-
Verfahren zur Herstellung von Kabelendverschlüssen Bei der Herstellung
von Kabelendverschlüssen sind erfahrungsgemäß erhebliche Schwierigkeiten zu überwinden,
insbesondere bei Hochspannungskabeln, die mit Ö1 oder einer ähnlichen Isoliermasse
imprägniert sind. Die Isolation soll wegen der verschiedenen elektrischen Beanspruchung
abgestuft werden. Ferner sind diese Anordnungen ganz erheblichen Temperaturschwankungen
unterworfen, die teils durch atmosphärischen Temperaturwechsel und teils durch die
verschieden hohe Strombelastung des Kabels entstehen. Da die verwendeten Stoffe
ganz verschiedene Ausdehnungskoeffizienten haben, ist es außerordentlich schwer,
Undichtigkeiten zu vermeiden, die Verluste an flüssiger Isolationsmasse und Eindringen
von Luft oder Feuchtigkeit zur Folge haben. Zur Behebung dieser Schwierigkeiten
wurde das Kabelende mit einem formbaren, härtungsfähigen Isoliermaterial, beispielsweise
einer Hartgummimischung umgeben, die nach dem Aufbringen gehärtet wurde, oder es
wurde das Kabelende mit einer metallischen Gießform umgeben, die mit gieß- oder
härtharem Kunstharz ausgefüllt wird. Dann wurde das Kunstgießharz
einem
Härteprozeß unterworfen und nach Beendigung des Härteverfahrens die Gießform abgenommen,
so daß eine Scheidewand zwischen Hauptkabel und Endverschluß gebildet wird.
-
Erfindungsgemäß soll eine solche Scheidewand dadurch hergestellt werden,
daß der Endverschluß bzw. der in ihm angeordnete Kondensatorkonus, falls ein solcher
verwendet wird, zuerst mit einem flüssigen polymerisierbaren Werkstoff, beispielsweise
Styrol oder Diphenylchlorid, gefüllt wird, das in die Kabelisolation innerhalb des
Kabelendes eindringt, daß er dann mit einer flüssigen vorpolymerisierten Mischung,
z. B. bestehend aus 6o Teilen Styrol und q.o Teilen ß-Phenoläthylalkohol, bei einer
Temperatur von, etwa 1q.0° C gefüllt wird, und daß hierauf durch Polymerisation
der Füllung eine Scheidewand zwischen der Imprägnierung des Kabels und dem Endverschluß
gebildet wird.
-
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Tränkung der Kabelisolation
mit dem Füllmaterial gewährleistet, während gleichzeitig auf eine einfache Weise
eine innige, von Lufträumen freie Verbindung hergestellt wird. Es braucht dabei
keine besondereHeizanordnung verwendet zu werden. Die für die Herstellung der Verbindung
notwendige: Wärme kann durch das vorpolymerisierte Gemisch selbst zugeführt werden.
Außerdem kann die Scheidewand nach Verlegung des Kabels hergestellt werden, so daß
ein Bruch beim Transport vermieden wird.
-
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Endverschluß
besteht aus einer doppelten Glocke. Das Kabelende ist in der inneren Porzellanglocke
i i untergebracht, die in dem Außenisolator 12 liegt. Ein Kondensatorkonus 51 befindet
sich in dem inneren Porzellanrohr i i. Da der Kondensatorkonus 51 die elektrische
Beanspruchung abstuft und da die Außenseite des Porzellanrohres unter 0I steht,
können bei einer Länge des Endverschlusses von 200 bis q.oo mm Spannungen bis zu
33 000 Volt und bei einer Verschlußlänge von etwa doo bis 625 mm Spannungen
bis zu 66 ooo Volt begegnet werden. Da das Innere des Porzellanrohres i i mit Styrol
ausgefüllt ist, welches zu einer festen Masse polymerisiert ist, wie in der Zeichnung
bei 13 schraffiert angedeutet ist, bildet der Endverschluß einen festen Pfropfen
hoher elektrischer Güte, der keinen der erwähnten. physikalischen und mechanischen
Nachteile mehr besitzt.
-
Das Porzellanrohr i Z, ist auf ein Unterteil 14 aufgesetzt, das mittels
einer in der Fabrik hergestellten Lötwulst an dem Bleimantel des Kabels befestigt
ist. Das Kabelende 41 ist mittels einer Ausdehnungsverbindung 17 tnit der Klemtnenanordnung
verbunden.
-
Wenn zusammen mit dem beschriebenen Endverschluß eine Styrolverbindungsmuffe
verwendet wird und die Isolation des Kabelstücks mit Öl imprägniert ist, sind zwei
Übergänge zwischen Styrol und Ölimprägnierung vorhanden. Der eine davon tritt in
der Muhe auf und ähnelt dem auf der anderen Seite der -\lIufe, ist also normal und
wirksam. Der andere jedoch tritt in dem Verschluß an dem Konus auf und ist elektrisch
äußerst schwach. Der Konus stuft die elektrische Beanspruchung der Länge nach ab.
Eine plötzliche Änderung der Beanspruchung in radialer Richtung tritt aber dort
auf, wo das Kabel aus dem Bleimantel hervorkommt, d. lt. dort, wo der Übergang zwischen
Styrol und Ülimprägnierung beginnt. Es ist zweckmäßig, diesen Stoß nach einer anderen
Stelle zu verlegen. Daher wird der Vorschlag gemacht, das Kabelstück zunächst nichtimprägtiiert
einzuführen, dann das Stück im Endverschluß und ein kurzes Stück unter dem Bleimantel
mit Styrol und den Rest des Kabels mit Öl zu imprägnieren. Dies könnte nach dem
Verfahren der Mantelimprägnierung geschehen. Auf diese Weise wird die übergangsstelle
dorthin verlegt, wo die Papierisolation maschinell aufgewickelt und die elektrische
Beanspruchung genau radial ist.
-
Am besten wäre es, das ganze Kabelstück mit Styrol zu imprägnieren.
Der Kabelendverschluß und das nichtimprägnierte Kabelende können zu dem Zweck im
Werk hergerichtet und ausgetrocknet werden. An Ort und Stelle kann dann die Montage
vorgenomtnenwerden. Danach werden die Verbindungstnuffe, das Kabelende und der Endverschluß
gleichzeitig evakuiert und mit flüssigem Styrol gefüllt. Nach durchgeführter Polymerisation
ist eine feste durchgehende Styrolisolation von der Z"erbindungsmuffe bis einschließlich
Endverschluß vorhanden. Die Polymerisation kann so eingerichtet werden, daß das
aus Polystyrol und flüssigem Styrol bestehende Material eine plastische Masse ergibt,
die nur langsam in einen festen Zustand übergeht. Der Übergang ist so langsam, daß
Prüfung, Transport nach der Montagestelle und Installation stattfinden können, bevor
das Kabel steif wird. Die Polymerisation des Kabelendes kann dann gleichzeitig mit
der Herstellung der Verbindung vollendet werden. Hierbei ist es von Vorteil, das
Styrol des Endverschlusses bei höherer Temperatur zu polymerisieren als das des
Kabelendes, was zweckmäßig durch Ausdehnung der lokalen Erwärmung um den Endverschluß
herum erreicht wird.
-
Wenn die Endglocke mit Öl oder Isoliermasse
gefüllt
ist, kann ein zweiter Kondensatorkonus über den styrolgefüllten Endverschluß gelegt
werden, um die elektrische Beanspruchung in der Längsrichtung abzustufen und die
abstufende Wirkung an der inneren Seite der äußeren Porzellanglocke zu erhöhen.
-
Wo der Kondensatorkonus, außerdem eine zusätzliche Wicklung als Schutzring
oder als Anzapfungskapazität für Spannungsmessungen oder Leitungsschutz verwendet
wird, kann dieser gegen den Metallmantel des Kabelendstücks sehwach isoliert werden
und die Niederspannungsverbindung des Konus durch die Styrolfüllung zwecks Verbindung
mit dem betreffenden Gerät abgeleitet werden.
-
In solchen Fällen, wo es notwendig oder erwünscht ist, die polymerisierte
Scheidewand bei dem Hauptkabel an Ort und Stelle anzubringen, kann die folgende
Methode Verwendung finden: Nachdem die Litze in geeigneter Weise undurchlässig gemacht
ist, kann der Kondensatorkonus mit Styrol oder einer Lösung von Styrol und Diphenylchlo,rid
gefüllt werden. Diese Mischung durchdringt die ölimprägnierte Isolation des Kabels
innerhalb des Konus. Nach genügender Zeit für ordnungsgemäßes Einsaugen wird der
Lösungsüberschuß flüchtig entfernt und eine Vorpolymerisationslösung X (Styrolalkohol),
deren Zusammensetzung nachstehend beschrieben wird, wird in flüssigem Zustand (i38
bis 14o° C) eingegossen. _ Die flüssige Mischung soll die Isolation des Kabels innerhalb
des Konus ganz bedecken, wie es in der Abbildung gezeigt ist. Während des Füllens
wird der Konus zweckmäßig in heißes 01 getaucht, wobei die Temperatur aufrechterhalten
wird, i. um das in das Kabel eingedrungene Styrol zu polymerisieren, wobei für die
erforderliche Dauer die Temperatur zwischen izo und 130'C erhalten bleiben muß;
a. um eine allmähliche Ablciihlung der in den Konus gegossenen Mischung zu bewirken.
-
Während der Abkühlung kann die Mischung mechanisch gerammt und, falls
erforderlich, hoch geformt werden.
-
Der Hauptbestandteil der Vergußmasse ist Styrol, welches bei aoo°
C polymerisiert ist, um ein Polymerisationsprodukt zu erhalten, dessen Schmelzpunkt
unter 4o° C liegt. Es können Mittel hinzugefügt werden, um das Material plastisch
zu gestalten. Ferner kann ein Mittel, das sich mit dem 01 nicht verbindet,
zugesetzt werden, um den dielektrischen Verlust bzw. die Dielektrizitätskonstante
der Mischung zu erhöhen, beispielsweise ,B-Phenoläthylalkohol. Es ist eine bekannte
Tatsache, daß elektrische Beanspruchungen durch mehrere aneinander= gefügte Materialien
mit verschiedener Dielektrizitätskonstante abgestuft werden können. Dieselbe Wirkung
entsteht dadurch, daß man den dielektrischen Verlust des umgebenden Materials erhöht.
-
Durch Versuche ist festgestellt worden, daß eine solche Abstufung
besonders dann günstig ist, wenn eine Mischung von 6o Teilen Styrol und q.o Teilen
Alkohol verwendet wird. Eine solche Mischung polymerisiert bei zio° C und ergibt
einen Wert von cos 0 = o,8 bei 30° und 5o Hz.
-
Diese besondere Abstufungsmischung kann bei jedem Fabrikationsverfahren
der Kabelendstücke verwendet werden, um eine Ab-
stufung der Beanspruchung
zu erzielen. Bei allen Mischungen oder festen Styrolteilen, die an Ort und Stelle
polymerisiert werden, ist eine gewisse Menge Füllmaterial erforderlich, so z. B.
Zellstoffaser oder esterifizierte Zellstoffiber, um Schrumpfungen, die durch das
Abkühlen oder Polymerisieren bewirkt werden, möglichst zu verringern.
-
Eine andere. Verwendung des Konus zeigt folgendes Verfahren: Der mit
einer polymerisierten Styrolhülle versehene Konus kann im Werk mit einer gießbaren
Mischung gefüllt werden. Dieser Konus kann dann an Ort und Stelle erwärmt werden,
bis die Masse in einen plastischen bis flüssigen Zustand kommt, und dann über den
Leiter, der vorher in Styrodalkohollösung getaucht ist, aufgesetzt werden. Wenn
der Konus vom Werk ausgegeben wird, ist dieser zweckmäßig mit einem Metallstab versehen,
dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der des Kabelleiters. Die Erwärmung des.
Stabes macht diesen leicht herausnehmbar, wenn der Leiter durch den Konus durchgeführt
wird.