DE583979A

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Publication number: DE583979A
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Die Erfindung betrifft elektrische Kabel für hohe Spannungen. Derartige Kabel besitzen meist eine feste Isolation aus Papier, die mit einem flüssigen. Isolationsmittel durchtränkt ist. Bai solchen Kabeln bilden die in der Isolation eingeschlossenen Hohlräume, beispielsweise Luftbläschen, eine Quelle der Gefahr. Mat hat deshalb das flüssige Isolationsmittel unter Druck gesetzt, turn die Luftbläschen zusammenzupressen und ihre Ausdehnung zu verhindern. Ferner ist der Vorschlag gemacht, derartige Luftbläschen dadurch aus der Kabelisolation zu entfernen, daß das -flüssige Isolationsmittel vor Fertigstellung des Kabels durch die feste Isolation hindurchgepreßt wird, derart, daß es die Luftbläschen herausspült.

Die Erfindung betrifft ein Kabel, bei dem ein solches Durchspülen der festen Isolation mittels des flüssigen Isolationstnittels nach dem Verlegen des Bleikabels und während des Betriebes möglich ist. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß einerseits das Zusammenpressen der Luftbläschen bei hohen Spannungen unzulänglich ist und daß andrerseits das Durchspülen der Isolation vor dem Aufbringen des Bleimantels nicht zu einem vollen Erfolge führt. Denn es besteht bis zum Aufbringen des Bleimantels die Gefahr, daß sich in der Isolation Hohlräume bilden, und außerdem können solche Hohlräume während des Betriebes durch die Temperaturänderungen infolge ungleichmäßiger Belastung des Kabels entstehen. Bei dem neuen Kabel, bei · dem ein Strömen des flüssigen Isolationsmittels nach dem Verlegen und während des Betriebes möglich ist, werden die Luftbläschen. aus dem fertigen Kabel ausgespült, und ebenso wenden solche Gasbläschen entfernt, die sich während des Betriebes bilden. Dadurch wird mit Sicherheit ein Kabel erzielt, dessen Isolation frei von Hohlräumen ist.

Dieses Durchspülen des fertigen Kabels wird dadurch erreicht, daß es nicht nur, wie bei bekannten Kabeln, auf einer Seite der Isolation, d. h. innen oder außen, einen Kanal für den Zutritt des unter Druck stehenden flüssigen Isolationsmittels besitzt, sondern sowohl auf der Innenseite wie auf der Außenseite mit derartigen Kanälen ausgestattet ist. Das flüssige Isolationsmittel wird auf

einer Seite der Isolation, beispielsweise auf der Außenseite, unter Druck zugeführt und kann auf der anderen, also der Innenseite, wo das flüssige Isolationsmittel unter geringerem Drucke steht, abfließen.

Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele. Abb. ι ist ein Längsschnitt durch das Kabel, Abb. 2 ein Querschnitt, Abb. 3 ein Längsschnitt durch eine Verbindungsstelle, Abb. 4 eine andere Ausführungsform des Kabels und Abb. 5 ein Querschnitt durch ein Kabel einer weiteren Ausführungsform.

In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 und 2 ist der von einer Gruppe von Drahtlitzen gebildete isolierte Leiter 1 auf einen rohrförmigen Kern 6 gelegt, der etwa von einem schraubenförmig gewundenen Draht oder Bande gebildet wird und durchlässig· für Flüssigkeit ist. Um den Leiter 1 ist feste Isolation 4 aus Papier gewickelt, die in dem üblichen Mantel 5 aus Blei oder Bleilegierung liegt.

Durch den Kern 6 wird im Innern des Kabels ein Kanal gebildet. Auf der Außenseite der Isolation 4, also zwischen dieser und dem Bleimantel 5, werden gleichfalls ein oder mehrere Kanäle gebildet, die sich über die ganze Länge des Kabels erstrecken. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind um die feste Isolation 4 Bänder 7 aus geeignetem Stoff und von genügender Dicke schraubenförmig gewickelt, durch die schraubenförmige Kanäle s gebildet werden. Die Bänder bestehen beispielsweise aus Draht oder Bandmetall, deren Dicke etwa 4 bis 5 mm beträgt, und die die Isolation 4 in einem gewissen Abstand von dem Bleimantel 5 festlegen. Das fertige Kabel enthält mithin eine den Leiter umgebende durchlässige Isolation, die auf beiden Seiten zugänglich ist.

Der durchlässige Isolationskörper 4 aus Papier kann bei der Herstellung des Kabels mit flüssiger Isolationsmasse durchtränkt werden. Man kann aber diese flüssige Isolationsmasse auch nach Herstellung des Kabels in die Isolation hineinbringen. In beiden Fällen, mag also die Isolation 4 durchtränkt sein oder nicht, wird flüssige Isolation nach Herstellung des Blaimantels und dem Verlegen des Kabels unter Druck durch die Isolation 4 hindurchgetrieben. Dies wird zweckmäßig in der Weise durchgeführt, daß die isolierende Flüssigkeit, beispielsweise Mineralöl, in der Mitte des Kabels durch die Sehraubengänge 5 hindurch eingepreßt wird. Die flüssige Isolation füllt mithin die Sehraubengänge ί aus und verdangt die Luft aus diesen. Nun wird die weitere Bewegung des Öles durch die Kanäle s hindurch dadurch unterbrochen, daß man die Entlüftungsöffnungen in den Anschluß- und Abschlußkästen verschließt, durch die die verdrängte Luft vorher entwichen ißt. Von nun an dringt das öl durch den in dem Schraubengang herrschenden Druck durch die feste Isolation 4 hindurch nach der Mitte des Kabels, also in den hohlen Kern 6. Es verdrängt aus der Isolation 4 und aus dem Kern 6 die Luft, die an den Enden des Kabels . entweichen kann. Schließlich füllt das Öl den Innenraum des Kabels vollständig aus, nachdem es alle Spuren von Luft oder Gas aus der Isolation ausgespült hat.

Wenn der Bleimantel 5 auf die trockne Isolationsmasse 4 gebracht wird, so benötigt man große Behälter für die weitere Isolierung des Kabels, in denen durch Hitze und Luftverdünnung die Feuchtigkeit aus dem Papierkörper 4 entfernt wird. Danach wird die Isolation 4 an den Enden gegen das Eindringen von Feuchtigkeit abgedichtet, worauf der isolierte.Leiter unmittelbar aus dem Behälter der Bleipresse zugeführt wird. Beim Aufbringen des Bleimantels läßt man trocfene Luft in den Kern 6 strömen. Nach dem Verlegen des Kabels erfolgt das Durchtränken mit Mineralöl o. dgl.

Hat man die Isolation 4 vor dem Aufbringen des Bleimantels mit Mineralöl durchtränkt, so besteht beim Aufbringen des Bleimantels insofern eine Schwierigkeit, als sich der Aufbau des Kabels nicht leicht unverändert erhalten läßt. Insbesondere läßt sich schwer verhindern, daß das Öl abfließt, Man muß daher nachträglich Öl zuführen, um Ersatz zu schaffen für das beim Prüfen, beim Versand und beim Verlegen des Kabele verlorengegangene öl. Das geschieht in der Weise, daß das Öl unter Druck durch die Isolation hindurchgetrieben wird. In beiden Fällen muß das Öl nach dem Verlegen des Kabels so lange durch die Isolation 4 hindurchgedrückt werden, bis mit dem abfließenden öl keine Luft mehr entweicht.

Die Hierstellung von Kabelverbindungen für derartige Kabel erfordert besondere Aufmerksamkeit. Wenn die Verbindungsstelle durch umgewickeltes Papier gesichert ist, so muß die aufgewickelte Isolation an der Verbindungsstelle möglichst die gleiche Durch- tio lässigkeit besitzen wie im Kabel selbst. Denn wenn eine wesentliche Unstimmigkeit vorhanden ist, so fließt der Isolation der Verbindungsstelle entweder zu viel oder zu wenig Öl zu. Es kann sogar vorkommen, daß die Isolation an der Verbindungsstelle überhaupt nicht vollkommen durchtränkt wird.

Zweckmäßig besteht die Verbindung aus einer Reihe dünner Rohre aus Kunstharz o. dgl., welche durch Rippen in gleichem Abstand voneinander gehalten werden.

Bai Herstellung einer Verbindung aus Roh-

ren von großem dielektrischem Widerstand wird das öl durch den Hohlraum im Innern des Kabels eingeführt, und man hält den Raum auf der Außenseite des Rohres im Innern des Verbindungsgehäuses unter geringerem Druck. Auf diese Weise gelingt es, öl durch die Verbindungsstellen zu leiten, an denen die Rohre der Isolation 'der Verbindungsstelle an der Kabelisolation anliegen. ίο Auf diese Weise kann der ganze freie Raum im Innern des Verbindungsgehäuses mit Öl angefüllt werden.

Nachdem das Kabel verlegt ist, läßt man das öl durchströmen, bis man sicher ist, daß das gesamte Kabel mit Öl durchtränkt ist.

Während des Gebrauchs des Kabels empfiehlt es sich, dasselbe unter denselben Druckverhältnissen zu halten. Man kann dauernd ein starkes Strömen von Öl durch das Papier stattfinden lassen. Jedenfalls aber bleiben die Druckverhältnisse in dem Maße bestehen, daß im Falle einer Bewegung des Öles infolge von Undichtigkeiten oder einer durch die Temperaturveränderungen hervorgerufenen Druckschwankung ölfreie Räume nicht entstehen. Dadurch verhindert man den Zutritt von Luft und Feuchtigkeit.

An den Verbindungsstellen kann man die in Abb. 3 dargestellte Anordnung verwenden. Über die Drahtspiralen 6, welche den Hohlraum im Innern des Kabels bilden und den aus Drähten zusammengesetzten Leiter unterstützen, ist eine Kupferhülse 8 geschoben, die mit dein Leiter 4 verlötet oder anderweitig verbunden ist. Der innere Hohlraum verläuft dann ununterbrochen von einem Kabelstück zum andern, so daß das ganze Kaibel oder ein KaJbelabschnitt der gewünschten Länge einen durchgehenden Hohlraum besitzt. In dem Gehäuse 9, das den bekannten Ausführungen entspricht, können die Enden des Leiters und die Büchse 8 mit Papier umwickelt werden, das mit Mineralöl getränkt ist, oder sie können mit einer anderen Isolation umgeben werden. Das Gehäuse 9 kann oben mit einer durch Überwurfmutter 11 verschließbaren Füllöffnung 10 versehen werden, so daß beim Einführen des Öles unter Druck die in den Schraubengängen enthaltene Luft nach der Verbindungsstelle hin und durch die Füllöffnung abströmt, bis das Gehäuse 9 schließlich ganz mit Öl gefüllt ist, das die isolierte Verbindungsstelle der Kabelenden umgibt. Dann wird die Überwurfmutter 11 aufgesetzt. Da nun der Weg des Öles durch das Gehäuse abgesperrt ist, dringt das gepreßte öl durch die Papierhüllte 4. Dies erfolgt über die ganze Länge des Kabels. Das durch die Papierhülle 4 fließende Öl füllt schließlich den Hohlraum im Innern des Kabels aus.

An den Enden des Kabels kann das Öl durch U~förmige Röhren Sammelbehältern zugeführt werden. Die Austrittsstelle kann nach Bedarf derart verengt oder eingestellt werden, daß die gewünschten Druckverhältnisse in dem in der Isolation enthaltenen öl aufrechterhalten werden.

Der Druck auf der Außenseite der Isolation kann etwa mittels einer Pumpe oder eines hochgelegenen Behälters erzeugt werden.

Bei langen Kabeln wird das Mineralöl zweckmäßig an verschiedenen Stellen eingeführt.

Die Erfindung ist an einem Erdkabel erprobt worden, in dem eine Spannung von 132000 Volt bestand. Die Gefährdung der Isolation durch die hohe Spannung wurde vollständig beseitigt. Die Betriebskosten sind verhältnismäßig geringfügig, wenn man den Vorteil im Auge behält, der mit der Sicherheit eines Hochspannungskabels verbunden ist.

Im vorstehenden ist angenommen, daß das öl von außen nach innen strömt. Indessen kann die Strömungsrichtung auch umgekehrt sein.

Das neue Verfahren läßt sich auch bei solchen Kabeln anwenden, die keinen hohlen Kern besitzen, sofern die Isolation von gegenüberliegenden Seiten aus zugänglich ist. Beispielsweise zeigt Abb. 4 ein Ausführungsbeispiel, in dem ein Leiter τ^α, der etwa von zahlreichen Litzen gebildet ist, in einer Hülle 4^a aus Papier eingeschlossen ist. Der so isolierte Leiter ist in einem Mantel 5° untergebracht. Zwischen dem Leiter i^a und der Isolation 4" einerseits und zwischen der Isolation 4°- und dem Mantel 5^a andrerseits liegen Abstandskörper, beispielsweise Schraubengänge J^a und y^b, durch welche die Isolation 4^a von entgegengesetzten Seiten aus zugänglich gemacht ist, um den Zutritt von Öl zu ermöglichen.

Die Zwischenräume zwischen Bleimantel und Isolation können auch durch Vorsprünge gebildet werden, die auf der Innenseite des Bleimantels angebracht sind. In diesem Falle empfiehlt es sich, das Kabel innerhalb des Mantels mit einer genau passenden Hülle von Drahtgaze zu umhüllen. Beispielsweise besitzt in Abb. 5 die Isolation eine durchlässige, metallische Oberfläche 12. Der Bleimantel 5 ist auf der Innenseite mit Rippen 13 ausgestattet, die sich unmittelbar auf die metallische Oberfläche 12 der Isolation 4 legen.

Claims

.Patentanspruch :

Elektrisches Starkstromkabel mit Bleimantel und fester gewickelter durchlässiger Isolation, die mit einem unter Druck

stehenden flüssigen Isolationsmittel durchtränkt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der Isolation über die ganze Länge des Kabels sich erstreckende Kanäle angeordnet sind, in denen das flüssige Isolationsmittel auf der" einen Seite der festen Isolation zur radialen Durchspülung unter einem höheren Druck gehalten werden kann als auf der anderen Seite.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen