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Kabel mit Papierisolierung für gasgefüllte Kabelanlagen Es ist bekannt,
papierisolierte Kabel für höhere Spannungen dadurch zu verbessern, daß man; die
innerhalb der Isolierung vorhandenen und im Betrieb entstehenden Hdhlräumie mit
einem Gas von einem Druck füllt, der gleich oder größer isst als i Atmosphäre absolut.
Man erreicht hierdurch bei gegebenen Abmessungen; daß .das Glimmen erst bei höheren
Feldstärken einsetzt und ermöglicht demzufolge die Anwendung geringerer Isolierstärken
(das bedeutet leichtere billigere Kabel) bei gegebener Kabelspannung.
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Nun ist aber bekanntlich ein gasgefüllter Hohlraum innerhalb einer
Isolierung elektrisch um so höher beansprucht und;glimmt deshalb um so früher, je
höher die Dielektrizitätskonstante des die Hohlräume umgebenden Isoliermittels ist.
Man hat deshalb vorgeschlagen, auf die Imprägnierung zu verziohten, weil durch das
Imprägnieren die mittlere Dielektrizitätskonstante des umgebenden- Isoliermittels
von etwa a bis 2,4 auf etwa 3,4 bis 3,8(
gesteigert wird. Eingehende Untersuchungen;
an Kabeln dieser Art haben jedoch ergeben, daß eine solche Lösung technisch schlecht
ist, weil hierbei die Dlurchschlagsfestigkeit zu gering wird, so =laß die Kabel
unter Umständen schon bei überspiannungen, die ja bekanntlich ein: Vielfaches: der
Betriebsspannung betragen können, durchschlagen werden.
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Um nun die Durchschlagsfestigkeit zu steigern und andererseits gleichzeitig
die mittlere Dielektrizitätskonstante herunterzudrücken, ist vorgeschlagen worden,
für die Isolierung vorimprägnierte Papiere mit schwachen Erhöhungen (durch Prägen
entstandene Rippen) zu versehen, um auf diese Weise einen gewissen , Abstand zwischen
zwei
aufeinanderfolgenden Papierlagen zu gewährleisten. Auf diesle
Weise hat man :erreicht, daß -unter sonst gleichem Bedingungen wegen der niederen
mittleren Dielektrizitätskonstante, verglichen mit dem voll imprägnierten Kabel,
das Glimmen später :einsetzt .und . ;außerdem, @ei;ne erhebliche Steigerung der
D,urchschlagsfes#gkeit gegenüber der unimpr ägnierten Bapierisolationerzielt wird.
Eine Isolierung dieser Art hat jedoch :den Nachbeil, @daß sie weitaus weicher ist
als, ,eine Isolierung, die .aus Pa= pieren besteht, welche satt aufeinanderliegen.
Der Nachteil fällt insbesondere ins Gewicht, wenn die Isolerstärke groß ist. Dies
trifft jedoch durchweg zu, da ges. sich bei .druckgasgefüllben Kabeln meist um siolche
hoher und höchster Spannungen handelt. Wegen der Weichheit der Isolierung bilden
sich aber insbesondere danr4 wenn die- Kabel; wie esa bei der Verlegung zuweilen-unvermeidlich
ist, scharf gebogen werden, Falten und Hiohlränune in der Isolierschicht, die unter
' Umss=deneine weit größere radiale Dicke aufweisen als die Ddrcke einer einzigen
Papierschicht, insbesondere die Dicke. einer .durch die Rippung bewirkten Luftschicht.
Hierdurch aber wird -das Glimmen an solchen Stellen bereits bei weit niedrigerer
Spannung reinsetzen, so daß die ganzen. Mühen, die der Erzielung einer niedrigeren,
imittleren Dielektrizitätskonstante mit Hilfe seiner Rippung dienten,, zunichte
gemacht werden.
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Um :den beschriebenen Schwierigkeiten zu begegnen, wird nun erfindungsgemäß
vorgeschlagen, die Isolierung so aufzubauen, daß jeweils auf Birne oder mehrere
imprägnierte Papierlagen eine oder einige ,umimprägnierte Papierlagen folgen. Hierdurch
wird erreicht, daß die im@prägn:eTten Papierlagen einen Teil ihrer Imprägn yerung
an die unimpräguierben Lagen abgeben. Hierbei: tritt, wie eihgehende Versuche überraschenderweise
gezeigt habiem,eine Senkung der Stoßdurchschlagsfestigkeit um nur etwa zo bis 30%
gegenüber der Stoßfestigkeiteiner satt imprägnierten Papierieolierung ein, ,und
zwar je nach Stärke rund Struktur des verwcndeben Papiers. Einte solche Absenkung
der Stoßdurchschlagsfestigkeit ist in den meisten Fällen ohne weiteres tragbar.
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Die Herabsetzung der Delektrizitätskonstanten gegenüber derjenigen
einer sattgetränkten Iso, lverung beträgt j e nach, Dicke, Dichte und Zahl ider
ursprünglich unimprägnferten: und imprägnierten Papiere bis zu 25%. Hlierin liegt
-ein erheblicher Vorteil insofern, als bei gleichem Druck eine erhebliche Erhöhung
der Blindspannung eintritt. Die jeweils zweckmäßige Dicke, Dichte und Zahl der beiden
Papierarten. hängt davon. ab, @ob man im Einzelfall mehr Wert :auf hohe Durchschlagsfestigkel;t
.eder ,auf .späten Gummieinsatz legten muß. Beispielsweise wird ein Kabel, welches
im ein Kabelnetz ,eingebaumt wird, kaum jemals höheren Stoßspannuingen aausgesetzt
sein. Daher kann man- dieses Kabel unbedenklich, verhältnismäßig mager tränken oder,
was auf dasselbe herauskommt, wenige getränkte Papierlagen mit vielen !urigetränkten
Papierlagen kombinieren. Mai erzielt dadurch die Herabsetzurig der mittleren. Dielektrizitätskonstante
und da;meeine Herabsetzung der G limmspannung in den Hablräumen. Andererseits muß
man beispielsweise bei einem Kabel, welches meine Freileiitungssitrecke ei#ngehaaut
wird, damit -rechnen, daß höhere Stoßsipamnungen aaufixeten, etwa bei Blitzschlägen.
Ein solches Kabel darf man xiicht zu mager tränken, d. h. man. maß verhältnismäßig
viele getränkte Bänder mit nur wenigen ungetränkben kombinieren, #ume -eine,genüg
endhohe Durchschlagsfestigkeit sicherzustellen.
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Durch abwechselnde Anwendung imprägnierter und un@mprägnerter Papierschichten
verschiedener Dicke und Dichte hat man es außerdem in ider Hand, die Dielektriwitätskonstantie
in den verschiedenen Zonen der Isolierung so. zu wählen, wie es im Einzelfall am
günstigsten ist, d. I. man vermag nach: Beheben die mittlere Dielektrizitäts; konstante
dien inneren: Zotten höher und die deal äußeren niedriger oder aber, umgekehrt,
die der inneren Zone niedriger lnnd die &r äußeren höher zu wählen.
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Als Imprägnierung für den vorimprägnierten Teil der Isaliertm@g kommen
dünnflüssige und zähflüssige Isiolvermittel in Frage, d. h. also Isoliermittel vom
Charakter eines Tnansformatorenöles oder aber eines Kabeloompolunds. Eingehende
Versuche haben wbermschenderwelse ergeben, daß sogar erstaxrende Stoffe, wie sie
sonst für die Kabelimprägnierung nicht in Frage kommen, angewendet werden. können,
ohne. daß es 11m: Gegensatz zum sattimprägnerten Kabel zu Brüchen bahn Biegen kommt.
Es können also hei; einem Kabel gemäß der Erfindung sogar Paraffin, Wachs oder bitumenähnliche
Massenn ,oder schließlich Gemische *aus diesen Stoffen für .die Träankung der vorimprägnIerten
Papi!ene benutzt werden.
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Kabel gemäß der Erfindung wessen gegenübel saftgetränkten Kabeln den,
bei druckgasgefüllten Kabeln in vielen Fällen wichtigen Vorzug auf, daß sie
keine überschüssige, sondern nur kapillar geblundene Masse @einthälten, so. daß
also die Verstopfung des Kabelquerschnittes durch abfließende Masse verhindert wird,
wodurch anderenfalls die Feh'lermessuri;g fit Hilfe von Strömungsmethoden unrn,öglich
gemacht würde.
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Um die mit den uriimprägnierten Papieren in die Isolierung hineingebrachte
Feuchtigkeit zu tentfernem, können die Kabel evakuiert werden. Dies kann
in an sich bekannter Weise sowohl in einem GKäß als rauch nach Ummantelung der Kabelseele
geschehen. Es ist natürlich, zwecks Beschleunigung dieses Vorgangs höhere Temperaturen
anzuwenden. Bei Aalwendung von Paraffinen, natürlichen oder synthetischen Wachsen,
insbesondere Hartwachsen;, wird gemäß der Erfindung fe hierbei: anzuwendende Temperatur
jeweils so hoch gewählt, daß eine ;ausreichende Verflüssigung des Imprägnier--mittels
und damit eine ausreichende Imprägnierung der @uni;mprägniert aufgelegten Papiere
erfolgt.
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Zusammenfassend kamen also festgestellt werden, daß durch; Wahl des
Aufbauprinzips gemäß der Erfindung eine Isolierung von hoher Durchschlagsfestigkeit
für
gasgefüllte Kabel geschaffen wird, die die Nachteile bekannter Isolierungen für
solche Kabel weitestgehend vermeidet und wegen ihrer mit einfachen Mitteln erreichbaren
Variabilität alle im Einzelfall möglichen Vorteile auszunutzen und erhebliche Mengen
an Trä:nkmaterial zu sparen gestattet.