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Title:
ELECTRIC CABLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1996/028830
Kind Code:
A1
Abstract:
The electric cable (10) proposed consists of at least one electrical conductor (12) enclosed in a multi-layer insulation system comprising a semiconductor layer (15) surrounding the conductor (12), an insulating sheath (16) round the semiconductor layer (15), an outer semiconductor layer (17), a metal screen (20) round the outer semiconductor layer (17) and an outer casing (18). The metal screen (20), which acts as a neutral conductor, has an overlap (22) which extends along the cable and along which the screen (20) is sealed along its whole length, preferably by means of adhesive (23), thus forming a liquidtight and vapourproof protective sheath round the cable interior. The cable (10) proposed is easy and inexpensive to manufacture and offers a permanent seal against the ingress of moisture or liquid. In addition, the inside surface of the metal screen is protected against corrosion by an adhesive film attached to it.

Inventors:
SARBACH EWALD (CH)
Application Number:
PCT/CH1996/000091
Publication Date:
September 19, 1996
Filing Date:
March 12, 1996
Export Citation:
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Assignee:
STUDER AG DRAHT & KABELWERK (CH)
SARBACH EWALD (CH)
International Classes:
H01B9/02; (IPC1-7): H01B9/02
Foreign References:
DE2739572A11978-03-16
US5281757A1994-01-25
EP0213946A21987-03-11
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Claims:
PATENTANSPRÜCHE
1. Elektrokabel, mit mindestens einem elektrischen Leiter (12) und einem diesen umschliessendes mehrschichtiges Isolations System, welches eine Isolationshülle ( 16), wenigstens eine Halbleiterschicht ( 17), einen diese umhüllenden Metallschirm (20) sowie einen Aussenmantel ( 18) aufweist, wobei der als Nulleiter dienende Metallschirm (20) mit einer sich entlang des Kabels erstreckenden Überlappungsstelle (22) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschirm (20) an seiner Überlappungsstelle (22) durch¬ gehend über die gesamte Kabellänge vorzugsweise mittels eines Klebstoffes (23) abdichtend zusammengefügt ist und somit eine flüssigkeits und dampfundurchlässige Schutzhülle des Kabelin nerns bildet.
2. Elektrokabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallschirm (20) an seiner gesamten Innenseite mit einem Klebstoff (23) versehen ist.
3. Elektrokabel nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (23) als Folie ausgebildet ist und vor dem Fertigen des Kabels an die Innenseite des Metallschirms (20) angebracht ist.
4. Elektrokabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (23) aus einem Halb¬ leiterMaterial hergestellt ist.
5. Elektrokabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Klebstoff (23) im wesentlichen aus einem Klebermaterial sowie aus einem diesem beigemischten, chemisch erzeugten Russ zusammensetzt.
6. Elektrokabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den Metallschirm (20) ein aus Aluminium oder Kupfer bestehendes Folienband verwendet wird, wobei dieses Folienband entlang des Kabels ( 10) um die äussere Halbleiterschicht ( 17) gelegt ist und eine solche Breite aufweist, dass es die entlang des Kabels ( 10) verlaufende Überlappungsstel¬ le (22) bildet.
7. Elektrokabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mehrschichtige Isolations System eine den Leiter ( 12) umgebende Halbleiterschicht ( 15), eine diese umfassende Isolationshülle ( 16), eine äussere Halb¬ leiterschicht ( 17), ein Quellband ( 19), einen letzteres umhül¬ lenden Metallschirm (20) sowie einen Aussenmantel ( 18) auf¬ weist.
8. Elektrokabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (23) mit dem Metall¬ schirm (20) verklebt, wenn er auf eine annähernd höher als 80° Celsius liegende Temperatur erwärmt wird.
9. Elektrokabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufziehen des Aussenmantels ( 18) auf den Metallschirm (20) zwischen diesen zumindest ein Teilvakuum zwecks Schaffung einer einwandfreien Haftung des Aussenmantels am Metallschirm erzeugt wird.
10. Elektrokabel nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Aussenmantel ( 18) mittels einer PressExtrusion auf den Metallschirm (20) aufgebracht wird, bei dem dieser mit Druck auf den Metallschirm (20) aufgezogen wird.
Description:
Elektrokabel

Die Erfindung betrifft ein Elektrokabel, mit mindestens einem elektrischen Leiter und einem diesen umschliessendes mehrschich¬ tiges Isolations-System, welches eine Isolationshülle, wenigstens eine Halbleiterschicht, einen diese umhüllenden Metallschirm sowie einen Aussenmantel aufweist, wobei der als Nulleiter dienende Metallschirm mit einer sich entlang des Kabels erstreckenden Überlappungsstelle versehen ist.

Ein gattungsmässiges Elektrokabel nach dem Schweizerischen Patentgesuch Nr. 00 610/92-4 eignet sich vorzugsweise als Mit¬ telspannungskabel für Spannungen zwischen 10 und 50 kV oder auch als Hochspannungskabel bis 420 kV. Es besteht im wesentli-

chen aus einem zentrisch angeordneten, aus mehreren miteinander verseilten Kupfer- oder Aluminiumdrähten erzeugten elektrischen Leiter und aus einer letzteren ringförmig umschliessenden mehr¬ schichtigen Isolation, die aus einer den Leiter umgebenden ersten Halbleiterschicht, einer aus einem alterungsbeständigen Kunst¬ stoff, bspw. aus vernetztem Polyäthylen, bestehenden Isolations¬ hülle, einer zweiten Halbleiterschicht, einem Quellband, einem Nulleiter und aus einem aus Kunststoff hergestellten Aussenman¬ tel gefertigt ist. Der im Querschnitt ringförmige Nulleiter ist aus einem um das Quellband gelegten, dieses vollständig einhüllenden Metallfolienband gebildet, welches mit seinen Bandrändern eine Überlappungsstelle bildet.

Dieses bekannte Elektrokabel, welches einadrig oder als Dreilei¬ terkabel ausgebildet sein kann, lässt sich äusserst kompakt her¬ stellen und weist eine hohe Alterungsbeständigkeit auf. Beim Verlegen desselben zum Beispiel in ein in die Erde verlegtes Ka¬ belrohr oder ähnlichem ist es in vielen Anwendungsfällen ständig einer feuchten Umgebungsluft ausgesetzt und es können trotz des aus Kunststoff bestehenden Aussenmantels in diesem Wasser¬ dampfteilchen infiltrieren, wodurch sich die Lebensdauer dieser Isolation und damit des Kabels verringern kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, ein Elektrokabel nach der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzubilden, dass bei diesem bei vorausgesetzter einfacher Herstellung weder Flüssigkeit noch Feuchtigkeit, insbesondere Wasserdampf, ins Innere eindringen können und mit diesem eine gegenüber den herkömmlichen Kabeln erhöhte Alterungsbestän¬ digkeit erzielt wird.

Erfindungsgemäss ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass der Metall¬ schirm an seiner Überlappungsstelle durchgehend über die gesam¬ te Kabellänge vorzugsweise mittels eines Klebstoffes abdichtend zusammengefügt ist und somit eine flüssigkeits- und dampfsper¬ rende Schutzhülle des Kabelinnerns bildet.

Bei einer sehr vorteilhaften Ausführung ist dieser Metallschirm an seiner gesamten Innenseite mit einem als Halbleiter konzipierten Klebstoff versehen, welcher als Folie ausgebildet ist und vor dem Fertigen des Kabels an die Innenseite des Metallschirms ange¬ bracht ist.

Dieses erfindungsgemässe Elektrokabel bietet bei einfacher und demzufolge kostengünstiger Herstellung eine absolute Dichtigkeit insbesondere vor dem Eindringen von Feuchtigkeit und von Flüs¬ sigkeit. Darüberhinaus ist die Innenseite dieses Metallschirms durch die an ihr angebrachte Klebfolie gegen Korrosion geschützt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung sowie weitere Vorteile derselben sind nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. l als einzige Figur eine perspektivische Darstellung eines er- findungsgemässen, stirnseitig im Schnitt veranschaulichten Elektrokabels.

Fig. l zeigt ein Elektrokabel 10, welches insbesondere für Mit¬ telspannungen in einem Spannungsbereich zwischen 10 und 50 kV oder für Hochspannungen bis 420 kV eingesetzt wird und einen zentrisch angeordneten, aus mehreren miteinander verseilten Kup¬ fer- oder Aluminiumdrähten 14 oder dergleichen erzeugten elek¬ trischen Leiter 12 und einem diesen umschliessendes mehr¬ schichtiges Isolations-System umfasst. Letzteres weist eine den elektrischen Leiter 12 umgebende Halbleiterschicht 15, eine diese umfassende Isolationshülle 16, eine äussere Halbleiterschicht 17, einen letztere umhüllenden, als Nulleiter dienenden Metallschirm 20 sowie einen Aussenmantel 18 auf. Für den Metallschirm 20 ist ein Aluminium-Folienband vorgesehen, welches entlang des Ka¬ bels um die äussere Halbleiterschicht 17 gelegt ist und eine solche Breite aufweist, dass es eine sich entlang des Kabels 10 erstreckende Überlappungsstelle 22 bildet. Die Bandränder über-

läppen sich dabei um einen Winkel von wenigstens 10°, sie könn¬ ten sich aber soweit überlappen, dass dieser Metallschirm zwei- oder mehrfach um das Kabelinnere ummantelt wäre.

Erfindungsgemäss ist der Metallschirm 20 an seiner Überap- pungsstelle 22 durchgehend über die gesamte Kabellänge mittels eines Klebstoffes 23 abdichtend zusammengefügt und bildet somit eine flüssigkeits- und dampfundurchlässige Schutzhülle des Ka- belinnerns. Der Klebstoff 23 ist dabei an der gesamten Innenseite des Metallschirms 20 angebracht, vorteilhaft als Halbleiter-Folie ausgebildet und vor dem Fertigen des Kabels durch ein Pressver¬ fahren an die Innenseite des Metallschirms 20 geklebt. Zweck- mässigerweise setzt sich der Klebstoff 23 im wesentlichen aus einem Klebermaterial sowie aus chemisch erzeugtem Russ zusam¬ men und dessen Ausbildung als Halbleiter ermöglicht einen elek¬ trischen Kontakt vom Metallschirm zur äusseren Halbleiterschicht 17 trotz der zwischen diesen vollumfänglich befindlichen Klebfolie.

Vorteilhaft ist zwischen der äusseren Halbleiterschicht 17 und dem Metallschirm 20 ein ebenfalls als Halbleiter ausgebildetes Quellband 19 eingelegt, welchem primär zwei Funktionen zukom¬ men. Bei einer Beschädigung der äusseren Schicht des Kabels, bei der unter anderem ein Riss des Metallschirms erfolgt ist, absor¬ biert dieses Quellband 19 das ins Kabelinnere eindringende Was¬ ser wie auch die Feuchtigkeit und durch das starke Aufquellen desselben wird ein Weiterfliessen des Wassers in Längsrichtung des Kabels verhindert. Darüberhinaus übt dieses Quellband 19 aufgrund seiner elastischen Ausbildung eine Polsterfunktion ins¬ besondere der im verlegten Zustand des Kabels im Aussendurch- messer sich verändernden Isolationshülle 16 und der diese umgebenden Halbleiterschicht 17 aus. Dieses Quellband 19 ist aus einem Vliesstoff oder dergleichen mit einer auf dessen Innen- wie auch auf der Aussenseite aufgetragenen Kunststoffbeschichtung gefertigt, wobei letzterer Kohlenstoffpartikel zugemischt sind,

welche dem Quellband insgesamt die halbleitende Eigenschaft verleihen.

Bei der Herstellung eines solchen Elektrokabels 10 nach der Er¬ findung werden zunächst nacheinander die erste Halbleiterschicht 15, die Isolationshülle 16 sowie die äussere Halbleiterschicht 17 aufgezogen. Sodann wird das Quellband 19 um die äussere Halb¬ leiterschicht 17 aufgebracht und darauffolgend der bandförmige Metallschirm 20 darum gelegt und an der Überlappungsstelle 22 durch Aufwärmen desselben beispielsweise auf annähernd 120° Celsius verklebt. Zuletzt wird der Aussenmantel 18, bei dem ein zähes Polyäthylen-Isolationsmaterial verwendet wird, um den Metallschirm 20 aufgezogen, wobei zur Schaffung einer ein¬ wandfreien Haftung dieses Aussenmantels an dem Metallschirm vorteilhaft beim Aufziehen zwischen diesen ein Unterdruck oder ein Teilvakuum erzeugt wird, oder der Aussenmantel 18 mittels einer Press-Extrusion auf den Metallschirm 20 aufgebracht wird, bei dem dieser mit Druck auf den Metallschirm aufgezogen wird.

Ein solches Elektrokabel weist in der Regel einen Aussendurch- messer zwischen 10 und 70 Millimetern auf. Es wird einzeln oder als Dreileiterkabel verwendet, wobei in letzterem Anwendungs¬ falle die drei Einzelkabel miteinander verseilt werden und von einem diese umfassenden Mantel zusammengehalten sind.

Das als Metallschirm verwendete Folienband kann im Prinzip auch aus Kupfer oder einem andern elektrisch leitenden Material gefer¬ tigt sein. Auch die Überlappungsstelle dieses Folienbandes muss nicht zwingend entlang des Kabels parallel zum Leiter verlaufen, sondern die Folie könnte auch wendeiförmig oder in hinterein¬ ander folgenden Lagen um das Kabel gewickelt sein.

Theoretisch könnten drei von jeweils einer Halbleiterschicht um¬ gebene elektrische Leiter in einem Abstand zueinander angeordnet und dabei von einem Isolationsmaterial umgeben sein. Diese drei Leiter wären dann insgesamt von einem um diese führenden Me-

tallschirm ummantelt, welcher wiederum eine Überlappungsstelle aufweisen würde, die mittels eines an der Innenseite des Metall¬ schirms vorgesehenen Klebstoffes über die gesamte Kabellänge eine hermetisch dichte Verbindung der übereinander angeordneten Bandränder bilden würde.