DE1665715C3 - Mantel für elektrische Kabel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mantelaufbau für elektrische Kabel, bestehend aus einem die Kabelseele umgebenden Kunststoffmantel und aus einem äußeren Metallmantel. Es sind kombinierte Kabelmäntel bekannt, bei denen durch Verwendung verschiedener Material-Kombinationen und verschiedener Konstruklionselemente die Schutzwirkung dadurch erhöht wird, daß sich die Eigenschaften der einzelnen Konstruktionselemente gegenseitig ergänzen. Eine bekannte Konstruktion besteht aus der Kombination eines auf die Kabelseele aufgespritzten Kunststoffmantels mit einem auf diesen gepreßten Bleimantel. Der Kunststoffmantel spielt hierbei eine isolierende, polsternde und Abstand haltende Rolle zwischen der Kabelseele und dem Bleimantel, ohne eine mechanisch feste Verbindung mit diesem Bleimantel aufzuweisen. Der Bleimantel muß daher alle an ihm angreifenden mechanischen Kräfte allein aufnehmen und kann durch den inneren Kunststoffmantel in dieser Hinsicht nur wenig unterstützt werden. Der Bleimantel muß daher verhältnismäßig dick aufgepreßt werden, wenn er den vorkommenden Belastungen gewachsen sein soll. Wegen der großen Bleimanteldicke erreichen elektrische Kabel mit solchen Mantelaufbauten verhältnismäßig hohe spezifische Gewichte.

Man hat kombinierte Kabelmantel bereits auch in der Form aufgebaut, daß man unter einem äußeren Kunststoffmantel wenigstens eine einzige metallene Hülle, die mit dem äußeren Mantel verklebt sein kann, angeordnet hat. Auch dreischichtige Kabelmantel sind bekannt, die beispielsweise aus einem inneren Kunststoffmant?¹ einer darüberliegenden Metallhülle und einem äußeren Kunststoffmantel bestehen. Solche Mantelaufbauten sind aber aufwendig, weil sie viel Materialverbrauch und meist mehrere Fertigungsgange erforderlich machen- Mit Ausnahme der zuerst genannten, aus einem inneren Kunststoff- und aus einem äußeren Bleimantel bestehenden Kabelmantelkonstruktion weisen die bekannten kombinierten Kabelmantel mit einem außenliegenden Kunststoffmantel keine Erdfuhligkeit auf. d.h. keine leitende Verbindung des Metallmantel* mit Erde. Obwohl im Mantelaufbau elektrisch leitende Mantelelemente vorhanden sind, müssen unter Umständen quer oder parallel zu diesen Kabeln noch zusätzliche Erdbänder verlegt werden, um beispielsweise an Erdungspunkten, Amtseinführungen od. dgl. gute Erdungsmöglichkeiten schaffen zu können

In der DT-PS 8 99 811 wird ein feuchtigkeitsundurchlässiger Kabelmantel beschrieben, der aus einem nichtmetallischen Stoff und aus einem durch Aufspritzen. Aufdampfen oder auf galvanischem Wege aufgebrachten dünnen Überzug aus Metall besteht

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht nun darin, den Kabelmantel erdfühhg auszubilden und ihn dabei hinsichtlich Aufwand und Herstellung zu vereinfachen. .

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die äußere Metallschicht aus Kupfer besteht, die durch Verkleben oder Verschweißen mit der Kunststoffschicht mechanisch fest verbunden ist.

In der Zeitschrift »Elektrizitätswirtschaft« S. 387, linke Spalte. Absätze 3,4 und 5. ist zwar angegeben, gegebenenfalls Kupferwellmantelkabel ohne weiteren Schutz des Wellmantels zu verlegen, jedoch wird in diesem Fall nicht von Kabeln ausgegangen, die einen Kunststoffmantel aufweisen, sondern von solchen, bei denen über die Kabelseele eine fettartige Masse aufgebracht ist die die Hohlräume der Wellungen ausfüllen soll Zum Schutz gegen mechanische Beschädigungen von außen wird dort außerdem empfohlen, auf den Kupferwellmantel einen Kunststoffmantel aufzubnngen

Bei dem Kabelmantel gemäß der Erfindung ergibt sich infolge der mechanisch festen Verbindung zwischen dem Kupfermantel und dem darunterliegenden Kunststoffmantel eine Schichtenkonstruktion, die besonders gute mechanische Eigenschaften aufweist; denn bereits bei verhältnismäßig dünnen Schichten ist der Gesamtaufbau des Mantels imstande, die an ihm auftretenden elektrischen und mechanischen Belastungen aufzunehmen. Durch diese innige Verbindung des Metalls mit dem Kunststoff wird in bekannter Weise die Wasserdampfdurchlässigkeit des Mantels in so hohem Maß herabgesetzt, daß undichte Stellen der Metallschicht unschädlich bleiben.

Dadurch, daß man die Kunststoffschicht eines sogenannten Schichtenmantels innerhalb des Metallmantels unterbringt, kommt die innere Kunststoffschicht des Kabelmantels nicht nur der mechanischen Stabilität der Mantelkonstruktion, sondern insbesondere auch noch der elektrischen Spannungsfestigkeit der Kabelseele gegen den metallenen Teil des Mantels zugute. Die Spannungsfestigkeit eines solchen Kabels wird dadurch ohne Mehraufwand sehr erhöht; die leitenden Eigenschaften des äußeren Kabelmantels bieten eine gute Ableitung eventueller Beeinflussungs- oder Blitzströme zur Erde. Solche Kabel sind daher bei Starkstrombeeinflussungen und bei atmosphärischen Beeinflussungen wesentlich weniger gefährdet als elektrische Kabel, bei denen der metallene Mantelteil innerhalb eines äußeren Kunststoffmantels unmittelbar über der Seelenbespinnung der Kabelseele angeordnet ist.

Die Mantelkonstruktion mit einem äußeren Metallmantel ist insbesondere für die herkömmliche Muffentechnik von großem Vorteil, weil man beispielsweise Bleimuffen od. dgl. anwenden kann, die mittels Schmierplomben oder mit Kunststoffen, z. B. Zweikomponenten-Klebern, untereinander verbunden wenden können. Auch Kunststoffmuffen, eventuell mit Metalleinlagen, sind, anwendbar, z. B. auch Polyät'nylenmuffen, die auf den Polyäthylen-Kunststoffmantel aufgeschweißt werden. Im letzteren Fall wird zweckmäßigerweise der ar· der Muffe unterbrochene Metallmantel des Kabels z. B. mit einem Kupferseil über der Muffe überbrückt. Ein weiterer Vorteil des neuen Kabelmantels in Schichtenbauweise besteht in der Verringerung der Entflammbarkeit des Kabels, eine Eigenschaft, die in Industrieanlagen wichtig ist.

Wenn die Metallschicht des Mantels Kupfer ist, besteht für sie selbst keine Korrosionsgefahr. Der Korrosionseinfluß auf benachbarte Leitungen, z. B. auf Kabel mit Bleimantel, muß dagegen beachtet werden. Kupfer als Außenmantel überzieht sich ziemlich bald mit einer Oxydschicht, so daß nach kurzer Zeit seine korrosive Aggressivität vermindert wird. In vorteilhafter Weise wird man noch einen mechanischen Schutz über der Kupferschicht anbringen, z. B. einen Überzug aus compoundierter Jute. Auch feuchtigkeitsdurchlässige, poröse Schichten aus nichtleitendem Material kann man auf den äußeren Metallmantel aufbringen. Auch Schichten aus schlecht leitendem Material sind geeignet, um die Korrosionsgefahr am metallenen Außenmantel des Kabels oder an anderen, in Erde verlegten benachbart liegenden metallenen Gegenständen herabzusetzen. Wichtig ist es vor allem, eine direkte Berührung mit anderen Metallteilen, z. B. Eisenkonstruktionen, Wasserrohren, Bleimänteln od. dgl., sicher zu vermeiden, eine Forderung, die von einer der genannten äußeren Schutzhüllen hinreichend erfüllt wird. Die bloße enge Nachbarschaft zu Fremdmetallen führt kaum zu einer Korrosionsgefährdung, sofern der Spannungsdifferenz der elektrolytischen Potentiale keine Ausgleichsmöglichkeit durch leitende Verbindung oder direkte Berührung der Metalle gegeben wird.

In Stationen, in welche die Kabel eingeführt werden, sollen möglichst sämtliche leitenden Kabelmäntel untereinander leitend verbunden werden. Da es nun vorkommen kann, daß in eine Station z. B. Kabel mit einem Bleimantel und Kabel nach der neuen Mantelkonstruktion eingeführt werden, würde beim Zusammenschalten beider erdfühliger Mantel ein gewisser Ausgleichsstrom fließen; zwischen den verschiedenen Metallen ergibt sich nämlich nach der elektrolytischen Spannungsreihe eine EMK, die z. B. bei Kupfer und Blei 0,47 V beträgt. Um trotz dieses Spannungsgefälles die Kabelmantel miteinander verbinden zu können, wird empfohlen, die beiden Mantel über eine Batterie, deren Spannung etwa dieser EMK entspricht, miteinander zu verbinden. Statt einer Batterie kann auch ein Gleichrichter benutzt werden. Da die Spannung dieser Baaerie gleich der EMK des Systems Kabelmantel 1 — Kabelmantel 2 entspricht, ist kein Ausgleichsstrom zu erwarten und damit der Energieverbrauch praktisch Null; wesentlich für eine solche Batterie ist lediglich ein entsprechend geringer innerer Widerstand, damit die Parallelschaltung der metallenen Kabelmantel den gewünschten Erfolg bringen kann und das Auftreten gefährlicher Berührungsspannungen sicher unterbindet.

Die Dicke der äußeren Metallschicht der Mantelkonstruktion wählt man nun so, daß sie einerseits den mechanischen Belastungen unter Beachtung der Tatsache, daß sie mechanisch fest mit der Kunststoffschicht verbunden ist, standhalten kann und andererseits dem Mantel die mit Rücksicht auf elektrische Belange erwünschte Längsleitfähigkeit gibt. Die Metallschicht, die schon mit einem Haftvermittler beschichtet sein kann, kann auf den innenliegenden Kunststoffmantel im Längsbedeckungsverfahren aufgebracht oder auch mit oder ohne Überlappung der Bandränder aufgewickelt werden. Das Aufpressen des Kunststoffmantels und das Aufbringen der Metallschicht erfolgt vorteilhafterweise in ein- und demselben Arbeitsgang, ebenso das Aufbringen einer eventuell noch vorgesehenen äußeren Hülle für mechanischen Schutz, z. B. aus jute.

Auch stark verzinkte Stahlbänder mit außenliegender Zinkschicht sind gegebenenfalls anwendbar. Der innere Kunststoffmantel kann auch aus Kunststoffschichten hergestellt werden, z. B. aus Bändern, die im Längsbedeckungsverfahren oder durch Aufspinnen aufgebracht werden. Zum Beispiel mittels thermischer Verfahren können die Schichten zu einem Mantel mit geschlossenem Gefüge umgewandelt werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

F i g. 1 zeigt ein Fernmeldekabel im Querschnitt, welches aus der Kabelseele 1 und dem auf diese aufgebrachten Kunststoffmantel 2 besteht. Über dem Kunststoffmantel ist eine Metallschicht 3 angeordnet, die mit dem Kunststoffmantel 2 fest verbunden, z. B. verschweißt oder verklebt ist. Über der Metallschicht kann noch eine äußere Schutzhülle 4 aus Jute und Compound oder halbleitendem Kunststoff aufgebracht sein.

Die in F i g. 2 dargestellte Mantelkonstruktion enthält auf der Kabelseele 1 den Kunststoffmantel 2 und eine weitere Kunststoffschicht 5, die mit dem Kunststoffmantel 2 mechanisch fest verankert ist. Der Werkstoff der Schicht 5 soll vorteilhafterweise so gewählt werden, daß er eine sehr gute Haftfähigkeit mit dem äußeren Metallmantel 6 gewährleistet, so daß der Metallmantel 6 und die Kunststoffschicht 5 miteinander eine außerordentlich hohe mechanische Festigkeit erreichen, die zusammen mit dem inneren Kunststoffmantel 2 ein geschlossenes Gefüge ergeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Mantelaufbau für elektrische Kabel, bestehend aus einem die Kabelseele umgebenden Kunststoffmantel und aus einem äußeren Metallmantel, d a durch gekennzeichnet, daß der äußere Metallmantel aus Kupfer besteht und durch Verkleben oder Verschweißen mit dem Kunststoffmantel mechanisch fest verbunden ist.

2. Mantel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren Kunststoffmantel und dem äußeren Metallmantel eine wettere, sowohl mit dem Innenmantel als auch mit dem äußeren Metallmantel mechanisch fest verbundene Kunststoffschicht aus einem Material angeordnet ist, deren mechanische Haftfestigkeit am Metall größer ist als diejenige des inneren Kunststoffmantels.

3. Mantel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem äußeren Metallmantel eine compoundierte Jute aufgebracht ist.

4. Mantel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem äußeren Metallmantel eine wasserdurchlässige poröse Schicht aus nichtleitendem Material aufgebracht ist.

5. Mantel nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß über dem äußeren Metallmantel eine Schicht aus halbleitendem Material aufgebracht ist.