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Dokumentenidentifikation DE3934718C2 15.10.1992
Titel Schrämtrosse mit erhöhter elektrischer Sicherheit gegen Quetsch- und Schlagbeanspruchung
Anmelder Felten & Guilleaume Energietechnik AG, 5000 Köln, DE
Erfinder Dinzen, Helmut, Dipl.-Ing., 5000 Köln, DE;
Funken, Peter, Dipl.-Ing., 5020 Frechen, DE;
Heinen, Karl-Hans, Dipl.-Ing., 5000 Köln, DE
DE-Anmeldedatum 18.10.1989
DE-Aktenzeichen 3934718
Offenlegungstag 06.12.1990
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 15.10.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.10.1992
IPC-Hauptklasse H01B 7/04

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Schrämtrosse (gummiisolierte Starkstromleitung) mit erhöhter elektrischer Sicherheit gegen Quetsch- und Schlagbeanspruchung nach dem Oberbergriff des Anspruchs 1. Sie dient zum Anschluß von beweglichen Maschinen bei hohen mechanischen Banspruchungen, vorwiegend im Bergbau.

Schrämtrossen sind bekannt. Beispielsweise sind in dem Prospekt der Felten & Guilleaume Energietechnik GmbH Köln "Isolierte Leitungen für den Bergbau" 10. 81 S. 16-17 mehrere Schrämtrossen des Typs NSSHCgEöu mit drei Energie und verschiedenen Steuer- und Überwachungsadern beschrieben.

Jede Energieader besteht aus einem biegetüchtigen Leiter aus feinen Cu-Drähten, darum eine Isolierhülle aus einer Gummimischung aud ERP-(Ethylen-Propylen-Rubber-)Basis und darum eine äußere Schicht aus einer leitenden Gummimischung. Jede Steuerader besteht aus einem dehn- und stauchfähigen Kupfer-Stahl-Leiter, darum eine Isolierhülle auf ERP-Basis , und jede Überwachungsader besteht aus einem ebensolchen Leiter, aber darum einen Hülle aus einer leitenden Gummischung.

Die drei Energieladern und - in deren Außenwickelraum eingelegt - zwei Steueradern und eine Überwachungsader sind miteinander verseilt. Die Leitschichten der Energieadern und die Leithülle der Überwachungsader berühren sich. Der Innenzwickelraum (der Zwickel zwischen den Energieadern und die drei Zwickel zwischen zwei Energieadern und einer Steuer- oder Überwachungsader) ist frei oder mit einem leit- und gleitfähigen Medium wie Leitpaste oder Graphitpulver ausgefüllt, wie es z. B. in DE-U1 78 07 518 angegeben ist.

Dort ist eine Schrämtrosse oder eine Leitungstrosse mit drei Energieadern beschrieben, bei der in den Außenwickelräumen anstelle der drei einzelnen Steuer- und Überwachungsadern drei kombinierte Adern - mit dem Aufbau: Steuerleiter, Isolierhülle, konzentrischer Überwachungsleiter, Leithülle - angeordnet sind. Um den Verseilverband ist nach einer Folienbewicklung der Innenmantel aus einer elektrisch isolierenden und mechanisch hochwertigen Gummimischung aufgebracht. Darüber liegen der konzentrische Schutzleiter aus einem Panzergeflecht aus Kupfer-Stahl-Litzen, und schließlich der Außenmantel aus einer Polychloropren-Mischung.

Des weiteren ist in der DE-AS 11 14 554 eine mehradrige bewegliche Starkstromleitung beschrieben, die in den Zwickelräumen zwischen den Hauptleitern längsdehnbare Hilfsleiter enthält, die der Weiterleitung von Steuerströmen oder zur Verbesserung des Längswiderstandes von Leitgummischichten dienen. Die Aufgabe, die umhüllten Hilfsleiter (Hilfsadern) auch querfest auszubilden, wird durch ihre spezielle Ausbildung gelöst. Es ist auch ersichtlich, daß zentrisch im Leitungskern eine Hilfsader angeordnet und von einem profilierten Kern umgeben ist, der den Innenzwickelraum bis zu den Hauptadern, jedoch nicht bis zu den Hilfsadern ausgefüllt. Der von Kern und Adern gebildeten Verseilverband wird konzentrisch von einem Gummiband und einem Innenmantel umgeben, so daß diese die Außenzwickelräume nicht ausfüllen. Das Material von Kern, Leiterumhüllungen und Gummiband kann je nach dem Verwendungszweck isolierender oder leitfähiger Gummi sein.

Erleidet eine solche, als Schrämleitung eingesetzte, Starkstromleitung eine Quetschbeanspruchung, verformt sich jede betroffene runde Ader zu einem flächengleichen Oval mit einem entsprechend vergrößerten Umfang, und im Extremfall reißt die Aderhülle auf. Geschieht dies an zwei Adern, kommt es zu Kurzschlüssen zwischen zwei Phasenleitern oder zu Doppelerdschlüssen mit geicher Gefährdungswirkung.

Schließlich ist in der DE-U1 79 17 621 eine Hochspannungstrommelleitung beschrieben, die aus drei oder vier Energieadern ohne zusätzliche Steuer- oder Überwachungsadern in den äußeren Aderzwickeln besteht, und bei der die wendelförmige Profilierung des Kernstrangs und die zwischen Innen- und Außenmantel angeordnete Torsionsschutzlage im Vordergrund stehen. In dem hier interessierenden Beispiel ist den drei Energieadern eine vierte Ader als Schutzleiter zugeordnet, und diese vier sind um einen profilierten, elektrisch leitenden, elastomeren Kernstrang verseilt, der in seinem Zentrum ein Stahlseil enthält. Der Schutzleiter ist über seine Hülle, den Innenmantel und den Kernstrang, die alle elektrisch leitend sind, mit dem Stahlseil und der Torsionsschutzanlage verbunden, und beide können ebenfalls als Schutzleiter ausgebildet oder zur Erdung eingerichtet sein. Trotz dieser Maßnahmen ist auch hier die Gefahr von Doppelerdschlüssen oder Phasenanschlüssen bei einer Quetschbeanspruchung der Leitung nicht ausgeschlossen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die elektrische Überwachungssicherheit von Schrämtrossen der eingangs beschriebenen Art gegen Quetsch- und Schlagbeanspruchung zu erhöhen. Dabei handelt es sich um gummiisolierte Starkstromleitung, bei denen a) der Verweilverband von drei Energieadern gebildet wird; in deren Außenzwickelräumen je eine Steuer- oder Überwachungsadern angeordnet ist, und b) um den Verseilverband der Innenmantel, das konzentrische Schutzleitergeflecht und der Außenmantel angeordnet sind.

Die Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß a) in dem von den Adern gebildeten Innenzwickelraum, wie an sich bekannt, ein Überwachungsleiter angeordnet und von einem profilierten Kern aus Leitgummi umgeben ist, daß b) der leitende Kern den von den sechs Adern des Verseilverbandes umschlossenenen Innenzwickelraum vollständig ausfüllt, und daß c) zwischen dem Verseilverband und dem isoierenden Innenmantel, wie an sich bekannt, ein leitender Innenmantel angeordnet ist, der die Außenzwickelräume ebenfalls vollständig ausfüllt.

Durch diese Konstruktion wird die elektrische Überwachungssicherheit der Schrämtrosse gegen Quetsch- und Schlagbeanspruchung erheblich erhöht. Bei einer durch äußere Einwirkung verursachten Beschädigung der Leitung entsteht zunächst ein elektrischer Kontkakt zwischen Energieleiter und Überwachungsleiter, der durch ein überwachungssystem des Netzes erfaßt werden kann, bevor ein Phasenschluß zwischen den Energieadern auftritt.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen

Fig. 1 als Vorstufe der Erläuterung eine Schrämtrosse für 1 kVNennspannung mit drei Energieadern und mit zwei Steueradern sowie einer Überwachungsader in den Außenzwickelräumen, wobei im Innenzwickelraum ein Überwachungsleiter angeordnet und von einer leitenden Gummimischung umgeben ist, wogegen der Verseilverband von einem isolierenden Innenmantel umgeben ist, und

Fig. 2 als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung die entsprechende Schrämtrosse, jedoch mit drei Steueradern in den Außenzwickelräumen und mit einem den Verseilverband umschließenden leitenden Innenmantel, worüber der isolierende Innenmantel, Schutzleiter und Außenmantel angeordnet sind.

Bezeichnet sind mit:

1 Energielader, bestehend aus:

11 Leiter: biegerüchigter, feindrähtiger Leiter aus verzinnten Kupfer-Drähten,

12 Isolierung: wärmefeste, mechanisch hochwertige Gummimischung aud ERP(Ethylierung-Propylem-Rubber-)Basis (3GI3), und

13 Äußere Leiterschicht: Gummimischung auf ERP-Basis mit Rußzusatz.

2 Steuerader, bestehend aus:

21 Leiter: dehn- und stauchfester Kupfer-Stahl-Leiter,

22 Isolierung: Mischung auf EPR-Basis, und

23 äußere Leitschicht: Mischung auf EPR-Basis mit Rußzusatz.

3 Überwachungsader im Außenzwickelraum, bestehend aus:

31 Leiter: wie 21, und

32 Leitgummihülle: wie 23.

4 Überwachungsleiter im Innenraum der Adern: Spezialausführung, verzinnter Kupfer-Drähte,

5 Leitgummiausfüllung des Innenraums (Leitgummikreuz): Mischung auf EPR-Basis mit Rußzusatz.

6 Leitender Innenmantel: wie 5

7 Isolierender Innenmantel: Mischung auf SBR-(Styrol-Butadien- Rubber-)Basis

8 Konzentrischer Schutzleiter: zugfestes Panzergeflecht aus Kupfer-Stahl-Litzen

9 Außenmantel: Polychloroprenmischung (5GM5).

In beiden Figuren ist als wesentlich erkennbar, daß im Leitungskern der Überwachungsleiter 4 angeordnet und von einer leitenden Hülle in Form eines Kreuzes 5 umgeben ist. Die drei Energieadern 1 und die drei Hilfsadern 2 und 3 in den Außenzwickelräumen sind über dem leitenden Kreuz 5 verseilt. Dieses füllt den von den sechs Adern des Verseilverbandes umschlossenen Innenzwickelraum vollständig aus, und die Energieadern 1 sind durch die Stege des leitenden Kreuzes 5 voneinander getrennt.

Ist wie in Fig. 1 der um den Verseilverband gelegten Innenmantel 7 wie üblich aus einer isolierenden Gummimischung, steht das leitende Kreuz 5 mit den äußeren Leitschichten bzw. -hüllen 13, 23 bzw. 32 der Adern in Berührung, so daß es mit ihnen den Überwachungsschirm bildet. Dieser ermöglicht zusammen mit dem konzentrischen Schutzleiter 8 in Verbindung mit einem Überwachungsgerät eine Überwachung der Leitung auf Isolationsfehler und Beschädigungen durch äußere Einwirkung.

Eine weitere Erhöhung der elektrischen Überwachungssicherheit der Schrämtrosse wird erreicht, wenn entsprechend Fig. 2 zwischen dem Verseilverband und dem isolierenden Innenmantel 7 ein zusätzlicher, aber leitender Innenmantel 6 angeordnet wird. Hier entfällt die äußere Leitschicht 13 der Energieadern 1.

Zur Herstellung einer solchen Schrämtrosse wird zunächst der blanke Überwachungsleiter 4 im Leitungskern mit dem Leitgummikreuz 5 umspritzt. Dann werden die sechs Adern, die drei Energieadern 1und die drei Hilfsadern 2 bzw. 3, um das Kreuz geseilt. Dieses hält auf Grund von Geometrie (Abstand) und Stoffeigenschaft (zwar biegbar, aber wenig kompressibel) die Energieadern 1 so weit auseinander, daß bei einer Quetschung der Schrämtrosse der Überwachungskontakt (Alarm/Abschaltung) mit Sicherheit vor dem Phasenkontakt (Kurzschluß) erfolgt. Zu dieser Sicherheit trägt auch der Leitgummi-Innenmantel 6 bei.


Anspruch[de]
  1. Schrämtrosse, gummiisolierte Starkstromleitung, bei welcher der Verseilverband von drei Energieadern (1) gebildet wird, in deren Außenwickelraum je eine Steuer- oder Überwachungsader (2 bzw. 3) angeordnet ist, wobei die Überwachungsader (3) aus einem Kupferdrahtleiter (31) mit einer Leitgummihülle (32) besteht, und um den Verseilverband (1-3), Innenmantel (7), konzentrisches Schutzleitergeflecht (8) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß in dem von den Adern gebildeten Innenzwickelraum , wie an sich gekannt, ein Überwachungsleiter (4) angeordnet und von einem profilierten Kern (5) aus Leitgummi umgegeben ist,
    2. - der leitende Kern (5) den von den sechs Adern des Verseilverbandes (1-3) umschlossenen Innenzwickelraum vollständig ausfüllt,
    3. - und zwischen dem Verseilverband (1-3) und dem isolierenden Innenmantel (7), wie an sich bekannt, ein leitender Innenmantel (6) angeordnet ist, der die Außenwickelräume ebenfalls vollständig ausgefüllt.






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