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: NO139371B; FR2358039B1; FR2358039A1; SE423585B; DE2731031C3; FI63843C; GB1579196A; DK310676A; SE7707980L; NO772360L; FI63843B; NO139371C; DK139859B; FI772141A; DE2731031B2; DK139859C; DE2731031A1

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. The present invention relates to a method for restoring the inner semiconducting layer when connecting cables, in particular high-voltage cables, in which after chamfering the insulation of the cable ends and exposing them and joining the conductors together, these are coated with a semiconducting polymeric material, preferably of the same type as in the cable, encased by applying and heating the material in the form of a wrap or one or more molded parts so that it binds to the inner semiconducting layer of the cable ends, and then allowing the connection to cool and after-treating if necessary to achieve a smooth surface. The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a device for carrying out the method according to the preamble of claim 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. When connecting cables, the conductors are exposed on a suitable piece of the cable ends and then connected by soldering or welding, after which the inner semiconducting layer, the insulating layer and the outer semiconducting layer are as far as possible made of materials of the same type as in the corresponding layers of the cable restores.

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. The inner semiconducting layer is usually restored by chamfering the insulating layer, so that a piece of the inner semiconducting layer is exposed at the two cable ends and then the exposed parts and the conductor connection are wound with a semiconducting, optionally crosslinkable material. Pre-cast molded parts can be used instead of the wrapping.

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. The restored semiconducting layer is then heated, for example, by being enclosed in a heatable mold, so that the layer melts and binds to the inner semiconducting layer of the cable ends and, if desired, is crosslinked.

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. An alternative method, which is described, for example, in DT-AS 2418 025, is to wind up the insulating layer on the outside on the wound inner semiconducting layer without performing an intermediate heat treatment and then to surround the connection point with a rubber pressure bandage and a heat source and to melt the two layers at once.

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. However, these two alternatives have considerable disadvantages in that, in order to formulate the insulation and expose the inner semiconducting layer, the thickness of which is generally less than 1 mm, the cutting devices which are designed as conventional pencil sharpeners are often used . H. that they are provided with an inclined cutting edge and are intended for insertion over the cable end and turning around it. The use of such pencil sharpeners inevitably causes a helical total or partial cut into the semiconducting layer, which results in reduced connection properties in the event of non-treatment. Since a complete exposure of the inner semiconducting layer in a length of about 5 to 10 mm and a compensation of sharp edges originating from the cutting apparatus are required to avoid field strength concentrations, the chamfering is ended with a grinding process, which usually starts from the end of the conductor inwards the cable is done.

Durch dieses Abschleifen werden unvermeidlich halbleitende Partikel auf den äusseren dünnen Teil der Isolierung übertragen, was elektrische Feldstörungen in der endgültigen Verbindung ergibt This grinding inevitably transfers semiconducting particles to the outer thin part of the insulation, which results in electrical field disturbances in the final connection

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. The actual grinding is laborious and must be carried out with great care, since there is a considerable risk of undesired grinding into the semiconducting layer, with the resultant exposure of the conductor.

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. In the above alternative, where the restored semiconducting layer is melted before the insulation layer is wound up and bonded to the inner semiconducting layers of the cable ends, the finished layer is partly surface treated to remove cast fins and any surface impurities, partly by grinding off any edges at the transition in front of the inner semiconducting layers of the cable ends, which in turn creates the risk of grinding the inner semiconducting layer and exposing the conductor.

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. In the alternative, whereby the wound inner semiconducting layer is not heat treated before the insulation is applied, there is also a risk of field disturbances at the transition points to the cable, since the winding must necessarily be completed by an overlap of the inner semiconducting layer of the cable ends, and the edge this overlap can result in field disturbances.

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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. The purpose of the present invention is to avoid the aforementioned drawbacks and this is achieved according to the invention in that the chamfering of the insulation of the cable ends is carried out without exposing the outside of the inner semiconducting layer and then a device is placed between the conductor and the inner semiconducting layer for expansion of the end part of the chamfered area and exposing the underlying part of the conductor, fixes the chamfered area in an extended position, removes the expansion device and fills the entire space between the extended end parts with the semiconducting polymeric material.

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. This method firstly enables easier chamfering without risk of contamination of the insulation and unwanted exposure of the conductor. The specified extent of the end part of the chamfered area also has the consequence that the transition between the restored semiconducting layer and the inner semiconducting layers of the cable ends can be given a relatively large wall thickness, so that after the connection has cooled, both the chamfered area and the restored semi-conductive layer can be subjected to subsequent machining, for example a milling or planing process, in order to achieve a smooth surface, without risk of exposing the conductor and with a smooth transition to cable insulation.

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. The expansion also has the result that the surface of the semiconducting layer is achieved, which ensures a good field distribution in the insulation, since the surface at the transition points consists of the original semiconducting layers of the cable, which are fixed in the extended position.

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. After the surface treatment, the remaining layers are applied in a manner known per se, for example as described in DE-OS 24 31 644. DE-OS 26 30 625 also describes a method with which the remaining layers in the connection area of the cable ends can be restored.

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. The outside diameter of the expansion device according to the invention is adapted at its free end to the inner bore such that the edges are so sharp that they can be easily inserted between the semiconducting layers and the conductors, but not so sharply that they damage the semiconducting layers. It can also decrease linearly or logarithmically to the side.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt die Fig. 1 eine Kabelverbindung nach Verschweissen der Leiter und Abfasen der Isolierung, The invention is explained in more detail with reference to the drawing. 1 shows a cable connection after welding the conductors and chamfering the insulation,

die Fig. 2 die Verbindung nach Ausdehnung der Endteile der abgefasten Bereiche sowie ein einseitig eingeschobenes erfindungsgemässes Ausdehnungsgerät, 2 shows the connection after expansion of the end parts of the chamfered areas as well as an expansion device according to the invention inserted on one side,

die Fig. 3 die Verbindung nach Bewicklung der Leiterverbindung mit halbleitenden Bändern und 3 shows the connection after winding the conductor connection with semiconducting tapes and

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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. 4 shows the connection with the finished restored semiconducting layer which, after heating, is bonded to the inner semiconducting layers of the cable, after which the insulation and the semiconducting layer have been planed down to the desired thickness.

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. The figures show a multi-wire conductor 1 and the welded conductor connection 2. On the outside you can see the inner semiconducting layer 3 and the insulation 4, which, as can be seen, is chamfered, so that the outside of the underlying semiconducting layers is not exposed. The outer semiconducting layer 5 is extremely visible.

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). 2 shows a divisible device 6 which has been introduced between the conductor 1 and the inner semiconducting layer 3 and has expanded the end part of the chamfered region (3a, 4a). In order to facilitate the insertion of the device and the subsequent fixing, the end part is preferably heated so that it is softened, and the end part is then allowed to cool with the device inserted, whereby it is fixed in an extended state. On the opposite side, such an extended and fixed end part can be seen (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. When the two end parts are fixed, the device 6 is removed and a wrapping 7 with strips of semiconducting material is applied as shown in FIG. 3. Alternatively, one or more pre-cast molded parts can be arranged.

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. Then the winding 7, together with a piece of the chamfered parts, is surrounded with a heatable mold or with a pressure-distributing and heat-conducting sleeve and a pressure hose is drawn thereon, which in turn is enclosed by a metal sheet. Furthermore, a connection can be made to a correspondingly arranged heat source, as described in DE-OS 26 30 625. Due to this heat and pressure, the semiconducting layer melts and binds to the inner semiconducting layers of the cable. The connection is preferably cooled under further pressure in order to avoid the formation of bubbles, but can nevertheless be carried out after the pressure and irritation devices have been removed, in particular in the event that a non-crosslinkable semiconducting material has been used.

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. Depending on the care with which the wrapping has been carried out and the equipment used during the heating, a completely smooth surface or a surface which requires a certain amount of aftertreatment can be achieved.

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. The chamfered area and the connection are preferably post-treated by machining, in particular by milling or planing. This allows you to achieve a completely smooth surface. Furthermore, this results in the weakly conical transition 3c shown in FIG. 4 without sharp edges from the restored layer 7a to the semiconducting layer 3 on the cable.

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1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

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1. Method for restoring the inner semiconducting layer when connecting cables, in particular high-voltage cables, in which, after chamfering the insulation of the cable ends and exposing them and joining the conductors together, they are clad with a semiconducting polymeric material, in that the material is in the form of a winding or one or several molded parts is applied and heated so that it binds to the inner semiconducting layer of the cable ends, and then the connection is allowed to cool, characterized in that the chamfering of the insulation (4) of the cable ends without exposing the outside of the inner semiconducting layer ( 3), and then an expansion device (6) between the conductor (1) and the inner semiconducting layer (3) for expanding the end part of the chamfered area and exposing the underlying part of the conductor (1) is introduced, the chamfered area in an expanded manner Fixed position, the expansion device (6) removed and the whole Fills the space between the extended end portions with the semiconducting polymeric material.

2. The method according to claim 1, characterized in that the chamfered area is heated before and / or during the insertion of the expansion device (6).

2nd

PATENT CLAIMS

3. The method according to claim 1, characterized in that one surrounds the filling and part of the cable ends with a pressure-distributing and heat-conducting sheath, which is wrapped with a pressure hose, which is enclosed and clamped by a folded metal sheet, and that then the pressure hose Hydraulic fluid and the connection heat is supplied from an appropriately arranged heat source.

4. Process according to claims 1 and 2, characterized in that, after the connection has cooled, the chamfered area and the connection are subjected to machining to achieve a smooth surface.

5. Expansion device for performing the method according to claim 1-4, characterized in that it consists of at least two parts that can be assembled into a rotating body, that the shape of the rotating body of a sleeve (6) with an inner diameter equal to that of the conductor (1) corresponds, and that the wall thickness of the sleeve towards its ends tapers to zero.

6. Expansion device according to claim 5, characterized in that the sleeve (6) has an annular bead, by means of which it is slidable on the conductor (1).