DE3014398A1

DE3014398A1 - Vorrichtung zur strahlenvernetzung

Info

Publication number: DE3014398A1
Application number: DE19803014398
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing.(grad.) 1000 Berlin Schröder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-04-11
Filing date: 1980-04-11
Publication date: 1981-10-22

Description

Vorrichtung zur Strahlenvernetzung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Strahlenvernetzung der aus Kautschuk, Polyolefinen oder anderen vernetzbaren Polymeren bestehenden plastischen Isolierung elektrischer Leitungen oder Kabel mit energiereichen Strahlen, wobei mindestens zwei parallel geführte Leitungen oder Kabel unter mindestens zwei Strahlenquellen mit unterschiedlicher Strahlrichtung und mit Je einem sektorförmig aufgefächerten Strahlengang mit Hilfe einer Umlenkeinrichtung, eines sogenannten ~,wire handling', geführt werden und wobei die Strahlachsen gegenüber der Senkrechten zur Kabelführungsebene geneigt sind.
Zur Verbesserung der thermischen Stabilität elektrischer Isoliermassen für Leitungen oder Kabel ist es üblich, Kautschuk- oder Polyolefinisolierungen zu vulkanisieren oder zu vernetzen, wobei die Vernetzung meist auf chemischem Wege bewirkt wird, indem dem Extrudat Zuschlagstoffe, z. B. Peroxyde, beigemengt werden, die unter geeigneten physikalischen Bedingungen den Vernetzungsvorgang einleiten. In Konkurrenz hierzu besteht die Möglichkeit, die Vernetzung auf physikalischem Wege durch Bestrahlung mit energiereichen Strahlen (&-, ß- oder t-Strahlen) zu erzielen. Aus einer Reihe von Gründen eignen sich für die technische Anwendung vorzugsweise ß-, also Elektronenstrahlen (DE-AS 10 00 076). Eine ausreichende Vernetzung wird dabei Je nach Material und Qualität mit Strahldosen zwischen 10 und 500 kj/kg erzielt.
Die Problematik bei der Strahlenvernetzung elektrischer Leitungen der Kabel mit Elektronenstrahlen besteht in erster Linie in der Dosierung, weil sich die für den Vernetzungsprozeß maßgebende, absorbierte Energie mit der Eindringtiefe in die Isolierung ändert. Die Problematik wird außerdem durch die hattenwirkung des Leiters verstärkt, die dazu zwingt, den Leiter oder das Kabel von mindestens zwei Seiten zu bestrahlen. Aber auch bei der zweiseitigen Bestrahlung ergibt sich noch eine inhomogene Verteilung der Strahlendosis und somit des Vernetzungsgrades in der Isolierung. Um die Vernetzung soweit wie möglich zu vergleichmäßigen, sind daher schon Anordnungen bekannt (DE-AS 20 58 044 und CH-PS 539 932), bei denen der Leiter oder das Kabel viermal die Strahlen-º quelle passiert und dabei Jeweils um 90 gedreht wird.
Letzteres bedingt besonders bei größeren Querschnitten einen erheblichen maschinenbaulichen Aufwand.
Ferner ist aus der DE-OS 26 06 242 bekannt, insbesondere für Sektorleiter, dadurch nur durch nurmit einem zweimaligen Passieren der Strahlenquelle ohne Verdrehung des Leiters oder des Kabels bei einer weitgehend homogenen Verteilung der Strahlendosis und damit des Vernetzungsgrades in der Isolierung auszukommen, indem zwei etwa unter 900 gegeneinander geneigte Strahlenquellen verwendet werden und die Leitung oder das Kabel derart unter den Strahlenquellen hindurchgeführt werden, daß beide Beschleuniger etwa um 450 gegenüber der zur Laufrichtung der Leitung oder Kabels senkrechten Ebene geneigt sind und die Passage wiederholt wird, nachdem die Leitung oder das Kabel um 1800 umgelenkt wurde.
Der Aufwand bei der Strahlenvernetzung ist groß. Neben dem kostspieligen Beschleuniger ist eine Bestrahlungskammer mit extrem dicken Wänden als Strahlenschutz erforderlich. Außerdem müssen Absaugvorrichtungen für das relativ konzentriert auftretende Ozon vorgesehen werden.
Aus wirtschaftlichen Gründen ist man daher bestrebt, mindestens zwei Leitungen oder Kabel gleichzeitig unter der Strahlenquelle hindurchzuführen. Dies ist auch des- halb vorteilhaft, weil der durch einen Scanner bewirkte Strahlenfächer eines Beschleunigers im allgemeinen solche Dimensionen aufweist, daß seine Breite größer als der Durchmesser einer zu vernetzenden Leitung oder eines Kabels ist.
Wegen des großen Aufwandes bevorzugt man Anordnungen mit mindestens zwei Strahlenquellen. Dabei sind die -Mittelebenen der Strahlenbündel der verschiedenen Strahlenquellen gegeneinander geneigt. Bei zwei Strahlenquellen sind sie beispielsweise um 900 gegeneinander und'gegenüber der Bestrahlungsfläche in der Kabelführungsebene um Je 450 geneigt.
Werden mit solchen Anordnungen gleichzeitig z. B. vier Leitungen oder Kabel bestrahlt, so treffen die Strahlen schräg - im Beispielsfall 450 - auf die Kabelführungsebene auf. Dabei kann es bei den möglichst dicht nebeneinander geführten Leitungen oder Kabel zu einer 'Schattenbildung' kommen, d. h. Teile der Isolierungen einzelner Leitungen oder Kabel werden durch die Isolierungen anderer Leitungen oder Kabel vor den Strahlen abgeschirmt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Führung der Leitungen oder Kabel mittels der Umlenkeinrichtungen (wire handling) so zu treffen, daß trotz dichtester Führung die zuvor beschriebene 'Absehattung' auf Jeden Fall vermieden wird. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die-parallel angeordneten Führungsräder für die nebeneinander geführten Leitungen oder Kabel vor und hinter den Strahlenquellen derart unterschiedliche Durchmesser aufweisen, daß jede Leitung oder Jedes Kabel von einem Führungsrad größeren auf ein Führungsrad kleineren Durchmessers oder umgekehrt geführt wird.
Durch die Maßnahme wird die Kabelführungsebene im Bereich der Strahlenquellen ebenfalls geneigt, so daß damit Verhältnisse hergestellt werden, die denen gleichen, bei der sich eine Strahlenquelle senkrecht oberhalb der Kabelführungsebene befindet. Eine 'Abschattung' ist daher auf keinen Fall mehr möglich.
Um optimale Bestrahlungsbedingungen zu schaffen, kann man den Gegenstand der Erfindung mit den Maßnahmen kombinieren, die Ge#genstand der Patentanmeldung P 30 .. ...
(VPA 80 P 4716 DE) vom gleichen Anmeldetage sind.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele im einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt: Fig. 1 die Bestrahlung mit zwei um 900 gegeneinander geneigten und gegenüber der Kabelführungsebene um je 450 geneigten Scannern, Fig. 2 die Kabelführung unter den Strahlenquellen mit einer Umlenkeinrichtung (wire handling) gemäß der Erfindung , -Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 111-111 in Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV in Fig. 2 und Fig. 5-einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 2.
Aus Wirtschaftlichkeitsgründen werden meist mehrere Leitungen 8 gleichzeitig nebeneinander unter den Strahlenquellen 11 hindurchgeführt. Weil die Bestrahlung dabei schon wegen der 'Schatten'-Wirkung der metallischen Leiter weitgehend einsei#tig erfolgt, werden die Leitungen durch eine Umlenkeinrichtung 20 mehrfach unter den Strahlenquellen hindurchgeführt. Dies ist in Fig. 2 im Falle von einer Leitung 8 angedeutet, wobei der Index a die Leitung bei der ersten Passage und der Index b die Leitung bei der zweiten Passage nach einer Umlenkung um 1800 usw. bezeichnet.
Die Umlenkeinrichtung 20 besteht dabei aus einer Reihe von Führungsrädern 21, 22, wobei die parallel angeordneten Führungsräder für die nebeneinander geführten Leitungen vor und hinter den Strahlenquellen 11 derart unterschiedliche Durchmesser aufweisen, daß Jede Leitung 8 von einem Führungsrad 21 größeren auf ein Führungsrad 22 kleineren Durchmessers oder umgekehrt geführt wird.
Auf diese Weise werden die Leitungen im Bereich der Strahlenquellen 11 aus ihrer sonst horizontal verlaufenden Kabelführungsebene herausgehoben, so daß sie in einer geneigten Ebene verlaufen, die etwa der Neigung der Strahlenfeldschnittebene entspricht. Dies ist deutlich anhand der Schnittbilder der Figuren 3 und 4, die Schnitte längs der Linien III-III bzw. IV-IV in Fig. 2 darstellen, im Vergleich mit Fig. 1 erkennbar.
In Fig. 5 ist ein weiterer Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 2 dargestellt, der die Umlenkräder mit unterschiedlichem Durchmesser erkennen läßt.
Bei den parallel geführten Leitungen oder Kabel kann es sich selbstverständlich auch um Teile eines Leitungs-oder Kabelstranges handeln.
1 Anspruch 5 Figuren Leerseite

Claims

Patentanspruch Vorrichtung zur Strahlenvernetzung der aus Kautschuk, Polyolefinen oder anderen vernetzbaren Polymeren bestehenden plastischen Isolierung elektrischer Leitungen oder Kabel mit energiereichen Strahlen, wobei mindestens zwei parallel geführte Leitungen oder Kabel unter mindestens zwei Strahlenquellen mit unterschiedlicher Strahlrichtung und mit Je einem sektorförmig aufgefächerten Strahlengang mit Hilfe einer Umlenkeinrichtung, eines sogenannten 'wire handling', geführt werden und wobei die Strahlachsen gegenüber der Senkrechten zur Kabelführungsebene geneigt sind, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß d#e parallel angeordneten Führungsräder (21, 22) für die nebeneinander geführten Leitungen (8, 9) oder Kabel vor und hinter den Strahlenquellen (11) derart unterschiedliche Durchmesser'aufweisen, daß Jede Leitung oder Jedes Kabel von einem Führungsrad größeren (21) auf ein Führungsrad kleineren (22) Durchmessers oder umgekehrt geführt wird.