NO121104B

NO121104B -

Info

Publication number: NO121104B
Application number: NO410869A
Authority: NO
Inventors: Frank Frode
Original assignee: Asea Ab
Priority date: 1968-10-21
Filing date: 1969-10-15
Publication date: 1971-01-18
Also published as: DK122983B; DE6940733U; SE321019B; DE1952703A1

Description

Kabel med to eller flere sammensatte kabelkjerner. Cable with two or more composite cable cores.

Det ec vel kjent at kabler kan være bygget opp av to eller flere sammensatte kabelkjerner bestående av med termoplast eller elastomer isolerte ledere og at hver kabelkjerne 1 dette tilfelle kan være overtrukket med et som ekvipotenstalflate tjenende halvledende skikt. Kabelkjernene kan være omgitt av en skjerm i form av en rundt kabelkjernene med overlapp anordnet omvikling av et metallbånd og videre kan en fylling være anordnet i rommet mellom kabelkjernene, slik at det sammensatte produkt får rundt tverrsnitt. Fyllingen kan blant annet bestå av butylgummiregenerat, av et fibrost materiale såsom jute- eller bomullsfibre, f.eks. i form av langsgående snorer, eller i form av papir som er presset til en onsket form. It is well known that cables can be made up of two or more composite cable cores consisting of thermoplastic or elastomer insulated conductors and that each cable core 1 in this case can be coated with a semi-conductive layer serving as an equipotential surface. The cable cores can be surrounded by a screen in the form of a wrapping of a metal band arranged around the cable cores with an overlap and further a filling can be arranged in the space between the cable cores, so that the composite product has a round cross-section. The filling can consist, among other things, of regenerated butyl rubber, of a fibrous material such as jute or cotton fibres, e.g. in the form of longitudinal cords, or in the form of paper pressed into a desired shape.

Det har ifcJlge foreliggende oppfinnelse vist seg mulig betydelig å forbedre driftsikkerheten for en kabel av den beskrev-ne; type. Dette bevirkes ved at en beskyttelsesleder forankres i effektiv elektrisk kontakt med kabelkjernenes halvledende skikt eller med skjermen langs hele kabelen. According to the present invention, it has proved possible to significantly improve the operational reliability of a cable of the type described; type. This is achieved by anchoring a protective conductor in effective electrical contact with the semi-conductive layer of the cable cores or with the screen along the entire length of the cable.

Foreliggende oppfinnelse skaffer til veie en kabel med The present invention provides a cable with

to eller flere sammensatte kabelkjerner av med termoplast eller elastomer isolerte ledere, hvor hver kabelkjerne er overtrukket med et som ekvipotensialflate tjenende halvledende lag og kabelkjernene tilsammen er omgitt av en skjerm i form av en omkring kabelkjernene fortrinnsvis med overlapping anordnet omvikling av et metallbånd og en fylling er anordnet i rommet mellom kabelkjernene og skjermen, og oppfinnelsen utmerker seg ved at fyllingen består av separate» preformede, langstrakte stottelegemer av et plastmateriale eller et elastomert materiale som enkeltvis er anordnet mellom to kabelkjerner og skjermen og utformet med indre avgrensende flater med til den respektive kabelkjernes mantelflate tilpasset form og med en ytre begrensende flate med til skjermens innerflate tilpasset form, samt at en metallisk beskyttelsesleder som strekker seg langs kabelen, holdes trykket mot de halvledende lag på de tilstøtende kabelkjerner av det mellom disse kabelkjerner anordnede stottelegeme eller holdes trykket av et stottelegeme mot skjermen eller mot et innenfor skjermen eventuelt anordnet og da i elektrisk kontakt med skjermen anordnet, for kabelkjernene felles som ekvipotensialoverflate tjenende halvledende lag. two or more composite cable cores of conductors insulated with thermoplastic or elastomer, where each cable core is coated with a semi-conductive layer serving as an equipotential surface and the cable cores together are surrounded by a screen in the form of a wrap around the cable cores, preferably with overlap arranged around a metal band and a filling is arranged in the space between the cable cores and the screen, and the invention is distinguished by the fact that the filling consists of separate" pre-shaped, elongated support bodies of a plastic material or an elastomeric material which are individually arranged between two cable cores and the screen and designed with internal delimiting surfaces with to the respective the sheath surface of the cable core adapted to the shape and with an outer limiting surface with the inner surface of the screen adapted to the shape, as well as that a metallic protective conductor that extends along the cable is kept pressed against the semi-conducting layers on the adjacent cable cores by the support body arranged between these cable cores or r the pressure is kept by a supporting body against the screen or against a possibly arranged inside the screen and then arranged in electrical contact with the screen, for the cable cores share a semi-conducting layer serving as an equipotential surface.

Beskyttelseslederens funksjon er i tilfelle av fdil å fore feilstrommene til et utlbsningsorgan, f.eks. et relé. Som nevnt: er beskyttelseslederen anordnet langs etter kabelen, hvilket innebærer at den spiralformede bane som beskyttelseslederen folger rundt: kabelens akse, har samme stigning som kabelkjernene og stottelegemene. I sin egenskap av metallisk ledere har den en betydelig stbrre evne til å lede feilstrommer enn de i kablen foreliggende halvledende skikt. Den har også på grunn av sin strekning en betydelig stbrre evne til å lede feilstrbmmer enn de spiralgående metallbånd i skjermen, på grunn av de mellom båndvindingene foreliggende overgangsmotstander som medfbrer at strbmmer i skjermen folger den av båndviklingene dannede spiralgående bane» The protective conductor's function is, in the event of a fault, to conduct the fault currents to a release device, e.g. a relay. As mentioned: the protective conductor is arranged along the cable, which means that the spiral path that the protective conductor follows around: the axis of the cable, has the same pitch as the cable cores and support bodies. As a metallic conductor, it has a significantly greater ability to conduct fault currents than the semiconducting layers present in the cable. Due to its length, it also has a significantly greater ability to conduct fault currents than the spiraling metal bands in the screen, due to the transition resistances present between the tape windings which cause currents in the screen to follow the spiraling path formed by the tape windings"

Som eksempel på egnet materiale i kabelkjernenes isolering og i den mantel som normalt er anordnet omkring skjermen, kan nevnes polyeten, polyvinylklorid mykgjort med dioktylfth6lat, naturgummi, neopren og butylgummi. As an example of suitable material in the insulation of the cable cores and in the sheath which is normally arranged around the screen, mention may be made of polyethylene, polyvinyl chloride softened with dioctyl phthalate, natural rubber, neoprene and butyl rubber.

De halvledende lag på kabelkjernene, henholdsvis det felles halvledende lag innenfor skjermen, hvis slikt anvendes, kan f.eks. bestå av en termoplast eller elastomer, såsom polyvinylklorid mykgjort med dioktylfthalat, polyeten, naturgummi eller syntetisk gummi, såsom butylgummi, inneholdende skjelettdannende carbon black. Laget kan bestå av en somlost strengsproytet kapsling eller et skruelinjeformet lopende bånd. The semi-conductive layers on the cable cores, respectively the common semi-conductive layer within the screen, if such is used, can e.g. consist of a thermoplastic or elastomer, such as polyvinyl chloride softened with dioctyl phthalate, polyethylene, natural rubber or synthetic rubber, such as butyl rubber, containing skeletonizing carbon black. The layer can consist of a loosely sprayed casing or a helical conveyor belt.

Skjermen kan med fordel bestå av et bånd av messing, kobber eller aluminium. The screen can advantageously consist of a strip of brass, copper or aluminium.

Stottelegemene består av en i det vesentlige formfast plast, fortrinnsvis en termoplast, en i det vesentlige formbestandig elastomer eller en i det vesentlige formbestandig blanding av en plast, fortrinnsvis en termoplast og en elastomer. Stottelegemene har den egenskap at de i det vesentlige bibeholder sin opp-rinnelige profil i kabelen, men at de dels er deformerbare i en viss grad i sideretningen for å kunne utove et effektivt trykk på beskyttelseslederen og dels være i en viss grad boyelige i lengde-retningen for å muliggjore en sammensetning av stottelegemer og kabelkjerner og videre en normal boyning av den ferdige kabel. Eksempel på egnet materiale i stottelegemene er polyvinylklorid mykgjort med en blanding av dioktylfthalat og klorerte paraffiner, videre hoytrykkspolyethen med en smelteindeks på 1,5 - 20 og videre en blanding av ethen-propen-gummi og polyethen. The support bodies consist of an essentially dimensionally stable plastic, preferably a thermoplastic, an essentially dimensionally stable elastomer or an essentially dimensionally stable mixture of a plastic, preferably a thermoplastic and an elastomer. The support bodies have the characteristic that they essentially retain their original profile in the cable, but that they are partly deformable to a certain extent in the lateral direction in order to exert an effective pressure on the protective conductor and partly to be flexible to a certain extent in length the direction to enable a composition of support bodies and cable cores and further a normal boyning of the finished cable. Examples of suitable material in the support bodies are polyvinyl chloride softened with a mixture of dioctyl phthalate and chlorinated paraffins, further high-pressure polyethylene with a melt index of 1.5 - 20 and further a mixture of ethylene-propylene rubber and polyethylene.

Beskyttelseslederen er én- eller flertrådet og kan f.eks. beBtå av kobber eller aluminium. The protective conductor is single or multi-wire and can e.g. made of copper or aluminium.

Ifolge en fordelaktig utforelsesform av oppfinnelsen er en beskyttelsesleder anordnet innenfor hvert stottelegeme og holdes av dette stottelegeme trykket mot de halvledende skikt på til-støtende kabelkjerner. Ved på denne måte å anvende flere beskyttelsesledere okes kabelens driftsikkerhet. According to an advantageous embodiment of the invention, a protective conductor is arranged within each support body and is held by this support body pressed against the semi-conducting layers on adjacent cable cores. By using several protective conductors in this way, the operational reliability of the cable is increased.

Ifolge en annen fordelaktig utforelsesform av oppfinnelsen er en beskyttelsesleder anordnet utenfor hvert stottelegeme og holdes trykket mot skjermen eller mot det innenfor skjermen eventuelt anordnede felles halvledende skikt. Anvendelsen av flere beskyttelsesledere på denne måte oker kabelens driftsikkerhet. According to another advantageous embodiment of the invention, a protective conductor is arranged outside each support body and is kept pressed against the screen or against the common semi-conductive layer possibly arranged within the screen. The use of several protective conductors in this way increases the operational reliability of the cable.

Ifolge en særlig fordelaktig utforelsesform av oppfinnelsen er stottelegemene forsynt med langsgående hull som i sideretning befinner seg utenfor den del av stbttelegemet, med hvilken beskyttelseslederen holdes trykket mot kabelkjernenes halvledende skikt eller mot skjermen eller mot det innenfor skjermen eventuelt anordnede felles halvledende skikt. Ved å forsyne stottelegemene med hull på denne måte blir stottelegemene mer deformerbare i sideretningen, hvilket på sin side medforer at beskyttelseslederen kan trykkes mer effektivt mot kabelkjernenes halvledende skikt. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the support bodies are provided with longitudinal holes which are laterally located outside the part of the support body, with which the protective conductor is kept pressed against the semi-conductive layer of the cable cores or against the screen or against the common semi-conductive layer possibly arranged within the screen. By providing the support bodies with holes in this way, the support bodies become more deformable in the lateral direction, which in turn means that the protective conductor can be pressed more effectively against the semi-conductive layer of the cable cores.

Hvis stottelegemenes utformes slik at deres ytre grenseflater befinner seg utenfor den omkring kabelkjernene omskrevne sylinderes mantelflate, oppnås en spesiell fordel som består i åt stottelegemene effektivt beskytter kabelkjeKnene og deres halvledende skikt fra mekanisk påvirkning utenfra, f.eks. ved deres sammensetning. If the support bodies are designed so that their outer boundary surfaces are located outside the mantle surface of the cylinders circumscribed around the cable cores, a special advantage is achieved which consists in that the support bodies effectively protect the cable cores and their semi-conductive layer from external mechanical influence, e.g. by their composition.

Oppfinnelsen skal i det fblgende beskrives og forklares nærmere i form av et utfbrelseseksempel og under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 skjematisk viser et tverrsnitt av en kabel i trelederutforelse med innenfor stottelegemene beliggende beskyttelsesleder og fig. 2 skjematisk viser et tverrsnitt av en kabel i trelederutforelse med utenfor stottelegemene beliggende beskyttelsesledere. In the following, the invention will be described and explained in more detail in the form of an embodiment and with reference to the drawing, where fig. 1 schematically shows a cross-section of a cable in a three-conductor design with a protective conductor located within the support bodies and fig. 2 schematically shows a cross-section of a cable in three-conductor design with protective conductors located outside the support bodies.

De på figurene viste hoyspentkabler har tre sammensatte kabelkjerner la, lb, lc. Hver kabelkjerne består av en metallisk leder 2a, 2b, 2c som er sammensatt av flere tynne tråder og av en isolering 3a, 3b, 3c av tverrbundet polyethen. Utenfor isolerin-gen har hver kabelkjerne et halvledende skikt 4a, 4b, 4c bestående av a trenge sprby tet ledende polyethen eller i form av halvledende bånd av med dioktylfthaiat mykgjort polyvinylklorid inneholdende skjelettdannende carbon black. Omkring hver leder 2a, 2b, 2c er også anordnet et halvledende skikt 5a, 5b, 5c, som likeledes er strengsprbytet ledende polyethen eller av bånd av mykgjort polyvinylklorid som inneholder carbon black eller av annet for skiktet 4 tidligere som eksempel nevnt art. The high-voltage cables shown in the figures have three composite cable cores la, lb, lc. Each cable core consists of a metallic conductor 2a, 2b, 2c which is composed of several thin wires and of an insulation 3a, 3b, 3c of crosslinked polyethylene. Outside of the insulation, each cable core has a semi-conductive layer 4a, 4b, 4c consisting of thinly sprby ted conductive polyethylene or in the form of semi-conductive tapes of polyvinyl chloride softened with dioctyl phthalate containing skeleton-forming carbon black. Around each conductor 2a, 2b, 2c is also arranged a semi-conductive layer 5a, 5b, 5c, which is likewise made of strand-reinforced conductive polyethylene or of strips of softened polyvinyl chloride containing carbon black or of other materials for layer 4 previously, for example the aforementioned species.

Mellom kabelkjernene er anordnet stottelegetner 6a, 6b, 6c. Hvert av disse har to indre grenseflater 7a, 7b, 7c henholdsvis 8a, 8b, 8c med samme form som den del av mantelflaten på de tilstøtende kabelkjerner som disse grenseflater er vendt mot, og videre en ytre grenseflate 9a, 9b, 9c med samme form som den del av skjermens 10 innerflate som den ytre grenseflaten er vendt mot. Stottelegemene, som er strengsprbytet av polyvinylklorid mykgjort med en blanding av dioctylfthalat og klorerte paraffiner eller av annet for stottelegemene tidligere som eksempel nevnt materiale, har langsgående hull lia, 11b og lic. Den ytre grenseflate 9a, 9b, 9c befinner seg utenfor den omkring kabelkjernene omskrevne sylinders mantelflate. Support legs 6a, 6b, 6c are arranged between the cable cores. Each of these has two inner boundary surfaces 7a, 7b, 7c and 8a, 8b, 8c respectively with the same shape as the part of the sheath surface of the adjacent cable cores that these boundary surfaces face, and further an outer boundary surface 9a, 9b, 9c with the same shape as the part of the inner surface of the screen 10 towards which the outer boundary faces. The support bodies, which are made of polyvinyl chloride softened with a mixture of dioctyl phthalate and chlorinated paraffins or of other material for the support bodies previously mentioned as an example, have longitudinal holes 11a, 11b and 11c. The outer boundary surface 9a, 9b, 9c is located outside the mantle surface of the cylinder circumscribed around the cable cores.

Omkring kabelkjernene er anordnet en skjerm 10» Skjermen som er jordet, består av et massivt messingbånd som er viklet om kabelkjernene med overlapp* Båndet, som kan ha en bredde av f» eks. 35 mm, er hardt strammet for å gi et effektivt trykk mot stottelegemene. Innenfor skjermen kan eventuelt være anordnet et for kabelkjernene felles halvledende skikt 12, f.eks. i form av en vikling av tynne bånd av med dioctylfthalat mykgjort polyvinylklorid inneholdende skjelettdannende carbon black. Skiktet 12 er anordnet i kontakt med skiktene 4a, 4b, 4c ved at de ligger an mot dem. Utenfor skjermen finnes en mantel 13. Den består av en strengesprbytet kapsling av polyvinylklorid mykgjort med dioctylfthalat. Around the cable cores there is a shield 10". The shield, which is earthed, consists of a massive brass band that is wrapped around the cable cores with an overlap* The band, which can have a width of f" e.g. 35 mm, is tightly tightened to provide effective pressure against the support bodies. Within the shield, a semi-conductive layer 12 common to the cable cores can optionally be arranged, e.g. in the form of a winding of thin strips of polyvinyl chloride softened with dioctyl phthalate containing skeleton-forming carbon black. The layer 12 is arranged in contact with the layers 4a, 4b, 4c in that they abut against them. Outside the screen there is a mantle 13. It consists of a string-reinforced enclosure of polyvinyl chloride softened with dioctyl phthalate.

Ifblge fig. 1 er beskyttelsesledere 14a, 14b, 14c anordnet innenfor stottelegemene 6a, 6b, 6c. Beskyttelseslederne trykkes langs kabelens hele lengde mot de halvledende skikt 4a, 4b, 4c av stottelegemene ved at disse utsettes for trykk fra skjerm 10. Den del 15a, 15b, 15c av hvert stottelegeme som overforer trykket fra skjermen, utgjores av massivt materiale, mens stottelegemene utenfor den nevnte del i sideretning,' som allerede nevnt, er forsynt med langsgående hull lia, 11b, lic. Disse hull gjor at side-partiene av stottelegemene kan tilpasse:seg etter kabelkjernenes mantelflate uten at trykket på beskyttelseslederne avtar av denne grunn. Kabelkjerner, beskyttelsesledere og stottelegemer er i en sammensetningsoperasjon satt sammen til en kabel og ligger an mot hverandre. Alle folger således skruelinjeformede baner omkring kabelens lengdeakse. According to fig. 1, protective conductors 14a, 14b, 14c are arranged within the support bodies 6a, 6b, 6c. The protective conductors are pressed along the entire length of the cable against the semi-conducting layers 4a, 4b, 4c of the support bodies by subjecting these to pressure from screen 10. The part 15a, 15b, 15c of each support body which transfers the pressure from the screen is made of solid material, while the support bodies outside the mentioned part in the lateral direction,' as already mentioned, is provided with longitudinal holes lia, 11b, lic. These holes enable the side parts of the support bodies to adapt to the cable cores' jacket surface without the pressure on the protective conductors decreasing for this reason. Cable cores, protective conductors and support bodies are assembled into a cable in an assembly operation and lie against each other. All thus follow helical paths around the cable's longitudinal axis.

Ifolge fig. 2 er beskyttelsesledere 16a, 16b, 16c anordnet utenfor stottelegemene 6a, 6b, 16c. Beskyttelseslederne trykkes langs hele kabelens lengde av stottelegemene mot skjermen 10 eller mot det halvledende skikt 12 hvis slikt anvendes, hvilket sistnevnte tilfelle er vist på figuren, ved at stottelegemene utsettes for trykk fra skjermen. Hensiktsmessig er stottelegemene forsynt med grunne spor for å fiksere beskyttelsesledernes stil-linger. Kabelkjerner, beskyttelsesledere og stottelegemer er sammensatt til en kabel i en sammensetningsoperasjon og ligger an mot hverandre. Alle folger således også i dette tilfelle skruelinjeformede baner omkring kabelens lengdeakse. According to fig. 2, protective conductors 16a, 16b, 16c are arranged outside the support bodies 6a, 6b, 16c. The protective conductors are pressed along the entire length of the cable by the support bodies against the screen 10 or against the semi-conductive layer 12 if such is used, which latter case is shown in the figure, by exposing the support bodies to pressure from the screen. Appropriately, the support bodies are provided with shallow grooves to fix the positions of the protective conductors. Cable cores, protective conductors and support bodies are assembled into a cable in an assembly operation and abut each other. All of them therefore follow helical paths around the longitudinal axis of the cable in this case as well.

I det på fig. 2 viste tilfelle kan beskyttelseslederne i In that in fig. In the case shown in 2, the protective conductors can i

prinsippet også være anordnet mellom det halvledende skikt 12 og skjermen 10. principle also be arranged between the semiconducting layer 12 and the screen 10.

Det er mulig i én og samme kabel å anordne beskytelses- It is possible in one and the same cable to arrange protection

ledere både innenfor stottelegemene (se fig. 1) og utenfor stotte- conductors both inside the support bodies (see fig. 1) and outside the support

legemene (se fig. 2). the bodies (see fig. 2).

Claims

1. Cable with two or more composite cable cores of thermoplastic or elastomer insulated conductors, where each cable core is coated with a semiconductor serving as an equipotential surface

end layer and the cable cores together are surrounded by a screen in the form of a around the cable cores preferably with overlapping, arranged wrapping of a metal band and a filling is arranged in the space between the cable cores and the screen, characterized in that the filling consists of separate, pre-shaped elongated support bodies of a plastic material or an elastomeric material that is individually arranged between two cable cores and the shield and designed with internal delimiting surfaces with a shape adapted to the respective cable core's sheath surface and with an outer limiting surface with a shape adapted to the inner surface of the shield, and that a metallic protective conductor that extends along the cable, the pressure is kept against the semi-conducting layers on the adjacent cable cores by the support body arranged between these cable cores or the pressure is kept by a support body against the screen or against one possibly arranged within the screen and then arranged in electrical contact with the screen, for the cable cores are shared as equipotential layer serving semiconductor layer.

2. Cable according to claim 1, characterized in that a protective conductor is arranged within each support body and the pressure of this support body is kept against the semi-conducting layers on adjacent cable cores.

3. Cable according to claim 1, characterized in that a protective conductor is arranged outside each support body and the pressure of this support body is kept against the screen or against the common semi-conductive layer possibly arranged within the screen.

4. Cable according to one of claims 1-3, character characterized by the support bodies being provided with longitudinal holes which are laterally located outside the part of the support body, with which the protective conductor is kept pressed against the semi-conductive layer of the cable cores or against the screen or the common semi-conductive layer possibly arranged within the screen.

5. Cable according to one of claims 1-4, characterized in that the outer boundary surfaces of the support bodies, according to the composition of the cable cores, lie outside the cylindrical surfaces circumscribed around the cable cores. 6. Cable according to one of the claims 1-5> characterized in that the support body consists of an essentially form-retaining thermoplastic or elastomer.