CH619077A5

CH619077A5 - Method of restoring the inner semiconducting layer when connecting cables, in particular high-voltage cables, and a device for carrying out the method

Info

Publication number: CH619077A5
Application number: CH848577A
Authority: CH
Inventors: Ole Kjaer Nielsen
Original assignee: Nordiske Kabel Traad
Priority date: 1976-07-09
Filing date: 1977-07-08
Publication date: 1980-08-29
Also published as: FR2358039A1; DK139859C; FR2358039B1; DK310676A; SE423585B; NO139371C; DK139859B; GB1579196A; DE2731031B2; DE2731031C3; FI63843B; FI63843C; FI772141A; NO139371B; DE2731031A1; SE7707980L; NO772360L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiederherstellung der inneren halbleitenden Schicht beim Verbinden von Kabeln, insbesondere Hochspannungskabeln, bei demn man nach Abfasen der Isolierung der Kabelenden und Freilegen sowie Zusammenfügen der Leiter diese mit einem halbleitenden polymeren Material, vorzugsweise der gleichen Art wie im Kabel, verkleidet, indem das Material in Form einer Bewicklung oder eines oder mehrerer Formteile aufgebracht und erhitzt wird, so dass es sich an die innere halbleitende Schicht der Kabelenden bindet, und man dann die Verbindung abkühlen lässt und erforderlichenfalls diese zwecks Erzielung einer glatten Oberfläche nachbehandelt. Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Gerät zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Beim Verbinden von Kabeln werden die Leiter auf einem geeigneten Stück der Kabelenden freigelegt und dann durch Löten oder Schweissen verbunden, wonach man die innere halbleitende Schicht, die Isolierschicht und die äussere halbleitende Schicht soweit möglich mit Materialien der gleichen Art wie in den entsprechenden Schichten des Kabels wiederherstellt.

Die Wiederherstellung der inneren halbleitenden Schicht erfolgt in der Regel durch Abfasen der Isolierschicht, so dass man ein Stück der inneren halbleitenden Schicht an den beiden Kabelenden freilegt und dann die freigelegten Teile und die Leiterverbindung mit einem halbleitenden, gegebenenfalls vernetzungsfähigen Material bewickelt. Statt der Bewicklung lassen sich vorgegossene Formteile verwenden.

Die wiederhergestellte halbleitende Schicht wird dann beispielsweise durch Einschliessen in eine heizbare Form erhitzt, so dass die Schicht schmilzt und sich an die innere halbleitende Schicht der Kabelenden bindet sowie erwünschtenfalls vernetzt wird.

Eine alternative Methode, die beispielsweise in der DT-AS 2418 025 beschrieben ist, besteht darin, die Isolierschicht aussen auf der aufgewickelten inneren halbleitenden Schicht aufzuwickeln, ohne eine dazwischenliegende Wärmebehandlung durchzuführen und dann die Verbindungsstelle mit einer Druckbandage aus Gummi und einer Wärmequelle zu umgeben und das Schmelzen der beiden Schichten auf einmal vorzunehmen.

Diese beiden Alternativen haben aber erhebliche Nachteile, indem zu dem in den beiden Fällen erforderlichen Abfassen der Isolierung und Freilegen der inneren halbleitenden Schicht, deren Dicke in der Regel weniger als 1 mm beträgt, öfters Schneidapparate verwendet werden, die als übliche Bleistiftspitzer ausgebildet sind, d. h. dass sie mit einer schräggestellten Schneide versehen und für Einsetzen über das Kabelende hinein und Umdrehen um dieses vorgesehen sind. Die Verwendung solcher Bleistiftspitzer bewirkt unumgänglich ein schraubenlinienförmiges totales oder partielles Einschneiden in die halbleitende Schicht, das für den Fall der Nichtbehand-lung verringerte Verbindungseigenschaften zur Folge hat. Da ein vollständiges Freilegen der inneren halbleitenden Schicht in einer Länge von etwa 5 bis 10 mm und ein Ausgleichen scharfer, vom Schneidapparat herrührender Kanten zur Vermeidung von Feldstärkekonzentrationen erforderlich sind, wird das Abfasen mit einem Abschleifvorgang beendigt, was in der Regel vom Leiterende nach innen auf dem Kabel erfolgt.

Durch dieses Abschleifen werden unvermeidlich halbleitende Partikel auf den äusseren dünnen Teil der Isolierung übertragen, was elektrische Feldstörungen in der endgültigen Verbindung ergibt

Das eigentliche Abschleifen ist mühsam und mit grösster Sorgfalt durchzuführen, indem ein erhebliches Risiko für unerwünschtes Einschieifen in die halbleitende Schicht mit sich daraus erhebender Freilegung des Leiters besteht.

Bei der obigen Alternative, wobei die wiederhergestellte halbleitende Schicht vor dem Aufwickeln der Isolierschicht geschmolzen und an die inneren halbleitenden Schichten der Kabelenden gebunden ist, steht teils eine Oberflächenbehandlung der fertigen Schicht zum Entfernen von Gussflossen und etwaigen Oberflächenunreinheiten, teils ein Abschleifen etwaiger Kanten am Übergang zu den inneren halbleitenden Schichten der Kabelenden bevor, wodurch wiederum das Risiko für ein Abschleifen der inneren halbleitenden Schicht und Freilegen des Leiters besteht.

Bei der Alternative, wobei die aufgewickelte innere halbleitende Schicht vor Auftragen der Isolierung nicht wärmebehandelt wird, besteht auch eine Gefahr für Feldstörungen an den Übergangsstellen zum Kabel, indem die Aufwicklung notwendigerweise durch eine Überlappung der inneren halbleitenden Schicht der Kabelenden abgeschlossen werden muss, und die Kante dieser Überlappungen kann Feldstörungen zur Folge haben.

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Zweck der vorliegenden Erfindung ist, die vorerwähnten Nachteile zu Vermeiden, und dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass das Abfasen der Isolierung der Kabelenden ohne Freilegen der Aussenseite der inneren halbleitenden Schicht erfolgt und man dann ein Gerät zwischen den Leiter und die innere halbleitende Schicht zum Ausdehnen des Endteiles des abgefasten Bereiches und Freilegen des darunterliegenden Teiles des Leiters einführt, den abgefasten Bereich in ausgedehnter Stellung fixiert, das Ausdehnungsgerät entfernt und den ganzen Zwischenraum zwischen den ausgedehnten Endteilen mit dem halbleitenden polymeren Material ausfüllt.

Durch diese Methode erreicht man erstens ein einfacheres Abfasen ohne Gefahr für Verunreinigung der Isolierung und unerwünschtes Freilegen des Leiters. Die angegebene Ausdehnung des Endteiles des abgefasten Bereiches hat weiterhin zur Folge, dass dem Übergang zwischen der wiederhergestellten halbleitenden Schicht und den inneren halbleitenden Schichten der Kabelenden eine verhältnismässig grosse Wandstärke verliehen werden kann, so dass man nach Abkühlen der Verbindung sowohl den abgefasten Bereich als auch die wiederhergestellte halbleitende Schicht einer nachfolgenden spanabhebenden Bearbeitung, beispielsweise einem Fräs- oder Hobelvorgang, zur Erzielung einer glatten Oberfläche unterziehen kann, und zwar ohne Gefahr für ein Freilegen des Leiters und mit einem gleichmässigen Übergang zur Kabelisolierung.

Die Ausdehnung hat weiterhin zur Folge, dass man eine Oberflächenbeschaffenheit der halbleitenden Schicht erreicht, die eine gute Feldverteilung in der Isolierung gewährleistet, indem die Oberfläche an den Übergangsstellen ja aus den ursprünglichen halbleitenden Schichten des Kabels besteht, die in ausgedehnter Stellung fixiert sind.

Nach der Oberflächenbehandlung werden die übrigen Schichten in an sich bekannter Weise aufgetragen, beispielsweise wie in der DE-OS 24 31 644 beschrieben. Auch ist in der DE-OS 26 30 625 ein Verfahren beschrieben, mit dem die restlichen Schichten im Verbindungsbereich der Kabelenden wiederhergestellt werden können.

Der Aussendurchmesser des erfindungsgemässen Ausdehnungsgerätes ist an seinem freien Ende der Innenbohrung derart angepasst, dass die Kanten so scharf sind, dass sie sich leicht zwischen die halbleitenden Schichten und die Leiter einführen lassen, aber doch nicht so scharf, dass sie die halbleitenden Schichten beschädigen. Er kann ferner linear oder logarithmisch zur Seite hin abnehmen.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die Fig. 1 eine Kabelverbindung nach Verschweissen der Leiter und Abfasen der Isolierung,

die Fig. 2 die Verbindung nach Ausdehnung der Endteile der abgefasten Bereiche sowie ein einseitig eingeschobenes erfindungsgemässes Ausdehnungsgerät,

die Fig. 3 die Verbindung nach Bewicklung der Leiterverbindung mit halbleitenden Bändern und

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die Fig. 4 die Verbindung mit der fertigen wiederhergestellten halbleitenden Schicht, die nach Erhitzen an die inneren halbleitenden Schichten des Kabels gebunden ist, wonach man die Isolierung und die halbleitende Schicht auf die erwünschte Dicke herabgehobelt hat.

Die Figuren zeigen einen mehrdrahtigen Leiter 1 und die geschweisste Leiterverbindung 2. Aussen auf diesem sieht man die innere halbleitende Schicht 3 und die Isolierung 4, die, wie hervorgeht, abgefast ist, so dass die Aussenseite der untenliegenden halbleitenden Schichten nicht freigelegt ist. Zu äusserst ist die äussere halbleitende Schicht 5 ersichtlich.

In Fig. 2 sieht man ein teilbares Gerät 6, das zwischen den Leiter 1 und die innere halbleitende Schicht 3 eingeführt worden ist und den Endteil des abgefasten Bereiches (3a, 4a) ausgedehnt hat. Zur Erleichterung des Einführens des Gerätes und des späteren Fixierens wird der Endteil vorzugsweise erhitzt, so dass er erweicht wird, und man lässt dann den Endteil mit eingesetztem Gerät abkühlen, wodurch er in ausgedehntem Zustand fixiert wird. An der entgegengesetzten Seite ist ein derart ausgedehnter und fixierter Endteil ersichtlich (3b, 4b).

Wenn die beiden Endteile fixiert sind, wird das Gerät 6 abgenommen, und es wird eine Bewicklung 7 mit Bändern aus halbleitendem Material wie in Fig. 3 gezeigt aufgetragen. Ersatzweise lassen sich ein oder mehrere vorgegossene formteile anordnen.

Dann wird die Bewicklung 7 nebst einem Stück der abgefasten Teile mit einer heizbaren Form oder mit einer druckverteilenden und wärmeleitenden Hülle umgeben und auf diese ein Druckschlauch aufgezogen, der seinerseits wieder von einem Metallblech umschlossen wird. Ferner kann eine Verbindung mit einer entsprechend angeordneten Wärmequelle hergestellt werden, wie dies in der DE-OS 26 30 625 beschrieben ist. Durch diese Wärme- und Druckeinwirkung schmilzt die halbleitende Schicht und bindet sich an die inneren halbleitenden Schichten des Kabels. Das Abkühlen der Verbindung erfolgt vorzugsweise unter weiterer Druckeinwirkung zur Vermeidung einer Blasenbildung kann aber doch nach Entfernung der Druck- und Reizvorrichtungen durchgeführt werden, und zwar insbesondere für den Fall, dass ein nicht vernetzungsfähiges halbleitendes Material benutzt worden ist.

In Abhängigkeit der Sorgfalt, mit der die Bewicklung vorgenommen worden ist, und der während des Erhitzens verwendeten Apparatur kann man eine völlig glatte Oberfläche oder eine Oberfläche, die eine gewisse Nachbehandlung erfordert, erreichen.

Vorzugsweise erfolgt eine Nachbehandlung des abgefasten Bereiches und der Verbindung durch spanabhebende Bearbeitung, insbesondere durch Fräsen oder Hobeln. Dadurch kann man eine völlig glatte Oberfläche erreichen. Weiterhin erhält man dadurch den in Fig. 4 gezeigten schwach konischen Übergang 3c ohne scharfe Kanten von der wiederhergestellten Schicht 7a bis zur halbleitenden Schicht 3 auf dem Kabel.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Wiederherstellung der inneren halbleitenden Schicht beim Verbinden von Kabeln, insbesondere Hochspannungskabeln, bei dem man nach Abfasen der Isolierung der Kabelenden und Freilegen sowie Zusammenfügen der Leiter diese mit einem halbleitenden polymeren Material verkleidet, indem das Material in Form einer Bewicklung oder eines oder mehrerer Formteile aufgebracht und erhitzt wird, so dass es sich an die innere halbleitende Schicht der Kabelenden bindet, und man dann die Verbindung abkühlen lässt, dadurch gekennzeichnet, dass das Abfasen der Isolierung (4) der Kabelenden ohne Freilegen der Aussenseite der inneren halbleitenden Schicht (3) erfolgt, und man dann ein Ausdehnungsgerät (6) zwischen den Leiter (1) und die innere halbleitende Schicht (3) zum Ausdehnen des Endteiles des abgefasten Bereiches und Freilegen des darunterliegenden Teiles des Leiters (1) einführt, den abgefasten Bereich in ausgedehnter Stellung fixiert, das Ausdehnungsgerät (6) entfernt und den ganzen Zwischenraum zwischen den ausgedehnten Endteilen mit dem halbleitenden polymeren Material ausfüllt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den abgefasten Bereich vor und/oder während des Einführens des Ausdehnungsgerätes (6) erhitzt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ausfüllung und einen Teil der Kabelenden mit einer druckverteilenden und wärmeleitenden Hülle umgibt, die man mit einem Druckschlauch umwickelt, der von einem gefalteten Metallblech eingeschlossen und eingespannt wird, und dass dann dem Druckschlauch eine Druckflüssigkeit und der Verbindung Wärme von einer zweckmässig angeordneten Wärmequelle zugeführt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man nach dem Abkühlen der Verbindung den abgefasten Bereich und die Verbindung einer spanabhebenden Bearbeitung zur Erzielung einer glatten Oberfläche unterzieht.

5. Ausdehnungsgerät zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass es aus mindestens zwei, zu einem Rotationskörper zusammensetzbaren Teilen besteht, dass die Form des Rotationskörpers der einer Hülse (6) mit einem Innendurchmesser gleich dem des Leiters (1) entspricht, und dass die Wandstärke der Hülse in Richtung auf ihre Enden hin auf Null zuläuft.

6. Ausdehnungsgerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülse (6) einen Ringwulst aufweist, mit Hilfe dessen sie auf dem Leiter ( 1 ) gleitend verschiebbar ist.