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Verfahren zur Vermeidung einer Ionisierung in elektrischen Hochspannungskabeln
mit Polyäthylen-Isolierung Bei Hochspannungskabeln, deren Leiter mit Polyäthylen
isoliert sind, wirkt es sich außerordentlich störend aus, daß das Polyäthylen, selbst
wenn es mit der Schneckenspritzmaschine um den Leiter gepreßt ist, die Unebenheiten
an der Leiteroberfläche nur unvollkommen ausfüllt. Dadurch bilden sich namentlich
an der Oberfläche seilförmiger Leiter luft-oder gaserfüllte Hohlräume aus, die gerade
an dieser im Betriebe des Kabels elektrisch am höchsten beanspruchten Stelle leicht
zu Ionisationsvorgängen führen, wodurch sich der Verlustfaktor des Kabels von einer
jeweils bestimmten Spannung ab sehr stark verschlechtert. Aber auch bei Kabeln mit
glatten, massiven Leitern kann diese Erscheinung auftreten, weil sich das Polyäthylen
beim Biegen des Kabels leicht von der Leiteroberfläche löst, wodurch wiederum Hohlräume
entstehen. Weitere Hohlräume können sich infolge der schlechten Haftfähigkeit des
Polyäthylens an der Metallfläche des Leiters durch die sehr unterschiedlichen Wärmedehnungen
von Polyäthylen und Metall im Betriebe des Kabels bilden.
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Um die geschilderten Nachteile. zu vermeiden, ist es bekannt, den
Leiter vor dem Aufbringen der Polyäthylenisolierung mit einer die Unebenheiten der
Leiteroberfläche ausfüllenden Schicht aus einem festen (Stoff zu versehen, der mindestens
die gleiche Wärmedehnung hat wie Polyäthylen, und über dieser Schicht einen elektrischen
Schirm aus Metallfolie od. dgl. anzubringen. Dabei kann der Stoff, mit dem die Unebenheiten
der Leiteroberfläche ausgefüllt sind, elektrisch leitend oder nichtleitend sein.
Als
Beispiele sind Polyamid und ein Polyäthylen von höherer Wärmedehnung als der verwendete
Isolierstoff genannt. Als weiteres Mittel, um Ionisationsvorgänge an der Leiteroberfläche
zu vermeiden, hat man auf den Leiter von Hochspannungskabeln Schichten, aus sogenanntem
leitendem Gummi aufgebracht. ,Außerdem ist es bekannt, den Leiter zur Ausfüllung
der Unebenheiten zunächst mit einem besonders weichen Isolierstoff zu überziehen.
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Die genannten Überzüge aus festen Stoffen erfüllen ihren Zweck nicht
vollkommen genug. Oft dringen sie ebenfalls nicht genügend in die Unebenheiten der
Leiteroberfläche ein. Im übrigen kann es, beispielsweise beim Biegen des Kabels,
doch noch vorkommen, daß sich ein solches festes Füllmittel vom Leiter oder von
der Isolierschicht ablöst. .So entstehen immer wieder solche luft- oder gaserfüllten
Hohlräume, in denen unter dem Einfluß des elektrischen Feldes eine Ionisierung stattfinden
kann.
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Die Erfindung hat zum Ziele, bei Kabeln mit Polyäthylenisolierung
jegliche Ionisierung am Leiter unmöglich zu machen. Zu diesem Zweck werden nach
der Erfindung die Hohlräume an der Leiteroberfläche mit einem elektrisch halbleitenden
flüssigen Fülltnittel, einer Flüssigkeit oder ,Suspension, gefüllt. Ein solches
Füllmittel dringt selbst in die äußersten Winkel und kleinsten Zwischenräume der
Leiteroberfläche ein und paßt sich lückenlos der Isolierschicht an, so daß freie
Zwischenräume mit Sicherheit vermieden sind.
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Als halbleitendes flüssiges Füllmittel kann beispielsweise eine Flüssigkeit
wie chemisch neutrales Wasser verwendet werden, das zweckmäßig vorher entgast worden
ist und keine den Leiter oder die Polyäthylenisolierung schädigenden Bestandteile
enthält. Eine geeignete halbleitende iSuspension ist beispielsweise eine Suspension
von fein verteiltem Ruß, Graphit oder Metallpulver in einer Flüssigkeit, wie Glycerin,
Athylenglykol oder geeigneten höherwertigen aliphatischen Hydroxylverbindungen,
gegebenenfalls in wäßrigen Lösungen.
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Die Erfindung ist nicht auf Kabel mit Polyäthylenisolierung,beschränkt,
sondern kann auch in Verbindung mit Kabelisolierungen angewendet werden, die aus
einem dem Polyäthylen ähnlichen Stoff bestehen, beispielsweise aus Polystyrol. Ebenso
kann die Erfindung Anwendung finden, wenn die Isolierung nicht nahtlos gepreßt,
sondern beispielsweise ausBand zu einem lückenlosenKörper gewickelt ist.
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Um dem flüssigen Füllmittel einen genügend großen Durchtrittsquerschnitt
zu verlchaffen, ist die Isolierung vorteilhaft mit glatter Innenwand, etwa nach
Art eines Schlauchs, um den beispielsweise seilförmigen Leiter gepreßt oder gewickelt
oder der Leiter mit geringem radialem Spiel in die Isolierung eingebettet. Zu -dem
gleichen Zweck kann auch ein Hohlleiter verwendet sein, dessen Wandung durch Fugen
zwischen den den Hohlleiter bildenden Verseilelementen oder durch Durchbrechungen
für das flüssige Füllmittel durchlässig gemacht ist.
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Das erfindungsgemäß verwendete flüssige Füllmittel kann schon bei
der Herstellung des Kabels eingefüllt werden. Dabei muß allerdings durch geeignete
Verschlüsse an den ,Kabelenden dafür gesorgt werden, daß das Füllmittel nicht auslaufen
kann. Es empfiehlt sich daher, das Füllmittel erst am Verlegeort in das bereits
verlegte Kabel einzufüllen. Um das Kabel stets restlos mit dem Füllmittel gefüllt
zu halten, können in an sich bekannter Weise an den Kabelenden sowie gegebenenfalls
an einigen weiteren Stellen der Kabellänge Vorratsbehälter für das verwendete Füllmittel
angeordnet sein.
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Das erfindungsgemäß verwendete Füllmittel kann gleichzeitig dazu dienen,
die Kabelisolierung vom Leiter her unter Überdruck zu setzen, um so in an sich bekannter
Weise die Durchschlagsfestigkeit der Isolierung zu erhöhen. Dies kann dadurch geschehen,
daß man auf den Spiegel des Füllmittels in den Vorratsbehältern ein Druckgas wirken
läßt oder, beispielsweise bei Kabeln mit Hohlleitern, dadurch, daß man in die Hohlräume
des Leiters Druckbehälter mit elastisch nachgiebigen Wänden einsetzt, die beim Füllen
des Kabels durch den Flüssigkeitsdruck zusammengepreßt werden.