DE3500629A1

DE3500629A1 - Oelgefuelltes elektrisches kabel

Info

Publication number: DE3500629A1
Application number: DE19853500629
Authority: DE
Inventors: Paolo Mailand/Milano Gazzana Priaroggia
Original assignee: Pirelli Cavi SpA; Cavi Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1984-01-17
Filing date: 1985-01-10
Publication date: 1985-07-18
Also published as: GB8432256D0; NL8403898A; SG89487G; ES539996A0; US4602121A; IT8419182A0; CA1231400A; GB2153132A; JPS60163305A; SE8500198L; ES284239Y; ES8602295A1; IT1173045B; BR8500149A; GB2153132B; FR2558294A1; NZ210673A; SE463000B; US4704170A; FR2558294B1

Description

Üigefülltes elektrisches Kabel

Die Erfindung betrifft ölgefüllte elektrische Kabel, und zwar sowohl Einkernkabel als auch Mehrkernkabel, und insbesondere betrifft die Erfindung eine Verbesserung der massiven geschichteten Isolierung oder Schichtisolierung eines ölgefüllten Kabels.

Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Durchführung einer Behandlung der Komponenten oder Teile der massiven Schichtisolierung eines Ölgefüllten Kabels gemäß der Erfindung.

Bei ölgefüllten elektrischen Kabeln besteht das Problem, . die dielektrischen Verluste derart zu verringern, daß

die Kabel für Spannungen, die höher als 500 KV verwendet werden können, ohne daß Zuflucht genommen werden muß zu einer erzwungenen Kühlung des Kabels.

Das genannte Problem ergibt sich insbesondere bei ölgefüllten Unterwasserkabeln, die abgesehen von ihrer großen Länge es lediglich zulassen, daß die Pumpstationen, die zum Durchführen der erzwungenen Kühlung qrfiorderlich sind, an den Enden des Kabels auf dem Land angeordnet v/erden.

Um das in Rede stehende Problem zu lösen, ist bereits vorgeschlagen worden, für die Bildung der massiven oder festen Schichtisolierungen von Ölgefüllten Kabeln Bänder aus synthetischem Material, beispielsweise Bänder aus Kunststoffolien, zu verwenden, die einen dielektrischen Verlust-

faktor tg O haben, der kleiner ist als derjenige von Cellulosepapieren, wie sie gegenwärtig verwendet werden, um dadurch eine Verringerung der dielektrischen Verluste zu erzielen.

Jedoch ist es als Folge des Unterschiedes der mechanischen Eigenschaften von Cellulosepapierbändern und von Bändern aus Kunststoffolie unmöglich gewesen, ölgefüllte Kabel zu schaffen, deren massive Schichtisolierung ausschließlich aus Wicklungen oder Windungen aus Bändern aus Kunststoffolie gebildet ist.

Tatsächlich haben, abgesehen von den Schwierigkeiten, die sich beim Wickeln der Windungen der Bänder aus Kunststofffolie ergeben, die erhaltenen Kabel eine massive Schichtisolierung, die in Querrichtung keine Geschmeidigkeit oder Weichheit hat, wie sie wesentlich ist für die Biegsamkeit, die bei bekannten Kabeln vorhanden ist, bei denen die massive Schichtisolierung lediglich aus Windungen aus Cellulosepapierbändern gebildet ist.

Massive Schxchtisolierungen von solchen Kabeln, die lediglich aus Bändern aus Kunststoffolie gebildet sind, sind tatsächlich sehr kompakt und nicht sehr biegsam, so daß sie den Kabeln eine unannehmbare Biegesteifheit erteilen.

Weiterhin wurden große Schwierigkeiten angetroffen bei dem Imprägnieren des Kabels mit Isolieröl, und zwar als Folge der Durchlässigkeit der Bänder aus Kunststoffolie, welche die Schichtisolxerung bilden.

Weiterhin wurde auch festgestellt, daß Bänder aus Kunststoffolie in großem oder kleinem Ausmaß quellen, und zwar in Abhängigkeit von der Art des verwendeten Kunststoffmaterials, wenn die Bänder mit den üblichen für Kabel verwen-

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deten Isolierölen in Berührung kommen, und daß durch das Quellen dieser Bänder sich eine weitere Zunahme der Biegesteifheit der Schichtisolierung und damit des Kabels ergibt.

Auch wenn Bänder aus Kunststoffmaterial verwendet werden, dessen Quellen in Berührung mit öl einen solchen Wert hat, daß sie praktisch als nichtgequollen angesehen werden, ist es nicht möglich, mit dieser Art von Bändern die Biegesteif heit des Kabels zu verringern als Folge der Kompaktheit jedweder Schichtisolierung, die nur aus Bändern aus Kunststoffolie gebildet ist, und zwar als Folge der mechanischen Eigenschaften dieser Bänder.

Auch die bekannte Verwendung von Kunststoffolienbändern, die in Querrichtung gewellt sind, oder auch durch die Verwendung von Bändern, die aus einem Gemisch von Cellulosefasern und Kunststoffasern hergestellt sind, hat nicht den erhofften Erfolg erbracht als Folge der negativen mechanischen Eigenschaften dieser Bänder, und im Falle von Bändern aus einer gewellten Kunststoffolie auch als Folge des Vorhandenseins einer großen Anzahl von mit öl gefüllten Hohlräumen, die sich in dem Kabel im Bereich der Wellungen der Bänder bilden.

Um das genannte Problem zu lösen, wurde vorgeschlagen, Bänder zu verwenden, die gebildet sind aus einer Schichtausführung aus Cellulosepapier und Kunststoffolie, die eng miteinander verbunden sind.

Jedoch hat auch diese Lösung Nachteile.

Tatsächlich ist die Schichtausführung, die üblicherweise gebildet ist aus einer Kunststoffolie, die zwischen zwei Lagen aus Cellulosepapier angeordnet ist, als Folge der

unterschiedlichen Natur ihrer Komponenten der Bildung von Falten an der Ebene der Vereinigung der Komponenten unterworfen, und zwar jedesmal, wenn aus irgendeinem Grund eine der Komponenten sich ausdehnt oder schrumpft, beispielsweise als Folge von Feuchtigkeit oder der Absorption von Öl.

Durch das Vorhandensein von Falten in den Bändern aus Kunststoffolie und Cellulosepapier in Schichtausführung für die massive Schichtisolierung eines Kabels ergibt sich eine Verringerung der dielektrischen Festigkeit, und dadurch ist es schwierig, solche Kabel für hohe Spannungen zu verwenden.

In diesem Zusammenhang ist zu berücksichtigen, daß es sehr schwierig ist, das Vorhandensein von Palten oder dgl. bei den Bändern zu verhindern , die aus einer Schichtausführung aus Kunststoffolie und Cellulosepapier bestehen und für eine massive Schichtisolierung eines ölgefüllten Kabels verwendet werden.

Tatsächlich sollte nicht vergessen werden, daß bei der Herstellung ölgefüllter Kabel die massive Schichtisolierung getrocknet und mit einem Isolieröl imprägniert wird.

Während der Trocknung der massiven Schichtisolierung eines Kabels, die mit Wicklungen oder Windungen aus Schichtbändern aus Kunststoffolie und Cellulosepapier gebildet ist, ergeben sich Dimensionsänderungen des Cellulosepapirs, die größer als die Dimensionsänderungen der Kunststoffolie sind. Andererseits ergibt sich während des Imprägnierens mit dem Isolieröl ein Quellen der Kunststoffkomponente, d. h. eine Vergrößerung der Abmessungen. Diese beiden Erscheinungen sind der Grund für die Bildung von Wellungen in dem die massive Schichtisolierung bildenden Schichtband. Weiterhin ist es schwierig, derart zu arbeiten, daß die Abmessungsverringerung, die sich während des Trocknens bei

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der,Cellulosepapierkomponente des Schichtbandes ergibt, vollkommen auszugleichen durch eine gleiche Abmessungszunahme der Kunststoffkomponente des Schichtbandes als Folge des Quellens, welches die letztere während des Imprägnierens mit dem Isolieröl erleidet oder erfährt.

Versuche, die Schichtisolierung eines Kabels mit einem Schichtband aus Kunststoff und Cellulosepapier zu bilden, wobei die Papierkomponente noch so feucht war, daß die von ihr erfahrene Dimensionsverringerung während des Trocknens durch die Dimensionszunähme der Kunststoffkomponente während des Quellens ausgeglichen wurde, welches durch' das Imprägnieren mit Isolieröl hervorgerufen wurde, waren nicht zufriedenstellend.

Schließlich wird durch die unvermeidbaren Unvollkommenheiten der Kunststoffkomponente des Schichtbandes, beispielsweise durch das Vorhandensein mikroskopisch kleiner Blasen oder Fremdteilchen und dgl., durch welche in der Praxis keine gleichmäßige dielektrische Festigkeit erhalten wird, angeregt oder vorgeschlagen, solche Schichtbänder an denjenigen Teilen der massiven Schichtisolierung eines Kabels nicht zu verwenden, wo das elektrische Feld intensiver oder stärker ist, d. h. nahe der halbleitenden Abschirmung, welche den Kabelleiter umgibt.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, ein ölgefülltes elektrisches Kabel zu schaffen, dessen massive Schichtisolierung gebildet ist mit einem Kunststoffmaterial derart, daß die dielektrischen Verluste und die dielektrische Konstante verringert sind, ohne daß die oben genannten Nachteile bekannter Kabel der hier in Rede stehenden Art vorhanden sind.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein ölgefüll-

BAD ORIGfNAL

tes elektrisches Kabel mit wenigstens einem Leiter, einer ersten halbleitenden Abschirmung in Berührung mit dem Leiter, die von einer massiven Schichtisolierung umgeben ist, die ihrerseits mit einer zweiten halbleitenden Abschirmung bedeckt ist, wobei das gesamte Gebilde mit einem Isolieröl imprägniert und in einem Metallmantel eingeschlossen ist. Ein solches Kabel ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die massive Schichtisolierung vollständig aus unabhängigen abwechselnden überlappten Lagen gebildet ist, die durch Windungen aus Cellulosepapierbändern und durcnWindungen aus Kunststoffolienbändern geschaffen sind, wobei zwischen den Lagen, die durch eine Windung oder Wicklung aus wenigstens einem Cellulosepapierband dargestellt ist, eine Lage angeordnet ist, die aus einer Windung oder Wicklung aus wenigstens einem Kunststoffolienband dargestellt ist.

Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist in einem Kabel gemäß der Erfindung diejenige Lage der massiven Sehichtisolierung des Kabels, die sich in direkter Berührung mit der ersten halbleitenden Abschirmung befindet, durch wenigstens eine Windung aus Cellulosepapierband gebildet oder dargestellt.

Weiterhin hat gemäß einer bevorzugten Ausführungsforms eines Kabels "gemäß der Erfindung in der massiven Schichtisolierung vor dem Trocknen und vor dem Imprägnieren mit dem Isolieröl, das Cellulosepapierband einen Feuchtigkeitsgehalt, welcher einem Gesamtquellen des gleichen Bandes entspricht im wesentlichen gleich dem Quellen, welches die Kunststoffolienbänder nach dem Imprägnieren des Kabels mit dem Isolieröl erfahren.

Ein anderer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Durclifuhren eines Vorquellens eines Kunststoff~

BAD ORIGINAL

folienbandes, welches dazu bestimmt ist, eine massive Schichtisolierung eines ölgefüllten Kabels mit zu bilden, welches gebildet ist durch unabhängige abwechselnde übereinanderliegende oder überlappende Lagen, die dargestellt sind durch eine Windung oder Wicklung aus wenigstens einem Cellulosepapierband, getrennt durch Lagen, die gebildet sind durch eine Windung oder Wicklung aus wenigstens einem Kunststoffolienband. Dieses Verfahren ist gemäß der Erfindung durch folgende. Schritte gekennzeichnet:

Das Kunststoffolienband wird in ein für das Imprägnieren des Kabels geeignetes Isolieröl während einer Zeit eingetaucht, die ausreichend ist, um wenigstens das vorbestimmte Quellen zu erreichen, und

das Isolieröl wird danach von der Oberfläche des Kunststoffolienbandes entfernt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.

■Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer Länge eines ölgefüllten Kabels gemäß der Erfindung, wobei die ■ Darstellung teilweise gebrochen ist, um die Struktur zu zeigen.

Fig. 2 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht des Kabels gemäß Fig. 1.

Fig. 3 zeigt in vergrößertem Maßstab eine Besonderheit der massiven Schichtisolierung eines Kabels gemäß der Erfindung.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Durchführen eines Vorquellens eines Kunststoffolienbandes zum Durchführen des Verfahrens gemäß der Erfindung .

ÖAD ORIGiNAl

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein ölgefülltes Einkernkabel gemäß der Erfindung, jedoch ist die Erfindung auf ein solches Kabel nicht beschränkt. Vielmehr findet die Erfindung Anwendung bei allen ölgefüllten Kabeln, beispielsweise bei ölgefüllten Mehrkernkabeln und bei den sog. ¹¹ Schlauch "-Kabeln oder "Rohr"-Kabeln.

Gemäß den Fig. 1 und 2 umfaßt das Kabel einen Metallleiter 1, beispielsweise aus Kupfer, der aus einer Mehrzahl von Drähten 2 gebildet ist, die miteinander verseilt sind, um einen rohrförmigen Hohlraum 3 zu bilden, der den Ölkanal des Kabels darstellt.

Rund um den Leiter 1 befindet sich eine erste halbleitende Abschirmung 4, die erhalten ist durch das Wickeln von BÄndern aus halbleitendem Papier, und insbesondere aus Kohlenstoffpapier, rund um den Leiter 1.

über der halbleitenden Abschirmung 4 befindet sich eine massive Schichtisolierung 5, deren Einzelheiten später beschrieben werden, und über dieser Isolierung 5 befindet sich eine zweite halbleitende Abschirmung 6, die wie die erste halbleitende Abschirmung 4 gebildet ist durch Wickeln von Bändern aus halbleitendem Papier, beispielsweise aus Kohlenstoffpapier.

Alle vorgenannten Elemente sind in einem Metallmantel 7 eingeschlossen, der beispielsweise aus Blei oder Aluminium besteht, und sie sind mit Isolieröl imprägniert, welches auch den rohrförmigen Hohlraum 3 füllt, der den Ölkanal des Kabels darstellt.

Allgemein hat die massive Schichtisolierung 5 gemäß der Erfindung folgende Ausführung:

BAD

Al

Die massive Schichtisolierung 5 besteht vollständig aus einer Mehrzahl von unabhängigen abwechselnden überlappten oder übereinanderliegenden Lagen, die gebildet sind aus Windungen oder Wicklungen aus Cellulosepapierbändern und aus Windungen oder Wicklungen aus Kunststoffolienbändern.

Insbesondere ist gemäß Fig. 3 jede Lage 8, die durch Wikkeln wenigstens eines Bandes 9 aus Kunststoffolie gebildet ist, von Lagen 10 umgeben und dadurch von den angrenzenden Lagen 8 getrennt, und die Lagen 10 sind durch Wikkeln wenigstens eines Bandes 11 aus Cellulosepapier gebildet.

Die die Lagen 8 bildenden Bandwicklungen 9 und die die Lagen· 10 bildenden Bandwicklungen 11 sind in Übereinstimmung mit der üblichen Kunstruktionstechnik von Kabeln gebildet derart, daß zwischen benachbarten Windungen ein Abstand belassen ist, der auf dem hier in Rede stehenden Gebiet der Technik als "Spalt" bezeichnet wird. Auf diese Weise befinden sich in den Lagen 8 Spalte 12, und in den Lagen 10 befinden sich Spalte 13. Alle diese Abstände oder Spalte 12, 13 sind mit Isolieröl gefüllt.

Gemäß dem allgemeinen Lösungsgedanken kann die Dicke S₁ der Bänder 9 aus Kunststoffolie, und die Dicke S„ der Bänder 11 aus Cellulosepapier irgendeinen Wert haben. Jedoch wird es in dem Fall, in welchem ein mögliches Zusammenfallen der Bänder 9 aus Kunststoffmaterial in den Spalten 12 der benachbarten Lagen 10 aus Cellulosepapierband verhindert werden soll, bevorzugt, daß die Dicke der Bänder 9 größer als die Dicke der Bänder 11 ist.

Wenn beispielsweise als Kunststoffolienbänder Bänder aus hochkristallinem Polyethylen verwendet werden, beträgt ihre

Dicke S. vorzugsweise 0,15 mm, während die Celiulosepapierbänder eine Dicke S„ von vorzugsweise 0,11 mm haben.

Für die Bänder 9 kann irgendein geeignetes Kunststoffmaterial· verwendet werden, welches einen dielektrischen Verlustfaktor tgO hat, der kleiner als 1/5 des betreffenden Faktors der Celiulosepapierbänder ist, und eine dielektrische Konstante £ hat, die um wenigstens 30 % kleiner ist als diejenige der imprägnierten Cellulosebänder.

Kunststoffmaterialien, die solche Eigenschaften haben, sind beispielsweise Polyolefine wie Polyethylen und Polypropylen, und fluoriertes Kunststoffmaterial, beispielsweise Polytetrafluorethylen.

Als Celiulosepapierbänder 11 werden insbesondere angegeben solche Bänder, die eine scheinbare Dichte (d. h. eine Dichte, die bezogen ist auf das von dem Papier eingenommene Volumen, wobei die Struktur des Papiers Cellulosefasern und dazwischenliegende leere Räume aufweist) zwischen 0,7 g/

-vT r

cm und 1 g/cm und eine Permeabilität zwischen 2 χ 10 und

2 χ TO Emanuelieinheiten haben.

Bei der besonderen Ausführungsform eines ölgefüllten Kabels gemäß der Erfindung, wie sie in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, besteht die gesamte massive Schichtisolierung 5 des Kabels aus unabhängigen abwechselnden übereinanderliegenden bzw. einander überlappenden Lagen 8· und 10 gemäß vorstehender Beschreibung, mit der Ausnahme derjenigen Lagen, die der den Leiter 1 umgebenden ersten halbleitenden · Abschirmung 4 zunächst liegen, die nur durch Windungen oder Wicklungen aus Cellulosepapierbändern gebildet sind.

Fig. 2 zeigt drei übcreinandorlieqoruki und überLappnndü Lagen aus Cellulor^ipapiotbün/iarn an <\<·.ι <-iü\,<:\\ ha I h I <· 11 <·η·

BAD

den Abschirmung 4, jedoch ist dadurch eine Beschränkung der Erfindung nicht gegeben, da allgemein die Anzahl der Cellulosepapierlagen an der ersten halbleitenden Abschirmung 4 sich beispielsweise zwischen 1 und 4 ändern kann.

Für die Bildung dieser Lagen aus Cellulosepapierbändern an der ersten halbleitenden Abschirmung 4 wird es bevorzugt, daß ihre scheinbare Dichte 0,85 g/cm und ihre Permeabilität 10 Emanuelieinheiten beträgt.

Wie zuvor gesagt, besteht die Haupteigenschaft eines ölgefüllten Kabels gemäß der Erfindung darin, daß die massive Schichtisolierung 5 aus unabhängigen übereinanderliegenden und überlappten Lagen gebildet ist, die abwechselnd aus Kunststoffolienbändern und aus Cellulosepapierbändern gebildet sind.

Eine andere Eigenschaft, die nicht beschränkend angesehen werden darf,· einer bevorzugten Ausführungsform eines ölgefüllten Kabels gemäß der Erfindung besteht darin, daß in der massiven Schichtisolierung des Kabels die Celiulosepapierbänder bei der Bildung des Kabels einen Feuchtigkeitsgehalt haben, dessen Wort in Funktion zu dem Quellgrad der Kunststoffolienbänder steht, wenn diese mit dem Isolieröl in Berührung gelangen, welches zum Imprägnieren des Kabels verwendet wird.

Als Folge der großen Vielzahl von Arten von Cellulosepapierbändern, die verwendet werden können, und der großen Vielzahl von Arten von Kunststoffolienbändern und von Imprägnierölen, die verwendet werden können, ist es unmöglich, einen mathematischen Ausdruck für die oben genannte Funktion anzugeben.

Die Beziehung, die zwischen dem Feuchtigkeitsgehalt der Celiulosepapierbänder und dem Quellgrad der Kunststoff-

AS

folienbändern vorhanden sein muß, kann experimentell wie folgt definiert werden.

Der Feuchtigkeitsgehalt der Cellulosepapierbänder muß einen solchen Wert haben, daß die Verringerung ihrer Dicke während des Trocknens einen Wert hat, der gleich der Zunahme der Dicke ist, die sich bei den Kunststoffolienbändern ergibt zwischen dem Quellzustand, den sie haben, wenn das Kabel fertiggestellt ist und sich in Benutzung befindet, und dem Quellzustand, den sie beim Bilden der massiven Schichtisolierung haben-.

Beispielsweise sind in einem ölgefüllten Kabel gemäß der Erfindung beim Bilden der massiven Schichtisolierung die Cellulosepapierbänder, welche die Lagen 10 bilden, praktisch in trockenem Zustand mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht höher als 2 Gew.-%, während die die Lagen 8 bildenden Kunststoffolienbänder zuvor gequollen sind auf maximale Dicke durch Berührung mit dem Isolieröl, welches das Kabel imprägnieren soll.

Alternativ haben in der massiven Schichtisolierung eines Kabels, deren Einzellagen die oben angegebene Dicke beim Bilden der Schichtisolierung haben, die die Lagen 10 bildenden Cellulosepapierbänder einen Feuchtigkeitsgehalt von beispielsweise 8 Gew.-%, wodurch sich eine Dickenverringerung von 5 % beim Trocknen ergibt, während die die Lagen 8 bildenden Kunststoffolienbänder in Abhängigkeit von dem Kunststoffmaterial und dem ausgewählten Isolieröl sich f< in einem vorgequollenen Zustand befinden derart, daß beim Erreichen des maximalen Quellens die sich ergebende Dickenzunahme gleich der Verringerung ist, welche die Cellulosepapierbänder' beim Trocknen erfahren haben. Wenn beispielsweise für die Kunststoffolienbänder Polyethylen und als Isolieröl Dodecylbenzol verwendet werden, beträgt die Vor-

-quellung der Bänder 3 bis 4 %.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform eines Kabels gemäß der Erfindung haben in der massiven Schichtisolierung 5 die Cellulosepapierbander, welche die Lagen 8 bilden, bei ihrer Bildung einen Feuchtigkeitsgehalt von niedriger als 2 Gew.-%, während die Künststoffolienbänder praktisch nicht zuvor quellen gelassen worden sind, weil sie aus Kunststoffmaterial gebildet sind, welches in der Praxis bei Berührung mit den üblichen Isolierölen für Kabel nicht so stark quillt wie fluoriertes Kunststoffmaterial, beispielsweise Polytetrafluorethylen, oder weil die zum Imprägnieren des Kabels bestimmten Isolieröle von der Nichtquellart sind, beispielsweise öle aus Silikonverbindungen, die kleine Mengen aromatischer Kohlenwasserstoffe enthalten.

Das Vorquellen der Kunststoffolienbänder für die Bildung der Lagen 8 der massiven Schichtisolierung 5 eines Kabels gemäß der Erfindung wird in Übereinstimmung mit einem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten. ·

Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Ausführen des Vorquellens der Kunststoffolienbänder umfaßt die nachstehend angegebenen Schritte, die wie angegeben einander folgen:

- Ein Kunststoffolienband wird vollständig in ein Isolieröl eingetaucht, welches vorzugsweise erhitzt ist, beispielsweise auf eine Temperatur von 80⁰C, und es wird während einer vorbestimmten Zeit mit dem Isolieröl in Berührung belassen, und diese Zeit steht in Funktion zu dem Quellgrad, den das Kunststoffolienband haben soll, und

- nach dem Herausnehmen des Bandes aus dem ölbad wird al-.les Isolieröl, welches an den Flächen des Bandes vornan-

-H-

den ist, entfernt.

Der Schritt des Entfernens des Isolieröls von den Oberflächen des Kunststoffolienbandes, welches aus dem Isolierölbad herausgenommen worden ist, kann mechanisch ausgeführt werden, beispielsweise mittels Bürsten, oder auch chemisch durch Verwendung eines Reinigungs- bzw. Abwaschmittels für das Isolieröl.

In diesem letzteren Fall umfaßt ein Verfahren gemäß der Erfindung folgende Schritte:

- Mittels eines Waschvorganges mit einem Wasch- und Reinigungsmittel wird sämtliches an den Oberflächen des Bandes vorhandenes Isolieröl entfernt, und

- mittels eines Luftstromes wird das Wasch- und Reinigungsmittel entfernt, wenn solches in Berührung mit dem Band geblieben sein sollte.

Um das oben genannte Verfahren durchzuführen, kann eine Vorrichtung gemäß Fig. 4 verwendet werden.

Wie in Fig. 4 dargestellt, enthält eine Spule 14 ein Band 9 aus Kunststoffmaterial, beispielsweise aus Polypropylen, und dieses Band 9 ist dazu bestimmt, die Lagen 8 einer massiven Schichtisolierung eines Kabels gemäß der Erfindung zu bilden.

Stromabwärts der Spule 14 befindet sich ein Behälter 15, der mit heißem Isolieröl gefüllt ist, beispielsweise mit einem fließfähigen Alkylat einer Temperatur von 80 G.

In dem Behälter 15 befinden sich zwei Rollen 16, die um ihre Achsen frei drehbar sind und in einem Absland von dom

6AD ORlGiNAU

Boden des Behälters 15 gehalten sind.

Um den Behälter 15 herum befindet sich ein Heizmantel 17,
der mit Einlaß- und Auslaßleitungen 18 für ein Heizmittel
versehen ist.

Stromabwärts des Behälters 15 befindet sich ein Behälter
19, der mit "einer Wasch- und Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist, beispielsweise mit Petroleumether, und in dem Behälter 19 sind zwei Rollen 20 um ihre Achsen frei drehbar angeordnet und in einem Abstand von dem Boden des Behälters 19 gehalten.

Zwischen dem Behälter 15 und dem Behälter 19 befindet sich eine Umlenkroile 21, die um ihre Achse frei drehbar ist
und die es ermöglicht, das Band 9 aus dem Behälter 15 heraus und in den Behälter 19 hineinzuführen.

Stromabwärts des Behälters 19 befindet sich eine Sammelspule 22, und zwischen diesen Elementen befinden sich Düsen
23, die mit Druckluftbehältern verbunden sind und die dazu dienen, irgendwelche Spuren des Wasch- und Reinigungsmittels von dem aus dem Behälter 19 austretenden Band 9 zu entfernen. . -

In Fig. 4 nicht dargestellte Antriebsmittel sind weiterhin vorgesehen, um das Kunststoffolienband 9 mit einer solchen Geschwindigkeit vorzubewegen, daß die Polypropylenfolie
sich während einiger Stunden mit dem Alkylat in Berührung
befindet, welches diejenige Zeit ist, die ausreichend ist, um maximales Vorquellen zu erhalten.

Beim Betrieb gelangt das von der Spule 14 abgezogene Band
9 in den mit heißem Isolieröl gefüllten Behälter 15, wobei es unter den Rollen 16 läuft, so daß es vollständig in das Isolieröl eingetaucht ist.

_^_ 350QB29 A*

Das aus dem Behälter 15 herauskommende Band 9 läuft über die Rolle 21, durch welche es in den mit dem Wasch- und Reinigungsmittel gefüllten Behälter 19 geführt wird.

In dem Behälter 19 läuft das Band 9 unter den Rollen 20, durch welche es gezwungen wird, in dem Wasch- und Reinigungsmittel eingetaucht zu bleiben.

Nach dem Heraustreten des Bandes 9 aus dem Behälter 19 gelangt es, bevor es auf der Spule 22 gesammelt wird, zwischen den Druckluftdüsen 23 hindurch, die dahingehend wirken, irgendwelche Spuren des Wasch- und Reinigungsmittels von dem Band 9 zu entfernen. Das dann auf der Spule 22 gesammelte Band 9 befindet sich in dem Zustand maximaler Vorquellung.

Anstatt ein Band 9 zu verwenden, welches bereits die Breite hat, die gleich der Breite ist, die für die Bildung der Lagen 8 der massiven Schichtisolierung 5 eines ölgefüllten Kabels gemäß der Erfindung bestimmt ist, kann die Behandlung auch vorzugsweise an einem Band durchgeführt werden, welches eine Querabmessung hat, die gleich einem Vielfachen der Breite des Bandes 9 ist, in welchem Fall eine Schneideinrichtung vorgesehen wird, um schließlich von der Sammelspule 22 mehrere Rollen von Bändern 9 zu erhalten.

Aus vorstehender Beschreibung und aus den nachstehenden Gesichtspunkten ist ersichtlich, daß durch die vorliegende Erfindung die eingangs angegebenen Zwecke erreicht werden.

Zunächst wird tatsächlich durch die Verwendung unabhängiger und abwechselnder Lagen aus Cellulosepapierbändern und Kunststoffolienbändern für die Bildung einer massiven Schichtisoliorung für ein öl<jefülltes Kabel ermöglicht, dia Gefahr ;'u vermeiden, daß sich in den Bänder Falten er-

BAD ORIGINAL

ίο

geben. Bei bekannten Lösungen ist es schwierig, die Bildung von Falten zu vermeiden, weil die massive Schichtisolierung des Kabels gebildet ist aus Schichtbändern aus Cellulosepapier und Kunststoffolie, wobei die Einzelschichten eng miteinander verbunden sind oder eng aneinander anliegen.

Weiterhin ermöglicht die Verwendung verschiedener Lagen aus Kunststoffolienbändern, die getrennt sind durch unabhängige Lagen aus Cellulosepapierbändern gegenüber der Verwendung von Schichtbändern aus Cellulosepapier und Kunststoffolie, eine Verringerung der Abmessungen der Spalte oder Zwischenräume, die in einer Kabelschichtisolierung mit Öl gefüllt sind, und zwar weil die verschiedenen oder getrennten Bänder eine Dicke haben, die kleiner ist als die Dicke einer mit ihnen gebildeten Schichtausführung, und weil die Verwendung getrennter Bänder es ermöglicht, daß diese eine Dicke haben, die kleiner ist als die Dicke der Schichtbänder.

Tatsächlich beträgt bei üblichen Schichtbändern, bei denen die Kunststoffolie zwischen zwei Papierlagen eingeschlossen und mit diesen verbunden ist, die minimale Dikke, die erreicht werden kann, etwa 0,12 mm, und daher haben die Spalte oder Zwischenräume diesen Wert als minimale Abmessung, wohingegen es bei der vorliegenden Erfindung :möglich ist, minimale Dicke der Spalte oder Zwischenräume von 0,06 bis 0,08 mm für eine Wicklung aus Kunststoffolie "abwechselnd mit zwei benachbarten unabhängigen Lagen zu erzielen, deren jede aus Cellulosepapier gebildet ist.

Tatsächlich führt die Verringerung der Dicke oder Breite der Spalte oder Zwischenräume zwischen den Bändern der massiven Schichtisolierung, die mit Öl gefüllt sind, zu einer Erhöhung der dielektrischen Festigkeit und einer

Verringerung der dielektrischen Verluste des Kabels und einer Verringerung der Elektrophoreseverluste in dem die Spalte füllenden Isolieröl.

Weiterhin ist eine sehr gute Biegsamkeit erhalten als Folge der Biegsamkeit der massiven Schichtisolierung gemäß der Erfindung, weil diese Isolierung gebildet ist durch abwechselnde Lagen aus Cellulosepapierbandern und-Kunststoffolienbändern.

Die Biegsamkeit eines ölgefüllten Kabels gemäß der Erfindung ist besser als diejenige von bekannten Kabeln, bei denen die massive Schichtisolierung gebildet ist aus Schichtbändern aus Cellulosepapier und Kunststoffolie, die aneinander gebunden sind, wobei die Kunststoffolie zwischen zwei Lagen aus Cellulosepapier angeordnet ist, so daß die Biegsamkeit vergleichbar ist mit der Biegsamkeit von bekannten ölgefüllten Kabeln, bei denen die massive Schichtisolierung lediglich aus Cellulosepapierbandern gewickelt oder gebildet ist.

Der Grund besteht darin, daß bei einem ölgefüllten Kabel gemäß der Erfindung der Reibungskoeffizient zwischen den Cellulosepapierlagen und den Kunststoffolienlagen kleiner ist als der Reibungskoeffizient zwischen den oben genannten Schichtbändern oder zwischen Papierbändern.

Die Ausführung der massiven Schichtisolierung eines ölgefüllten Kabels gemäß der Erfindung mittels Kunststoffolienbändern, die zuvor mit Isolieröl, welches zum Imprägnieren des Kabels bestimmt ist, quellen gelassen wurden, ermöglicht es, unkontrolliertes Quellen der Bänder in der bereits gebildeten massiven Schichtisolierung zu verhindern, wodurch eine Verringerung der Biegsamkeit des Kabels verhindert ist.

V9 - -Xl

Schließlich ist es dadurch, daß diejenigen Lagen aus Cellulosepapierbändern gebildet sind, die in der massiven Schichtisolierung der ersten halbleitenden Abschirmung näher liegen, welche den Kabelleiter dort abdeckt, wo das elektrische Feld seine größere Intensität hat, ermöglicht, die Gefahren zu beseitigen, die.sich aus unvermeidbaren Unvollkommenheiten der Kunststoffolienbänder ergeben, so daß auch bessere oder größere dielektrische Festigkeit für ein ölgefülltes Kabel erhalten ist.

Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen möglich. ■-- ' ■ '

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Claims

ELISABETH JUNG dr. phil. dipl-ch©*. \. * -.. * ..:. ". " .8QOO München 40, JÜRGEN SCHIRDEWAHN d, rer. nat.. d.pl.-phys. cleSstrasIe 30

CLAUS GERNHARDT dipl-ing. telefon: (O89) 345067

TELEGRAMM/CABLE: INVENT MÖNCHEN

PATENTANWÄLTE TELEX: 5-29 686

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS TELECOPIERER (FAX): (089) 39 92 39 (GR. 11/11I)-

W 45 146 (Gh/sm)

SOCIETA' CAVI PIRELLI Societä per Azioni Piazzale Cadorna, 5
1-20123 Mailand (Italien)

ölgefülltes elektrisches Kabel

Beanspruchte Priorität:

17. Januar 1984 - Italien - 19 182 A/84

Patentansprüche

Ölgefülltes elektrisches Kabel mit wenigstens einem Leiter, mit welchem sich eine erste halbleitende Abschirmung in Berührung befindet, die von einer massiven Schichtisolierung umgeben ist, welche mit einer zweiten halbleitenden Abschirmung bedeckt ist, wobei das gesamte Gebilde mit Isolieröl imprägniert und in einem Metallmantel eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet , daß die massive Schichtisolierung (5) insgesamt aus übereinanderliegenden, überlappenden ab-

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wechselnden unabhängigen Lagen (8 und 10) gebildet ist, die aus . Wicklungen aus Cellulosepapierbändern (11) und aus Wicklungen aus Kunststoffolienbändern (9) gebildet sind, und daß die Ausführung so getroffen ist, daß zwischen den aus einer Wicklung aus wenigstens einem Cellulosepapierband dargestellten Lagen eine Lage angeordnet ist, die aus einer Wicklung aus wenigstens einem Kunststoffolienband gebildet ist.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der ersten halbleitenden Abschirmung (4) in direkter Berührung stehende Lage der massiven Schichtisolierung (5) aus wenigstens einer Wicklung aus Gellulosepapierband dargestellt ist.
3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch eine Wicklung aus we-

_r nigstens einem Kunststoffolienband gebildeten einzelnen

^' Lagen in vorgequollenem Zustand verwendet sind, in den

■ξ sie durch Berührung mit dem zum Imprägnieren des Kabels

zu verwendenden Isolieröl gebracht sind.
4. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Trocknen und dem Imprägnieren mit Isolieröl die Cellulosepapierbänder
der massiven Schichtisolierung des Kabels einen Feuchtigkeitsgehalt haben, der einem Gesamtquellen dieser
Bänder entspricht, der im wesentlichen gleich dem Quellen der Kunststoffolienbänder nach dem Imprägnieren des Kabels mit Isolieröl ist.
5. Verfahren zum Vorquellen eines Kunststoffolienbandes,
welches zum Bilden einer massiven Schichtisolierung eines ölgefüllten Kabels bestimmt ist, die durch abwechselnde unabhängige überlappende Lagen gebildet ist, dargestellt

durch das Wickeln wenigstens eines Cellulosepapierbandes, welches getrennt ist durch Lagen, die dargestellt sind durch das Wickeln wenigstens eines Kunststoffolienbandes, dadurch gekennzeichnet , daß

das Kunststoffolienband in das Isolieröl, welches zum Imprägnieren des Kabels bestimmt ist, während einer Zeit eingetaucht wird, die ausreichend ist, um wenigstens ein vorbestimmtes Quellen zu erzielen, und daß

das Isolieröl von den Flächen des Kunststoffolienbandes entfernt wird.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Entfernen des Isolieröles von den Flächen des Kunststoffolienbandes ausgeführt wird durch Waschen des Bandes mit einem Wasch- und Reinigungsmittel, um das öl von den Bandflächen zu entfernen, und daß irgendwelches mit dem Band in Berührung gebliebenes Ί· Wasch- und Reinigungsmittel unter Anwendung eines Luftstromes entfernt wird.