DE882437C - Elektrische Leitung, insbesondere Kabel nach Art der Mantelrohrbauart - Google Patents

Description

(WiGBI. S. 175)

AUSGEGEBENAM 9. JULI 1953

S19144 VlIIb 121 c

Die Erfindung· bezieht sich auf die Herstellung von elektrischen Leitungen, insbesondere Kabeln, bei denen zwischen einem oder mehreren Leitern oder Widerstandsdrähten und einem äußeren rohrförmigen Metallmantel ein pulverförmiger mineralischer Isolierstoff liegt. Es ist schon vorgeschlagen, für Leitungen dieser Art, besonders solche, die durch mechanische Bearbeitung·, wie z. B. Ziehen, aus einem Rohstück größeren Durchmessers auf große Längen kleineren Durchmessers gestreckt werden, ein hochverdichtetes und völlig entwässertes Isolierpulver, vorzugsweise aus Magnesiumoxyd, zu verwenden.

Es hat sich nun gezeigt, daß die dielektrischen Eigen schäften eine Minderung erfahren, wenn man die Enden einer solchen Leitung frei der Luft aussetzt. Bei mittleren Feuchtigkeits-, Temperatur- und Druckverhältnissen der Atmosphäre wurde festgestellt, daß der kilometrische Isolierwiderstand eines an den Enden nicht abgedichteten Leitungs-Stückes mit unmittelbar an der Atmosphäre liegender Isolierung, der nach der Herstellung der Leitung mit z. B. 10000 Megohm gemessen wurde, nach und nach abfällt. Das Gesetz dieser Widerstandsabnahme in Abhängigkeit von der Zeit kann leicht verfolgt und als Kurve aufgetragen werden.

. Diese Kurve erreicht nach einem mehr oder weniger langen Zeitabschnitt einen Wert, bei dem das Absinken des Widerstandes praktisch aufhört. Bei Magnesiumoxyd wurde dieser Wert unter den angegebenen Verhältnissen und bei einer radialen Stärke des Isoliermittels von 1,5 mm mit etwa 100000 Ohm ermittelt.

Wird die Leitung auf eine bestimmte Länge, z. B. auf <einige Zentimeter, unterteilt, so ist an jedem Ende des Einzelabsehnittes der Wert des anfänglichen Isolierwiderstandes wieder vorhanden. Die beobachtete Veränderung des Isolierwiderstandes ist also eine von den Leitungsenden ausgehende Erscheinung, und es läßt sich, 'unabhängig von dem kilometrischen Isolierwiderstand der Leitung, ein durch die Enden begrenzter Isolierwiderstamd feststellen. Im vonerwähnten Fall hat 'dieser Widerstand im Mittel einen Wert von etwa 200 000 Ohm.

Offenbar haben diese Erscheinungen ihre Ursache darin, daß die an Luft liegenden Stellen des Isolierstoffes wieder atmosphärische Feuchtigkeit aufnehmen. Die Minderung· der Isolationsfestigkeit kann sehr erheblich · werden, besonders wenn der Isolierstoff gewöhnliches Magnesiumoxyd ist. Es waren daher bisher auf jeden Fall die üblichen Endverschlüsse und -abdichtungen erforderlich, wenn vermieden werden sollte, daß der Isolierwiderstiand der Leitung rasch fällt und auf die Hälfte des obenerwähnten Grenzwiderstandswertes absinkt.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß für die in Betracht kommende Art von Leitungen Isolierungen besonders hohe Widerstandswerte haben, die aus Gemischen von mindestens zwei Isolierstoffen bestehen, die verschieden hohe Widerstandswerte· und verschieden starke Feuchtigkeitsaufnahme aufweisen und deren Mengen zueinander so bemessen sind, daß der eine Isolierstoff Feuchtig- - keit aufnimmt und der ,andere davon frei bleibt. Als Bieispiel wird 'eine Leitung· betrachtet, die einen Außendurchmesser von 14 mm aufweist. Der Leiterdurchmiesser selbst beträgt 4 mm. Ebenso stark ist die Dicke der Isolierschicht. Die Stärke des Rohres mißt 1 mm. Wird diese Leitung unter Verwendung von Magnesiumoxyd als Isolierung geprüft, so kann festgestellt werden, daß der Isolationswiderstand 0,8 Megohm beträgt. Bei der Benutzung von reinem Calciumoxyd wurden 2 Megohm gemessen. Werden beide Isolierstoffe im Verhältnis 30:70 miteinander gemischt, so ergab die Messung überraschenderweise einen Isolationswiderstand von 20 Megohm. Diese Meßergebnisse zeigten sich ι ο Tagte nach Fertigstellung der Leitung. Der Isolationswiderstand des Gemisches liegt also wesentlicih höher als der Isolationswiderstand des am höchsten isolierenden Körpers.

Hierbei ist noch zu beachten, <daß Calciumoxyd, obwohl es äußerst wiasseranziehend ist, als Isolierfüllung für Leitungen dieser Art einen wesentlich höheren Grenzisiolationswiderstandswert aufweist als Magnesiumoxyd.

Gemäß der Erfindung können solche Isolierpulver verwendet werden, die zum Attfquellen neigen, d. h. solche, wie z. B. Calciumoxyd, diö Feuchtigkeit auis der Luft aufnehmen. Sie werden aber durch die äußere Metallhülle der Leitung am Aufquellen und an der dadurch bedingten Raumvergrößerung gehindert. Es entsteht so^; an den Leitungsenden ein undurchlässiger, d. h. weitere Feuchtigkeit abweisender Pfropfen, voraussichtlich auch unter Wirkung¹ der in der Luft vorhandenen Kohlensäure.

Bei den nach der Erfindung hergestellten Leitungen werden Endabdiahtungen entweder völlig gespart oider es reichen weniger dichte und daher billigere Einrichtungen aus.

Bei der Herstellung von Leitungen gemäß der Erfindung wird das Isolierpulver, das auch in Form von Preßlingen in das Mantelrohr eingefügt werden kann, völlig entwässert, ehe die mechanische Bearbeitung, wie z. B. das. Ziehen des aus Metallmantel, Isolierung und Innienleiter bestehenden Gesaimtgebildes, beginnt. Diese vollständige Entwässerung durch Erhitzen wird bei CalcMmoxyd erreicht sein, nachdem es mehrere Stunden lang¹ einer Temperatur von 900 bis 1000⁰ C ausgesetzt worden ist. -

Die Erfindung schließt die Anwendung von allen Isolierstoffen ein, die, wie im besonderen Calcium-O'xyd, die beanspruchten Eigenschaften haben. Es go können auch konzentrische oder längs gerichtete Schichtungen verschiedener Stoffe in Betracht kommen. Eine Mischung aus Calciumoxyd und Magnesiumoxyd etwa im Verhältnis 25 bis 400/0 Calciumo'xyd hat sich als besonders geeignet erwiesen.

Weiter hat sich gezeigt, daß es sich namentlich bei Verwendung der Isolierung in Gestalt von; Form- oder Preßlingen empfiehlt, dem Gemisch in bestimmten Mengen Boroxyd beizugeben, dessen Vorhandensein u.a. den Vorteil hat, daß dadurch die Formung und besonders das Herausnehmen aus der Form erleichtert 'und zugleich die Isolationsbeständigkeit noch weiter erhöht wird. Als Beispiele für den Zusatz von Boroxyd seien Gemische folgender Zusammensetzung genannt: 30 Teile CaO, 70 Teile MgO, 1 Teil B²O³, oder 91 Teile MgO, 9 Teile B²O³.

Das Boroxyd wird zweckmäßig dem vor der Trocknung noch pastenförmigeni Gemisch als uo Lösung zugefügt.

Nach der Erfindung kann der die Eigenschaften der Isolierung verbessernde Bestandteil wie CaO, B²O³ od. dgl. dem Isolierpulver auch nur an den Enden der Leitung zugefügt werden. Es können: auch die mit der Isolierung frei liegenden Leitungsenden in eine Borlösung getaucht werden.

Die Erscheinungen, auf die sich die Erfindung bezieht, lassen sich auch folgendermaßen erklären. Da die Anziehungskraft des Wassers zu den einzelnen Bestandteilen des Gemisches verschieden ist, wird der eine Teil des Gemisches die Luftfeuchtigkeit an sich ziehen und so der andere Teil frei von< Feuchtigkeit bleiben. Besteht z. B. die Mischung aus Calciumoxyd und Magnesiumoxyd, so wird zu· nächst das Calciumoxyd das Wasser an sich ziehen.

Das Magnesiumoxyd wird das Wasser erst sehr viel später aufnehmen können. Die Abgabe des vom Calciumoxyd aufgenommenen Wassers an das 'Magnesiumoxyd wird abhängig sein von dem Mischverhältnis beider Stoffe. Es ist sogar der Fall, daß bei einem bestimmten Mischungsverhältnis das Calciumoxyd allein Wasser aufnimmt, während das Magnesiumoxyd wasserfrei bleibt. Ist die Mischung zu gering an Calciumoxyd, so wird noch ein Teil der to Luftfeuchtigkeit für die Umbildung des Magnesiumoxyds übrigbleiben. Ist zuviel Calciumoxyd in der Mischung vorhanden, dann wird das Magnesium oxyd von zu vielen Stellen, mit denen es mit dem Calciumoxyd in Berührung steht, einen geringen Teil der Feuchtigkeit aus dem Calciumoxyd zu sich herüberziehen. Der Höchstwert liegt, wie bereits genannt, beim Mischungsverhältnis 30:70.

Es ist einleuchtend, daß der gleiche Vorgang;

auch bei jedem anderen Gemisch zu finden ist. Es

ao wird also bei einer gewählten Mischung von zwei oder drei oder mehr Bestandteilen jedesmal ein Höchstwert festgestellt werden können.

Nach der Erfindung soll also allgemein eine solche Mischung hergestellt werden, bei welcher der eine Teil des Gemisches das Wasser an sich reißt und der andere Teil vom Wasser frei bleibt.

Ist der Höchstwert eines solchen Gemisches gefunden, dann kann noch durch Zusetzen eines dritten oder vierten Stoffes die Isolationsbeständigkeit weiter heraufgesetzt werden. Durch die Zufügung von 10/0 Boroxyd zu der Mischung 3ο0/0 Calciumoxyd zu 700/0 Magnesiumoxyd ließ sich der Isolationswiderstand etwa auf den dreifachen Wert vergrößern. Unter Isolationswiderstand ist wiederum der Widerstand zu verstehen, der nach längerem Liegen festgestellt wurde. Leitungen, die aus solchen günstigsten Mischungen hergestellt werden, brauchen keine Endverschlüsse zu erhalten, sondern, können mit offenen Enden verlegt werden, ohne daß eine Herabsetzung ihres Isolationswiderstandes entsteht.

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrische Leitung, insbesondere Kabel nach Art der Mantelrohrbauart, bei welcher ein oder mehrere Leiter von einem pulverförmigen Isolierstoff, gegebenenfalls in Form von Preßlingen, und einem gemeinsamen Metallmantel umgeben sind, der nach Aufnahme der Leiter und des Isolierstoffes durch mechanische

   Bearbeitung, wie z. B. durch Ziehen, Hämmern od. dgl., gestreckt und dabei einer Querschnittsverminderung· unterworfen wird, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Gemisches aus mindestens zwei Isolierstoffen mit verschieden hohen Widerstandswerten und verschieden starker Feuehtigkeitsaufnahme, deren Mengen sich zueinander SOi verhalten, daß der eine Isolierstoff Feuchtigkeit aufnimmt und der andere davon frei bleibt.
2. 2. Elektrische Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Gemisches zur Wasseraufnahme mit der Zahl der Isolierstoffe zunimmt, indem beispielsweise ein dritter Isolierstoff stärker wasseranziehend ist als der dem feuchtigkeitsfrei bleibenden zügesetzte zweite Isolierstoff.
3. 3. Elektrische Leitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffgemisch aus Calciumoxyd und anderen Metalloxyden, beispielsweise Magnesiuimoxyd, besteht.
4. 4. Elektrische Leitung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Caleiuimoxyds 25 bis 40 0/0 des Gesamr,-gemisiches beträgt.
5. 5. Elektrische Leitung nach den Ansprüchen! 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Isolierpulvergamisch Boroxyd etwa in Höhe von 1 o-'_o zugesetzt ist.
6. 6. Elektrische Leitung· nach den Ansprüchen. 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß der pulverförmige, feuchtigkeitsfrei bleibende Isolierstoff nur an den Enden der Leitung mit einem die Isolationsbeständigkeit verbessernden Zusatz, wie z. B. Calciumoxyd und/oder Boroxyd, gemischt ist.
7. 7. Verfahren, zur Herstellung von Leitungen nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptbestandteil des Isolierstoffgeimisches, der vorzugsweise Calciumoxyd enthält, mit dem zweckmäßig als Lösung zugefügten Boroxyd vermischt wird, solange sich der Isolierstoff in. pastenförmigem Zustand befindet, worauf die Trocknung und die weitere Behandlung des Gemisches erfolgt.
8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die ummantelten Enden der Leitung, deren. Isolierstoffgemisch frei von Boroxyd ist, in eine Borlösung getaucht werden.

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