DE2601107A1

DE2601107A1 - Ader- beziehungsweise kabelmantelaufbau mit besserer korrosionsbestaendigkeit und wasserdichtheit sowie verfahren zur herstellung desselben

Info

Publication number: DE2601107A1
Application number: DE19762601107
Authority: DE
Inventors: Geb Kis Ida Benard; Istvan Ipolyi; Gyoergy Dr Kardos; Adras Koeroesi; Laszlo Madarasz; Janos Mazura; Ferenc Nagy; Gyoergy Trautmann
Original assignee: MAGYAR KABEL MUEVEK
Current assignee: MAGYAR KABEL MUEVEK
Priority date: 1975-01-14
Filing date: 1976-01-14
Publication date: 1976-07-15
Also published as: HU170850B; SE412483B; FR2298168B3; NL7600295A; DE7600772U1; DK11276A; FR2298168A1; SE7600298L; DD122002A1

Description

DR.STEPHAN G. BESZEDES PATENTANWALT

806 DACHAU bei MÜNCHEN

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AM HEIDEWEG 2

TELEPHON: DACHAU 4371 Postscheckkonto München (BLZ 700 100 80)

Konto-Nr. 1368 71

Bankkonto Nr. 90 637 bei der Kreis- und Stadt· Sparkasse Dachau-Indersdorf (BLZ 700 515 40)

P 880

B e s c h r e i b u η g

zur Patentanmeldung

MAGYAR KABEL MÜVEK

Budapest, Ungarn

betreffend

Ader- beziehungsweise Kabelmantelaufbau mit besserer Korrosionsbeständigkeit und Wasserdichtheit sowie Verfahren zur Herstellung desselben

Die Erfindung betrifft einen auch als Nulleitung und Abschirmung verwendbaren Ader- oder Kabelmantelaufbau mit besserer Korrosionsbeständigkeit und Wasserdichtheit beziehungsweise Wasserfestigkeit sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben.

Bekanntlich ist der Metallmantel ein wichtiges Kabelbauelement. Der Kabelmantel hat die Aufgabe, die Kabelseele luftdicht abzuschließen und sowohl vor äußeren Einflüssen als auch

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ORIGINAL INSPECTED

vor inneren Veränderungen zu schützen sowie ferner das elektrische Feld des Kabels abzuschließen und die an der Oberfläche der Kabelader fließenden Kriechströme zu leiten. Der wasserdichte Metallmantel kann aus Blei oder aus Aluminium gefertigt sein.

Das bei der Herstellung von Bleimänteln seit fast einem Jahrhundert angewandte Verfahren besteht im unmittelbaren Aufpressen des Mantels, neuerdings werden jedoch die Bleimäntel auch durch Strangpressen aufgebracht. Die Nachteile des Bleimantels bestehen darin, daß er außerordentlich teuer ist und im Hinblick auf die Bleikrankheit eine Gefährdung darstellt und der weiche Metallüberzug nur sehr wenig mechanischen Schutz bietet. Bleimäntel werden im allgemeinen bei Verwendung von Papierisolationen verwendet, ihre Verwendung bei mit Kunststoff isolierten Adern beziehungsweise Kabeln ist dagegen selten. Die mangelnde mechanische Festigkeit wird meistens durch eine aus Kunststoff oder aus Eisenbändern bestehende Schutzschicht kompensiert.

Aluminiummäntel können durch Aufpressen sowie ferner aus langgestreckten Bändern auch durch Schweißen oder Falzen aufgebracht werden. Es kann warm, kalt oder mit Ultraschall geschweißt werden. In jedem Falle wird als Schutzschicht ein Kunststoffmantel verwendet.

Das am meisten verbreitete Verfahren zum Aufbringen des Aluminiummantels aus langgestreckten Bändern ist das Kaltschweißen. Der auf diese Weise hergestellte Aluminiummantel ist flüssigkeits- und gasdicht. Ausgangsmaterial für die Herstellung ist ein entsprechend breit gewalztes Aluminiumband. Beim Aufbringen wird das Aluminiumband neben dem zu ummantelnden Kabel in die formgebende beziehungsweise profilierende Rollenreihe, welche aus dem Aluminiumband den

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das Kabel umgebenden Aluminiummantel formt, eingeführt. Anschließend werden die Läogsränder des Aluminiumbandes durch Kaltpressen verschweißt. Um die durch die starke Kaltverformung hervorgerufenen inneren Spannungen abzubauen, wird in einem folgenden Arbeitsgang der gesamte Aluminiummantel auf elektrischem Wege schnell erwärmt und dann sofort in einem Wasserbad abgekühlt und schließlich das V/asser durch Abblasen, entfernt [Kabel Zsebkönyv, Band I, 3· verbesserte Auflage, Magyar Kabelmüvek 1974·» Seite 235 bis 24-2J . Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß es kompliziert und langsam ist sowie ferner das Kabel infolge der längs der Schweißnaht entstehenden mehrfachen Schicht steif und schwer zu biegen ist. Außerdem ist es nachteilig, daß bei diesem Verfahren nur mindestens 1 mm dicke Bänder verwendet werden können, denn das Schweißen von dünneren Bändern läßt sich unter Betriebsbedingungen nicht durchführen.

Für die Ummantelung des Aluminiumbleches wird im allgemeinen Polyvinylchlorid, seltener Polyäthylen, Polyäthylencopolymere oder ein Polyamid verwendet. Diese Polymere werden im allgemeinen mit einer Strangpresse aufgebracht. Der mit den bekannten Verfahren aufgebrachte Kunststoffmantel haftet jedoch nicht am Metallmantel, sondern umgibt diesen lediglich rohrartig, weswegen Wasserdichtheit nur so lange vorhanden ist, bis nicht bei einer Verletzung des Kunststoffmantels oder durch Diffusion Wasser zwischen Metallmantel und Kunststoffmantel eindringt. Wenn erst einmal Wasser eingedrungen ist, dann ist die Korrosion unvermeidlich.

Nach der britischen Patentschrift 1 272 482 werden beide Seiten der Metallfolie in der Weise mit einer Kunststoffhülle versehen, daß die Seiten des in der Längsrichtung aufgebrachten Kunststoffbandes überlappt und durch Wärmeeinwirkung miteinander verschweißt werden. Auch diese Kunststoffschicht haftet nicht fest an der Metallhülle, das heißt auch auf

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diese Weise kann die Korrosion der Metallhülle, sei es infolge einer Verletzung der Kunststoffhülle oder durch infolge von Diffusion durch die äußere Kunststoffhülle eingedrungenes Wasser, nicht verhindert werden.

Nach der sowjetischen Patentschrift 205 90$ wird zum Zusammenfügen der überlappten Seiten des in der Längsrichtung aufgebrachten Kunststoffbandes ein Klebemittel verwendet, welches auf die zu klebende Fläche aufgetropft wird. Auch bei dieser technischen Lösung besteht zwischen dem Metallmantel und der Kunststoffhülle keine Haftung, so daß kein Korrosionsschutz gewährleistet ist.

Bei Starkstromkabeln entspricht der mit einer Aluminiumhülle versehene nach den bekannten Verfahren hergestellte Ader- oder Kabelmantel auch nicht den strengen Anforderungen, welche bezüglich der Nulleitungsabschirmung sowie des mechanischen Schutzes in den internationalen Normen vorgeschrieben sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Behebung der Nachteile des Standes der Technik einen abschirmenden, elektrische Schläge und Kurzschlüsse verhütenden Ader- beziehungsweise Kabelmantelaufbau mit besserer Korrosionsbeständigkeit und Wasserdichtheit, der auch als Nulleitung und Abschirmung verwendbar ist und auf Stark- und Schwachstromkabeladern beziehungsweise -kabel in einfacher Weise und mit geringem Aufwand unter Erzielung von Kabeln mit höherer Belastbarkeit als mit den bekannten Mantelaufbauten aufgebracht werden kann, sowie ein Verfahren zur Herstellung desselben zu schaffen.

Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß diese Aufgabe vollkommen gelöst werden kann und gleichzeitig die

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Verwendung von wesentlich dünneren Aluminiumblechen im Vergleich zu den "bisher verwendeten ermöglicht wird, wenn die Aluminiumhülle auf beiden Seiten mit einer selbsthaftenden Lackschicht spezieller Zusammensetzung überzogen und die Aluminiumhülle mit Hilfe dieser Lackschicht sowohl mit der inneren Graphitschicht als auch mit der äußeren Kunststoffhülle praktisch fugenlos beziehungsweise spaltfrei verbunden wird.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Ader- beziehungsweise Kabelmantelaufbau mit besserer Korrosionsbeständigkeit und Wasserdichtheit, der auch als Nulleitung und Abschirmung verwendbar ist, bestehend aus einer abschirmenden beziehungsweise gegen elektrische Schläge schützenden und Kurzschlüsse verhütenden, in der Längsrichtung rohrförmig ausgebildeten Aluminiumhülle aus mindestens einem Aluminiumband und einer auf diese aufgebrachten zusammenhängenden Kunststoffhülle, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß die Aluminiumhülle von einem oder mehreren höchstens 0,6 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 m, dicken Aluminiumbändern, welche auf beiden Seiten mit einer zu 55 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 80 Gew.-%, aus Polyvinylidenchlorid und/oder einem oder mehr Oopolymeren desselben, zu 10 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 12 bis 16 Gew.-%, aus Polyvinylchlorid und/oder einem oder mehr Copolymeren desselben und zu 3 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 8 Gew.-%, .aus Polyvinylacetat, Polyvinylpropionat, Polyvinylbutyrat und/oder Polyvinylacrylat und/oder einem oder mehr Copolymeren derselben bestehenden Lackschicht überzogen sind, mit einer Überlappung von 0,1 d bis 1 d, vorzugsweise 0,4 d bis 0,6 d (d » Innendurchmesser des Mantels), gebildet ist.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur

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Herstellung des erfindungsgemäßen Ader-

welches dadurch, gekennzeichnet ist, daß auf der Isolationsschicht der Ader beziehungsweise des Kabels aus den ein oder mehreren mit der Lackschicht überzogenen Aluminiumbändern durch deren Aufbringen in der Längsrichtung die rohrförmige Aluminiumhülle mit der wie oben festgelegten Überlappung gebildet und darauf die Kunststoffhülle aufgebracht wird.

Der erfindungsgemäß verwendete selbsthaftende Lack ist im allgemeinen bei Zimmertemperatur flüssig. Er kann daher sowohl unverdünnt als auch in Form einer mit einem Lösungsmittel bereiteten Lösung oder Dispersion aufgebracht werden. Er kann in einer Schicht oder in mehreren Schichten auf das Aluminiumband beziehungsweise die Aluminiumfolie aufgebracht werden. Das Aufbringen kann durch Tauchen, Sprühen oder Streichen erfolgen. Die Lackschicht kann auch durch Aufsintern des Lackpulvers auf die Oberfläche des Aluminiumbandes beziehungsweise der Aluminiumfolie gebildet werden.

Die in der beschriebenen Weise aufgetragene Lackschicht bildet im festgewordenen Zustand auf beiden Seiten des Aluminiums eine zusammenhängende Schicht. An der Oberfläche des behandelten Aluminiumbandes können Kennzeichnungen durch Farbmarkierungen oder Buchstaben angebracht werden.

Pur die Ummantelung der in Aluminium gehüllten Adern oder Kabel kann jeder bisher für derartige Zwecke eingesetzte Kunststoff, in erster Linie Polyvinylchlorid, verwerden werden.

Die Hauptvorteile des erfindungsgemäßen Ader- beziehungsweise Kabelmantelaufbaues und Verfahrens zu seiner Herstellung sind wie folgt:

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a) Der Mantelaufbau "bietet für die Aluminiumhülle einen vollständigen Korrosionsschutz, weil über die gesamte Berührungsfläche des Aluminiumbandes beziehungsweise der Aluminiumfolie und der Kunststoffhülle eine gute Haftung besteht. Daher tritt an der Oberfläche der Aluminiumhülle auch dann keine Korrosion ein, wenn die Kunststoffhülle Risse oder andere Verletzungen aufweist oder wenn Wasser durch die Kunststoffhülle hineindiffundiert.

b) Durch den einwandfreien Korrosionsschutz des Aluminiumbandes beziehungsweise der Aluminiumfolie kann der erfindungsgemäße Mantelaufbau nicht nur bei Schwachstromkabeln und Kabeln der Nachrichtenübermittlung, sondern auch bei Starkstromkabeln eingesetzt werden. Dadurch ist es möglich, zum Schutz gegen Stromschläge Aluminium statt teurerer Materialien, wie Kupfer, zu verwenden.

c) Die mechanische Festigkeit des erfindungsgemäßen Mantelaufbaues ist genauso hoch wie die der durch Schweißen gebildeten Mantelaufbauten.

d) Erfindungsgemäß können auch außerordentlich dünne, nur wenige Mikron starke Aluminiumfolien verarbeitet werden, was einerseits eine Materialersparnis bedeutet und andererseits die Erzielung biegsamerer Kabel ermöglicht.

e) Die erfindungsgemäß verwendbaren dünnen Aluminiumhüllen können eingefärbt und mit dem

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jeweils gewünschten die Herstellungsdaten des Kabels enthaltenden Text versehen werden.

f) Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Aluminiumhülle wesentlich schneller als "bisher aufgebracht werden.

g) Das erfindungsgemäße Verfahren ist für die wasserdichte und korrosionsbeständige Ausbildung von ein- und mehradrigen Kabeln in gleicher Weise geeignet.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden nicht als Beschränkung aufzufassenden Beispiele in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.

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Beispiel 1

Herstellung eines Starkstromkabels mit jrquerschnitt von 7( Spannung von 20 kV

ρ einem Aderquerschnitt von 70 mm für eine

Auf die Adern einer gedrillten Leitung 1 des in der Figur 1 dargestellten Kabels wurden nacheinander in herkömmlicher Weise eine aus mit einem Zusatz von Aktivruß versehenem Polyäthylen gebildete halbleitende Schicht 2, dann eine aus Polyäthylen bestehende Aderisolation 3 und schließlich auf diese ein Graphitüberzug 4· aufgebracht.

Nach dem Aufbringen des Graphitüberzuges 4- wurde das Kabel mit einer Aluminiumhülle 5, die aus einem 0,20 mm dicken und 50 mm breiten Aluminiumband gefertigt war, versehen. Die Bänder dieser Breite wurden aus einem 400 mm langen, 800 mm breiten und 0,2 mm dicken Aluminiumblech ausgeschnitten, dessen beide Seiten vorher mit einer Lackschicht folgender Zusammensetzung überzogen worden waren:

70 Gew.-% Polyvinylidenchlorid 22 Gew.-% Polyvinylchlorid 8 Gew.-% Polyvinylacetat

Das Aufbringen des Lacküberzuges erfolgte in einem auf 50 bis 60⁰C erhitzten flüssigen Lackbad der obigen Zusammei Setzung, durch welches die Bleche hindurchgezogen wurden.

Das aus dem Bad kommende Blech wurde durch eine auf 120 bis 130⁰C erhitz^ aus acht Walzenpaaren bestehende Walzenroi he geführt, wobei der auf das Aluminiumblech aufgebrachte ·.3bstoffüberzug aushärtete. In dieser Weise wurde eine

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8 bis 10 Ai dicke Lacks chi cht gebildet.

Aus dem auf beiden Seiten mit einem Kunststoffüberzug versehenen Aluminiumblech wurden die 50 mm breiten Bänder ausgeschnitten und mit einer Geschwindigkeit von 12 bis 16 m/Mnute in der Längsrichtung auf das Kabel aufgebracht. Durch die dazu dienende Vorrichtung wurde das Aluminiumband während des Formens zum Rohr auf 150 bi^ 16O⁰C erwärmt und nach der Ausbildung des Rohres mit einem entsprechenden Kaliber auf das mit Graphit überzogene Kabel gepreßt. Dabei entstand zwischen der Graphitschicht und der die Oberfläche des Aluminiumbandes bedeckenden Lackschicht eine beständige Haftung. Gleichzeitig verschmolzen die L_ackschichten an den überlappten Teilen des Aluminiumbandes infolge der Wärmeeinwirkung miteinander, wodurch die Aluminiumhülle 5 wasserdicht wurde. Das Aluminiumband 5 war in. einer Breite von 6 mm überlappt.

Das mit dem Aluminiumband 5 versehene Kabel wurde in einer Strangpreßvorrichtung mit einem 2 bis J mm. dicken Polyvinylchloridmantel 6 versehen. Zwischen dem äußeren Polyvinylchloridmantel 6 und der äußeren Lackschicht der Aluminiumhülle 5 kam eine luftfreie Haftung zustande, durch welche das -Kabel auch im Falle einer Verletzung des äußeren Polyvinylchloridmantels 6 völlig wasserdicht war.

Das ummantelte Kabel wurde nach dem Kühlen mit Wasser auf eine Trommel aufgewickelt.

Das so hergestellte Kabel konnte um 18 bis 20% höher belastet werden als ein mit einem nicht lackierten Aluminiumband gefertigtes sonst völlig gleiches Kabel.

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Beispiel 2

Herstellung eines Starkstromkabels mit querschnitt von 3 χ 120 β eine Spannung von 20 kV

ρ einem Aderquerschnitt von 3 χ 120 mm für

Zur Fertigung des in der Figur 2 dargestellten dreiadrigen Kabels wurden zunächst die drei Adern hergestellt: Auf Jede Aluminiumvollader 1 von kreisförmigem Querschnitt wurde zuerst in herkömmlicher Weise eine aus Polyäthylen bestehende Aderisolation 3 aufgebracht, die auf ihrer Oberfläche einen Graphitüberzug aufwies. Danach wurde ein erster Aluminiumhüllenteil 5 in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise aus einem 0,20 'mm dicken und 80 mm breiten Aluminiumband 5 gebildet, das auf beiden Seiten durch Aufsprühen mit einer 8 bis 10 fu starken Lackschicht der folgenden Zusammensetzung überzogen worden war:

80 Gew.-% Polyvinylidenchlorid 15 Gew.-% Polyvinylchlorid ■ 5 Gew.-% Polyvinylbutyrat

Die in Aluminium eingehüllten Adern 1 wurden symmetrisch um eine aus Aluminium gefertigte Erd- beziehungsweise Nullleitung 7. angeordnet, worauf außen entlang der Berührungslinie der drei Adern 1 drei aus Polyvinylchlorid bestehende raumfüllende Formkörper beziehungsweise Profile 8 angebracht

wurden. Auf den so erhaltenen Verbund wurde nun mit 12 mm Überlappung ein auf beiden Seiten mit einer Lackschicht der obigen Zusammensetzung überzogenes 150 mm breites und 0,2 mm dickes Aluminiumband 5' aufgebracht, wobei das Aluminiumband 5' längs der Überlappung durch Wärmeeinwirkung ein geschlossenes. Rohr bildete.

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Danach wurde mit Hilfe einer Strangpresse ein äußerer Polyvinylchloridmantel 6 auf das Kabel aufgebracht. Der äußere Polyvinylchloridmantel 6 haftete fest an der äußeren Lackschicht des Aluminiumbandes 5' und bildete so eine wasserdichte und korrosionsbeständige Hülle.

Beispiel 3

Herstellung eines Starkstromkabels mit ?querschnitt von 3 x 70 eine Spannung von 1 kV

ρ einem Aderquerschnitt von 3 x 70 mm für

Die aus aus Aluminium gefertigten Massivsektoren bestehenden Adern 1 des in der Figur 3 dargestellten Kabels wurden mit einer Strangpreßvorrichtung mit einer aus Polyvinylchlorid bestehenden Aderisolation 3 und gleichzeitig mit einer Farbkennzeichnung versehen. Drei dieser Adern 1 wurden in der in der Figur 3 gezeigten Weise zusammengestellt, zwischen die Adern 1 wurde in der dargestellten ¥eise die in drei Teile unterteilte Erd- beziehungsweise Nulleitung 7 aus Aluminium eingefügt und dann wurde das Kabel gedrillt. Auf das nun runde Kabel wurde dann in der im Beispiel 1 beschriebenen Weise eine 110 mm breite und 0,2 mm dicke Aluminiumhülle 5 aufgebracht, die auf beiden Seiten mit einer Lackschicht der folgenden Zusammensetzung versehen war:

55 Gew.-% Polyvinylidenchlorid 30 Gew.-% Polyvinylchlorid 15 Gew.-% Polyvinylacrylat

Die Lackschichten auf den um 8 mm überlappten Seiten des Aluminiumbandes wurden durch Wärmeeinwirkung miteinander

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verschmolzen. Dadurch entstand aus dem Aluminiumband ein geschlossenes Rohr. Auf das mit der Aluminiumhülle 5 versehene Kabel wurde nun mit einer Strangpresse ein Polyvinylchloridmantel 6 aufgebracht, der an der äußeren Lackschicht der Aluminiumhülle 5 fest haftete. Das nach dem Abkühlen auf eine Trommel aufgewickelte Kabel war völlig wasserdicht und korrosionsbeständig.

Patentansprüche

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Claims

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Patentansprüche

Ader- beziehungsweise Kabelmantelaufbau mit besserer Korrosionsbeständigkeit und Wasserdichtheit, der auch als Füllleitung und Abschirmung verwendbar ist, bestehend aus einer abschirmenden beziehungsweise gegen elektrische Schläge schützenden und Kurzschlüsse verhütenden, in der Längsrichtung rohrförmig ausgebildeten Aluminiumhülle aus mindestens einem Aluminiumband und einer auf diese aufgebrachten zusammenhängenden Kunststoffhülle, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumhülle (5; 5» 5¹) von einem oder mehreren höchstens 0,6 mm, vorzugsweise 0,1 bis 0,5 eu&> dicken Aluminiumbändern (5> 5')» welche auf beiden Seiten mit einer zu 55 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 80 Gew.-%, aus Polyvinylidenchlorid und/oder einem oder mehr Copolymeren desselben, zu 10 bis 35 Gew.-%, vorzugsweise 12 bis 16 Gew.-%, aus Polyvinylchlorid und/oder einem oder mehr Copolymeren desselben und zu J bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 5 Dis 8 Gew.-%, aus Polyvinylacetat, PoIyvinylpropionat, Polyvinylbutyrat und/oder Polyvinylacrylat und/oder einem oder mehr Copolymeren derselben bestehenden Lackschicht überzogen sind, mit einer Überlappung von 0,1 d bis 1 d, vorzugsweise 0,4 d bis 0,6 d (d = Innendurchmesser des Mantels), gebildet ist.
2.) Verfahren zur Herstellung des Ada> beziäraqgsweLse aufbaues nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man auf der Isolationsschicht der Ader beziehungsweise des Kabels aus den ein oder mehreren mit der Lackschicht überzogenen Aluminiumbändern durch deren

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Aufbringen in der Längsrichtung die rohrförmige Aluminiumhülle mit der wie im Anspruch 1 festgelegten Überlappung bildet· und darauf die Kunststoffhülle aufbringt.

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