Verfahren zur Herstellung von Verbindungsmuffen oder Reparaturstellen an Kabeln oder Leitungen mit einer Isolierung aus einem hochpolymeren thermoplastischen Kunststoff Zur Herstellung von Verbindungsmuffen oder Re paraturstellen an Kabeln oder Leitungen mit einer Iso lierung aus einem hochpolymeren thermoplastischen Kunststoff, beispielsweise aus Polyäthylen, ist es üblich,
die zur Verbindung oder Reparatur des Kabels oder der Leitung entfernte Isolierung durch Aufwickeln von Iso- lierstoffbändern auf die Kabelseele oder den elektrischen Leiter an der Verbindungs- oder Reparaturstelle wie derherzustellen. Aus elektrischen Gründen muss dabei die Isolierdicke grösser als die der ursprünglichen Iso lierung gewählt werden, so dass das Kabel oder die Leitung an dieser Stelle eine Aufdickung erhält.
Eine solche Aufdickung des Kabels oder der Lei tung lässt sich jedoch vermeiden, wenn man die auf gewickelten Isolierstoffbänder durch Anwendung von Wärme miteinander verschweisst. Zur Erzeugung der er forderlichen Schweisswärme kommt bereits eine Gas heizung oder auch eine elektrische Heizung zur An wendung, bei der die erzeugte Wärme durch Strahlung auf die zu verschweissenden Isolierstoffbänder übertra gen wird.
Die Gasheizung, beispielsweise mit offener Gasflamme, hat den Nachteil einer ungenauen Tempe raturregelung, während sich bei der elektrischen Hei zung Schwierigkeiten dann ergeben, wenn die Kabel oder Leitungen an Biegestellen, an Einführungen und dergl. ausgebessert werden müssen; denn in allen diesen Fällen ist es erforderlich, dass die hierfür verwendeten heizbaren Formen, die auf die Kabel oder Leitungen aufgeschoben werden, der jeweiligen äusseren Form oder Lage des Kabels oder der Leitung angepasst und für den entsprechenden Durchmesser ausgewählt wer den müssen.
Diese Schwierigkeiten bei der Herstellung von Ver- bindung-muffen oder Reparaturstellen an Kabeln oder Leitungen mit einer Isolierurig aus einem thermoplasti schen Kunststoff, bei der auf die von der Isolierung befreite Kabelseele oder den elektrischen Leiter aus einem thermoplastischen Kunststoff hergestellte Isolier- stoffbänder lagenweise aufgewickelt und durch Anwen dung von Wärme mit der Isolierung des Kabels oder der Leitung sowie untereinander verschweisst werden, werden durch die Erfindung überwunden.
Gemäss der Erfindung werden die an der Verbindungs- oder Repa raturstelle zwischen den abgesetzten Enden der Isolie rung auf die Kabelseele oder auf den elektrischen Leiter aufgewickelten Isolierstoffbänder durch als Heizbänder ausgebildete elektrische Heizelemente verschweisst. Auf diese Weise können Verbindungsmuffen und Repara turstellen beliebiger Abmessungen und Formen herge stellt werden. So kann z.
B. die Reparatur eines Kabels nach dem vorgeschlagenen Verfahren ohne grossen Auf wand auch unmittelbar vor einer Kabeleinführung, vor einem Endverschluss oder in einer Biegung sowie in einem Kabelkanal ausgeführt werden, ohne dass etwa das an der für die bisher bekannten Ausbesserungs verfahren nur schwer zugänglichen Stelle beschädigte Kabelstück herausgeschnitten und ein neues Kabelstück eingespleisst zu werden braucht.
Weiterhin können die Heizelemente unmittelbar auf die Isolierstoffbänder aufgebracht werden. Ausserdem können die Heizelemente mit einer gleichzeitig als äussere Form und als Abschirmung für das Kabel oder die Leitung dienenden Bandage aus einem Metall band umwickelt werden. Hierdurch wird der Energie bedarf zum Verschweissen der Isolierstoffbänder we sentlich -verringert, da durch die zwischen der ober sten Lage der Bandbewicklung und der Abschirmung angeordneten Heizelemente ein unmittelbarer Wär metransport von den Heizelementen zu den zu ver- schweissenden Isolierstoffbändern stattfindet.
Zur Sp--isung der Heizbänder reicht deshalb bereits eine Batterie aus, so dass die Ausbesserung eines Ka bels oder einer Leitung ohne grossen Aufwand auf der Kabeltrasse durchgeführt werden kann. Infolge der ge ringen Leistungsaufnahme der Heizbänder ist auch de ren Wärmestrahlung nach aussen sehr gering, so dass die Isolierung benachbarter Kabel oder Leitungen nicht beschädigt wird. Da ausserdem die Bandage aus dem Metallband gleichzeitig mit Vorteil als äussere Form während des Schweissvorganges und als Abschirmung für das Kabel oder die Leitung dient, wird die Montage zeit wesentlich verkürzt.
Das ergibt sich auch dadurch, dass als Heizelemente Bänder mit einer Heizdrahtein- lage verwendet werden können, die nach Herstellung der Verbindungs- oder Reparaturstelle im Kabel ver bleiben.
Zur Herstellung einer Verbindungs- oder Repara turstelle kann man aber auch so vorgehen, dass auf die Isolierstoffbänder zunächst eine Bandage aus einem Me tallband aufgebracht wird, die als äussere Form dient und dass anschliessend auf diese Bandage die elektri schen Heizelemente aufgewickelt werden.
Durch die hierbei als äussere Form verwendete Metallbandage wer den die thermoplastischen Isolierstoffbänder beim Schweissvorgang daran gehindert, infolge ihres grossen Wärmeausdehnungskoeffizienten in radialer Richtung aus der Reparaturstelle herauszuwandern. Demzufolge werden die einzelnen Lagen des Isolierstoffbandes mit hohem Druck gegeneinander gepresst und damit dicht verschweisst.
Ein weiterer Vorteil des vorgeschlagenen Verfah rens zur Herstellung einer Verbindungs- oder Repara turstelle an einem Kabel oder an einer Leitung besteht darin, dass die Reparaturstelle klein gehalten werden kann. Das bedeutet, dass die Heizbänder infolge des gegenüber einer Wärmeübertragung durch Strahlung verbesserten Wärmeüberganges von den Heizbändern zu der Reparaturstelle bei einer gleichzeitig erzielten gleichmässigen Durchwärmung der aufgewickelten Iso- lierstoffbänder eine wesentlich geringere Leistungsauf nahme beanspruchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Spleissstelle an einem Hochspannungskabel näher erläutert.
Auf dem Leiter 1 des Hochspannungskabels, der mit der schwachleitenden Schicht 2 versehen ist, ist, wie in der Fig. 1 dargestellt, die Isolierung 3 aus Polyäthylen aufgebracht. An der Reparaturstelle 4 sind lagenweise übereinander die ebenfalls aus Polyäthylen hergestell ten Isolierstoffbänder 5 aufgewickelt. Nach aussen wer den diese Isolierstoffbänder von den beiden Lagen Kup ferbändern 6 überdeckt, auf die abschliessend die Heiz- bänder 7 aufgewickelt sind. Die Heizbänder 7 bestehen aus einem Glasseideband, in das ein Heizdraht einge webt ist.
Durch die zwischen den Heizbändern 7 und den Isolierstoffbändern 5 angeordneten Kupferbänder 6 ist eine einwandfreie Wärmeübertragung gewährlei stet.
Zur Temperaturmessung oder auch zur Tempera turregelung mittels an sich bekannter elektrischer Regel glieder an der Reparaturstelle 4 dient ein zwischen den Kupferbändern 6 und den Heizbändern 7 angeordnetes, nicht dargestelltes Thermoelement.
Zur Herstellung einer Reparaturstelle wird an der schadhaften Stelle des Kabels die Isolierung 3 bis auf den mit der schwachleitenden Schicht 2 bedeckten Lei ter 1 entfernt und die beiderseitigen Enden der Isolie rung 3 werden, wie in der Fig. veranschaulicht, konisch abgesetzt. Auf den Leiter 1 werden nun zwischen den konisch abgesetzten Enden der Isolierung 3 die aus Po lyäthylen hergestellten Isolierstoffbänder 5 aufgewickelt, bis der Aussendurchmesser dieser Bewicklung etwa gleich dem Aussendurchmesser der Isolierung 3 des Kabels ist.
Auf die oberste Lage der Bewicklung wer den in zwei Lagen die Kupferbänder 6 aufgebracht, die einander jeweils zur Hälfte überlappen. Diese Kup ferbänder dienen als äussere Form, wenn beim Schweiss- vorgang die Isolierstoffbänder 5 infolge ihres grossen Wärmeausdehnungskoeffizienten radial nach aussen wandern wollen. Abschliessend werden auf die Kupfer bänder 6 die Heizbänder 7 aufgewickelt.
Nach dem Verschweissen der Isolierstoffbänder 5 untereinander und mit der Isolierung 3 des Kabels werden die Kupfer bänder 6 und die Heizbänder 7 wieder entfernt und stehen für eine neue Reparaturstelle oder Verbindungs muffe zur Verfügung.
In der Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem auf die Isolierung 3 des Kabels aus Polyäthylen die zweite leitende Schicht 8 aufgebracht ist. Die lei tende Schicht 8 wird von der Aderabschirmung 9 über deckt. An der Spleissstelle 10 sind lagenweise über einander die ebenfalls aus Polyäthylen hergestellten Iso- lierstoffbänder 11 aufgewickelt. Abweichend von dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel werden hierbei die Isolierstoffbänder 11 von dem schwachleiten den Band 12 mit eingebetteten Heizdrähten überdeckt, auf das abschliessend das Kupferband 13 als Abschir mung aufgewickelt ist.
Das Band 12 besteht aus dem gleichen thermoplastischen Kunststoff, aus dem die Iso- lierstoffbänder hergestellt sind mit eingebetteten Heiz drähten, wobei die Oberflächen des Bandes mit einer schwachleitenden, beispielsweise aus Russ oder Graphit bestehenden Schicht versehen ist. Die Heizdrähte kön nen hierbei mäanderförmig ausgebildet sein.
Zur Herstellung dieser Spleissstelle wird an der Schweissstelle der Leiter der Kabel die Isolierung 3 bis auf den mit der schwachleitenden Schicht 2 bedeckten Leiter 1 entfernt und über der Schweissstelle die schwachleitende Schicht 2 wieder aufgebaut. Die bei derseitigen Enden der Isolierung 3 werden, wie in der Fig. 2 veranschaulicht, konisch abgesetzt. Auf den Lei ter 1 werden nun zwischen den konisch abgesetzten Enden der Isolierung 3 die aus Polyäthylen hergestell ten Isolierstoffbänder 11 aufgewickelt, bis der Aussen durchmesser dieser Bewicklung etwa gleich dem Aus sendurchmesser der Isolierung 3 des Kabels ist.
Auf die oberste Lage der Bewicklung wird das schwachlei tende, mit den Heizdrähten ausgestattete Band 12 auf gebracht. Darüber wird abschliessend das Kupferband 13 aufgewickelt, das als äussere Form dient, wenn beim Schweissvorgang die Isolierstoffbänder 11 infolge ihres grossen Wärmeausdehnungskoeffizienten radial nach aussen wandern wollen. Nach dem Verschweissen der Isolierstoffbänder 11 untereinander und mit der Iso lierung 3 des Kabels verbleibt die Heizbandage als Aderabschirmung an der Spleissstelle.
Das gemäss der Erfindung vorgeschlagene Verfah ren ist damit vom jeweiligen Aussendurchmesser des Kabels oder der Leitung unabhängig. Verdickungen an der Spleissstelle sind vermieden. Von aussen ist die so hergestellte Spleissstelle von der übrigen Kabelisolie rung nicht mehr zu unterscheiden.
Process for the production of connection sleeves or repair points on cables or lines with insulation made from a high-polymer thermoplastic material For the production of connection sleeves or repair points on cables or lines with insulation made from a high-polymer thermoplastic material, for example polyethylene, it is common to
to restore the insulation removed for the connection or repair of the cable or line by winding insulating strips onto the cable core or the electrical conductor at the connection or repair point. For electrical reasons, the insulation thickness must be greater than that of the original insulation so that the cable or line is thickened at this point.
Such a thickening of the cable or the line can, however, be avoided if the insulating strips wound on are welded together by applying heat. To generate the required welding heat, a gas heater or an electric heater is used, in which the heat generated is transmitted by radiation to the insulating strips to be welded.
The gas heating, for example with an open gas flame, has the disadvantage of inaccurate temperature control, while electrical heating difficulties arise when the cables or lines at bends, inlets and the like. Must be repaired; because in all these cases it is necessary that the heatable forms used for this purpose, which are pushed onto the cables or lines, are adapted to the respective external shape or position of the cable or line and selected for the corresponding diameter.
These difficulties in the production of connecting sleeves or repair points on cables or lines with an insulation made of a thermoplastic plastic, in which the insulating material tapes made of a thermoplastic plastic are wound in layers and on the cable core or the electrical conductor made of a thermoplastic plastic be welded by application of heat to the insulation of the cable or line and to each other, are overcome by the invention.
According to the invention, the insulation tapes wound on the cable core or on the electrical conductor are welded by electrical heating elements designed as heating tapes at the connection or repair point between the remote ends of the insulation. In this way, connecting sleeves and repairs of any dimensions and shapes can be Herge. So z.
B. the repair of a cable according to the proposed method without much effort also immediately before a cable entry, before a termination or in a bend and in a cable duct, without about the difficult to access for the previously known repair process cut out damaged cable section and a new cable section needs to be spliced in.
Furthermore, the heating elements can be applied directly to the insulating strips. In addition, the heating elements can be wrapped with a bandage made of a metal band that simultaneously serves as the outer shape and as a shield for the cable or line. As a result, the energy required to weld the insulating tapes is significantly reduced, since the heating elements arranged between the uppermost layer of the tape wrapping and the shielding result in direct heat transport from the heating elements to the insulating tapes to be welded.
A battery is therefore sufficient to power the heating tapes, so that a cable or line can be repaired on the cable route without great effort. As a result of the low power consumption of the heating tapes, their heat radiation to the outside is also very low, so that the insulation of neighboring cables or lines is not damaged. In addition, since the bandage made of the metal strip is used simultaneously with advantage as an outer shape during the welding process and as a shield for the cable or line, the assembly time is significantly reduced.
This also results from the fact that tapes with a heating wire insert can be used as heating elements, which remain in the cable after the connection or repair point has been made.
To produce a connection or repair point, however, you can also proceed in such a way that a bandage made of a metal band is first applied to the insulating material strips, which serves as the outer shape and that the electrical heating elements are then wound onto this bandage.
The metal bandage used here as the outer shape prevents the thermoplastic insulating strips from migrating out of the repair area in the radial direction due to their large thermal expansion coefficient during the welding process. As a result, the individual layers of the insulating tape are pressed against one another with high pressure and thus welded tightly.
Another advantage of the proposed method for producing a connection or repair point on a cable or line is that the repair point can be kept small. This means that the heating tapes, as a result of the improved heat transfer from the heating tapes to the repair site compared to heat transfer by radiation, with a simultaneous even heating of the wound insulating tapes, require a significantly lower power consumption.
Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the splice point shown in FIGS. 1 and 2 on a high-voltage cable.
On the conductor 1 of the high-voltage cable, which is provided with the weakly conductive layer 2, the insulation 3 made of polyethylene is applied, as shown in FIG. 1. At the repair point 4 the insulating strips 5 also made of polyethylene are wound up in layers. On the outside, these insulating strips are covered by the two layers of copper strips 6, onto which the heating strips 7 are finally wound. The heating bands 7 consist of a fiberglass tape into which a heating wire is woven.
Due to the copper strips 6 arranged between the heating strips 7 and the insulating strips 5, perfect heat transfer is guaranteed.
For temperature measurement or for temperature control by means of known electrical control members at the repair point 4, a thermocouple, not shown, is used between the copper strips 6 and the heating strips 7.
To produce a repair point, the insulation 3 is removed from the damaged point of the cable except for the Lei ter 1 covered with the weakly conductive layer 2 and the ends of the insulation 3 on both sides are, as illustrated in FIG. On the conductor 1 between the conically offset ends of the insulation 3, the insulating strips made of Po lyäthylen 5 are wound until the outer diameter of this winding is approximately equal to the outer diameter of the insulation 3 of the cable.
On the top layer of the winding who applied the copper strips 6 in two layers, each of which overlap half. These copper tapes serve as the outer shape when, during the welding process, the insulating tapes 5 want to move radially outwards due to their large coefficient of thermal expansion. Finally, the heating strips 7 are wound onto the copper strips 6.
After the insulation tapes 5 have been welded together and with the insulation 3 of the cable, the copper tapes 6 and the heating tapes 7 are removed again and are available for a new repair point or connection sleeve.
In FIG. 2, an embodiment is shown in which the second conductive layer 8 is applied to the insulation 3 of the polyethylene cable. The lei tend layer 8 is covered by the core shield 9 over. At the splice point 10, the insulating strips 11, which are also made of polyethylene, are wound in layers over one another. In contrast to the embodiment shown in FIG. 1, the insulating strips 11 are covered by the weakly conducting strip 12 with embedded heating wires, onto which the copper strip 13 is finally wound as a shield.
The band 12 consists of the same thermoplastic material from which the insulating bands are made with embedded heating wires, the surface of the band being provided with a weakly conductive layer, for example made of carbon black or graphite. The heating wires can be designed in a meandering manner.
To produce this splice point, the insulation 3 is removed from the welding point of the conductors of the cables except for the conductor 1 covered with the weakly conductive layer 2 and the weakly conductive layer 2 is built up again over the welded point. The ends of the insulation 3 on the opposite side are, as illustrated in FIG. 2, tapered off. On the Lei ter 1 are now between the conically offset ends of the insulation 3 made of polyethylene hergestell th insulating strips 11 wound until the outer diameter of this winding is approximately equal to the diameter of the insulation 3 from the cable.
On the top layer of the wrapping, the low-end, equipped with the heating wires tape 12 is brought on. Finally, the copper band 13 is wound over it, which serves as the outer shape when the insulating material bands 11 want to move radially outwards during the welding process due to their large coefficient of thermal expansion. After the insulating strips 11 have been welded together and with the insulation 3 of the cable, the heating bandage remains as a core shield at the splice point.
The procedural Ren proposed according to the invention is therefore independent of the respective outer diameter of the cable or line. Thickening at the splice point is avoided. From the outside, the splice made in this way can no longer be distinguished from the rest of the cable insulation.