DE1950921C - Verfahren zum Herstellen einer Umhüllung aus Isoliermaterial für Energiekabelverbindungen - Google Patents

Description

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Die Erfindung 'bezieht sich auf ein Verfahren zum bildungsform der Erfindung an der Verbindungsstelle

Herstellen einer Umhüllung aus Isoliermaterial für zunächst eine oder mehrere Lagen ölimprägnierten

Verbindungsstellen von Starkstromkabeln in der Form Papiers um den Kabelkern gewickelt werden, worauf

eines vorgefertigten Zylinders, der einen sich über die der zylindrische Schichtkörper derart aufgebracht

Zylinderlänge erstreckenden, innerhalb des ringför- 5 wird, daß das ölimprägnierte Papier den spiralförmig

migen Zylinderquerschnittes von innen nach außen verlaefenden -Schlitz durchläuft, um anschließend

etwa spiralförmig verlaufenden Schlitz aufweist. auch um den zylindrischen Schichtkörper gewickelt

Bei einem bekannten Verfahren der vorstehend zu werden. Bei Aufbringung mehrerer zylindrischer

beschriebenen Art besteht das Isoliermaterial aus Schichtkörper auf die Verbindungsstelle soll in

einem elastischen Gummi. Der Gummizylinder wird io gleicher Weise von dem ölimprägnierten Papierband

bei dem bekannten Verfahren entweder in der ge- auch jeweils deren Schlitz ausgefüllt und die einzelnen

schlitzten Form mittels Extruder hergestellt, oder er Schichtkörper sollen von dem Band umhüllt werden,

wird als ungeschlitzter Hohlzylinder hergestellt und An Hand der Zeichnungen wird das Vorgehen

nachträglich geschlitzt. Ein einstückiger, also homo- bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Ver-

gener, elastischer Gummizylinder hat keinen hohen 15 fahrens erläutert. Es zeigt

Isolationswiderstand, und seine Herstellung ist auf- F i g. 1 einen Querschnitt eines Ausführungsbei-

wendig, weil für unterschiedliche Zylinderabmessungen Spieles einer Isolierung gemäß der Erfindung,

jeweils unterschiedliche Extruderwerkzeuge erforder- F i g. 2 einen imaginären Querschnitt zum Zweck

lieh sind. Das nachträgliche spiralförmige Schlitzen des Vergleichs mit der neuen Isolierung,

des elastischen Materials ist schwierig (britische ao F i g. 3 ein Diagramm des Feldvektors an den

Patentschrift 406 410). Begrenzungslinien der neuen Isolierung,

Es ist auch eine Isolation von Kabelverbindungs- F i g. 4 einen Rahmen zum Herstellen der neuen

stellen bekannt, die mit Hilfe von Papierbändern Isolierung,

oder einer Kombination aus Papierbändern und F i g. 5 ein anderes Ausführungsbeispiel des Ver- -rohren oder mittels eines einzelnen Papierrohres 25 fahrens gemäß der Erfindung zur Herstellung der hergestellt wird. Die Papierrohre können auf die Isolierung an der Verbindungsstelle von Starkstrom-Kabelenden vor deren Verbindung miteinander auf- kabeln,

gesteckt oder auch gewickelt werden. Das Wickeln F i g. 6 die Papierlagen gemäß F i g. 5, nachdem

von Papierbändern ist zeitraubend, aufgesteckte Rohre sie in radialer Richtung geschnitten und aufgebogen

bedingen die genaue Einhaltung vorher festgelegter 30 sind,

Masse an der Verbindungsstelle (deutsche Auslege- F i g. 7 die geschichteten Papierlagen gemäß

schrift 1 057 677). F i g. 6 in verschobener Form,

Bei Papierwickeln an Verbindungsstellen von mit F i g. 8 ein anderes Ausführungsbeispiel der neuen

ölimprägniertem Papier isolierten Starkstromkabeln Verbindungsstelle,

wird für die Isolierung am Verbindungsort nicht nur 35 F i g. 9a und 9b Schnittansichten der Verbindungs-

beträchlliche Zeit benötigt, sondern während dieser stelle gemäß F i g. 8.

Zeitdauer kann die Isolierung auch leicht Feuchtigkeit Gemäß F i g. 1 ist auf einen Kabelkern 1 eine

aus der Umgebung aufnehmen. Isolierung gewickelt, die gemäß nachstehender Be-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schreibung geschlitzt ist. In F i g. 1 sind drei Isolierisolierverfahren mit Papierlagen zu schaffen, welches 40 lagen 2a, Ib und Ic dargestellt. Die Lage la ist auf einfach in der Herstellung ist, die zum Verbinden den Kabelkern 1 gewickelt und hat eine Schlitzvon Starkstromkabeln benötigte Zeit erheblich vcr- begrenzungslinie 3a. Die zweite Lage Ib ist auf die kürzt und die Absorption von Feuchtigkeit verhin- Lage 2« gewickelt und hat eine Schlitzbegrenzungsdert, so daß die dielektrische Festigkeit der Isolierung linie 3b. Die dritte Lage Ic ist um die Lage2/> beträchtlich vergrößert ist. 45 gewickelt und hat eine Schlitzbegrenzungslinie 3c.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß Die von innen nach außen etwa spiralförmig vereinzelne Papierlagen übereinanderliegend auf ent- laufende Schlitzbegrenzungslinie, beispielsweise die sprechende Umfangslängen geschnitten und zuein- Linie 3a, ist dadurch erhalten, daß die Isolierung la ander verschoben zum Zylinder geformt werden. auf den Kabelkern 1 und außerdem auf sich selbst

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, 50 in der nachstehend erläuterten Weise gewickelt wird,

an Kabelverbindungsstcllen in kürzester Zeit Papier- Es sei beispielsweise angenommen, daß eine aus

Isolierungen der verschiedensten Abmessungen und Papier hergestellte zylindrische Isolierung, wie sie in

mit hoher Isolationsgüte herzustellen, ohne daß zur F i g. 2 bei la dargestellt ist, auf dem Kabelkern 1

Herstellung der Verbindungsmittel die Verwendung angeordnet ist, in diese eine Schlitzbegrenzungs-

von Maschinen, beispielsweise Extrudern erforder· 55 linie Aa mit einem Messer in radialer Richtung ein-

lich ist. geschnitten ist, eine zweite Isolierungslinie Ib und

Bisher wurden nicht weniger als S Stunden bcnö- eine dritte Isolieriingslage 2c über der Isolierungs-

tigt, um eine Verbindungsstelle eines ölgefüllten lage la angeordnet sind und ähnliche Begrenzungs-

275-kV-K.abels mit Papier zu isolieren. Bei Verwcn- linien Ab bzw. Ac in radialer Richtung in die Iso-

dung des neuen Isolierungsverfahrens erfordert das 60 lierungslagen Ib und 2c eingeschnitten sind.

Aufbringen der Isolierung nunmehr lediglich etwa Es sei nunmehr die Richtung des Feldvektors an

30 Minuten. den Hegrenzungslinien Aa, Ab und Ac betrachtet,

Vs ist auch bekannt, die Oberfläche eines Leiters wenn eine Spannung angelegt wird. Da die Richtung an der Verbindungsstelle mit Papierstreifen zu um- des Fcldvektors meistens mit der Richtung der Bewickeln, wobei jede zweite, drille oder vierte Win- 65 grenzungslinien übereinstimmt, ist die dielektrische dungslage aus einem ölgetränkten Scidcnba:id her- Festigkeit an den Begrenzungslinien Aa, Ab und 4c gestellt wird (deutsche Patentschrift 568 408). minimal, und es ist sehr wahrscheinlich, daß ein

Demgegenüber sollen nach einer besonderen Aus- Durchschlag an diesen Stellen auftritt.

Claims (1)

1. i 950 921 T 3 4

   Die Begrenzungslinien 3α, 32» und 3c verlaufen gebildet wird, wie si in Fig. 7 dargestellt .ist. Die jedoch nicht in radialer Richtung, sondern von innen so geschichteten Papierbögen werden dann auf einen nach außen spiralförmig, wie dies in F i g. 1 dar- Zylinder gewickelt (F i g. 7), der einen Außenradius gestellt ist, wodurch die dielektrische Festigkeit an von r hat, so daß ein zylindrischer Isolator gebildet den Begrenzungslinien beträchtlich erhöht wird. Dies 5 wird, der im Querschnitt den spiralförmigen Schlitz wird mit Bezug auf F ι g. 3 erläutert. hat. Die auf diese Weise hergestellte Isolierung wird

   Der Feldvektor £(, der in tangentialer Richtung anschließend getrocknet, und mit öl imprägniert, an der Stelle P (deren Abstand von der Mitte den Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der

   Wert χ hat) der in der Isolierung la der Kabelver- Erfindung werden eine oder mehrere Lagen ölimbindung gebildeten Schlitzbegrenzungslinie 3a ver- io prägnierten Papiers oder einer Kunststoffolie um läuft, hat, wenn die Isolierung einen Innenradius r den Kabelkern gewickelt, worauf der zylindrische und einen Außenradius R hat, den Wert Schichtkörper derart aufgebracht wird, daß das öl-

   JZ₀₀₅Q imprägnierte Papier den spiralförmig verlaufenden

   Et = . Schlitz durchläuft, um anschließend auch um den

   (R\ 15 zylindrischen Schichtkörper gewickelt zu werden.

   Bei Aufbringung mehrerer zylindrischer Schichtkörper auf die Verbindungsstelle werden in gleicher ^Wd d h

   _n (R\
   ■ \ r)

   Der.Vektor 2?, in radialer Richtung hat den Wert ^Wds·? T dem ölimprägnierten Papierband auch

   lung «αϊ ucii wen jeweils deren Schlitze ausgefüllt und die einzelnen

   P _ V ^ao Schichtkörper von dem Band umhüllt.

   ^x /R\' Fig. 9 a ist eine Schnittansicht der Verbindungs-

   xlnj- j stelle aus Isolierlagen, die auf ein Starkstromkabel

   \ ^T I entlang seiner Länge aufgewickelt sind, und F i g. 9 b

   ist eine Quer.schnittsansicht derselben Verbindungswobei V die an die Isolierung angelegte Spannung ist. as stelle. Jn F i g. 9b ist in gestrichelten Linien eine aus

   Demgemäß ist E₁ = E_x ■ cos 0. Da cosO kleiner ölimprägniertem Papier oder Kunststoffolie bestehende als 1 ist, ist es möglich, die Durchschlagsspannung Bahn angedeutet, die auf die Kabelkernoberfläche an der Stelle P beträchtlich zu erhöhen. Es ist weiter- und die Oberfläche der zylindrischen Schichtkörper hin möglich, 0 = 90° an einer Stelle an der Innen- gewickelt ist und außerdem den spiralförmigen Schlitz seitenelektrode (x = r) zu machen, an der die Feld- 30 durchläuft. Diese Bahn erleichtert das Aufbringen intensität in radialer Richtung am größten ist, so der zylindrischen Schichtkörper und wirkt ferner daß die Komponente des Feldvektors, die parallel dahingehend, die Verbindung, die aus dem Kabelkern zu der Schlitzbegrenzungslinie verläuft, den Wert und den zylindrischen Schichtkörpern zusammen-NuIl hat. gesetzt ist, kompakt zu machen.

   Es sei nun das Verfahren zum Bilden der Isolie- 35 Bei einer Verbindungsstelle eines einadrigen 70-kV-rung la erläutert, welche die vorgenannte Schlitz- Kabels mit einem Leiterquerschnitt von 600 mm⁸, begrenzungslinie 3a hat. Zuerst wird ein Rahmen 5 bei der gemäß F i g. 9a rf, = 49,3 mm, d₂ = 70 mm, mit einer Anlegekante für Papierbögen hergestellt, d₃ = 90 mm, /, = 280 mm und I₂ = 720 mm war die mit der Auflagefläche für die Papierbögen einen und die ein ölimprägniertes Papier von 0,125 mm Winkel einschließt, dessen Tangens gleich ,* _ist *° ^D!f^kf ^enth\^elt· ^erf^b/^ic»\ ^i einem Durchschlagtest

   ⁶⁶ 2π mit dauernd angelegter Wechselspannung ein Durch-

   (F i g. 4). Dann wird Papier, das in Bögen gleicher schlagswert von 225 kV und bei einem Stoßspannungs-Größe mit einer Länge von InR geschnitten ist, in test ein Durchschlagwert von 58OkV. Diese Durchdem Rahmen 5 angeordnet. Die Bögen werden auf- schlagswerte sind gleich denen, die erhalten werden, einandergelegt, bis der Stapel eine Dicke von R - r 45 wenn an einer Verbindungsstelle das übliche »Bandhat. Der überstehende Teil Λ am linken Ende wird auf-Band«-Wickelverfahren angewendet wird, oder dann abgeschnitten. Auf diese Weise wird ein Schicht- höher als diese.

   körper B mit einer Oberseitenlänge von 2nr und Bei dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel

   einer Unterseitenlänge von InR erhalten. läßt sich ein aufgebogener zylindrischer Schichtkörper

   Ein anderes Verfahren zur Herstellung der Isolie- 50 leicht auf die Verbindungsstelle aufbringen, weil das rung an der Verbindungsstelle von Starkstromkabeln, ölimprägnierte Papier oder die Kunststoffolie zwischen bei der jede der zylindrischen Isolierlagen einen sich den zylindrischen Schichtkörpern bzw. zwischen dem über die Zylinderlage erstreckenden, innerhalb des innersten Schichtkörper und dem Kabelkern angeringförmigen Zylinderquerschnittes von innen nach ordnet ist.
   außen etwa spiralförmigen Schlitz aufweist, wird 55 „

   nachstehend an Hand der F i g. 5, 6 und 7 beschrie- Patentansprüche:

   ben. Bei dieser Ausführungsform wird eine Isolier- 1. Verfahren zum Herstellen einer Umhüllung

   papierbahn kontinuierlich auf ein Rohr gewickelt, aus Isoliermaterial für Verbindungsstellen von

   das einen Außenradius von r hat, bis der Außen- Starkstromkabeln in der Form eines vorgefer-

   radius der Papierwicklung den Wert R hat. Dann 60 tigten Zylinders, der einen sich über die Zylinderwird die erhaltene Papierwicklung in radialer Rieh- länge erstreckenden, innerhalb des ringförmigen Hing eingeschnitten (F i g. 5) und aufgebogen, so (.laß Zylinderquerschnittes von innen nach außen etwa man einen Stapel von Papierbögen mit trapezförmigem spiralförmig verlaufenden Schlitz aufweist, d a-Querschnitt erhält, wie dies in F i g. 6 dargestellt ist. durch gekennzeichnet, daß einzelne Das Trapez hat eine Oberseitenlänge von 2nr, eine 65 Papierlagen übereinanderliegend auf entsprechende Unterseitenlänge von InR und eine Höhe von R—r. Umfangslängen geschnitten und zueinander ver-

   Jeder Papierbogen wird dann so verschoben, daß schoben zum Zylinder geformt werden,

   ein Stapel von Papierbögen mit einem Querschnitt 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

   zeichnet, daß übereinandergeschichtete Papierbögen gleicher Größe, deren Länge gleich ist der Länge, auf die an der Verbindungsstelle die Isolierung ersetzt werden muß, und deren Breite gleich ist dem Außenumfang des zu formenden Zylinders in einen derart ausgebildeten Rahmen eingelegt werden, daß die eine Kante des Schichtkörpers aus Papier mit dem untersten Papierbogen einen Winkel einschließt, dessen Tangens

   gleich -=— ist, daß darauf der Schichtkörper an

   der gegenüberliegenden Kante senkrecht geschnitten wird, worauf der Schichtkörper aus dem Rahmen genommen und in eine zylindrische Gestalt derart gewickelt wird, daß die einzelnen Papierbögen gegeneinander verschoben werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Bahn aus Isolierpapier eine Vielzahl von Papierlagen auf ein Rohr aufgewickelt wird, daß die Papierlagen in radialer ao Richtung durchgeschnitten und aufgebogen werden, so daß ein Schichtkörper von trapezförmigem Querschnitt entsteht, worauf die Lagen des Schichtkörpers gegeneinander verschoben werden und der Schichtkörper auf die Kabelverbindungsstelle aufgebracht wird.

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß an der Verbindungsstelle zunächst eine oder mehrere Lagen ölimprägnierten Papiers um den Kabelkern gewickelt wird/werden, worauf der zylindrische Schichtkörper derart aufgebracht wird, daß das ölimprägnierte Papier den spiralförmig verlaufenden Schlitz durchläuft, um anschließend auch um den zylindrischen Schichtkörper gewickelt zu werden, und daß bei Aufbringung mehrerer zylindrischer Schichtkörper auf die Verbindungsstelle in gleicher Weise von dem ölimprägnierten Papierband auch jeweils deren Schlitz ausgefüllt und die einzelnen Schichtkörper umhüllt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen