So trocknen Sie ein Stromkabel. Warum werden Sockelleisten feucht, wie trocknet man sie und wie erhöht man die Isolierung? Trocknen von Papierisolierungen. Arten von Feuchtigkeit. Kinetik des Trocknungsprozesses

Klasse 21 s, 7.„ (Jg

PATENT FÜR ERFINDUNG

BESCHREIBUNG der Trocknungsmethode Stromkabel aus Papier

/ oder andere Isolierung.

Zum Patent des State Electrotechnical Trust (GET), erklärt am 21. März 1925 (stat. Zertifikat Nr. 2188).

Tatsächlicher Erfinder S. M. Bragin.

Bei der Herstellung von Kabeln mit imprägnierter Isolierung müssen papierumhüllte einzelne Kabeladern oder das gesamte Kabel gründlich getrocknet werden, bevor sie mit einer Isoliermasse imprägniert und verbleit werden; dazu wird das meist in einem speziellen Eisenkorb verlegte Kabel in einen geschlossenen Korb gelegt; ein mit einem Dampfmantel ausgestatteter Tank, dessen Inneres an eine Vakuumpumpe angeschlossen ist.

Die Entfernung der Feuchtigkeit erfolgt unter gleichzeitiger Einwirkung von hoher Temperatur (ca. 100 – 120 °C) und Vakuum (ca. 70 cm Quecksilbersäule). Bei Hochspannungskabeln ist der Trocknungsprozess der wichtigste Arbeitsschritt, da der Grad der Feuchtigkeitsentfernung maßgeblich über den Grad der Perfektion entscheidet! hergestelltes Kabel.

Das vorgeschlagene Verfahren zum Trocknen von Elektrokabeln mit Papier oder anderen Isolierungen zielt darauf ab, die Trocknungszeit zu verkürzen und damit den Dampfverbrauch zu reduzieren und den Geräteeinsatz zu erhöhen.

Die Zeichnung zeigt ein Diagramm zur Erläuterung der vorgeschlagenen Trocknungsmethode.

Die vorgeschlagene Methode besteht darin, dass die isolierten Kabeladern, die in einem Eisenkorb in einem Vakuumkessel verlegt sind, ein bestimmtes Potenzial gegenüber der Erde erhalten; Somit erfolgt die Entfernung von Feuchtigkeit aus der Kabelisolierung unter gleichzeitiger Einwirkung von Wärme, Vakuum und Elektrizität. Das zu trocknende Kabel muss sorgfältig isoliert werden. B. mit Wachsbrettern vom Korbkörper isoliert werden, oder der Korb selbst, der das zu trocknende Kabel enthält, muss vom Körper des Vakuumtrocknungskessels isoliert werden, in den der Korb mit dem Kabel zum Trocknen gestellt wird. Die Kupferadern des zu trocknenden Kabels werden an die dafür vorgesehenen Klemmen in der Kesselwand angeschlossen; Letztere wiederum sind gemeinsam an einen Pol der Gleichstromquelle angeschlossen Hochspannung, der in diesem Fall als Hochspannungstransformator dient geringer Strom in Verbindung mit elektronischem Gleichrichter B.

Der Trocknungsvorgang läuft wie folgt ab: Nach dem Einlegen des Kabels in den Trocknungskessel A und dem Herstellen der oben beschriebenen Verbindungen der Kabeladern mit der Hochspannungsquelle beginnt die Erwärmung des Kessels mit Dampf und die Trocknung erfolgt in den ersten 12 Stunden erfolgt bei angehobenem Deckel, d.h. Unterdruck; Während dieser Zeit wird überschüssige Feuchtigkeit aus der Kabelisolierung entfernt. Dann wird der Kesseldeckel fest verschlossen, die Vakuumpumpe gestartet und eine bestimmte Konstante (ca. 2000 - 5000 Volt) an alle Adern des zu trocknenden Kabels angelegt. hohes Potential von der oben erwähnten Kenotron-Anlage, deren anderer Pol geerdet ist; in diesem Fall erhält das Kabel gegenüber der Erde eine gewisse Ladung.

Der Doppelschalter d nimmt die äußerste rechte Position ein, in der seine linke Platte alle drei Kontakte schließt; Taste e ist zzaammkknnuutt und Taste f befindet sich in der linken Position. Die Potenzialdifferenz über der Kabelisolierung hängt vom Verhältnis der Leitfähigkeiten des Kabeldielektrikums und der Mischung aus verdünnter Luft und Wasserdampf ab, die sich zwischen der Außenfläche des Kabels und den geerdeten Metallwänden des Korbs oder Kessels befindet, in dem die Trocknung erfolgt durchgeführt; Dadurch erhält das Dielektrikum des Kabels nur einen Teil der am Kabel anliegenden Gesamtspannung. Die Bedeutung der Elektrifizierung beim Trocknen von Kabeln reduziert sich auf die Kontraktion der in der Kabelisolierung enthaltenen Feuchtigkeit zur Verdunstungsfläche und auf die Beschleunigung der Diffusion des bei der Trocknung entstehenden Wasserdampfes in den umgebenden Raum.

Die Trocknungskontrolle kann entweder durch Messung der elektrischen Kapazität zwischen zwei beliebigen Kabeladern oder durch Beobachtung der Kabelentladung erfolgen; In diesem Fall wird der Doppelschalter d in die mittlere oder ganz linke Position gebracht, und zur Messung werden jeweils entweder zwei Drähte gegen den dritten geerdeten Draht oder ein Draht gegen den anderen geerdeten Draht gespeist.

Der Schlüssel f wird in die richtige Position bewegt, wodurch das Galvanometer g eingeschaltet wird, anhand dessen Abweichung der Wert der elektrischen Kapazität beurteilt wird; Die angegebene Messung erfolgt bei entsprechend reduzierter Spannung der Stromquelle, die mit einem Potentiometer E durchgeführt wird. Die Entladung des Kabels kann anhand des Abfalls der Messwerte des elektrostatischen Voltmeters V nach Abklemmen des Kabels beurteilt werden die Stromquelle über einen Schalter, Gegenstand eines Patents.

1. Verfahren zum Trocknen von Elektrokabeln mit Papier- oder anderen Isolierungen, dadurch gekennzeichnet, dass beim Trocknen der auf die leitenden Adern des Kabels aufgebrachten Kabelisolierung durch Erhitzen im verdünnten Raum eines hermetisch abgeschlossenen Tanks alle Kupferadern von Das Kabel ist mit einem der Pole einer Gleichstromquelle mit geringer Leistung und hoher Spannung verbunden – etwa mehrere tausend Volt, deren anderer Pol mit dem geerdeten Körper des Tanks verbunden ist

Ino-niaografnn Adresse Pechatnine, Leningrad, Mezhdunarodny, 75. Die Trocknung wird durchgeführt, und während das Kabel trocknet, wird die angelegte Spannung allmählich erhöht., 2. Änderung der Charakteristik in i. 1. Verfahren für mehradrige Kabel, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kabelader an einen Pol der Stromquelle angeschlossen wird und eine andere Ader an den anderen Pol.

Einsatzgebiet: Das Gebiet der Elektrotechnik, insbesondere das Verfahren bezieht sich auf Verfahren zur Trocknung von Kabelisolierungen und kann beim Betrieb von Kabelkommunikationsleitungen Anwendung finden. Das Wesentliche der Erfindung: in der Methode der elektroosmotischen Trocknung Papierisolierung Kabel durch Erstellen elektrisches Feld, bei dem die stromführenden Adern des Kabels mit dem Pluspol der Stromquelle verbunden werden, werden Metallelektroden in der Menge, die der Anzahl der Kabeladern entspricht, in die Papierisolierung des offenen Endes des Kabels eingeführt an den Minuspol der Stromquelle angeschlossen und das befeuchtete Kabelstück abgeschnitten. Dabei werden als Metallelektroden Metallplatten aus Aluminium oder Kupfer verwendet, deren Tiefe 2 cm beträgt. Die Spannungsanlegezeit beträgt 6–8 Stunden bei einer angelegten Spannung von 500–2500 V. Die Erfindung stellt ein Kabel bereit Einsparungen durch Verkleinerung der abgeschnittenen Enden.

Die Erfindung bezieht sich auf die Elektrotechnik, insbesondere auf Verfahren zur Trocknung von Kabelisolierungen, und kann beim Betrieb von Kabelkommunikationsleitungen Anwendung finden.

Es gibt ein bekanntes Verfahren zum Trocknen von Papierkabelisolierungen unter Verwendung eines Vakuums zur Entfernung von Feuchtigkeit, bei dem die Enden des Kabels zusammen mit der Ummantelung in einen verschlossenen Behälter gegeben werden, wobei die Stelle, an der der Kabelmantel in den Behälter eintritt, versiegelt wird, der Behälter wird bei geöffnetem Ventil erhitzt, dann wird das Ventil geschlossen und der Behälter abgekühlt, danach wird das Ventil geöffnet und das aus der Kabelisolierung entfernte Wasser abgelassen (SU, 610186, Klasse N 01 V 13/30, 15.05.78) .

IN bekannte Methode Durch die Abkühlung der im Gefäß eingeschlossenen Luft entsteht ein ausreichendes Vakuum, um Feuchtigkeit aus der Papierisolierung des Kabels zu entfernen.

Um den erforderlichen Trocknungsgrad zu erreichen, kann der Kabeltrocknungszyklus wiederholt werden.

Das bekannte Verfahren ist jedoch umständlich, da seine Durchführung den Einsatz einer speziellen Vorrichtung erfordert, die den Behälter irgendwie erhitzt und dann abkühlt, und seine Wirksamkeit vom erzeugten Vakuum und dem Feuchtigkeitsgrad im Kabel abhängt.

Es gibt ein bekanntes Verfahren zum Trocknen der Isolierung von Papierkabeln, indem ein Ende des Kabels in eine Wärmekammer gelegt wird und eine Trockengasquelle an das andere Ende des Kabels angeschlossen wird, bevor der Druck in der Wärmekammer verringert wird (SU, 811335, Klasse N 01 V 30.13., 10.03.81),

Die Trocknungseffizienz des bekannten Verfahrens ist aufgrund der Erzeugung eines Trockengasstroms, der durch ein Kabel in die Wärmekammer geleitet wird, recht hoch. Dieser Gasstrom entfernt Feuchtigkeit aus dem Kabel.

Der Trocknungsgrad wird anhand des Wertes des Isolationswiderstandes beurteilt und das Verfahren kann auch zum Trocknen bereits verlegter Kabel eingesetzt werden.

Allerdings ist das bekannte Verfahren auch umständlich und erfordert folgende Ausrüstung: Wärmekammer, Vakuumpumpe; Kammer für das zweite Ende des Kabels; Behälter für eine Trockengasquelle (Stickstoff mit einem Taupunkt von -70 °C).

Das nächste Analogon der vorliegenden Erfindung ist die elektroosmotische Trocknung der Papierkabelisolierung durch die Erzeugung eines elektrischen Feldes, in dem die stromführenden Leiter des Kabels mit dem Pluspol der Stromquelle verbunden werden (SU, 240825, Kl. N 01 V 13). /30, 22.08.69).

Bei dem bekannten Verfahren wird der Minuspol der Stromquelle mit Erde verbunden, um eine Trocknung unter Ausnutzung des Phänomens der Elektroosmose zu bewirken.

Durch diese Verbindung liegen alle stromführenden Leiter des Kabelnetzes auf positivem Potenzial, was die Trocknung der Kabelisolierung verbessert.

Das Ziel der Erfindung besteht darin, eine effektive elektroosmotische Trocknung der Papierkabelisolierung zu ermöglichen und durch die Reduzierung der Größe der abgeschnittenen Enden erhebliche Kabeleinsparungen zu ermöglichen.

Ein neues technisches Ergebnis wird dadurch erreicht, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der elektroosmotischen Trocknung von Papierkabelisolierungen durch die Erzeugung eines elektrischen Feldes die stromführenden Leiter des Kabels mit dem Pluspol der Stromquelle verbunden werden Dabei werden in die Papierisolierung des offenen Endes des Kabels Metallelektroden in einer Menge eingebracht, die der Anzahl der Kabelleiter entspricht, und diese mit dem Minuspol der Stromquelle verbinden.

Dabei werden als Metallelektroden Metallplatten aus Aluminium oder Kupfer verwendet, deren Tiefe 2 cm beträgt.

Durch Anlegen einer konstanten Spannung zwischen den stromführenden Leitern und den Metallelektroden entsteht in der Kabelisolierung ein elektrisches Feld, das den Pluspol der Gleichspannungsquelle mit den stromführenden Leitern und den Minuspol mit den Metallelektroden verbindet.

Die Spannungsanlegezeit beträgt 6-8 Stunden bei einer angelegten Spannung von 500-2500 V.

Bei der vorgeschlagenen Methode zum Trocknen der Kabelisolierung aus Papier gelangt Feuchtigkeit durch Kapillaren zu den negativen Elektroden und wird an der Stelle konzentriert, an der das Kabel reißt. Das gedämpfte Kabelstück wird vor dem Einbau der Kupplung abgeschnitten.

Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht eine deutliche Reduzierung der Länge des Kabelabschnitts, der abgeschnitten werden muss, im Vergleich zum Prototypverfahren.

Die bestehende Standard-Trocknungsmethode erhöht den Isolationswiderstand des Kabels, entfernt jedoch keine Feuchtigkeit aus dem Kabel, was zu einem Isolationsausfall führen kann.

Ein Beispiel für die Umsetzung der vorgeschlagenen Methode zum Trocknen eines ASB-Kabels ist nachstehend aufgeführt: Ein dreiadriges Kabel mit geteiltem Ende und einem anfänglichen Isolationswiderstand von 0,09 MOhm wird der Trocknung unterzogen. Spannungsanlegezeit 8 Stunden; Widerstand nach 8 Stunden - 70 MOhm. Die Länge des abgeschnittenen angefeuchteten Abschnitts beträgt 20 cm.

Die Länge des Kabelstücks, das ohne die elektroosmotische Trocknungsmethode abgeschnitten werden müsste, beträgt 1 m und die Trocknungszeit hätte 10-12 Stunden betragen.

Somit ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren zum Trocknen von Papierkabelisolierungen eine effektive Trocknung mit einer relativ großen Einsparung an im Betrieb verbleibendem Kabel.

BEANSPRUCHEN

Verfahren zur elektroosmotischen Trocknung von Papierkabelisolierungen durch Erzeugung eines elektrischen Feldes, bei dem die stromführenden Adern des Kabels mit dem Pluspol einer Stromquelle verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass in die Papierisolierung des offenen Endes Metallelektroden eingebracht werden des Kabels in einer Menge, die der Anzahl der Kabeladern entspricht, und sie werden an die Stromquelle mit dem Minuspol angeschlossen und das befeuchtete Stück Kabel wird abgeschnitten.

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Obwohl der Trocknungs- und Imprägnierungsvorgang für die Erzielung der richtigen Qualität des Kabels äußerst wichtig ist, variieren die Trocknungs- und Imprägnierungsmethoden in den verschiedenen Fabriken stark. Prof. Whitehead, der 1928 seine Forschungen zur Kabeltrocknung und -imprägnierung veröffentlichte, die er im Auftrag des American Institute of Electrical Engineers begann, sagt, dass er in amerikanischen Fabriken diesbezüglich die größten Abweichungen festgestellt habe, nämlich ab sechs Tagen Trocknung unter Hochvakuum und mit Vortrocknung an der Luft, bis nach 20 Stunden keine Trocknung mehr erfolgt. Kochen in einer heißen Imprägniermasse und unter vermindertem Druck. Die gleiche Vielfalt ist in Europa zu beobachten, und hier sticht, wie oben bereits erwähnt, die Heaver-Methode hervor, die im englischen Glover-Werk angewendet wird. All dies deutet auf einen Mangel an Einheitlichkeit beim Verständnis der Bedeutung des Prozesses und seines Verlaufs sowie auf eine relativ kleine experimentelle Untersuchung desselben hin.
Es ist bekannt, dass die Qualität eines Dielektrikums stark von der darin enthaltenen Feuchtigkeit abhängt, weshalb dessen vollständige Entfernung sehr wichtig ist. Vor dem Trocknen enthält die Kabelisolierung viel Feuchtigkeit, deren Entfernung ohne besondere Maßnahmen sehr lange dauert. N. Mailer gibt hierzu die folgende einfache Rechnung:
Kabel 35 kV, 395 m.n. Bei einer Länge von 1.000 Tonnen wiegt das Papier 2.000 kg, was bei 7 % Luftfeuchtigkeit einen Wassergehalt im Kabel von 140 kg ergibt. Wird ein solches Kabel in eine Vakuumapparatur mit einem Volumen von 8 m3 gelegt und mit einem Strom trockener Luft von 20 °C getrocknet, dann muss das Volumen der Vakuumapparatur 1000 Mal verändert werden, vorausgesetzt, dass die Luft jedes Mal entfernt wird vollständig mit Feuchtigkeit gesättigt. Der Bedarf an einer so großen Menge trockener Luft während der natürlichen Trocknung weist darauf hin, dass beim Trocknen künstliche Maßnahmen erforderlich sind: Hitze und Vakuum. Beide haben jedoch ihre Nachteile: Ein hohes Vakuum erschwert die Wärmeübertragung von den Kesselwänden auf das Kabel erheblich; die in einem gegebenen Volumen einer Vakuumapparatur enthaltene Dampfmenge ist bei niedrigem Druck geringer als bei hohem Druck; Durch die schnelle Verdunstung sinkt die Kabeltemperatur schnell, was das Trocknen erschwert. Daher besteht die übliche oder, wie die Briten sagen, „routinemäßige“ Trocknungsmethode im Wesentlichen darin, dass das in eine Vakuumapparatur eingetauchte Kabel zunächst auf Atmosphärendruck erhitzt wird und bei Deckel öffnen Kessel mit Dampf, der in die Spule oder den Kesselmantel geleitet wird. Dieses Erhitzen dauert bei einer Temperatur von 110–120 °C mehrere Stunden bis zu 2–3 Tagen und wird je nach Produktionserfahrung oder Labortests festgelegt. Nach einer solchen Erwärmung wird der Kessel mit einem Deckel verschlossen und darin ein Vakuum erzeugt, bei dem die Trocknung bei der gleichen Temperatur von 110 - 120 °C fortgesetzt wird. Meistens wird ein Vakuum von ca. 90-95 % gegeben, aber neu moderne Installationen erreichen Drücke von bis zu 5 mm und sogar bis zu 2 mm Hg. Art. und insbesondere bei Hochspannungskabeln wird mit Labor-Quecksilberpumpen ein höheres Vakuum erreicht. Bei so hohen Vakua ist es notwendig, eine unter Vakuum verschweißte Imprägniermasse zu verwenden, da diese sonst beim Eintritt in den Kessel stark schäumt.
Sowohl beim Aufheizvorgang als auch beim Trocknungsprozess erhöhen nicht alle Kabelelemente ihre Temperatur gleichermaßen. Wie Messungen zeigen, erreicht der Kupferkern des Kabels erst nach einer sehr langen Zeit kontinuierlicher Trocknung, etwa einem Tag oder länger, eine Temperatur von 100-110 °C; in 5-6 Stunden. diese Temperatur erreicht einen Wert von nur 60–80 °C. Manchmal wird die Vakuumtrocknung durch Einleiten von trockenem Gas (Luft oder vorzugsweise Kohlendioxid) unterbrochen, wodurch die Temperatur des Kerns erhöht wird, und dann wird erneut Vakuum angelegt: Dies ist der Fall die sogenannte Stoßtrocknung. Es ist zu beachten, dass bei Unterbrechung des Vakuums die Temperatur der Wasserverdampfung ansteigt und somit auch die Trocknung des Kabels stoppt. Heutzutage wird anstelle der Stoßtrocknung häufig eine Erwärmung der Kerne mit elektrischem Strom eingesetzt, was den Trocknungsprozess erheblich beschleunigt. Eine solche Erwärmung erfolgt immer mit Gleichstrom, da bei Wechselstrom aufgrund des hohen induktiven Widerstands des zu trocknenden Kabels eine sehr hohe Spannung der Stromquelle erforderlich ist. Im Allgemeinen ist die Beschleunigung des Trocknungsprozesses nicht nur in dieser Hinsicht vorteilhaft beste Verwendung Ausrüstung und Einsparung von Dampf, der den Vakuumtrockner erhitzt, aber auch im Hinblick auf die Verbesserung der Qualität der Isolierung, da Papier bei längerem Erhitzen beschädigt werden kann. Die derzeitige Trocknung ist in der Regel wirtschaftlich nicht rentabel, da sie viel Energie verbraucht. Dennoch gibt es Gründe, sie einzusetzen, wenn nicht genügend Vakuumgeräte vorhanden sind oder der Prozess verkürzt werden soll.
Bei Niederspannungskabeln mit Spannungen bis zu 3 kV, teilweise auch bis zu 6 kV, wird der Trocknungsprozess oft ganz weggelassen und durch das Kochen eines meist durch Strom vorgewärmten Kabels in einer heißen Masse ersetzt. Die Feuchtigkeit“ Kochmethode" wird während des Garvorgangs entfernt. Diese Methode hat einige wirtschaftliche Vorteile, aber keine technische Vorteile Die Qualität des Kabels wird dadurch nicht verbessert. Bei der Kochmethode empfiehlt es sich, das Kabel mit elektrischem Strom oder einer anderen Methode vorzuwärmen, da sonst das kalte Kabel die Temperatur der Imprägniermasse zu stark absenkt und dadurch den Kochvorgang erschwert.
Bei der Herstellung von Kabeln für sehr hohe Spannungen wird die Vakuumapparatur vor dem Ende der Trocknung manchmal mit Kohlendioxid gefüllt, das dann evakuiert wird. Der Zweck dieses Vorgangs besteht darin, einerseits den chemisch aktiven Sauerstoff der Restluft durch neutrales Kohlendioxid zu ersetzen und andererseits die inneren Hohlräume im Kabel zu reduzieren, da sich Kohlendioxid in der Imprägnierung viel stärker löst Masse als Luft, was eine Verringerung der ursprünglichen Hohlräume zur Folge hat.
Das Trocknen und Imprägnieren des Kabels erfolgt üblicherweise im selben Kessel, um den Kontakt des Kabels mit Luft zu vermeiden, da trockenes Kabel sehr hygroskopisch ist. Durch das im Kessel herrschende Vakuum wird die heiße Imprägniermasse angesaugt. Die Temperatur der Saugmasse liegt üblicherweise in der Größenordnung von 115–135 °C und laut N. Müller sogar bei 140 °C. Eine so hohe Temperatur der Imprägniermasse ist notwendig, da am Ende der Trocknung die Temperatur sinkt Kupferkern nicht 100 °C erreicht, und da das Eindringen der Masse durch das Papier bei etwa 80 °C aufhört, kann bei einer niedrigeren Temperatur der einströmenden Masse leicht die Gefahr einer Unterimprägnierung des Kabels entstehen, da die Masse In der Nähe des relativ kalten Kupferkerns und der angrenzenden Isolationsschichten sollte es besonders stark abkühlen. Der zweite Umstand, der die hohe Temperatur der Imprägniermasse erfordert, besteht darin, dass eine heiße Masse erforderlich ist, damit die Masse in alle Poren des Papiers eindringt und deren Viskosität ausreichend niedrig ist.
Um eine gute und tiefe Imprägnierung zu erreichen, muss das Ansaugen der Masse in den Kessel recht langsam erfolgen und mindestens 1-2 Stunden dauern. Erfolgt die Absaugung schnell, befindet sich viel Luft im Kabel, da kein absolutes Vakuum im Kessel erreicht werden kann. Darüber hinaus schäumt die in die Vakuumapparatur eintretende Imprägniermasse stark auf, da bei vermindertem Druck die darin gelösten Gase austreten, bei langsamer Imprägnierung wird jedoch ein Teil dieser Gase durch Absaugpumpen entfernt. B gut installierte Installationen Bei der Imprägnierung von Hochspannungskabeln wird die Imprägniermasse entgast und unter Vakuum gehalten, um eine umgekehrte Auflösung der darin enthaltenen Gase und eine Oxidation zu verhindern. eine solche Masse schäumt beim Imprägnieren nicht mehr. Manchmal wird die Masse unter Stickstoff gelagert, der einen niedrigen Löslichkeitskoeffizienten hat.
Um die Imprägnierung zu verbessern, wird sie manchmal stoßweise durchgeführt, wobei Vakuum in Druck umgewandelt wird; weitere Details zu dieser Imprägnierungsmethode werden später bei der Beschreibung der Steuerung von Trocknung und Imprägnierung gegeben. Manchmal wird beim Imprägnieren ein um 3-4 at erhöhter Druck angewendet, um die Imprägniermasse in das Kabel einzutreiben. Um eine solche Imprägnierung zu ermöglichen, sind Krupp-Kessel für diesen erhöhten Druck ausgelegt. Die Praxis hat diese Methode jedoch nicht vollständig gerechtfertigt, wie weiter unten gezeigt wird, und sie wurde mittlerweile fast überall aufgegeben.
Um gute dielektrische und thermische Eigenschaften des Kabels zu gewährleisten, sollte das Kabel möglichst vollständig imprägniert werden. Da die Imprägniermasse einen sehr hohen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist, muss das Kabel vor dem Aufbringen des Bleimantels abgekühlt werden. Bei Hochspannungskabeln empfiehlt es sich, das Kabel so zu kühlen, dass die Temperatur des gekühlten Kabels 4–5 °C über der Umgebungstemperatur liegt, und eine Kühlung unter die Umgebungstemperatur ist nicht zulässig, um die Ablagerung von Feuchtigkeit aus der Umgebung zu vermeiden das Kabel.
Wir beginnen die Beschreibung des Trocknungs- und Imprägnierprozesses und der Ausrüstung mit einer Beschreibung der Herstellung der Öl-Kolophonium-Imprägniermasse. Diese Masse wird entweder im gleichen Vakuumapparat gekocht, in dem das Kabel imprägniert wird, oder bequemer in speziellen Kesseln. In Abb. 207 zeigt einen dieser Kessel von Rot, dieser Kessel hat einen Durchmesser von 4,2 m, wird durch eine Wendel beheizt und ist mit einem Rührer ausgestattet, der 30 U/min macht. Solche Kessel werden normalerweise zuerst mit Kolophonium beschickt und dann mit Öl versetzt. Das Kochen erfolgt unter Dampferhitzung über mehrere Stunden bei einer Temperatur von etwa 120 °C, bis sich das gesamte Kolophonium im Öl aufgelöst hat und sein Schäumen, das von der Freisetzung von Dämpfen und Feuchtigkeit abhängt, aufhört. Die Imprägniermasse für Hochspannungskabel wird unter Vakuum gekocht, um die Auflösung der darin enthaltenen Gase zu verhindern und eine Oxidation zu verhindern. Die frisch aufgebrühte Masse sollte in der Regel mehrere Tage stehen, damit die im Kolophonium enthaltenen Hydroxysäuren aus der Lösung ausfallen können, da sie sonst mit der Zeit in der Kabelisolierung ausfallen können. Manchmal führen Kabelfabriken eine Kontaktreinigung von Öl mit Bleichtonen durch. Auch die Ölfiltration durch herkömmliche Filter wird häufig zur Beseitigung mechanischer Verunreinigungen eingesetzt.

Beide Trocknungsarten sind ungefähr gleich häufig, lediglich die Trommeltrocknung erfolgt in den allermeisten Fällen in vertikalen statt in horizontalen Kesseln, wie in Abb. 210. Die relativen Vor- und Nachteile der Trommel- und Korbtrocknung sind wie folgt:

Feige. 207. Kessel zum Kochen von Imprägniermasse aus Rot.
Zur Trocknung und Imprägnierung werden die Kabel entweder auf Eisentrommeln aufgewickelt, auf die sie von Drehstrommaschinen übernommen werden, oder in sogenannten Eisenkörben, in die sie von den Trommeln aufgewickelt werden, angeliefert. Das Trocknen von Kabeln auf Trommeln ist in Abb. dargestellt. 208, das drei Trommeln mit Kabeln zeigt, die zum Trocknen in einem horizontalen Kessel vorbereitet und miteinander verbunden sind, sowie spezielle Anschlüsse zum Trocknen mit elektrischem Strom. Die Korbansicht ist in Abb. dargestellt. 209, das einen löchrigen Korb zeigt, der in einen blinden Korb umgewandelt wurde.

Feige. 208. Trocknen von Kabeln auf Trommeln in horizontalen Kesseln.

Beim Trocknen im Korb muss das Kabel mindestens einmal von der Aufwickeltrommel in den Korb zurückgespult werden, und zwar in diesem Fall Das Kabel kommt in eine Bleipresse „gegen die Federn“, also wann oberste Schicht Wenn das Papier mit positiver Überlappung aufgetragen wird, kann es passieren, dass das Papier in die Presse gehoben wird.


Feige. 209. Korb zum Trocknen und Imprägnieren von Kabeln.
Die Vorteile des Trocknens in Körben bestehen darin, dass der Korb blind, also ohne Löcher, nur oben offen gemacht werden kann, wodurch das Kabel nicht in einer Vakuumapparatur, sondern in einem speziellen Raum gekühlt werden kann, was die Temperatur erheblich erhöht Dies ermöglicht einerseits den Einsatz von Vakuumapparaturen und ermöglicht andererseits die Durchführung des Kabelherstellungsprozesses ohne Kontakt des ungekühlten Kabels mit Luft.

Feige. 210. Trocknungsschema in einem vertikalen Kessel.

Beim Trocknen auf einer Trommel muss das Kabel nicht erneut aufgewickelt werden, aber es ist fast unvermeidbar, dass das Kabel nach der Imprägnierung durch Luft in spezielle Kühltanks transportiert wird, da sonst der Einsatz von Geräten zum Trocknen und Imprägnieren vernachlässigbar ist. Darüber hinaus ist es sehr schwierig, dünne Kabel von Trommeln zu quetschen, da viel Kraft erforderlich ist, um die Trommel in einer dicken, kalten Masse zu drehen. Anschließend müssen mit den üblicherweise verwendeten Trocknungs- und Imprägniergeräten die Kabel auf den Trommeln vor dem Trocknen auf die Kante gedreht werden.
Vakuumtrockner können in die folgenden drei Typen unterteilt werden: Vertikalkessel, Horizontalkessel und Trockenöfen. Das Diagramm eines vertikalen Kessels ist in Abb. dargestellt. 210, hier im Kessel gibt es eine gepunktete Linie, die eine Trommel mit einem Kabel darstellt, das in den Kessel eingetaucht ist. Das Diagramm eines horizontalen Kessels ist in Abb. dargestellt. 211, ein solcher Kessel wird durch Bewegen eines Wagens mit darauf montiertem Kesseldeckel geöffnet; Dieser Kessel ist für die Aufnahme von Körben völlig ungeeignet. In Abb. 212 zeigt eine Ansicht eines Krupp-Trockenschranks; Dieser Schrank ist mit rotierenden Platten ausgestattet, auf denen Körbe mit Kabeln platziert werden. Solche Schränke sind nur zum Trocknen von Kabeln geeignet und das Kabel muss in Körben aufgewickelt werden.
Für die Imprägnierung von Stromkabeln ist der Vertikalkessel der gebräuchlichste Kesseltyp. Moderne Heizkessel Für Höchstspannungskabel sind sie sehr groß gebaut, nämlich für die Aufnahme von Körben mit einem Durchmesser von bis zu 3 und 4 Litern, für den normalen Bedarf sind sie jedoch auf Kessel für Körbe mit einem Durchmesser von 2 bis 2,5 m beschränkt. Normalerweise umfasst ein Kessel zwei auf drei Körbe. Diese Kessel können auch zum Trocknen auf Trommeln verwendet werden. Der große Vorteil dieses Kesseltyps besteht darin, dass man während der Imprägnierung bei geöffnetem Deckel den Zustand des Massenspiegels beobachten und anhand seines Zustands beurteilen kann, ob die Imprägnierung beendet ist oder nicht, da nach dem Ende der Imprägnierung Es dürfen keine Gasblasen oder Feuchtigkeit aus der Masse freigesetzt werden. Die Beheizung dieser Kessel erfolgt entweder über eine Dampfschlange oder einen Dampfmantel. Kessel mit Dampfmantel sind teurer als Kessel mit Rohrschlange, aber besser, da die Rohrschlangen oft durcheinander geraten. Darüber hinaus lässt sich der Kessel mit einem Doppelmantel leichter reinigen; Sie können überhitzten Dampf verwenden, was von Vorteil ist. Ein weiterer Vorteil des Mantels besteht darin, dass er die Kühlung des Kessels durch Einleiten von kaltem Wasser erleichtert.

Feige. 211. Trocknungsschema in einem horizontalen Kessel.
In Amerika ist es üblich, zum Beheizen von Kesseln Öl anstelle von Dampf zu verwenden. Gegen die Verwendung von Öl wird jedoch vorgebracht, dass Öl brennbar sei; daraus entstehende Destillationsprodukte erfordern zur Entfernung eine spezielle Vorrichtung; Beim Abkühlen des Öls muss zu Beginn des Prozesses ein sehr hoher Druck angelegt werden, was den Installationsaufwand erheblich erhöht.
Horizontalkessel zur Herstellung von Stromkabeln werden nur sehr selten eingesetzt und sind grundsätzlich nicht für diesen Zweck geeignet, da sie folgende Hauptnachteile aufweisen:

Feige. 212. Trockenschrank Firma Fr. Krupp, Grusonwerk.

1. Während der Imprägnierung wird die Masse gierig vom Kabel aufgenommen und der Spiegel der Imprägniermasse nimmt schnell ab, wodurch der obere Teil der Trommel mit dem Kabel möglicherweise nicht ausreichend imprägniert ist, wenn die Masse nicht während des Prozesses selbst gesammelt wird. was sehr unpraktisch ist.

2. Da ein mit Masse gefüllter Kessel nicht geöffnet werden kann, muss die Masse im heißen Zustand aus dem Kessel abgelassen werden, was sich nachteilig auf die Qualität des Kabels auswirkt.
Der erste dieser Nachteile lässt sich jedoch ganz einfach beheben, indem man auf dem Kessel spezielle Behälter mit Imprägniermasse anbringt, von wo aus der Verbrauch aufgefüllt wird. Der Nachteil horizontaler Kessel besteht darin, dass es schwieriger ist, die Sauberkeit um sie herum aufrechtzuerhalten, als um vertikale Kessel herum. Die allgemein anerkannte Meinung ist, dass vertikale Kessel besser für die Herstellung von Stromkabeln geeignet sind, horizontale für die Herstellung Telefonkabel und Schränke – zum Trocknen von Telefonkabeln mit kleinem Durchmesser, die auch in Körben getrocknet werden sollten.
Ein typisches Diagramm einer Trocknungs-Imprägniervorrichtung ist in Abb. dargestellt. 213. Hier ist A eine Eisentrommel mit einem Kabel; B - Vakuumgerät; C – Vakuumpumpe; D – Tank mit Imprägniermasse; E - Oberflächenkondensator für aus dem Kabel angesaugten Wasserdampf.
IN Produktionsbedingungen Die Kontrolle der Kabeltrocknung besteht in der Beobachtung des Sichtfensters des Kondensators, durch das Sie sehen können, ob der angesaugte Dampf kondensiert oder nicht.


Feige. 213. Schema einer Trocknungs- und Imprägniervorrichtung für mit einer viskosen Masse imprägnierte Kabel.
Das Ablassventil am Kondensator ermöglicht es auch, den Ablauf des Kondenswassers zu überwachen und den Prozessstadium näherungsweise zu beurteilen. Allerdings sind beide Methoden sehr primitiv und erlauben keine genaue Bestimmung des Prozesses. Zur Festlegung eines typischen Trocknungs- und Imprägnierungsregimes gibt es derzeit mehrere Methoden, die auf der Messung der elektrischen Eigenschaften des Kabels während des Trocknens und Imprägnierens basieren. Der erste Bericht über die Verwendung einer solchen Methode wurde 1924 von W. A. ​​​​​​Del Mag erstellt. Diesem Bericht zufolge wurde in amerikanischen Kabelfabriken die Messung während des Trocknens und Imprägnierens eingesetzt elektrische Kapazität Kabel mit Wechselstrom. D.C wurde nicht verwendet, da bei ihm die Messergebnisse aufgrund unvermeidlicher Temperaturschwankungen und aufgrund erheblicher elektrischer Absorption stark schwanken.


Feige. 214. Änderung der Kabelkapazität beim Trocknen und Imprägnieren nach W. A. ​​​​Del Mag
Die Art der Kapazitätsänderung im Laufe der Zeit nach W. A. ​​​​Del Mag ist in Abb. dargestellt. 214. Wie aus dieser Abbildung ersichtlich ist, steigt die Kapazität zu Beginn des Prozesses sehr stark an, offenbar teilweise aufgrund der Erhöhung der Temperatur des Kabels, teilweise aufgrund des Schwitzens des Kabels. Dann beginnt die Kapazität zu sinken und wird nach einiger Zeit konstant. Der Moment, in dem die Kapazität konstant wurde, entspricht
offensichtlich am Ende des Trocknungsprozesses. Beim Einfüllen der Masse in den Kessel, also zu Beginn der Imprägnierung, steigt die Kabelkapazität zunächst sehr schnell an, dann verlangsamt sich der Anstieg und schließlich wird die Kapazität konstant, was dem Ende der Imprägnierung entspricht. Es ist zu beachten, dass in FIG. 214 Der Maßstab für die Behältergröße beim Imprägnieren wird um ein Vielfaches kleiner angenommen als beim Trocknen.

Feige. 215. Änderung der Kabelkapazität während der Imprägnierung nach P. Junius’y.
Von den mehreren nachfolgenden Berichten über die Entwicklung von Methoden zur Steuerung der Trocknung und Imprägnierung durch elektrische Veränderungen verdient die Arbeit von P. Junius, erstellt in der deutschen Kabelfabrik Hackethal Draht u, Erwähnung. Kabelwerke. Junius zeichnete Kapazitäts-Zeit-Kurven mit der Brücke von K. W. Wagner auf Wechselstrom Tonfrequenz. Am interessantesten sind seine Beobachtungen zum Imprägnierungsprozess. Besonders deutlich zeigte er den Einfluss von Druckstößen auf den Imprägnierungsgrad. In Abb. 215 zeigt laut Junius die Abhängigkeit der elektrischen Kapazität von der Imprägnierungszeit, und es ist klar, dass beim Imprägnieren unter Vakuum die Kapazität relativ langsam ansteigt, was auf eine allmähliche Erhöhung des Imprägnierungsgrades hinweist. Beim Ausüben von Druck auf ein Vakuumgerät durch Einspritzen atmosphärische Luft Die Kapazität springt sofort nach oben, was auf eine Kompression von Luftblasen im Kabel hinweist.
Bei erneutem Anlegen von Vakuum sinkt der Kapazitätswert erneut, jedoch nicht auf den vorherigen Wert. Wiederholte Druckstöße erhöhen die Kapazität wieder auf einen bestimmten konstanten Grenzwert. Der Grad der Lücke zwischen der Kapazitätsgrenze und der Vakuumkapazität gibt den Grad der Kabelevakuierung an.
Es sollte jedoch darauf hingewiesen werden, dass die von P. Junius angegebene Ionisationskurve für das Kabel, für das die Kurve in Abb. 215, hatte keinen Wendepunkt.
Diese Methode zur Untersuchung von Trocknung und Imprägnierung stellt ein Kriterium dar, anhand dessen P. Junius einige bewertet künstliche Methoden Wird im Kabelimprägnierungsprozess verwendet. Einige Fabriken versuchen, die Enden des imprägnierten Kabels so hoch anzuheben, dass sie beim Imprägnieren aus der Imprägniermasse herauskommen. Dadurch wird versucht, das Eindringen von Masse aus den Kabelenden zu verhindern, da dann anhand des abgeschnittenen Endes der Grad der Imprägnierung des Kabels beurteilt werden kann. P. Junius hält dieses Entfernen der Enden für schädlich, da beim Öffnen des Kessels die Imprägniermasse unter dem Einfluss von äußerem Druck in das Kabel gedrückt wird und die Enden des Kabels aus der Masse heraustreten Bei gleichem Druck wird durch die Enden Luft in das Kabel gepresst.
Eine weitere künstliche Methode besteht darin, dass beim Imprägnieren in bestimmten Abständen Druck auf den Kessel ausgeübt wird, damit die Masse besser in die Papierschichten eindringt. P. Junius sieht in dieser Methode keine großen Vorteile, da bei Druckentlastung die Masse durch den Druck von in der Kabelisolierung komprimierten Luftblasen aus der Papierschicht ausgestoßen wird. P. Junius bietet folgende Methode der rationellen Imprägnierung an:
Auf das im Imprägnierkessel befindliche Kabel (ohne Bleimantel) wird an einem Ende eine Kupplung mit festem Sitz aufgesetzt, um im Kabelinneren ein Vakuum zu erzeugen; Diese Kupplung ist mit einer besonders leistungsstarken Vakuumeinheit verbunden. Bei geschlossenem Kessel wird das Kabel sowohl durch die Kupplung als auch durch den Kessel evakuiert.

Feige. 216. Schema der Ölimprägnierung eines gefüllten Kabels nach E. F. Nuezel’io.
Die elektrische Prüfung ist ein sehr zeitaufwändiges Verfahren, das nur bei der Typprüfung angewendet werden kann. Derzeit gibt es Möglichkeiten, den Grad der Kabeltrocknung zu steuern, indem aus dem Kessel angesaugte Luft und Dampf durch Indikatoren geleitet werden, die das Vorhandensein oder Fehlen von Wasserdampf chemisch anzeigen.


Feige. 217. Schema der Ölimprägnierung eines gefüllten Kabels im Werk Sevkabel.

Lassen Sie uns auch auf die Besonderheiten der Trocknung und Imprägnierung ölgefüllter Kabel eingehen. Wie oben erwähnt, werden diese Kabel nach dem Anbringen einer Bleiummantelung getrocknet (oder vielmehr getrocknet), sodass sich die Ausrüstung zum Trocknen dieser Kabel erheblich von herkömmlichen unterscheidet. In Abb. 216 zeigt ein Diagramm des Anschlusses von Geräten zum Imprägnieren eines ölgefüllten Kabels, gegeben von E. F. Nuezel’eM)