CH174437A - Imprägniertes, dielektrisches Material für Hochspannungskabel, -Kondensatoren oder dergleichen und Verfahren zu seiner Herstellung. - Google Patents

Description

  Imprägniertes,     dielektrisches    Material für Hochspannungskabel, -Kondensatoren  oder dergleichen und Verfahren zu seiner Herstellung.    Die Erfindung     betrifft    ein imprägniertes,       dielektrisehes    Material für Hochspannungs  kabel, -Kondensatoren oder dergleichen mit  dem es möglich ist, die Verlustcharakteristik  und     Lebensdauer    der damit hergestellten  Kabel und Apparate wesentlich zu verbes  sern.

   Die Hauptursache der Zerstörung der  artiger Kabel und Apparate liegt bekannt  lich darin, dass bereits anfänglich und im  Laufe der Zeit infolge der thermischen Aus  dehnung und Zusammenziehung im Innern  des     Dielektrikums    sich kleine Hohlräume  bilden, in denen eine     Glimmentladung    ein  setzt, die eine allmähliche Zerstörung des       Dielektrikums    bewirkt.  



  Um dieser Gefahr vorzubeugen, ist man  bisher so vorgegangen, dass     man    den Träger  des     Tränkstoffes    (in den meisten Fällen  Papierschichten) und das     Tränkgut    vor dem       Tränkprozess    einer gründlichen Entgasung       unterworfen    hat.

   Der Hauptzweck dieser  Entgasung besteht darin, zu verhindern,     dass       während des Imprägnierprozesses, und zwar       :dann,        wenn        das     bereits bis zu  einem gewissen Grad in die Isolation einge  drungen ist, aus dem mangelhaft entgasten       Tränkmaterial    noch Gasreste austreten, die  den weiteren     Tränkvorgang    behindern oder  verlängern     bezw.    nach beendetem     Tränk-          prozess    noch im     dielektrischen    Material er  halten bleiben.  



  Die Praxis hat nun gelehrt, dass es zwar  nach diesem     bisher        gebräuchlichen    Verfahren  möglich ist, Kabel oder dergleichen praktisch  so gut zu imprägnieren,     .dass    ihre Verlust  charakteristik ganz oder fast ganz frei ist  von einem Verlustanteil, der auf die Gegen  wart von Hohlräumen hindeutet. Es hat sich  jedoch herausgestellt, dass solche     Dielektrika     trotz anfänglich nahezu idealer     Verlust-          ,ristik    einem Dauerbetrieb     unter    hoher       c        'harakte     elektrischer und thermischer Beanspruchung  nicht gewachsen sind.  



  Die Erfindung geht nun aus von der Er-           kenntnis,    dass die so hergestellten     Dielektrika     der Zerstörung durch Glimmentladung ge  rade .deswegen so leicht unterliegen, weil in  den Hohlräumen, die sich auf Grund der       Temperaturänderungen    des Kabels im Laufe  der Zeit     naturnotwendig        bilden,    ein ver  hältnismässig geringer Gasdruck herrscht.  Bekanntlich ist die Durchschlagfestigkeit  einer Gasschicht stark vom Druck abhängig;  sie nimmt mit     steigendem    Druck sehr stark  zu.

   Das erfindungsgemässe     dielektrische    Ma  terial ist daher so     hergestellt,    dass in der       Tränkmasse    eine relativ grosse Menge von  Gasen, zum Beispiel inaktiven Gasen, gelöst  ist. Die Lösungsfähigkeit der in Betracht  kommenden     Tränkmittel    steigt bekanntlich       ausserordentlich    stark mit dem Druck an.

    Befindet sich in einem Gefäss unter einem       bestimmten    Druck .die     Tränkflüssigkeit,    in  der ein grosses Gasvolumen gelöst ist, und  entsteht innerhalb dieser     Tränkflüssigkeit     ein Hohlraum, so gibt die     Tränkflüssigkeit     an diesen Hohlraum Gas ab, welches so lange  aus der Flüssigkeit austritt und den Hohl  raum ausfüllt, bis es     unter    dem gleichen  Druck wie die Flüssigkeit steht.  



  Die     Herstellung    des imprägnierten     di-          elektrischen    Materials kann in der Weise er  folgen, dass das Gas in einen der zur     H#,r-          stellung    des     Materials    verwendeten,     dielek-          trische    Eigenschaften aufweisenden Stoffe,  das heisst in die trockene Isolation oder in  das     Tränkmittel,    vor dem     Tränkprozess    ein  geführt wird.  



  Im folgenden werden zwei     Herstellungs-          verfahren    für solches     dielektrisches        Material     beispielsweise erläutert. Man kann mit den  derzeit für     die        Entgasung    verwendeten Ap  paraturen, welche auf dem     Zerstäubungs-          prinzip        beruhen,    .dem     Tränkmittel        unter     höherem Druck eine grosse Menge Gas, wie  Stickstoff oder     Kohlensäure    einverleiben.

    Will man vermeiden, dass eine so vorberei  tete     Tränkmasse    das gelöste Gas wieder ab  gibt, so braucht man sie lediglich     unetr        einen     höheren Druck zu setzen, als er bei der Lö  sung des Gases angewendet wurde. Mit die-         ser        Tränkmasse    wird dann in an sich be  kannter Weise die Kabelisolation oder der  gleichen imprägniert.

   Es ist     hierbei    gleich  gültig, ob als     fester    Bestandteil des Isolier  materials Papier verwendet wird oder andere  1'     aterialien,    wie beispielsweise     Baumwoll-          gespinst,    Filmmaterialien oder Kombinatio  nen aus verschiedenen Materialien.     Weiterhin     ist es gleichgültig, ob ein dünnflüssiges oder  zähflüssiges<B>01</B>     bezw.    dickflüssiger oder er  härtender     Kompound    angewendet wird.

    Selbstverständlich kann ein mit dem be  schriebenen     dielektrischen    Material herge  stelltes Kabel in der üblichen Weise mit  einem Bleimantel versehen werden.     Statt    des  Bleimantels kann jedoch auch irgendeine an  dere Umhüllung oder Bedeckung gewählt       -werden.     



  Die     Einführung    des Gases in das     dielek-          trische    Material eines Kabels ist auch so  denkbar, dass das im Vakuum getrocknete  Kabel vor dem Tränken mit einem Gas, zum  Beispiel einem indifferenten Gas, bei .dem  erforderlichen Druck gefüllt wird. Es ist  angezeigt, in einem solchen Falle ein Gas  zu verwenden, .das verhältnismässig leicht und  in grösserer Menge in dem     nun    einzuführen  den     Tränkmittel    (Öl oder     Kompound)    löslich  ist.

   Mit dem letztgenannten Verfahren kann  man erreichen, dass bei völliger     Tränkung     des Kabels die innern Schichten, in denen bei  Temperaturänderungen des Kabels insbeson  dere die Gefahr der     Hohlraumbildung    vor  liegt, in stärkerem Masse mit Gas beladen  sind als die     äussern    Schichten.  



  Die Gase befinden sich in dem Kabel un  mittelbar nach der Fertigstellung nicht als  Gasblasen, sondern sie sind in dem Tränk  mittel gelöst. Erst wenn im Laufe des Be  triebes infolge der Temperaturschwankungen  oder aus andern Gründen Hohlräume auf  treten, entweicht Gas aus dem     Tränkmaterial     und füllt diese Hohlräume aus und ist nun  mehr gleichsam in Bläschenform im     Dielek-          trikum    enthalten.

   Der Druck innerhalb dieser  Bläschen steigt     asympthotisch    bis zu dem  Wert an, der bei Lösung des Gases im Tränk-           hompound        vorlag-.    Man kann somit, auf     diese     Weise je nach der     Vorbehandlung    des     Tränk-          mittels        bezw.    des Kabels beliebige Drucke  innerhalb der Hohlräume, die sich im Betrieb       hilden,    erzielen. Praktisch wird man sich  damit begnügen, den Druck so hoch zu wäh  len, dass bei der herrschenden elektrischen  Beanspruchung und     Hohlraumgrösse    kein  Glimmen auftreten kann.

   Bei verhältnis  mässig geringer spezifischer Beanspruchung  (beispielsweise bei Kabeln, bei denen das     Di-          elektrikum    bereits aus mechanischen Grün  den verhältnismässig stark bemessen ist), ge  nügt beispielsweise ein Druck von einer  Atmosphäre. Bei höheren Beanspruchungen  (beispielsweise bei Hochspannungskabeln, bei  denen man wiederum aus mechanischen  Gründen auf eine relativ knappe Bemessung  angewiesen ist), sind höhere Drucke erfor  derlich, die etwa     \?    bis 10 Atmosphären und  eventuell mehr betragen können.  



  Je nach der Höhe des Druckes, der im  Kabel zugelassen ist, und je nach dem Ma  terial, aus dem der     Mantel    besteht, wird man  dafür Sorge tragen,     dass    eine unnötige oder  unzulässige Weitung des Mantels nicht ein  treten kann. Verwendet man als Mantel  material beispielsweise Blei, so ist es zweck  mässig, dieses bei hohen Drucken in bekann  ter Weise, beispielsweise durch eine Druck  bandage, druckfest zu gestalten.

   Die Hoch  spannungskabel können dem Gürteltyp, dem  metallisierten Typ oder dem     Dreimanteltyp     angehören; ihre Leiter können     Massivleiter,     Vollseile oder Hohlseile sein, und die Kabel  Ein- oder     Mehrleiterkabel.    In besonderen  Fällen kann es auch zweckmässig sein, die  ummantelten Kabel in an sich     bekannter     Weise in druckfesten Rohren zu verlegen.  in denen auf das     ummantelte    Kabel von  aussen her ein Druck ausgeübt wird, um eine       Weitung    des Mantels zu verhindern.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Imprägniertes dielektrisches Material für Hochspannungskabel, -Kondensatoren oder dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Tränkmittel Gase in solcher Menge und unter solchem Druck gelöst sind, dass bei Vorhandensein von Hohlräumen Gas aus dem Tränkmittel entweicht und die Hohlräume unter einen solchen Druck setzt, dass ein Glimmen vermieden wird. UNTERANSPRÜCHE: 1. Dielektrisches Material nach dem Patent anspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Tränkmittel inaktive 'Gase gelöst sind.

   Z. Dielektrisches Material nach dem Patent anspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe des Druckes je nach der Höhe der dielektrischen Be anspruchung gewählt ist. 3. Dielektrisches Material nach dem Patent anspruch I und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass als fester Bestandteil des Isoliermaterials ein Faserstoff verwendet ist. 4. Dielektrisches Material nach dem Patent anspruch I und den Unteransprüchen 1 und<B>2</B>, dadurch gekennzeichnet, dass als Träger für das Tränkmaterial ein Film material verwendet ist.

   PATENTANSPRUCH II: Verfahren zur Herstellung eines impräg nierten dielektrischen Materials für Hoch spannungskabel, -Kondensatoren oder derglei chen nach dem Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in einen der zur Herstellung des .dielektrischen Materials verwendeten, dielektrische Eigenschaften auf weisenden Stoffe vor dem Tränkprozess ein geführt wird. UNTERANSPR-CCHE 5.

   Verfahren nach dem Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas dem Tränkmittel vor dem Tränkprozess einver leibt wird. 6. Verfahren nach dem Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass das Gas in die trockene Isolation vor dem Impräg nieren eingeführt wird. i. Verfahren nach. dem Patentanspruch II und dem Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass das in die trockene Iso lation eingeführte Gas mit solchem Druck bemessen wird, dass entsprechend der ge wählten Zeit beim Imprägnieren das Gas praktisch vollkommen im Tränkmittel ge löst wird.