. Dies führt zu zusätzlichen Verlusten, die 20 % der Gleichstromverluste und mehr betragen können. Der Proximityeffekt (ein Effekt der Gegeninduktion) bewirkt zwischen den Leitern von aneinandergrenzenden Phasen, dass der Strom in diesen Leitern auf eine Seite des Leiterquerschnitts verdrängt wird.
  • Skin- und Proximityeffekt können durch den Einsatz von Kabeln mit Leitern des sogenannten Millikentyps erheblich verringert werden, so dass heute die meisten Einleiterkabel mit Querschnitten oberhalb von etwa 1100 mm2 von diesem Typ sind. Als Stand der Technik seien beispielhaft erwähnt: H. Millikens Patent US 1904162 von 1933, DE 4036169 A1 , EP 0949636 A1 oder US 2187213 .
  • Als Vergleichsmaß für Zusatzverluste in verschiedenen Leitern wird ein Parameter kS definiert, der als dimensionslose Größe zwischen 0 und 1 liegt. Im Fall von kS = 1 liegt ein kompakter zylindrischer Leiter vor, bei dem die Wechselstromverluste maximal sind. Für kS = 0 entsprechen die Leitungsverluste denen eines Leiters bei Gleichstrom.
  • Bei einem Leiter vom Millikentyp ist der Leiter in mehrere, gewöhnlich sechs, untereinander gleiche Segmente geteilt. Diese sind gegeneinander isoliert, um einen zentralen Kanal, der hohl ist oder mit Kunststoff gefüllt sein kann, verseilt und zu einem insgesamt runden Leiter verpresst. Jedes Segment besteht aus mehreren Lagen von Einzelleitern (Drähte), die um einen Segmentkern verseilt sind. Man fertigt zunächst einen normalen, mehrdrähtigen, lageverseilten Rundleiter und verformt ihn dann zum Segment.
  • Das Funktionsprinzip eines Leiters vom Millikentyp besteht darin, dass ein Draht der innerhalb der Schlaglänge (Verseillänge) seiner Lage an einem Ort des Leiters im unteren Bereich des Segments auftaucht und dort eine entsprechende Längsspannung induziert bekommt, beim Vorrücken längs des Leiters aufgrund seiner Verseilung auch im oberen Bereich des Segments auftaucht und dort eine diesem Ort entsprechende Längsspannung induziert bekommt. Alle beim Durchlaufen der Schlaglänge induzierten Längsspannungen addieren sich, so dass insgesamt eine mittlere Längsspannung induziert wird, die für alle Drähte einer Lage gleichgroß ist, und die sich auch von den Längsspannungen der übrigen Lagen desselben Segments nur wenig unterscheidet. Das Ergebnis ist eine Homogenisierung der Stromdichte innerhalb eines jeden Segments, und damit eine Verringerung der Wirbelstromverluste.
  • Eine Verringerung der Wirbelstromverluste tritt schon dadurch auf, dass zwischen den Einzelleitern immer (mehr oder weniger) gewisse Übergangswiderstände vorhanden sind. Nach dem Stand der Technik werden die Übergangswiderstände dadurch erhöht, dass isolierte Drähte (z. B. lack- oder emailleisolierte Kupferdrähte) eingesetzt werden.
  • Die Verwendung von isolierten Drähten führt insbesondere zu dem Nachteil, dass bei der Konfektionierung des Kabels in Garnituren (Endverschlüsse, Muffen) die Isolierung entfernt werden muss. Weil sich das farbliche Aussehen der Lackisolierung bei Kupfer-Drähten praktisch nicht von nicht isolierten Kupferdrähten abhebt, besteht für den Monteur die zusätzliche Schwierigkeit, überhaupt festzustellen, ob ein Draht noch eine Isolierung trägt oder schon abisoliert ist. Ein Verfahren der Konfektionierung, bei dem die Isolierschicht der Drähte durch nadelförmige Kontaktspitzen durchstoßen wird, (wobei das Abisolieren vermieden wird), lässt sich bei Millikenleiter nicht anwenden, da dort relativ dünne Leiterdrähte verwendet werden und keine geeignete Garnituren zur Verfügung stehen.
  • Aus der US 2972658 ist bekannt, zur Reduzierung der Übertragungsverluste in Sektoren zusätzliche Isolierelemente vorzusehen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Aufbau eines Sektorleiterkabels vom Millikentyp anzugeben, bei dem eine weitere Reduzierung der Übertragungsverluste erzielt wird.
  • Die Lösung der Aufgabe wird im Kennzeichen des Hauptanspruchs formuliert, wobei weiterführende Ausgestaltungen in den Unteransprüchen angesprochen werden.
    • Der beanspruchte Gegenstand wird wie folgt umrissen:
  • Es handelt sich um einen elektrischen Leiter vom Millikentyp, bei dem der, in der Regel rund ausgebildete Leiter in einem Hochspannungskabel in mehrere, vorzugsweise fünf oder sechs, Segmente geteilt ist, die gegeneinander isoliert verseilt sind. Jedes Segment besteht aus mehreren Lagen von verdichteten, strangförmigen Einzelleitern, die um das Zentrum des Hochspannungskabels mit unterschiedlichen Schlaglängen verseilt sind. Jedes Segment besteht aus einem Kern mehrerer nicht isolierter Einzelleiter. Auf dem Segmentkern sind mindestens zwei Lagen von strangförmigen Einzelleitern aufgebracht. Die auf dem Segmentkern aufliegende erste Lage ist gegen den Segmentkern durch eine Isolierschicht getrennt und die weiteren aufliegenden (zweite und weitere) Lagen sind ebenfalls gegeneinander durch eine Isolierschicht getrennt. In den auf den Segmentkern aufgebrachten Lagen sind neben den Einzelleitern weitere nicht-leitende Elementen vorhanden, so dass mindestens zwei durch die nicht-leitenden Elemente getrennte Gruppen von Einzelleitern vorliegen.
  • Wesentlich ist, dass die nicht-leitenden Elemente die Einzelleiter isolierend voneinander trennen und dass die Zahl der nicht-leitenden Elemente möglichst klein ist, aber mindestens zwei nicht-leitende Elemente in einer Lage vorhanden sind. Die gesamten Querschnitte der nicht-leitenden Elemente in einer Lage machen nur einen Bruchteil des Querschnitts der Einzelleiter in einer Lage aus. Die nicht-leitenden Elemente in einer Lage berühren die Isolierschichten der benachbarten Lage, so dass die Ausdehnung (Querschnitt) eines nicht-leitenden Elements im Minimum so groß sein muss, dass er die Dicke der Lage ausfüllt, jedoch die benachbarten Einzelleiter auf möglichst kurzer Distanz isolierend voneinander trennt, also die Ausdehnung (Breite) sehr schmal ist. Der Leiterquerschnitt (Querschnitt der Einzelleiter) in einer Lage sollte möglichst groß sein.
  • Das als wesentlich angemerkte Charakteristikum der Erfindung konnte in ausführlichen messtechnischen Untersuchungen bestätigt werden. Der Verlustparameter kS lässt sich deutlich absenken, wenn nur wenige nicht-leitende, strang- oder stabförmige Elemente in den jeweiligen Lagen vorhanden sind, die die nicht isolierten Einzelleiter voneinander isolierend trennen. Die Abstände der nicht-leitenden Elemente können regelmäßig (gleichabständig) sein.
  • Die bevorzugten Eigenschaften und Merkmale der Erfindung werden im folgenden aufgezählt, wobei die Merkmale im Einzelnen oder in Kombination miteinander verwirklicht sein können.
  • Mindestens zwei strangförmige, nicht-leitende Elementen sind in einer Lage eines Segments eingebracht und liegen in gleichmäßigem Abstand auf dem Umfang in einer Lage, wodurch die in der Lage liegenden nicht isolierten Einzelleitern voneinander isolierend getrennt werden.
  • Der Bruchteil des Querschnitts der nicht-leitenden Elemente in einer Lage des Segments zum Querschnitt der Einzelleiter in derselben Lage kann in einem Bereich zwischen 5 und 10 % liegen.
  • Die Bruchteile des Querschnitts der nicht-leitenden Elemente zum Querschnitt der Einzelleiter können von einer inneren zur nächst-äußeren Lage zunehmend ausgebildet sein.
  • Die nicht-leitenden Elemente sind vorzugsweise aus stab- oder strangförmigem Isoliermaterial gebildet, beispielsweise aus einem Stab oder Faden (Fasern) aus Kunststoff, der oder die mit den Einzelleitern verseilt werden.
  • Die Einzelleiter können aus nicht isolierten Runddrähten bebildet sein, wobei dann in einer Lage mehrere, möglicherweise durchmessergleiche Runddrähte nebeneinander in Berührung stehen und eine leitende Gruppe bilden. Solche Gruppen werden von den zuvor erwähnten Stäben oder Fäden aus Kunststoff voneinander getrennt. Die Einzelleiter können auch aus flachem Bandmaterial gebildet sein. In einer Lage eines Segments würden beispielsweise drei (oder vier) flache Einzelleiter aus Bandmaterial liegen, welche jeweils von drei (oder vier) Kunststoff-Elementen voneinander isolierend getrennt werden. Die flachen Einzelleiter aus Bandmaterial könnten beispielsweise aus Aluminium hergestellt sein.
  • Wie erwähnt können die bandförmigen Leiterelemente als flaches Band ausgebildet sein, die in ihrer Breitenerstreckung tangential zum Umfang einer Segmentlage liegen. Sie können auch in ihrer Position in den Lagen konkav zum Segmentkern verformt sein, so dass sie etwa auf dem Kreisumfang der zugehörigen Lage liegen.
  • Die nicht-leitenden Elemente (Stäbe oder Fäden) und die Isolierschicht auf dem Segmentkern und zwischen den Lagen (als Folie) sollten aus einem wärmebeständigen Kunststoff (bis 200 °C) bestehen, beispielsweise kann die Folie 250 µm dick sein und aus Polyester bestehen.
  • Die wesentlichen Eigenschaften eines herkömmlich bekannten Kabels vom Millikentyp sollen in dem beanspruchten Gegenstand verwirklicht sein. Wesentlich sind hier die Verdrillung (Drall) der Segmente bei unterschiedlicher Schlaglänge und die Verdichtung der Segmente bzw. der Einzelleiter in den Segmenten.
  • Die Herstellung eines Sektorleiterkabels (im folgenden auch kurz nur mit 'Millikenleiter' bezeichnet) erfolgt so, dass zunächst ein üblicher, mehrdrähtiger, lagenverseilter Rundleiter gefertigt wird, dieser in einem Werkzeug (durch Walzen oder Strangpressen) zum Segment verformt wird und schließlich die gleichförmigen Segmente, üblicherweise 5 oder 6, zum Millikenleiter verseilt werden. In der Kabelfertigungstechnik werden insbesondere Strangpress-Anlagen eingesetzt, die unter der Bezeichnung Conform-Pressen (= continuos forming nach Holton) in der Fachwelt bekannt sind (beispielsweise EP 0494 755 A1 ).
  • Zur Herstellung eines Segments mit bandförmigen Leiterelementen kann man wie folgt vorgehen. Es wird zuerst - wie beschrieben - ein Segmentkern hergestellt und dieser mit einer temperaturstabilen Kunststoff-Folie umhüllt. Dieser Segmentkern wird (in einer ersten Lage) mit mehreren bandförmigen Leitern (mindestens drei) umgeben, wobei dieses Zwischenprodukt in einem Werkzeug (durch Walzen oder Strangpressen) verdichtet wird. Die zwischen den bandförmigen Leitern vorhandenen Zwischenräume werden dann in einer PE-Extrusionsanlage mit PE gefüllt. Anschließend wird eine weitere Kunststoff-Folie zur Isolierung darüber gebracht und in Wiederholung des ersten Schritts weiterhin eine Lage von bandförmigen Leitern aufgetragen. Abschließend erfolgt wiederum eine Füllung der Zwischenräume in einem Extrusionsprozess.
  • Ein komplettes Hochleistungskabel umfasst mehrere Segmente und hat einen äußeren Kabelmantel mit einem üblichen Aufbau, beispielsweise ein Kabelmantel aus einem Polymer (PE, HDPE) (ältere Konstruktionen aus Öl-Papier-Isolierung). Unter dem Kabelmantel liegen (von außen nach innen) ein Bleischirm, eine halbleitende Rußpapierschicht, ein metallisches (kupfernes) Abschirmklebeband und die Kabelisolierung auf dem Millikenleiter. Unter dem Kabelmantel kann noch eine Lage von Quellpapier oder Quellvlies zur Längswasserabdichtung eingebracht sein. Im Zentrum oder Zwickel des Kabels kann anstelle eines Hohlkanals Kunststoff eingebracht sein. Es hat sich bei einem Kabel mit Leitmaterial im Zentrum gezeigt, dass sich der Verlustparameter kS auch dadurch verringern lässt, wenn man die äquivalente Menge des Querschnitts an Kupfer statt im Zentrum in den Segmenten unterbringt und das Zentrum mit Kunststoff füllt.
  • Ausführungsformen der Erfindung werden an Hand der, folgenden Zeichnungen verdeutlicht.
  • Es zeigen
    • Fig. 1 ein Segment für einen Millikenleiter mit Rundleitern und
    • Fig. 2 ein weiteres Segment mit bandförmigen Leiterelementen.
  • Fig. 1 zeigt ein keilförmiges Segment 10 eines elektrischen Leiters vom Millikentyp, bei dem sechs Segmente 10 den Leiter eines Hochleistungskabels bilden. Das Kabelzentrum 50 befindet sich unten, mit Bezugszeichen 52 ist der Schichtaufbau des Kabelmantels angedeutet. Im Kabelzentrum kann ein Hohlraum ausgebildet oder mit Isolierstoff gefüllt sein. Für bestimmte Hochleistungskabel kann das Kabelzentrum jedoch auch mit Leitermaterial gefüllt sein.
  • Jedes Segment besteht aus einem Segmentkern 11 und im allgemeinen aus mehreren (in den Figuren zwei) Lagen von verdichteten, strangförmigen Einzelleitern 30 aus Kupfer, die um das Zentrum des Hochleistungskabels mit unterschiedlichen Schlaglängen verseilt sind. Jedes Segment 10 ist gegen das benachbarte Segment isoliert (Isolierung 25 in Fig. 2). In den Lagen 12, 14 liegen nicht-isolierte Einzelleiter 30, die durch die Verformung bei der Segmentbildung eckigen Querschnitt erhalten haben. Die erste Lage 12 auf dem Segmentkern ist gegen den Segmentkern isoliert (Isolierschicht 16), ebenso ist die erste gegen die zweite Lage 14 isoliert (Isolierschicht 16). In den auf den Segmentkern 11 aufgebrachten Lagen 12,14 sind neben den Einzelleitern 30 (aus Kupfer) strangförmige, nicht-leitende Elemente 40 vorhanden, die einzeln jeweils einen Querschnitt haben, der etwa dem Querschnitt eines Einzelleiters 30 entspricht. Die nicht-leitenden Elemente 40 können beispielsweise aus Stäben oder Fäden aus Kunststoff bestehen. In der Fig. 1 sind beispielhaft in der ersten Lage drei und in der zweiten Lage vier nicht-leitende Elemente 40 vorhanden.
  • In der Fig. 2 ist der Segmentkern 11 aufgebaut wie in Fig. 1. Auf dem Segmentkern befinden sich ebenfalls zwei Lagen 12,14, die untereinander und gegen den Segmentkern mit einer Isolierschicht 16 abgetrennt sind. Die Einzelleiter 32 der Fig. 2 sind bandförmige Leiterelemente 32. Die Dicke eines bandförmigen Leiters entspricht der Schichtdicke einer Lage. Die bandförmigen Leiter sind in ihrer Breitenerstreckung in dem außenliegenden Bereich der Segmentlagen, der etwa einen Kreisbogen bildet, konkav zum Segmentkern 11 verformt. Benachbarte Segmente 10 sind untereinander mit einer Isolierschicht 25 getrennt. Wie in Fig. 1 ist auch diese Zeichnung beispielhaft, wo in jeder Lage drei bandförmige Leiter 32 liegen, die durch drei Isolierelemente 42 getrennt sind, wobei die Isolierelemente in einem Extrusionsverfahren eingebracht sein können, welches zuvor als mögliches Herstellverfahren schon angesprochen wurde. Es dürfte dem Fachmann klar sein, dass durch die Verdrillung des Segments sich die Position der Elemente in den Lagen mit fortschreitender Länge des Segments verändert, so dass die in Fig. 2 gezeigte Position relativ zufällig ist, wo die Isolierelemente 42 in den Ecken liegen.
  • Abschließend sei ein Konstruktionsbeispiel eines Millikenleiters angegeben mit 1800 mm2 Querschnitt und aus 6 Segmenten aufgebaut. Der Leiter hat einen Durchmesser von 53 mm. Im Leiter-, bzw. Kabelzentrum befindet sich durchgehend eine Kunststoff-Füllung mit 12 mm Durchmesser.
    Der Segmentkern besteht aus 18 Drähten von einer Dicke von je 2,58 mm;
    die 1. Lage auf dem Kern besteht aus 17 Drähten von einer Dicke von je 2,58 mm bei einer Schlaglänge von 280 mm und aus 2 Kunststoff-Fäden oder -Stäben; bzw. 16 Drähte und 3 Kunststoff-Fäden oder -Stäbe;
    die 2. Lage darüber besteht aus 23 Elementen (21 Drähte + 2 Isolierelemente; oder 20 Drähte oder 3 Isolierelemente) von einer Dicke von je 2,42 mm bei einer Schlaglänge von 310 mm;
    • Bezugszeichen
    • 10
    Segment
    11
    Segmentkern
    12
    erste Lage auf dem Segmentkern
    14
    zweite Lage auf dem Segmentkern
    16
    Isolierschicht auf Segmentkern
    20
    Isolierschicht auf erster Lage
    25
    Isolierung zwischen den Segmenten
    30
    Einzelleiter (rund, durchmessergleich)
    31
    Einzelleiter (strangförmig)
    32
    Einzelleiter (blattförmig)
    40
    Stab aus Isolationsmaterial
    42
    Strang aus Isolationsmaterial (extrudiert)
    50
    Kern des Leiters
    52
    Schichtaufbau des Kabelmantels

Claims (10)

  1. Elektrisches Sektorleiterkabel vom Millikentyp mit mehreren, gegeneinander isolierten und verseilten Segmenten, wobei die Segmente aus einem Segmentkern (11) aus elektrisch leitenden Einzelleitern (30,31,32),
    mit darauf aufgebrachten mindestens zwei Lagen (12,14) aus strangförmigen elektrisch leitenden Einzelleitern (30, 31, 32) bestehen
    und die jeweiligen Lagen (12,14) voneinander und zum Segmentkern (11) elektrisch isoliert sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    jede der auf den Segmentkern (11) aufgebrachten Einzelleiter-Lagen (12,14) neben den elektrisch leitenden, nicht isolierten Einzelleitern mindestens drei zusätzliche strangförmige Elemente (40,42) aus reinem Isoliermaterial aufweisen, deren Durchmesser denen der Einzelleiter entsprechen.
  2. Sektorleiterkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens drei strangförmige, nicht-leitende Elemente (40,42) in gleichmäßigem Abstand in einer Lage (12,14) liegen.
  3. Sektorleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bruchteil des Querschnitts der nicht-leitenden Elemente (40,42) in einer Lage eines Segments zum Querschnitt der Einzelleiter (30,31,32) in derselben Lage in einem Bereich zwischen 5 und 10 % liegt.
  4. Sektorleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-leitenden, strangförmigen Elemente (40,42) Körper aus hochtemperaturfesten Kunststoff sind.
  5. Sektorleiterkabel nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die strangförmigen, nicht-leitenden Elemente aus Isoliermaterial (42) bestehen, welches in einem Extrusionsprozess eingebracht ist.
  6. Sektorleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kabel in fünf Segmente (10) geteilt ist.
  7. Sektorleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleiter der Segmente (10) in mindestens einer Lage (12,14) aus durchmessergleichen Drähten (30) bestehen.
  8. Sektorleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelleiter der Segmente (10) in mindestens einer Lage (12,14) aus bandförmigen Leiterelementen (32) bestehen.
  9. Sektorleiterkabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bandförmigen Leiterelemente (32) in ihrer Position in den Lagen (12,14) konkav zum Segmentkern (11) verformt sind.
  10. Sektorleiterkabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (16) auf dem Segmentkern (11) und zwischen den Lagen (12,14) aus einer Polyesterfolie besteht.
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