Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei elektrischen Kabelstücken. Vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Verbin dung zwischen zwei elektrisehen Kabelstücken, von welchen jedes mindestens einen Leiter aufweist, welcher mit einem aus maschinell aufgebrachten, nach einer Schraubenlinie verlaufend gewundenen Streifen aus elek trisch isolierendem Material, z. B. aus Papier, bestehenden Dielektrikum umgeben ist. Das Material dieser Streifen enthält keine gas gefüllten Hohlräume, zu welchem Zweck es beispielsweise imprägniert sein kann.
Die Zwiselienräume zwischen den einzelnen Win dungen und Lagen dieser Streifen können mit einer Flüssigkeit, wie z. B. Mineralöl oder einem ()lgeinisch, gefüllt sein oder können <B>(</B> Ias enthalten, das unter einem höheren als dem l%,tmosphärendruek stehen kann. Das Verfahren nach .der Erfindung ist insbeson dere bei solchen Kabeln von Wert, die eine sehr hohe Betriebsspannung auszuhalten haben und eine dicke Umhüll-ing aufweisen.
Es ist. bekannt, zur Herstellung einer Ver- binching solcher Kabel in folgender Weise vorzugehen: Es wird die L?mhüllunr an den ztt verbindenden Kabelenden längs einer an gemessenen Strecke entfernt, um einen Teil des isolierten Leiters (bzw. im Falle eines Mehrfaehl;abels einen Teil der isolierten Lei ter) freizulegen. Die maschinell aufgebrachte Isolation wird von den Leitern entfernt, um die Enden derselben blosszulegen und die Ver bindung bzw. Verbindungen der Leiter zu er- möglichen.
Bin weiteres Stück des maschinell aufgebrachten Dielektrikums wird ausserdem von jedem der zu verbindenden Enden der Leiter derart weggenommen, dass kegelförmig, z. B. allmählich oder stufenweise, sich verjün- gende Enden der Isolierhülle entstehen, deren Dicke vom vollen Durchmesser bis auf Null abnimmt, worauf die elektrisch leitende Ver bindung (bzw. Verbindungen) der freigeleg ten Leiterstücke der beiden Kabelteile herge stellt wird.
Sodann wird eine Umhüllung von Streifen aus Isoliermaterial entweder von Hand oder in gewissen Fällen mit .einer von Hand gesteuerten 1VIaschine über jede Leiter- Verbindungsstelle, und über die kegelförmig sieh verjüngenden Enden des Dielektrikums und gegebenenfalls auch über diese Enden hinaus aufgebracht.
Die elektrische Festigkeit entlang der Oberfläche der Isolationskegel bei der hergestellten Verbindung ist davon ab hängig, ob zwischen der von Hand aufge brachten Isolation und der ursprünglichen Kabelisolation ein inniger Kontakt vorhanden ist, so dass zwischen den gegenseitigen Berüh- rungsfläehen keine Luftblasen entstehen kön nen.
In vielen Fällen bereitet es keine Schwie rigkeiten, eine befriedigende Haftung der von Hand aufgebrachten Isolation zu erzielen, aber wenn die Streifen der ursprünglichen Isolation Falten aufweisen, kann es unmög lich sein, die Einschliessung von Luftblasen an gewissen Stellen der Berührungsflächen der beiden Isolationen zu verhüten. Es ist be- kanntlich sehr schwierig, Kabel mit dieser Isolierhülle ohne Faltenbildung herzustellen.
plan hat ferner gefunden, dass bei Kabel verbindungen mit Falten aufweisender Isola tion solche Lufteinschlüsse an der Oberfläche der Isolationskegel die elektrische Festigkeit des Kabels an den Verbindungsstellen schwä chen, was besonders gefährlich ist, wenn Ka bel und Verbindung Spannungsstössen unter- worfen sind, die imstande sind, das einge- ##chlossene Gas zu ionisieren.
Die durch die Anwesenheit eingeschlossener Gasblasen ver ursachte Schwächung kann bis zu einem ge wissen Grad ausgeglichen werden, wenn die Isolationskegel länger gemacht werden, als dies ohne die Anwesenheit von Gasblasen nötig wäre; aber dieser Ausweg ist im allge meinen nicht erwünscht, da er eine Verlänge rung der Verbindungsstelle und damit erhöhte Herstellungskosten der Verbindung mit sich bringt.
Die Erfindung hat nun den Zweck, das Entstehen solcher schwacher Stellen zu ver meiden, indem das Einschliessen von Luft zwischen dem maschinell aufgebrachten Di- elektrikum und dem neu aufgewickelten strei- fenförmigen Isoliermaterial mindestens er schwert wird und nur Luftblasen mit wesent lich herabgesetzten Ausmassen entstehen kön nen.
Gemäss der Erfindung wird dies dadurch erreicht, dass vor dem Aufbringen des strei- fenförmigen Isoliermaterials die kegelförmi gen Oberflächen des Dielektrikums mit einem Überzug aus dickflüssigem Isoliermaterial umgeben werden, um Hohlräume auszufüllen, die infolge von Faltenbildungen im Dielektri- kum zwischen diesem und dem streifenförmi gen Isoliermaterial auftreten würden.
Zweckmässig wird das genannte überzugs- inaterial in grösserer Menge aufgebracht als zu dem erwähnten Zweck nötig wäre, wobei der überschuss durch den Druck des streifen- förmigen Isoliermaterials hinausgepresst wird, wenn dieses z. B. unter grosser Zugspannung aufgewunden wird.
Ein Ausführungsbeispiele des erfindungs- gemässen Verfahrens wird an Hand der bei liegenden Zeichnung erläutert. Es zeigen.: Fig. 1 einen Längsschnitt. durch eine Ver bindung zweier mit imprägniertem Papier isolierter elektrischer Einleiterkabel in einem Zwischenzuvstand der Herstellung und Fig. 2 eine entsprechende Darstellung in einem späteren Stadium der Herstellung.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind die Enden der Leiter 1 der beiden Kabelstücke Ende an Ende mittels einer sattsitzenden Verbindungs hülse 2 verbunden, und das maschinell aufge brachte Dielektrikum 3 eines jeden Kabel endes ist gegen das Ende des Leiters stufen weise vom vollen Durchmesser bis auf Null verjüngt. Es sind neun Stufen von gleicher Höhe gezeichnet, doch könnten es mehr sein und die Stufenhöhe kann variieren von einem.
Minimum beim Leiter bis zu einem Maximum an der Aussenseite des Dielektrikums. Um die Papierschichten bis zur Umwicklung mit dein streifenförmigen Isoliermaterial in ihrer Lage zll halten, kann jede Stufe vorübergehend rnit einer Drahtschlinge umgeben werden. Wie in Fig. 1 angedeutet, haben sich in der Isolation in der obern Hälfte des Kabels Falten (Run zeln) gebildet, da z. B. das Kabel vor dessen Imprägnierung derart gekrümmt wurde, dass das Dielektrikum der obern Hälfte auf der Innenseite der Krümmung war.
Die dadurch entstandenen Falten sind mit 4 bezeichnet. Infolge dieser Falten haben nicht alle Stufen zylindrische Oberflächen, so dass es schwierig ist, eine vollständig dichte Berührung zwi schen einer solchen gestuften Oberfläche und der später von Hand aufgebrachten, aus Iso lierband aus imprägniertem Papier herge stellten Isolation 5 (vergleiche Fig. 2) zu er zielen, welche den Zweck hat, zwischen den gestuften Enden des maschinell angebrachten Dielektrikums einen Isoliermantel gleichen Durchmessers zu bilden.
Im Sinne der Erfindung wird vor dein Aufbringen der aus streifenförmigem Material herzustellenden Papierisolation 5 jedes der stufenförmig verjüngten Enden des Dielektri- kums 3 mit einem Überzug aus diclulüssigem Material versehen.
Dieses Material wird auf- gegossen oder aufgespritzt, um eine mehr oder weniger gleichmässige Schicht zu erzie len, die die gesamte Oberfläche des Dielektri- kums und vorzugsweise auch der freigelegten Leiterenden 1 und deren Verbindungshülse 2 iiberdeckt und daran haftet.
Nach dem .Anbringen des Überzuges 6 wird mit dem Umwickeln der Verbindtrngs- stelle mit dem Isolierband begonnen, und zwar beim Leiter 1 und allmählich der ganze freie Raum um denselben und um die Stufen des Dielektrikums 3 ausgefüllt.
Durch diesen Wicklungsvorgang wird er Überzug 6, wie aus Fig. 2 ersichtlich, zwischen der gestuften Oberfläche und dem von Hand aufgewickel ten Isolationsmaterial zu einer dünnen Schicht 6' zusammengepresst mit Ausnahme an den Stellen 4, wo infolge der Falten. kein enger Kontakt besteht. Das überschüssige Material wird über die Oberfläche jeder Stufe zu der nächst äussern gequetscht bis zur Aussenfläche des Dielektrikums 3, von wo es weggewischt werden kann.
Bei den faltigen Stellen 4 sind nun die Zwischenräume 7 zwischen dem Di- elektrikum und dem Isolierbandkörper 5 mit dem dickflüssigen Material gefüllt.
Falls, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, das Isolierband über die gestuften verjüngten Stellen des Dielektrikums 3 hinaus aufge wickelt werden soll, wird auch der Cberzug 6 bis über die an die stufenförmig verjüng ten Oberflächen anstossenden zylindrischen Aussenflächen desselben erstreckt, und es kann eine zusätzliche Isolierschicht 8 über die Schicht 5 und den Überzug 6 auf der Aussenfläche des Dielektrikums aufgewickelt werden. Die Schicht 8 kann aus Windungen aus imprägnierten Papierstreifen oder aus einer Hülse aus zusammengerolltem impräg niertem.
Papier bestehen, die derart zuge- "ehnitten ist, dass nach dem Aufbringen der Hülse auf die Verbindungsstelle die äussere Oberfläche das richtige Längsprofil zur Auf nahme der elektrischen Längsbeanspruchung der Verbindung aufweist. Auch hier wird der Überzug 6 durch die Isolationsschicht 8 zu einem dünnen Film (6') zwischen diesem und dem Dielektrikum 3 zusammengequetscht, mit Ausnahme der faltigen Stellen 4, wo kein enger Kontakt besteht. Der Übersehuss wird herausgedrückt und kann weggewischt werden.
Es ist selbstverständlich, dass die beschrie bene isolierende Kabelverbindung in üblicher Weise in ein Gehäuse eingeschlossen wird, das flüssigkeitsdicht mit den zurückgeschnittenen Enden der Hülle der beiden Kabelstücke verbunden wird. Die Ausmasse der Falten und der durch sie verursachten Hohlräume sind zur Verdeutlichung etwas übertrieben darge stellt.
Der dickflüssige Überzug 6 kann aus einem beliebigen Material oder einer beliebigen Mi schung bestehen, die geeignete elektrische und andere Eigenschaften aufweist. Dies kann z. B. eine Lösung von Polyisobuty len in einem Mineralöl sein, wie es zur Imprägnierung und Ausfüllung von Hohlräumen bei gewissen Arten von Kabelisolationen angewendet wird, aber in wesentlich grösserer Konzentration als das Imprägniermittel. Es kann auch aus einer Lösung von vulkanisiertem oder nicht v LLlka- nisiertem Gummi in Mineralöl bestehen.
Im Falle von nicht vulkanisiertem Gummi kann die Lösung auch Bestandteile enthalten, welche die Vulkanisation des Gummis schon bei einer Temperatur bewirken, die unterhalb 50 C liegt, so dass die zähe Flüssigkeit erstar ren kann, nachdem sie aufgebracht und durch die Isolierungsschichten 5 und 8 eingeschlos sen worden ist.
Ein Beispiel eines dickflüssigen Überzugs- materials, das als sehr befriedigend befunden wurde, ist eine Mischung aus 84 Gewichts prozent eines naphthenischen Mineralöls, das mit Polyisobutylen verdickt ist, welches ihm eine Viskosität von ungefähr 11000 Centistokes bei 20 C, 1750 Centistokes bei 40 C Lmd 110 Centistokes bei 85 C verleiht, und aus 16 Gewichtsprozent der Polyäthylen-Mischung,
die unter der Handels marke Alkathene-Grad 20 bekannt ist.
Aus dem oben Gesagten geht hervor; dass der Zweck des beschriebenen Verfahrens ist, eine Verbindung zu schaffen, die eine dünne Schicht sehr zäher oder erstarrter Flüssig- ]zeit an der Berührungsfläche zwischen dem maschinell aufgebrachten Dielektrikum und der während des Verfahrens aufgewickelten Umhüllung aufweist. Diese Flüssigkeit füllt die benachbarten Kohlräume im Dielektrikum aus, die infolge von Falten oder andern Ur sachen entstehen, wodurch Lufteinschlüsse verhütet oder vermindert werden.
Method for establishing a connection between two pieces of electrical cable. The present invention relates to a method for producing a connec tion between two electrical cable pieces, each of which has at least one conductor, which is connected to a machine-applied, after a helical winding strip of elec trically insulating material, for. B. made of paper, existing dielectric is surrounded. The material of these strips does not contain any gas-filled cavities, for which purpose it can for example be impregnated.
The intermediate spaces between the individual windings and layers of these strips can with a liquid, such as. B. mineral oil or a () lgeinisch, be filled or can contain <B> (</B> Ias, which can be under a higher than 1%, atmospheric pressure. The method according to. The invention is in particular with such cables from Value that have to withstand a very high operating voltage and have a thick envelope.
It is. It is known to proceed in the following way to produce a connection of such cables: The cable sheathing is removed along a suitable distance from the cable ends connecting it in order to remove part of the insulated conductor (or, in the case of a multiple cable, part the insulated conductor). The machine-applied insulation is removed from the conductors in order to expose the ends of the same and to enable the connection or connections of the conductors.
Another piece of the machine-applied dielectric is also removed from each of the ends of the conductor to be connected in such a way that it is conical, e.g. B. gradually or stepwise, tapering ends of the insulating sheath arise, the thickness of which decreases from the full diameter to zero, whereupon the electrically conductive connection (or connections) of the exposed conductor pieces of the two cable parts is Herge.
Then a sheathing of strips of insulating material is applied either by hand or in certain cases with a manually controlled machine over each conductor connection point, and over the conically tapering ends of the dielectric and, if necessary, also over these ends.
The electrical strength along the surface of the insulation cone when the connection is made depends on whether there is intimate contact between the insulation applied by hand and the original cable insulation, so that no air bubbles can develop between the mutual contact surfaces.
In many cases it is not difficult to obtain satisfactory adhesion of the hand-applied insulation, but if the strips of the original insulation are wrinkled, it may be impossible to prevent the entrapment of air bubbles in certain areas of the interface between the two insulation . It is known that it is very difficult to manufacture cables with this insulating sleeve without wrinkling.
Plan has also found that in cable connections with wrinkled insulation, such air inclusions on the surface of the insulation cone weaken the electrical strength of the cable at the connection points, which is particularly dangerous if the cable and connection are subject to voltage surges that are capable of are to ionize the enclosed gas.
The weakening caused by the presence of trapped gas bubbles can be compensated to a certain degree if the isolation cones are made longer than would be necessary without the presence of gas bubbles; but this way out is generally not desired, since it entails an extension of the connection point and thus increased production costs of the connection.
The aim of the invention is to avoid the occurrence of such weak spots by at least making it difficult for air to be trapped between the machine-applied dielectric and the newly wound strip-shaped insulating material, and only air bubbles of significantly reduced dimensions can arise nen.
According to the invention, this is achieved in that, before the strip-shaped insulating material is applied, the conical surfaces of the dielectric are surrounded with a coating of viscous insulating material in order to fill cavities that arise between this and the strip-shaped as a result of wrinkles in the dielectric Insulating material would occur.
The above-mentioned coating material is expediently applied in a larger amount than would be necessary for the above-mentioned purpose, the excess being pressed out by the pressure of the strip-shaped insulating material when this is e.g. B. is wound under great tension.
An exemplary embodiment of the method according to the invention is explained with reference to the accompanying drawing. They show: Fig. 1 a longitudinal section. by connecting two electrical single-conductor cables insulated with impregnated paper in an intermediate stage of manufacture and FIG. 2 shows a corresponding illustration at a later stage of manufacture.
As can be seen from Fig. 1, the ends of the conductor 1 of the two pieces of cable are connected end to end by means of a snug connecting sleeve 2, and the machine-applied dielectric 3 of each cable end is towards the end of the conductor gradually from the full diameter to tapered to zero. There are nine steps of the same height, but there could be more and the step height can vary from one.
Minimum at the conductor to a maximum on the outside of the dielectric. In order to hold the paper layers in place until they are wrapped with the strip-shaped insulating material, each step can be temporarily surrounded by a wire loop. As indicated in Fig. 1, wrinkles (Run cells) have formed in the insulation in the upper half of the cable, as z. B. the cable was bent before its impregnation so that the dielectric of the upper half was on the inside of the curve.
The folds that result are denoted by 4. As a result of these folds, not all steps have cylindrical surfaces, so that it is difficult to achieve a completely tight contact between such a stepped surface and the insulation 5 (see FIG. 2) applied later by hand, made from insulating tape made of impregnated paper he aim, which has the purpose of forming an insulating jacket of the same diameter between the stepped ends of the machine-applied dielectric.
Within the meaning of the invention, before the paper insulation 5 to be produced from strip-shaped material is applied, each of the step-shaped tapered ends of the dielectric 3 is provided with a coating made of liquid material.
This material is poured on or sprayed on in order to achieve a more or less uniform layer which covers the entire surface of the dielectric and preferably also the exposed conductor ends 1 and their connecting sleeve 2 and adheres thereto.
After the coating 6 has been applied, the insulation tape begins to be wrapped around the connection point, namely with the conductor 1 and gradually the entire free space around the same and around the steps of the dielectric 3 is filled.
As a result of this winding process, the cover 6 is, as can be seen from FIG. 2, between the stepped surface and the insulating material wound by hand to form a thin layer 6 ', with the exception of the points 4 where the folds. there is no close contact. The excess material is squeezed over the surface of each step to the next outer one up to the outer surface of the dielectric 3, from where it can be wiped away.
At the wrinkled points 4, the spaces 7 between the dielectric and the insulating tape body 5 are now filled with the viscous material.
If, as can be seen from FIG. 2, the insulating tape is to be wound up over the stepped tapered points of the dielectric 3, the Cberzug 6 is also extended to over the cylindrical outer surfaces abutting the stepped surfaces, and it can be one additional insulating layer 8 can be wound over the layer 5 and the coating 6 on the outer surface of the dielectric. The layer 8 can consist of turns of impregnated paper strips or of a tube of rolled up impregnated paper.
There are paper that is tailored in such a way that after the sleeve has been applied to the connection point, the outer surface has the correct longitudinal profile to absorb the electrical longitudinal stress of the connection. Here, too, the coating 6 becomes a thin film through the insulation layer 8 (6 ') between this and the dielectric 3, with the exception of the wrinkled areas 4 where there is no close contact, the excess is pressed out and can be wiped away.
It goes without saying that the described insulating cable connection is enclosed in a conventional manner in a housing which is connected in a liquid-tight manner to the cut back ends of the sheath of the two cable pieces. The dimensions of the folds and the cavities caused by them are somewhat exaggerated for clarity.
The thick coating 6 can be made of any material or any mixture that has suitable electrical and other properties. This can e.g. B. be a solution of Polyisobuty len in a mineral oil, as used for the impregnation and filling of cavities in certain types of cable insulation, but in a much greater concentration than the impregnating agent. It can also consist of a solution of vulcanized or non-volcanized rubber in mineral oil.
In the case of non-vulcanized rubber, the solution can also contain constituents which cause the rubber to vulcanize at a temperature below 50 ° C., so that the viscous liquid can solidify after it has been applied and enclosed by the insulation layers 5 and 8 has been sen.
An example of a thick coating material that has been found to be very satisfactory is a blend of 84 weight percent of a naphthenic mineral oil thickened with polyisobutylene, which gives it a viscosity of about 11,000 centistokes at 20 ° C, 1750 centistokes at 40 ° C 110 centistokes at 85 C, and from 16 percent by weight of the polyethylene blend,
which is known under the trade mark Alkathene-Grad 20.
From the above it follows; that the purpose of the process described is to create a bond that has a thin layer of very tough or solidified liquid at the interface between the machine applied dielectric and the wrapper rolled up during the process. This liquid fills the neighboring carbon spaces in the dielectric, which arise as a result of wrinkles or other causes, whereby air inclusions are prevented or reduced.