DE2135692B2 - Kabelgarnitur fuer kunststoffisolierte hochspannungskabel - Google Patents

Description

• Ein anderer ebenfalls bekanntgewordener Vorschlag zur Lösung der gleichen Aufgabe (deutsche Offenlegungsschrift 1 465 442) lehrt, auf die Verspleißungsstelle zunächst eine Schicht eines bei
• Raumtemperatur zum Elastomeren härtbaren Organopolysiloxanen aufzutragen, diese mit einem selbstklebenden Gummiband z. B. aus einem Organopolysiloxan zu umwickeln und auf dieses anschließend eine zweite Schicht eines bei Raumtemperatur zum Elastomeren härtbaren, Organopolysiloxanen aufzutragen. Solche aus zu Elastomeren härtbaren Organopolysiloxanen gebildeten Garnituren besitzen zwar gute Isoliereigenschaften, sowie auch Wetterbeständigkeit, Ozonbeständigkeit und andere vorteilhafte elektrische und mechanische Eigenschaften, haben aber den Nachteil, daß sie sich mit dem gewöhnlich aus einem Polyolefin, wie insbesondere Polyäthylen bestehenden Material der Kunststoffisolierung des Kabels nicht zu einer homogenen Einheit verschweißen lassen, sondern an diesem nur anhaften, so daß Undichtheiten in der Isolierung durch Spaltbildung an den Stoßfugen auch bei diesen Muffen nicht ausgeschlossen sind. Die bekannten Vorschläge haben somit noch keine befriedigende Lösung des vorliegenden Problems erbracht.
• Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe liegt in der Schaffung einer Garnitur für kunststoffisolierte Hochspannungskabel, die in relativ einfacher Weise am Montageort herstellbar, unter Vermeidung der angeführten Nachteile zu einem im wesentlichen homogenen, mit dem Isoliermaterial des Kabels einheitlichen Isolierkörper verschweißbar, und bei welcher eine Verlagerung des Leiters im Verlaufe des Schweißvorganges ausgeschlossen ist, so daß sich die Garnitur auch zur Verwendung an gekrümmten oder unter mechanischer Spannung stehenden Kabeladern oder Kabeln eignet.
• Diese Aufgabe läßt sich mit einer Kabelgarnitur der eingangs umrissenen Art lösen, bei welcher erfindungsgemäß die inneren Lagen der Isolierung der Spleiß- oder Anschlußstelle ungeschweißt sind, wobei wenigstens zwischen den äußeren geschweißten und den ungeschweißten inneren Lagen der Isolierung zumindest eine wärmedämmende Trennschicht angeordnet ist.
• Somit bilden nach dem unter Druck und Wärme ausgeführten Schweißvorgang die äußeren Lagen, die etwa t/3 bis 3/4 der Stärke der Isolierung betragen können, einen mit der Kabelisolierung verschweißten homogenen Körper, während die zufolge der wärmedämmenden Trennschicht unverschweißt gebliebenen inneren Lagen der Kunststoffisolierung beim Schweißvorgang als »Stützkorsett« dienen und den Leiter bzw. Leiterstrang oder die Kabelader in der vorgesehenen Lage unverrückbar festhalten.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der Kabelgarnitur ist die Trennschicht aus einem mit pulverisiertem, wärmeisolierendem Material, wie Talkum, Silicon, Asbest od. dgl. versetzten, vorzugsweise folien- oder bandförmigen Kunststoff der gleichen Art, wie die Kabelisolierung gebildet. Diese Ausführungsform der Garnitur, z. B. einer Verbindungsmuffe, hat den Vorteil einer durchgehenden Homogenität des Materials, da nämlich bei der in bekannter Weise, z. B. mittels Druckbandage und Wärmezufuhr, durchgeführten Schweißung auch das als Träger des wärmedämmenden Materials dienende Kunststoffband schmilzt und mit dem darüber- bzw.
• darunterliegenden Band verschweißt, wobei aber das darin enthaltene, pulverförmige, wärmedämmende Material eine Verschweißung der innerhalb dieser Lage befindlichen Kunststoffbänder oder -folien wirksam verhindert. Dabei sind aber sowohl die dielektrischen als auch die mechanischen Eigenschaften des Garniturmaterials sowie auch des Materials der Kabelisolierung an allen Stellen durchgehend gleich.
• Bei einer anderen, für bestimmte Zwecke bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kabelgarnitur sind temperaturbeständige Trennschichten zwischen den unverschweißten Lagen des isolierenden Kunststoffbandes vorgesehen. Diese Trennschichten können aus einem beim Auftragen flüssigen oder plastischen, sich gegebenenfalls verfestigenden, temperaturbeständigen und isolierenden Material hoher elektrischer Isolierfähigkeit, z. B.
• einem Organopolysiloxan wie Siliconkautschuk od.
• dgl. bestehen. Diese nur im Inneren der Kabelmuffe vorgesehenen, hauchdünnen Zwischenlagen aus dem genannten, elektrisch sehr hochwertigen Material haben keinerlei schädlichen Einfluß auf die Homogenität der Muffe oder deren Verbindung mit dem Isoliermaterial des Kabels. Sie verhindern aber sehr wirksam ein Schmelzen der inneren Lagen des folien-oder bandförmigen thermoplastischen Materials und zugleich auch das Verbleiben irgendwelcher Hohlräume oder Lufteinschlüsse zwischen den unverschweißten thermoplastischen Lagen.
• Bei allen Ausführungsformen kann es in bestimmten Anwendungsgebieten, z. B. bei Freiluftendverschlüssen oder anderen der Witterung ausgesetzten Garnituren, angezeigt sein, auf die Isolierung einen Schrumpfschlauch aufzubringen, der das Diffundieren von Feuchtigkeit in das Isoliermaterial verhindert und die Kriechstromfestigkeit der Garnitur erhöht.
• Aus Gründen der einfachen Montage und wegen der Vielfalt der auf diese Weise herstellbaren Garnituren wird in den meisten Fällen die Verwendung des thermoplastischen Materials in Folien- oder Bandform bevorzugt. Es besteht aber auch die Möglichkeit, einen Teil der Muffe, z. B. den außerhalb der wärmedämmenden Schicht befindlichen Teil aus zwei oder mehreren halbzylindrischen bzw. zylindersegmentförmigen Schalenabschnitten zusammenzufügen und danach in bekannter Weise miteinander und mit der Kabelisolierung zu verschweißen.
• In ähnlicher Weise wie die wärmedämmende Schicht können auch leitende Schichten als kapazitive Feldsteuerung in das Material der erfindungsgemäßen Garnitur, z. B. eines Kabelendverschlusses eingebettet werden. Dabei empfiehlt sich die Anordnung der gegebenenfalls auch metallischen leitfähigen Schicht in Nähe, jedoch außerhalb der wärmedämmenden Schicht.
• Ausführungsbeispiele von Kabelgarnituren nach der Erfindung werden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
• In der Zeichnung zeigt F i g. 1 im Schnitt durch die Längsachse eine Ausführungsform einer auf ein Kabel montierten Verbindungsmuffe nach der Erfindung, und F i g. 2 ebenfalls im Längsschnitt eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kabelmuffe.
• In den Zeichnungsfiguren ist mit 2 ein kunststoffisoliertes Kabel bezeichnet, das über eine erfindungsgemäße Garnitur in Form einer Kabelmuffel 11, 11 a mit einem nicht gezeigten zweiten Kabel der gleichen Art verbunden ist. Hierzu ist die Isolierung 3 des Kabels bzw. einer Kabelader an einem Endabschnitt desselben so weit entfernt, daß ein Stück des Leiters bzw. Leiterstranges 4 freigelegt ist. Ein Endabschnitt 8 der Kabelisolierung ist konisch ausgeführt.
• In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der I(abelmuffe 1 sind rings um den mit dem Leiter 4' des anzuschließenden Kabels verschweißten Leiter 4 und eine gegebenenfalls darüber aufgebrachte leitende Glättungsschicht 7 eine Anzahl von unverschweißten Lagen 9 eines isolierenden Kunststoffes, z. B. eines Polyäthylen-Bandes angeordnet, die sich bis über einen Teil des konischen Endabschnittes 8 der Kabelisolierung 3 erstrecken. Diese Lagen sind von einer wärmeisolierenden Trennschicht 5 umgeben, die z. B. aus einem mit pulverisiertem, wärme isolierenden Material, wie Talkum-Silicon, Asbest od. dgl. versetzten Polyäthylenband bestehen kann.
• Außerhalb dieser Trennschicht 5 ist die Verbindungsstelle von einem homogenen, zylinderförmigen Kunststoffkörper umgeben, der mit der Kabelisolierung 3, und zwar auch einem Teil des Endabschnittes 8 dieser Isolierung zu einer untrennbaren Einheit verschweißt ist. Dieser aus miteinander verschweißten äußeren Abschnitten oder Lagen 6 eines Folie= renden, thermoplastischen Kunststoffes, z.B. in Form von Polyäthylen-Bändern, gebildete Körper, der sich beiderends ein Stück über die Kabelisolierung erstreckt, kann gegebenenfalls zur Erhöhung seiner Wetter-, insbesondere Licht- und Ozonbestan digkeit sowie seiner Kriechstromfestigkeit mit einem geeigneten Schrumpfschlauch 10, z. B. aus vernetztem Polyäthylen umgeben sein.
• Die in F i g. 2 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Garnitur weist im wesentlichen den gleichen Aufbau auf, wie die oben beschriebene Kabelgarnitur gemäß Fig.l. Der einzige bedeut same Unterschied zwischen diesen beiden Ausführungsformen liegt darin, daß statt einer einzigen die unverschweißten Lagen 9 umgebenden Trennschicht 5 eine Anzahl von Lagen von je einer zwischen den einzelnen unverschweißten Lagen 9 angeordne ten Trennschicht 5 a aus einem isolierenden und wär medämmenden, flüssigen oder teigigen Material, wie z. B. Siliconkautschuk vorgesehen ist, welches zwischen den Lagen des Polyäthylen-Bandes etwa vor handene Zwischen- und Spalträume ausfüllt und gleichzeitig ein Verschweißen dieser Lagen verhindert.
• Zur Montage einer solchen in ihrem verschweißten Teil gegebenenfalls auch eine leitfähige Schicht enthaltenden Garnitur wird die Oberfläche des blanken Leiters zunächst, z. B. mit einem leitend gemachten Siliconkautschuk, geglättet und sodann mit einer Anzahl von Lagen eines thermoplastischen isolierenden Kunststoffes, z. B. mit Polyäthylenbändern umwickelt. Dabei wird in der Ausführungsform gemäß F i g. 2 eine dünnflüssige Schicht eines Organopolysiloxanen auf jede dieser Lagen aufgetragen, welche ein Verschweißen derselben untereinander verhindert und etwa vorhandene Spalträume ausfüllt.
• Über diesen etwa der halben Dicke der Kabelisolierung entsprechenden Teil der Garnitur wird gemäß Fig. 1 eine wärmedämmende TrennschichtS aufgebracht, z. B. in Form einer oder mehrerer Lagen eines mit wärmeisolierendem, pulverisierten Material versetzten Polyäthylenbandes. Sodann wird die Garnitur jeder Ausführungsform bis zu einer die Dicke der Kabelisolierung übertreffenden Dicke mit einem thermoplastischen Kunststoff umgeben. Dies kann ebenfalls durch Bewickeln mit einem Polyäthylen-Band od. dgl. erfolgen oder durch Aufbringen von aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Halbschalen od dgl., die einander zu einem Hohlzylinder entsprechender Abmessung ergänzen. Das letztere empfiehlt sich insbesondere dann, wenn eine große Anzahl von Garnituren gleicher Dimensionen montiert werden. Schließlich werden die verschweißbaren Lagen oder Abschnitte in an sich bekannter Weise unter Anwendung von Druck und Warme miteinander und mit der Kabelisolierung zu einem homogenen Körper verschweißt. Dies kann z. B.
• unter Anwendung einer den Körper umgebenden Wärmebrücke in Form einer sich dessen Oberfläche anpassenden metallischen Folie geschehen, unter welcher ein hitzebeständiges Kunststoffband, z. B.
• aus Polytetrafluoräthylen (Teflon) angeordnet ist.
• Zur Anwendung von Druck und Wärme kann eine beheizbare feste Form verwendet werden oder auch eine Druckbandage aus über die Wärmebrücke aufgebrachten, beheizbaren Bändern aus festem Mateaxial, die eine Wärmeausdehnung des thermoplastischen Kunststoffes verhindern und dadurch den für das Verschweißen desselben erforderlichen Druck erzeugen.

Claims (6)

1. Patentansprüche: 1. Kabelgarnitur für kunststoffisolierte Hochspannungskabel, mit einer Isolierung der Kabelspleiß- oder Anschlußstelle, die aus einem verschweißbaren, vorzugsweise Folien- oder bandförmigen Kunststoff gebildet und mit der Kabelisolierung verschweißt ist, d a d ii r eh g e -kennzeichnet, daß die inneren Lagen (9) der Isolierung (1) der Spleiß- oder Anschlußstelle unverschweißt sind, wobei wenigstens zwischen den äußeren verschweißten (6) und den unverschweißten inneren Lagen (9) der Isolierung zumindest eine wärmedämmende Trennschicht (5) angeordnet ist.
2. 2. Kabelgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschicht (5) aus einem mit pulverisiertem, wärmeisolierenden Material wie Talkum, Silikon, Asbest od. dgl.

   versetzten, vorzugsweise folien- oder bandförmigen Kunststoff der gleichen Art wie die Kabelisolierung gebildet ist.
3. 3. Kabelgarnitur nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch temperaturbeständige Trennschichten (5 a) zwischen den unverschweißten Lagen (9) der Isolierung (1).
4. 4. Kabelgarnitur nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennschichten (5 a) aus einem beim Auftrag flüssigen oder plastischen, sich ggfs. verfestigen den, temperaturbeständigen und isolierenden Material hoher elektrischer Isolierfähigkeit, zum Beispiel einem Organopolysiloxan, wie Silikonkautschuk od. dgl. bestehen.
5. 5. Kabelgarnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen auf die Isolierung (1) aufgebrachten Schrumpfschlauch (10).
6. 6. Kabelgarnitur nach einer der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch wenigstens eine zwischen die äußeren, geschweißten Lagen (7) der Isolierung, vorzugsweise in Nähe der Wärme dämmenden Trennschicht(5) eingebettete leitfähige Schicht als kapazitive Feldsteuerung.

   Die Erfindung bezieht sich auf eine Kabelgarnitur für kunststoffisolierte Hochspannungskabel, mit einer Isolierung der Kabelspleiß- oder..-Anschlußstelle, die aus einem verschweißbaren, -vbiugsweise folien- oder bandförmigen Kunststoff gebildet und mit der Kabelisolierung verschweißt ist. Es ist schon seit langem bekannt, zur Herstellung von Verbindungs- und Reparaturstellen an elektrischen Kabeln diese Stellen mit einem isolierenden Band aus thermoplastischem Material zu umwickeln und unter Anwendung von Druck und Wärme auf dem Kabel zu verschweißen. Auf diese Weise lassen sich mit der Kabelisolierung einheitliche Muffen und Endverschlüsse für kunststoffisolierte Kabel herstellen, die absolut dicht und hinsichtlich ihrer Durchschlagsfestigkeit jener der Kabelisolierung gleichwertig sind. Garnituren dieser Art eignen sich insbesondere zur Verwendung mit Kabeln, die durchgehend flexibel sein sollen, z. B. kunststoffisolierte Seekabel, zur Abdichtung der Verbindung von Kabel adern im Inneren einer Muffe, die nicht mit einer isolierenden und abdichtenden Masse wie Bitumen, Kunstharz od. dgl. vergossen werden kann oder soll, oder für andere Fälle, bei denen trotz hoher Anforderungen hinsichtlich der mechanischen und der elektrischen Festigkeit, z. B. einer Kabelverbindung oder eines Endverschlusses, auf ein starres Gehäuse verzichtet werden muß.

   Eine dabei erforderliche einwandfreie Verschweißung verlangt jedoch einen großen Aufwand an Schweiß- und Steuergeräten, da nur in einem eng begrenzten Temperatur-Druck-Bereich alle Bedingungen zur Herstellung einer solchen Garnitur optimal erfüllt sind. Außerdem ist dabei Voraussetzung, daß die Leiterstränge auf Garniturenlänge nicht gebogen sind, da ein gebogener oder aus anderen Gründen unter einer von der axialen Richtung abweichenden, mechanischen Spannung stehender Leiter die Neigung hat, sich beim Verschweißen des Isoliermaterials exzentrisch zu verlagern. Dieses Problem ist insbesondere im Zusammenhang mit der Verbindung von Dreileiter-Kunststoffkabeln von großer Bedeutung, da ja die Leiter zum Aufbringen des Wickelbandes auseinandergebogen werden müssen.

   Ein bereits bekanntgewordener Vorschlag zur Lösung dieses Problems (deutsche Auslegeschrift 1 765 995) sieht vor, daß der Leiter gleichzeitig mit Folien aus einem thermoplastischen Material und Folien aus einem unterschiedlichen Material umwickelt wird, das bei der Schmelztemperatur des Materials der erstgenannten Folie seine geometrische Struktur beibehält, und daß der Wickel sodann einer Temperatur ausgesetzt wird, die über der Schmelztemperatur der erstgenannten Folie, jedoch unter jener Temperatur liegt, bei der die letztgenannte Folie ihre geometrische Struktur verliert. Als hierzu geeignetes Folienmaterial sind unvernetzte und vernetzte z.B. strahlenvernetzte Kunststoffe, insbesondere Olefine oder Olefineopolymerisate genannt.

   Die auf diese Weise hergestellten Garnituren behalten zwar bei der Erwärmung ihre Struktur, so daß eine Verlagerung des Leiters ausgeschlossen scheint. Sie weisen aber im fertigen Zustand den Nachteil einer vielschichtigen, uneinheitlichen Struktur auf, da bei der Wärmeanwendung nur jede einzelne Schicht in sich, aber nicht mit der darüber bzw. darunter liegenden Schicht verschweißt werden kann, so daß die Bildung eines homogenen Isolierkörpers auf diese Weise nicht rnöglich ist. Auch kann das Material der Muffe mit jener der Kabelisolierung zufolge der dazwischen liegenden, nichtverschweißbaren Schichten nicht zu einer untrennbaren Einheit verschweißt werden. Daher besteht bei den im Betrieb auftretenden mechanischen und thermischen Beanspruchungen des Kabels eine gewisse Neigung zu Sprüngen und Brüchen im Bereich der in der beschriebenen Weise gebildeten Muffe, so daß Undichtheiten nicht mit Sicherheit ausgeschlossen sind.