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Verfahren zur Herstellung einer Ölkabelanlage Für viele elektrische
Zwecke, insbesondere für Hochspannungsanlagen empfiehlt sich die Verwendung von
Ölkabeln. Dies sind Bleimantelkabel, die mit einem oder mehreren innerhalb der Isolierung
oder innerhalb des Leiters verlaufenden Längskanälen versehen sind, durch den oder
die das als Tränkungsm:ittel benutzte Öl in das Kabel eingeführt wird. Nach der
Verlegung stehen die Kanäle mit Speichern für das Tränkungsmittel in Verbindung,
so daß ein Ausgleich der Ölmenge im Kabel und die ständige Aufrechterhaltung der
Tränkung des Kabels selbst bei Ölverlusten möglich ist.
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Die Tränkung der Ölkabel muß besonders sorgfältig vorgenommen werden,
denn ein Feuchtigkeitsgehalt der Isolierung sowie Lufteinschlüsse innerhalb des
Kabels vermindern die Durchschlagfestigkeit erheblich. Mit den .Hilfsmitteln der
Werkstatt läßt sich eine sorgfältige Tränkung ohne weiteres- durchführen, Man arbeitet
.gewöhnlich in der Weise, daß das Kabel zunächst völlig getrocknet, nach der Trocknung
auf Dichtigkeit geprüft, evakuiert und darauf unter Druckanwendung mit Öl o. dgl.
gefüllt wird. Indessen bietet die Verlegung solcher Kabel erliebliche Schwierigkeiten.
Zunächst ist der Wärineausdehnungskoeffizient des Tränkinittels erheblich größer
als der des Kabels. Da man beim- Transport die Temperatur der Werkstatt nicht einhalten
kann, entstehen entweder bei Temperaturabnahme Hohlräume innerhalb des Kabels, die
sich mit Gasen, z. B. Luft, füllen können, oder bei Ternperaturzunahine Ausbauchungen
des Kabelmantels, die ebenfalls schädlich sind. Bei der Herstellung der notwendigen
Verbindungen in z Verlauf der Verlegung müssen die Kabelenden geöffnet werden. Hierbei
läßt sich nicht vermeiden, daß Öl aus dem COlkanal und auch aus der Isolierung austritt.
Es müssen also nach der Verlegung nicht nur die Verbindungsstelle, sondern auch
die Kabelenden erneut luftleer gemacht und darauf wieder getränkt werden. Da- diese
Maßnahmen ohnehin unvermeidlich waren, hat man nach der Imprägnierung in der Werkstatt
das Öl aus den Kanälen wieder auslaufen lassen und die Kanäle erst nach der Verlegung
gleichzeitig mit der Tränkung der Verbindungsstellen wieder gefüllt. Bei diesem
bekannten Verfahren aber ergab sich, daß die Durchschlagfestigkeit des verlegten
Kabels wesentlich
geringer war als die des Kabels in der Werkstatt.
Die Ursachen hierfür liegen einerseits darin, daß die Entlüftung und erneute Tränkung
bereits einmal getränkter Kabel nicht mehr vollständig verläuft. Andererseits wirkt
die Luft, die nach der Entleerung der Ölkanäle in diese eintritt, schädigend auf
das irn Kabel noch zurückbleibende Öl ein, denn dieses kann nunmehr wieder die gleichen
oder ähnliche Gase aufnehmen, die man vorher durch Trocknung und Entgasung des Öls
möglichst restlos daraus beseitigt hat und die, wie bekannt, die elektrischen Eigenschaften
des Öls stark herabsetzen. Diese Mängel sind. in der Technik allgemein anerkannt,
und man hat sich bemüht, sie durch die verschiedensten Maßnahmen zu beseitigen.
Praktisch brauchbar ist indessen nur der Vorschlag, die in der Werkstatt getränkten
Kabel mit in die Kabeltrommel eingebauten Ölausgleichsgefäßen zu verbinden und sie
während des Versandes und bei der Verlegung ständig unter Öldruck zu halten. Hierfür
sind aber besonders ausgerüstete und deshalb teuere Kabeltrommeln notwendig. Außerdem
werden die Möglichkeiten, die Dichtigkeit des Kabels nach der Verlegung zu prüfen,
verringert, insbesondere ist die am sichersten zum Ziel führende Prüfung mit Druckluft
nicht mehr möglich. Man kann nur noch solche
Kabelfehler feststellen,
die sich (furch starken Ölaustritt bemerkbar machen. Kleinere Fehler am Kabelmantel,
durch die zuerst nur sehr wenig Öl austritt, lassen sich nicht erkennen, da ja der
Bleimantel nicht frei liegt, sondern mit einer Bewehrung versehen ist. Berücksichtigt
man nun, daß gerade beim Versand und bei der Verlegung des Kabels Beschädigungen
des Bleimantels am häufigsten vorkommen, so ergibt sich, (a(4 auch (fiese Lösung
noch nicht restlos befriedigt. Außerdem hat sie noch den Nachteil, daß die Herstellung
der Kabelverbindungen am Verlegungsort bei ölgefüllten Kabeln einige Schwierigkeiten-
macht, da sich ein Ölaustritt aus der Isolation nicht restlos vermeiden läßt. Bei
diesem Ölaustritt wird das vorher entgaste Öl mit der Luft in Berührung kommen und
wiederum Gas, d. h. in diesem Falle Luft, aufnehmen. Wenn auch ein gewisser Teil
dieses Öles in .die üblicherweise unter die Verbindungsstelle gestellte Wanne ablaufen
wird, so wird es sich doch nicht vermeiden lassen, daß ein Teil zurückbleibt und
in die Wickelkeule der entstehenden Verbindungsmuffe eingewickelt wird. Dadurch
entsteht aber folgender Nachteil. Beim luftdichten Abschließen der Verbindungsmuffe
wird man bestrebt sein, das mit der Luft in Berührung gekommene Öl, welches sich
in der Wickelkeule befindet, durch Nachdrücken von Öl aus den benachbarten Kabelenden
aus der Wicklung zu entfernen so lange, bis überprüft werden kann, ob das ausströmende
01 völlig entgast ist. Dieser Nachweis beweist aber nicht, daß nicht doch
in der Wickelkehle mit Luft angereicherte Ölreste zurückgeblieben sind. Wird nun
eine solche Anlage unter Spannung gesetzt und der aufgenommene Luftrest unter dem
Einfluß des Elektronenbombardements in Gestalt von Gasblasen wieder aus dem Ö I
abgegeben, ist ein erheblicher Gefahrenpunkt erreicht. Es können nämlich bei diesen
Kabelanlagen aus den geschilderten Gründen die sogenannten überraffinierten Öle,
die die besten dielektrischen Eigenschaften aufweisen, nicht verwendet werden, weil
gerade sie unter einem Elektronenbombardement Gas abgeben.
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Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, daß das Kabel erst
an der Verlegungsstelle getrocknet und getränkt wird. Nach der Trocknung wird hierbei
zunächst die Luft aus dem Kabel durch ein im Tränkungsmittel lösliches Gas, z. B.
Kohlensäure oder Propan, verdrängt. Darauf wird (las Kabel e 'kuiert, und es erfolgt
die Tränkung va ' a Diese Arbeitsweise muß ebenfalls zti :NTißerfolgcn führen,
denn die Trocknung des Kabels an der Verlegungsstelle dauert sehr lange und ist
nicht zuverlä ss,ig, da eine gleichmäßige Erhitzung des bereits ausgelegten Kabels
sich nicht durchführen läßt. Außerdem nimmt das Trünkungsmittel wieder die ini Kabel
noch vorhandenen und iin Trä nkungsmittel leichtlöslichen Gase auf, -die man durch
vorherige Entgasung gerade aus dem Tränkungsmittel entfernen wollte, da sie die
Brauchbarkeit des Tränkungsmittels herabsetzen.
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Durch die Erfindung gelingt es, die bisher mit der Verlegung von Ölkabeln
noch verbundenen Nachteile zu beseitigen. Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung
wird ein mit Ölkanälen ausgestattetes Bleimantelkabel in der Werkstätt nur .getrocknet,
mit Bleimantel versehen und darauf in der üblichen Weise aufgetromnielt und versandt,
natürlich unter Verschluß der Kabelenden: Es wird darauf ausgelegt und in diesem
ungefüllten Zustand mit den üblichen Zubehörteilen, nie Endverschlüssen, Verbindungs-
und- Sperrniitfen, AbzweigkAsten u. dgl., verseben. Gegebenenfalls folgt eine Probe
auf Dichtigkeit; die sich auch an der Verlegungsstelle mit einfachsten Mitteln,
z. B. einer Druckpumpe, bequem durchführen läßt. Hat sich das trocken verlegte Kabel
als fehlerfrei erwiesen, so wird es evakuiert und erst- und einmalig mit unter Druck
zugeführtem Öl getränkt. Zur Entfernung der Restfeuchtigkeit und zur Evakuierung
kann das Kabel durch einen elektrisehen
Heizstrom erwärmt werden,
der durch den oder die Leiter des Kabels geschickt wird. Die Evakuierung und Tränkung
kann hierbei ohne weiteres mit den gleichen Geräten vorgenommen werden, die zur
Evakuierung und Tränkung der Kabelverbindungen auch bisher stets erforderlich waren.
Die auf diese Weise verlegten Kabel haben sich in der Praxis bestens bewährt. Insbesondere
hat sich gezeigt, daß sie eine bisher kaum erreichte Durchschlagfestigkeit aufweisen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung hat die Vorteile, daß es stets zuverlässig arbeitet
und daß dafür besondere teuere Kabeltrommeln nicht erforderlich sind. Außerdem ist
die Herstellung der Verbindungen und Kabelverschlüsse einfacher als bei ölgetränkten
Kabeln. Besondere teuere Geräte sind für das Verfahren gemäß der Erfindung nicht
erforderlich. Vielmehr kann es mit leicht beweglichen Hilfsmitteln durchgeführt
werden, und es bietet die sichere Gewähr, daß das verlegte Kabel auch zuverlässig
fehlerfrei ist.
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Es braucht beim Versand auf die Tränkung und das Tränkmittel keine
Rücksicht genommen zu werden, ferner lassen sich Zubehörteile; wie Endverschlüsse,
Verbindungs-und Abzweigkästen o. dgl., bei einem trokkenen Kabel natürlich wesentlich
leichter und einfacher einbauen als bei einer ganz. oder teilweise ölgefüllten Strecke.
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Bei der ölkabelanlage gemäß der Erfindung können Schwierigkeiten aus
dem 01 überhaupt nicht auftreten. Denn das hier vor der Einführung in das
Kabel entgaste öl kommt mit der Luft nicht in Berührung. Infolgedessen kann man
bei Ölkabelanlagen nach der Erfindung ohne weiteres die bereits vorerwähnten in
dielektrischer Beziehung hervorragenden überraffinierten Öle verwenden, und man
erhält dadurch einen Verlustwinkel; der mit steigender Spannung fällt. Die bekannten
Kabelanlagen zeigen einen solchen Verlauf des Verlustwinkels nicht, vielmehr steigt
der Verlustwinkel mit steigender Spannung, günstigsten Falles fällt er um ein viel
Geringeres als bei nach der Erfindung hergestellten Kabelanlagen. Nun ist es eine
bekannte Tatsache, daß Gürtelkabel einen steileren Anstieg des Verlustwinkels aufweisen
als Dreimantellcabel. Infolgedessen liegt auch der Ionisierungspunkt hei Gürtelkabeln,
wenn man dieselben Gradienten voraussetzt, näher an der Betriebsspannung als bei
Dreimantelkabeln. Um diesen Vorteil auszunutzen, hat man die Isolationsschicht bei
Dreimantelkabeln soweit verringert, daß der Ionisierungspunkt etwa in die gleiche
Nähe der Betriebsspannung gerückt ist wie bei Gürtelkabeln. Mit anderen Worten:
Bei Gürtelkabeln ist der Anstieg des Verlustwinkels sehr stark, bei Dreimantelkabeln
bedeutend geringer. Offenbar erfährt die Kurve des Verlustwinkels in Abhängigkeit
von der Spannung eine Rechtsdrehung, wenn die ionisierungsspannung sich von der
Betriebsspannung entfernt. Es ist nun allgemein bekannt, daß ein Kabel um so besser
ist, je weiter der Ionisierungspunkt von der Betriebsspannung entfernt, je mehr
also eine Rechtsdrehung der Verlustwinkelkurve erfolgt ist. Da nun bei der Kabelanlage
gemäß der Erfindung die Verlustwinkelkurve noch mehr nach rechts gedreht ist als
bei den bisher bekannten Ölkabeln, so ergibt sich daraus eine erheblich gesteigerte
Sicherheit.
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Man hat schon vorgeschlagen, Ölkabel nach der Verlegung erstmalig
zu tränken, und zwar ohne vorherige 13vakuierung, und diese Tränkung so lange zu
wiederholen, bis das ausfließende öl keine Luft oder Gaseinschlüsse mehr
zeigt. Dieses bekannte Verfahret. erfordert einerseits einen besonderen und teueren
Kabelaufbau und ist andererseits umständlich und zeitraubend.
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Demgegenüber verzichtet das Verfahren nach der Erfindung auf die völlige
Entfernung von etwaigen in der aktiven Isolation befindlichen Lufteinschlüssen durch
wiederholte Ölzugabe bzw. durch Ausspülen mittels eines in Öl löslichen Gases und
begnügt sich mit einem einmaligen Einlaß des Tränkungsmittels.