DE905155C

DE905155C - Formleiter fuer elektrische Mehrleiterstarkstromkabel

Info

Publication number: DE905155C
Application number: DEA9894D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ernst Kirch
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1943-05-14
Filing date: 1943-05-14
Publication date: 1954-02-25
Also published as: FR956294A

Description

Während Mehrleiterkabel, beispielsweise die für Drehstrom üblichen Dreileiterkabel, früher vielfach mit runden Leitern ausgerüstet wurden, besitzen solche Kabel heute fast durchweg Sektorleiter. Die für diese Kabel verwendeten Leiter haben eine Form, die dem der Leiterzahl entsprechenden Sektor aus einer Kreisfläche ähnlich ist insofern, als beispielsweise bei Dreileiterkabeln die Sektoren Flanken aufweisen, die in einem Winkel von I2O^O; zueinander stehen, und der Sektorrücken: eine Rundung zeigt, die einen Ausschnitt aus einem Kreis darstellt, der konzentrisch zu dem Mantel des Kabels liegt.

Sind die Querschnitte klein, so werden meist

massive Leiter verwendet. Bei größeren Leiterquerschnitten hingegen werden durchweg unterteilte Leiter angewendet, damit die isolierenden Adern sowie das gesamte Kabel nicht zu steif werden. In den Fig. ι und 2 sind einige Sektorleiter, wie sie bisher in großem Umfang angewendet wurden, dargestellt. Bei dem Sektor gemäß Fig. 1 ist das sogenannte Sektorherz aus sechs parallel geführten runden Drähten gebildet. Um ein solches Herz werden nun je nach dem gewünschten Querschnitt eine oder mehrere Lagen meist gleich starker Drähte mit wechselnder Schlagrichtung aufgelegt. Es sind auch Sektoren hergestellt worden, bei denen an Stelle der sechs parallel eingelegten Drähte eine größere Anzahl paralleler Drähte als Sektorherz Verwendung gefunden hat. Bei einem Sektor gemäß Fig. 2 erfolgt der Herzaufbau derart, daß neben einem runden Mittelteil zwei weitere

relativ starke runde Seitenteile Verwendung finden. In die Zwickelräume zwischen dem Mittelteil und den Seitenteilen sind Fülldrähte gleichen oder ungleichen Querschnitts eingelegt. Die Mittel- und Seitenteile sind entweder Massivdrähte oder aber bei größeren Querschnitten Seile. Auf dieses so gebildete Sektorherz werden nun wiederum eine oder mehrere Drahtlagen aufgeseilt. Die Leiter gemäß Fig. ι und 2 besitzen ursprünglich eine ovale Form, ίο Erst durch nachträgliches Walzen solcher Leiter wird dann die Sektorform mit ihren um etwa I2O° gegeneinander geneigten Flanken sowie der dem Kabeldurchmesser angepaßten Rückenrundung geschaffen.

Werden nun Sektoren gemäß Fig. 1 und 2 nur wenig gewalzt, so besitzen sie einen geringen Füllfaktor. Dieser Füllfaktor liegt etwa bei 70 bis höchstens 8o°/o. Walzt man jedoch solche Sektoren sehr scharf, so wird zwar der Füllfaktor günstiger, d. h. also die Raumausnutzung besser; auf der anderen Seite jedoch verliert man in hohem Maße den zufolge der weitgehenden Unterteilung ursprünglich vorhandenen Vorteil einer hohen Biegsamkeit des Leiters, weil sich, wie verständlich, die Drähte der aufgeseilten Decklage beim Walzen in die Drähte der Mittel- und Seitenteile hineindrücken, so daß eine Relativbewegung zwischen den Drähten der Decklage einerseits und den Aufbauelementen des Sektorherzens andererseits erschwert oder gar unmöglich gemacht wird.

In diesem Zusammenhang muß noch erwähnt werden, daß beispielsweise die Sektoren gemäß Fig. 2, die unter sonst gleichen Voraussetzungen durchweg einen höheren Füllfaktor besitzen als solche gemäß Fig. i, den großen Nachteil aufweisen, daß sie eine große Anzahl verschieden starker Drähte zu ihrem Aufbau benötigen. Um die Raumausnutzung nur einigermaßen hochzutreiben, benötigt man hierbei fünf bis sechs verschiedene Drahtsorten. Dies bedeutet sowohl eine erhebliche Mehrbelastung der Drahtzieherei als auch Schwierigkeiten in der Lagerhaltung. Schließlich werden Verwechselungen möglich, so daß dann der geforderte Gesamtquerschnitt entweder unter- oder überschritten wird.

Um sowohl einen hohen Füllfaktor zu erzielen als auch die Biegsamkeit durch das Walzen nicht allzusehr herabzumindern, ist es bereits bekanntgeworden, bei Sektoren, bei denen mehrere Drahtlagen um 5.0 einen sektorförmigen Massivkern herumgeseilt sind, jeweils'nach Auflegen einer Drahtlage einen Walzprozeß einzulegen. Diehierfür erforderlichen Walzen müssen angetrieben werden, um das für einen guten Füllfaktor nötige Durchkneten zu ermöglichen. Handelt es sich nun um Sektoren, die vorverdrallt sind, d. h. schon vor dem Auflegen der Isolierung mit der Verdrehung versehen, werden, welche die Adern; im fertig verseilten Kabel aufweisen, so· müssen die obenerwähnten angetriebenen Walzeinrichtungen außerdem als Ganzes mit einer solchen Geschwindigkeit um die Längsachse des Kabels rotieren, wie sie der gewünschten Schlaglänge entspricht. Es liegt auf der Hand, daß es eines großen Aufwandes teurer, schwierig einstell- und bedienbarer maschineller Einrichtungen von relativ großen Abmessungen bedarf, um beispielsweise einen aus einem Massivherz und drei aufgeseilten Drahtlagen bestehenden Sektorleiter auf die genannte Weise herauszustellen.

Außerdem sind Sektorkabel bekanntgeworden, deren Leiter aus zwei, drei oder vier ungleichartigen Segmenten zusammengesetzt sind. Derartige Kabel weisen zwar einen hohen Füllfaktor auf, können aber nur da Anwendung finden, wo am die Biegsamkeit nur geringe Ansprüche gestellt zu werden brauchen.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein aus mehreren parallel gelegten Drähten zusammengesetzter Fernleiter für elektrische Mehrleiterstarkstromkabel, bei dem der Vorteil eines guten Füllfaktors und damit einer guten Raumausnutzung gewahrt ist, ohne daß hierdurch die Biegsamkeit des Kabels oder der Adern allzusehr herabgesetzt wird; dabei wird angestrebt, nur mit einer einzigen Drahtsorte auszukommen.

Zum Aufbau der Leiter können sowohl runde als auchkantigeDrähte verwendet werden. Diese werden ernndungsgemäß derart parallel (Lücke auf Lücke) aneinandergelegt, daß der ohne Nachwalzen größtmögliche Füllfaktor erreicht wird.

Wie ein. solcher Leiter aussieht, zeigt beispielsweise Fig. 3 a für Runddrähte und Fig. 3^:b für Vierkantdrähta rhombischen Querschnitts. Die Form der Leiterseile ist, wie ebenfalls aus Fig. 3 a ersichtlich, grundsätzlich ein Rhombus mit einem Seitenwinkel von etwa I2O°^!. An Stelle der gleich starken Runddrähte kann man gemäß Fig. 3b auch gleich starke Vierkantdrähte verwenden. Diese Vierkantdrähte haben wiederum die gleiche Grundform wie die Seile selber. Ein Litzenleiter kann, wie ersichtlich, entweder aus 2X2=4, aus 3X3 = 9, aus 4X4= 16, aus 25, 36, 49, 64, 8-1 usw. gleich starken Drähten zusammengefügt werden. Die Verwendung von vierkantigen Drähten an Stelle der Runddrähte bringt natürlich einei noch bessere Raumausnutzung. Es sind hierbei Füllfaktoren von 95 und mehr Prozent erreichbar. Außerdem weisen solche Leiter je nach den gewählten Drahtzahlen eine hohe Biegsamkeit -auf, da die glatten, einwandfrei gezogenen Drähte gut aneinander vorbeigleiten n₀ können im Gegensatz zu den durch den Walzvorgang miteinander verankerten Runddrähten, beispielsweise der Sektorformen gemäß Fig. 1 und 2. Wenn es sich um Kabel mit vorverdrehten Adern handelt, werden die Drähte sämtlich in der gleichen Rieh- n₅ tung mit der für die Aderverseilung vorgesehenen Schlaglänge miteinander gebündelt, sonst einfach parallel gelegt.

Will man bei solchen Formleitern beispielsweise den Rücken schwach runden oder aber den Seiten eine sanfte Rundung, wie sie für Hochspannungskabel erwünscht ist, geben, so kann man dies im Gegensatz zu den bekannten Formen erreichen, ohne daß hierbei so starke Verformungen der einzelnen Drähte eintreten, daß das Gleiten der Drähte gegeneinander nennenswert behindert wird, da ja die

Drähte sich nicht nur punktweise, sondern linienweise bzw. bei Anwendung von Formdrähten sogar flächenweise berühren. Als Beispiel dafür, wie man aus Formleitern von dem grundsätzlichen Aufbau 3 a und 3 b, wie sie ohne weiteres für Niederspannungskabel Verwendung finden können, für Hochspannungskabel geeignete Formen herstellen kann, mögen die Fig. 4 a und 4b dienen. 4a entspricht hierbei 3 a, 4b entspricht 3 b. Um die abgerundeten Formen 4a und 4b zu erzielen, sind, wie ersichtlich, jeweils die drei in den Fig. 3 a und 3 b schwarz gezeichneten Drähte weggelassen, und das Leiterseil ist mit einfachen hierfür bekannten Vorrichtungen einer schwachen Nachformung durch Walzen, Ziehen oder Hämmern unterworfen worden. Hierbei schmiegen sich einige wenige Drähte ihren Nachbardrähten in der gezeichneten Form an, so daß die erwünschten Rundungen entstehen. Soll die Verformung nur wenig Kraft erfordern, so besteht die Möglichkeit, dies durch Anwendung von besonders weichem Werkstoff an den Stellender nachträglichen Verformung zu erreichen.

Man kann auch einzelne oder mehrere Drähte

an den spitzen oder stumpfen Ecken des Rhombus durch Drähte abweichenden Querschnitts ersetzen, so daß sich von vornherein ein Aufbau ergibt, der der Sektorform mit abgerundeten Ecken näher kommt. Ein Nachwalzen ist dann unter Umständen nicht mehr erforderlich, kann aber auch vorgenommen werden.

Die aus Runddrähten aufgebauten Formleiter

nach der Erfindung eignen sich besonders gut zur Herstellung sogenannter hochverdichteiter Leiter, bei denen in bekannter Weise möglichst in einem einzigen Zieh- oder Walzgang eine weitgehende Verdichtung vorgenommen wird. Die auf diese Weise gewonnenen Sektorleiter besitzen eine in elektrischer Hinsicht günstigere Eckenrundung als diejenigen Sektorleiter, welche aus einem Sektorherz und einer daraufgeseilten Decklage bestehen.

Die Formleitungen gemäß der Erfindung eignen

sich besonders zum Aufbau von Sechs-, Drei- und Zweileiterkabeln. Die Herstellung von Kabeln mit anderen Leiterzahlen ist auch möglich, es ist dann jedoch ein stärkeres Nachwalzen der Leiter erforderlich.

Bei der Herstellung von isolierten Formleitern nach der Erfindung ist es vorteilhaft, das Zusammenlegen der Drähte zum Leiter, das- Isolieren der Leiter sowie das Verseilen der isolierten Leiter (Adern-) zum Kabel in einem Arbeitsgang vorzunehmen, Dabei können an Stelle der üblichen glatten Kabelpapiere gekreppte Isolierpapiere oder überhaupt andere Isolierstoffe verwendet werden, die nachgiebiger sind als glattes Papier. Dabei ist es dann auch nicht unbedingt erforderlich, die Isolierstoffbänder schraubenförmig auf den Leiter zu wickeln; man kann sie auch nach dem Längs^ bedeckungsverfahren aufbringen, so daß die Bänder den Leiter spiralig umschlingen.

Unter Umständen ist es hierbei zweckmäßig, die Rollen der üblicherweise um die Kabelachse rotierenden Maschinen und der zur Kabelachse feststehenden Teile zu vertauschen, d. h. also, das der Verseilung dienende Element festzusetzen und die Aufnahmetrommel für das¹ Kabel rotieren zu lassen. Auch ist es möglich, mit diesen Vorgängen gleichzeitig den Trocken- und Tränkvorgang, die in diesem Fall in Rohren (Durchlaufverfahren) durchgeführt würden, in an sich bekannter Weise zu kombinieren. Man würde auf diese Weise das Kabel bis auf seinen Mantel bzw. dessen Bedeckungs- oder Bewehrungsschicht in einem Arbeitsgang fertigstellen! können.

Abschließend ist festzustellen, daß Kabel gemäß der Erfindung, wie dargetan, viele Vorteile bezüglich Werkstofflagerhaltung, Herstellung und Handhabung besitzen, wobei neben einem geringen Werkstoffverbrauch, verglichen mit den zur Zeit gebräuchlichen Typen, außer der guten Biegsamkeit auch die zuverlässigere Schweißbarkeit von Seilen mit gleich starken Drähten Erwähnung verdient. Schließlich muß diejenige Erhöhung der Güte besonders hoch bewertet werden, die dadurch gewährleistet ist, daß bei Kabeln gemäß der Erfindung, insbesondere wenn eine weitgehende Leiterunterteilung vorgenommen und ein relativ kurzer Verseilschlag gewählt wird, die Isolierpapiere auch bei unvorsichtigem Biegen des Kabels geschont werden, so daß es nicht, wie es bei störrischen Sektorleitern möglich ist, zu Durchschlägen durch die Papierbrüche hindurch kommen kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Aus mehreren parallel gelegten Drähten zusammengesetzter Formleiter für elektrische Mehrleiterstarkstromkabel, dadurch gekennzeichnet, daß die parallel gelegten runden oder kantigen Drähte im wesentlichen aus nur einer einzigen Drahtsorte bestehen und derart Lücke auf !Lücke aneinandergelegt sind, daß der ohne Nachwalzen größtmögliche Füllfaktor erreicht wird.

2. Formleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im wesentlichen oder ganz aus unter sich gleichen Vierkantdrähten rhombischen Querschnitts zusammengesetzt ist.

3. Formleiter nach Anspruch 1 oder 2 von rhombischer Grundform, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne oder mehrere Außendrähte an den spitzen oder stumpfen Ecken des Rhombus fortgelassen oder durch Drähte abweichenden Querschnitts ersetzt sind.

4. Formleiter nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er nach dem Zu- χ sammenlegen der Einzeldrähte durch Walzen oder Ziehen auf einen hohen Füllfaktor gebracht ist.

5. Verfahren zur Herstellung von elektrischen Starkstromkabeln mit isolierten Formleitern (Adern) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Legen der Drähte der einzelnen Leiter sowie gegebenenfalls die Verdichtung der Leiter, ferner die Aufbringung der Isolierung, die Verseilung der Adern und das Aufbringen weiterer Isolier- oder

Bedeckungsschichten sowie gegebenenfalls die Trocknung und Tränkung der so erstehenden Kabelseele in einem Arbeitsgang erfolgen.

6. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für die Arbeitsvorgänge bis zur Verseilung der Adern feststehende Maschinenteile vorgesehen sind, während die für die Verseilung notwendige Drehung durch Rotation der Aufnahmetrommeln bewirkt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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