DE1490320A1

DE1490320A1 - Layered insulation for high voltage purposes

Info

Publication number: DE1490320A1
Application number: DE19621490320
Authority: DE
Inventors: Zagorni Dr Volkmar
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1962-08-10
Filing date: 1962-08-10
Publication date: 1969-03-20

Description

Geschichtete Isolierung für HochspaanunASZwecke Die Isolierung von Starkstromkabeln,inebesondere für Hochspannungszwecke, wird im allgemeinen als geschichtete Isolierung aus Papierbändern aufgebaut, die lagenweise auf den Leiter auf- gesponnen bzw. aufgewickelt, getrocknet und mit einem mehr oder weniger zähflüssigen Tränkmittel durchtränkt werden. Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, für Hochspannungskabel an- stelle von Papier dünne organische Kunststoffschichten in Form von Filmen oder Folien zu verwenden, die nur durch das Ö1 voneinander getrennt sind: Da diese Kunststoff-Folien undurchlässig sind, ist eine einwandfreie Tränkung der aus Kunstatoffschichten hergestellten Isolierung nicht mit Sicherheit gewährleistet.Layered insulation for HochspaanunASZwecke The isolation of power cables, inebesondere for high voltage purposes, is generally built up as a layered insulation made of paper strips, the spun layer by layer up to the conductor, or wound, are soaked dried with a more or less viscous impregnating agent. It has also been proposed to check for high voltage cables instead of paper thin organic plastic layers in the form of films or sheets to be used, which are separated only by the Ö1 one another: Since these plastic films are impermeable, is a perfect impregnation of from Kunstatoffschichten produced insulation is not guaranteed with certainty.

Es ist daher auch bereits der Vorschlag bekanntgeworden, die Dielektrika von Hochspannungskabeln aus abwechselnden Zagen von Papierbändern und Kunststoff-Folien aufzubauen. Da bei einer solchen Isolierung wiederum Papier verwendet wird, machen sich hierbei die Nachteile der Papierisolierung bemerkbar, unter anderem die Notwendigkeit der Trocknung vor der Tränkung. Ein solcher Aufbau einer geschichteten Isolierung bät sich daher für Hochspannungszwecke nicht durchsetzen können. Außerdem treten hierbei unerwünschte Sprünge der Dielektrizitätskonster:-ten auf, da die Dielektrizitätskonstanten des Papiers und der zur Verfügung stehenden Kunststoff-Folien stark voneinander abweichen.The proposal, the dielectrics, has therefore already become known of high-voltage cables from alternating lines of paper tapes and plastic foils build up. Since paper is used for such insulation, make it the disadvantages of paper insulation become noticeable here, including the necessity drying before impregnation. Such a structure of layered insulation therefore cannot prevail for high-voltage purposes. Also kick undesirable jumps in the dielectric constant: -then, because the dielectric constant the paper and the available plastic foils differ greatly differ.

Es ist ferner bekanntgeworden, eine geschichtete Isolierung für Hochspannungskabel allein aus Kunststoff-Folien aufzubauen, die an einer oder an beiden Seiten aufgerauht, gewellt oder auch mit Rillen versehen sind, um auf diese Weise eine Strömung des Tränkmittels zu ermöglichen. Die Herstellung derartiger Folien ist aber unwirtschaftlich.It has also become known, a layered insulation for high voltage cables to be built up solely from plastic foils, which are roughened on one or both sides, are corrugated or grooved in order to create a flow of the To enable impregnating agent. However, the production of such films is uneconomical.

Zur Vermeidung der Nachteile der bekannten Hochspannungskabel-Folienisolierungen wurde vorgeschlagen, zwischen den Schichten aus Kunststoff-Folien dünne, für das flüssige Imprägniermittel gut durchlässige Schichten aus Kunststoffäden in Form von Umspinnungen bzw. Umwicklungen, in Form von Gewebebändern oder in Form von Umflechtungen anzuordnen, wobei sowohl die Kunststoff-Folien als auch die Kunststoff-Fäden aus solchen plastischen synthetischen Stoffen bestehen, die widerstandsfähig gegen das flüssige Imprägniermittel sind. Für den Fall der Bildung der Zwischenschichten aus Kunststoff-Gewebebändern sollen diese vorteilhaft die gleiche Breite wie die Kunststoff-Folien haben und die Kunststoff-Folien überlappen.To avoid the disadvantages of the known high-voltage cable foil insulation it was suggested to thin between the layers of plastic sheeting, for that liquid impregnant well-permeable layers of plastic threads in the form of wraps or wraps, in the form of fabric tapes or to be arranged in the form of braids, with both the plastic films as well the plastic threads consist of such plastic synthetic materials that are resistant to the liquid impregnation agent. In the event of education of the intermediate layers of plastic fabric tapes, these should be advantageous have the same width as the plastic foils and overlap the plastic foils.

Die Erfindung betrifft eine vorteilhafte Weiterbildung von geschichteten Isolierungen für Hochspannungszwecke, insbesondere für Hochspannungskabel, aus Kunststoff-Folien-Schichten und zwischengefügten, für flüssige und für gasförmige Trämkmittel durchlässige Schichten und besteht darin, daß die durchlässigen Zwischenschichten aus Bandvliesen bestehen, deren Dielektrizitätskonstante etwa gleich der der Kunststoff-Folien ist und deren Fasern an sich für das Tränkmittel undurchlässig sind und somit das Tränloiittel nicht aufsaugen.The invention relates to an advantageous development of layered Insulation for high voltage purposes, in particular for high voltage cables, made of plastic film layers and interposed layers that are permeable to liquid and gaseous carriers and consists in that the permeable intermediate layers consist of nonwovens, whose dielectric constant is approximately the same as that of the plastic films and whose Fibers per se are impermeable to the impregnating agent and thus the impregnating agent do not suck up.

Vorteilhaft bestehen die Bandvliese aus Kunststoff-Fasern. Es ist aber auch möglich, Bandvliese aus Glasfasern zu verwenden, vorzugsweise aus verlustarmen Glasfasern. Bandvliese haben gegenüber den vorgeschlagenen Gewebebändern aus Kunststofffäden den Vorteil, daß sie in wirtschaftlicher Weise und mit sehr geringer Dicke herstellbar sind. Die für die neue geschichtete Hochspannungsisolierung vorgesehenen Bandvliese sind den Papierbändern ähnlich, haben aber diesen gegenüber infolge deren Herstellung aus für das Tränkmittel undurchlässigen Fasern, die für den vorliegenden Zweck bisher nicht erkannte Eigenschaft, in höherem Maße für flüssige und für gasförmige Tränkmittel durchlässig zu sein.. Dadurch wird die Tränkung und Füllung der unter Verwendung von Kunetstoff-Folien aufgebauten geschichteten Isolierung mit einem flüssigen oder gasförmigen Tränk- mittel erleichtert und beschleunigt. Dieser Vorteil kann aber auch dazu ausgenutzt werden, die geschichtete Isolierung mit flüssigen Tränkmitteln höherer Viskosität zu tränken bzw. zu füllen. The nonwovens are advantageously made of plastic fibers. But it is also possible to use nonwovens made of glass fibers, preferably made of low-loss glass fibers. Nonwovens have the advantage over the proposed fabric tapes made of plastic threads that they can be produced economically and with a very small thickness. The tape nonwovens provided for the new layered high-voltage insulation are similar to the paper tapes, but compared to their manufacture from fibers impermeable to the impregnating agent, they have the property, previously not recognized for the present purpose , of being more permeable to liquid and gaseous impregnating agents. . Thus, the impregnation and filling of the constructed using Kunetstoff films layered insulation is facilitated medium with a liquid or gaseous impregnating and accelerated. This advantage can also be exploited to impregnate the layered insulation with liquid impregnants higher viscosity or fill.

Die Bandvliese erhalten zweckmäßig die gleichen bzw. annähernd gleichen Abmessungen, insbesondere die gleiche Breite wie die Kunststoff-Folien, um sie mittels an sich bekannter Mehrfach-Bandwickelvorrichtungen zusammen mit den Kunststoff- Folien um den heiter wickeln zu können, derart, daß die Band- vliese die bücken zwischen den Kunetetoff-Folienwindungen ab- decken und umgekehrt. The band webs conveniently obtained the same or approximately the same dimensions, in particular the same width as the plastic film to wrap them by means of known multiple belt winding devices, together with the plastic films to the cheerful, such that the tape webs the stoop cover off between the Kunetetoff film turns and vice versa.

Bei der Auswahl des für die Kunststoff-Folien zu verwendenden Materials ist darauf zu achten, daß die notwendigen Kunststoffe mit dem Tränkmi.ttel verträglich sind. Für den Aufbau eines Ölkabels kommen daher nur Kunststoffe in Betracht, die gegen Einwirkung von Öl beständig sind, wie beispielsweise Polester, insbesondere hochpolymere Polymethylenterephthalate, Polyäthylenterephthalate oder auch Polycarbonate. Aber auch Polyamide, Polyalkane, wie Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten, Polybutadien oder Mischpolymerisate davon, Polyvinylchlorid, Poly- styrol und Celluloeeester, wie Celluloseacetat, sind als Kunststoffe im Rahmender Erfindung geeignet. In the selection of the plastic film material to be used is important to ensure that the necessary plastics are compatible with the Tränkmi.ttel. For the construction of an oil cable, therefore, only plastics that are resistant to the action of oil , such as, for example, polyester, in particular high-polymer polymethylene terephthalate, polyethylene terephthalate or even polycarbonate, come into consideration. But polyamides polyalkanes such as polyethylene, polypropylene, polybutene, polybutadiene or copolymers thereof, polyvinyl chloride, polystyrene and Celluloeeester such as cellulose acetate are suitable as plastics in the scope of the invention.

Für den Fall der Tränkung der geschichteten Isolierung mit flüssigen Tränlamitteln müssen die für die durchlässigen Bandvliese verwendeten Kunststoffe ebenfalls mit dem Tränkmittel verträglich sein. Für den Aufbau eines Ölkabels kommen vorteil- haft die gleichen Zunstetoffgruppen in Betracht, die für die Kunststoff-Folien erwähnt wurden. In. besonders hohem Maße ver- träglich mit flüssigen Tränkmitteln sind die bereits erwähnten Bandvliese aus Glasfasern.In the event that the layered insulation is impregnated with liquid impregnating agents , the plastics used for the permeable nonwovens must also be compatible with the impregnating agent. For the construction of an oil cable, the same ignition material groups can advantageously be used that were mentioned for the plastic foils. In. particularly highly comparable träglich with liquid impregnating agents are the aforementioned band webs of glass fibers.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den 7ig. 1 und 2 Ausführungsbeispiele eines Einleiter-Hochspannungskabels wieder- gegeben. Der gegebenenfalls in bekannter Weise mit einer Leiterglättung versehene Leiter 1 ist von der geschichteten Isolierung 2 umgeben. Die geschichtete Isolierung 2 besteht aus miteinander abwechselnden Schichten aus gunatstoff-Folien 3 und den Bandvliesen 4. Bei der Ausführung nach der Fig. 1 sind die Bandvliese, diedie gleiche Breite wie die gunatstoff-Folien 3 haben, im Wickelverfahren so aufgebracht, daß sie die Lücken zwischen den Kunststoff-Folien abdecken. Nach der Fig. 2 sind die Bandvliese 4 in Längsrichtung aufgebracht, und zwar entweder mit anlappenden oder ;gegenseitig überlappenden Längs- karten oder unter Belassung einer kleinen Lücke zwischen den Längskanten. Jede durchlässige Schicht kann durch eine oder mehrere Bandvließe gebildet sein. Die so ausgebildete geschichtete Isolierung ist von einer nicht dargestellten Aderabschirmung und dem Kabelmantel 5 umgeben. To explain the invention are shown in 7IG. 1 and 2 reproduced exemplary embodiments of a single-conductor high-voltage cable . The conductor 1, optionally provided with conductor smoothing in a known manner, is surrounded by the layered insulation 2 . The layered insulation 2 is made of alternating with each other layers of gunatstoff films 3 and the band webs 4. In the embodiment of FIG. 1, the band webs showing the same width as the gunatstoff films 3 are applied in the winding process so that the Cover the gaps between the plastic films . According to FIG. 2 , the nonwovens 4 are applied in the longitudinal direction , either with overlapping or mutually overlapping longitudinal cards or with a small gap between the longitudinal edges. Each permeable layer can be formed by one or more non-woven webs. The layered insulation formed in this way is surrounded by a core shield (not shown) and the cable sheath 5.

Die zeichnerische Darstellung entspricht nicht den tatsächlichen geometrischen Verhältnissen beim Aufbau einer gemäß der Erfindung ausgebildeten geschichteten Isolierung. Da die einzelnen Schichten in der Regel lediglich eine Stärke von einigen 10 /Um bis etwa 150 //um aufweisen, ist für den Aufbau eines Höchstspannungskabelo eine sehr große Anzahl von miteinander abwechselnden Schichten erforderlich.The drawing does not correspond to the actual geometric relationships in the construction of a layered insulation formed according to the invention. Since the individual layers generally only have a thickness of a few 10 μm to about 150 μm, a very large number of alternating layers is required for the construction of an extra-high voltage cable.

Die Erfindung ist in erster Linie geeignet zur Isolierung von Hochspannungskabeln, also beispielsweise von Ö1- oder Gasdruckkabeln. Sie läßt sich aber sinngemäß auch zum Aufbau von Kondensatoren oder anderen elektrischen Geräten verwenden.The invention is primarily suitable for the insulation of high-voltage cables, So for example from oil or gas pressure cables. But it can also be used analogously Use to build capacitors or other electrical devices.

Claims

P atentan sp r ü che @. @ Layered insulation for high voltage purposes, especially for high voltage cables, made of gunstetoff foil layers and interposed layers permeable to liquid and gaseous impregnating agents, characterized in that the permeable layers consist of nonwovens with a dielectric constant of about the same as the one and the fibers of which are impermeable to the impregnating agent.

2. Layered insulation according to claim 1, characterized in that the nonwovens are made of synthetic fibers.

3. Layered Insulation according to claim 1, characterized in that the nonwovens are preferably made of low-loss glass fibers exist.

4. Layered insulation according to claim 1, characterized in that the nonwovens have the same or approximately the same dimensions, in particular the same width as the plastic films and are wound so that they cover the ends between the plastic film windings.

5. Layered insulation according to claim 1, characterized in that that the nonwovens are applied lengthways.