DE1100115B

DE1100115B - Shielded high voltage cable with lead sheath

Info

Publication number: DE1100115B
Application number: DEP18152A
Authority: DE
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1956-03-16
Filing date: 1957-03-15
Publication date: 1961-02-23
Also published as: BE555850A; NL214691A; GB815394A; NL99094C; CH354128A

Description

DEUTSCHESGERMAN

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.The invention relates to a shielded high-voltage electrical cable provided with a lead jacket, its insulation from oil-impregnated paper tapes and its shielding from two-layered There is paper tapes, the one insulating layer of which rests directly on the cable conductor insulation and the other layer adhering to the first layer is electrically conductive.

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.There have long been known shielded high-voltage cables in which efforts have been made to achieve the to avoid disadvantages caused by uneven distribution of the electric field, which are caused by the not completely smooth surfaces of the conductor and the cable shield. The ladder Such cables are generally stranded wires or ropes which, due to their structure, have a corrugated surface that adapts to the profile of the outer wire layers. Furthermore, the outer casing of the Cable except for insufficient adhesion to the insulating material of the cable core along its inner Surface have tooth-like projections for various reasons during application the sheath has been formed by pulling or during the laying or installation of the cable are.

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.This inadequate adhesion to the insulating material or the inadequate smoothness of the metal surfaces is known to be the cause of electrical discharges which cause the insulation material to decompose and reduce the service life of the cable. It is well known the harmful effects of these bumps to counteract the surface that shielding tapes in the form of thin strips of conductive Material are used that are brought into direct contact with the shielding metal surface and wound in a spiral shape on the conductor or over its insulation, so that they are touch with their edges or overlap slightly.

Die verwendeten Abschirmstreifen können aus Metall oder einem anderen, leitend gemachten Material bestehen.The shielding strips used can be made of metal or another material made conductive exist.

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 HochspannungskabelIt is Z. B. known that a sheet of paper can be treated so that it is on its surface or in its Substance becomes electrically conductive. In the first case, the sheet will have a layer of one on one side conductive coating or varnish, while in the second case in papermaking in the cellulose pulp an electrically conductive powder, e.g. B. metal powder or graphite or carbon black, introduced and in finely divided form is mixed evenly in 'the mass, so that in this a homogeneous conductivity is obtained. The stranded conductors are combined with paper strips, which are made by introducing conductive Soot are made conductive, then follows the insulating layer, shielded with lead sheath High voltage cables

Anmelder:Applicant:

Pirelli Societä per Azioni,
Mailand (Italien)Pirelli Societä per Azioni,
Milan (Italy)

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 15,Representative: Dr. E. Wiegand, Munich 15,

und Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, Patentanwälteand Dipl.-Ing. W. Niemann,
Hamburg 1, Ballindamm 26, patent attorneys

Beanspruchte Priorität:
Italien vom 16. März 1956Claimed priority:
Italy March 16, 1956

und über dieser ist eine zweite Bewicklung mit Streifen aus leitendem Papier aufgebracht, das mit der metallenen Umhüllung des Kabels in Berührung steht.and over this a second wrapping of strips of conductive paper is applied, which with the metal Sheath of the cable is in contact.

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.In such a known cable, the two shielding tapes are in direct contact with the insulation material of the cable core; this results in considerable disadvantages. Under the influence of the The very small particles of conductive material and those of When these covered small cellulose fibers vibrate, they may differ from each other are dissolved and can migrate into the impregnating mixture of the cable insulation material. Through this an energy loss is caused in the dielectric due to an increase in the ionization factor of the cable, which is known as the difference in the power factor or loss angle of the dielectric of the cable for two specific values of the applied voltage, which are generally twice the operating voltage is given.

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 durchThis disadvantage becomes particularly disastrous in the event that a very liquid impregnation mixture is used. If the viscosity of the medium is low, the vibrations become conductive Particles and the small cellulose fibers covered with these particles only to a small extent

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das Medium gedämpft, und die Wahrscheinlichkeit *> ·'· ihrer Loslösung· wird erhöht.the medium subdued, and the probability *> · '· Their detachment · is increased.

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.It has been found to be of great benefit in preventing the movement of soot particles the area of the sheet of conductive paper that is in direct contact with the insulating material of the Conductors of the cable are to be provided with a layer or a coating that is also insulating is and adheres well; such a layer or such a coating can be through a film or a varnish or in particular a spread of cellulose fibers can be formed.

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.It is already known to apply a void-free insulation layer for cables, which consists of appropriately prepared cellulose or lacquer films, to a carrier made of paper, to firmly connect it to this and then continue this layered insulation material, for. B. to make electrically conductive by graphitizing or metallizing. The insulating layer acts as a carrier for the conductive layer on the surface. However, the oil permeability of the paper is severely impaired by the applied lacquer film. In the new cable, the disadvantages mentioned are avoided in that according to the invention such two-layer paper tapes are used as the shielding paper tapes, one of which is an insulating cellulose fiber layer and the other, in a known manner by adding a powder, for. B. carbon black, made conductive cellulose fiber layer in the production in a pulpy state superimposed and are united by pressing together in such a way that the cellulose fibers, felted together at the contact surface of the two layers, form a uniform paper tape.

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.Because the insulating layer of the shielding two-layer paper tape is always in direct contact with the insulating material and the conductive layer in contact with a metal part of the cable, namely with the cable ladder or with the metal cable sheath, is achieved by the invention that the ionization factor is considerably reduced.

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.This new arrangement also represents an advance over the aforementioned known insulating Paper achieved, one side of which is covered with an electrically conductive varnish, because namely a made conductive thin film has a significantly lower conductivity and also the full one or partial mutual detachment of the small fibers and the conductive particles thereby not fully is effectively prevented because of the fragility of the conductive varnish normally used.

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.Continuously operating machines on which sheets of paper or strips can be produced as used in the present invention, are known, for example, for the production of paper under the name »multi-lay«. To this Purpose can be the paper pulp during processing which it experiences in the containers or buckets known under the name "Holländer" for washing and loosening the fibers before making the leaf are uniform with the conductive powder, preferably in a finely divided state Soot, loaded or filled. For the subsequent production of the sheet with the aforementioned Properties is expediently the liquid mass, which is introduced into the continuously operating machine is of two kinds: one that is loaded with conductive powder and one that is not loaded with it is; Both types of mass are separated from each other on two continuous wire gauze elements very fine meshing, as it is known under the name "Foudrinier net or gauze" are; By moving lengthways, these wear the two thin layers, with these can be partially freed from their water content by draining and suction. As is well known, lead In addition to their longitudinal movement, such gauze sheets also have a swinging transverse movement, which serves to even out the thickness of the layer and a certain part of the cellulose fibers to bring into bank position.

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.The thin layers of mass on the two pieces of gauze, one of which is loaded, the other not, can be superimposed between suitable rollers in the above-mentioned machine before being pressed together so that they are after the wet processing state by interlocking their fibers are united and finally, at the end of the manufacturing process, the sheet is made up of two layers, an insulating and an electrically conductive one, which are firmly connected to one another.

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.Shielding tapes are then made from the two-ply paper sheets over the insulating material the cable core and / or can be attached over the stranded conductors; it be on it again pointed out that the insulating layer are always in direct contact with the insulating material should, while the conductive layer must be in contact with the shielding surface.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß die auf diese Weise abgeschirmten elektrischen Kabel einen begrenzten Ionisierungsfaktor aufweisen.It is achieved by the invention that the electrical cables shielded in this way have a limited effect Have ionization factor.

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.As an exemplary embodiment, through which, however, the possibilities for application and execution The invention is not intended to be limited in any way, the drawing shows a high-voltage cable a ladder. The stranded conductor is denoted by 1, which is covered with the insulating material 3, which consists of impregnated paper. With 5 the outer metal sheath or reinforcement is referred to. In In direct contact with the strand 1, a shielding tape 2 is wound onto the strand. The senior Areas of these bands are hatched and the insulating areas are shown not hatched. As can be seen is the conductive part of the strip 2 in contact with the stranded conductor 1, while the corresponding Side of the strip 4 is in contact with the metal sheath of the cable. The isolating part of both Stripes, on the other hand, are in contact with the insulation 3 everywhere.

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.The new shielding tapes can also be produced by other means, such as those described above only for example and they can be used with cables with a conductor or core as well as with Cables with multiple conductors or cores can be used.

Ferner kann bei jedem Einzelkabel das eine oder das andere der beiden Bänder 2 und 4 fortgelassen werden.Furthermore, one or the other of the two bands 2 and 4 can be omitted for each individual cable.

Claims

Claim:

Shielded high voltage cable with lead sheath, whose insulation consists of oil-impregnated paper tapes and whose shielding consists of two-layer paper tapes, whose one insulating layer rests directly on the cable conductor insulation and the other with the first layer cohesive layer, is electrically conductive, thereby gekenjizeichjiet that as shielding paper tapes such two-layer paper tapes are used, one of which is iso-

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lating cellulose fiber layer and the other, in a known manner by adding a powder, for. B. Carbon black, cellulose fiber layer made conductive, laid on top of one another in a pulpy state during production and are united by pressing together in such a way that the cellulose fibers, felted together at the contact surface of the two layers, forming a single band of paper.

Considered publications:

German Patent Nos. 532 960, 374 709, 858, 950 567, 373 295, 579 204, 288 446; Austrian patent specifications No. 136 860, 90 327; French patents No. 1,066,664, 107;

U.S. Patent Nos. 2,217,284, 2,208,832, 102,129.

1 sheet of drawings