DE2726291A1 - Multilayer high voltage power cable - built up of central conductor, laminated foam insulation conductive tape envelope and strong corrugated mantle - Google Patents

Abstract

High voltage cable has foamed laminated insulation above a central conductor which is designed (in known manner) as a corrugated tube, or a massive or multi-core conductor surrounded by a corrugated tube. Above an inner conductive layer, it is insulate with a gas-impregnated (sic) foam (suitably cross-linked, open-cell, and applied by extrusion-coating) which is surrounded by a conductive tape over which a gastight, pressure resistant, corrugated sheathing is applied.

Description

Elektrisches HochspannungskabelHigh voltage electrical cable

Die vorliegende Erfindung beziebt sich auf ein elektrisches Hochspannungskabel mit im Schichtenaufbau augeordnetem geschäumten Isoliermaterial.The present invention relates to a high voltage electrical cable with foamed insulating material arranged in layers.

Bei kunststoffisolierten Leitungen oder Kabeln niederer Spannung ist es bereits bekannt (GM 1 650 833), zur Efhöhung des Isolationswiderstandes in die Isolierhülle eine oder mehrere konzentrische Schichten aus einem Schaumstoff einzubringen. Wegen der an den Grenzbereichen zwischen fester und geschäumter Isolierung auftretenden Feldstärkensprüngen ist eine solche Lösung <ianii nicht geeignet wenn es sich um Hoch- oder Höchstspannungskabel handelt, d.h.In the case of plastic-insulated lines or cables, low voltage is it is already known (GM 1 650 833) to increase the insulation resistance in the Insulating one or more concentric layers of foam to be introduced. Because of what occurs at the boundary between solid and foamed insulation Field strength jumps such a solution <ianii is not suitable if it is high or extra high voltage cables, i.e.

um Spannungsbereiche, die oberhalb von 60 kV liegen.by voltage ranges that are above 60 kV.

Bekannt ist auch eine Möglichkeit, Schaumstoff für Hochspannungskabel einzusetzen (DBP 1 665 184).There is also a known possibility of using foam for high-voltage cables to be used (DBP 1 665 184).

lli erbei werden isolierende Hartschaumstoff-Schichen in wechselnder Folge mit zum Leiter konzentrischen Isolierstoffrohren eingesetzt. Diese Rohre sind dann noch auf ihrer Innen- und / oder Außenfläche metallisiert. Die kontinuierliche Herstellung so aufgebauter Kal>el in beliebigen Längen ist, wenn überhaupt, nur unter großem Aufwand möglich und daher für eine rationelle Kabelfertigung zu kostspielig. Darüber hinaus bestehen Zweifel an einer für Kabel geforderten ausreichenden Flexibilität, und auch bei dieser bekannten Ausführung treten wegen der gesciiichteten Isolierung aus Materialien unterschiedlicher Dielektrizitii1Ekonstanten Feldstärkensprünge auf.At the same time, insulating hard foam layers are alternating Sequence used with concentric insulating tubes to the conductor. These pipes are then metallized on their inner and / or outer surface. The continuous The production of calories constructed in this way in any length is only possible, if at all possible with great effort and therefore too expensive for efficient cable production. In addition, there are doubts about sufficient flexibility required for cables, and in this known embodiment, too, occur because of the targeted insulation from materials of different dielectric constants field strength jumps on.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein auch für hochspannung geeignetes Kabel zu schaffen, das sich in beliebigen Längen auf üblichem Wege herstellen läßt.The invention is based on the object of a high voltage to create a suitable cable that can be produced in any length in the usual way leaves.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung bei einem elektrischen Hochspannungskabel dadurch gelöst, daß der Leiter, in bekannter Weise als Wellrohr ausgebildet oder als massiver oder mehrdrähtiger Leiter von einem Wellrohr umgeben, oberhalb einer ggf. vorgesehenen inneren Leitschicht mit einem gasimprägnierten Schaumstoff isoliert ist, daß die Isolierung von einem längseinlaufenden leitfähigen Band umgeben ist und daß darüber ein Wellmantel gas - und druckdicht aufgebracht ist, Ein solches, eine kombinierte Gas-Feststoff-Isolierung aufweisendes Kabel ist bei gegenüber reinen gasisolierten Kabeln gleichbleibenden Abmessungen für wesentlich höhere Spannungen einsetzbar. Dennoch ist das Kabel ausreichend flexibel, um, wie in dieser Technik üblich, in beliebigen Längen hergestellt, auf Trommeln aufgewickelt und von diesen wieder abgewickelt zu werden.According to the invention, this object is achieved in a high-voltage electrical cable solved in that the conductor is formed in a known manner as a corrugated pipe or as a solid or multi-wire conductor surrounded by a corrugated tube, above a optionally provided inner conductive layer insulated with a gas-impregnated foam is that the insulation is surrounded by a longitudinal conductive tape and that over it a corrugated jacket is applied gas - and pressure - tight, one such, a combined gas-solid insulation having a cable is opposite to pure Gas-insulated cables of constant dimensions for significantly higher voltages applicable. Still, the cable is flexible enough to, as in this technique common, made in any length, wound on and from drums to be settled again.

Vorteilhaft insbesondere im Hinblick auf eine rationelle Fertigung ist es, wenn in Durchführung der Erfindung eine extrudierte Sclsaumstoffschicht verwendet wird.Particularly advantageous with regard to efficient production it is when in carrying out the invention an extruded foam layer is used.

Diese Schaulllstoffschicht kann zur Erhöiiuiig der Foriiistabilität bei lielastung des Kabels auch zweckmäßig aus einem vernetzten Material bestehen. Als Schaumstoffmaterial sollten im wesentlichen flexible Hartschäume, z.B. auf der Basis von Polyurethan, Polyäthylen, Polyvinylchlorid und dgl., eingesetzt werden1 die von ihrer Struktur her offen oder teilweise offen, teils geschlossenporig ausgebildet sein können.This layer of foam can be used to increase the shape stability If the cable is under load, it is also expedient to consist of a cross-linked material. The foam material should essentially be flexible rigid foams, e.g. on the Based on polyurethane, polyethylene, polyvinyl chloride and the like., Are used1 the structure of which is open or partly open, partly closed-pore could be.

Die gemäß der Erfindung verwendeten Wellmäntel bestehen vorteilhaft aus einem an den Kanten mechanisch fest und dicht verbundenen Band dünner Wandstärke; zur Herstellung wird vorteilhaft ein längseinlaufendes Band um die Kabelseele zu einem Rohr geformt, an den Kanten verschweißt und anschließend gewellt, um eine ausreichende Flexibilität sicherzustellen. Eine so aufgebaute Hülle ist dann für die Aufnahme eines isolierenden Gases geeignet. Als Gasisolierung wird zweckmäßig ein Inertgas, z.B. Schwefelhexafluorid (SF6) verwendet, das zudem hinreichend spannungsfest ist.The corrugated jackets used according to the invention are advantageous made of a thin-walled tape that is mechanically tight and tightly connected at the edges; a longitudinally running band around the cable core is advantageous for production shaped into a tube, welded at the edges and then corrugated to form a ensure sufficient flexibility. A shell constructed in this way is then for suitable for the inclusion of an insulating gas. It is useful as gas insulation an inert gas, e.g. sulfur hexafluoride (SF6), which is also sufficiently voltage-resistant is.

Um das Kabel nach der Erfindung auch für die Übertragung hoher Ströme geeignet zu machen, weist der Leiter des Kabels in seinem Zentrum einen kühlmittelführenden Kanal auf. Eine solche ständige unmittelbare Kühlung des Leiters führt trotz der durch den Schaumstoff erhöhten Wärmeisolierung zu einem Kabel erhöhter Leistungsfähigkeit.To the cable according to the invention also for the transmission of high currents To make it suitable, the conductor of the cable in its center has a coolant-conducting Channel on. Such constant direct cooling of the conductor results in spite of the increased thermal insulation due to the foam to a cable with increased performance.

Für die Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes in Leiternähe kann es oft weiterhin von Vorteil sein, wenn die den Leiter unmittelbar bedeckende innere Leitschicht eine Leitfähigkeit aufweist, die größer als 105 Q cm ist und zweckmäßig in einem Bereich zwischen 105 bis 1012 # cm liegt. Mit dieser Leitschicht werden die an Spitzen und ähnlichen Unregelmäßigkeiten des Leiters auftretenden hohen Feldstärken verrii>gert und unwirksam geliiacllt.For the equalization of the electric field in the vicinity of the conductors it often continues to be advantageous if the inner directly covering the conductor Conductive layer has a conductivity that is greater than 105 Ω cm and is expedient is in a range between 105 to 1012 # cm. With this conductive layer will be those at tips and similar irregularities of the conductor occurring high field strengths are reduced and ineffective.

Weiterhin kann es oft zweckmäßig sein, durch hontrolleinrichtungen für eine Überwachung des Tränk-Inittels zu sorgen. Das läßt sich auf eint'aclie Weise dadurch erreichen, daß in Weiterführung der Erfindung; die bletallhülle einen kontinuierlichen Gasraum zwischen sich un der Kabelseele einschließt. Ein solcher Raum kann z.B. durch eine entsprechende Wellung, Form, Verlauf und Welltiefe, beliebig gestaltet werden.Furthermore, it can often be useful through control facilities to ensure that the impregnating agent is monitored. That can be done in a t'aclie Way to achieve that in continuation of the invention; the metal shell one includes continuous gas space between itself and the cable core. Such a Space can be arbitrarily created, for example, by means of a corresponding corrugation, shape, course and corrugation depth be designed.

Die Erfindung sei anhand des in der Fig. als Ausfüiirungsbeispiel dargestellten Einleiter-Hochspannungskabels näher erläutert.The invention is based on the in the Fig. As Ausfüiirungsbeispiel illustrated single-conductor high-voltage cable explained in more detail.

Wie aus der Fig. ersichtlich, besteht das llochspannungskabel aus dem sektorförmig aufgebauten Leiter 1, dessen Sektoren aus einer Vielzahl miteinander verseilter Einzeldrähte hergestellt sind. Mit 2 ist der zentrale Kühlkanal bezeichnet, der sich über die gesamte Kabellänge erstreckt und zur Führung von z.B.As can be seen from the figure, the perforated voltage cable consists of the sector-shaped conductor 1, the sectors of which are composed of a plurality stranded individual wires are made. The central cooling channel is designated with 2, which extends over the entire length of the cable and for guiding e.g.

Kühlwasser dient. Die innere Leitschicht 3 weist eine über das übliche Naß hinausgehende Leitfähigkeit auf, so daß Spitzen am Leiter unwirksam werden. Darüber befindet sich die fortlaufend aufextrudierte Isolierung 4 aus einem vernetzten oder unvernetzten Schaum auf der Basis PE, PVC, VPE oder auch PUR. Die äußere Leitschicht 5, z.B. in üblicher Weise aufextrudiert, ist umgeben min dem geschlossenen Metallmantel 6, der zwischen sich und der Kabelseele den mit dem Isoliergas angefüllten Raum 7 bildet. Von hier aus kann ständig ein Gasnachschub in die Isolierung 4 hinein erfolgen.Cooling water is used. The inner conductive layer 3 has one over the usual Conductivity going out wet, so that tips on the conductor are ineffective. Above this is the continuously extruded insulation 4 made of a cross-linked one or non-cross-linked foam based on PE, PVC, VPE or PUR. The outer conductive layer 5, e.g. extruded in the usual way, is surrounded by the closed metal jacket 6, the space filled with the insulating gas between itself and the cable core 7 forms. From here, a gas supply can continuously enter the insulation 4 take place.

Vorteilhaft wird der Metallmantel 6 mit einer schraubenlinienförmig verlauf enden Wellung verseilen sein, so daß nach wie vor ein Kanal lür den Gastransport gegeben ist, gleichzeitig aber die Flexibilität des Kabels erhöht wird. Mit 8 schließlich ist ein äußerer Kunststoffmantel bezeichnet, er dient als mechanischer Schutz.The metal jacket 6 advantageously has a helical shape course be stranded at the end of the corrugation, so that there is still a channel for gas transport is given, but at the same time the flexibility of the cable is increased. Finally at 8 is an outer plastic jacket, it serves as mechanical protection.

Die in der Fig. dargestellte und im einzelnen beschriebene Konstruktion stellt auf@rund der gewählten Kombinat ion der einzelnen Merkmale, wie Leiterkühlung, innere Leitschicht erhöhter Leitfähigkeit, Schaumstoffisolierung mit Gasimprägnierung und kontinuierlichem Gasraum, eine besonders günstige Ausführung eines Hochspannungskabels dar. Gute Übertragungseigenschaften auch bei höherer Belastung, hohe Spannungsfestigkeit, rationelle Fertigung und gute Montagefähigkeit sind erzielbare Vorteile.The construction shown in the figure and described in detail represents the selected combination of the individual features, such as conductor cooling, inner conductive layer of increased conductivity, foam insulation with gas impregnation and continuous gas space, a particularly favorable version of a high-voltage cable good transmission properties even with higher loads, high dielectric strength, Efficient production and easy assembly are achievable advantages.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims (8)

Patentansprüche 1. Elektrisches Hochspannungskabel mit im Schichtenaufbau oberhalb des zentralen Leiters angeordnetem geschäumten Isoliermaterial, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter, in bekannter Weise als Wellrohr ausgebildet oder als 5 massiver oder mehrdrähtiger Leiter von einem Wellrohr umgeben, oberhalb einer gKf. vorgesehenen inneren Leitschicht mit einem gasimprägnierten Schaumstoff isoliert ist, daß die isolierung von einem längseinlaufenden leitfähigen Band umgeben ist und daß darüber ein Wellmantel gas- und druckdicht aufgebracht ist. Claims 1. Electrical high-voltage cable with a layer structure foamed insulating material arranged above the central conductor, thereby characterized in that the conductor is formed in a known manner as a corrugated pipe or as 5 solid or multi-stranded conductors surrounded by a corrugated pipe, above one gKf. provided inner conductive layer insulated with a gas-impregnated foam is that the insulation is surrounded by a longitudinal conductive tape and that over it a corrugated jacket is applied gas-tight and pressure-tight. 2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Isolierung eine extrudierte Schaumstoffschicht verwendet ist 2. Cable according to claim 1, characterized in that for the insulation an extruded foam layer is used 3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, das für die Isolierung ein vernetzter Schaumstoff verwendet ist.3. Cable according to claim 1 or 2, characterized in that a cross-linked foam is used for the insulation is. 4. Kabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Schaumstoff ein offenporiges Material verwendet ist.4. Cable according to claim 1 or one of the following, characterized in that that an open-pored material is used as the foam. 5. Kabel nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas fur die Imprägnierung der Isolierung ein inertgas verwendet ist.5. Cable according to claim 1 or one of the following, characterized in that that an inert gas is used as the gas for the impregnation of the insulation. 6. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter in seinem Zentrum einen kühlmittelführenden Kanal aufweist.6. Cable according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that that the conductor has a coolant-conducting channel in its center. 7. Kabel nach Anspruch I oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Leitschicht über dem Leiter eine Leitfähigkeit von 105 bis 1012 #cm aufweist.7. Cable according to claim I or one of the following, characterized in that that the inner conductive layer over the conductor has a conductivity of 105 to 1012 #cm having. 8. Kabel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, cladurch gekennzeichnet, daß die Metallhülle einen kontinuierlichen Gasratim zwischen sich und der gasdurchlässigen Leitschicht über der Schaumstoffisolierullg einschließt.8. Cable according to one or more of claims 1 to 7, thereby characterized in that the metal shell has a continuous gas rate between it and the gas permeable conductive layer over the foam insulation.