DE903225C - Hochspannungskabel mit gummiisolierten Adern - Google Patents

Description

• Hochspannungskabel mit gummiisolierten Adern Die Erfindung bezieht sich auf ein- oder mehradrige Kabel mit Gummiisolierung. Werden derartige Kabel mit höheren Spannungen betrieben, so müssen diese Adern mit einem Glimmschutz versehen werden. Andernfalls würde sich Ozon bilden, welcher bekanntlich zur Zerstörung .des elastischen Gummis führt. DerGlimmschutzbestehtbekanntlich aus einer leitfähigen oder halbleitenden Schicht, die auf der oder den beiden Begrenzungsflächen der Gummiisolierung angebracht ist. Es sind schon verschiedene Ausführungsformen von Hochspannungskabeln mit halbleitender oder leitender Schicht bekannt. Will man die Kabel mit höheren Spannungen, beispielsweise io kV, betreiben, so ist es erforderlich, daß die leitende Schicht in allen Fällen zuverlässig dicht auf der Oberfläche der Isolierung aufliegt. Diese Bedingung muß auch dann noch erfüllt sein, wenn das Kabel wiederholten starken Biege-, Zug- und Verdrehungsbeanspruchungen unterworfen worden ist, wie das beispielsweise bei Baggerkabeln der Fall ist. Die bekannten leitenden Schichten aus metallisiertem Papier genügen dieser Bedingung nicht, da sie sich von der Isolierung abheben. Auch Faserstoffbänder, in welche dünne Drähte hineingewoben sind, entsprechen nicht der vorgenannten Bedingung. Besser verhalten sich bereits Faserstoffbänder, in welche an Stelle der @dünnen Drähte I ahnfäden eingewebt sind, sofern man die Bänder gummiert und durch Vulkanisation mit der Aderisolierung verbindet. Es sind auch bereits Kabel bekanntgeworden, bei denen halbleitende Schichten, aus Gummi mit Zusatz von leitenden Stoffen, wie Graphit oder Ruß, an den Begrenzungsflächen der Isolierung angeordnet. und mit dieser durch Vulkanisation zu einer gummihomogenen Masse verbunden sind-(vgl. deutsche Patentschrift 634 10i). Eine derartige Schirmung erfüllt zweifellos die vorgenannten Bedingungen auch dann, wenn das Kabel starken mechanischen Beanspruchungen unterworfen wird. Andererseits ist es nachteilig, daß solche leitenden Gummischichten aus fabrikatorischen Gründen nicht dun er ausgeführt werden können als etwa 0,5 mm. Verwendet man also als innere und äußere Begrenzung der Isolierung je eine solche Schicht von etwa 0,7 mm Stärke, so bedeutet dies, daß bei einer Stärke,der eigentlichen Gummiisolierung von 4 mm die Wandstärke .der gesamten Gummihülle um etwa 350/0 verstärkt werden muß. Dieser Verstärkung entspricht außerdem ein erheblicher Mehraufwand für Zwickel- und Mantelwerkstoff, so daß solche Kabel einen unnötig großen Durchmesser aufweisen und daher materialverschwendend sind.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine elektrisch leitende Abschirmung für die gummiisolierten Adern zu schaffen, die keine zusätzliche Verstärkung der isolierten. Adern bedeutet. Gelingt dies, so wird das Kabel billig und leicht; dabei weist es in elektrischer Beziehung die gleiche Güte auf wie ein Kabel mit aufvulkanis.ierten Schichten aus halbleitendem Gummi.
• Die zu diesem Zweck angestellten Versuche haben folgendes ergeben: Bringt man auf eine Ader, deren äußerste Isolierschicht aus einem nicht vulkanisierbaren und daher ozonfesten Gummi besteht, einen an sich bekannten leitenden Anstrich, etwa aus kolloidalgelöstem Graphit (Hydrocollag), auf, so weist diese Schicht eine verhältnismäßig geringe Leitfähigkeit auf. Dies beruht offenbar darauf, daß der unvulkanis@ierte Gummi ölige Bestandteile enthält, welche dtie einzelnen Teilchen des leitenden Überzuges mehr oder weniger isolieren, so daß ein Stromübergang zwischen den Teilchen sehr erschwert wird'. Daher kommt es, daß man mit derartigen Schichten nicht immer die er§@trebte Wirkung erzielt. Bringt man andererseits auf die Oberfläche einer vulkanisierbaren und vulkanisierten Ader eine Schicht aus Hydrocollag auf, so ergibt sich eine weit bessere Leitfähigkeit. Unterwirft man nun eine solche Ader mechanischen Beanspruchungen, denen das Kabel in der Praxis ausgesetzt ist, nämlich Biege-, Zug-, Verdrehungs- und Schabebeanspruchungen, so ändert sich der Widerstand, je nach Schärfe der Beanspruchung in stärkerem Maße, unter Umständen um mehrere Zehnerpotenzen. Der Widerstand kann einen so hohen Wert erreichen, daß die Leitfähigkeit der Schicht praktisch nicht mehr ausreicht, um den an sie gestellten Bedingungen zu genügen.
• Bringt man jedoch einen leitenden Überzug der vorgenannten Art auf eine Gummischicht auf, die zwar vulkanisierbar, aber noch nicht vulkanisiert ist, und nimmt man dann .die Vulkanisation vor, so erhält man eine Schicht mit ausreichender Leitfähigkeit. In diesem Fall diffundiert nämlich das leitende Material, etwa der Ruß, in die Oberfläche des Gummis hinein. Dadurch wird erreicht, daß .die Schicht fest an der Oberfläche haftet und ihren Widerstand auch bei rauher Behandlung nicht so stark ändert, d'aß die Wirksamkeit der Schicht in Frage gestellt wird. Versuche haben ergeben, daß an so behandelten Oberflächen auch bei hohen mechanischen Beanspruchungen kein Glimmen auftritt.
• Gegenstand .der Erfindung ist somit ein Hochspannungskabel mit gummiisolierten Adern, .deren Isolierung an einer oder !beiden Begrenzungsflächen mit einem -dicht anliegenden leitenden oder halbleitenden Schirm als Glimmschutz versehen ist. Erfindungsgemäß besteht dieser Schirm lediglich aus einer durch Diffusion von Graphit, Ruß od. dgl. in die Oberfläche der Isolierung entstandenen leitenden oder halbleitenden Schicht. Die Erzeugung einer derartigen Schicht kann in verschiedener Weise erfolgen. Beispielsweise wird der Graphit in Form einer Kolloidlösung an die Begrenzungsfläche der Isolierung herangebracht, und anschließend wird: .die Vulkanisation vorgenommen. Man kann auch so vorgehen, daß man um den Leiter vor dem Aufbringen der Isolierung ein graphitiertes Band legt; auch auf die äußere Oberfläche der Isolierung wird ein solches graphitiertes Band aufgewickelt. Dann kann die Vulkanisation in bekannter Weise entweder frei oder unter Blei erfolgen. Der Isoliergummi nimmt hierbei aus den. Graphithüllen so viel Graphit in sich auf, daß seine Oberflächen eine ausreichende Leitfähigkeit annehmen. Man kann sich auch damit begnügen, die äußere Oberfläche der Gummiisolierung lediglich mit Graphit einzureiben oder anzustreichen. Wendet man außen ein graphitiertes Band an, so kann man dies entweder als mechanischen Schutz auf der Ader belassen oder aber auch nach beendeter Vulkanisation entfernen.
• Es wurde gefunden, daß die Diffusion des Graphits in die Gummiisolierung auch dann noch stattfindet, wenn das Isoliermaterial bereits vorvulkanisiert ist, sofern die Ader nach Aufbringung des Graphits erneut Temperaturen in der Höhe der Vulkanisationstemperatur unterworfen wird. Wenn es, also geraten erscheint, .die Adern zwecks Beseitigung .der Weichheit unid Verformbark:eit des aufvulkanisierten Gummis vorab zu vulkanisieren, so steht dem nichts im Wege, @da in einem solchen Fall die nachträglich zur Vulkanisation der Mäntel an- i gewendete Wärmebehandlung für eine ausreichende Diffusion des Graphits in die Oberfläche der Adern sorgt.
• Die Erfindung ist auch bei solchen Kabeln anwendbar, die an Stelle der Gummiisolierung eine Isolierung aus arnderen gummiähnlichen Stoffen, insbesondere aus synthetischem Kautschuk oder dessen Mischpolymerisaten, aufweisen. Sie ist aber auch bei Kabeln mit thermoplastischer Isolierung anwendbar, soweit bei diesen durch eine der Vulkan@isierung entsprechende Wärmebehandlung die Diffusion des Graphits ermöglicht werden kann.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE: T. -Hochspannungskabel mit gummiisolierten Adern, deren Isolierung an einer oder beiden Begrenzungsflächen mit einem dicht anschließenden leitenden oder halbleitenden Schirm als Glimmschutz versehen sind, dadurch gekennzeichnet daß dieser Schirm lediglich aus einer durch Diffusion eines leitfähigen'Stoffes, beispielsweise Graphit, in die Oberfläche der Isolierung entstandenen leitenden Schicht besteht.
2. 2. Verfahrens zur Herstellung eines Kabels nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Begrenzungsfläche der Isolierung leitfähiges Material in kolloidaler Form aufgebracht wir und erst danach die Vulkanisation der Adern vorgenommen wird.
3. 3. Verfahren zur Herstellung eines Kabels nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf die vorvulkanisierten Adern leitendes Material aufgebracht und durch eine weitere Wärmebehandlung zur Diffusion in die Oberfläche der Adern gebracht wird. .
4. 4. Verfahren zur Herstellung eines Kabels nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Bänder, welche mit leitendem Material, insbesondere Graphit, eingestrichen sind, um die isolierten Adern und/oder deren Leiter herumgelegt werden. Verfahren zur Herstellung eines Kabels nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Schichten aus Graphit oder Ruß durch Aufreiben und Aufstreichen auf der Oberfläche der Adern erzeugt werden.