DE1540468B2 - Endenabschluss fuer mit einem thermoplastischen kunststoff, insbesondere mit polyaethylen, isolierte hochspannungskabel - Google Patents

Description

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lierung aus gereckten, bei erhöhter Temperatur In dem als Abschlußkeule verwendeten rohrförmi-

schrumpfenden Kunststoffbändern besteht (deutsche gen Körper können in an sich bekannter Weise lei-

Patentschrift 910 071). tende Einlagen eingebettet sein. Zur Sicherstellung

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, einen einer einwandfreien Verbindung zwischen diesen Ein-Endenabschluß für mit einem thermoplastischen 5 lagen und dem thermoplatischen Kunststoff des rohr-

Kunststoff, insbesondere mit Polyäthylen, isolierte förmigen Körpers hat es sich als vorteilhaft erwiesen,

Hochspannungskabel zu schaffen, der sich einfach einen Klebstoff, beispielsweise auf der Basis eines

montieren läßt und der eine hohe Sicherheit gegen . Butadien-Styrol-Mischpolymerisates, zu verwenden,

das Auftreten von Glimmentladungen und Durch- Im übrigen ist die Einbettung von Metallteilen in

schlagen aufweist. io Kunststoff mit Hilfe eines Klebemittels an sich be-

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von kannt (deutsches Gebrauchsmuster 1818 142).
einem Endenabschluß aus, bei dem jede Ader von Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an einer Abschlußkeule umgeben ist, die aus einem vor- Hand der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Abgefertigten, auf die Aderisolierung mittels einer War- . schlußkeulen an polyäthylenisolierten Hochspanmebehandlung aufgeschrumpften Körper aus einem 15 nungskabeln näher erläutert.

thermoplastischen Kunststoff besteht. Gemäß der Er- Der Leiter 1 des Hochspannungskabels ist, wie in findung dient als Abschlußkeule ein rohrförmiger der Fig. 1 dargestellt, von der Isolierung2 umgeben, Körper, der aus mehreren, miteinander verschweiß- die aus Polyäthylen besteht und von dem leitenden ten Lagen einer Folie aus einem thermoplastischen Schirm 3 überdeckt ist. Als Endenabschluß ist die Kunststoff besteht, dem 1 bis 10 %> flüssige aliphati- ao vorgefertigte Abschlußkeule 4 vorgesehen, die aus sehe oder aromatische Kohlenwasserstoffe zugesetzt mehreren Lagen einer Polyäthylenfolie besteht. Diese sind. Abschlußkeule wurde, nachdem sie zunächst als Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten En- rohrförmiger Körper aus mehreren Lagen einer PoIydenabschluß wird durch den Zusatz der aliphatischen äthylenfolie gewickelt und die Folien miteinander oder aromatischen Kohlenwasserstoffe eine hohe 35 verschweißt würden, gereckt. Diese Reckung, die zu Verschweißbarkeit der Folien untereinander gewähr- einem rohrförmigen Körper führt, dessen Innenleistet. Bei genügend hoher Dosierung dieser Zusatz- durchmesser etwas größer als der Außendurchmesser stoffe werden diese bei Raumtemperatur wieder aus- der Isolierung 2 ist, hat zur Folge, daß die Abschlußgeschwitzt, so daß etwa vorhandene Spalte . oder keule nach dem Aufschieben auf das Kabelende unter Hohlräume zwischen den einzelnen Folien ausgefüllt 30 Einwirkung einer Erwärmung auf die Isolierung aufwerden. Beim Aufschrumpfen des rohrförmigen Kör- schrumpft und damit mit der Isolierung des Leiters pers auf die Isolierung des Kabels wird ein Druck auf eine innige Verbindung eingeht,
die Kabelisolierung ausgeübt, so daß sich eine innige Um bei der Herstellung der Abschlußkeule durch Verbindung des rohrförmigen Körpers mit der Kabel- Wickeln der Polyäthylenfolie den hierfür erforderliisolierung ergibt. 35 chen Zeitaufwand möglichst niedrig zu halten und Zur Herstellung des neuen Endenabschlusses ist gleichzeitig die Gefahr des Einwickeins von Luft und ein Verfahren besonders geeignet, bei dem der vorge- Fremdkörpern weitgehend herabzusetzen, ist die fertigte Körper vor der Wärmebehandlung, mit der er Breite der die Abschlußkeule bildenden Polyäthylenauf die Aderisolierung aufgeschrumpft wird, gereckt folie gleich der Länge der Abschlußkeule gewählt. . wird. Hierbei wird also eine bestimmte Form des vor- 40 Damit sich nach dem Aufbringen der Abschlußkeule gefertigten Körpers, die insbesondere durch einen ge- auf das Kabelende die in der F i g. 1 dargestellte äugenüber dem Durchmesser der Aderisolierung we- ßere Form des Endenabschlusses ergibt, wird das sentlich größeren Innendurchmesser charakterisiert dem metallenen Schirm 3 zugekehrte Ende der Abist, eingefroren. Bei der anschließenden Wärmebe- schlußkeule4 beispielsweise durch Abraspeln kohandlung versucht der rohrfönnige Körper, seine ur- 45 nisch ausgebildet. Auf den konisch ausgebildeten Teil sprüngliche Form wieder zu erlangen. Da der Innen- . wird zur Potentialsteuerung der leitende Belag 5 aufdurchmesser des ungereckten rohrförmigen Körpers gebracht, der mit dem metallenen Schirm 3 verbunkleiner als der Durchmesser der jeweiligen Aderiso- den und bis auf die Abschlußkeule 4 herausgezogen lierung ist, schrumpft der rohrfönnige Körper hierbei wird.

auf die Aderisolierung auf. 50 Bei der Herstellung der vorgefertigten Abschluß-Vorteilhaft ist es auch, den rohrförmigen Körper keule 4 kann man auch so vorgehen, daß zunächst mit der Kabelisolierung zusätzlich zu verschweißen. einige zu einem dünnen Rohr gewickelte Lagen der Dabei kann der rohrförmige Körper aus mehreren Folie miteinander verschweißt und anschließend auf Lagen einer Folie bestehen, deren Breite gleich der das so gebildete Rohr die restlichen Lagen aufgewik-Länge der Abschlußkeule ist, so daß die bei der Ver- 55 kelt werden. Eine solche vorgefertigte Abschlußkeule wendung von schmalen Bändern auftretenden kann auf Lager gehalten und nach Bedarf am Monta-Schwierigkeiten vermieden sind. Das gilt insbeson- geort über das Kabel geschoben und nach dem Aufdere für den hierbei erforderlichen hohen Zeitauf- schrumpfen mit der Isolierung verschweißt werden,
wand und für die Möglichkeit des Einwickeins größe- Zur Verbesserung der Verschweißbarkeit der einrer Mengen Luft- und Fremdkörper. Man kann aber 60 zelnen Lagen der verwendeten Folie untereinander auch so vorgehen, daß bei einem aus mehreren Lagen bzw. mit der Isolierung des Leiters sind dem Folieneiner Folie bestehenden rohrförmigen Körper die er- material I bis 10 °/o flüssige, aliphatische oder aromasten Lagen untereinander verschweißt und anschlie- tische Kohlenwasserstoffe, wie Paraffinöl, Polyisobußend die weiteren Lagen aufgewickelt werden, so daß tylen oder Dodezylbenzol oder niedermolekulare sich eine Abschlußkeule ergibt, die auf Lager gehal- 65 Destillate der Friedel-Kraft-Synthese mit mehr als ten und je nach Bedarf an der Montagestelle auf die einem Benzolring im Molekül zugesetzt. Diese Zu-Leiterisolierung aufgeschoben und mit dieser vcr- satzstoffe verbessern nicht nur die Verschweißbarsch'weißt werden kann. keil, sondern schwitzen bei genügend hoher Dosic-

rung der Zusatzstoffe bei Raumtemperatur diese wieder aus, so daß etwaige gebildete Spalte oder Hohlräume ausgefüllt werden. Infolge der guten dielektrischen Eigenschaften homogenisieren diese Zusatzstoffe mithin die Abschlußkeule, so daß Feldverzerrangen durch den Sprung der Dielektrizitätskonstanten an Spalten oder Hohlräumen vermieden sind.

Bei dem in F i g. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist auf die den Leiter 1 umgebende Isolierung 2 aus Polyäthylen ebenfalls ein aus Polyäthylen bestehender, aus Folien aufgebauter Körper 6 nach vorheriger Reckung aufgeschrumpft. Dieser rohrförmige Körper ist an seinem dem gleitenden Schirm 3 zugekehrten Ende ebenfalls konisch ausgebildet und mit dem leitenden Belag 7 versehen, der sich an den metallenen Schirm 3 der Isolierung anschließt.

Zum Schutz des Polyäthylens des rohrförmigen Körpers 6 gegen äußere Einflüsse, etwa zur Verhinderung einer Oxydation seiner Oberfläche, dient der entsprechend geformte zweite rohrförmige Körper 8, der auf den rohrförmigen Körper 6 aufgeschoben ist. Als äußere Form und als zusätzlicher Schutz gegen Verunreinigungen, etwa durch Staubpartikeln, ist der transparente Schlauch 9 aus Zelluloseacetat vorgesehen, der gleichzeitig einen zusätzlichen Druck auf den Körper 6 ausübt, so daß dieser infolge der beim Erwärmen einsetzenden Schrumpfung dicht mit der Isolierung 2 des Leiters verbunden wird. Ein solcher transparenter Schlauch kann auch bei' dem in der Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel verwendet werden, indem er nach dem Aufschrumpfen der Abschlußkeule auf die Isolierung 2 über diese herübergezogen wird.

Sind neben dem leitenden Belag 5 bzw. 7 in der Abschlußkeule leitende Einlagen eingebettet, die zur Potentialsteuerung verwendet werden, so wird zur Sicherstellung einer einwandfreien Verbindung zwischen dem Polyäthylen und den leitenden Einlagen ein Haftvermittler verwendet. Ein solcher Haftvermittler kann beispielsweise auf Metacrylsäurebasis aufgebaut sein. Solche Haftvermittler kommen aber auch dann zur Anwendung, wenn auf bereits längere Zeit im Betrieb gewesene Kabel aus Polyäthylen Garnituren aufgebracht werden sollen, die ebenfalls aus Polyäthylen bestehen. Da die Oberfläche solcher Kabel nämlich meist schwach oxydiert ist, wird zur Verbindung des schwachpolaren mit dem unpolaren Material eine Zwischenschicht benötigt. So kann in diesem Fall ebenso wie zur Verbindung der leitenden Einlagen mit dem Polyäthylen ein Klebstoff auf der Basis eines Butadien-Styrol-Mischpolymerisates verwendet werden, das mit einem Acryl-Peroxyd vernetzt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

1 2 Wickelkeulen zu verwenden. Derartige Wickelkeulen Patentansprüche: kommen insbesondere dann nicht in Frage, wenn bei Belastung des Kabels stark wechselnde Temperaturen

1. Endenabschluß für mit einem thermoplasti- auftreten, wie es beim Betrieb von Starkstromkabeln sehen Kunststoff, insbesondere mit Polyäthylen, 5 die Regel ist. In diesem Fall würden nämlich die auf isolierte Hochspannungskabel, bei denen jede der kunststoffisolierten Kabelader aufgebrachten Pa-Ader von einer Abschlußkeule umgeben ist, die piere über ihre Reißgrenze hinaus gedehnt, so daß aus einem vorgefertigten, auf die Aderisolierung sich Spalte bilden, in denen ein Längsdurchschlag mittels einer Wärmebehandlung aufgeschrumpf- zwischen der Wickelkeule und der Kabelader eingeten Körper aus einem thermoplastischen Kunst- io leitet wird.

stoff besteht, gekennzeichnet durch die Im übrigen sind die Dielektrizitätskonstanten von Verwendung eines rohrförmigen Körpers (4, 6), mit ejnejn Isolierniaterial getränktem Papier und von der aus mehreren miteinander verschweißten La- beispielsweise Polyäthylen so unterschiedlich, daß gen einer Folie aus einem thermoplastischen eine einwandfreie Feldsteuerung einer aus Papier beKunststoff besteht, dem 1 bis lO°/o flüssige ali- 15 stehenden Wickelkeule auf einem polyäthylenisolierphatische oder aromatische Kohlenwasserstoffe ten Hochspannungskabel nur schwer erreicht werden zugesetzt sind. kann. Die Folge davon ist eine erhöhte elektrische

2. Endenabschluß nach Anspruch 1, dadurch Beanspruchung der Kabelisolierung,
gekennzeichnet, daß die Breite der für den rohr- Zur Herstellung einer Abschlußkeule für kunstförmigen Körper (4, 6) verwendeten Folie gleich 20 stoffisolierte Kabel hat man bereits an Stelle von Pader Länge der Abschlußkeule ist. pier mehrere Lagen aus einer schmalen Kunststoffo-

3. Endenabschluß nach Anspruch 1 oder 2, da- He, beispielsweise aus schmalen Polyäthylenbändern, · durch gekennzeichnet, daß der rohrförmige Kör- verwendet, die miteinander verschweißt werden ( ( per (4, 6) an seinem dem Leiterende abgekehrten (ETZ-A 1964, S. 528). Bei höheren Spannungen be-Ende konisch ausgebildet ist und daß das koni- 25 reitet jedoch die einwandfreie Verschweißung der

sehe Ende mit einem leitenden Belag (5, 7) verse- dicken Wickelkeulen große Schwierigkeiten. Ein Iahen ist. genweises Verschweißen schafft hier zwar weitgehend

4. Endenabschluß nach Anspruch 3, dadurch Abhilfe, es erhöht jedoch bei schmalen Bändern die gekennzeichnet, daß der leitende Belag (7) von Gefahr der Verschmutzung der einzelnen Lagen der einer weiteren, vorzugsweise als Rohr (8) ausge- 30 Wickelkeule und führt außerdem zu langen Fertibildeten Isolierschicht aus einem thermoplasti- gungszeiten.

sehen Kunststoff überdeckt ist. Für Endversehlüsse von polyäthylenisolierten

5. Endenabschluß nach einem der Ansprüche 1 Hochspannungskabeln sind auch schon Bänder aus bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Kautschuk verwendet worden, die nach dem Wickeln Lagen leitende Einlagen eingebettet sind. 35 zur Wickelkeule vulkanisiert wurden (französische

6. Endenabschluß nach Anspruch 5, dadurch Patentschrift 1399469). Derartige Bänder sind jedoch gekennzeichnet, daß zur Verbesserung der Haft- wegen ihrer elektrischen Festigkeit für Hochspanfähigkeit zwischen den leitenden Einlagen und nungskabel nur begrenzt einsetzbar.

den Lagen ein Haftvermittler, beispielsweise auf Weiterhin ist ein Endenabschluß für kunststoffiso-

Methacrylsäurebasis, verwendet ist. 4° lierte Hochspannungskabel bekannt, bei dem die Ab-

7. Endenabschluß nach Anspruch 5, dadurch schlußkeule aus einem vorgefertigten Körper aus dem gekennzeichnet, daß zur Verbindung der Lagen gleichen Material wie die Kabelisolierung besteht, mit den metallischen Einlagen ein Klebstoff, bei- Dieser vorgefertigte Körper, der an seinem dem spielsweise auf der Basis eines Butadien- Leiterende abgekehrten Ende konisch ausgebildet ist ( ( Styrol-Mischpolymerisates verwendet ist. 45 und bei dem das konische Ende mit einem leitenden

8. Verfahren zur Herstellung eines Endenab- Belag versehen ist, wird im erwärmten Zustand auf Schlusses nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei das Kabelende aufgeschoben und sitzt nach Abkühdem ein vorgefertigter Körper mittels einer War- lung auf dem Kabelende auf (französische Patentniebehandlung auf die Aderisplierung adlige* schrift 1 377 353). Um hierbei einen festen Sitz zu erschrumpft wird, dadurch gekennzeichnet, daß der 50 reichen, muß die Bohrung des vorgefertigten Körpers vorgefertigte Körper (4, 6) vor der Wärmebe- dem Durchmesser der jeweiligen Kabelisolierung sehr handlung gereckt wird. genau angepaßt sein.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch ge- Bei einem anderen bekannten Endenabschluß für kennzeichnet, daß der vorgefertigte Körper (4, 6) kunststoffisolierte Hochspannungskabel wird die Abnach dem Aufschrumpfen auf die Aderisolierung 55 schlußkeule auf das Kabelende aufgespritzt (französi-(2) mit dieser verschweißt wird. sehe Patentschrift 1 408 279). Hierbei können jedoch

Lufteinschlüsse sowohl zwischen dem Spritzkörper und der Kabelisolierung als auch innerhalb des

Spritzkörpers, die gegebenenfalls zu Durchschlägen

60 führen, nicht ausgeschlossen werden.

Im übrigen ist es zur Endenzubereitung von Adern

Bei der Montage von Endenabschlüssen für mit mit geflochtener Metallhülle und mit einem über einem thermoplastischen Kunststoff isolierte Hoch- dieser Metallhülle befindlichen Geflechte aus einem Spannungskabel ist es wegen des großen thermischen Isolierstoff bekannt, Schrumpfschläuche zu verwen-Ausdehnungskoeffizienten der für die Isolierung von 65 den, mit denen die geflochtenen Hüllen am Aderende Hochspannungskabeln verwendeten Kunststoffe nicht in axialer Richtung mechanisch fixiert werden (USA.-möglich, die für Masse-, öl- und Gasdruckkabel be- Patentschrift 3 035 113). Weiterhin sind Hochspankannten, aus getränktem Isolierpapier aufgebauten nungskabel bekannt, deren mehrlagig gewickelte Iso-