FI72222B

FI72222B - METALLSKAERM FOER EN STARKSTROEMSKABEL

Info

Publication number: FI72222B
Application number: FI831690A
Authority: FI
Inventors: Sven Gunnar Wretemark; Rune Nils Axelsson
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1981-10-02
Filing date: 1983-05-13
Publication date: 1986-12-31
Also published as: DK149375C; JPS58501647A; DK249283A; DE3265626D1; JPH0241843B2; EP0089993A1; DK149375B; AU551371B2; AU8956782A; WO1983001337A1; IT8223574A0; SE8105835L; FI72222C; EP0089993B1; BR8207885A; DK249283D0; IT1152869B; SE455906B; FI831690A0; FI831690L

Description

-7900 0-7900 0

Metallskärm för en starkströmkabelMetal screen for a strong current cable

Tekniskt omräde 5 Föreliggande uppfinning avser en metallskärm för en starkströmskabel med ett förutbestämt antal inbör-des skruvade ladarparter.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal shield for a strong current cable having a predetermined number of mutually screwed charger parts.

Teknikens ständpunktThe state of the art

En starkströmskabels metallskärm har till uppgift 10 dels att avleda den Ström, som flyter genom kabelpar-ternas isolerskikt, och dels att tjänstgöra som ledare för jordfelsströmmar vid driftströningar säsom genom-slag i kabelns isolerskikt. En dylik skärm bestär van-ligen av ett antal, längs kabelns yta löpande metal1-15 trädar eller -band, men kan aven utgöras av ett solitt metallrör av exempelvis bly.The function of a strong current cable's metal shield is 10 partly to divert the current flowing through the insulating layers of the cable parts, and partly to act as a conductor for earth fault currents during operational currents as well as breakthroughs in the insulating layer of the cable. Such a screen usually consists of a number of trees or bands running along the surface of the cable, but may also consist of a solid metal tube of, for example, lead.

En av exempelvis kopparträdar uppbyggd metallskärm har som regel betydligt mindre ledningsarea än kabelns huvud eller fasledare. Normkrav finnes pä att 20 skärmledaren skall ha en viss tätnet eller största medel-öppning räknat runt kabelns omkrets. Härigenom blir an-talet trädar i skärmen minimerat och träddiametern rela-tivt klen, vanligen omkring 1 mm.For example, a metal screen constructed of copper trees has a significantly smaller wiring area than the cable's head or phase conductor. Standard requirements exist for the screen conductor to have a certain seal or maximum mean aperture calculated around the perimeter of the cable. As a result, the number of trees in the screen is minimized and the tree diameter relatively small, usually about 1 mm.

Problemet med klena skärmträdar är att de pä grund 25 av ringa styvhet och hög friktion mot omgivningen lätt kan deformeras i samband med att kabeln spolas pä res-pektive av en trumma. Ännu större blir päkänningen vid de typböjningsprov, som skall genomföras enligt norm-kraven och vid vilka kabeln göjs i diametralt motsatta 30 riktningar. Härvid fär ej trädbrott eller andra all-varliga skador uppkomma. Ett sä jämnt underlag som möjligt samt tillräckligt liten stigning hos den normalt spiralformigt upplagda skärmträden är ätgärder som nöj-aktigt brukar tillgodose uppställda krav. Jämnheten hos 7 2 ? 2 ? 2 ~ en av exempelvis tre ledarparter uppbyggd kabelkärna kan förbättras med hjälp av utfyllnadsprofiler mellan ledar-parterna och/eller bandagering runt de tre ledarparterna. Denna ätgärd kräver emellertid extra materialinsatser.The problem with small screen trees is that, due to low stiffness and high friction to the environment, they can easily be deformed when the cable is flushed respectively by a drum. Even greater is the pointing stress in the type bending tests to be performed according to the standard requirements and in which the cable is cast in diametrically opposite directions. This will not result in tree breakage or other serious damage. As even ground as possible and a sufficiently small rise of the normally spirally laid screen trees are measures that are sufficiently satisfied to meet set requirements. The smoothness of 7 2? 2? 2, for example, a cable core constructed of three conductor parts can be improved by means of fill profiles between the conductor parts and / or bandage around the three conductor parts. However, this measure requires extra material efforts.

5 Minskad stigning kräver iikaledes ökad materialinsats av metall för att uppställda nornikrav pä Lednings förmägan i skärmen skall uppfyllas.5 Reduced pitch also requires increased metal input to meet the required wiring requirements of the screen capability.

Redogörelse för uppfinningenDisclosure of the Invention

Ett ändamäl med föreliggande uppfinning bestär i 10 att ästadkomma en metallskärm vid vilken risken för brott minskats samtidigt som goda böjningsegenskaper hos kabeln upprätthälles. Ett annat ändamäl bestär i att ästadkomma en korrosionsskyddad metallskärm. Ett ytterligare ändamäl bestär i att ästadkomma en metallskärm, som förenklar 15 tillverkningen av en skärmad starkströmskabel. Detta ernäs genom att metallskärmen enligt uppfinningen erhällit de i patentkraven antivna kännetecknen.It is an object of the present invention to provide a metal screen at which the risk of breakage is reduced while maintaining good bending properties of the cable. Another purpose is to provide a corrosion protected metal screen. A further object consists in providing a metal screen which simplifies the manufacture of a shielded high current cable. This is achieved by the fact that the metal screen according to the invention has obtained the features mentioned in the claims.

FigurbeskrivningFigure Description

Uppfinningen beskrives närmare nedan under hänvis-20 ning tili bifogade ritning, pä vilken figur 1 visar en tvärsektion av en starkströmskabel med en första utföringsform av metallskärmen enligt uppfinningen , figur 2 visar en perspektivvy av en starkströmska-25 bel med en andra utföringsform av metallskärmen en ligt uppfinningen, figur 3 visar en tvärsektion av en starkströmskabel med en tredje utföringsform av metallskärmen enligt uppfinningen ooh 30 figur 4 visar en tvärsektion av en starkströmskabel med en fjärde utföringsform av metallskärmen enligt uppfinningen .The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 shows a cross section of a strong current cable with a first embodiment of the metal screen according to the invention, Figure 2 shows a perspective view of a strong current cable with a second embodiment of the metal screen. 3 shows a cross section of a strong current cable with a third embodiment of the metal screen according to the invention and Figure 4 shows a cross section of a strong current cable with a fourth embodiment of the metal screen according to the invention.

Föredraqen utföringsform I fig 1 visas en tvärsektion av en starkströms-35 kabel med tre ledarparter, vilka var och en innefattar 3 7 2 2 2 2 en ledare 1 av exempelvis koppar eller aluminium, pä vilken ett halvledande skikt 2 av exempelvis ledande plast extruderats. Pä det halvledande skiktet 2 är ett isolerskikt 3 extruderat och pä detta är i sin tur 5 ett andra halvledande skikt 4 ävenledes av exempelvis ledande plast extruderat. Varje ledarparts tvärsektion är sektorformad och de tre ledarparterna är sä lagda i förhällande tili varandra att deras cylindriska ryggsida vetter utät tili bildande av en huvudsakligen cirkulär 10 tvärsektionsform hos de tre sammanlagda ledarparterna.Preferred Embodiment In Figure 1, a cross-section of a three-conductor high current cable is shown, each comprising a conductor 1 of, for example, copper or aluminum, on which a semiconducting layer 2 of, for example, conductive plastic, is extruded. On the semiconducting layer 2, an insulating layer 3 is extruded and in turn 5 a second semiconducting layer 4 is also extruded from, for example, conductive plastics. The cross-section of each conductor part is sector-shaped and the three conductor parts are arranged relative to each other so that their cylindrical back side faces leaking to form a substantially circular cross-sectional shape of the three total conductor parts.

Runt de sammanlagda och skruvade ledarparterna före-finnes en första utföringsform av en metallskärm 5 en-ligt uppfinningen och pä skärmen 5 är en mantel 6 av exempelvis plast extruderad.A first embodiment of a metal screen 5 according to the invention exists around the assembled and screwed conductor parts and on the screen 5 a jacket 6 of, for example, plastic is extruded.

15 Den i figur 1 visade skärmen 5 innefattar ett för- utbestämt antal metallträdar 7 vilka är lagda i band-form pä respektive ledarparts ryggsida och sträcker sig utmed respektive skruvad ledarpart. För att ge skärm-trädarna 7 ett väldefinierat läge och bibehälla desamma 20 i detta läge under kabelns rörelser och böjningar kan trädarna 7 vara inbäddade i ett skikt av ett material, som företrädesvis är elektriskt ledande och skyddar trädarna mot korrosion. Thockleken av detta skikt Överstiger med nägra tiondels millimeter trädarnas tjocklek. Skiktet 25 i vilket trädarna 7 är inbäddade kan anbringas genom ex-trudering direkt i kablingsmaskinen strax efter det stä.1-let, där ledarparterna och tillhörande skärmträdar sam-tidigt vrids samman och läggs i sitt slutliga läge. Skärmträdarna 7 skall härvid vara belägna pä respektive 30 ledarparts ryggsida med i huvudsak lika inbördes avständ.The screen 5 shown in Figure 1 comprises a predetermined number of metal trees 7 which are laid in band form on the back side of the respective conductor pair and extend along the respective threaded conductor part. In order to give the screen trees 7 a well-defined position and maintain the same in this position during the movements and bends of the cable, the trees 7 may be embedded in a layer of a material which is preferably electrically conductive and protects the trees against corrosion. The thickness of this layer exceeds by a few tenths of a millimeter in thickness. The layer 25 in which the trees 7 are embedded can be applied by extruding directly into the cabling machine shortly after the stile, where the conductor parts and associated screen trees are simultaneously twisted together and placed in their final position. The screen beams 7 shall be located on the backside of the respective 30-pair, respectively, with substantially equal spacing.

I ett senare produktionssteg extruderas mäntein 6 av plast utanpä skärmen 5 med skärmträdarna 7.In a later production step, the mannequin 6 is extruded from the outside of the screen 5 by the screen trees 7.

I figur 2 visas en andra utföringsform av metall-skärmen enligt uppfinningen vid en kabel av för övrigt 35 sanana typ som visas i figur 1. Den i samband med figur 1 r? o o 9 2 4 Α· ^ beskrivna extruderingen av det elektriskt ledande, och korrosionsskyddande skiktet för inbäddning och fixering av skärmträdarna 4 kan medföra vissa praktiska svärig-heter t.ex. vid trumbyte, trädbrott etc. om extruderingen 5 utföres i samma process som själva kablingen. Vid den 1 figur 2 visade utföringsformen innefattar kabeln liksoin vid utföringsformen enligt figut 1 tre ledarparter, vilka är uppbyggda pä samma sätt som ledarparterna i figur 1 med en ledare 1 omgiven i tur och ordning av 10 ett halvledande skikt 2, ett isolerande skikt 3 och ett ytterligare, halvledande skikt 4. Vid den i figur 2 visade utföringsformen av skärmen utgöres denna av ett separat skärmband 8 för varje ledarpart dvs. i det visade fallet tre separata skärmband 8. Dessa skärmband 8 15 är förtillverkade och innefattar liksom vid utföringsformen enligt figur 1 ett förutbestämt antal metallträ-dar 7, vilka är parallellt anordnade och inbakade i ett band av elektriskt ledande, korrosionsskyddande material, exempelvis ett elektriskt ledande gummi- eller 20 plastmaterial. Vid kablingen av de tre ledarparterna anbringas de tre skärmbanden 8 pä respektive ledarparts rygg, varefter den pä detta sätt uppbygga kabelkroppen omlindas med ett band 9, varefter kabelkroppen liksom i fig. 1 päföres en mantel 6 av exempelvis plast.In Figure 2, a second embodiment of the metal screen according to the invention is shown by a cable of the other type shown in Figure 1. The connection with Figure 1 r? described in the extrusion of the electrically conductive, and the corrosion protection layer for embedding and fixing the screen trees 4 may cause some practical difficulties e.g. in case of drum change, tree breakage etc. if the extrusion 5 is carried out in the same process as the wiring itself. In the embodiment shown in Figure 2, the cable likewise in the embodiment of Figure 1 comprises three conductor parts which are constructed in the same way as the conductor parts of Figure 1 with a conductor 1 surrounded in turn by a semiconducting layer 2, an insulating layer 3 and a further, semi-conductive layer 4. In the embodiment of the screen shown in Figure 2, it is constituted by a separate shield band 8 for each conductor part ie. in the case shown, three separate shielding strips 8. These shielding strips 15 are pre-fabricated and, as in the embodiment according to Figure 1, comprise a predetermined number of metal wires 7 which are arranged in parallel and wrapped in a band of electrically conductive, corrosion protection material, e.g. conductive rubber or plastic materials. In the cabling of the three conductor parts, the three shield strips 8 are applied to the back of the respective conductor pair, after which the cable body constructed in this way is wrapped with a band 9, after which the cable body, as in Fig. 1, is applied, for example, plastic.

25 I figur 3 visas en utföringsform av en kabel med ledarparter med cirkulär tvärsektion säsom fallet är vid klena kabeldimensioner. De i figur 3 visade ledarparterna är för övrigt uppbyggda pä samma sätt som ledarparterna i figur 1 och 2 dvs. med en ledare 1, som i 30 tur och ordning är omgiven av ett halvledande skikt 2, ett isolerande skikt 3 samt ett ytterligare, halvledande skikt 4. För erhällande av en cirkulär tvärsektion hos en kabel innefattande de i figur 3 visade ledarparterna mäste mellanrummen mellan parterna utfyllas. Detta ernäs 35 exempelvis medelst skärmband 8 av i figur 2 visad typ, 5 n 090? ( men vilka förtjockats längs sinä kanter pä i figur 3 visat sätt. Även de i figur 3 visade skärmbanden 8 innefattar ett förutbestämt antal skärmträdar 7 vilka i förväg inbakats i ett skikt av exempelvis ledande 5 plast eller gummi- I stället för att som visas i figur 1 lägga skärm-trädarna 7 längs respektive ledarparts rygg och därefter ingjuta skärmträdarna i ett halvledande material i och för att fixera trädarna i förhällande tili ledarparterna, 10 kan dessa pä sin ryggsida vara försedda med längsgäen-de, parallella spar 10 för upptagande av ett förutbestämt antal inbördes parallella skärmträdar 7 pä sätt som visas i figur 4. Uppbyggnaden av de i figur 4 visade ledarparterna motsvarar för övrigt uppbyggnaden av le-15 darparterna enligt figur 1 och 2 dvs. de innefattar en inre ledare 1, som i tur och ordning är omgiven av ett halvledande skikt 2, ett isolerande skikt 3 och ett yttre, halvledande skikt 4, i vilket spären 10 är upptagna.Figure 3 shows an embodiment of a cable with circular cross-sectional conductor parts, as is the case with small cable dimensions. The lead parts shown in figure 3 are otherwise constructed in the same way as the lead parts in figures 1 and 2 ie. with a conductor 1, which in turn is surrounded by a semiconducting layer 2, an insulating layer 3 and a further, semiconducting layer 4. To obtain a circular cross-section of a cable comprising the conductor parts shown in Figure 3, the spaces between parties are filled out. This is mentioned, for example, by screen tape 8 of the type shown in Figure 2, 5 n 090? (but which are thickened along its lateral edges in the manner shown in Figure 3. Also, the screen strips 8 shown in Figure 3 include a predetermined number of screen trees 7 which are pre-baked in a layer of, for example, conductive plastic or rubber instead of shown in FIG. Figure 1 places the screen trees 7 along the backs of the respective conductor pairs and then insert the screen trees in a semi-conductive material in and for fixing the trees in relation to the conductor parts, these may be provided on their backside with longitudinal parallel bars 10 for receiving a predetermined number of mutually parallel screen trees 7 in the manner shown in Figure 4. The structure of the conductor parts shown in Figure 4 also corresponds to the structure of the conductor parts of Figures 1 and 2, i.e. they comprise an inner conductor 1, which in turn is surrounded by a semiconducting layer 2, an insulating layer 3 and an outer, semiconducting layer 4, in which the latch 10 is accommodated.

Vid den i figur 4 visade utföringsformen erfordras 20 icke nägon utfyllnad mellan skärmträdarna 7 sävitt man icke önskar skydda trädarna mot exempelvis korrosion.In the embodiment shown in Figure 4, no filling is required between the screen trees 7 unless it is desired to protect the trees against, for example, corrosion.

Vid de i figur 1, 2 och 3 visade utföringsformerna av skärmen enligt uppfinningen är nämligen skärmträdarna 7 skyddade mot korrosion tack väre inbakningen i det halv-25 ledande gummi- eller plastmaterialet.Namely, in the embodiments of the screen according to the invention shown in Figures 1, 2 and 3, the screen trees 7 are protected against corrosion thanks to the backing of the semiconducting rubber or plastic material.

För att även vid utföringsformen enligt figur 4 fixera trädarna 7 mot respektive ledarpart kan ledarparterna med sinä respektive skärmträdar 7 omlindas med ett band 9 innan mäntein 6 extruderas pä kabelkroppen. 30 Vid böjning av en kabel med flera skruvformigt sammanlagda ledarparter enligt exempelvis figur 2 glider parterna relativt varandra pä sädant sätt att det genom böjningen uppkomna underskottet i partlängd pä den böjda kabelns ytteryta (ytterkurvan) hämtas in frän 35 ett motsvarande överskott pä dess inneryta (innerkurvan).Also, in the embodiment according to Figure 4, to fix the trees 7 to the respective conductor part, the conductor parts with their respective shield trees 7 can be wrapped with a band 9 before extruder 6 is extruded onto the cable body. When bending a cable with a plurality of helically assembled conductor parts according to, for example, Figure 2, the parties slide relative to each other in such a way that the partial length deficit created by the bending on the outer surface (outer curve) of the curved cable is retrieved from a corresponding excess on its inner surface (inner curve). ).

6 7 2 2 2 26 7 2 2 2 2

Detta betyder att ett ytelement pä den enskilda ledarparten varken töjs eller komprimeras till följd av böjningen. Detta förhällande utnyttjas vid metall-skärmen enligt föreliggande uppfinning, vars metal.1-5 element, som säledes sträcker sig utmed sin tillhöran-de, skruvade ledarpart, icke kommer att utsättas för särskilda drag- eller tryckkrafter vid böjning av kabeln.This means that a surface element on the individual conductor part is neither stretched nor compressed as a result of the bending. This condition is utilized on the metal screen of the present invention, the metal of which 5, which thus extends along its associated, screwed conductor portion, will not be subjected to particular tensile or compressive forces when bending the cable.

I stället för att använda flera, inbördes parall-10 lella metallträdar, vilka sträcker sig längs sin till-hörande ledarpart, är det även möjligt att per ledarpart använda ett enda metallband, vard bredd motsvarar bredden av respektive ledarparts rygg och som pä samma sätt som skärmträdarna sträcker sig utmed sin tillhöran-15 de, skruvade ledarpart. Med detta utförande av skärmen kommer denna även att kunna fungera som diffusionsspärr gentemot fukt hos omgivningen.Instead of using multiple, mutually parallel metal trees extending along their associated conductor part, it is also possible to use a single metal band, each width, the width of which corresponds to the width of the respective conductor's back and which in the same way as the screen trees extend along their associated screwed conductor part. With this design of the screen it will also be able to act as a diffusion barrier against moisture in the environment.

Claims

A metal shield for a strong current cable having a predetermined number of mutually threaded conductor parts (1, 2, 3, 5 4), the shield (5) being constructed of a number of shielding strips corresponding to the number of conductor parts, each of which is a pre-fabricated strip ( 8) of rubber or plastic material extruded around a predetermined number, mutually substantially parallel metal trees (7), characterized in that the shielding strips abut the exterior of each of their screwed conductor parts in such a way that the parallel metal trees in each band extend parallel to the center line of the associated leader party.

2. Screen according to claim 1, characterized in that the rubber or plastic material is semi-conductive.

Screen according to claim 1, characterized in that the edges of each pre-fabricated strip are thickened.