DE3404488A1 - METHOD AND FILLING SUBSTANCE FOR PRODUCING A LONG-TERM WATERPROOF CABLE - Google Patents
METHOD AND FILLING SUBSTANCE FOR PRODUCING A LONG-TERM WATERPROOF CABLEInfo
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Abstract
Description
Siemens Aktiengesellschaft Unsere ZeichenSiemens Aktiengesellschaft Our mark
Berlin und München VPA 84 P 4008 DEBerlin and Munich VPA 84 P 4008 DE
Verfahren und Füll substanz zum Herstellen eines längswasserdichten KabelsMethod and filling substance for producing a longitudinally watertight cable
Die Erfindung bezieht sich auf eine Füllmasse zum Längsdichten eines elektrischen und/oder optischen Kabels, insbesondere eines Nachrichtenkabels, die aus einer Mischung einer wasserabstoßenden, wachsartiqen Substanz (z. B. Petrolat) mit mikrokleinen Hohlkörpern aus elastischem Kunststoff besteht und auf ein Verfahren zum Füllen eines Kabels mit der zuvor erwähnten Füllmasse.The invention relates to a filling compound for the longitudinal sealing of an electrical and / or optical cable, in particular a communication cable, which consists of a mixture of a water-repellent, wax-like substance (e.g. Petrolat) with microscopic hollow bodies made of elastic plastic and on a method for filling a Cable with the aforementioned filling compound.
Bei Kabeln besteht die Gefahr, daß sich die bei einer Beschädigung des Kabelmantels eindringende Feuchtigkeit längs des Kabels ausbreiten kann und so die elektrischen Eigenschaften des Kabels nachhaltig verschlechtert werden.With cables there is a risk that the Damage to the cable jacket penetrating moisture can spread along the cable and thus the electrical Properties of the cable are permanently impaired.
Dieses Problem ist sei längerer Zeit bekannt. Es gibt daher zahlreiche Vorschläge, wie man dem Vordringen des Wassers in der Kabelseele Einhalt gebieten kann. Aus diesen Vorschlägen hat sich in letzter Zeit mit recht gutem Erfolg das Füllen von Kabeln mit kunststoffisolierten Adern, insbesondere von Nachrichtenkabeln, mit einer als Petrolat bezeichneten wachsartiqen Masse durchgesetzt (GB-PS 987 508).This problem has been known for a long time. There are therefore numerous suggestions on how to get in the water the cable core can curb. These proposals have lately been filling with quite good success of cables with plastic-insulated cores, especially of Communication cables, enforced with a wax-like mass called petrolatum (GB-PS 987 508).
Die als Petrolat bezeichnete .Füllmasse, die eine Dielektrizitätszahl von etwa 2,3 hat, setzt aber die Betriebskapazität von damit gefüllten Kabeln um ungefähr 20 % herauf, em Grunde ist bereits vor einiger Zeit vorgeschlagen worden, dieser Füllmasse mikrokleine Hohlkörper beizumischen, um so gasqefüllte, abgekapselte Bereiche im Kabel zu schaffen und damit die Dielektrizitätszahl zu verbessern (DE-PS 19 36 872) . Besonders gute Erfolge werden mit einer Füllmasse aus Petrolat und mikrokleinen Hohlkörpern erzielt, bei der die Wandung der Hohlkörper aus einem elastischenThe filling compound called petrolatum, which has a dielectric constant of about 2.3, increases the operating capacity of cables filled with it by about 20 % , so it was proposed some time ago to add micro-small hollow bodies to this filling compound in order to make gas-filled ones to create encapsulated areas in the cable and thus improve the dielectric constant (DE-PS 19 36 872). Particularly good results are achieved with a filling compound made of petrolatum and micro-small hollow bodies, in which the walls of the hollow bodies are made of an elastic one
Gre 3 Un / 06.02.1984Size 3 Un / 02/06/1984
- & - VPA 84 P 4008 DE- & - VPA 84 P 4008 DE
Stoff solcher Art besteht, daß sich die Hohlkörper unter dem Einfluß größerer Kräfte auf ein Volumen zusammendrücken lassen, das geringer als die Hälfte des Ursprungsvolumens ist und die bei nicht mehr Vorhandensein dieser Kräfte ihr ursprüngliches Volumen und ihre Gestalt wieder annehmen (DE-PS 31 50 909). Dabei liegt die räumliche Ausdehnung einzelner nicht verformter Hohlkörper unter 100 μπι.Substance of this type consists that the hollow body under the Influence of larger forces on compressing a volume let that is less than half of the original volume and that when these forces are no longer present you take on the original volume and shape again (DE-PS 31 50 909). This is where the spatial expansion lies individual non-deformed hollow body below 100 μπι.
Derartige Hohlkörper werden nach speziellen Verfahren aus Kunststoffen auf der Basis von Polyvinylidenchlorid-Copolymer hergestellt, wobei das Verfahren so geführt wird, daß in die Hohlkörper Isobutan als Treibgas gelangt ist und die Hohlkörper eine durchschnittliche räumliche Ausdehnung (Durchmesser) von 10 pm aufweisen. Unter Zufuhr von Wärmeenergie wird dann der Aufschäumprozeß durchgeführt, bei dem sich das Volumen der Hohlkörper etwa auf das 10 lOOfache vergrößert.Such hollow bodies are made from plastics based on polyvinylidene chloride copolymer using special processes produced, the process being carried out in such a way that isobutane has entered the hollow body as a propellant gas and the hollow bodies have an average spatial dimension (diameter) of 10 pm. With the supply of Thermal energy is then carried out in the foaming process, in which the volume of the hollow body increases to about 10 100 times enlarged.
Eine Füllmasse mit den zuvor erwähnten Eigenschaften, die eine Dielektrizitätszahl von etwa 1,6 bis 1,3 aufweist, hat man bisher in der Weise hergestellt, daß Hohlkörper auf Kunststoffbasis zunächst aufgeschäumt und dann mit Petrolat vermischt werden. Das bisher noch nicht befriedigend gelöste Problem bei dieser Füllmasse, die man auch als syntaktischen Schaum bezeichnet, besteht darin, mit ihr alle Hohlräume der Kabelseele bzw. des Kabels zu füllen. Diese Forderung ist besonders bei Kabeln mit sehr vielen Adern, deren Durchmesser sehr klein ist, d. h. bei sogenannten hochpaarigen Kabeln, schwer zu erfüllen.A filling compound with the aforementioned properties, which has a dielectric constant of approximately 1.6 to 1.3 has so far been made in such a way that hollow plastic-based bodies are initially foamed and then with petrolatum be mixed. The so far not satisfactorily solved problem with this filling compound, which is also called syntactic Foam called, consists in filling all cavities of the cable core or the cable with it. This requirement is especially for cables with a large number of cores whose diameter is very small, d. H. with so-called high-pair cables, difficult to meet.
Daher hat man bisher nur niederpaarige Kabel mit der neuen Füllmasse gefüllt. Hochpaarige Kabel werden dagegen weiterhin mit reinem Petrolat gefüllt, dessen Viskosität durch Temperaturänderungen in weiten Grenzen variiert werden kann und das im abgekühlten Zustand - also etwa bei Raumtemperatur - zäh wie Wachs ist.Therefore, up to now, only low-pair cables have been filled with the new filling compound. High-pair cables, on the other hand, continue to be filled with pure petrolatum, the viscosity of which is reduced Changes in temperature can be varied within wide limits and that in the cooled state - i.e. at room temperature - tough as wax is.
- % - VPA 84 P 4008 DE- % - VPA 84 P 4008 DE
Das durch Erwärmen verflüssigte, reine Petrol at kann aufgrund seiner dann niedrigen Viskosität gut in alle Hohlräume der Kabelseele eindringen. Bei Füllmassen, die aus syntaktischen Schäumen bestehen, steigt mit wachsender Konzentration des Füllstoffes (Hohlkörper) die Viskosität stark an, wobei insbesondere bei hohem Hohlkörperanteil allein durch Verflüssigung der Petrolatkomponente die Viskosität nicht mehr auf solche Werte gebracht werden kann, die für das Eindringen der Füllmasse in die Hohlräume hochpaariger Seelen erforderlich wäre.The pure petroleum, liquefied by heating, can penetrate well into all cavities of the cable core due to its low viscosity. For fillings that consist of syntactic foams, the higher the concentration of the filler (hollow body), the higher the viscosity strongly, especially with a high proportion of hollow bodies solely through liquefaction of the petroleum jelly component Viscosity can no longer be brought to values that allow the filling compound to penetrate into the cavities high paired souls would be required.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Füllmasse und ein Verfahren zum Einfüllen dieser Masse anzugeben, die auch ein Füllen hochpaariger Kabel mit dieser Masse erlaubt. Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß die mit einer wasserabstoßenden, wachsartigen Substanz vermischten Hohlkörper verschäumbar ausgebildet sind.The invention is therefore based on the object of a Specify filling compound and a method for filling this compound, which also involves filling high-pair cables with this Mass allowed. To solve this problem, it is proposed according to the invention that the with a water-repellent, waxy substance mixed hollow body are formed foamable.
Die Erfindunq vermittelt so der Fachwelt die Lehre, die wasserabweisende, wachsartige Substanz nicht mit bereits aufgeschäumten Hohlkörpern zu mischen, sondern anstelle dessen Hohlkörper zu verwenden, die noch aufschäumbar sind und daher ein wesentlich geringeres Volumen aufweisen als bereits aufgeschäumte Hohlkörper und sich daher auch viel leichter mit der wasserabweisenden Substanz mischen lassen. Eine solche Füllmasse behält zunächst weitgehend die physikalischen Eigenschaften, insbesondere der Viskosität, der reinen Substanz, weil der Volumenanteil der expandierbaren Hohlkörper an der Füllmasse insgesamt sehr gering bleiben kann. Diese Füllmasse kann also ähnlrch wie die reine Substanz durch Temperaturerhöhung in einen praktisch flüssiqen Zustand gebracht werden, wobei lediglich zu beachten ist, daß beim Erwärmen dieser Masse die Verschäumtemperatur der Hohlkörper nicht erreicht werden darf.The invention thus conveys the teaching that the water-repellent, waxy substance is not already included in the specialist world to mix foamed hollow bodies, but instead to use hollow bodies that are still foamable and therefore have a much smaller volume than already foamed hollow bodies and therefore also a lot mix more easily with the water-repellent substance. Such a filling compound initially largely retains the physical properties, especially viscosity, of the pure substance because the volume fraction of the expandable hollow body on the filling compound can remain very low overall. This filling compound can therefore be similar to the pure substance can be brought into a practically liquid state by increasing the temperature, with only It should be noted that when this mass is heated, the foaming temperature of the hollow bodies is not reached allowed.
-M- VPA 84 P 4008 DE -M- VPA 84 P 4008 DE
Die nicht expandierten Hohlkörper sind außerdem mechanisch erheblich widerstandsfähiger als aufgeschäumte Hohlkörper,
was für die Beanspruchungen beim Bearbeiten, Mischen und Einfüllen der Masse von großer Bedeutung ist; denn gerade
beim Fördern der Masse werden die Hohlkörper insbesondere in der Pumpe mechanisch hoch belastet. Eine solche hohe
mechanische Belastung tritt auch in Wärmetauschern und beim eigentlichen Füllprozeß auf, insbesondere beim Durchdringen
der engen Spalte in der Kabelseele.
10The unexpanded hollow bodies are also mechanically considerably more resistant than foamed hollow bodies, which is of great importance for the stresses during processing, mixing and filling of the mass; because it is precisely when conveying the mass that the hollow bodies are subjected to high mechanical loads, particularly in the pump. Such a high mechanical load also occurs in heat exchangers and during the actual filling process, in particular when penetrating the narrow gaps in the cable core.
10
In Ausgestaltung der Erfindung wird der Füll Vorgang so durchgeführt, daß mit aufschäumbaren Kunststoffhohlkörpern vermischtes, auf eine unterhalb der die Aufschäumung der Hohlkörper auslösenden Temperatur erwärmte wasserabweisende Substanz in die Kabelseele gefüllt und die Aufschäumung der Kunststoffhohl körper dort durch Zufuhr zusätzlicher Wärmemengen bewirkt wird. Dabei wird man die wasserabweisende, wachsartige Substanz so auswählen, daß sie aus dem Hohlkörper beim Expansionsprozeß austretendes Treibgas löst.In an embodiment of the invention, the filling process is carried out so that with foamable plastic hollow bodies mixed water-repellent, heated to a temperature below that which triggers the foaming of the hollow bodies Substance filled into the cable core and the foaming of the hollow plastic body there by supplying additional Amounts of heat is effected. You will choose the water-repellent, waxy substance so that it comes from the Hollow body dissolves propellant gas escaping during the expansion process.
Dadurch werden unerwünschte Gasnester in der Füllmasse verhindert. Außerdem kann man problemlos brennbares Treibgas verwenden, weil wegen der Sorption des Gases von der wasserabweisenden Substanz kein zündbares Gasgemisch entstehen kann..This creates undesirable gas pockets in the filling compound prevented. In addition, you can easily use combustible propellant gas because of the sorption of the gas from the water-repellent substance no flammable gas mixture can arise.
Erst nach dem Zuführen zusätzlicher Wärmemenge expandieren die mit der wassereabweisenden Substanz gemischten Hohlkörper. Dabei wird der zellulare Gasanteil der Füllmasse so erhöht, daß mindesten so niedrige Werte der Dielektrizitätszahl erreicht werden wie bei den zuvor erwähnten bekannten Füllmassen niedriger Dielektrizitätszahl.The hollow bodies mixed with the water-repellent substance only expand after the supply of additional heat. The cellular gas content of the filling compound is increased so that the dielectric constant is at least as low as this can be achieved as with the previously mentioned known filling compounds with a low dielectric constant.
Den Zeitpunkt des Expandierens der Hohlkörper, nämlich nach Beendigung des Füllvorganqes, kann man dabei auch dadurch günstig beeinflussen, daß man mit dem beim Füllen aufzubringenden Druck der vorzeitigen Expansionstendenz entgegenwirkt.The point in time of the expansion of the hollow body, namely after the completion of the filling process, can also be determined thereby have a beneficial effect that one counteracts the premature expansion tendency with the pressure to be applied during filling.
- V - VPA 84 P 4008 DE Durch die Expansion der Hohlkörper innerhalb der Kabelseele - V - VPA 84 P 4008 DE Due to the expansion of the hollow body within the cable core
werden alle ihre Hohlräume zuverlässig ausgefüllt. Dieall of their cavities are reliably filled. the
Expansion führt außerdem zu einem Restdruck in der Seele, der geeignet ist, einen eventuellen Volumenschrumpf der Füllmasse bei ihrem Erkalten zu kompensieren.Expansion also leads to a residual pressure in the soul, which is suitable for a possible volume shrinkage of the To compensate for the filling compound when it cools down.
Bei der weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann man so verfahren, daß die Zufuhr einer zusätzlichen Wärmemenge durch Vorwärmung der Leiter der Kabelseele erfolgt oder daß der gefüllten Kabelseele nach Verlassen der Fülleinrichtung eine zusätzliche Wärmemenge über eine Hochfrequenzanlage zugeführt wird.In the further embodiment of the invention, one can do so proceed that the supply of an additional amount of heat takes place by preheating the conductor of the cable core or that the filled cable core after leaving the filling device an additional amount of heat is supplied via a high-frequency system.
Selbstverständlich sind auch andere Formen der Wärmeenergie oder verschiedene Kombinationen beim Erzeugen der zusätzlichen Wärmeenergie denkbar .Of course, other forms of thermal energy or different combinations are also possible when generating the additional thermal energy conceivable.
Um beim Expandieren der Hohlkörper den Durchmesser der Kabelseele nicht nachteilig zu beeinflussen, kann man vor dem Zuführen der zusätzlichen Wärmemenge den Durchmesser der Kabelseele durch Bespinnen mit einer Haltewendel fixieren.In order not to adversely affect the diameter of the cable core when the hollow body is expanded, one can use before before supplying the additional amount of heat, fix the diameter of the cable core by spinning it with a holding coil.
Man kann das Füllen mit der neuen Füllmasse aber auch so durchführen, daß der aus der wassserabweisenden Substanz und verschäumbaren Hohlkörpern gebildeten Füllmasse unter Druck kurz vor dem Füllen Wärmeenergie in der Menge zugeführt wird, die bei Atmosphärendruck zum Aufschäumen aller Hohlkörper erforderlich ist und daß die so erwärmte Mischung unter Beibehaltung des Druckes in die Kabelseele gefüllt wird. Auf diese Weise ist die Zufuhr der erforderlichen Wärmemenge leichter möglich, und es braucht vor dem Füllen auch nicht streng auf die Unterschreitung der Aufschäumtemperatur der Füllmasse geachtet zu werden. Das Verfahren setzt lediglich voraus, daß die Vorratsbehälter vor der eigentlichen Füllanlage so konstruiert sind, daß sieThe filling with the new filling compound can also be carried out in such a way that it consists of the water-repellent substance and foamable hollow bodies formed filling compound under pressure shortly before filling thermal energy in the amount is supplied, which is necessary at atmospheric pressure for foaming all hollow bodies and that the so heated Mixture is filled into the cable core while maintaining the pressure. In this way the supply is required Heat quantity more easily possible, and it does not need to be strictly on falling below the before filling The foaming temperature of the filling compound has to be respected. The procedure only requires that the storage container are constructed in front of the actual filling system so that they
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ebenfalls unter einen erhöhten Druck gesetzt werden können. Die Expansion der Hohlkörper wird in diesem Falle wie im zuvor erwähnten Verfahren beim Verlassen der Füllkammer durch die dadurch bedingte Druckabnahme erfolgen. Auch in diesem Falle wird man vorsorglich die Kabelseele einer Vorerwärmung unterwerfen, um ein Abkühlen der Füllmasse beim Einfüllen in die Kabelseele zu verhindern.can also be placed under increased pressure. The expansion of the hollow body is in this case as in The aforementioned method takes place when leaving the filling chamber due to the resulting decrease in pressure. Also in In this case, as a precaution, the cable core will be subjected to preheating in order to allow the filling compound to cool down To prevent filling into the cable core.
Die Erfindung wird anhand eines Beispieles im einzelnen erläutert.The invention will be explained in detail using an example explained.
Zunächst werden reinem Petrol at, wie es üblicherweise zum Längsdichten von Kabeln Verwendung findet, epandierbare Hohlkörper, deren Wandung vorzugsweise aus einem Polyvinylidenchlorid-Acrylnitril-Copolymer besteht, in einer Menge von 2-5 Volumenprozent beigemischt. Die so hergestellte Füllmasse wird auf eine Temperatur unterhalb der Expansionstemperatur, z. B. kleiner als 85 0C, erwärmt, dabei in einen praktisch flüssigen Zustand versetzt und in diesem Zustand mit Hilfe bekannter Füllvorrichtungen meist unter Druck in die die Füllvorrichtung durchlaufende Kabelseele eingefüllt* Dabei kann die Kabelseele unmittelbar vor dem Einlaufen in die Füllvorrichtung in geeigneter Weise derart vorgewärmt werden, daß die zugeführte Wärmeenergie die Temperatur der Füllmasse über die Expansionstemperatur (z. B. etwa 100 0C) steigen lassen kann. Der Zeitpunkt der einsetzenden Expansion der Hohlkörper kann durch den gewählten Fülldurck von z. B. 5 bis 15 bar solange hinausgeschoben werden, bis die dünnflüssige Füllmasse mit den noch nicht expandierten Hohlkörpern in alle Hohlräume der KabelseeIe gelangt ist.First, pure petroleum at, as it is usually used for the longitudinal sealing of cables, epandable hollow bodies, the wall of which preferably consists of a polyvinylidene chloride-acrylonitrile copolymer, mixed in an amount of 2-5 percent by volume. The filling compound produced in this way is heated to a temperature below the expansion temperature, e.g. B. less than 85 0 C, heated, in a practically liquid state and in this state with the help of known filling devices usually filled under pressure into the cable core passing through the filling device be preheated in such a way that the supplied thermal energy can cause the temperature of the filling compound to rise above the expansion temperature (e.g. about 100 ° C.). The time of the onset of expansion of the hollow body can be determined by the chosen filling pressure of z. B. 5 to 15 bar are pushed out until the low-viscosity filling compound with the not yet expanded hollow bodies has reached all the cavities of the KabelseeIe.
Die für die Temperatursteigerung erforderlich Wärmeenergie kann aber auch erst nach beendetem Füllvorgang z. B. durch Beaufschlagung der gefüllten Kabelseele mit HF-Energie zugeführt werden. Es versteht sich, daß auch KombinationenHowever, the heat energy required for the temperature increase can also only be achieved after the filling process has ended. B. by Applying RF energy to the filled cable core. It goes without saying that combinations
- f - VPA 84 P 4008 DE der hier erwähnten Möglichkeiten denkbar sind .- f - VPA 84 P 4008 DE of the options mentioned here are conceivable.
Unmittelbar vor oder beim Einsetzen des Expansionsprozesses wird man den Durchmesser der Kabelseele durch Aufbringen einer Haltewendel stabilisieren. Mit Hilfe geeigneter Abstreifer wird man die überschüssige Masse vor der Weiterbehandlung der Seele entfernen und gegebenenfalls zum Füllen z. B. niederpaariger Kabel verwenden.Immediately before or when the expansion process begins one becomes the diameter of the cable core by applying stabilize a holding spiral. With the help of a suitable scraper, the excess mass is removed before further treatment remove the soul and, if necessary, to fill z. B. use low-pair cables.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8130 | Withdrawal |