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Verfahren zur Herstellung eines Sektorleiters für elektrische Energiekabel - Dokument DE19522628A1
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE19522628A1 09.01.1997
Titel Verfahren zur Herstellung eines Sektorleiters für elektrische Energiekabel
Anmelder Alcatel Kabel AG & Co., 30179 Hannover, DE
Erfinder Ziemek, Gerhard, Dr., 30853 Langenhagen, DE;
Meyer, Michael, 30851 Langenhagen, DE
DE-Anmeldedatum 22.06.1995
DE-Aktenzeichen 19522628
Offenlegungstag 09.01.1997
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.01.1997
Free division/divided out on the grounds of lack of unity 195494067
IPC-Hauptklasse H01B 13/22
IPC-Nebenklasse H01B 9/00   H01B 7/28   
Zusammenfassung Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines Sektorleiters für elektrische Energiekabel angegeben, mit welchem eine Vielzahl von metallischen Drähten dicht an dicht liegend zu einem Kern (8) mit sektorförmigem Querschnitt zusammengefaßt wird. Um den Kern (8) wird ein längseinlaufendes Metallband herumgeformt, das an seinen in Längsrichtung verlaufenden, aneinander stoßenden Kanten verschweißt und bis zur festen Anlage am Kern (8) als denselben umgebendes Rohr (9) in seinen Abmessungen reduziert wird.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Sektorleiters für elektrische Energiekabel, mit welchem eine Vielzahl von metallischen Drähten dicht an dicht liegend zu einem Kern mit sektorförmigem Querschnitt zusammengefaßt wird (DE-Buch "Einführung in die Starkstromkabel-Technik", Teil 2, Typenkunde I, der Kabel- und Metallwerke Gutehoffnungshütte AG, April 1969).

"Energiekabel" im Sinne der Erfindung sind Nieder-, Mittel- und Hochspannungskabel mit kunststoffisolierten Leitern. Die Leiter können aus Kupfer oder Aluminium bestehen. Gegenüber Rundleitern haben Sektorleiter den Vorteil, daß ein aus mehreren Leitern aufgebautes Kabel einen geringeren Außendurchmesser hat. Die elektrische Beanspruchung der die Leiter umgebenden Isolierhüllen ist an der Leiteroberfläche am größten. Zur Herabsetzung dieser Beanspruchung wird in bekannter Technik über dem Leiter eine innere Leitschicht bzw. Leiterglättung angebracht. Diese kann aus einem leitfähigen Band oder aus einer leitfähigen Mischung bestehen. Mehrdrähtige Leiter haben rundum und auf ihrer ganzen Länge eine unregelmäßige Oberfläche, so daß eine ausreichend feste Haftung der Leiterglättung am Leiter schon bei kreisrunden Leitern nur schwer erreichbar ist. Noch größere Probleme treten bei mehrdrähtigen Sektorleitern auf, da deren Ecken bzw. Kanten extrem unregelmäßig sind.

Das gilt auch für die aus dem eingangs erwähnten DE-Buch entnehmbaren Kabel mit Sektorleitern, die lediglich von einer üblichen Isolierschicht umgeben sind. Die mehrdrähtigen Sektorleiter werden bisher nur für Niederspannungskabel eingesetzt, bei denen auf eine Leiterglättung verzichtet werden kann. Bei Energiekabeln für höhere Spannungen werden andere Leiterarten verwendet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs geschilderte Verfahren so weiterzubilden, daß mehrdrähtige Sektorleiter auch bei Energiekabeln für höhere Spannungen eingesetzt werden können.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß um den Kern ein längseinlaufendes Metallband herumgeformt wird, das an seinen in Längsrichtung verlaufenden, aneinander stoßenden Kanten verschweißt und bis zur festen Anlage am Kern als denselben umgebendes Rohr in seinen Abmessungen reduziert wird.

Der mit diesem Verfahren hergestellte Sektorleiter läßt sich mit gleich aufgebauten Leitern nahezu lückenlos zu einer Kabelseele mit kreisrundem Querschnitt vereinigen. Ein entsprechendes Kabel hat bei gleichem Leiterquerschnitt gegenüber einem Kabel mit runden Leitern einen verminderten Durchmesser. Für alle die Kabelseele umgebenden Schichten wird daher weniger Material benötigt. Ein solches "dünnes" Kabel läßt sich außerdem einfacher in vorhandene Kabelkanäle einziehen, die besonders in Ballungszentren oft überfüllt sind. Das über dem mehrdrähtigen Kern angebrachte Rohr umschließt denselben fest und dicht. Es läßt sich mit diesem Verfahren außerdem auf einfache Weise so um den Kern herumlegen, daß der Sektorleiter insgesamt eine glatte Oberfläche hat. Das gilt auch für die an sich kritischen Ecken bzw. Kanten des mehrdrähtigen Sektorleiters. Das Rohr schließt außerdem den mehrdrähtigen Kern so dicht ab, daß in denselben eingedrungene Feuchtigkeit nicht nach außen gelangen kann.

Eine Leiterglättung haftet daher gut an diesem Sektorleiter und sie ist gegen Feuchtigkeit geschützt. Der Sektorleiter kann also mit einer entsprechenden Isolierhülle in Energiekabeln für höhere Spannungen eingesetzt werden.

Ein Leiter mit einem mehrdrähtigen, von einem Rohr umgebenen Kern ist an sich aus der DE-A-29 42 925 bekannt. Dieser bekannte Leiter ist jedoch als Rundleiter ausgeführt, bei dem die Herstellung des Rohres mit glatter äußerer Oberfläche nicht problematisch ist. Bei Einsatz des vorliegenden Verfahrens hat sich überraschend ergeben, daß der grundsätzliche Aufbau des bekannten Leiters auch bei Sektorleitern einsetzbar ist. Durch die gezielte Verformung des durch das Verschweißen geschlossenen Rohres ist es gelungen, einen auch an den kritischen Ecken bzw. Kanten glatten Sektorleiter herzustellen. Die gerade in den Ecken bzw. Kanten stark ausgeprägten Unregelmäßigkeiten eines mehrdrähtigen Kerns machen sich bei Einsatz dieses Verfahrens außen am Leiter nicht bemerkbar. Der sektorförmige Leiter hat vielmehr rundum eine glatte Oberfläche. Es kann daher bei bestimmten Anwendungen auf die Leiterglättung verzichtet werden.

Das Verfahren nach der Erfindung wird anhand der Zeichnungen als Ausführungsbeispiel erläutert:

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Energiekabel, dessen Leiter mit dem Verfahren nach der Erfindung hergestellt sind.

Fig. 2 einen der Leiter in vergrößerter Darstellung.

Fig. 3 und 4 schematisch zwei unterschiedliche Anordnungen zur Durchführung des Verfahrens.

Das Kabel 1 nach Fig. 1 hat drei Sektorleiter 2, die von einer Isolierhülle 3 umgeben sind. Die Isolierhülle 3 besteht gemäß Fig. 2 jeweils aus einer inneren Leiterschicht 4 (Leiterglättung), einer Isolierung 5 und einer äußeren Leitschicht 6. Die Sektorleiter 2 erstrecken sich jeweils über 120°. Sie ergänzen sich zu einer kreisrunden Kabelseele, über der ein Mantel 7 aus Isoliermaterial angebracht ist. Bei einer anderen Anzahl von Leitern erstrecken sich dieselben über einen anderen Winkel. Bei vier Sektorleitern 2 beträgt der Winkel 90°. Die Querschnitte der Sektorleiter 2 werden stets so gewählt, daß sie sich zur Kreisform ergänzen.

Jeder Sektorleiter 2 weist einen mehrdrähtigen Kern 8 aus miteinander verseilten Drähten und ein den Kern 8 dicht und fest umgebendes Rohr 9 mit glatter äußerer Oberfläche auf. Kern 8 und Rohr 9 können aus Kupfer oder Aluminium oder aus einer Kombination beider Materialien bestehen.

Ein Sektorleiter 2 wird beispielsweise wie folgt hergestellt:

Ein sektorförmig vorgeformter, aus vielen Kupferdrähten bestehender Kern 8 eines Sektorleiters 2 wird in Richtung des Pfeiles P durch die in Fig. 3 schematisch dargestellte Anlage gezogen. Er gelangt in eine durch ein Rad symbolisierte Formungseinrichtung 10, in welcher ein von einer Spule 11 abgezogenes Kupferband 12 um den Kern 8 herum zum Rohr 13 geformt wird. Das Rohr 13 wird an seinen in Längsrichtung verlaufenden, stumpf aneinander stoßenden Kanten mittels einer Einrichtung 14 verschweißt. Es umgibt den sektorförmigen Kern 8 mit Abstand.

In einer Walzvorrichtung 15 wird das kreisrunde Rohr 13 sektorförmig verformt. Gleichzeitig werden seine Abmessungen reduziert, so daß es rundum näher am Kern 8 liegt. In der folgenden Ziehvorrichtung 16 wird das jetzt sektorförmige Rohr 13 bis zur festen und dichten Anlage am Kern 8 heruntergezogen. Der Sektorleiter 2 ist dann mit rundum glatter Oberfläche fertiggestellt.

In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens wird das von der Spule 11 abgezogene Kupferband 12 gemäß Fig. 4 einer Formungsvorrichtung 17 zugeführt, in welcher es zu einem dem sektorförmigen Kern 8 angepaßten Rohr 18 mit sektorförmigem Querschnitt verformt wird. Es umgibt nach dem Verschweißen in der Einrichtung 14 den Kern 8 mit geringem Abstand. Das so bereits sektorförmig geformte Rohr 18 wird in einer Ziehvorrichtung 19 wieder bis zur festen und dichten Anlage am Kern 8 heruntergezogen. Aus der Ziehvorrichtung 19 tritt der fertige Sektorleiter 2 mit rundum glatter Oberfläche aus.

Nach beiden geschilderten Verfahren wird ein Sektorleiter 2 hergestellt, dessen Oberfläche ausreichend glatt ist, so daß für bestimmte Anwendungen auf die innere Leitschicht 4, also die Leiterglättung, verzichtet werden kann. Die Isolierhülle 3 des Sektorleiters 2 besteht dann nur aus der Isolierung 5 und der äußeren Leitschicht 6.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung eines Sektorleiters für elektrische Energiekabel, mit welchem eine Vielzahl von metallischen Drähten dicht an dicht liegend zu einem Kern mit sektorförmigem Querschnitt zusammengefaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß um den Kern (8) ein längseinlaufendes Metallband (12) herumgeformt wird, das an seinen in Längsrichtung verlaufenden, aneinander stoßenden Kanten verschweißt und bis zur festen Anlage am Kern (8) als denselben umgebendes Rohr (9) in seinen Abmessungen reduziert wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das um den Kern (8) herumgeformte Rohr (9) in einem ersten Schritt durch Walzen in seinen Abmessungen verringert und sektorförmig verformt sowie in einem zweiten Schritt durch Ziehen zur Anlage am Kern (8) gebracht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das der Erzeugung des Rohrs (9) dienende Metallband (12) sektorförmig geformt, an den in Längsrichtung verlaufenden, aneinander stoßenden Kanten verschweißt und auf den Kern (8) heruntergezogen wird.






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