DE2439492A1

DE2439492A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines elektrischen kabels

Info

Publication number: DE2439492A1
Application number: DE2439492A
Authority: DE
Inventors: Misuo Kainuma; Saitama Kumagaya; Masatake Matsui; Yasuo Matsui; Isoji Motegi
Original assignee: Dainichi Nippon Cables Ltd; Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Current assignee: Dainichi Nippon Cables Ltd; Mitsubishi Petrochemical Co Ltd
Priority date: 1973-08-22
Filing date: 1974-08-17
Publication date: 1975-03-06
Also published as: JPS5043485A; DE2439492C3; FR2241855B1; JPS5834883B2; DE2439492B2; FR2241855A1; GB1480632A; SU1007561A3

Description

Dr. Werner Haßler

Patentanwalt Lüdenscheid, den 15. August 1974-4

538 LDDH- -IhID _k

AsentK-rg 35-Pc-COd₁ 1704 ^{Ά 1}^ ' ' '

Anmelder: 1. Dainichi-Nippon Cables Limited 8, Nishino-Cho,
Higashimukojima
Amagasaki-Shi
Hyogo-Ken / Japan . und

2. Mitsubishi Petrochemical Company Limited 5-2, Marunouchi, 2-Chome
Chiyoda-Ku
Tokyo-To / Japan

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines elektrischen Kabels

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines . elektrischen Kabels, wonach ein Leiter kontinuierlich durch einer Extruderkopf und ein auf der Austrittsseite desselben angeordnetes Nachfolgerrohr geführt ist, wobei eine Polyolefinzusammensetzung mit einem Vernetzungsmittelzusatz um den Leiter extrudiert und ein Ausformhilfsstoff auf der Innenfläche des Nachfolgerrohres zugeführt wird, wonach eine Wärmevernetzung der PoIyolefinschicht in dem Nachfolgerrohr erfolgt und wonach schließlich die vernetzte Polyolefinschicht mit einem Druckkühlmittel gekühlt wird.

In weiterer Ausbildung betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem Extruderkopf, mit einem an die Austrittsfläche desselben anschließenden Nachfolgerrohr, das einen an die Austrittsfläche des Extruderkopfes unmittelbar anschließenden kegelmantelförmigen Abschnitt und einen Anlandeabschnitt mit gleichbleibendem Innendurchmesser aufweist, mit einer sich über einen Großteil des Anlandeabschnitts erstreckenden Heizeinrichtung, die eine Erwärmung auf eine für die Vernetzungsreaktion des ein Vernetzungsmittel enthaltenden Polyolefins ausreichende Temperatur sicherstellt, und mit einer ein 'Druckkühlmittel enthaltenden Kühleinrichtung im Anschluß an das

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Austrittsende des Nachfolgerrohrs.

Dieses an anderer Stelle vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kabels mit einer Isolationsschicht aus einem vernetzten Polymeren arbeitet unter Verwendung eines horizontalen Flächenformungs- und Vernetzungsabschnitts. Dieses Verfahren läßt höhere Arbeitsgeschwindigkeiten als das herkömmliche VCV-Verfahren zu. Die Isolationsschicht aus dem vernetzten Polymeren ist frei von Hohlräumen und Rissen.

Nach diesem Verfahren wird ein vernetzbares Polymeres in einem Extruderkopf auf einen Leiter aufgebracht und in einem Anlandeabschnitt oder Flächenformabschnitt ausgeformt und in der Wärme j vernetzt. Dieser Anlandeabschnitt ist etwa 1 bis 50 m lang oder noch länger. Auf die Innenfläche des Anlandeabschnitts des Mach-j folgerrohrs wird ein Ausformhilfsstoff kontinuierlich appliziert Die in der Wärme vernetzte Isolationsschicht wird nach der Ausformung auf dem Leiter mit einer Hochdruckkühleinrichtung innerhalb eines Kühlabschnitts im Anschluß an den Anlandeabschnitt gekühlt.

Das beschriebene Verfahren ist für die Herstellung von Kabeln mit dünner■Isolationsschicht oder von Kabeln mit einer vernetzten gummiartigen Isolationsschicht befriedigend. Wenn jedoch Kabel mit dickwandiger Isolationsschicht aus einem vernetzten Polyolefin für Netzspannungen von 154 kV oder 275 kV hergestellt werden sollen, treten Nachteile wie Rauhigkeiten der Oberfläche der Kabel oder Verringerung der Durchschlagspannung auf. Manchmal muß die Herstellung unterbrochen werden, weil die Rauhigkeit der Kabeloberfläche fortgesetzt übermäßig zunimmt.

Eingehende Untersuchungen dieser Umstände haben gezeigt, daß die Schmelze des nichtvernetzten Polyolefins ein viskoses Fließverhalten zeigt, das sich sehr deutlich von einem stopfenartigen

IFließverhalten einer gummiartigen Zusammensetzung unterscheidet. Wenn ein dickmanteliges Kabel hergestellt wird, tritt in der dicken Polyolefinschicht, die durch das Nschfolgerrohr fließt,

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eine plötzliche Änderung der Flußrichtung innerhalb eines Bereichs von dem kegelmantelförmigen Abschnitt·bis zu dem Anlandeabschnitt' auf . Deshalb verlangsamt sich die Strömungsgeschwindigkeit eines Teils der Polyolefinschicht längs der Innenfläche im Eingangsbereich des Anlandeabschnitts. Die verlangsamte Schidi verschmort und zersetzt sich thermisch innerhalb einer kurzen Zeitdauer. Infolgedessen lagert sich an der Innenfläche des Anlandeabschnitts verschmortes und zersetztes Polyolefin ab. Das verschmorte Polyolefin beseitigt die Formungsfähigkeit des Anlandeabschnitts. Die Außenfläche des Kabels wird infolgedessen durch das verschmorte Polyolefin innerhalb des Anlandeabschnitts oder des Flächenformungsabschnitts zerstört.■Die Durchschlagspannung des Kabels wird dadurch herabgesetzt.

Das verschmorte Polyolefin hindert und verlangsamt noch mehr den Fluß der Polyolefinschicht in der Nähe der Innenfläche des Anlandeabschnitts. Dadurch wird die Zersetzung und Verschnürung des Polyolefins beschleunigt. Die Kabelherstellung kommt schließlich ganz zum Abbruch.

Die Ausbildung des verschmorten Polyolefins auf der Innenfläche des Anlandeabschnitts hängt sehr stark von dem Ort des Zusatzes des Ausformhilfsstoffes ab. Im Rahmen des vorgeschlagenen Verfahrens wird der Ausformhilfsstoff in den Anlandeabschnitt des Nachfolgerrohres eingegeben.

Aufgabe der Erfindung ist eine Verbesserung der Kabelherstellung unter Vermeidung einer verschmorten Außenschicht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der Ausformhilfsstoff kontinuierlich innerhalb eines kegelmantelförmigen Abschnitts des Nachfolgerrohres zugeführt wird, der sich im Anschluß an den Extruderkopf und vor Eintritt in den langen Anlandeabschnitt des Nachfolgerrohres mit konstantem Innendurchmesser befindet.

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Diese Zugabe des Ausformhilfsstoffs verhindert eine Verlangsamung der Strömung und damit eine Verschmorung oder Zersetzung des Polyolefins. Infolgedessen kann man dickmantelige Kabel mit einem dicken vernetzten Polyolefinmantel isolieren. Diese Kabel haben eine hohe Güte und eine hohe Durchschlagspannung. Das Verfahren nach der Erfindung erlaubt eine kontinuierliche Arbeitsweise über eine lange Zeitdauer.

Die anliegende Zeichnung dient zur Erläuterung einer Ausführungsform der Erfindung.

Das vernetzbare Polymere im Rahmen der Erfindung besteht überwiegend aus einem Polyolefin und enthält außerdem ein VernetzungE mittel. Beispiele für Polyolefine sind Polyäthylen, Polypropylen, Polybuten-1 und ähnliche Poly-a-olefine, Äthylen-vinylacetat, Äthylen-äthylacrylat und ähnliche Mischpolymere von Poly-a-olefinen, insbesondere von Polyäthylen.

Ausformhilfsstoffe für das Polyolefin sind bekannt und umfassen Di-tert.-Butylperoxid, tert.-Butylcumylperoxid, Dicumylperoxid,

,3-bis-(tert.-Bütylperoxy -isopropyl)-benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-Butylperoxy )-hexan, 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-Butylperoxy )-hexin-(3), 1 ,1-Di-tert.-Buty !peroxy -3,3,5-trimethylcyclohexan und ähnliche Diacylperoxide.

Das Vernetzungsmittel wird in einem Anteil von etwa 0,1 bis 10

ewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Polyolefin eingesetzt. Erforderlichenfalls kann das Polymere außerdem einen Vernetzungsbeschleuniger, einen Vernetzungshilfsstoff, ein Alterungsschutzmittel, ein Gleitmittel, ein Pigment, einen Spannungsstabilisator, einen Füllstoff und dergleichen enthalten.

Innerhalb der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach ier Erfindung wird eine Polyolefinmasse 10 als Gemisch mit einem Vernetzungsmittel, das aus einem gesonderten nichtdargestellten Ixtruder zugeführt wird, in einen Extruderkopf 1 eingegeben. ie Masse tritt dann durch einen Ringraum zwischen der Innenflädx

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des Extruderkopfes 1 und einem Kern 2 sowie einen weiteren Ringraum zwischen der Innenfläche eines kegelmantelförmigen Abschnitts 3c und dem Kern 2, durch dessen Durchgang ein elektrischer Leiter 11 kontinuierlich geführt wird. Dadurch wird der Leiter mit der Polyolefinmasse beschichtet.

Man kann mehrere Extruder, bspw. drei Extruder gemeinsam einsetzen, entsprechend der Anzahl der auf den Leiter aufzubringenden Polyolefinschichten.

Der Extruderkopf 1, bspw. ein Querspritzkopf ist auf der Austrittsseite mit einem Nachfolgerrohr 3 oder Anlanderohr verbunden, das einen ersten Abschnitt. 3a und einen zweiten Abschnitt 3b umfaßt, der einen Abschnitt 3c mit kegelmantelförmiger Innenfläche bildet, wenn die beiden Abschnitte in der dargestellten Weise zusammengesetzt sind.

Die im Gemisch mit dem Vernetzungsmittel in den um den Extruderkern 2 gebildeten Ringraum eingeführte Polyolefinmasse 10 tritt durch den kegelmantelförmigen Abschnitt 3c hindurch in den Ringraum um den Leiter 11 ein, der durch den Kern 2 kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit geführt wird. Dadurch wird der Leiter 11 mit der Polyolefinmasse 10 beschichtet, die innerhalb des Nachfolgerrohres 3 vernetzt wird. Sodann tritt der beschichtete Leiter in eine nichtdargestellte Druckkühleinrichtung ein, die unmittelbar an das Austrittsende des Nachfolgerrohres 3 anschließt. Die Gesamtlänge des kegelmantelförmigen Abschnitts 3c, also der Abstand zwischen der Eintrittsfläche jund der Austrittsfläche dieses Abschnitts beträgt normalerweise 50 mm bis etwa 200 mm.

jDer erste Abschnitt 3a des Nachfolgerrohrs 3 weist an seinem Eintrittsende einen Flansch auf, der an die Austrittsstirnfläche des zweiten Abschnitts 3b angedrückt wird und mithilfe eines ,Düsenhalters 4 an dem Extruderkopf 1 befestigt ist. Eine Ringjdichtung 5 liegt zwischen den Stirnflächen der beiden Abschnitte 3a und 3b, damit man zwischen diesen beiden Abschnitten eine

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- 6 druckdichte Abdichtung erhält.

Radial innerhalb der Ringdichtung 5 befindet sich ein Ringraum 7 und ein Ringspalt 8 zwischen den einander gegenüberstehenden Stirnflächen der beiden Abschnitte. Ein Ausformhilfsstoff 12 wird durch einen Durchgang des Düsenhalters4, den Ringraum 7 und den Ringspalt 8 in den kegelmantelförmigen Abschnitt 3c des Nachfolgerrohrs 3 eingeleitet. Der Ausformhilfsstoff benetzt die gesamte Innenfläche des Anlandeabschnitts im Anschluß an den Ringspalt und dadurch wird ein gleichmäßiger Durchgang des Leiters 11 mit der Polyolefinschicht erleichtert.

Der Ringraum 7 wird durch eine ringförmige Hinterschneidung der Stirnfläche des Abschnitts 3b und durch die gegenüberliegende Stirnfläche des Abschnitts 3a, die an der Ringdichtung 5 anliegt, gebildet. Der Ringspalt 6 ist von den beiden einander gegenüberstehenden, von dem Ringraum 7 radial nach innen gerichteten Stirnflächen der beiden Abschnitte begrenzt. Der Ringspalt 8 hat eine Breite von etwa 0,005 mm bis etwa 1 mm, vorzugsweise zwischen 0,001 mm und etwa 0,5 mm.

Der Ausformhilfsstoff ist an anderer Stelle beschrieben. Er muß die folgenden vier Bedingungen erfüllen:

1. Die Viskosität muß zwischen 0,5 und 3 000 cSt (2"5⁰C) liegen.

2. Das Absorptionsverhältnis gegenüber dem vernetzbaren Polymeren darf nicht größer als 100 mg/cm bei einer Temperatur von 150⁰C und einer Einwirkungsdauer von 45 Stunden sein.

3. Der Ausformhilfsstoff darf keine Gelbildung zeigen, wenn er mit dem organischen Peroxid innerhalb des vernetzbaren Polymeren in Berührung kommt.

4. Der Ausformhilfsstoff darf während der Vernetzungsreaktion nicht zum Sieden kommen.

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Das genannte Absorptionsverhältnis wird dadurch bestimmt, daß eine vernetzte Platte mit den Abmessungen 30 mm χ 30 mm χ 1 mm bei einer Temperatur von 150⁰C 45 Stunden lang in den Ausformhilfsstoff eingetaucht wird. Die Platte wird vor und nach der Tauchbehandlung gewogen. Der Massenunterschied geteilt durch die Gesamtoberfläche der Platte vor der Tauchbehandlung gibt das Absorptionsverhältnis an.

Die Gelbildung des Ausformhilfsstoffs unter üblichen Arbeitsbedingungen wird nach folgendem Verfahren bestimmt. Ein Gemisch aus 10 Gewichtsteilen des Ausformhilfsstoffes und 1 Gewichtsteil eines organischen Peroxids wird in ein dicht abschließendes Mischgefäß gebracht. Das Gemisch wird mit einer Aufheizgeschwindigkeit von etwa 10°C/min auf eine Temperatur von 235°C erhitzt und 5 Minuten lang bei dieser Temperatur gehalten. Danach wird die Viskosität ru der Flüssigkeit bei 235⁰C gemessen. Die Viskosität Ti₀ des reinen Ausformhilfsstoffes wird ebenfalls bei einer Temperatur von 235 C gemessen. Ausformhilfsstoffe, bei denen das Verhältnis Ή-ι/"Πη kl^ei^ner ^a^-^s 50 ist, werden als nichtgelbildend im Rühmen der Zielsetzung der Erfindung angesehen. Man kann dann erwarten, daß sich keine Gelschicht auf der Innenfläche des Anlandeabschnitts des Nachfolgerrohrs bei einem kontinuierlichen Betrieb über zumindest mehrere Stunden ausbildet. Wenn das organische Peroxid nichtflüchtig ist, kann die Wärmebehandlung in einem offenen Gefäß durchgeführt werden. Im Rahmen der beschriebenen Untersuchung muß nicht unbedingt dasjenige organische Peroxid benutzt werden, das dem vernetzbaren Stoff zugesetzt wird. Man kann auch ohne Fehler für die Bestimmung andere Peroxide wie Dicumylperoxid einsetzen.

Die Menge des in dem kegelmanteiförmigen Abschnitt 3c zugeführten Ausformhilfsstoffes liegt zwischen 0,001 und 0,1 cmVcm der Außenfläche des herzustellenden Kabels. Unter der Wirkung des Ausformhilfsstoffes fließt die Polyolefinmasse 10 in das Nachfolgerrohr 3 ohne daß eine Abbremsung der Strömung oder eine Stauung am Eingang des Anlandeabschnitts auftritt und ohne daß

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ein Anschmoren an der Innenfläche dieses Abschnitts auftritt. Infolgedessen tritt die Polyolefinzusammensetzung 10, die auf den elektrischen Leiter 11 aufgetragen wird, durch den Anlandeabschnitt, wobei die Außenfläche der Polyolefinzusammensetzung gleichmäßig an der Innenfläche des Anlandeabschnitts anliegt.

Das Nachfolgerrohr 3 wird durch eine entsprechende Heizeinrichtung, etwa eine elektrische Heizeinrichtung, eine Ölmantelheizung oder dergleichen, auf eine Temperatur zwischen etwa 200 C und 300⁰C aufgeheizt, damit sich eine ausreichende Vernetzung der Polyolefinmasse ausbildet. Die den Leiter abdekkende Polyolefinmasse wird dadurch vollständig vernetzt, während der beschichtete Leiter durch das Nachfolgerrohr tritt. Die Länge des Anlandeabschnitts des Nachfolgerrohres 3 wird in Abhängigkeit von der Dicke der Mantelschicht, der Reaktionstemperatur des Vernetzungsmittels, der gewünschten Arbeitstemperatur in dem Nachfolgerrohr und der Durchlaufgeschwindigkeit des Leiters 11 eingestellt. Im praktischen Betrieb liegt die Länge des Anlandeabschnitts des Nachfolgerrohrs im Bereich zwischen 5 m und etwa 30 m. Der Anlandeabschnitt des Nachfolgerrohrs 3 kann aus einer Mehrzahl von kurzen Anlandestücken zusammengesetzt sein, die zu einem gemeinsamen Anlandeteil verbunden sind.

Das Austrittsende des Nachfolgerrohrs 3 ist durch eine Flanschkupplung unmittelbar an eine nichtdargestellte Druckkühleinrichtung angeschlossen. Die vernetzte Isolationsschicht des Leiters 11 wird durch die Bewegung desselben in die Druckkühleinrichtung mitgenommen, wenn der Leiter das Nachfolgerrohr verläßt. Die Isolationsschicht wird beim Durchgang durch die Druckkühleinrichtung abgekühlt, die ein Kühlmittel wie Wasser enthält. Die Druckkühleinrichtung kann eine konventionelle Bauart haben, wie dies bei VCV-,CCV-, oder HCV-Einrichtungen üblich ist. Der Druck des Kühlmittels beträgt mindestens 7 kp/cm , vorzugsweise liegt der Druck in einem Bereich zwischen etwa 10 kp/cri und 30 kp/cm².

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Der genaue Ort, an dem der Ausformhilfsstoff innerhalb des kegelmantelförmigen Abschnitts 3c des Nachfolgerrohrs 3 zugeführt wird, kann zwischen der Eintrittsfläche und der Austritt sf lache des kegelmantelförmigen Abschnitts ausgewählt werdeji. Wenn jedoch die Einspeisungsstelle für den Ausformhilfsstoff unmittelbar am Austrittsende des kegelmantelförmigen Abschnitts ist, lassen sich keine befriedigenden Ergebnisse erhalten. Dies beruht darauf, daß unmittelbar am Austrittsende des kegelmantelförmigen Abschnitts der Übergangsbereich zwischen dem kegelmantelförmigen Abschnitt und dem Anlandeabschnitt mit konstantem Innendurchmesser ist. In diesem Übergangsbereich bilden sich leicht Turbulenzen innerhalb der Polyolefinströmung aus. Dies kann zu einer Stauung der Strömung, un'd damit zu einer Zersetzung oder einem Verschmoren des Polyolefins führen. Diese Neigung zur Turbulenzbildung wird noch gesteigert, wenn der Ausformhilfsstoff in diesem Übergangsbereich oder im Austrittsbereich des kegelmantelförmigen Abschnitts zugeführt wird. . --"

Wenn andererseits der Ausformhilfsstoff an einer Stelle vor dem Eintrittsende des kegelmantelförmigen Abschnitts zugeführt wird, neigt der Ausformhilfsstoff zur Vermischung mit der PoIyolefinmasse, da die Turbulenz innerhalb der Polyolefinströmung an dieser Stelle ziemlich groß ist. Die Vermischung des Ausformhilfsstoffes mit der Polyolefinmasse bedingt eine Verschlechterung der dielektrischen Eigenschaften der " Poly'olef inzusammensetzung. Deshalb ist eine bevorzugte Lage, an der der Ausform- " hilfsstoff zugeführt wird, in einem Bereich etwa 10 mm hinter dem Eintrittsende des kegelmantelförmigen Abschnitts bis zu höchstens 2 mm vor dem Austrittsende dieses Abschnitts.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Ausformhilfsstoff durch den Durchgang 6 in den Ringraum 7 eingegeben und tritt von dort durch den Ringspalt 8 an der Innenfläche des kegelmantelförmigen Abschnitts aus. Der letzte Teil des Durchgangs des Ausformhilfsstoffes kann in der Weise abgewandelt werden, daß der Ausformhilfsstoff von dem Ringraum 7 durch ein poröses Metall zu der Innenfläche des kegelmantelför-

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ORIGJNAL INSPECTED

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migen Abschnitts hindurchtritt. Das poröse Metall bildet einen Wandungsteil des kegelmantelförmigen Abschnitts des Nachfolgerrohrs 3. Ein solches poröses Metall besteht im allgemeinen aus gesinterten Metallgranuli, deren Durchmesser im Bereich zwischen 10 unbis 150 mm liegt. Die Dicke des porösen Metalls liegt etwa zwischen 5 und 20 mm.

Zur Verdeutlichung der Erfindung werden im folgenden ein Vergleichsbeispiel und ein Ausführungsbeispiel beschrieben. Alle Anteile sind als Gewichtsprozente angegeben. Diese Beispiele sollen jedoch den Umfang der Erfindung nicht einschränken.

Vergleichsbeispiel

Mit einer Geschwindigkeit von 0,255 m/min wird eine Leiterlitze

2 mit einer Querschnittsfläche von 2,700 mm kontinuierlich durch eine horizontale Kabelherstellungsmaschine geleitet, die mit einem Querextruderkopf zur Koextrusion von drei Mantelschichten, mit einem daran angeschlossenen Nachfolgerrohr mit einem Durchmesser von 130 mm und einer Länge von 15m und mit einer Kühlvorrichtung am andern Ende des Nachfolgerrohrs mit einer Länge von 30 m ausgerüstet ist. Das Nachfolgerrohr umfaßt einen kegelmantelförmigen, 25 cm langen Abschnitt, der in der Durchlaufrichtung konvergent ist und einen Anlandeabschnitt mit konstantem Innendurchmesser, der unmittelbar an das Austrittsende des kegelmantelförmigen Abschnitts anschließt und sich koaxial zu demselben in Ausrichtung erstreckt. Das Nachfolgerrohr wird durch eine Heizeinrichtung auf einer Temperatur von 25O⁰C gehalten. Ein Ausformhilfsmittel tritt in einer Menge von 40 cnr/miu aus dem Ringspalt mit einer Spaltbreite von 0,08 mm kontinuierlich auf die Innenfläche des Nachfolgerrohrs an einer Stelle 10 cm vom Eintrittsende des Nachfolgerrohrs abgelegen. Der Ausformhilf sstoff ist das Produkt 'Unilube 75DE-2620· der Firma Nippon Oils & Fats Co. Ltd., Viskosität 452 cSt (235°C), Absorptionsverhältnis 0,15 mg/cm gegenüber vernetztem Polyäthylen bei einer Temperatur von 15O⁰C und einer Einwirkungsdauer von 45 Stunden, Siedepunkt über 26O⁰C, frei von Gelbildung ent-

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sprechend der obigen Meßvorschrift.

Unter Verwendung von drei Extrudern wird zur Ummantelung des Leiters eine teilleitende Zusammensetzung, eine isolierende Zusammensetzung und eine weitere teilleitende Zusammensetzung zur Abdeckung der Isolationsschicht auf den Leiter durch Koextrusion geschichtet. Die drei Schichten haben Dicken von 1,5 mm, 35 mm und 1,0 mm. Die Deckschichten gelangen durch den Anl&ndeabschnitt und dann durch die Kühleinrichtung zusammen mit dem durchtretenden Leiter. .

Die teilisolierende Zusammensetzung zur Abdeckung des Leiters enthält 100 Teile Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres ( mit einem Anteil von 20 % Vinylacetat), 50 Teile Ruß und 2,0 Teile Dicumylperoxid. Die Isolationsschicht enthält 100 Teile Polyäthylen (Dichte 0,920 g/cm , Schmelzindex 1,0, Schmelzpunkt 113⁰C nach ASTM D-1238-65T), 2,0 Teile Dicumylperoxid und 0,2 Teile 4,4'-Thio-bis(6-t-butyl-m-cresol). Die Abdeckschicht enthält 100 Teile Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymeres (20 % Vinylacetat) und 50 Teile Ruß. Die Kühlapparatur war über ihre gesamte Länge mit Kühlwasser einer Temperatur von 20⁰C und einem Druck von 18 kp/cm gefüllt.

Nach 5 Betriebsstunden erhält man ein mit vernetztem Polyäthylen isoliertes Kabel mit einer Nennspannung von 275 kV, einer Länge von 90 m. In der Außenfläche des Isolationsmantel des Kabels finden sich jedoch zahlreiche Schrammen und Risse. Die mittlere Wechselspannungs-Dauerdurchschlagfestigkeit und die mittlere Impuls-Durchschlagfestigkeit von fünf Proben dieses Kabels betragen 28 kV pro mm und 65 kV/mm. Jeder Wert der angegebenen Durchschlagfestigkeit ist ein Mittelwert von fünf Proben.

Nach einer Betriebsdauer von 5 Stunden wurde das Nachfolgerrohr auseinander-gebaut und das Einlaufende desselben untersucht. Es fanden sich verschmorte Polyäthylenreste, die im wesentlichen an der gesamten Innenfläche in einem Abstand von 6 cm und mehr vom Eintrittsende des kegelmantelförmigen Abschnitts anhingen.

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Beispiel 1

In gleicher Weise wie im Vergleichsbeispiel 1 wurde ein Ktbel mit der Abwandlung hergestellt, das durch einen Ringspalt mit 0,08 mm Breite in einer Zwischenlage des kegelmantelförmigen Abschnitts, dessen Gesamtlänge 25 cm beträgt, zugegeben wurde. Nach etwa 50 Betriebsstunden erhält man 765 m Kabel mit einer gleichmäßigen guten Außenfläche.

Das hergestellte elektrische Kabel hat eine Wechselspannungs^ j Dauerdurchschlagfestigkeit und eine Impuls-Durchschlagfestigkeit | von 38 kV/mm und 85 kV/mm. Eine Untersuchung des Anlandeabschnitts des Nachfolgerrohrs nach einer Betriebsdauer von 50 Stunden konnte keine verschmorten Polyäthylenteile an der Innenfläche des Einlaufabschnitts des Anlandeabschnitts feststellen.

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Claims

Patentansprüche

1. //erfahren zur Herstellung eines elektrischen Kabels, wonach · ein Leiter kontinuierlich durch einen Extruderkopf und ein auf der Austrittsseite desselben angeordnetes Nachfolgerrohr geführt ist, wobei eine Polyolefinzusammensetzung mit einem Vernetzungsmittelzusatz um den Leiter extrudiert und ein Ausformhilfsstoff auf-der Innenfläche des Nachfolgerrohres zugeführt wird, wonach eine Wärmevernetzung der Polyolefinschicht in dem Nachfolgerrohr erfolgt und wonach schließlich die vernetzte Polyolefinschicht mit einem Druckkühlmittel gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausformhilfsstoff kontinuierlich innerhalb eines kegelmantelförmigen Abschnitts des Nachfolgerrohrs zugeführt wird, der sich im Anschluß an den Extruderkopf und vor Eintritt in den langen Anlandeabschnitt des' Nachf olg-errohrs mit konstantem Innendurchmesser befindet. "*

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Ausformhilfsstoffs mit einer Viskosität von 0,5 bis 3 000 cSt bei'235⁰C, mit einem Absorptionsverhaltnis durch die ein Vernetzungsmittel enthaltende Polyolefinzusammensetzung von nicht mehr als 100 mg/cm bei 150⁰C und einer Einwirkungsdauer von 45 Stunden, frei von Gelbildung beim Zusammentreffen mit einem organischen Peroxid in der vernetzten Polyolefinzusammensetzung und nicht siedend während der Vernetzungsreaktion.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausformhilfsstoff kontinuierlich an einer Stelle zugeführt, die sich in einem Bereich von mehr als 10 mm vom Einströmende des kegelmantelförmigen Abschnitts und von mehr als 2 mm vom Ausströmende des kegelmantelförmigen Abschnitts befindet.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet j durch die Verwendung von Polyäthylen als Polyolefin.

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5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Extruderkopf, mit einem an die Austrittsfläche desselben anschließenden Nachfolgerrohr, das einen an die Austrittsfläche des Extruderkopfes unmittelbar anschließenden kegelmantelförmigen Abschnitt und einen Anlandeabschnitt mit gleichbleibendem Innendurchmesser aufweist, mit einer sich über einen Großteil des Anlandeabschnitts erstreckenden Heizeinrichtung, die eine Erwärmung auf eine für die Vernetzungsreaktion des ein Vernetzungsmittel enthaltenden Polyolefins ausreichende Temperatur sicherstellt, und mit einer ein Druckkühlmittel enthaltenden Kühleinrichtung im Anschluß an das Austrittsende des Nachfolgerrohrs, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelmantelförmige Abschnitt (3b) eine Ringöffnung zur Applikation des Ausformhilfsstoffs auf die Innenfläche des Nachfolgerrohres (3) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringöffnung einen Ringspalt (8) mit einer Spaltbreite zwischen 0,005 mm und 1 mm ist.

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