DE1964744A1

DE1964744A1 - High - tension cable

Info

Publication number: DE1964744A1
Application number: DE19691964744
Authority: DE
Inventors: Egon Dr-Ing Peschke; Manfred Reuter
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1969-12-12
Filing date: 1969-12-12
Publication date: 1971-06-16

Abstract

High-tension cable with paper- or plastics-insulated cores has a sheath of a thermoplastic or thermoelastic plastics, e.g. P.V.C. or polythylene, which is reinforced with non-metallic cords, ribbons, plaits or webs, pref. consisting of glass fibre- or whisker-reinforced plastics, or glass fibre yarn. The sheath is produced by extruding a plastics tube, applying the reinforcement while the tube is still soft, and extruding a second layer to cover the reinforcement. The cable sheath withstands interior pressure and/or tensile stresses.

Description

Kabel mit innendruck- und/oder zugbeanspruchtem Mantel Elektrische Kabel, die während des Betriebes einem Innendruck und gegebenenfalls einer Zugbeansruchung ausgesetzt sind, werden nlt einem unmittelbar auf der Kabelseele aufliegenden oder die Kabelseele mit abstand rohrförmig umgebenden Metailmantel zur Aufnahme dieser Druck- und/oder Zugbeansruchungen versehen. Wenn der im Betrieb oder auch beim Verlegen zu erwartende Inendruck und gegebenenfalls auch die zu erwartenden Zugbeanspruchungen die Festigkeit des Metallmantels, insbesondere die geringe Festigkeit eines Bleimantels,zu übersteigen drohen, wird der Metallmantel mit einer Armierung umgeben, weiche die erhöhten Beanspruchungen des Metallmantels aufnimmt. Derartige Armierungen sind bei 01- und Gaskabeln mit papier- oder kunststoffisolierten Adern üblich und werden auch dann eingesetzt, wenn Massekabel größere Höhenunterschiede zu überbrücken haben oder wenn Kabel, insbesondere Nachrichtenkabel, mit Druckgasüberwachung betrieben werden.Cable with internal pressure and / or tensile sheath Electrical Cables that are subjected to internal pressure and possibly tensile stress during operation are exposed to a lying directly on the cable core or the cable core with spaced tubular surrounding metal jacket to accommodate this Provide compressive and / or tensile stresses. If that in the company or when laying Internal pressure to be expected and possibly also the tensile stresses to be expected the strength of the metal jacket, in particular the low strength of a lead jacket threaten to exceed, the metal jacket is surrounded with a reinforcement, soft the absorbs increased stresses on the metal jacket. Such reinforcements are for oil and gas cables with paper or plastic insulated cores and will be also used when ground cables have to bridge large differences in height or if cables, especially communication cables, are operated with pressurized gas monitoring will.

Zur Aufnahme der Innendruckbeanspruchungen hat man bisher Druckschutzbandagen aus Metallbändern, insbesondere aus Stahlbcindern verwendet (schweizerische Patentschrift 1)0 541).So far, pressure protection bandages have been used to absorb the internal pressure loads made of metal strips, especially steel binders (Swiss patent specification 1) 0 541).

Man ist aber auch schon dazu übergegangen, die Armierung von Metallmantelkabeln aus nichtmetallischen Werkstoffen aufzubauen.But one has already switched to the armoring of metal sheathed cables to be built from non-metallic materials.

So ist beispielsweise ein leichtes Tiefseekabel bekannt(deutsche Gebrauchtausterschrift 1 938 154), bei dem zur Erhöhung der Zugbelastung dieses Kabels auf dem Metallmantel eine Armierung aus Glasseidenfasern vorgeschen ist. Weiterhin ist für innendruckbeanspruchte Metallmantelkabel eine Druckschutzbandage aus nientmetallisenem Werkstoff bekannt (US-Patentschrift 2690984) die aus einem oder mehreren mit Glasfasergeflecht verstärkten Kunststoffbändern besteht, die auf den Metallmantel aufgesponnen sind.For example, a light deep-sea cable is known (German used replacement 1 938 154), in which to increase the tensile load on this cable on the metal jacket a reinforcement made of fiberglass is provided. It is also suitable for internal pressure Metal jacket cable a pressure protection bandage made of non-metallic material known (US Patent 2690984) those made of one or more with fiberglass braid There is reinforced plastic bands that are spun onto the metal jacket.

Die Erfindung befaßt sich mit einem elektrischen Kabel, insbesondere einem Starkstromkabel, vorzugsweise einem Hochspannungskabel, dessen unmittelbar auf der Kabelseele aufliegender oder die Kabelseele mit Abstand rohrförmig umgebender Kantel zur Aufnahme von Druck- und/oder Zugbeanspruchungen mechanisch verstärkt ist. Gemäß der Erfindung besteht der Mantel des Kabels aus thermoplastischem oder thermoelastischem Kunststoff und ist nur mit Einlagen aus nichtmetallischem Werkstoff in Form von Schnüren, Bändern, Geflechten oder Geweben mechanisch verstärkt.The invention is concerned with an electrical cable, in particular a power cable, preferably a high voltage cable, whose immediate lying on the cable core or surrounding the cable core in a tubular shape at a distance Mechanically reinforced cantilever to absorb compressive and / or tensile loads is. According to the invention, the sheath of the cable is made of thermoplastic or thermoelastic plastic and is only available with inserts made of non-metallic material mechanically reinforced in the form of cords, ribbons, braids or fabrics.

Durch die Erfindung wird also ein Kabel geschaffen, bei dem der zur Aufnahme von Innendruck- und/oder Zugbeanspruchungen vorgesehene Mantel nicht mehr aus Metall, sondern aus Kunststoff besteht. Die Erfindung geht dabei von der Erkennthis aus, daß die für Metallmantelkabel an sich bekannten nichtmetallischen Armierungen soweit verstärkt werden können, daß sie nicht nur die die Festigkeit des Metallmantels überschreitenden Beansruchungen aufnehmen,sondern auch den Metallmantel hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften vollständig ersetzen können. Auf diese Weise werden Vorteile, die der Einsatu eines Kunststoffmantels an sich mit sich bringt, wie beispielsweise eine leichtere Handhabung des Kabels bei der Herstellung, bein Transport und bei der Verlegung, auch für innendruckbeanspruchte Kabel nutzbar gemacht.The invention therefore creates a cable in which the for The jacket no longer accommodates internal pressure and / or tensile stresses made of metal, but made of plastic. The invention is based on the knowledge from that the non-metallic armouring known per se for metal sheathed cables can be reinforced to the extent that they not only reduce the strength of the metal shell absorb excessive stresses, but also with regard to the metal jacket can completely replace its mechanical properties. Be that way Advantages that the use of a plastic jacket brings with it, such as easier handling of the cable during manufacture, transport and during the laying, can also be used for cables exposed to internal pressure.

Als nichtmetallische Einlagen eignen sich in Durchführung des Erfindungsgedan@ens besonders Glasfasergahne oder Einlagen aus glasfaser-oder whiskerverstärkten Kunststof. Derartige Bänder oder Garne sind n sien bekannt. Beispielsweise sind Bänder mit Whiskerverstärkung in der ETZ~B, Band 20 (@ @), Heft 9, Seite 266 beschrieben.Suitable non-metallic inserts are in carrying out the inventive concept especially fiberglass threads or inserts made of fiberglass or whisker reinforced plastic. Such tapes or yarns are known. For example, there are bands with Whisker reinforcement is described in ETZ ~ B, Volume 20 (@ @), Issue 9, page 266.

Weiterhin ist an sich ein elektrisches Kabel bekannt (britische Patentschrift 558 033), bei den die Isolierung oder der Mantel aus mit Glasfasern verstärktem Kunststoff besteht. Hierbei ist die Glasfaserverstärkung aber zur Erhöhung der Temperaturfestigkeit des Isoliermaterials vorgesehen.Furthermore, an electrical cable is known per se (British Patent specification 558 033), in which the insulation or the jacket is made of glass fiber reinforced Made of plastic. Here, however, the glass fiber reinforcement is used to increase the temperature resistance of the insulating material provided.

In Weiterbildung der Erfindung ist unter dem mit Einlagen aus nichtmetallischem Werkstoff verstärktem Mantel aus Kunststoff ein aus Drähten oder Bändern aufgebauter metallischer Schirm konzentrisch sur Kabelseele angeordnet. Ein solcher Schirm übernimmt die dem bisher verwendeten Metallmantel gegebenenfalls zugeordneten elektrischen Funktionen.In a further development of the invention is under the with inserts made of non-metallic Material-reinforced plastic jacket made up of wires or tapes metallic screen arranged concentrically on the cable core. Such an umbrella takes over the electrical ones that may have been assigned to the previously used metal jacket Functions.

Zur Herstellung eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Kabels ist besonders ein Verfaüren geeignet, bei dem auf die zu ummantelnde Kabelseele mittels eines Extruders zunächst eine Kunststoffhülle aufgebracht wird, bei dem anschließend im gleichen Arbeitsgang auf die vorzugsweise noch nicht erkaltete Kunstsoffhülle die Verstärkung aus nichtmetallischem Werkstoff aufgesponnen, aufgeflochten oder aufgewebt wird und bei den anschließend im gleichen Arbeitsgang mittels eines weiteren Extruders eine Kunststoffhülle auf die Verstärkung aus nichmetallischem Werkstoff aufgepreßt wird. In gleicher Weise kann ein Kunststoffrohr kergestellt werden, welches zusammen mit einer in dieses Rohr einzuziehenden Kabelader oder Ka~belseele ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Kabel ergibt.To produce a cable designed according to the invention is especially suitable for a process in which the cable core to be sheathed is by means of an extruder, a plastic shell is first applied, in which then in the same operation on the plastic cover, which has preferably not yet cooled down the reinforcement made of non-metallic material is spun, braided or is woven and then in the same work step by means of another Extruders a plastic shell on the reinforcement made of non-metallic material is pressed on. In the same way, a plastic pipe can be produced which together with a cable core or cable core to be drawn into this tube according to the invention formed cable results.

Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Figuren 1 und 2 zwei Ausführungsbeispiele von gemäß der Erfindung ausgebildeten elektrischen Kabeln dargestellt.To explain the invention, two exemplary embodiments are shown in FIGS. 1 and 2 represented by electrical cables designed according to the invention.

In Figur 1 ist äber dem aus mehreren Profildrähten aufgebauten Leiter 1 des Einleiterölkabels 2 zunächst die aus einer Vielzahl von Lagen bestehende Papierisolierung 3 aufgebracht und mit der Metallfolie 4 umgeben. ober der aus dem leiter 1, der Isolierung 3 und dem Schirm 4 bestehenden Kabelader ist der Kunststoffmantel 5 aufgebracht, der aus einer unteren Schicht 6, einer Einlage 7 bzw. 8 aus nichtmetallischem Werkstoff und einer äußeren Kunststoffschicht 9 besteht. Die Einlage 7 besteht aus mehreren, mit langem Schlag auf die untere Kunststoffschicht 6 aufgesponnenen Glasfasergarnen. Die den Kunststoffmantel mechanisch verstärkende Einlage kann aber auch aus einem Geflecht aus Glasfasergarnen bestehen, wie es für die anlage 8 dargestelltist.In Figure 1 is above the conductor made up of several profile wires 1 of the single-conductor oil cable 2 initially consists of a multitude of layers of paper insulation 3 applied and surrounded with the metal foil 4. above the one from the conductor 1, the insulation 3 and the shield 4 existing cable core is the plastic sheath 5 applied, which consists of a lower layer 6, an insert 7 or 8 made of non-metallic Material and an outer plastic layer 9 is made. The insert 7 consists of several glass fiber yarns spun onto the lower plastic layer 6 with a long lay. The insert mechanically reinforcing the plastic jacket can, however, also consist of one Are made of fiberglass yarns, as shown for appendix 8.

Ebenso können glasfaser- oder whiskerverstärkte Kunststoffäden oder Kunststoffbänder verwendet werden.Likewise, fiberglass or whisker reinforced plastic threads or Plastic straps are used.

Der Kunststoffmantel 5 wird in drei unmittelbar aufeinanderfolgenden Verfahrensschritten aufgebracht. Zunächst wird mit Hilfe eines Extruders die untere Kunststoffschicht 6 auf die Kabelader aufgepreßt. Unmittelbar im gleichen Arbeitsgang wird dann auf die vorzugsweise noch nicht erkaltete untere Kunststoffschicht 6 die mechanische Verstärkung 7 bzw. 8 aus nicht metallischem Werkstoff aufgesponnen, aufgeflochten oder au webt. Im gleichen Arbeitsgang wird dann anschließend mit Hilfe eines weiteren Extruders die äußere Kunststoffschicht 9 aus beispielsweise Polyvinylchlorid oder Polyäthylen auf die Einlage 7 bzw. die Einlage 8 aus nichtmetallischem Werkstoff aufgepreßt.The plastic jacket 5 is in three immediately consecutive Process steps applied. First, with the help of an extruder, the lower Plastic layer 6 pressed onto the cable core. Immediately in the same operation is then on the preferably not yet cooled lower plastic layer 6 the mechanical reinforcement 7 or 8 spun on from non-metallic material, braided or woven. In the same operation is then then with help Another extruder, the outer plastic layer 9 made of, for example, polyvinyl chloride or polyethylene on the insert 7 or the insert 8 made of non-metallic material pressed on.

Bei dem in Figur 2 dargestellten Kabel 12 handelt es sich eberfalls um ein Starkstromkabel, und zwar um ein Dreileitergasinmendruckkabel, dessen drei gleiche leiter 10 aus miteinander verseilten Runddrähten aufgebaut sind. Auf jedem Leiter is eine nicht näher bezeichnete Papierisolierung aufgesponnen, die ihrerseite jeweils von dem metallischen Schirm 11 umgeben ist.The cable 12 shown in FIG. 2 is an attack a power cable, namely a three-core gas internal pressure cable, three of which the same conductor 10 are constructed from round wires stranded together. On every The conductor is an unspecified paper insulation spun on its side is surrounded by the metallic screen 11.

Die drei mit langem Schlag miteinander verseilten Adern dieses Gasinnendruckkabels 12 befinden sich in dem ILabelmantel 13, er als glasfaserverstärktes Kunststoffdruckrohr aufgebaut ist. In das aus Polyäthylen bestehende Kunststoffrohr sind die Einlagen 14 bzw. 15 eingebettet, welche das Kunststoffrohr soweit mechanisch verstärken, daß es die vom Innendruck des Kabels herrührenden Beanspruchungen aufnehmen kann, ohne dabei beschädigt zu werden.The three cores of this internal gas pressure cable stranded together with a long lay 12 are located in the label jacket 13, it is a glass fiber reinforced plastic pressure pipe is constructed. The inserts are in the plastic tube made of polyethylene 14 or 15 embedded, which the plastic pipe so far mechanically strengthen, that it can absorb the stresses resulting from the internal pressure of the cable, without being damaged.

Die Einlagen, die unterhalb der Mittellinie in Figur 2 zu sehen sind, werden durch aufgesponnene Glasfasergarne oder -zwirne oder gegebenenfalls durch aufgesponnene glasfaserverstärkte Kunststoffschnüre gebildet. Wenn diese Garne, Zwirne oder Schnüre mit kurzer Schlaglänge in dem Kunststoffrohr eingebettet sind, ergeben sie insbesondere eine hinreichende Festigkeit des Kunststoffrohres gegenüber Innendrücken des Rohres.The deposits that can be seen below the center line in Figure 2, are made by spun-on glass fiber yarns or threads or, if necessary, through formed by spun fiberglass-reinforced plastic cords. When these yarns Twists or cords with a short lay length are embedded in the plastic tube, in particular, they provide sufficient strength for the plastic pipe Internal pressing of the pipe.

Wenn man dagegen diese Zwirne, Garne oder Schnüre mit langen Schlag in das Kunststoffrohr einbettet, so ermöglichen sie vor allem eine erhöhte Zugbelastung des Kunststoffrohres.If, on the other hand, you have these threads, threads or cords with a long lay embedded in the plastic pipe, they allow above all an increased tensile load of the plastic pipe.

Die Einlage 15 besteht ebenfalls aus Glasfasergarnen, -zwirnen oder glasfas erverstärkten Lullststoffaden. Diese Garne, Zwirne oder Fäden sind jedoch zu einem Geflecht vereinigt, das eine verbesserte Druchfestigkeit ergibt. Mit einem solchen Geflecht kann ein kombinierter Schutz gegenüber Innendruch- un Zugbeanspruchungen insbesondere dann erzielt werden, wenn das Geflecht oder Gewebe derart Fu das Kunststoffrohr eingebettet ist, das die in der einen Richtung parallel verlaufenden Fäden, Schnüre ode Zwirne mit kurzem Schlag in das Kunststoffrohr eingebettet sind, während die in der anderen Richtung parallel verlaufenden Fäden, Schnüre oder Garne mit langem Schlag in das Kunststoffrohr eingebettet sind.The insert 15 also consists of fiberglass yarns, twines or fiberglass reinforced Lullststoffaden. However, these yarns, threads or threads are combined into a braid, which gives an improved breakthrough strength. With a Such a braid can provide combined protection against internal penetration and tensile stresses can be achieved in particular when the braid or fabric in such a way fu the plastic pipe is embedded that the threads, cords running parallel in one direction or twists are embedded in the plastic tube with a short pitch, while the threads, cords or yarns with long threads running parallel in the other direction Impact are embedded in the plastic pipe.

Die Einbttung der Einlage 14 bzw. 13 in den als Kunststoffrohr ausgebildeten Kabelmantel 13 erfolgt sinngemäß in der gleichen Weise, wie e@ a@@@nd der Figur 1 für einen unmittelbar auf einer Kabelader aufllegenden Mantel beschrieben wurde.The embedding of the insert 14 or 13 in the plastic tube Cable sheath 13 is made in the same way as e @ a @@@ nd of the figure 1 has been described for a sheath laying directly on a cable core.

5 Ansprüche 2-Figuren5 claims 2 figures

Claims

Claims 1. Cable with paper or plastic-insulated cores, in particular power cables, preferably cooking voltage cables, its directly lying on the cable core or surrounding the cable core at a distance in a tubular shape Mechanically reinforced jacket to absorb internal pressure and / or tensile loads is, characterized in that the sheath of the cable made of thermoplastic or Thermoelastic plastic and only with inserts made of non-metallic Mechanically reinforced material in the form of cords, ribbons, braids or fabrics is.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the deposits consist of glass fiber or whisker reinforced plastic or glass fiber yarns.

3. Cable according to Anspruc 1 or 2, characterized in that below the plastic jacket reinforced with inserts made of non-metallic material Metallic shield made up of wires or strips concentric to the cable core is arranged.

4. The method of manufacturing a cable according to claim 1, wherein the jacket rests directly on the cable core, thereby marked that on the cable core to be sheathed is first a plastic sheath by means of an extruder is applied that then in the same operation on the preferably Plastic cover that has not yet cooled down, the reinforcement made of non-metallic material is stretched, braided or woven and then in the same Work step by means of another extruder a plastic casing and the reinforcement is pressed on from non-metallic material.

5. Procedure for e tellu @ @ hrer, @@@ s suspenden with an in so @@ r a @@ @ @d. @ o @ @@ Kabel @e results in a cable according to claim 1, characterized in that @ mattel an extruder, a plastic pipe is first extruded is that then in the same operation on the preferably not yet cooled down Plastic pipe the reinforcement made of non-metallic material is spun on, braided or is woven and that then in the same operation by means of another Extruders a plastic shell on the reinforcement made of non-metallic material is pressed on.

L e r s e i t e