DE2301535A1 - Elektrisches kabel mit feuchtigkeitssperre - Google Patents

Description

• Elektrisches Kabel mit Feuchtigkeitssperre.
• Kurze Zusammenfassung (abstract) der Erfindung Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kabel, besonders Fernmeldekabel, mit Feuchtigkeitssperre, bei dem als Feuchtigkeitssperre ein Pulver diente das im Kabel bei einem Doppelmantelkabel zwischen d».g Außen- und innenmantel und bei einem Kabel mit einem Mantel zwischen dem Mantel und der Seele angeordnet ist und bei Zutritt von Feuchtigkeit quillt1 Wenn also der Außenmantel bricht oder durchstoßen wird und Wasser eindringt, quillt das Pulver und sperrt den Raum unter dem Mantel1 sodaß Wasser nicht unter dem Mantel längs des Kabels weiter eindringen kann. Das Pulver bleibt trokken, solange der Mantel nicht durchstoßen ist und füllt in trockenem Zustand nur einen Teil des Zwischenraums unter dem Mantel aus Stand der Technik und Beschreibung der Erfindung In allen üblich aufgebauten elektrischen Kabeln mit einem Außenmantel und einem Innenmantel ermöglicht ein Bruch oder Durchstoßen des Außenmantels das Eindringen von Grundwasser unter den Außenmantel und seine Wanderung zwischen den beiden Mänteln. Bei üblichen Fernmeldekabeln mit einem einzigen, die Seele abdeckenden Mantel läßt ein Durchstoßen des Mantels Wasser in den Raum zwischen dem Mantel und der Seele eindringen Ein solches Eindringen und Weiterurandern von Wasser ist unerwünscht, da im Fall einer Neigung des Geländes das Wasser abwärts läuft und im Kabel eine lange Strekke bis zum Spleißkasten und auch in den Spleiß eindringen kann, falls nicht besondere Maßnahmen ergriffen werden um den Durchlaß zwischen dem Spleißkasten und dem unter dem Außentantel liegenden Zwischenraum zu versiegeln.
• Selbst wenn solche Vorsichtsmaßnahmen am Spleißkasten ordnungsgemaß vorgenommen werden, ist es immer noch unerwünscht, das Wasser weiter als über eine absolute Mindeststrecke in das Kabel eindringen zu lassen. BeispielSweise kann bei einer Beschädigung des Kabels ein kurzes Stück des Kabelmantels an der Schadenstelle ersetzt werden. Wenn Wasser am Weiterwandern längs des Zischenraums unter dem Mantel gehindert werden kann, wäre nach einer solchen Mantelreparatur das Kabel huber seine ganze Länge wieder in Ordnung Wenn jedoch Wasser sich über eine lange Strecke im Kabel ausbreiten konnte, kann die Reparatur eines kurzen Abschnitts nicht den urspünglich ordnungsgemäßen Zustand der gesamten Länge des Kabels wiederherstellen.
• Es sind bereits verschiedene Maßnahmen bekannt und benutzt worden, um eine solche Wanderung von Wasser unter dem Kabelmantel zu verhindern, Beispielsweise ist bekannt die Verwendung von Füllmassen (1flooding compunds"), wie Asphalt und dergleichen, welche den Zwischenraum beispielsweise zwischen der Jute-Einbettung und Armierung ausfüllen. Um ihre F-unXtion zu erfüllen, muß die Füllmasse an den Oberflächen haften, welche den Zwischenraum begrenzen, wodurch eine freie Verschiebung der diese Oberflächen bildenden Kabelteile gegeneinander und damit die Biegbarkeit des Kabels verrin gert werden. Wenn eine solche Füllmasse zwischen zwei getrennten Mänteln eines Doppelmantelkabels verwendet würde, könnte ein solches tabel nur schwer oder überhaupt nicht mehr von einer Spule abgevickelt rerdenX Bekannt ist such die Verwendung von in Abständen voneinander im Kabel angeordneten Feuchtigkeitssperren, jedoch bleiben solche Sperren oder Stopfen nicht dicht. Sie sind nachteilig, da sie die Biegsamkeit des Kabels verringern und, wenn sie dicht sind, luftdichte Taschen bilden, sodaß es nicht mehr möglich ist, das Druckgas in einem solchen Kabel zu überwachen oder zu regeln.
• Ferner beschreibt die US-PS 3 345 974 die Verwendung von über die Länge des Kabels in Abständen angeordneten Feuchtigkeitssperren aus gelartigem Material, welches den Zwischenraum im Kabel nicht vollständig ausfüllt, solange kein Wasser in das Kabel eintritt.
• In diesem Fall, nämlich bei Feuchtwerden der Sperre, quillt das Gel unter Bildung eines Stopfens.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes elektrisches Kabel mit einer unter seinem Außenmantel angeordneten Feuchtigkeitssperre zu schaffen, die bei Bruch, Durchstoßen oder Durchlssigwerden des Außenmantels das Eindringen von Wasser längs des Kabels verhindert.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöste daß als Feuchtigkeitssperre im Raum zwischen dem Außenmantel und Innenmantel ein diesen Raum nur teilweise ausfüllendes, bei Wasserzutritt quel lendes trockenes Material über die Länge des Kabels in einer im Hinblick auf die Quellfähigkeit des Materials bestimmten Menge angeordnet ist, das bei Wasserzutritt genügend stark quillt, um den Zwisthenraum wasserdicht auszufüllen und ein weiteres Eindringen von Wasser längs des Kabels zu verhindern.
• Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das trockene Material pulverförmig und im wesentlichen gleichmäßig um den Umfang des Kabels verteilt, indem es auf eine klebrige Oberfläche der Seele oder eines Mantels aufgebracht oder das Kabel mit einem mit dem Pulver imprägnierten Band umwickelt ist. Dieses Pulver verringert nicht die Biegsamkeit cles Kabels sondern hat im Gegenteil eine Schmierwirkung zwischen den Mänteln, wodurch die Biegsamkeit des Kabels gesteigert wird, zur Folge.
• Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Verwendung des trockenen Pulvers im Zwischenraum zwischen den beiden Mänteln, falls letztere teilweise oder ganz aus Polyäthylen bestehen. Viele der erwähnten Füllmassen wirken nämlich nachteilig auf den Polyäthylenmantenl und verursachen seine Verformung, falls die Masse heiß aufgebracht wird Wemi. das nicht der pail ist können dennoch die Massen wcia Polyäthylenölen absorbiert werden und eine Quellung des Polyäthylens verursachen, wodurch die Festigkeit des Mantels verringert wird.
• Einige Füllmassen können im Polyäthylen Spannungsrißbildung unter den Einsatzbedingungen verursachen. Das erfindungsgemäß zu verwendende trockene Pulver hat keine dieser Auswirkungen auf die Polyäthylenmäntel und bei Befeuchtung die gleiche Auswirkung wie der Boden in dem die Kabel verlegt sind al so ebenfalls keinen schädlichen Einfluß auf das Polyäthylen.
• Weitere bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen bzw. der folgenden Beschreibung. Die Beschreibung bezieht sich auf die beigefügte Zeichnung, in der entsprechende Teile in allen Figuren mit gleichen Bezugszahlen versehen sind. Es zeigen: Fig. 1 einen schematischen Querschnitt senkrecht zur Längsrichtung eines erfindungsgemäßen elektrischen Kabels; Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 einen Querschnitt ähnlich Fig. 1 eines abgewandelten Kabeltyps ; Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig 3; Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 4 zur Erläuterung der Quellung des Pulvers bei Wasserzutritt und der Bildung von Feuchtigkeitssperren; Fig. 6 einen Querschnitt eines Teils eines gefüllten Fernmeldekabels bei dem die erfindungsgemäße pulverförmige Feuchtigkeitssperre zwischen der Kabelseele und dem Mantel angeordnet ist, und Fig. 7 einen vergrößerten Schnitt längs der Linie 7-7 der FigO 6.
• Das in FigX 1 gezeigte Kabel weist eine Seele 10 von getrennten Leitern 12 auf, von denen jeder vorzugsweise mit einer Isolation, gewöhnlich Polyäthylen, überzogen ist. Die Seele 10 weist einen die Gruppe der Leiter 12 umgebenden dampfundurchlässigen Mantel 14 auf, der aus Metallfolie, wie Aluminium, bestehen kann, die beidseitig mit haftendem Polyäthylen beschichtet ist um die Korrosion des Aluminiums zu verhindern.
• Der Mantel 14 weist eine Längsnaht 16 auf, die durch Aufbiegen der Ränder . des beschichteten Aluminiums und Verbinden der einander gegenüberliegenden Seiten geformt ist. Die aufgebogenen Kanten sind dann umgebogen, urn eine im wesentlichen Kreisform des Mantels zu erhalten4 Über den Mantel 1i4 ist längs ein Aluminiband 18 gefaltet, dessen Breite etwas geringer als der Umfang des Mantels 14 ist, sodaß eine offene Stoßstelle 20 des rings um den Mantel 14 geformten Bandes 18 verbleibt. Das Aluminiumband kann gewellt sein, wie gezeigt Ein Außenmantel 24 aus S Stahl deckt das Alttminiurnband 18 ab Der Außenmantel wird vorzugsweise geformt, indem um das Kabel ein Stahlband mit einer Längsnaht gefaltet wird, die als Fö@naht 22 ausgebildet ist, um den Außenmantel 24 wasser- und feuchtigkeitsundurchlässig zu machen. Der Mantel 24 ist mit im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Wellungen versehen, um die Biegsamkeit des Kabels zu erhöhen. Ein Mantel 26 bedeckt den Stahlmantel 24* Das bis hierhin beschriebene Kabel hat einen liblichen Aufbaut und bei einer Biegung des Kabels verschieben sich der Außenmantel 24 und der Innenmantel 14 relativ zum Aluminiumband 18 und zueinander.
• Jede zwischen cie Mäntel 14 und 24 eingebrachte und an diesen oder 18 an beiden Seiten des Aluminiumbandes haftende Füllmasse verringert offensichtlich die Biegsamkeit des Kabels.
• Bei dem erfindungsgemäßen Kabel ist auf beiden Seiten des Aluminiumbandes 18 ein in der Zeichnung (Fig. 2) durch Punktierung angedeutetes Pulver 30 vorgesehen. Um beste Ergebnisse zu erhalten, muß um den gesamten Umfang des Kabels genügend Pulver 30 verteilt sein, daß es beim Eindringen von Wasser quillt und den Wasserstrom abschneidet, unabhängig von der Stelle am Kabelumfang wo das Wasser eindringt. Um diese Verteilung aufrechtzuerhalten, wird ein Träger für das Pulver benutzt. In der Zeichnung (Fig. 2) ist auf wenigsens eine der Oberflächen des Zwischenraums, in dem sich das Pulver 30 befindet, eine Schicht 3t aus einem klebrigen Material aufgebrachte welche das Pulver 30 rings um den Umfang des Zwischenraums verteilt hält.
• Ein geeigneter Träger ist Vaselinegel, jedoch muß genug Pulver vorhanden sein, daß der Gelüberzug die Pulverteilchen nicht so weit bedeckt, daß ein Eindringen von Wasser zwischen bedeckte Teilchen verhindert wird. Gute Ergebnisse erhält man mit 3 bis 5 Gewichtsteilen Vaselinegel auf einen Gewichtsteil Pulver. Ein anderer verwendbarer geeigneter Träger ist ein gewebtes oder ungewebtes Faser band, das entweder klebrig oder n.icht klebrig sein kann und auf weEw ches das Pulver aufgestäubt wird. Es können auch beliebige andere geeignete Mittel benutzt werden, um die Pulververteilung rings um den Umfang des Kabels aufrechtzuerhalten. Bei Verwendung eines solchen Ersatzträgers kann das gleiche Verhältnis von Trager zu Pulver wie oben angegeben benutzt werden. Etwas Pulver kann auch lose im Zwischenraum zwischen den Mänteln 14 und 24 vorhanden sein Wenn zwischen den Mänteln 14 und 24 oder 18 und 24 Druckgas benutzt werden soll, darf die Dicke des Trägers 31 den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenmantel nicht ausfüllen. Selbst wenn dann an manchen Stellen oder zu manchen Zeiten etwas loses Pulver den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenmantel überbrückt, tritt das gewöhnlich nicht über den ganzen Umfang ein« da Kabel in Richtungen mit einer erheblichen waagerechten Komponente verlegt werden.
• Bei Verwendung des labels mit Gas zwischen den Mänteln blockiert das trockene Pulver nicht den Durchtritt des Gases oder die Aufrechterhaltung des Gasdrucks über die volle Länge des Kabels, da es selbst bei einer Stanzung des Pulvers eine poröse Masse bleibt, durch die Gas hindurchtritt. Das Pulvermaterial 30 und der n'.räger 31 werden in den Raum zwischen den Mänteln 14 und 24 bzw. 18 und 24 während der Herstellung des Kabels eingebracht und vorzugsweise gleichmäßig über die Länge des Kabels verteilt, obgleich es auf die Gleichmäßigkeit nicht entscheidend ankommt.
• Verschiedene Pulver1 die bei Feuchtwerden quellen. sind bekannt. Beispiele solcher erfindungsgemäß verwendbaren Pulver sind die von der Firma Stein, Hall & Co, New York, erhältlichen Produkte "Colloid WR-1" oder "WR" (organische Verbindungen) oder "Polyhall 295" (eine synthetische Verbindung). Eine Anzahl solcher Pulver ist ferner in der GB-PS 1 116 175 beschrieben. Wenn diese Materialien verwendet werden, soll die zwischen den innenmantel und Außenmantel eingebrachte Menge nicht mehr als 30% bis 60 % des verfügbaren Quer schnitts des Zwischenraums zwischen dem Innen- und Außenmantel einnehmen Jedoch ist für bestiirte Pulver die Materialmenge im Hinblick auf ihre Quelleigenschaften festgelegt, sodaß das Pulver nach Befeuchtung den Zwischenraum ausfüllt und genügend Druck entwickelt, um ein Eindringen und Weiterwandern von Wasser längs des Zwischenraums zwischen Innen- und Außenmantel zu verhindern.
• Es können beliebige andere feste trockene und pulverisierbare bekannte Materialien verwendet werden die in Gegenwart von Wasser quellen.
• Fig. 3 zeigt einen weiteren üblichen Typ eines elektrischen Kabels, dessen Teile, soweit sie solchen des Kabels der Fig 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugs zahlen unter Beifügung eines Indexstrisches bezeichnet sind. Das Kabel der Fig. 3 weist eine Seele 10' von isolierten Leitern 12' und mit einem wasser- und feuchtigkeitdichten Mantel t4' auf. Ein aus gewelltem Aluminium bestehender Außenmantel 34 ist unmittelbar über dem Innenmantel 14' aufgebracht, und hat eine als Lötnaht oder dichte Kunststoffklebnaht 36 abgedichtete Längsnaht. Über den Metallmantel erstreckt sich ein Kunststoffmantel 26§ wie in Fig. 1% Dieser Kunststoffmantel kann aus Polyäthylen bestehen und sowohl in Ftg. 1 als auch in Fig. 3 als Teil des Außenmantels angesehen werden. Pulver 30 und ein Träger 31 sind längs des Kabels im Zwischenraum zwischen dem Innenmantel 15' und dem Außenmantel 34 verteilt Fig. 5 zeigt eine Durchstoß- oder Bruchstelle 40 im äußeren Kunst sto£fmantel 26§ und Metallmantel 34, durch die Wasser 44 in den Zwischenraum zwischen dem Außenmantel und dem Innenmantel 14' eingedrungen ist. Das Pulver 30 ist gequollen und bildet nun an beiden Seiten der Bruchstelle 40 Speflen 46. In der Darstellung ninunt das Wasser 44 einen radial erheblich ausgedehnten Raum ein3 um die Wirkungsweise des gequollenen Pulvers bei der Verhinderung des Einströmens von Wasser in jeder Längsrichtung in den Raum zwischen zu den Mäntein verdeutlichen.
• Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung auch für elektrische Xabel verwendet werden kann, bei denen sowohl der Innenmantel als auch Außexivnantel aus Kunststoff besteheilt oder für elektrische Kabei, bei denen aufgrund des Aufbaus von Innen- und Außenmantel die Gefahr der Wanderung von Wasser über die Länge des Kabels zwischen dem Innen- und Außenmantel besteht, falls der Außenmantel durchstoßen wird.
• Fig. 6 zeigt ei Fernmeldekabel 48, dessen Seele aus isolierten Leitern 50 besteht2 die von einem elektrischen Kunststoffband 52 umgeben sind. Die Kabelseele ist vorzugsweise eine gefüllte Kabel seele.
• Diese Seele ist eingeschlossen in einen Aluminiummantel 54, der vorzugsweise zur Korrosionsverhinderung beschichtet und zur Erhöhung der Biegsamkeit gewellt ist. Zwischen dem Aluminiummantel 54 und dem die Außenseite der Kabelseele bildenden Band 52 befindet sich ein Zwischenraum, der teilweise mit Pulver 56 gefülle ist:, das beim Feuchtwerden quillt und eine flüssige Abdichtung zwischen der Seele und dem Mantel. bildet um das Wandern von Wasser in Längsrichtung des Kabels zu verhindern, falls der Mantel nach der Verlegung durchstoßen oder in anderer Weise verletzt wird.
• Um die Verteilung des Pulvers über dem Umfang der Seele genügend gleichmäßig zu halten, kann das Pulver 56 mit der Außenseite des Bandes 52 in gleicher Weise wie bei den oben mit Bezug auf die anderen Figuren beschriebenen Kabeln haftend verbunden sein.
• Das in den Figuren 6 und 7 gezeigte Kabel ist ein gefülltes Kabel, und solche Kabel werden hergestellt mit einen um die gefüllte Seele angeordneten dielektrischen Mantel und mit 0,25 bis 0,75 mm (10 bis 30 mils) Füllern über dem Seelenband, um den Zwischenraum zwischen der Seele und dem gegebenenfalls gewellten Aluminiummantel auszufüllen. Das Seelenband kann aus Polyäthylenterephtalat bestehen, welches die notwendige dielektrische Festigkeit zuischen den Leitern 50 und dem Mantel 54 liefert. Einer vor dem Aufbringen des Aluminiummantels über dem dielektrischen Abschirmungsband 52 aufgebrachten Fullerschicht kann das Pulver 56 beigemischt sein, sodaß es mit dem Träger die erfindungsgemäße Quell fähigkeit hatX Um das Pulver über den Umfang des Kabels gleichmäßig verteilt zu halten, ist es vorzugsweise durch einen Träger verteilt, wie oben erläutert. Wenn dieser Träger Vaselinegel ist, wird es vordi zugsweise auf die\elektrische Abschirmung genügend dick aufgebracht, daß beim Aufbringen des gewellten Aluminiummantels über dem dielektrischen Mantel das Vaselinegel mit dem darin verteilten Pulver nach oben in die Wellungen hinein verteilt wird, wie in Fig. 7 gezeigt. Der oberhalb der Abdichtmasse verbleibende Raum bleibt leere bis die Abdichtmasse mit Wasser in Berührung gekommen ist und ihr Volumen vergrößert hat, um den Raum in jeder Wellung im wesentlichen auszufüllen.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Elektrisches Kabel mit einer Seele mit Leitern und einem die Leiter umgebenden Innenmantel, einem den Innenmantel mit etwas Zwischenraum umgebenden Außenmantel und einer zwischen Innen- und Außenmantel vorgesehenen Feuchtigkeitssperre, dadurch gekennzeichnet, daß als Feuchtigkeitssperre ein in Berührung mit Wasser quell-(30) bares trockenes Material / über die Länge des Kabels in einer im Rinblick auf die Quellfähigkeit des Materials so gewälhten Menge verteilt ist, daß bei Berührung des Materials mit Wasser und Quellung das Material genügend Druck entwickeltf um das Einfließen von Wasser in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenmantel und in Längsrichtung des Kabels zu verhindern.

2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das trockene Material (30) pulverförmig und über die Länge des Kabels durchgehend verteilt ist und nur einen Teil des Zwischenraums zwischen dem Innenmantel (14) und Außenmantel (24) aufüllt.

3. Kabel nach Anspruch 2p dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen dem Innenmantel (14, 52) und dem Außenmantel (24, 34, 54) durch das trockene Pulver (30, 56) ZU nicht mehr als 30 % bis 60 % des Volumens des Zwischenraums ausgefüllt ist.

4. Kabel nach Ansprcuh 2, bei dem der Außenmantel ein gewellter Me- tallmantel/ einer wasserdichten Naht ist und der Innenmantel in Längsrichtung des Kabels einen glatteren Umriß als der gewellte Außenmantel aufweist sodaß der Abstand zwischen den M§ntel-n quer zu den Wellungen verschieden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den Mantel (14, 18 bzw. 24, 34) längs des Kabels verteilte Pulver (30) den durchschnittlichen Abstand zwischen dem gewellten Außenmantel (24, 34) und dem glatteren Innenmantel (18, 14) in einem 30 % bis 60 % des Volumens des Zwischenraums übersteigenden Naß füllt,

5. Elektrisches Kabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenmantel (24 , 34) eine geschweißte Längsnaht aufweist.

6. Elektrisches Kabel nach Anspruch 2, bei dem der Außenmantel ein Metallmantel mit wasserdichter Längsnaht ist / zwischen dem Außen mantel und dem die Leiter umgebenden, gegen Eindringen von Wasser abgedichteten Innenmantel ein Zwischeninnenmantel mit offener Naht angeordnet istt dadurch gekennzeichnet, daß das Pulver (30) längs des Kabels auf der Innenseite und Außenseite des Zwischeninnenmantels (18) zwischen dem Außenmantel (24) und Innen mantel (14) längs des Kabels verteilt ist.

7. Kabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Außen*-mantel (24) ein gewellter Stahlmantel mit im allgemeinen in Umfangsrichtung verlaufenden, eine größere Biegsamkeit bewirkenden Wellungen und einer Längsschweißnaht, der Zwischeninnenmantel (18) ein in Längsrichtung gefalteter Aluminiwnmantel mit offener Naht und der die Leiter (12) umgebende Innenmantel (14) ein wasserundurchlässiger, hauptsächlich aus Kunststoff bestehender Mantel sind.

8. Kabel nach einem der AnsprUche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des trockenen, gegebenenfalls pulverförmigen Materials im Zwischenraum zwischen dem Innenmantel (14, 14'.

52) und dem Außenmantel (24, 34, 54) gegen Verschiebung in Längs-und Umfangsrichtung dadurch gehalten ist, daß es an eine Oberfläche wenigstens eines der Mäntel bzw. Zwischenmäntel gebunden ist.

wobei das gebundene Material nur einen Teil des Zwischenraums zwischen dem Innenmantel und Außenmantel ausfüllt.