CH365421A - Hochspannungsölkabel - Google Patents

Description

      Hochspannungsölkabel       Die Erfindung bezieht sich auf ein     Hochspan-          nungsölkabel    für     Wechsel-    oder Gleichspannung, wo  bei zwischen dem Leiter und dem     Kabelmantel    min  destens     zwei    Schichten eines organischen Kunststoffes  vorhanden     sind,    die nur durch Öl voneinander ge  trennt sind.  



  Diese bekannten Kabel haben aber     bisher    keine  ausgedehnte Anwendung finden können, da die Be  wegungsmöglichkeit des Öls in der Kabelisolation zu  gering war.  



  Im Zusammenhang hiermit ist denn auch     bereits     vorgeschlagen worden., zwischen den Schichten Di  stanzstücke anzuordnen.  



  Der so vergrösserte Raum zwischen den filmför  migen Schichten     begünstigt    zwar die Bewegung des  Öls, ist aber für die Durchschlagfestigkeit der Kabel  nachteilig.  



  Auch wurde bereits vorgeschlagen, bei     Hochspan-          nungskabeln    mit einer Kabelisolation, bestehend aus  einer Anzahl     Kunststoffschichten,    in     diesen    Schichten  in grösserem Abstand voneinander Rillen anzubrin  gen. Diese     Massnahme    hatte ebenfalls einen günstigen       Einfluss    auf die Ölbewegung, aber die Durchschlag  festigkeit dieser Kabel war nur wenig höher     als.    die  jenige von     Kabeln,    in denen diese Rillen fehlten.  



  Es wurde nun gefunden, dass eine beträchtliche       Verbesserung    der Durchschlagfestigkeit der Kabel  erreicht werden kann, wenn die Oberfläche der  Schichten auf eine besondere Weise bearbeitet ist.  



  Die Erfindung besteht nun darin,     dass    die Schich  ten aus     Isolationsmaterialfolien    bestehen, die minde  stens an einer Seite eine mit Erhöhungen und Ver  tiefungen versehene Oberfläche aufweisen.  



  Als Isolationsmaterial kommen nur die Kunst  stoffe in Betracht, die gegen die Einwirkung des im  Kabel vorhandenen Öls in hohem Masse beständig    sind, wie Polyester, von denen hochpolymere     Po1y-          methylenterephthalate,    insbesondere     Polyäthylen-          terephthalat,    sowie     Polycarbonate    Vertreter sind,  Polyamide,     Polyalkane,    wie Polyäthylen,     Polypropen,     Polytuten,     Polybutadien    oder     Mischpolymerisate    da  von,     Polyvinylchlorid,    Polystyrol und     Celluloseester,

       wie     Celluloseacetat.       Von diesen     Kunststoffen    werden vorzugsweise  diejenigen gebraucht,.     deren        dielektrische    Konstante       möglichst    wenig von derjenigen des     zwischen    den     film-          förmigen        Schichten    vorhandenen Öls verschieden ist.  In diesem Fall ist die Verteilung der Feldstärke     im          Dielektrikum        beträchtlich    günstiger als wenn der  Unterschied grösser ist.

   Das Öl wird bei     einem        geringen     Unterschied., was die     dielektrischen    Konstanten an  belangt, weniger schwer belastet, so dass die Durch  schlagfestigkeit der vorgeschlagenen Konstruktion  grösser     isst    und     demzufolge    eine grössere Feldstärke  zugelassen werden .kann.  



  In     Kabeln    für Wechselspannung werden weiter  hin an erster Stelle     Kunststoffe    mit niedrigen     dielek-          trischen    Verlusten angewandt werden.  



  Eine wichtige Rolle bei der Wahl des. anzuwen  denden Kunststoffes spielt auch der     Erweichungs@          punkt    dieses     Stoffes    im     Zusammenhang    mit der in  den     Kabeln    zuzulassenden     Maximaltemperatur.     



  Dazu kann bemerkt werden, dass die     normale     Gebrauchstemperatur der beschriebenen Kabel zwi  schen 60 und 80  C liegt, während bei Kurzschluss  Temperaturen zwischen 120 und 180  C auftreten  können. Durch das     Treffen    von besonderen Massnah  men kann jedoch ein Erreichen des letztgenannten  Temperaturgebietes verhindert werden. In diesem  Falle sind Kunststoffe mit einem niedrigeren     Erwei-          chungspunkt    als Isolationsmaterial brauchbar.

        Im     Zusammenhang    mit diesem und jenem werden  als Ausgangsstoff für die Schichten vorzugsweise  Polyester, wie hochpolymere     Polymethylenterephtha-          late    und     Polycarbonate    angewandt.  



  Die     Folienoberfläche    kann beispielsweise gewellt  sein und dadurch erhalten werden, dass die Folie zwi  schen     profilierte    und gegebenenfalls erwärmte Druck  walzen geführt wird.  



  Auch ist es möglich, die     Folienoberfläche    so zu  behandeln, dass man auf die     Oberfläche    Teilchen  geringer Abmessungen festklebt. Dies kann so er  reicht werden, dass man die     Folienstreifen    mit einer  Klebemittelschicht     bedeckt,    sodann die Teilchen auf  die     Oberfläche    bläst und schliesslich das     Klebemittel     erhärten lässt. Auch können die Teilchen in warm  plastischem Zustand auf die Oberfläche gestäubt wer  den.  



  Die auf die     Oberfläche    geblasenen Stoffe können  aus dem gleichen Polymer wie die Folie oder aus  anderen     Stoffen    bestehen.  



  Die angewandten     Stoffe    können bei dieser Aus  führung sowohl organischer wie anorganischer Art       sein.     



  Ferner können die Erhöhungen an einer oder  beiden Oberflächen dadurch erhalten werden, dass  vorzugsweise mit Hilfe von Schleifscheiben die Ober  fläche     bekratzt    wird.  



  Dieses     Kratzen    kann dadurch     ausgeführt    werden.,  dass die     Folienstreifen    mit einer verhältnismässig ge  ringen Geschwindigkeit in .der Längsrichtung über  eine     Schleiffläche    gezogen werden, die mit einer Ge  schwindigkeit, die beträchtlich grösser als die Fort  bewegungsgeschwindigkeit der Folie ist, quer zur  Längsrichtung des Streifens hin und her bewegt wird.  Zur Verbesserung des Kontaktes zwischen der Folie  und der Schleiffläche kann     letzterer    in der Fortbewe  gungsrichtung der Folie eine konvexe Oberfläche ge  geben werden, während die Folie mit einer Krüm  mung über diese gewölbte     Oberfläche    geführt wird.  



  Eine sogenannte     Gaufrierung    der Oberfläche wird  jedoch vorgezogen, da hiermit eine sehr genaue und  über die ganze     Oberfläche    gleichmässige     Rauhung     der     Oberfläche    erhalten werden kann.  



  Das Muster der     Gaufrierung    kann verschiedene       Formen    aufweisen, um eine genügende     Rauhung    zu  erhalten.  



  In Kabeln, bei denen die     Isolationsmaterialschich-          ten    aus     schraubenlinienförmig    gewundenen Folien  streifen bestehen, die in aufeinanderfolgenden Schich  ten versetzt zueinander angeordnet sind, kann vor  zugsweise ein     Gaufrierungsmuster    angewandt werden,  das aus geradlinigen und parallel zueinander verlaufen  den     Rillen    besteht, die quer zu den Längsrändern der  Streifen gerichtet sind und bis zu diesen Rändern  durchlaufen.  



  Bei einem derartigen Muster sind zwischen den  genannten Längsrändern     rillenföry-nige    kleine Kanäle  vorgesehen, durch welche eine Strömung des Öls er  folgen kann.    Unter quer wird in diesem Zusammenhang so  wohl eine Richtung senkrecht zur Länge des     Folien-          streifens    wie eine     Richtung"    die mehr oder weniger  davon abweicht, verstanden. Im Prinzip ist es nur  erforderlich, dass die     Rillenrichtung    die Längsrich  tung des Streifens schneidet.  



  Vorzugsweise wird das Linienmuster aber derart  auf den     Folienstreifen    angebracht, dass die Rillen un  ter einem rechten Winkel mit der Achse dieser Strei  fen verlaufen. Dieser Verlauf der Rillen sichert eine  grösstmögliche Bewegung des Öls.  



  Die Tiefe der Vertiefungen hängt vorzugsweise  von der erwünschten     Bewegung    des Öls im Kabel ab.  Günstige Resultate werden erhalten, wenn der Ab  stand     zwischen    den Vertiefungen nicht kleiner als  dreimal die Tiefe dieser Vertiefungen ist. So kann  z. B. die Tiefe 10     Mikron    und der gegenseitige Ab  stand der Vertiefungen nicht grösser als 0,3 mm sein.  



  Bei einer Dicke der Folien von 50 bis 80     Mikron,     einer Breite von 20 mm und einer geradlinigen     Gau-          frierung    erweisen sich linienförmige Rillen mit einer  Tiefe von 8     Mikron    und einer     Rillendichte    von 10  pro mm als vorteilhaft. Die Werte gelten für eine  Viskosität des Öls von etwa 40     centistokes    bei 20  C.  



  Bei Anwendung von dünneren     Folienstreifen    als  Kabelisolation kann und muss in vielen Fällen die  Tiefe der     Rauhung    auch geringer sein. Bei einer       Foliendicke    von 10     Mikron    wird die     Rillentiefe    z. B.  1     Mikron    sein.  



  Um das oben beschriebene Resultat in bezug auf  die     Ölströmung    zu erzielen, genügt es im allgemei  nen, die Schichten einseitig     aufzurauhen,    aber es ist  auch möglich, dies beidseitig zu tun. Mit dieser dop  pelseitigen Behandlung der Folie sind aber verschie  dene Nachteile verbunden. An erster Stelle ist diese  Ausführungsform kostspieliger.  



  Ferner besteht besonders bei Anwendung von       Gaufrierwalzen    zur Gewinnung der geraubten Ober  flächen die Gefahr, dass Erhöhungen auf der einen       Folienoberfläche    mehr oder weniger passend in die  Vertiefungen der dagegen     anliegenden    Oberfläche  eines anderen Streifens greifen. Dadurch wird eine  gleichmässige     Ölströmung    gehemmt.  



  Dieser letzte Nachteil kann jedoch dadurch be  seitigt werden, dass die beiden Seiten der Folie auf  verschiedene Weise     gaufriert    werden. Dies kann aber  Anlass zu einer ungleichmässigen Bewegung des Öls  im Kabel geben.  



  Auch im Zusammenhang mit dieser letzten Tat  sache wird es vorgezogen, für den Aufbau des Kabels  einseitig geraubte Schichten anzubringen.  



  Falls die Folien des Kunststoffes eine Schrumpf  neigung aufweisen bei den Temperaturen, die im  Kabel auftreten können, kann es vorteilhaft sein,  diese Folien vor der Anordnung um den Leiter auf  bekannte Weise, wie durch Erwärmung in spannungs  freiem Zustand, derart zu stabilisieren:, dass bei der  erwähnten Temperatur keine oder praktisch keine  Schrumpfneigung mehr in den Folien vorhanden ist.      Bei Anwendung von Streifen, bestehend aus hoch  polymeren     Polymethylenterephthalaten    in Kabeln, die  auch bei wiederholtem Kurzschluss ihre Bewegungs  möglichkeit für das<B>öl</B> beibehalten müssen, hat sich  eine vorhergehende Erwärmung auf     etwa    180 C der  sich in spannungsfreiem Zustand befindenden Strei  fen als vorteilhaft erwiesen.  



  Ist es dagegen nur erforderlich, dass die Kabel  gegen die im normalen Betrieb vorkommenden Tem  peraturen beständig sein sollen -dies, wenn Massnah  men getroffen sind, bei Kurzschluss eine weitere Tem  peratursteigung     zu    verhindern - so genügt eine  weniger weitgehende Stabilisation.  



  Obwohl es möglich ist, in den Kabeln für alle       Schichten        Folienstreifen    derselben Dicke     zu    gebrau  chen, ist dies nicht nötig. Vorteilhafter ist es, unmit  telbar um den Leiter Schichten einer Dicke von  weniger als 50     Mikron    mit geradlinigen Rillen einer  Tiefe von 3 bis 5     Mikron    anzuwenden, wobei die  Schichten aus     schraubenlinienförmig    gewundenen  Streifen einer Breite von 10 bis 15     mm    bestehen,

    während in grösserem Abstand vom Leiter Streifen  einer Dicke von mehr als 50     Mikron    und einer     Ril-          lentiefe    von 8 bis 12     Mikron    bei einer Streifenbreite  von 15 bis 20 mm angewandt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Hochspannungsölkabel für Wechsel- oder Gleich spannung, wobei zwischen dem Leiter und dem Ka- behnantel mindestens zwei Schichten eines organi- schen Kunststoffes vorgesehen sind, die nur durch Öl voneinander getrennt sind, dadurch gekennzeich net, dass die Schichten aus Isolationsmaterialfalien bestehen, die mindestens an einer Seite eine mit Er höhungen und Vertiefungen versehene Oberfläche aufweisen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Hochspannungs.ölkabel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichten minde stens einseitig gaufriert sind. 2.

   Hochspannungsölkabel nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, bei dem die Schichten aus schraubenlinienförmig gewundenen Folienstreifen be stehen, die in den aufeinanderfolgenden Schichten versetzt zueinander angeordnet sind, dadurch gekenn zeichnet, dass das Gaufriermuster aus geradlinigen und parallel zueinander verlaufenden Linien besteht, die quer zu den Längsrändern der Streifen gerichtet sind und bis zu diesen Rändern durchlaufen.

   3. Hochspannungsölkabel nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich- net, dass der Abstand zwischen den Vertiefungen nicht kleiner als dreimal die Tiefe dieser Vertiefungen ist.

   4. Hochspannungsölkabel nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Dicke der Folien von 50 bis 80 Mikron und einer Breite von 20 mm die Tiefe der Rauhung etwa B. Mikron be trägt, während der Abstand zwischen den benachbar ten Vertiefungen weniger als 0,3 mm., vorzugsweise 0,1 mm, beträgt.