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Verfahren zur Trocknung und Tränkung von Kabeln, insbesondere von
Kabeln mit Papierisolation Für die Trocknung und Tränkung der Kabelseelen, insbesondere
von Starkstronikabelii init PapierisolatIon, \vurden verschiedene Verfahren entwickelt.
Man kann die Kabelseelen in Kessel einsetzen, welche nian heizt und unter Vakuum
hält. Nach Beendigung der Trocknung wird die Tränkniasse unter Vakuuni in den Kessel
eingezogen und dringt in (las getrocknete Papier der Kabelisolation ein. Nach vollkommener
1)urchtränkung läßt nian das Kabel in der Masse abkühlen.
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Dieses Verfahren ist seit langem bekannt. Es hat den Nachteil, (laß
hierbei für die Trock-nung sehr viel Zeit gebraucht wird. lin Kessel wird, dieWärnic
von auLieni an die l)apierisolation der Kabelseele herangeführt. Sie wird zunächst
verbraucht, uni die Feuchtigkeit in der äußeren Schicht zu verdampfen.
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olan-e (lies nicht geschehen ist, kann an die initt-111j(1 inneren
Schichten keineWärrne abgegeben \\,erden. 1)as ist v,ehnehr erst möglich, wenn die
W:ii-ine ohne Abgabe in der äußeren Schicht, d. li. a1-11) nach beendeter
Trocknung der äußeren Schicht, durch diese hindurch weiter nach innen gelangen kann.
Bei der nun. einsetzenden Verdanipfung der inittlereu Schichten inuß die Feuchtigkeit
durch die bereits getrockneten äußeren Schichten hindurch nacli außen getrieben
werden, wobei diese Schichten vorübergehend wieder Feuchtigkeit aufnehmen. Das allmähliche
Vorarbeiten der Wärrne von außen durch die Isolierschicht 'hindurch bis ziiiii Leiter
ist ein Prozeß, der sehr langsam abläuft und uni so niehr Zeit braucht,
je dicker die Isolierhülle ist. Urn die Verdarripfung zu intensivieren und
die verdanipfte Feuchtigkeit absaugen züi ki3nneti, hält nian tititei-\,akiltim,wol)ei
nian die schlechtere
Wärmeleitung von der geheizten Kesselwand zum
Trockengut in Kauf nimmt. In einem Gefäß, das unter Vakuum steht, kann es Wasser
nur bis zu der (#renztemperatur geben, die der Siedetemperatur des Wassers bei dem
absoluten Druck des vorhandenen Vakuums entspricht. Solange daher in der Isolierhülle
noch Feuchtigkeit verdampft wird, muß ;in den Verdampfungsstellen diese verhältnismäßig
niedrige Temperatur herrschen, auch wenn im Kessel im übrigen eine Temperatur von
beispielsweise 125' herrscht. Durch diese Tatsache wird das sehr langsame Vordringen
der Wärme in der Kabelisolation bestätigf.
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Nachdem bei der Herstellung von Hochspannungskabeln die Isolierhüllen
immer stärker wurden, wurden die Trocknungszeite#n unerträglich lang, so daß man
dazu überging, im Kessel den ],eitern der Kabel durch elektrische Widerstandsheizung
Wärme zuzufü#hren. Auf diese Weise wurde der Weg der Wärme gewissermaßen auf die
Hälfte verkürzt, indem die Wärme in der Isolierschicht gleichzeitig von innen und
von außen vordringen und sich so auf halbem Wege begegnen konnte. Die Trockenzeiten
werden dadurch erheblich verkürzt, ])lieben aber immer noch lang.
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In neuerer Zeit ist ein anderes Verfahren zur Trocknung bekanntgeworden.
Man führt die Kabelseele durch ein Rohr, in dem sie im Durchlauf getrocknet wird.
In diesem Rohr kann man verschiedene Heizmethoden anwenden; die wirkungsvollste
ist nach bisheriger Erfahrung die Hochfrequenzheizung.
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Diese Heizung, welche die durch die dielektrischen Verluste im Dielektrikum,
also hier in der Papierisolation des durchlaufenden Kabels, entstehende Wärme gewissermaßen
unmittelbar am Ort des Verbrauchers erzeugt, heizt schlagartig die ganze Papierisolation
auf, ohne allerdings die Leiter mitzuerwärmen. Durch diese Methode wird die Trocknungszeit
radikal abgekürzt, doch haften auch diesem Verfahren noch erhebliche Mängel an.
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Wie schon erwähnt, liegt es in der Eigenart der Hochfrequenzheizung,
daß sie die Leiter nicht miterwärmt. Der Wasserdampf, der bei der in der Papierisolation
sofort einsetzenden Verdampfung entsteht, kondensiert auf den kalten,Leitern, so
daß sich in den Räumen zwischen den Einzeldrähten der Leiter Feuchtigkeit sammelt.
Dieser Nachteil wird auch dadurch nicht ausgeschaltet, daß man das Durchlaufrohr
an den Enden abdichtet und in bekannter Weise unter Vakuum hält oder die verdampfte
Feuchtigkeit ausbläst, da man hiermit immer nur die nach außen entweichende Feuchtigkeit
erfaßt.
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Zum anderen ist das getrocknete Papier sehr hygroskopisch und nimmt
nach der Trocknung aus der Luft Feuchtigkeit auf. Es ist deshalb vorgeschlagen worden,
im Anschluß an das zu durchlauf ende Heizrohr die Kabelseele in einer geeigneten
Vorriehtung im Durchlauf zu tränken. Damit wird aber keine Abhilfe geschaffen; denn
es ist eine Erkenntnis der Kabelfabrikation der letzten Jahre, daß es für die Erzielung
eines hochwertigen Dielektrikums aus getränktern Papier wichtig ist, die Tränkung
bei restlos getrocknetem Papier und unter möglichst hohem Vakuum vorzunehmen. Die
letzte Phase der Trocknung soll unter hohem Vakuum unmittelbar in die der Tränkung
übergehen, wobei heute schon ein Vakuum bis zu JO-3 Torr zur Anwendung kommt. Diese
Bedingungen lassen sich allein schon wegen der beim Durchlaufsystem erforderlichen
Ein- und Austrittsdichtungen nicht genügend vollkommen verwirklichen. Wesentlich
günstigere Verhältnisse bestehen jedenfalls im stationären Kessel. Im Kessel ist
auch die bessere Möglichkeit vorhande#n, im Anschluß an die beendete Durchtränkung
nach einer der bekannten Methoden das Kabel zu kühlen, ohne daß vorlier die heiße
und da-her äußerst dünnflüssige Masse aus der Isolationsschicht herauslaufen kann.
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Die Erfindung geht für die Kabeltrocknung und -tränkung unter Vermeidung
aller oben beschriebenen Nachteile der bisher bekannten Verfahren folgenden Weg:
i. Die Leiter der Kabelseele werden auf der Trommel vorzugsweise durch elektrische
Widerstandsheizung auf eine Temperatur gebracht, die über der Siedetemperatur des
Wassers liegt, also beispielsweise auf 105'.
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2. Die Kabelseele wird unmittelbar anschließend in die bei dem bisherigen
Verfahren für das Einsetzen in die Trockenkessel übliche Pfanne eingewickelt. Bei
dieser Gelegenheit läuft die Kabel#seele durch ein Rohr mit Hochfrequenzheizung,
wobei die verdampfende Feuchtigkeit bei entsprechender Ein-und Austrittsdichtung
abgesaugt oder ausgeblasen wird.
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3. In derEinlegepfanne wird dieKabelseele durch Wärrnestrahlung
be)heizt, wofür zweckmäßig ein Schirm mit Infrarotlampen über der Pfanne angebracht
ist.
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4. Unmittelbar nach dem Einwickeln der Kabelseele wird die Pfanne
in den Trocken- und Tränkkessel eingesetzt, indem die letzte Phase der Trocknung
unter Anwendung von hohem Vakuum und anschließend die Tränkung durchgeführt werden.
Nach Beendigung der Tränkung kann das Kabel in bekannter Weise abgekühlt werden.
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Zwischen der Phase i und 2 des Verfahrens kann der Leiter nicht merklich
abkühlen, da die umgebende Papierisolation ein guter Wärmeisolator ist. Infolgedessen
findet beim Durchlauf durch das Heizrohr keine Kondensation der verdampften Feuchtigkeit
auf dem Leiter statt. Bei Austritt aus dem Hochfrequenzrohr würde die heiße Papierisolation
abkühlen und Feuchtigkeit teils aus dem noch im Gang befindlichen Verdampfungsprozeß
teils aus der Luft aufnehmen. Diese Wirkung spielt sich aber in der zur Verfügung
stehenden kurzen Zeitspanne nur an der Oberfläche der Isolierhülle ab. Die Infrarotheizung
ist eine Wärmestrahlung, die ohne große Tiefenwirkung gerade die Oberfläche des
Trockengutes erwärmt. Sie ist da-her besonders geeignet, in Form eines über der
Einlegepfanne angebrachten Schirmes die unerwünschte Oberflächenabkühlung der Kabelseele
zu verhindern. Durch das