DE1930303A1 - Verfahren zur Herstellung von Abzweig- oder Verbindungsstellen an mit einem thermoplastischen Kunststoff isolierten Hochspannungskabeln - Google Patents

Description

K fl b e L - und M e t a 1 1 w e r k r ^iitehoffmingshiitte Aktiengesel 1 schaft

11. Juni I960

Verfahren zur Herstellung von Abzweig- oder Verbindungsstellen an mit einem thermoplastischen Kunststoff isolierten Hochspnnnungskabeln

Zur Herstellung einer Verbindungsstelle an mit einem thermoplastischen Kunststoff, infcesondere Polyäthylen, isolierten Hochspannungskabeln beispielsweise, geht man in der Regel so vor, daß die abgesetzten Kabelenden zunächst konisch ztigespitzt und die nach der Abisolierung freiwerdenden elektri schen Leiter miteinander durch Löten, Schweißen oder dxirch besondere Preßverbindungen miteinander verbunden werden. Über diese Verbindungsstelle wird die Leiterglättung von den zu verbindenden Kabeleriden mit leitenden Kunststoffbändern durchverbunden. Hiertiber werden schließlich in mehreren Lagen Kunststoffbänder, beispielsweise ebenfalls aus Polyäthylen, gewickelt, die untereinander und mit der Isolierung des Kabels verschweißt werden, um die beim Wickeln der Folien gebildeten Hohlräume an den Uberlappungsstellen zu beseitigen. Das, Verschweißen der Folien untereinander bzw. mit der Isolierung des Kabels geschieht im allgemeinen mittels eines transportablen elektrischen Wärmeofens oder auch durch über den thermoplastischen Bändern aufgebrachte Heizbänder, durch die eine konzentrierte Wärmezufuhr im

009851/1133

SAD

Bereich eier W-r!> i nduj.ffi^t c 1 1 e erfolgt. Diese Wiirmfi/iifiihr im Berrirli clc-r 7\i vcrschvi-ißeiirlfii Kunst s t ο f ί h;ui- der bringt -j-edoch dann erhebliche Schwierigkeiten mit .sich, wpiiii, wie es immer wieder· vorkommt, bereit.« im Betrieh befindliche Kabellängen durch eine Muff ο der oben Iv&chr i ebenen Art miteinander verbunden werden sollen. So hat e« sich bisher als- problematisch hernus.epstcl It, nn bereits verl egteri und im Betrieb gewesenen elektrischen Kabeln, insbesondere höherer Spannut:?, die durch Muffenfphler zerstörten Verbindungsstellen zu erneuern und das Kabel betriebsbereit zu mache: . Kurz nach der Wieder Inbetriebnahme der Kabel anlage wurde nämlich nicht die neu erstellte Verbindungsstelle, sondern das Kabel am Ausgang der aus den verschweißten Kunststoffbändern bestehenden Muffe zerstört.

Diese Schwierigkeiten bei der Herstellung von Abzweig- oder Verbindungsstellen an mit einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyäthvlen. isolierten Hochspaimiirijtskabeln, bei denen an der Abzweie- oder Verbindun.esstel Ie auf die abgesetzten Kabelenden eine Bewicklung aus Bändern auf der Basis thermoplastischer Kunststoffe aufgebracht und durch Wärmeeinwirkung untereinander und mit der Isolierung des Kabels verschweißt werden, werden durch die Erfindung überwunden. Gemäß der Erfindung weist die zum Verschweißen der Bänder im Bereich der Abzweig- oder Verbindungsstelle aufgebrachte Wärmemenge einen, zum Kabel hin flach abfallenden Temperaturgradienten auf. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß beim Verschweißen der als Bänder aufgebrächten Muffenisolierung unter dem Einfluß der für den Schweißvorgang erforderlichen. Wärmeeinwirkung der Dampfdruck der z.B. aus Stearinsäure und anderen Stoffen bestehenden, noch

BAD ORIGINAL

009851/1133

Jf&i&ihQ C- ο

193030

vom llcr^t el Iiiii.csprnyrl'· ·1»-ν ΙΌ 1 \ a t 1; ν 1 «τ s ir. fl«-t' Hindern mid aiicl· im Kabel- ·- it t IwI t ·■ er so"i'i.aiir ton nhrrl lad *<n;>kt ι vor Slot I f im Hcriicli der Muffe urypi 1 1 icli orlirlil vn'rd. Irr Η<·- !·(> j c|; des Milt 1 cm iidi-s, des kotciimm' ton Mu 1 1 enl·;· I sos , rimmt der Dampf dnifk .nreriu·«! Hrs iTnsclic'x'i'n lomnnr.'liirrt'fallps st <^vt if i\h, ««■» ιΐηΐϊ «cit-h ϊ »ϊ din«i>P' Horoioh fin I>>mp 1 dfiirkcpf.'i I I e einstellt, wodnrrh ·· i ρ Κ.μιιΙγπι dor ober ί 1 .»chonakt i von Stoffe in Hiihtmie .-·«!" d.-«s kalt·» KMipI rrfolrt . Im Mormrh (los kühl cron K;<hrls erlnlt mnn domn;'rl·. fine" Anl-.tn t nur solcher Stoffe, rfn sie bier kondens i eroii. Dieser Kor.Hepsnt i oitsherei cli ist pls elektrisch«· und mech.-i·· i sehe Srhw;!rh st e 1 1 e innerhalb des Knbrl- oder I ei t urrs/nces anzusehen."

Wird mm, i» i e es die Frfindtii c vorsieht , eir stiirke.« 1 emperaturjref Hl 1 e zwischen der 7\tm Vorsrhvp i Roii erwärmten Verbindungsstelle und den r.nrrprzeiider Kabe 11 Jni{cen vprliirdort , indem die aufgebracht e Wärmemenjre eitien zum Kabel hi", finer abfallender. Temperatur.cradient en aufweist, da; ή ist pewährleistet, daß sich die oberflächenaktiven Stnffp auch im Bereich des Muffeithalses jrleichmäßijr verteilen und so zu einer elektrischen oder mechanischen Schwachstelle, die zu Rifibildungen Anlaß gibt, nicht mehr beitragen.

In Weiterführung des Erfindungsgedankens vrird die Wärme durch Strahlung mit über den Bereich der Abzweip- oder Verbindungsstelle unterschiedlicher Intensität aufgebracht. Durch eine solche Steuerung des Temperaturverlaufes zwischen dem zu verschweißenden Muffenkörper und dem anschließenden Kabel ist mit Sicherheit eine Anhäufung von oberflächenaktiven Stoffen im Grenzbereich zwischen der zum Verschweißen erwärmten Muffe und dem angrenzenden Kabelende vermieden. Abweichend

009851/1133

BAD

hiervon ist es jedoch auch möglich und oft; von besonderem Vorteil, die Wärmemenge durch eine elektrisch beheizte Bandbewicklung vorzunehmen, die abweichend von den bisherigen Verfahren mit .unterschiedlicher Wickeldichte aufgebracht wird. Auch hiermit läßt sich eine zum Kabel hin abfallende Temperatur-Verteilung an der Abzweig- oder Verbindungsstelle erreichen, ,

Zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird man zweckmäßig eine Anordnung treffen, bei der um die zu verschweißenden Bänder ein vorzugsweise zweiteiliger Wärmeofen herumgelegt wird, dessen Heizelemente durch ihre räumliche „Anordnung und/oder durch eine Steuerung der abgeführten Energie eine unterschiedliche Wärmebeaufschlagung im Bereich der Abzweig- oder Verbindungsstelle gestatten. Als besonders vorteilhaft hat es sich hierbei erwiesen, die zu verschweißenden Bänder zunächst mit einer Form aus einem die Wärme gut leitenden Material, z.B. aus einem Kupfer- oder Aluminiumband zu umgeben. Über diese Form wird dann der zweiteilige Wärmeofen herumgelegt oder es werden auf diese Form die elektrisch beheizten Heizbänder aufgewickelt.

Abweichend hiervon ist es aber auch möglich, daß die Form aus.dem Metallband selbst eine.Heizmanschette bildet, die zum Zwecke des Verschweißens der die Muffe bildenden Kunststoffbänder, z.B. durch Induktionsströme, aufgeheizt wird.

Die'Erfindung sei anhand der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Äusffihrungsbeispiele näher erläutert.

Zur Herstellung der in der Figur i dcirgestellten Verbindungsstelle an einem Hochspannungskabel höherer Spannung wer'-

BAD ORIGINAL

■■'■■- ^Λ ■'".- ^; -. -. ' ■,'■■■■' ■.-..- -5- -

00985171133

- 5 τ ■ ■ ■

den zunächst die Kerbel enden 1 und 2 konisch zugespitzt, und die nach der Abisolierung freigelegten Leiter 3 und h..-.an der Stelle 5 miteinander, beispielsweise durch Löten, Schweißen. oder dergleichen, verbunden. Über die. Verbindungsstelle wird dann die Leiterglättung von beiden Kabeln 1 und 2 mit den leitenden Kunststoffbändern 6 durchverbunden. Als Wickelmaterial für die Isolierung des Leiters an der Verbindungsstelle werden Polyäthylenfolien 7 verwendet, die zur Vermeidung von Hohlräumen im Lagenaufbau des Wickels miteinander verschweißt werden müssen. Dies insbesondere deshalb, da innerhalb des Wickelkörpers die Wicklung in Leiternähe und damit im Gebiet höchster elektrischer Feldstärken liegt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt das Verschweißen der in mehreren Lagen übereinandergeschichteten Folien 7 durch den vorteilhaft zweiteilig ausgebildeten transportablen elektrischen Wärmeofen 8, der die Verbindungsstelle umschließt.

Um nun zu erreichen, daß auch bei der Herstellung einer Verbindungsstelle an einem bereits im Betrieb gewesenen Kabel Schwierigkeiten durch eine Wanderung und Anhäufung in bestimmten Bereichen der in der Kabelisolierung befindlichen oberflächenaktiven Stoffe aufgrund eines starken Temperaturgefälles zwischen den verschweißten Polyäthylenbändern un<l der Kabelisolierung unmöglich wird, sind die Heizelemente an der Ofenwand durch ihre räumliche Anordnung so befestigt, daß sie eine unterschiedliche Wärmebeaufschlagung im Bereich des Ofens gestatten.

Eine unterschiedliche Wärmebeaufschlagung und die Verhinderung eines steilen Temperaturgradienten im Gebiet zwischen den verschweißten Polyäthylenbändern und dem jeweiligen

- 6 ■ 00985 1 / 113 3

Krhplendo 1 oder 2 ist mich- dadurch möglich, d,-.l\ - wir" lh drr Fi.crur 2 d.-rrge.ste 1 1 t - über dir in L<-'trf»i. ;j.uf enlirv-cht on FoIvHiIilenbnnder 7 f'iüf¹ Rov.-j ck 1 line fitis ο 1 Pktr i sehen Ho i abändern 1 0 ruf jrebrficht wird, woboi die Kickoldichtp.. in "Ki chturnr /in f. -fins KnbelPiidp zn nbninirnt. Auch hierdurch ist eine Vorcr J π ichmiäß itnirijr des Tempern tiiritp CH I ] ps s i chereest p] 1 t.

Tn der Fijrtir 3 schließlich ist ein Ansführun.esbei spiel darjrestellt, bei dem oberhalb der Verbindungsstelle über die puf die beiden Kabel enden 1 und 2 jrewickelter Pol vä thy I enbä rider 7 zunächst als äußere Form anstatt des bisher üblichen SchrumpfSchlauches ein' um die Verbindungsstelle herumgefaltetes Metallband 11, beispielsweise aus Kupfer oder Aluminium aufgebracht ist. Dieses Metallband 11 dient neben der Formung der Wickelstelle gleichzeitig zu einer Vergleichmäßigung des Temperaturgefälles im Bereich der Verbindungsstelle. Über dem Metallband 11 sind dann wiederum die elektrischen Heizbänder 12 aufgewickelt, die vorteilhaft zum Kabelende hin mit größerem Schlag aufgewickelt sind oder sogar dort ganz fehlen können.

- Patentanspräche -

BAD OBlGiNAL QO 98 5 1/ 1133

=■·»vi

Claims (1)

1. K i\ b c 1 - u Ii d Me t η I 1. w ο r k r ehof fnungshiit to Aktiongpsel 1 schaft

   i 081

   11. Juni I969

   P η t e η t η η s ρ r ii c h e

   1.) Verfahren zur Herstellung von Abzweig- oder Verbindungsstellen sowie von Durchführungen nn mit einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere Polyäthylen, isolierten Hochspannungskabeln, bei dem an der Abzweig- oder Verbindungsstelle auf die abgesetzten Knhp'enden eine Bewicklung pns Bändern auf der Basis thermoplastischer Kunststoffe aufgebracht wird, die durch Wärmeeinwirkung untereinander und mit der Isolierung des Kabels verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zum Verschweißen der Bänder im Bereich der Abzweig- oder Verbindungsstel Ie sowie im Bereich der Durchführung aufgebrachte Wärmemenge einen zum Kabel hin flach abfallenden Temperaturgradienten atifweist.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme durch Strahlung mit über den Bereich der Abzweigoder Verbindungsstelle oder Durchführung Unterschiedlicher Intensität aufgebracht wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmemenge durch eine elektrisch beheizte Bandbewicklung unterschiedlicher Wickeldichte aufgebracht wird.

   0 0 9 8 51/113 3

   BAD

   h. Verf alii'Pii nnc-h Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß dip Warnii'mpiiiTP durch eine elektrisch beheizt« B;indbewicklung im Bereich der Abzweig- oder Verbindungsstelle unterschiedlicher Hei zl ο i F-t ling auf gebracht wird«

   5. Anordnung zur- Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß ψ um die zu verscliweißenden Bänder ein vorzugsweise zweiteiliger Wärmeofen herumgelegt wird, dessen Heizelemente durch ihre räumliche Anordnung und/oder durch eine Steuerung der ,-* b.p-ef iihrt er Energie eine unterschiedliche Wärmebeauf schlagurig im Bereich der Abzweig- oder Verbindungsstelle sowie der Durchführung gestritten.

   6>. Anordnung noch Anspruch 5i dadurch gekennzeichnet, daß die zu verschweißenden Bänder zunächst von einer Form aus einem die Wärme gut leitenden Material, z.B. nus einem Kupferoder Aluminiumband umgeben sind.

   7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ' die Form aus dem Metallband selbst eine Heizmanschette bildet, die zum Verschweißen der Kunststoffbänder, z.B. durch TnduktionsstrÖme aufgeheizt wird.

   BADORIQiNAl.

   009851/1133

   Leers ei fe

   <i ·!■-"-, r .λ λ '4.3..