DE3022736A1 - MINERAL-INSULATED CABLE STRUCTURE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents
MINERAL-INSULATED CABLE STRUCTURE AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOFInfo
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. 3. 3
33 57533 575
Okazaki Manufacturing Company Kobe / JapanOkazaki Manufacturing Company Kobe / Japan
Mineralstoffisolierter Kabelaufbau und Verfahren zu seiner Herste!lung Mineral insulated cable construction and process for its manufacture
Die Erfindung bezieht sich auf einen mineral stoffisoliorten Kabelaufbau und ein Verfahren zu seiner Herstellung.The invention relates to a mineral stoffisoliorten Cable construction and a method for its manufacture.
Mineralstoffisolierte Kabel (abgekürzt MI-Kabel) weisen ein Magnesiumoxid MgO als Isolator auf, das den Raum zwischen einer Metallhülse, z.B. einer Kupferleitung, und einem metallenen in die Hülse eingeführten Leiter dicht ausfüllt. Bei dieser Konstruktion weist ein MI-Kabel besondere Merkmale, wie z.B. eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Flammen, Wärme, Korrosion, Wasser oder Radioaktivität auf und hat weiter eine hohe Stromkapazität bei hoher mechanischer Festigkeit. Aufgrund dieser Eigenschaften werden MI-Kabel als Kabelmaterial für besondere Bedingungen an Stellen hoher Temperaturpunkte, explosionsgefährdeten Zonen, auf Schiffen, in chemischen Anlagen, in Atomreaktoren, bei Signalübertragungseinrichtungen, usw. verwendet.Mineral insulated cables (abbreviated MI cables) show a magnesium oxide MgO as an insulator, which separates the space between a metal sleeve, e.g. a copper wire, and a metal conductor inserted into the sleeve tightly fills. In this construction, an MI cable has special features Features such as high resistance to flames, heat, corrosion, water or radioactivity and further has a high current capacity with high mechanical strength. Because of these properties, MI cables as cable material for special conditions in places with high temperature points, potentially explosive areas, used on ships, in chemical plants, in nuclear reactors, in signal transmission equipment, etc.
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Neuerlich werden, um Rohstoffe einzusparen, mineralstoffisolierte Kabel immer mehr verwendet, da sie nicht wie die bekannten gewöhnlichen Kabel innerhalb einer kurzen Zeit-' dauer erneuert werden müssen.Again, in order to save raw materials, mineral-insulated Cables are being used more and more because they are not like the well-known ordinary cables within a short period of time- ' must be renewed permanently.
Der Magnesiurnoxidisoiator des MI-Kabels ist jedoch in hohem Maße hygroskopisch. Wenn der Isolator der Umgebungsluft ausgesetzt ist, nimmt er sofort Feuchtigkeit aus der Luft auf, wodurch sein Widerstand sich wesentlich vermindert. Wenn das .Magnesiumoxid feucht geworden ist, ist es notwendig, den feuchten Teil abzuschneiden oder den Teil zur Entfernung der Feuchtigkeit aus dem Kabel zu erhitzen. Es sind verschiedene Verfahren zur Entfernung der Feuchtigkeit oder zum Verhindern des Eindringens der Feuchtigkeit aus den Kabelenden oder den Leitungsverbindungen bekannt.However, the magnesium oxidizer of the MI cable is high Dimensions hygroscopic. When the isolator is exposed to the ambient air, it instantly removes moisture from the air Air, which significantly reduces its resistance. If the .magnesium oxide got wet, it is necessary to cut off the wet part or to heat the part to remove moisture from the cable. There are various methods of removing moisture or preventing moisture ingress known from the cable ends or the line connections.
Bei einem Verfahren werden beispielsweise verschiedene Werkzeuge und Instrumente verwendet, wobei der Kabelaufbau aufgeschnitten wird, die Hülse entfernt wird, Stopfbüchsen, ein Topf und eine Scheibe angeordnet werden und eine Verbindung darauffolgend in kurzer Zeit aufgefüllt wird.In one method, for example, various tools and instruments are used with the cable structure being cut open the sleeve is removed, stuffing boxes, a pot and a washer are placed and a connection is made is then replenished in a short time.
Ähnlich wird bei einem Verfahren zur Behandlung einer Leiterverbindung (JA-OS 16114/1978) ein MI-Kabelaufbau mittels Anlöten einer Hülse an den Aufbau und Einblasen von Inertgas auf die verbundenen Teile vor Feuchtigkeit geschützt.A method for treating a conductor connection is similar (JA-OS 16114/1978) an MI cable structure using Soldering a sleeve to the structure and blowing inert gas onto the connected parts protected from moisture.
Die bekannten Verfahren zur Entfernung von Feuchtigkeit oder zum Verhindern des Eintritts von Feuchtigkeit erfordern schwierige Arbeitsabläufe innerhalb kurzer Zeit an dem Verbindungspunkt. Wenn die Kabelverbindung schwierig ist und viele Verbindungspunkte umfaßt, oder ihre Länge relativ groß ist, ist es meist unmöglich, die erforderliche Arbeit zu vollenden. Ebenfalls besteht bei den bekanntenThe known methods of removing moisture or preventing the ingress of moisture require difficult work processes within a short period of time at the connection point. When the cable connection is difficult and includes many connection points, or their length is relative is large, it is usually impossible to complete the required work. There is also the known
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Verfahren die Gefahr, daß während der Bearbeitung Feuchtiqkeit absorbiert wird, so daß es nach Beendigung der Arbeit notwendig ist, das Maß des Isolierwiderstandes des Kabelaufbaus längere Zeit zu überwachen. Bei mehreren Verbindungspunkten ist es weiter schwierig, eine falsche Verbindung zu finden. Weiter erfordern die bekannten Verfahren nicht nur schwierige Arbeitsabläufe, sondern liefern ebenfalls unzuverlässige Verbindungen.Process the risk of moisture during processing is absorbed, so that after finishing the work it is necessary to measure the insulation resistance of the cable structure to monitor for a long time. If there are multiple connection points, it is also difficult to find the wrong connection. Furthermore, the known methods not only require difficult workflows, but also provide unreliable ones Links.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen MI-Kabelaufbau und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, das an dem Verbindungspunkt keine schwierigen Arbeitsabläufe erfordert und ein Eindringen von Feuchtigkeit vollständig verhindert, so daß der Kabelaufbau keinen Isolierwiderstandverlust erleidet.It is therefore an object of the present invention to provide an MI cable structure and to provide a method of manufacturing it that is not difficult at the connection point Requires work processes and prevents moisture from penetrating completely, so that the cable structure does not Loss of insulation resistance suffers.
Der erfindungsgemäße MI-Kabelaufbau mit einer Metallhü.lse als äußere Schicht, in den Aufbau eingesetzten metallenen Leitern und mit einem Mineralstoffisolator, der den Raum zwischen der Metallhülse und den metallenen Leitern ausfüllt, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Mineralstoffpartikel mit einem hitzebeständigen Silikonöl imprägniert sind.The MI cable structure according to the invention with a metal sleeve as an outer layer, metal conductors used in the structure and a mineral insulator that separates the room between the metal sleeve and the metal conductors, is characterized in that the mineral particles with are impregnated with a heat-resistant silicone oil.
Das hitzebeständige Silikonöl darf bei hohen Temperaturen, bis etwa 60O0C, nicht verdampfen. Unter den bekannten derartigen Silikonölen hat sich für den obengenannten Zweck "AEROSEAL" der ARI INDUSTRIES INC. / USA als zufriedenstellend erwiesen. Es ist natürlich möglich, ebenfalls andere Silikonöle mit der gleichen Eigenschaft zu verwenden.The heat-resistant silicone oil must not evaporate at high temperatures, up to about 60O 0 C. Among the known silicone oils of this type, "AEROSEAL" from ARI INDUSTRIES INC. / USA proved satisfactory. It is of course possible to use other silicone oils with the same properties.
Das Verfahren zur Herstellung eines MI-Kabels gemäß der Erfindung umfaßt die Verfahrensschritte, daß man aus einem Mineralstoff isolatorpulver Isolatorteile brennt, man die Teile bei Umgebungstemperatur zum Imprägnierung mit einem hitzc-The method of making an MI cable according to the invention comprises the process steps that one burns insulator powder from a mineral insulator parts, one the parts at ambient temperature for impregnation with a heat
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beständigen Silikonöl tränkt, man metallene Leiter in die Teile einführt und eine Metallhülse über die Teile zur Ausbildung des Kabelaufbaus anordnet, man den Außendurchmesser des Kabelaufbaus bei Umgebungstemperatur vermindert, man den Kabelaufbau bei einer hohen Temperatur, die 6000C nicht überschreitet, glüht, und man das Vermindern des Durchmessers und das Glühen einige Male abwechselnd wiederholt, um einen vorbestimmten Außendurchmesser des Kabelaufbaus zu erhalt en.resistant silicone oil is soaked, metal conductors are inserted into the parts and a metal sleeve is placed over the parts to form the cable structure, the outer diameter of the cable structure is reduced at ambient temperature, the cable structure is annealed at a high temperature not exceeding 600 ° C., and the diameter reduction and the annealing are alternately repeated a few times to obtain a predetermined outer diameter of the cable structure.
Es gibt zwei bekannte Verfahren zur Herstellung eines MI-Kabolaufbaus. Bei dem einen werden die obenerwähnten Teile hergestellt, und bei dem anderen wird pulverisierter Isolator in den Raum zwischen der Metallhülse und den Leitern direkt eingegeben. Bei dieser Erfindung ist das erstere Verfahren geeignet, um das Silikonöl in den Isolator gleichförmig zu verteilen.There are two known methods of making an MI cabolet. One is manufactured with the above-mentioned parts and the other becomes powdered insulator entered directly into the space between the metal sleeve and the conductors. In this invention, the former is the method suitable to evenly distribute the silicone oil in the insulator.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen: An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. Show it:
Fig. 1 eine Teilschnittansicht der Teile des MI-Kabels; Fig. 2 eine Teilschnittansicht des MI-Kabelaufbaus; undFig. 1 is a partial sectional view of the parts of the MI cable; Figure 2 is a partial cross-sectional view of the MI cable assembly; and
Fig. 3 eine vergrößerte Teilschnittansicht des fertigen MI-Kabels. 3 is an enlarged partial sectional view of the completed MI cable.
In Fig. 1 ist eine Metallhülse aus Kupfer oder Aluminium von bestimmtem Durchmesser und bestimmter Länge, mehrere Teile 2 des Mineralstoffisolators und metallene Leiter 3 aus Kupfer gezeigt, die für die weiteren Schritte vorbereitet sind. Die Teile 2 werden auf bekannte Weise mittels Extrudieren eines MgO-Pulvers unter Hinzufügen von WasserIn Fig. 1 is a metal sleeve made of copper or aluminum of a certain diameter and length, several Part 2 of the mineral insulator and metal conductors 3 made of copper, which are prepared for the next steps. The parts 2 are in a known manner by means of extrusion of an MgO powder with the addition of water
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und einem Binder (Verbindungsmaterial) und etwa 4-stündiyem Brennen bei 14OO°C hergestellt. Eine gewünschte Anzahl von Kanälen 4, in die die metallenen Leiter 3 eingeführt werden, kann während des Extrudierens hergestellt werden. Nach dom Brennen werden die Teile mit einem hitzebeständigen Silikon-Öl, wie z.B. AEROSEAL imprägniert, indem sie in ein Silikonbad bei Umgebungstemperatur getaucht werden.and a binder (connecting material) and about 4 hours Fired at 14OO ° C. A desired number of channels 4 into which the metal conductors 3 are inserted, can be made during extrusion. After dom firing, the parts are coated with a heat-resistant silicone oil, like e.g. AEROSEAL impregnated by putting them in a silicone bath be immersed at ambient temperature.
Die Tränkdauer beträgt etwa 65 Stunden bei Umgebungsdruck oder Vakuum. Je nach Wunsch kann auch nur ein Tei 1 der Γκο-lierung mit Silikonöl getränkt werden. Da die Länge der Teile aufgrund ihrer mechanischen Festigkeit begrenzt ist, werden in einer Metallhülse mehrere Isolierteile vorgesehen.The soaking time is about 65 hours at ambient pressure or vacuum. Depending on your requirements, only a part of the Γκο-lation can be used soaked with silicone oil. Since the length of the parts is limited due to their mechanical strength several insulating parts are provided in a metal sleeve.
Fig. 2 zeigt den Kabelaufbau eines MI-Kabels nach dem Zusammenbau, wobei man die auf dem obenbeschriebenen Wege gefertigten Teile 2 in eine Metallhülse 1 und die metallenen Leiter 3 in die Kanäle 4 der Teile einführt. Das zusammengebaute Kabel wird in eine Form gebracht, in der der Durchmesser der Metallhülse 1 mittels Bearbeitung verringert wird, wodurch die Isolierteile 2 in ein Pulver zerbrechen, das den Raum zwischen den Teilen ausfüllt. Nach dem Vermindern des Durchmessers wird der Aufbau geglüht, um Restspannungen aufzuheben. Das Glühen wird bei einer Temperatur nahe und unterhalb 600°C durchgeführt. Das hitzebeständige Si.likonöl verdampft dabei nicht. Nach dem Glühen und Vermindern des Durchmessers werden diese Verfahrensschritte, wenn erforderlich, wiederholt.Fig. 2 shows the cable structure of an MI cable after assembly, with the parts 2 manufactured in the way described above in a metal sleeve 1 and the metal Introduces conductor 3 into channels 4 of the parts. The assembled cable is brought into a shape in which the diameter the metal shell 1 is reduced by machining, whereby the insulating parts 2 break into a powder that fills the space between the parts. After reducing the diameter, the structure is annealed to remove residual stresses to cancel. The annealing is carried out at a temperature near and below 600 ° C. The heat-resistant silicone oil does not evaporate. After annealing and reducing the diameter, these process steps are, if necessary, repeated.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt des MI-Kabelaufbaus. Ein darartiger Kabelaufbau nimmt keine Feuchtigkeit an seinem Ende auf, da, wie beschrieben, die Zwischenräume zwischen den Partikeln 6 des pulverisierten Magnesiumoxyds mit Silikonöl 5 ausgefüllt sind.3 shows a section of the MI cable structure. A daring one Cable structure does not absorb moisture at its end because, as described, the spaces between the 6 particles of powdered magnesia with silicone oil 5 are filled out.
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Wenn die Endabschnitte oder die Verbindungsabschnitte des Kabels von Anfang an bekannt sind, ist es ausreichend, nur die entsprechenden Abschnitte mit Silikonöl zu imprägnieren .When the end sections or the connecting sections of the Cable are known from the start, it is sufficient to only impregnate the relevant sections with silicone oil .
Aufgrund der beschriebenen Konstruktion füllt das feuchtigkoiIsbeständige Silikonöl in dem erfindungsgemäßen MI-Ka-Ix-]aufbau die MikroZwischenräume zwischen den Partikeln dos pulverisierten Isolationsmaterial aus, um eine feuchtigkeit sbeständine Dichtung auszubilden (die Zwischenräume waren bisher der Grund für das Absorbieren der Feuchtigkeit), wodurrh kninc Gefahr beisteht, daß Feuchtigkeit von den abgeschnittenen Enden oder den Verbindungsabschnitten des Kabels absorbiert wird. Somit dringt, sogar wenn das Kabel halb durchgeschnitten ist, keine Feuchtigkeit vom abgeschnittenen finde ein, so daß keine schwierige Behandlung des Kabels an diesem Punkt erforderlich ist. Infolge der zuverlässigen Feuchti'jkeitsbeständigkeit wird ein MI-Kabel geschaffen, bei dem es nicht erforderlich ist, den Isolierwiderstand zu überwachen.Due to the construction described, the moisture resistant Silicone oil in the MI-Ka-Ix-] structure according to the invention the micro-gaps between the particles dos powdered insulation material to a moisture to create a permanent seal (the gaps were previously the reason for absorbing moisture), wodurrh kninc risk that moisture from is absorbed by the cut ends or the connecting portions of the cable. Thus penetrates even if the cable is half cut, no moisture from the cut so that no difficult handling of the cable is required at this point. As a result of the reliable Moisture resistance creates an MI cable, where it is not necessary to monitor the insulation resistance.
FCs wird ein mineral stoff isolierter Kabelaufbau beschrieben, der aus einer Metallhülse, metallenen Leitern und einem Mineralstoff isolator besteht, der den Raum zwischen den metallenen Leitern und der Hülse ausfüllt. Der Mineralstoffisolator ist mit einem hitzebeständigen Silikonöl imprägniert, das bri hoher Temperatur, sogar bis etwa 6000C, nicht verdampft. Beim Verfahren zur Herstellung des mineralstoffiso-Ii ort on Kabels werden Teile des Mineralstoffisolators mit dem h.i tzebeständigen Silikonöl zum Imprägnieren der Isolatorteile mit do:n Silikonöl getränkt. Das Silikonöl verdampft bei hoher Temperatur, sogar bis 6000C,nicht.FCs describes a mineral-insulated cable structure that consists of a metal sleeve, metal conductors and a mineral insulator that fills the space between the metal conductors and the sleeve. The mineral insulator is impregnated with a heat-resistant silicone oil that does not evaporate at high temperatures, even up to about 600 ° C. In the process of manufacturing the mineral insulator cable, parts of the mineral insulator are impregnated with the heat-resistant silicone oil to impregnate the insulator parts with do: n silicone oil. The silicone oil does not evaporate at a high temperature, even up to 600 ° C.
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Claims (2)
ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-8000 MO N CHEN Bl · TEtEFO N (089) 911087 · TELEX 05-29619 (PATH f)DIPL.-ING. K.FOCHSLE DR. RER. NAT. B. HANSEN
ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) D-8000 MO N CHEN Bl TEtEFO N (089) 911087 TELEX 05-29619 (PATH f)
Kobe / JapanOkasaki Manufacturing Company
Kobe / Japan
und Verfahren zu seiner Herste] Mineral insulated Ka loaded TRUCTURE
and procedure to be he manufactures]
der den Raum zwischen der Metallhülse und den metallenen
Leitern ausfüllt, dadurch gekennzeichnet ,
daß die Mineralstoffpartikel (6) mit einem hitzebeständigen Silikonöl (5) imprägniert sind, das bei einer hohen
Temperatur bis etwa 600° nicht verdampft.M.] Mineral-insulated cable structure with a metal sleeve as the outer layer, metal conductors inserted into the structure and with a mineral insulator,
the space between the metal sleeve and the metal
Ladders, characterized
that the mineral particles (6) are impregnated with a heat-resistant silicone oil (5), which is at a high
Temperature up to about 600 ° not evaporated.
ORIGINAL INSPECTED030065/0695
ORIGINAL INSPECTED
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