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Vorrichtung und Verfahren zum Trocknen und Imprägnieren von zu ummantelnden
Kabeladern Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Trocknen und Imprägnieren von zu ummantelnden Kabeladern, vorzugsweise für Hochspannungskabel,
mit einem Vakuumkessel, in dem die Kabeladern in transportablen Einsatzbehältern
unter Vakuumeinwirkung getrocknet und anschließend daran ohne Unterbrechung des.
Vakuums mit einem dünnflüssigen Isoliermittel getränkt werden.
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Eine bekannte Einrichtung dieser Art enthält ein Heizgefäß, in das
ein oder mehrere Kabelbehälter eingesetzt werden können. Bei einer Weiterentwicklung
dieser Anordnung ist jeder Kabelbehälter für sich hermetisch abschließbar und mit
Vorrichtungen zum Anschließen an eine Entlüftungsvorrichtung und einen Ölbehälter
versehen. Die bekannten Kabelbehälter bilden gleichzeitig den Vakuumkessel, und
es ist daher nicht möglich, einen Einsatzbehälter zu einer Ummantelungspresse zu
transportieren, ohne das Vakuum aufzuheben. Das Kabel kann auch nicht unter Aufrechterhaltung
des Vakuums aus dem Einsatzbehälter in die Ummantelungspresse geleitet werden.
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Es ist ferner bei der Herstellung sehr langer Überseekabel bekannt,
einzelne Kabellängen in einem Trockenofen zwischenzutrocknen und von diesem einer
Ummantelungspresse zuzuführen. Der Trockenofen und die Ummantelungspresse sind durch
ein Zwischenstück verbunden, die Anordnung kann evakuiert sein, so daß das Kabel
vom Trockenofen bis zur Mantelpresse unter Vakuum gehalten wird. In der Praxis ist
es jedoch oft nicht möglich, die Trocknung und gegebenenfalls eine Imprägnierung
am Ort der Mantelpresse vozunehmen. Außerdem muß die bekannte Anordnung in relativ
kurzen Abständen wieder belüftet werden, um sie erneut beschicken zu können.
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Es sind ferner ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung
von elektrischen Ölkabeln vorgeschlagen worden, bei denen zwischen dem Tränken und
dem Ummanteln ein Luftzutritt zum Kabel verhindert wird. Zu diesem Zwecke werden
die Enden der Kabelseele vor dem Ummanteln mit metallischen Endkappen versehen,
die an einem Leiter des Kabels befestigt werden und die nach der Ummantelung durch
den auf sie aufwirkenden Druck der Umhüllung die Kabelseelenenden selbsttätig abschließen.
Bei der vorgeschlagenen Anordnung wird das Kabel in einem heizbaren Behälter unter
Vakuum getrocknet und mit Öl getränkt, das Vakuum wird jedoch dann aufgehoben, und
die Zuführung des zu ummantelnden Kabels zur Presse erfolgt unter Atmosphärendruck.
Es ist ferner vorgeschlagen worden, eine stationäre Vakuumtrockenkammer mit einer
Ausschleusvorrichtung zu versehen.
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Durch die Erfindung sollen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Trocknen und Imprägnieren von zu ummantelnden Kabeladern angegeben werden, bei denen
die Kabeladern in leicht transportablen Einsatzbehältern unter Vakuum getrocknet,
ohne Unterbrechung des Vakuums mit einem dünnflüssigen Isoliermittel getränkt und
dann ohne Aufhebung des Vakuums transportiert und in eine Mantelpresse eingeführt
werden können.
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Eine Vorrichtung zum Trocknen und Imprägnieren von zu ummantelnden
Kabeladern, vorzugsweise für Hochspannungskabel, mit einem Vakuumkessel, in dem
die Kabeladern in transportablen Einsatzbehältern unter Vakuumeinwirkung getrocknet
und anschließend daran ohne Unterbrechung des, Vakuums mit einem dünnflüssigen Isoliermittel
getränkt werden, ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzbehälter
mit einer Absperrvorrichtung versehen ist, mittels deren er nach dem Trocknen und
Imprägnieren bei noch abgeschlossenem und evakuiertem Vakuumkessel seinerseits hermetisch
verschließbar ist, und daß am Einsatzbehälter eine an sich bekannte Ausschleusvorrichtung
vorgesehen ist, durch die die Kabeladern bei verschlossenem Einsatzbehälter entnommen
werden können.
Ein neues Verfahren zum Trocknen, Imprägnieren und
Ummanteln von Kabeln unter Verwendung der obenerwähnten Vorrichtung ist gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Kabel zunächst in an
sich bekannter Weise in einen getrennt verschließbaren, transportablen Behälter
eingebracht wird, in dem es während des gesamten Arbeitsganges bis zur Ummantelung
verbleibt, daß ein Ende des Kabels in die vorgesehene Ausschleusvorrichtung eingeführt
wird, daß ein oder mehrere solcher Einsatzbehälter in an sich bekannter Weise in
geöffnetem Zustand in einen Trocknungs-und Imprägnierungskessel eingebracht werden,
in dem das Kabel evakuiert, getränkt und imprägniert wird, daß der Einsatzbehälter
nach Abzug des überschüssigen Imprägniermittels bei noch verschlossenem Imprägnierkessel
seinerseits hermetisch abgeschlossen wird, daß der verschlossene Einsatzbehälter
an eine Vorrichtung zur Ummantelung des Kabels angeschlossen wird und daß das Kabel
durch die Ausschleusvorrichtung in an sich bekannter Weise unter Luftabschluß der
Ummantelungsvorrichtung zugeführt wird.
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Durch die Erfindung wird also gewährleistet, daß das Imprägniermittel
im fertigen, ummantelten Kabel einen minimalen Gehalt an Sauerstoff und Feuchtigkeit
aufweist, da das getrocknete und imprägnierte Kabel beim Transport von der Trocknungs-
und Imprägnieranlage zur Mantelpresse und während des Zuführens in letztere nicht
mit der Atmosphäre in Berührung kommt.
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Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden,
in denen verschiedene Ausführungsformen der neuen Vorrichtung dargestellt sind,
mit denen das Verfahren nach der Erfindung ausgeübt werden kann. Es zeigt Fig. 1
einen Vertikalschnitt durch eine Imprägnierkammer mit eingesetzten Behältern für
lose eingelegtes Kabel und mit einer Vorrichtung zum Verschließen dieser Behälter,
ohne die Kammer öffnen zu müssen, Fig. 2 eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht
des unteren Teiles der Vorrichtung nach Fig. 1, Fig. 3 eine Aufsicht auf den Schließmechanismus
der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2, Fig. 4 a eine teilweise im Schnitt gehaltene
Seitenansicht eines Einsatzbehälters, wie er bei der Anlage nach Fig. 1 und 2 Verwendung
finden kann, mit geschlossenem Deckel, Fig. 4 b einen Schnitt längs der Linie A-B
in Fig. 4 a, Fig. 5 einen Vertikalschnitt durch eine andere Ausführungsform der
Erfindung, die sich zur Behandlung von auf Trommeln aufgespulten Kabeln eignet,
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie 6-6 in Fig. 5, Fig. 7 eine vergrößerte Ansicht
des Schließmechanismus in der Einrichtung nach Fig. 5, Fig. 8 eine Aufsicht auf
den Betätigungsmechanismus für die Schließvorrichtung des Deckels nach Fig. 5 und
7 und Fig. 9 einen Vertikalschnitt durch einen an eine Ummantelungspresse angeschlossenen
Kabelbehältez nach der Erfindung.
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In allen Figuren sind gleichartige Teile mit gleichen Bezugszeichen
versehen.
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Fig. 1 zeigt einen Trocken- und Imprägnierbehälter 10 mit einem Deckel
11. Der Behälter ist mit Rohrer 12 zur Beheizung versehen, er kann über einen Anschlußstutzen
13 evakuiert werden. Unten am Behälter ist ein Anschlußstutzen zur Zuführung des
Imprägniermittels vorgesehen. In dem Trocken- und Imprägnierbehälter 10 befinden
sich Einsatzbehälter 15, in denen sich die ummantelungsfertigen Kabeladern 16 befinden.
Die Einsatzbehälter 15 sind durch Deckel 17 verschließbar. Die Einsatzbehälter besitzen
vorzugsweise die Form von torusförmigen Kästen, sie werden in Verbindung mit Fig.
4 näher beschrieben werden. Ein Trocken- und Imprägnierbehälter kann einen oder
mehrere Einsatzbehälter enthalten.
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Der Mechanismus, durch den die Deckel 17 auf die Einsatzbehälter 15
abgesenkt werden können, ist in Fig. 2 und 3 genauer dargestellt. Der kreisringförmige
Deckel 17 ruht im angehobenen, geöffneten Zustand auf mehreren, vorzugsweise
drei längs des Umfanges seiner Innenöffnung verteilten Stützhebeln 18. Die Stützhebel
1.8 sind um von Haltewinkeln 29 getragene Achsen 19 schwenkbar und werden
von Gewindestücken 20 gehalten, die auf Gewindespindeln 21 laufen und durch Schienen
22 geführt werden, die an einer Mittelsäule 23 befestigt sind. Die Gewindespindeln
21 sind in geeigneter Weise gelagert und tragen an ihrem unteren Ende jeweils ein
Ritzel 24. Die Ritzel 24 der Gewindespindeln 21 greifen in einen die Säule 23 umfassenden
Zahnkranz 25 ein, der in geeigneter Weise gelagert ist. Der Zahnkranz 25 kann von
außen mittels eines Handrades 26 gedreht werden, das auf einer vakuumdicht durch
die Kesselwand 10 durchgeführten Welle 27 befestigt ist, an deren anderem Ende ein
ebenfalls in den Zahnkranz 25 eingreifendes Kegelrad 28 angeordnet ist.
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Durch Betätigen des Handrades 26 können die Gewindespindeln 21 gleichmäßig
gedreht werden, so daß die durch die Gewindestücke 20 unterstützten Stützhebel 18
gleichmäßig nach unten schwenken und der Deckel sich ohne zu kanten auf bzw. in
den Einsatzbehälter 15 absenkt. Wenn mehrere Einsatzbehälter übereinander im Trocken-
oder Imprägnierkessel 10
angeordnet sind, können, wie aus Fig. 1 ersichtlich
ist, die Gewindespindeln 21 ein gleichzeitiges Schließen der Deckel aller übereinander
angeordneten Behälter bewirken.
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In Fig. 4 ist ein Einsatzbehälter oder eine Pfanne 15 genauer dargestellt,
wie sie für die Anordnung nach Fig. 1 und 2 Verwendung finden kann. Jeder Einsatzbehälter
15 hat mehrere am Umfang verteilte Stützen 30, mit denen er im Trocken- und Imprägnierkessel
auf den oberen Rand des darunterstehenden Einsatzbehälters aufgesetzt werden kann.
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Der Deckel 17 des Einsatzbehälters 15 ist mit einer Ausschleusvorrichtung
31 versehen, die in Fig.4b genauer dargestellt ist. Die Ausschleusvorrichtung 31
besteht aus einem Rohrstutzen 32, der einerseits an der Unterseite des Deckels in
das Innere des Behälters 15 mündet und der andererseits an seinem äußeren Ende mit
einem Anschlußfiansch 33 versehen ist. Im Inneren des Rohrstutzens befindet sich
eine Dichtung 34, die so ausgebildet ist, daß die durch den Rohrstutzen 32 vom Inneren
des Behälters 15 nach außen geführten Kabeladern gegen die Wand des Rohrstutzens
abgedichtet werden. Die Dichtung 34 kann beispielsweise die Form einer elastischen
Manschette oder Tülle aus einem geeigneten, gegen das Imprägniermittel widerstandsfähigen
Material, wie einem synthetischen Gummi, bestehen.
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Bei der Ausführungsform des Einsatzbehälters nach Fig. 4 ist der Deckel
17 im geschlossenen Zustand in
das Innere des Behälters 15 eingesenkt,
anstatt wie üblich auf dem oberen Rand des Behälters aufzuliegen. Es ist in diesem
Falle sehr wichtig, daß der Spalt 35 zwischen Deckelrand und Behälterwand so klein
wie möglich ist, etwa so, daß der Deckel im leichten Spielsitz gedreht werden kann.
Dadurch wird gewährleistet, daß die Oberfläche des im Spalt stehenden Imprägniermittels,
die mit der atmosphärischen Luft in Berührung kommt, sehr klein ist. Es ist außerdem
zweckmäßig, daß der Deckel so geformt ist, daß der mit Imprägniermittel ausgefüllte
Spalt 35 hinreichend hoch ist, damit ein entsprechend langer Diffusionsweg für den
Sauerstoff und die Feuchtigkeit der Luft von der Flüssigkeitsoberfläche in das Innere
des Behälters 15 gegeben ist. Der Spalt 35 wird zweckmäßig so ausgelegt, daß in
der Zeitspanne von der Entnahme des so verschlossenen Einsatzbehälters dem Trocken-
und Imprägnierkessel bis zur fertigen Ummantelung des Kabels keine nennenswerte
Menge von Sauerstoff und Feuchtigkeit aus der Luft durch das im Spalt befindliche
Imprägniermittel in das im Behälter liegende Kabel eindringen kann.
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Um dies zu erreichen, wird der Deckel 17 verhältnismäßig dick gemacht,
vorzugsweise erhält er die Form einer hohlen Kreisringscheibe entsprechender Dicke.
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In den Fig. 5 bis 8 sind die bei der Verwendung von Kabeltrommeln
erforderlichen Vorrichtungen dargestellt. Der im Trocken- und Imprägnierkessel 10
befindliche Einsatzbehälter 15' enthält eine Kabeltrommel 35, die, wie am besten
aus Fig. 6 ersichtlich ist, mittels einer Achse 36 in zwei an den Behälterwandungen
befestigten Lagern 37 gelagert ist. Selbstverständlich können statt der dargestellten
einzigen Kabeltrommel 35 mehrere Trommeln nebeneinander auf der Achse 36 liegen.
Der Einsatzbehälter 15 hat vorzugsweise Kastenform.
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Die Vorrichtung zum Schließen des Behälters 15'
mittels des
Deckels 17' ist in Fig. 7 und 8 genauer dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
liegt der Deckel im geschlossenen Zustand auf dem oberen Rand des Einsatzbehälters
auf, der zu diesem Zweck mit einem Flansch 38 und einem Dichtungsring 39 versehen
sein kann.
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Im abgehobenen, geöffneten Zustand ruht der Dekkel 17' auf mehreren
Winkelhebeln 40. Die Winkelhebel 40 sind um Achsen 41 drehbar, die in an der Gehäusewand
befestigten Halteflanschen 42 gelagert sind. Der obere Schenkel des etwa V-förmigen
Winkelhebels greift unter den Umfang des Deckels 17', während der untere Schenkel
durch einen Gewindebolzen 43 von der Wand des Kessels 10 weggedrückt wird. Die Gewindebolzen
43 reichen durch entsprechende, in der Wand des. Kessels 40 vorgesehene Gewindelöcher
nach außen. Auf dem außerhalb des Kessels 10 befindlichen Teil der Gewindebolzen
43 sind Zahnräder 44 befestigt, die in einen den Kessel 10 umgebenden Zahnkranz
45 eingreifen. Der Zahnkranz kann über eine Handkurbel 46 gedreht werden, die mit
einer Achse 47 und einem in den Zahnkranz eingreifenden Ritzel 48 verbunden ist.
Die Zahnräder 44 können auf den Gewindebolzen 43 so befestigt sein, daß eine Verschiebung
dieser beiden Teile gegeneinander in Radialrichtung möglich ist, nicht jedoch eine
Verdrehung. Andererseits ist es auch möglich, den Zahnkranz 45 und die Zahnräder
44 so zu bemessen, daß eine Verschiebung der Zahnräder 44 in Richtung der Gewindebolzen
43 möglich ist. Dreht man mittels des Handrades 46 den Zahnkranz 45 in der entsprechenden
Richtung, so bewegen sich die Gewindebolzen 43 nach außen, und die Winkelhebel 40
schwenken nach unten, so daß der Deckel 17' gleichmäßig auf den Einsatzbehälter
15' abgesenkt wird.
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Fig. 9 zeigt einen Einsatzbehälter 15' im geschlossenen Zustand, der
an eine Presse 49 zum Ummanteln des Kabels angeschlossen ist. Der Flansch 33 der
Ausschleusvorrichtung des Einsatzbehälters 15' ist mit einem entsprechenden Flansch
einer Zwischenschleuse 50 verbunden, die zur Verbindung des Einsatzbehälters mit
dem Preßkopf 51 der Ummantelungspresse dient. Die Zwischenschleuse 50 ist mit einem
Evakuierungsstutzen 52 versehen, über den die Zwischenschleuse 50 und der Anschlußstutzen
32 evakuiert werden können.
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Das aus dem Preßkopf 51 austretende Imprägniermittel und das in der
Zwischenschleuse und dem Anschlußstutzen befindliche Imprägniermittel werden vorzugsweise
durch eine Pumpe 53 umgewälzt und dabei in einer Entgasungseinrichtung 54 entgast.
Das Imprägniermittel wird dabei in der Nähe des Preßkopfes 51 abgezogen und möglichst
dicht am Einsatzbehälter 15' wieder eingespeist.
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Der Einsatzbehälter 15' ist vorzugsweise mit einem Anschlußstutzen
55 versehen, über den laufend getrocknetes und entgastes Imprägniermittel eingespeist
werden kann. Es ist dadurch möglich, in dem Einsatzbehälter einen bestimmten Überdruck
zu erzeugen und aufrechtzuerhalten. Dadurch wird verhindert, daß während des Ausschleusens
des Kabels Imprägniermittel aus der Ausschleusvorrichtung bzw. der Zwischenschleuse
in den Einsatzbehälter zurückläuft.
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Die Zwischenschleuse 50 kann natürlich entfallen, wenn die Einsatzbehälter
über ihre Ausschleusvorrichtungen direkt an die Presse für die Ummantelung angeflanscht
werden können. Vorzugsweise sind dann alle die im Zusammenhang mit der Zwischenschleuse
beschriebenen Vorrichtungen an der Ausschleusvorrichtung des Einsatzkastens selbst
vorgesehen.
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Das Imprägnieren und Ummanteln eines Kabels mit den Vorrichtungen
nach der Erfindung geschieht folgendermaßen: Die Kabeladern werden nach der Aufbringung
der Papierisolation in der üblichen Weise entweder in die Einsatzbehälter oder Pfannen
15 eingelegt oder auf Trommeln 35 aufgespult. Bei Verwendung von Einsatzbehältern
nach Fig.4 werden diese so in den Trocken- und Imprägnierbehälter 10 (Fig. 1) eingesetzt,
daß jeweils zwischen zwei Einsatzbehältern 15 und über den obersten Einsatzbehälter
auf absenkbare Stützen 18 ein Deckel 17 gelegt wird. Dabei wird jeweils das obere
Ende der in einem Einsatzbehälter liegenden Kabellänge in die am Dekkel 17 vorgesehene
Ausschleusvorrichtung 31 eingeführt. Nach Verschließen des Kessels 10 mittels des
Deckels 11 werden die Kabeladern durch übliche Heizverfahren auf die gewünschte
Temperatur gebracht und auf den gewünschten Rest Feuchtigkeitsgehalt getrocknet.
Sofort anschließend erfolgt die Imprägnierung des Kabels durch Durchfluten des Kessels
mit Imprägnierflüssigkeit und anschließende Kühlung. Nach Beendigung des Imprägniervorganges
und Abkühlung des Kabels auf die Temperatur, die für die Ummantelung erforderlich
ist, wird das. überschüssige Imprägniermittel abgezogen, so daß nur noch die Einsatzbehälter
mit Imprägniermittel gefüllt sind.
Nun werden die einzelnen Deckel
17 durch Betätigung der Handkurbel 26 in die Einsatzbehälter abgesenkt.
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Die Einsatzbehälter sind nun durch die Deckel derart verschlossen,
daß ein Eindringen von Luftsauerstoff oder Luftfeuchtigkeit in das Kabel praktisch
ausgeschlossen ist, und können nunmehr aus dem Trocken- und Imprägnierkessel herausgehoben
und auf einen Drehteller vor die Presse für die Ummantelung gestellt werden. Die
Ausschleusvorrichtung wird nun gegebenenfalls über eine Zwischenschleuse an die
Presse angeschlossen.
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Während des Ausschleusens des Kabels dreht sich die Pfanne mit dem
Drehteller. Der Deckel mit der Ausschleusvorrichtung steht dagegen still. Er läuft
entweder auf Lagern auf dem Pfannenrand oder schwimmt in der beschriebenen Weise
im Imprägniermittel. In beiden Fällen liegt also der Deckel mit der Ausschleusvorrichtung
fest, während sich der Einsatzbehälter 15 mit dem Kabel 16 unter ihm dreht.
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Bei der Verwendung von Trommeln setzt man zunächst eine oder mehrere
Trommeln in einen Einsatzbehälter. Die Trommeln sind dabei drehbar in den Wänden
des Einsatzbehälters gelagert (Fig. 6). Am Behälter sind eine oder mehrere Ausschleusvorrichtungen
31 vorgesehen, in welche das oder die Kabelenden eingeführt werden. Daraufhin werden
die Trommeln mit dem Behälter in den Trocken- und Imprägnierkessel eingesetzt (Fig.
5). Nun wird der Deckel 17' für den Einsatzbehälter 15' auf die ausgeschwenkten
Winkelhebel 40 gelegt und der Kessel 10 mittels des Deckels 11 geschlossen. Nach
Evakuieren durch den Stutzen 13 werden die Kabeladern in der beschriebenen Weise
getrocknet und imprägiert. Nach Ablassen des überschüssigen Imprägniermittels wird
der Deckel in der in Verbindung mit Fig. 7 und 8 beschriebenen Weise auf den Einsatzbehälter
abgesenkt. Der verschlossene Einsatzbehälter 15' kann nun aus dem Kessel herausgenommen
und vor die Presse zur Ummantelung des Kabels gesetzt werden. Die Ausschleusvorrichtung
31 wird (gegebenenfalls über eine Zwischenschleuse 50) an die Presse 49 für die
Ummantelung angeschlossen (Fig. 9). Beim Ausschleusen des Kabels stehen Einsatzbehälter
und Deckel fest, es dreht sich lediglich die im Behälter drehbar gelagerte Kabeltrommel
35.
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Nach Anschließen der Einsatzbehälter an die Presse werden die Ausschleusvorrichtung
und gegebenenfalls die Zwischenschleuse evakuiert und dann mit entgastem Öl gefüllt.
Daraufhin wird das Kabel durch die Ausschleusvorrichtung und die Zwischenschleuse
in die Presse zur Ummantelung eingeführt. Während des Ummantelns des Kabels. wird
in Richtung des Ausschleusens des Kabels getrocknetes und entgastes Imprägniermittel
durch die Schleuse gefördert. Vor der Presse für die Ummantelung des Kabels befindet
sich der Abfluß des Imprägniermittels, das vorzugsweise im Kreislauf über eine Entgasungsanlage
54 und eine Förderpumpe 53 der Schleuse wieder zugeführt wird (Fig. 9). Dadurch
wird erreicht, daß bei dem Ummantelungsvorgang kein Sauerstoff und keine Feuchtigkeit
aus der Luft in das imprägnierte Kabel eindringen können. Außerdem wird das am Preßkopf
der Mantelpresse stark überhitzte Imprägniermittel sofort aus der Umgebung des Kabels
entfernt.
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Während des Ausschleusens des Kabels neigt der Spiegel des Imprägniermittels
in dem Einsatzbehälter dazu abzusinken. Um dies zu verhindern, wird durch einen
geeigneten Anschluß 55 laufend Imprägniermittel nachgefüllt. Gegebenenfalls kann
durch diese stetige Nachförderung ein festgelegter Überdruck im Einsatzbehälter
erzeugt oder gehalten werden.
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Durch die neue Vorrichtung und das neue Verfahren kann das Kabel so
getrocknet, imprägniert und ummantelt werden, ohne daß es dabei Sauerstoff oder
Feuchtigkeit aufnehmen kann.