DE1100115B - Mit Bleimantel versehenes abgeschirmtes Hochspannungskabel - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein mit Bleimantel versehenes abgeschirmtes elektrisches Hochspannungskabel, dessen Isolierung aus ölimprägnierten Papierbändern und dessen Abschirmung aus zweischichtigen Papierbändern besteht, deren eine, isolierende Schicht unmittelbar an der Kabelleiterisolierung anliegt und deren andere, mit der ersten Schicht zusammenhaftende Schicht elektrisch leitend ist.

Es sind seit langem abgeschirmte Hochspannungskabel bekannt, bei denen man sich bemüht hat, die durch ungleiche Verteilung des elektrischen Feldes verursachten Nachteile zu vermeiden, welche durch die nicht vollständig glatten Oberflächen des Leiters und der Kabelabschirmung verursacht wurden. Die Leiter solcher Kabel sind im allgemeinen Litzendrähte oder -seile, die infolge ihrer Struktur eine gewellte Oberfläche haben, der sich das Profil der äußeren Drahtlagen anpaßt. Ferner kann die äußere Umhüllung des Kabels außer dem nicht genügenden Anhaften an dem Isoliermaterial des Kabelkernes längs ihrer inneren Oberfläche zahnartige Vorsprünge aufweisen, die aus den verschiedensten Gründen während der Aufbringung der Umhüllung durch Ziehen oder während der Verlegung oder Installation des Kabels gebildet worden sind.

Dieses mangelhafte Anhaften an dem Isoliermaterial bzw. die mangelhafte Glätte der metallenen Oberflächen bildet bekanntlich die Ursache elektrischer Entladungen, welche eine Zersetzung des Isoliermaterials hervorrufen und die Lebensdauer des Kabels herabsetzen. Es ist bekannt, der schädlichen Wirkung dieser Unebenheiten der Oberfläche dadurch zu begegnen, daß abschirmende Bänder in Form dünner Streifen aus leitendem Material verwendet werden, die in unmittelbaren Kontakt mit der abschirmenden Metallfläche gebracht und in Spiralform auf den Leiter oder über seine Isolation gewickelt werden, derart, daß sie sich mit ihren Kanten berühren oder etwas überlappen.

Die verwendeten Abschirmstreifen können aus Metall oder einem anderen, leitend gemachten Material bestehen.

Es ist z. B. bekannt, daß ein Papierblatt so behandelt werden kann, daß es an seiner Oberfläche oder in seiner Substanz elektrisch leitend wird. Im ersten Fall wird das Blatt auf einer Seite mit einer Schicht eines leitenden Überzugs oder Firnisses überzogen, während im zweiten Fall bei der Papierherstellung in die Zellulosefasermasse ein elektrisch leitendes Pulver, z. B. Metallpulver oder Graphit oder Ruß, eingebracht und in feinverteilter Form gleichmäßig in 'die Masse gemischt wird, so daß in dieser eine homogene Leitfähigkeit erhalten wird. Die Litzenleiter sind mit Papierstreifen vereinigt, die durch Einbringung von leitendem Ruß leitend gemacht sind, dann folgt die Isolierschicht, Mit Bleimantel versehenes abgeschirmtes Hochspannungskabel

Anmelder:

Pirelli Societä per Azioni,
Mailand (Italien)

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 15,

und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälte

Beanspruchte Priorität:
Italien vom 16. März 1956

und über dieser ist eine zweite Bewicklung mit Streifen aus leitendem Papier aufgebracht, das mit der metallenen Umhüllung des Kabels in Berührung steht.

Bei einem derartigen bekannten Kabel stehen die beiden Abschirmbänder in unmittelbarem Kontakt mit dem Isoliermaterial des Kabelkerns; hieraus ergeben sich beträchtliche Nachteile. Unter der Einwirkung des sehr starken elektrischen Wechselfeldes werden die sehr kleinen Teilchen aus leitendem Stoff und die von diesen bedeckten kleinen Zellulosefasern in Schwingung versetzt, können unter Umständen voneinander gelöst werden und können in die imprägnierende Mischung des Kabelisoliermaterials hineinwandern. Dadurch wird ein Energieverlust im Dielektrikum hervorgerufen, der durch eine Zunahme des Ionisationsfaktors des Kabels in Erscheinung tritt, welcher bekanntlich als Differenz des Leistungsfaktors oder Verlustwinkel des Dielektrikums des Kabels für zwei spezifische Werte der angelegten Spannung, die im allgemeinen das 2Hfache der Betriebsspannung beträgt, gegeben ist.

Dieser Nachteil wird besonders verhängnisvoll in dem Fall, daß eine sehr flüssige Imprägniermischung verwendet wird. Ist nämlich die Viskosität des Mediums niedrig, so werden die Schwingungen der leitenden Teilchen und der kleinen mit diesen Teilchen bedeckten Zellulosefasern nur in geringem Ausmaß durch

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das Medium gedämpft, und die Wahrscheinlichkeit *> ·'· ihrer Loslösung· wird erhöht.

Es wurde gefunden, daß es für die Verhinderung der Bewegung der Rußteilchen von großem Nutzen ist, die Fläche des leitenden Papierblatts, die in unmittelbarer Berührung mit dem Isoliermaterial des oder der Leiter des Kabels stehen, mit einer Schicht oder einem Überzug zu versehen, die bzw. der ebenfalls isolierend ist und gut anhaftet; eine solche Schicht bzw. ein solcher Überzug kann durch einen Film oder einen Firnis oder insbesondere einen Aufstrich von Zellulosefasern gebildet werden.

Es ist bereits bekannt, eine hohlraumfreie Isolationsschicht für Kabel, die aus entsprechend zubereitetem Zellstoff oder Lackfilmen besteht, auf einen Träger aus Papier aufzubringen, mit diesem fest zu verbinden und dieses schichtenförmig aufgebaute Isolationsmaterial dann weiterhin z. B. durch Graphitieren oder Metallisieren elektrisch leitend zu machen. Dabei wirkt die isolierende Schicht als Träger für die leitende Schicht an der Oberfläche. Dabei wird jedoch die Öldurchlässigkeit des Papiers durch den aufgebrachten Lackfilm stark beeinträchtigt. Bei dem neuen Kabel sind die genannten Nachteile dadurch vermieden, daß erfindungsgemäß als abschirmende Papierbänder solche zweischichtigen Papierbänder verwendet werden, deren eine, isolierende Zellulosefaserschicht und deren andere, in bekannter Weise durch Znsatz eines Pulvers, z. B. Ruß, leitend gemachte Zellulosefaserschicht bei der Herstellung in breiigem Zustand übereinandergelegt und durch Zusammenpressen in der Weise miteinander vereinigt sind, daß die Zellulosefasern, an der Berührungsfläche beider Schichten miteinander verfilzt, ein einheitliches Papierband bilden.

Da die isolierende Schicht des abschirmenden zweischichtigen Papierbandes stets in unmittelbarer Berührung mit dem Isoliermaterial und die leitende Schicht in Berührung mit einem Metallteil des Kabels, nämlich mit dem Kabelleiter oder mit dem metallenen Kabelmantel, steht, wird durch die Erfindung erreicht, daß der Ionisationsfaktor erheblich vermindert wird.

Durch diese neue Anordnung wird auch ein Fortschritt gegenüber dem obenerwähnten bekannten isolierenden Papier erzielt, dessen eine Seite mit einem elektrisch leitenden Firnis bedeckt ist, weil nämlich ein leitend gemachter dünner Film eine bedeutend geringere Leitfähigkeit aufweist und außerdem die vollständige oder teilweise gegenseitige Ablösung der kleinen Fasern und der leitenden Teilchen dabei nicht voll wirksam verhindert ist wegen der Zerbrechlichkeit des normalerweise verwendeten leitenden Firnisses.

Kontinuierlich arbeitende Maschinen, auf denen Papierblätter oder -streifen hergestellt werden können, wie sie bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind beispielsweise für die Herstellung von Papier unter dem Namen »Multi-lay« bekannt. Zu diesem Zweck kann die Papiermasse während der Bearbeitung welche sie in den Behältern oder Kübeln erfährt, die unter der Bezeichnung »Holländer« zum Waschen und Lockern der Faser vor der Herstellung des Blattes bekannt sind, gleichförmig mit dem leitenden Pulver, vorzugsweise in feinverteiltem Zustand befindlichen Ruß, beladen oder gefüllt werden. Für die anschließende Herstellung des Blattes mit den vorerwähnten Eigenschaften ist zweckmäßig die flüssige Masse, welche in die kontinuierlich arbeitende Maschine eingeführt wird, von zweierlei Art: Einer, die mit leitendem Pulver beladen ist, und einer, die nicht damit beladen ist; beide Arten von Masse werden getrennt voneinander auf zwei fortlaufende Drahtgazeelemente mit sehr feiner Vermaschung aufgebracht, wie sie unter dem Namen »Foudrinier-Netz oder -Gaze« bekannt sind; diese tragen, indem sie sich in Längsrichtung bewegen, die -beiden dünnen Schichten, wobei diese teilweise von ihrem Wassergehalt durch Abtropfen und Absaugung befreit werden. Bekanntlich führen solche Gazebahnen außer ihrer Bewegung in Längsrichtung auch eine schwingende Querbewegung aus, welche dazu dient, die Dicke der Schicht zu vergleichmäßigen und einen gewissen Teil der Zellulosefasern in Querlage zu bringen.

Die dünnen Masseschichten auf den beiden Gazeelementen, von denen die eine beladen ist, die andere nicht, können in der obengenannten Maschine vor dem Zusammenpressen zwischen geeigneten Walzen übereinandergelegt werden, so daß sie nach dem feuchten Bearbeitungszustand durch Ineinandergreifen ihrer Fasern vereinigt werden und schließlich am Ende des Herstellungsprozesses das Blatt aus zwei Schichten, einer isolierenden und einer elektrisch leitenden, besteht, welche fest miteinander verbunden sind.

Aus den zweischichtigen Papierblättern werden dann abschirmende Bänder hergestellt, die über dem Isoliermaterial des Kabelkerns und/oder über den Litzenleitern angebracht werden können; es sei nochmals darauf hingewiesen, daß die isolierende Schicht stets in unmittelbarer Berührung mit dem Isoliermaterial liegen soll, während die leitende Schicht in Berührung mit der abschirmenden Fläche stehen muß.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die auf diese Weise abgeschirmten elektrischen Kabel einen begrenzten Ionisierungsfaktor aufweisen.

Als Ausführungsbeispiel, durch welches allerdings die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung in keiner Weise beschränkt werden sollen, zeigt die Zeichnung ein Hochspannungskabel mit einem Leiter. Dabei ist mit 1 der Litzenleiter bezeichnet, der mit dem Isoliermaterial 3 umhüllt ist, das aus imprägniertem Papier besteht. Mit 5 ist die äußere metallene Umhüllung oder Armierung bezeichnet. In unmittelbarer Berührung mit der Litze 1 ist ein Abschirmband 2 auf die Litze gewickelt. Die leitenden Flächen dieser Bänder sind schraffiert und die isolierenden Flächen unschraffiert dargestellt. Wie ersichtlich, steht der leitende Teil des Streifens 2 in Berührung mit dem Litzenleiter 1, während die entsprechende Seite des Streifens 4 in Berührung mit der metallenen Umhüllung des Kabels steht. Der isolierende Teil beider Streifen dagegen steht überall in Berührung mit der Isolation 3.

Die neuen Abschirmbänder können auch mit anderen Mitteln hergestellt werden, wie sie oben nur beispielsweise beschrieben wurden, und sie können sowohl bei Kabeln mit einem Leiter oder Kern als auch bei Kabeln mit mehreren Leitern oder Kernen verwendet werden.

Ferner kann bei jedem Einzelkabel das eine oder das andere der beiden Bänder 2 und 4 fortgelassen werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mit Bleimantel versehenes abgeschirmtes Hochspannungskabel, dessen Isolierung aus ölimprägnierten Papierbändern und dessen Abschirmung aus zweischichtigen Papierbändern besteht, deren eine, isolierende Schicht unmittelbar an der Kabelleiterisolierung anliegt und deren andere, mit der ersten Schicht zusammenhaftende Schicht, elektrisch leitend ist, dadurch gekenjizeichjiet, daß als abschirmende Papierbänder solche zweischichtigen Papierbänder verwendet sind, deren eine, iso-

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   lierende Zellulosefaserschicht und deren andere, in bekannter Weise durch Zusatz eines Pulvers, z. B. Ruß, leitend gemachte Zellulosefaserschicht bei der Herstellung in breiigem Zustand übereinandergelegt und durch Zusammenpressen in der Weise miteinander vereinigt sind, daß die Zellulosefasern, an der Berührungsfläche beider Schichten miteinander verfilzt, ein einheitliches Papierband bilden.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 532 960, 374 709, 858, 950 567, 373 295, 579 204, 288 446; österreichische Patentschriften Nr. 136 860, 90 327; französische Patentschriften Nr. 1 066 664, 107;

   USA.-Patentschriften Nr. 2 217 284, 2 208 832, 102 129.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen