DE2060817A1 - Verfahren zum Verbinden bzw.zum Abschliessen von elektrischen Leitungen - Google Patents

Description

Pirelli General Cable Works Limited, 343/5 Euston Road, London N.W. 1 (England)

Verfahren zum Verbinden bzw. zum Abschließen von elektrischen Leitungen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden- bzw. zum Abschließen von elektrischen Leitungen, deren Leiter im erforderlichen Umfang von der Isolierung befreit und miteinander bzw. mit Anschlußklemmen verbunden wurden, bei dem zumindest um das abisolierte Leitungsstück herum eine Kabelmuffe bzw. Kabelendmuffe oder zeitweilig eine Form herumgelegt wird, in die eine Füllmasse eingefüllt wird, welche fest wird und die Leitungen zumindest im eingeschlossenen Bereich einkapselt.

Zu Verbindungsstellen bzw. Abschlußstellen elektrischer Leitungen gehört gewöhnlich eine Menge einer Isolier- und Schutzmasse. Sie wird als Vergußmasse bezeichnet und umschließt jene Teile der Leitungen, von denen die ursprüngliche Leitungsisolierung entfernt wurde, und außerdem im Falle eines Leitungsabschlusses die Abschlußklemmen, mit denen die Einzelleiter verbunden worden sind.

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Besonders bei außerhalb geschlossener Räume verlegten Leitungen ist es üblich, die Verbindangs- ader Abschlußstellen der Leitungen in ein als Kabelmuffe bzw. Kabelendmuffe bezeichnetes Gehäuse einzuschließen, welches nach seiner Anbringung mit der Vergußmasse gefüllt wird. Vor dem Füllen ist es üblich,' die Einzelleiter der Leitungen beispielsweise durch Umwickeln mit einem Band zu isolieren.

Alle bisher vorgeschlagenen Vergußmassen lassen sich in drei Gruppen einteilen: In Heiß-Gießmischungen, Kalt-Gießmischungen, und in warmaushartende Harze. Bei jeder dieser drei Gruppen wird die Kabelmuffe bzw. Kabelendmuffe mit in ihrem flüssigen Zustand befindlicher Vergußmasse gefüllt, die dann selbständig oder mit Hilfe zusätzlicher Maßnahmen fest wird. Die Anwendung aller dieser Vergußmassen bringt Nachteile mit sich, die beispielsweise darin bestehen, daß die Heiß-Gießmischung vorher beheizt werden muß, um zu fließen, daß man eine lange Abkühlzeit benötigt und während der Abkühlzeit laufend nachfüllen muß, um den Schrumpfvorgang auszugleichen· Kalt-Gießmischungen oder warmaushartende Harze haben ihrerseits den Nachteil, daß sie eine lange Aushärtezeit und/oder in einigen Fällen eine hohe Aushärtetemperatur benötigen, außerdem sind sie sehr teuer.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Füllmasse zu schaffen, welche diese Nachteile nicht aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Füllmasse aus einer Menge eines verschäumbaren Kunststoffes und einer Menge eines Füllstoffes zusammen gesetzt ist, von denen der Kunststoff nach dem Einfüllen in die Kabelmuffe bzw. Kabelendmuffe oder in die Form

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aufschäumt, sich ausdehnt, wobei die Leitung zumindest im eingeschlossenen Bereich eingekapselt wird , und schließlich nach dem Schäumen abbindet; und daß der Füllstoff eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt als der aufgeschäumte und abgebundene Kunststoff an sich.

Wie in der bisherigen Pra&is des Leitungsverbindens bzw. LeitungsabschHeßens üblich, werden die verbundenen Einzelleiter bzw. die mit Anschlußklemmen versehenen Einzelleiter der Leitungen vorzugsweise isoliert, beispielsweise durch Umwickeln der Einzelleiter mit Isolierband, bevor man den verschäumbaren Kunststoff und den Füllstoff zusetzt. Die erfindungsgemäße Füllmasse hat jedoch selbst genügend Isoliervermögen, um gegebenenfalls auf die vorherige Isolierung der Einzelleiter verzichten zu können.

Meistens wird eine Kabelmuffe bzw. Kabelendmuffe verwendet, aber bei bestimmten Inneninstallationsfallen kann auf Muffen verzichtet werden. In diesem Fall wird eine zeitweilige Form benutzt, die nach dem Ausschäumen und Abbinden des Kunststoffmaterials wieder entfernt werden kann.

Als verschäumbarer Kunststoff eignet sich beispielsweise Polyurethan, Epoxyd, Polystyrol, Polyester und Polypropylen. Diese Werkstoffe besitzen im ausgeschäumten und abgebundenen Zustand nur geringe Wärmeleitfähigkeit, und es könnte in der Nähe einer derartigen Verbindungs- oder Abschlußstelle innerhalb der elektrischen Leitung leicht zu Überhitzungen kommen, würde man diese Werkstoffe allein als Füllmasse einsetzen. Man verwendet daher erfindungsgemäß eine Füllmasse, die im ausgeschäumten und abgebundenen Zustand eine wesentlich größere Wärmeleitfähigkeit

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besitzt als das darin befindliche Kunststoffmaterial allein, um sicherzugehen, daß die Füllmasse insgesamt ausreichende Wärmeleitfähigkeit besitzt und örtliche überhitzungen vermeidet. Hierfür kann ein geeigneter organischer oder anorganischer Füllstoff verwendet werden, wie anhand einiger Beispiele weiter unten noch naher erläutert wird.

Beispielsweise kann dieser Füllstoff in die Kabel- bzw. Kabelendmuffe oder in die Form eingefüllt und anschließend der verschäumbare Kunststoff zugesetzt werden. Es ist aber auch möglich, zunächst den Füllstoff mit dem verschäumbaren Kunststoff zu vermischen und die so beschaffene Mischung anschließend in die Muffe oder Form einzufüllen. Schließlich ist es möglich, eine Kombination aus diesen beiden Verfahren zur Anwendung zu bringen, indem man zunächst eine erste Teilmenge des Füllstoffes in die Muffe oder Form einfüllt. Dann wird die Restmenge des Füllstoffes mit dem verschäumbaren Kunststoff gemischt und die so beschaffene Mischung schließlich in die Muffe oder Form eingegeben.

Wird die gesamte oder eine Teilmenge des Füllstoffes vor Zusatz des verschäumbaren Kunststoffes in die Muffe oder Form eingegeben, so kann dieser Füllstoff aus matten- oder bandförmigem Gewebematerial, beispielsweise aus Polyäthylen oder Glas, bestehen, welches über die einzelnen Leiter der Leitung gewickelt wird. Andererseits kann der Füllstoff aber auch aus einer Granulatmenge bestehen, beispielsweise aus hochdichtem Polyäthylen, PVC, oder aus Glas in Form kleinster Bläschen.

Wird eine Teilmenge oder die Gesamtmenge an Füllstoff eingangs mit dem verschäumbaren Kunststoff vermischt, so muß der Füllstoff aus relativ kleinen Körnern oder

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Partikeln bestehen, damit sie von dem Kunststoff bei dessen Aufschäumen in der Schwebe gehalten werden können. Wird andererseits eine erste Teilmenge des Füllstoffes, entweder in Form von Gewebe oder Granulat, anfangs eingefüllt und die Restmenge des Füllstoffes mit dem verschäumbaren Kunststoff gemischt, dann müssen die Körner oder Teilchen dieser Restmenge relativ klein gegenüber der Maschenweite des Gewebematerials bzw. der Korngröße der ersten Teilmenge des Füllstoffes sein. Als Werkstoffe für Granulat oder Teilchen, die dem verschäumbaren Kunststoff beigemischt werden können, eignen sich beispielsweise Sand, Schiefer, PVC oder Polyäthylen in Pulverform, oder Glas in Form feinster Bläschen.

In allen drei obenbeschriebenen Abwandlungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausfüllen von Kabel- bzw. Kabelendmuffen oder Formen schäumt der verschaumbare Kunststoff nach seiner Eingabe auf und füllt den gesamten verfügbaren Innenraum der Muffe oder Form aus. Ist dem Kunststoff eine Teilmenge oder die gesamte Füllstoffmenge beigemischt, so trägt der Kunststoff diesen Füllstoff mit sich fort und verteilt ihn gleichmäßig innerhalb des entstehenden ausgeschäumten Kunststoffmaterials.

Die Dichte des·ausgeschäumten Kunststoffmaterials und die Menge und Art des benutzten Füllstoffes können mit Rücksicht auf besondere Anwendungsfälle variiert werden. Unterschiede in der Dichte des ausgeschäumten Kunststoffmaterials ,lassen sich dadurch erzielen, daß man es während des Aufschäumens mit Druck beaufschlagt. Diese Wirkung läßt sich dadurch erreichen, daß man den verschaumbaren Kunststoff in Menge oder Zusammensetzung (beispielsweise durch Wahl des Verhältnisses zwischen

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Kunstharzanteil und Verschäummittel) so wählt, daß der verschäumbar^ Kunststoff ein wesentlich größeres mögliches Ausdehnungsvolumen besitzt, welches er bei unbegrenztem Ausschäumen einnehmen würde, als ihm bei erfindungsgemäßer Anwendung zur Verfugung gestellt wird. Andererseits läßt sich aber auch beim Ausschäumen des Kunststoffes äußerer Druck anwenden.

Erfindungsgemäß besitzt die Füllmasse, in der die Verbindungs- oder Abschlußstelle der Leitung eingekapselt wird, eine angemessene dielektrische Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit. Weiterhin besitzt sie ausreichende mechanische Festigkeit, um den durch Ausdehnung oder Kontraktion der Einzelleiter im Betrieb hervorgerufenen Wärmespannungen oder äußeren Belastungen standhalten zu können.

Der Füllvorgang ist rasch durchführbar, weil sich der Kunststoff schnell und leicht vor dem Aufschäumen mischen läßt und es weiterhin nur wenige Minuten dauert, bis das Kunststoffmaterial ausgeschäumt und abgebunden hat. Beim Aufschäumen füllt der Kunststoff alle Spalten und Zwischenräume und sorgt somit dafür, daß eine ausreichende Menge von Isoliermaterial zwischen benachbarten Leitern vorhanden ist und außerdem eine gute Abdichtung zwischen Füllmasse und Leiterisolierung stattfindet. Die Füllmasse ist außerdem leicht im Gewicht und wirtschaftlich herstellbar. Die Verwendung von Füllstoffen erlaubt eine Verminderung der notwendigen Kunststoffmenge, so daß sich auch auf diese Weise die notwendigen MateriaUcosten senken lassen.

Die vorliegende Erfindung laßt sich zum Verbinden und Abschließen aller Arten von Stromversorgungs-, Steuer- und Fernmeldeleitungen verwenden, einschließlich aller

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Leitungen, die Isclxerungen aus Papier, Kunststoff
oder elastomeren Materialien besitzen, einadrig oder mehradrig sind, Ummantelungen aus Metall oder nichtmetallischen Werkstoffen besitzen und für Spannungen bis herauf zu 11 kV verwendbar sind.

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Claims (15)

Ansprüche

1.y Verfahren zum Verbinden bzw. zum Abschließen von elektrischen Leitungen, deren Leiter im erforderlichen Umfang von der Isolierung befreit und miteinander bzw. mit Anschlußklemmen verbunden wurden, bei dem zumindest um das abisolierte Leitungsstück eine Kabelmuffe bzw. Kabelendmuffe oder zeitweilig eine Form herumgelegt wird, in die eine Füllmasse eingefüllt wird, welche fest wird und die Leitungen zumindest im eingeschlossenen Bereich einkapselt, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllmasse aus einer Menge eines verschäumbaren Kunststoffes und einer Menge eines Füllstoffes zusammengesetzt ist, von denen der Kunststoff nach dem Einfüllen in die Kabelmuffe bzw. Kabelendmuffe oder in die Form aufschäumt, sich ausdehnt, wobei die Leitungen zumindest im eingeschlossenen Bereich eingekapselt werden, und schließlich nach dem Ausschäumen abbindet; und.daß der füllstoff eine wesentlich höhere Wärmeleitfähigkeit besitzt als der ausgeschäumte und abgebundene Kunststoff an sich.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der Füllstoff in die Kabelmuffe bzw. Kabelendmuffe oder in die zeitweilig angelegte Form eingefüllt und anschließend verschäumbarer Kunststoff zugegeben wird, der aufschäumt und den gesamten freien Innenraum innerhalb der Muffe oder der Form ausfüllt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der Füllstoff mit dem verschäumbaren Kunststoff vermischt, dann die so beschaffene Mischung in die Muffe oder Form eingefüllt wird und schließlich der

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verschäumbare Kunststoff aufschäumt und den gesamten freien Innenraum innerhalb tier Muffe oder der Form ausfüllt, wobei der Füllstoff mitgetragen und innerhalb des gesamten entstehenden ausgeschäumten Kunststof fmaterials verteilt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst eine erste Füllstoff-Toilmenge in die Muffe oder Form eingefüllt, dann die Füllstoff-Restmerige mit dem ver schäumbar en Kunststoff vermischt, darauf die so beschaffene Mischung in die Muffe oder Form eingefüllt wird und schließlich der verschaumbare Kunststoff aufschäumt und den gesamten freien Innenraum innerhalb der Muffe oder der Form ausfüllt, wobei die Füllstoff-Restmenge mitgetragen und innerhalb des gesamten entstehenden ausgeschäumten Kunststoffmaterials verteilt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff bzw. die erste Füllstoff-Teilmenge aus matten- oder bandförmigem Gewebematerial besteht, das um die Leiter herumgewickelt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewebe aus Polyäthylen oder Glas besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff bzw. die erste Füllstoff-Teilmenge aus einem Granulat besteht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Granulat aus hochdichtem Polyäthylen, PVC oder Glas in Form kleinster Bläschen besteht.

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9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoff-Restmenge aus Granulat oder Partikeln besteht, die im Vergleich zur Maschenweite des Gewebematerials bzw. zur Korngröße der ersten Füllstcff-Teilmenge klein sind.

10. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine Menge eines Granulats oder von Partikeln enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoff-Restmenge bzw. die gesamte Füllstoffmenge aus Sand, Schiefer, PVC oder Polyäthylen in Pulverform, oder aus Glas in Form kleinster Bläschen besteht.

12. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verschäumbare Kunststoff beim Aufschäumen mit Druck beaufschlagt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der verschäumbare Kunststoff in Menge oder Zusammensetzung so besqhaffen ist, daß sein mögliches Ausdehnungsvolumen größer als das beim Ausschäumen verfügbare Volumen ist.

14. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verschäumbare Kunststoff aus Polyurethan, Epoxyd, Polystyrol oder Polypropylen besteht.

15. Verfahren nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Isolierung befreiten Bereiche der verbundenen bzw, mit Anschlußklemmen versehenen Leiter vor dem Eingeben des

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verschäumbaren Kunststoffes in die Muffe oder Form isoliert wurden.

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