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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Längswasserdichtmachen eines elektrischen Kabels mit durch einen Kunststoff isolierten Adern, bei dem in die Zwischenräume zwischen den Adern der Kabelseele und in den Zwischenraum zwischen der Kabelseele und deren Umhüllung ein Abdichtungsmittel aus einem Material, das in einem Temperaturbereich von 0 bis 80 C fest, plastisch oder sehr viskos ist, eingeführt wird, und erst danach die Umhüllung um die Kabelseele angebracht wird.
Für zahlreiche Anwendungen sind Verfahren bekannt, bei denen ein thermohärtender Kunststoff, dem ein schaumbildender Stoff zugesetzt ist, in flüssiger Phase in mit Kunststoffschaum zu füllende Räume eingespritzt wird. Dazu wird häufig ein Polyurethanschaum verwendet. Ein Nachteil dieser Verfahren ist der, dass die
Schaumbildung bereits kurze Zeit, nachdem das flüssige Gemisch die Spritzvorrichtung verlassen hat, anfängt.
Bei der Anwendung zum Längswasserdichtmachen mit Kunststoff isolierter elektrischer Kabel ist dies besonders nachteilig, weil dadurch nicht alle Zwischenräume zwischen den Adern und zwischen der Kabelseele und dem Kabelmantel völlig mit dem als Abdichtungsmittel dienenden Kunststoffschaum gefüllt werden. Ein
Kabel, das mit Polyurethanschaum als Abdichtungsmittel gefüllt ist, ist ausserdem besonders starr, was beim
Verlegen und Montieren Schwierigkeiten bereitet.
Auch sind Verfahren zum Längswasserdichtmachen elektrischer Kabel bekannt, bei denen pastenartige oder gelartige Stoffe, z. B. paraffinartige Stoffe, verwendet werden. Diese Stoffe sind bei erhöhter Temperatur flüssig und werden im flüssigen Zustand in das Kabel eingeführt. Nach Abkühlung erstarren sie und bilden auf diese Weise eine Abdichtung. Ein Nachteil dieser Stoffe ist der, dass sie wieder verflüssigen, wenn das Kabel, einer Wärmestrahlung ausgesetzt wird, z. B. wenn es von der Sonne beschienen wird. Dies ist vor allem störend, wenn sich das Kabel noch auf einer Haspel befindet. Der geschmolzene Stoff sinkt dann zu den niedrigsten Stellen des aufgewickelten Kabels herab und lässt auf der Oberseite unkontrollierbare, schlecht oder nicht gefüllte Räume zurück.
Dies trifft insbesondere zu, wenn ein solches Abdichtungsmittel stellenweise, d. h. mit Zwischenräumen über die Längsrichtung des Kabels verteilt, angebracht ist. Ausserdem kann die Isolierung der Adern, die gewöhnlich aus Polyäthen besteht, durch paraffinartige Stoffe mit einem niedrigen Schmelzpunkt angegriffen werden, wodurch die mechanischen Eigenschaften der Isolierung beeinträchtigt werden.
Aus der österr. Patentschrift Nr. 306134 ist es weiters bekannt, die Kabelseele nach dem Füllen mit der die Längswasserdichtigkeit gewährleistenden Masse mit einer geschlossenen Metaühülle zu umgeben, welche Hülle in kurzen Abständen über den ganzen Umfang verteilt ein wenig eingedrückt wird. Hiedurch wird eine Verdichtung der Kabelseele herbeigeführt, womit erreicht werden soll, dass die Kabelseele über ihren gesamten Querschnitt, also auch im Bereich der auf die Kabelseele aufgebrachten Bespinnung, längswasserdicht ist. Eine Zunahme der Steifigkeit und damit grössere Schwierigkeiten bei der Verlegung lassen sich jedoch bei Anwendung dieser Massnahme kaum vermeiden.
Es ist daher ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei dem die oben angeführten Nachteile vermieden werden.
Das erfindungsgemässe Verfahren eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, dass das Abdichtungsmittel in einem flüchtigen Lösungsmittel gelöst wird, die Lösung in die Zwischenräume zwischen den isolierten Adern eingebracht und rings um die Kabelseele aufgebracht wird, wonach das Lösungsmittel verdampft wird.
Das Einbringen der Lösung des Abdichtungsmittels in die Zwischenräume zwischen den Adern der Kabelseele und um die Kabelseele kann auf verschiedene Weise erfolgen. So kann die Kabelseele durch ein Bad geführt werden, in dem sich die Lösung des Abdichtungsmittels befindet. Auch kann die Kabelseele durch ein an beiden Enden offenes Rohr geführt werden, dessen Innendurchmesser nur wenig grösser als der Durchmesser der Kabelseele ist. Die Lösung wird über ein oder mehrere Seitenrohre zugeführt, die an dem zuerst genannten Rohr angebracht sind.
Wenn die Kabelseele durch Verseilung einer Anzahl Aderbündeln gebildet wird, kann die Lösung des Abdichtungsmittels auch in diesen gesonderten Aderbündeln angebracht werden, bevor diese zu der endgültigen Kabelseele vereinigt werden.
Die Lösung muss einen derartigen Flüssigkeitsgrad aufweisen, dass sie gut in die Zwischenräume zwischen den Adern eindringt, darf aber nicht derart dünnflüssig sein, dass sie aus der Kabelseele heraustropft. Bei einem passenden Flüssigkeitsgrad der Lösung wird diese nicht nur zwischen die Adern eindringen, sondern auch auf der Aussenseite der Kabelseele hängen bleiben, wodurch die Abdichtung des Raumes zwischen der Kabelseele und der nachher anzubringenden Umhüllung des Kabels gewährleistet ist.
Durch Anwendung eines flüchtigen Lösungsmittels wird dieses Lösungsmittel nach dem Anbringen der Lösung in und um die Kabelseele schnell verdampfen, wodurch die Viskosität der Lösung zunimmt und diese sich allmählich schwieriger versetzt ; eine vollständige Abdichtung wird dadurch sichergestellt. Nachdem das Lösungsmittel völlig oder nahezu völlig verdampft ist, bleibt das feste, plastische oder sehr viskose Abdichtungsmittel an den gewünschten Stellen zurück. Nachdem diese Stufe erreicht ist, wird auf übliche Weise die Umhüllung um die Kabelseele angebracht.
Selbstverständlich kann bei dem Verfahren nach der Erfindung das Abdichtungsmittel auch stellenweise angebracht werden. Zweckmässigerweise wird dazu das vorgenannte Verfahren verwendet, bei dem die Kabelseele
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durch ein Rohr geführt wird. Die Lösung des Abdichtungsmittels wird dann mit Intervallen, die von der gewünschten Länge der zu füllenden Kabelteile und von den nicht zu füllenden Kabelteilen und von der
Geschwindigkeit abhängig sind, mit der die Kabelseele durch das Rohr geführt wird, der Kabelseele zugeführt.
Als Abdichtungsmittel kommen verschiedene Arten von Stoffen in Betracht. Es seien genannt : paraffinartige Stoffe, die bei 800C noch fest, plastisch oder sehr viskos sind. Beispiele dieser Stoffe sind mikrokristallines Wachs, künstliches Paraffin mit einem Schmelzbereich von 90 bis 94 C und ein Gemisch dieses künstlichen Paraffins mit einem Erdölparaffin mit einem Schmelzbereich von 52 bis 550C in einem
Gewichtsverhältnis von etwa 1 : 4. Weiter kommen Wachse in Betracht, sofern die bei 80 C noch fest, plastisch oder sehr viskos sind. Beispiele dieser Wachse sind Montanwachs mit einem Schmelzbereich von 80 bis 900C und
Carnaubawachs mit einem Schmelzbereich von 84 bis 86 C.
Eine andere Gruppe als Abdichtungsmittel geeigneter Stoffe wird durch die Dimethylsiloxane gebildet, u. zw. die Siloxane mit einer Viskosität von mindestens 100000 Centistokes bei 25 C, wobei naturgemäss auch
Gemische dieser Stoffe Anwendung finden können. Auch können Gemische von Dimethylpolysiloxanen mit
Siliciumdioxyd als Füllmittel, die technisch als "Silikonfette" bezeichnet werden, verwendet werden.
Zur Herstellung der Lösungen von Abdichtungsmitteln können mehrere organische Verbindungen oder
Gemische organischer Verbindungen verwendet werden, die unter atmosphärischem Druck bei Zimmertemperatur flüssig oder bei Zimmertemperatur gasförmig und bei einer Zimmertemperatur unterschreitenden Temperatur flüssig sind. Ein bei Zimmertemperatur flüssiges Lösungsmittel soll genügend flüchtig sein, um bei
Zimmertemperatur schnell zu verdampfen. Beispiele brauchbarer einfacher Lösungsmittel sind Butan, Pentan,
Vinylchlorid, Monochloräthan, Dichlordifluormethan und Trichlorfluormethan.
Beispiele von Gemischen von
Lösungsmitteln sind Gemische von Butan und Pentan, vorzugsweise im Gewichtsverhältnis l : l, Gemische von
Monochloräthan und Dichlordifluormethan, vorzugsweise im Gewichtsverhältnis 1 : 1, Gemische von
Monochloräthan und Trichlorfluormethan, vorzugsweise im Gewichtsverhältnis l : l, und Gemische von
Dichlordifluormethan und Trichlorfluormethan, vorzugsweise im Gewichtsverhältnis 3 : 1.
Wenn der Siedepunkt bei atmosphärischem Druck eines Lösungsmittels oder eines Gemisches von
Lösungsmitteln oder der Siedepunkt eines oder mehrerer Bestandteile eines Gemisches von Lösungsmitteln unterhalb der Temperatur liegt, bei der die Lösung des Abdichtungsmittels mit den Adern des abzudichtenden
Kabels in Berührung kommt, hat dies den Vorteil, dass die Lösung zu sieden anfängt, wenn sie mit den Adern des Kabels in Berührung kommt. Dadurch werden in der Lösung Dampfblasen gebildet. Dadurch, dass die
Lösung, je nachdem die Verdampfung des Lösungsmittels fortschreitet, immer viskoser wird, werden die gebildeten Dampfblasen immer schwieriger aus der Lösung entweichen und schliesslich darin festgehalten werden, so dass das Abdichtungsmittel ein Schaumstruktur erhält.
Selbstverständlich ist das Mass der Schaumbildung umso stärker, je grösser der Unterschied zwischen der Siedetemperatur und der Temperatur der Adern ist. Diese
Schaumbildung hat den Vorteil, dass zum Abdichten eines bestimmten Volumens an Zwischenräumen eine geringere Abdichtungsmittelmenge genügt, wodurch die Kosten der Abdichtung herabgesetzt werden. Auch wird durch Schaumbildung die Dielektrizitätskonstante der Abdichtungsmasse herabgesetzt. Ausserdem fördert ein schaumförmiges Abdichtungsmittel die Flexibilität des fertigen Kabels.
Naturgemäss muss bei Anwendung eines
Lösungsmittels, das bei Berührung mit den Adern zu sieden beginnt, der Vorrat der Lösung des
Abdichtungsmittels auf einer Temperatur unterhalb des Siedepunkts des Lösungsmittels oder des niedrigstsiedenden Bestandteiles des Lösungsmittels und/oder unter einem genügenden Druck zur Verhinderung eines unzeitigen Siedens gehalten werden.
Dieser Effekt kann, wenn die Adern etwa auf Zimmertemperatur sind, dadurch erreicht werden, dass ein Lösungsmittel gewählt wird, das selbst oder von dem einer der Bestandteile unter atmosphärischem Druck einen unter Zimmertemperatur liegenden Siedepunkt aufweist. Derselbe Effekt kann auch mit einem Lösungsmittel erreicht werden, dass bei atmosphärischem Druck nicht siedet, indem die Adern des Kabels vor der Abdichtung auf eine Temperatur erhitzt werden, die die Temperatur übersteigt, bei der das Lösungsmittel oder einer dessen Bestandteile siedet.
Beispiel I : Eine Kabelseele, die aus 48 Adern bestand, die aus je einem Kupferdraht mit einem Durchmesser von 0, 5 mm und einer umhüllenden Isolierschicht aus Polyäthen mit einer Dicke von 0, 2 mm bestanden, wurde bei etwa 200C mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 m/min durch einen offenen Behälter geführt, in dem sich eine Lösung von 100 Gewichtsteilen Montanwachs (Schmelzbereich 80 bis 90 C) in 150 Gewichtsteilen eines Gemisches von 50 Gew.-% Monochloräthan und 50 Gew.-% Trichlorfluormethan befand.
An einem Punkt etwa 3 m nach dem Austreten aus der Lösung war das Lösungsmittel nahezu völlig verdampft und wurde die Kabelseele spiralförmig mit einer Schicht aus Polyesterband bewickelt und dann auf an sich bekannte Weise mit einem Mantel aus Polyäthen mit einer Dicke von 2, 0 mm versehen.
Um den Effekt der Abdichtung zu prüfen, wurde ein Abschnitt mit einer Länge von 50 cm des auf obenbeschriebene Weise hergestellten Kabels waagrecht angeordnet und wurde ein Ende mit einem senkrechten Rohr verbunden, in dem sich Wasser bis zu einer Höhe von 1 m oberhalb des Kabelabschnittes befand. Nach 30 Tagen war am andern Ende des Kabelabschnittes kein Wasser zum Vorschein gekommen. Das Kabel war also völlig längswasserdicht.
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Beispiel II : l Gewichtsteil künstlichen Paraffins mit einem Schmelzbereich von 90 bis 950C wurde geschmolzen und bei einer Temperatur von etwa 1000C mit 4 Gewichtsteilen üblichen Erdölparaffins mit einem
Schmelzbereich von 52 bis 550C gemischt. 1 Gewichtsteil des erhaltenen Paraffingemisches wurde bei 50C in 2
Gewichtsteilen Lösungsmittel gelöst, das aus 60 Gew.-% n. Butan und 40 Gew.-% n. Pentan bestand. Die Lösung wurde auf einer Temperatur von 5 C gehalten und bei dieser Temperatur in eine Kabelseele eingeführt, deren
Adern eine Temperatur von etwa 18 C aufwiesen. Die Kabelseele wies einen Durchmesser von 2, 2 cm auf und bestand aus 200 Adern vom gleichen Typ wie im Beispiel I.
Die Kabelseele wurde mit einer Geschwindigkeit von etwa 1 m/min durch ein engschliessendes Rohr mit einer Länge von 12 cm geführt, dessen Innendurchmesser
1 mm grösser als der Durchmesser der Kabelseele war. Etwa in der Mitte des Rohres war senkrecht zu der Achse des Rohres ein Seitenrohr mit einem Innendurchmesser von etwa 3 mm angebracht. Durch dieses Seitenrohr wurde die auf obenbeschriebene Weise hergestellte Paraffinlösung mit einer Geschwindigkeit von 0, 1 1/min unter einem Druck von etwa 2 kp/cm2 in die durch das zuerst genannte Rohr geführte Kabelseele gepresst. Die Lösung drang in die Räume zwischen den Adern und rings um die Adern ein, deren Temperatur erheblich höher als der
Siedepunkt von n. Butan (-0, 60C) war, wodurch dieser Bestandteil des Lösungsmittels zu sieden anfing.
Während der Hindurchführung der Kabelseele durch das Rohr und nach dem Austreten aus dem Rohr verdampfte das Lösungsmittelgemisch, wobei infolge des Siedens im Paraffingemisch Dampfblasen zurückblieben, durch die das Paraffin eine schaumartige Struktur erhielt. An einem Punkt etwa 5 m nach dem Austreten aus dem Rohr war das Lösungsmittel nahezu völlig verdampft und wurde die Kabelseele spiralförmig mit einem Papierstreifen bewickelt und dann auf an sich bekannte Weise mit einem Mantel aus Polyäthen mit einer Dicke von 2, 0 mm versehen.
Beim Erproben eines Kabelabschnittes mit einer Länge von 50 cm auf die im Beispiel I beschriebene Weise stellte sich heraus, dass das Kabel völlig längswasserdicht war.
Beispiel III : Eine Kabelseele, die aus 200 Adern bestand und der Kabelseele nach Beispiel II entsprach, wurde bei etwa 150C mit einer Geschwindigkeit von 2 m/min durch ein Rohr mit einer Länge von 15 cm geführt, dessen Innendurchmesser 1 mm grösser als der Durchmesser der Kabelseele war. Dieses Rohr wies drei Seitenrohre auf, die je einen Innendurchmesser von etwa 3 mm hatten. Die Achsen dieser Seitenrohre lagen in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Hauptrohres und schlossen paarweise einen Winkel von etwa 1200C ein.
Durch die drei Seitenrohre wurde bei einer Temperatur von-10 C und einem Druck von 5 kp/cm2 mit einer Geschwindigkeit von 0, 1 l/min eine Lösung von 1 Gewichtsteil eines Polysiloxangemisches in 1, 5 Gewichtsteilen eines Gemisches von 50 Gew.-% Trichlorfhiormethan und 50 Gew.-% Dichlordifluormethan in die Kabelseele gepresst. Die Lösung drang in die Räume zwischen den Adern und rings um die Adern ein, deren Temperatur (15 C) erheblich oberhalb des Siedepunktes von Dichlordifluormethan (-28 C) lag, so dass dieses bei Berührung mit den Adern zu sieden anfing. Infolgedessen blieben nach Verdampfung des Lösungsmittels Dampfblasen im Abdichtungsmittel zurück, das dadurch eine etwas schaumartige Struktur erhielt.
An einem Punkt etwa 3 m nach dem Austreten aus dem Rohr war das Lösungsmittel nahezu völlig verdampft und wurde die Kabelseele spiralförmig mit einem Band aus regenerierter Zellulose bewickelt und dann auf an sich bekannte Weise mit einem Mantel aus Polyäthen mit einer Dicke von 2, 2 mm versehen.
Beim Erproben eines Kabelabschnittes mit einer Länge von 50 cm auf die im Beispiel I beschriebene Weise stellte sich heraus, dass das Kabel völlig längswasserdicht war.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Längswasserdichtmachen eines elektrischen Kabels mit durch einen Kunststoff isolierten Adern, bei dem in die Zwischenräume zwischen den Adern der Kabelseele und in den Zwischenraum zwischen der Kabelseele und deren Umhüllung ein Abdichtungsmittel aus einem Material, das in einem Temperaturbereich von 0 bis 80 C fest, plastisch oder sehr viskos ist, eingeführt wird und erst danach die Umhüllung um die
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flüchtigen Lösungsmittel gelöst wird, die Lösung in die Zwischenräume zwischen den isolierten Adern eingebracht und rings um die Kabelseele aufgebracht wird, wonach das Lösungsmittel verdampft wird.
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