DE60033096T2

DE60033096T2 - Elektrisches Kabel mit selbstheilendem Kabelschutz und sein Herstellungsapparat

Info

Publication number: DE60033096T2
Application number: DE60033096T
Authority: DE
Inventors: Andrew L. Greenwood Maunder; Alberto Bareggi; Luca Balconi; Gaia Dell'anna; Giovanni Pozzati; Sergio Belli
Original assignee: Prysmian Cavi e Sistemi Energia SRL
Current assignee: Prysmian Cavi e Sistemi Energia SRL
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 2000-07-21
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2020-07-22
Also published as: AU5349800A; AU767916B2; DE60033096D1; JP2001155553A; ATE352844T1; BR0003846A; AR029764A1; EP1081720B1; BR0003846B1; EP1081720A1; CA2317266A1; CA2317266C; ES2281319T3; NZ506151A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kabel, im Besonderen ein Kabel zur Übertragung oder zur Verbreitung von elektrischer Energie oder für Telekommunikation. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein wie oben definiertes Kabel, das zumindest einen äußeren Beschichtungsmantel umfasst und mit Selbstreparaturschutz ausgestattet ist, der den Zusammenhang des Beschichtungsmantels wiederherstellen kann, nachdem er beschädigt wurde.
Stromkabel, insbesondere Kabel niedriger oder mittlerer Spannung zur Verbreitung von elektrischer Energie zum häuslichen oder industriellen Gebrauch, bestehen im Allgemeinen aus einem oder mehreren Leitern, die individuell durch ein polymeres Material isoliert sind und mit einem Sicherheitsmantel überzogen sind, der auch aus einem polymerischen Material besteht. Diese Kabel, im Besonderen wenn sie unterirdisch, entweder direkt oder eingebracht in Tunneln oder innerhalb begrabenen Röhren, verlegt sind, unterliegen Beschädigungen dieser Schichten, die durch verschiedene Arten mechanischer Beanspruchungen, beispielsweise unbeabsichtigten Einwirkungen mit scharfen Werkzeugen, wie beispielsweise Schaufeln und Spitzhacken, die beides, Schnitte und Stauchungen, auf dem Kabel verursachen. Das kann zu einem teilweisen oder kompletten Bruch des äußeren Mantels führen, und möglicherweise auch der inneren isolierenden Schicht, was ein Eindringen von Feuchtigkeit und ein Erzeugen von Verlustströmen zur Folge haben kann. Wenn ein Bruch der Isolierschichten den Leiter erreicht, führt die kombinierte Wirkung des Stromverlusts und Feuchtigkeit zu einer allmählichen Korrosion des Leiters, bis, schlimmstenfalls, zu einem kompletten Bruch des Leiters selbst.
Um einen wirkungsvollen Schutz gegen eine solche mechanische Beanspruchung zu erreichen, kann das Kabel mit einer äußeren Struktur ausgestattet sein, die sowohl Schnitten als auch Stauchungen standhält, wobei diese äußere Struktur beispielsweise aus einem Mantel oder einem Kunststoffmaterial, verbunden mit einer Metallarmierung, besteht. Darüber hinaus, dass sie teuer ist, führt diese Lösung zu einer signifikanten Erhöhung der allgemeinen Ausmaße und Härte des Kabels, und daher ist diese Lösung ungeeignet für Kabel, die eine einfache Installation und geringe Kosten erfordern, wie insbesondere, beispielsweise Niederspannungskabel.
Die FR 2 085 225 offenbart ein Kabel mit einem Bindemittel (Pech) zwischen der Ummantelung und dem Kabelkern. Dieses Bindemittel wirkt als ein Korrosionshemmstoff. Als ein Mittel zum Schutz des Kabels gegen Korrosion, ist das nicht korrosive Bindemittel, das in der FR 2 085 225 offenbart ist, kein selbstreparierendes Material. Im Besonderen ist das Pech, das in der FR 2 085 225 verwendet wird, nicht dielektrisch, da bekannt ist, dass Pech elektrisch leitend ist, aufgrund der Anwesenheit einer gewissen Menge von Kohleteilchen.
Die GB 2,032,678 offenbart ein Stromkabel, das wenigstens einen Leiter enthält, eine isolierende Schicht, eine optionale innere halbleitende Schicht, die zwischen dem Leiter und der isolierenden Schicht angeordnet ist, eine Metallabschirmung, eine optionale äußere halbleitende Schicht, die zwischen der isolierenden Schicht und der Metallabschirmung angeordnet ist, wenigstens eine trennende Schicht, wenigstens eine äußere feuchtigkeitsreduzierende Schicht aus einem Klebstoffmaterial, und eine äußere Hülle.
Eine Klebstoffschicht ist zwischen der isolierenden Schicht und der äußeren Hülle angeordnet, um Feuchtigkeit innerhalb des Kabels zu reduzieren und "Wasserbäumen" vorzubeugen, die die Kabelisolierung beschädigen können. Um eine Feuchtigkeitsreduktion zu erreichen, enthält die Klebstoffschicht ein wasserlösliches Salz oder ein Salz, das ein stabiles Hydrat ausbildet, wie beispielsweise CaCl MgCl oder LiCl. Wasserlösliche Salze oder Salze, die stabile Hydrate ausbilden, machen die Klebstoffschicht allerdings zwangsläufig elektrisch leitend. Selbst in alternativen Ausführungsformen, bei denen eine Unterschicht aus Klebstoff keine feuchtigkeitsreduzierenden Materialien enthält, beschreibt die GB 2,032,678 das Klebstoffmaterial als "halb-leitfähig".
In der Patentanmeldung DE 1,590,958 wird ein Telekommunikations- oder Starkstromkabel beschrieben, das vor mechanischen Beschädigungen durch einen äußeren Mantel geschützt wird, der auf seiner Innenseite mit Mikrokapseln ausgestattet ist, die eine Flüssigkeit enthält, die schnell erstarren kann, wenn die Mikrokapseln gebrochen werden. Zu diesem Zweck wird die Verwendung der zwei Komponenten, die gewöhnlich zur Herstellung ausgedehnter Polyurethane eingesetzt werden, als die bevorzugte genannt, wobei diese Komponenten getrennt durch Mikrokapseln eingeschlossen sind, so dass sie miteinander reagieren, wenn die Mikrokapseln brechen, die dann ein ausgedehntes Material ausbilden, das den unbeabsichtigten Bruch schließt. Alternativ können Flüssigkeiten verwendet werden, die erstarren, wenn sie in Kontakt mit externen Mitteln, wie beispielsweise Feuchtigkeit, gebracht werden.
Entsprechend des Anmelders ist die Lösung, die in der oben beschriebenen Patentanmeldung in Betracht gezogen wird, praktisch schwierig zu realisieren und weist viele Nachteile auf. Erstens muss festgestellt werden, dass die Möglichkeit der Selbstreparatur auf den äußeren Mantel begrenzt ist, und keine Hinweise, betreffend die Möglichkeit der Wiederherstellung der Integrität der inneren isolierenden Schicht, bereitgestellt werden. Um eine effektive Selbstreparaturwirkung zu erhalten, ist es zusätzlich notwendig eine große Menge von Material in Mikrokapseln während der Mantelextrusion einzufügen, dessen Realisierung ziemlich schwierig und auch teuer sein kann. Schließlich muss angemerkt werden, dass der Mechanismus des Einflusses der Mikrokapseln unumkehrbar ist, so dass die Selbstreparaturwirkung lediglich einmal ausgeführt werden kann, d.h. zu dem Zeitpunkt, wenn die Mikrokapseln gebrochen werden. Tatsächlich werden die Beschichtungsschichten während der verschiedenen Stufen des Kabellebens (Herstellung, Speicherung, Installation, Verwendung) zwangsläufig äußeren mechanischen Einflüssen der Stauchung und der Biegung und thermischen Zyklen der Ausdehnung und Kompression ausgesetzt, was zu einem Bruch der Mikrokapseln führen kann, mit folgender Ausdehnung und/oder Erstarrung des Materials, das darin enthalten ist. Das Material wird daher nicht länger in der Lage sein, die gewünschte Selbstreparaturaktivität auszuführen, wenn die Ummantelung tatsächlich beschädigt wird. Es muss auch angemerkt werden, dass, selbst wenn Mikrokapseln verwendet werden, die eine Flüssigkeit enthalten, die bei Kontakt mit Feuchtigkeit erstarrt, ungewolltes Brechen der Mikrokapseln ohne eigentliche Beschädigung der äußeren Ummantelung auf jeden Fall zur Erstarrung des Materials führt, da innerhalb des Kabels immer eine gewisse Restfeuchtigkeit vorhanden ist.
Der Anmelder hat nun gefunden, dass es als Folge einer mechanischen Beschädigung, die eine Diskontinuität in wenigstens einer der Kabelummantelungsschichten erzeugt, möglich ist, eine wirksame Selbstreparatur der Ummantelung aufgrund der Anwesenheit einer inneren Schicht zu erhalten, die beispielsweise zwischen einer Isolierschicht und der äußeren Ummantelung angeordnet ist, und ein Material umfasst, das eine vorbestimmte Bindekraft und gleichzeitig ein kontrolliertes Fließverhalten aufweist, das die Fähigkeit besitzt, die Beschädigung durch Wiederherstellen der Kontinuität der Ummantelungsschicht zu reparieren. Nachdem eine Diskontinuität in der Ummantelung erzeugt wurde, "bewegt sich" das Material in Richtung des Beschädigungspunkts und füllt die Diskontinuität wenigstens teilweise, indem eine im Wesentlichen kontinuierliche Schicht ausgebildet wird, die die Fähigkeit besitzt, die Funktionalität des Kabels unter den zu erwartenden Arbeitsbedingungen aufrecht zu erhalten.
Die Wirkung des selbstreparierenden Materials, die als reversibler Prozess stattfindet, beugt unter anderem dem Eindringen von Feuchtigkeit und der Ausbildung von Verlustströmen und demzufolge auch schneller Korrosion des Leiters vor.
Basierend auf dieser grundlegenden Erkenntnis hat der Anmelder ein selbstreparierendes Kabel und einen darauf bezogenen Herstellungsprozess entwickelt und festgelegt, das den Gegenstand der Patentanmeldung EP 0 940 819 A , die unter Artikel 54(3) EPÜ fällt, darstellt, wobei der Inhalt derselben als hier dargelegt betrachtet wird aus Gründen der Ergänzung und Vollständigkeit der detaillierten Beschreibung der vorliegenden Erfindung, wie sie im Folgenden ausgeführt wird. Entsprechend der vorliegenden Erfindung hat der Anmelder gefunden, dass durch die Anordnung eines oder mehrerer Verankerungsabschnitte zwischen der äußeren Ummantelung und des Kerns des Kabels, wobei jeder in einem Unterbrechungsbereich der selbstreparierenden Materialerweiterung untergebracht ist, weitere Verbesserungen vorteilhaft erreicht werden können bezüglich der Kabelzuverlässigkeit. Im Besonderen wird jegliche Möglichkeit gegenseitiger Verschiebung zwischen der äußeren Ummantelung und dem inneren Kern des Kabels vorteilhaft beseitigt, unabhängig davon, ob der Kern aus einem oder mehreren unisolierten Leitern besteht oder unabhängig davon, dass die Leiter mit einem oder mehreren Beschichtungsschichten innerhalb der Ummantelung ausgestattet sind.
Ferner werden auch Probleme gelöst, die aus einer ungleichmäßigen Positionierung des Leiters innerhalb des selbstreparierenden Materials resultieren, was eine Verschiebung des Leiters relativ zur Kabelachse und eine ungleichmäßige Dicke in der selbstreparierenden Schicht selbst hervorbringt.
Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Stromkabel mit Selbstreparaturschutz, bei welchem vorgesehen sind: zumindest ein Leiter; zumindest ein äußerer Beschichtungsmantel; dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin aufweist: zumindest eine Schicht aus selbstreparierendem Material, die zwischen dem Leiter und dem äußeren Beschichtungsmantel angeordnet ist, wobei die selbstreparierende Materialschicht um den Leiter herum verteilt ist, und zumindest einen Bereich aufweist, in welchem ihr Verlauf unterbrochen ist; zumindest einen Verankerungsabschnitt zwischen dem Leiter und dem äußeren Beschichtungsmantel, angeordnet an dem Unterbrechungsbereich, wobei das selbstreparierende Material dielektrisch ist, und eine vorbestimmte Kohäsion und eine gesteuerte Fließfähigkeit bei einer Arbeitstemperatur des Kabels aufweist.
Insbesondere sind vorzugsweise mehrere Verankerungsabschnitte vorgesehen, die gleichmäßig um den Leiter herum verteilt sind, wobei sich jeder Abschnitt an einem Unterbrechungsbereich des Verlaufes der selbstreparierenden Materialschicht befindet.
Die Schicht aus selbstreparierendem Material erstreckt sich um den Leiter herum, folgend einer Verteilungslinie, entlang welcher das Verhältnis zwischen dem Verlauf der selbstreparierenden Materialschicht und dem Verlauf der Unterbrechungsbereiche zumindest gleich 0,5, und vorzugsweise zwischen 0,5 und 10, noch bevorzugter zwischen 0,7 und 2, ist.
Die Schicht aus selbstreparierendem Material und der zumindest eine Verankerungsabschnitt stehen in direktem Kontakt mit dem Leiter.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist allerdings vorgesehen, dass zumindest eine innere Beschichtungsschicht zwischen dem Leiter und der Schicht aus selbstreparierendem Material angeordnet ist.
Jeder Verankerungsabschnitt ist in geeigneter Weise direkt mit der inneren Beschichtungsschicht in Kontakt gebracht, und ist möglicherweise in einem Stück damit verbunden.
Es ist vorzugsweise auch vorgesehen, dass der Verankerungsabschnitt oder die Verankerungsabschnitte in direktem Kontakt, und vorzugsweise in einem Stück mit dem äußeren Beschichtungsmantel, verbunden sein sollte.
Der Anmelder hat es weiterhin als dienlich betrachtet, dass die selbstreparierende Materialschicht eine Dicke von nicht weniger als 0,1 mm aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt, betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Stromkabels, mit dem Schritt des Aufbringens von außen eines äußeren Beschichtungsmantels um zumindest einen Leiter herum, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin folgende Schritte vorgesehen sind: Aufbringen zumindest einer Schicht aus einem selbstreparierenden Material zwischen dem Leiter selbst und dem äußeren Beschichtungsmantel; Ausbildung zumindest eines Unterbrechungsbereichs im Verlauf der Schicht aus dem selbstreparierendem Material; Anordnen zumindest eines Verankerungsabschnitts zwischen dem Leiter und dem äußeren Beschichtungsmantel an dem Unterbrechungsbereich, bei dem das selbstreparierende Material dielektrisch ist und eine vorbestimmte Kohäsion und eine gesteuerte Fließfähigkeit bei einer Arbeitstemperatur des Kabels aufweist.
Insbesondere werden vorzugsweise mehrere der Unterbrechungsbereiche gleichmäßig um den Leiter herum verteilt ausgebildet, und mehrere Verankerungsabschnitte werden jeweils an einem der Unterbrechungsbereiche angeordnet.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Unterbrechungsbereich des Verlaufs der selbstreparierenden Materialschicht dadurch ausgebildet, dass ein Teil des selbstreparierenden Materials von dem Besagten Leiter entfernt wird.
Das selbstreparierende Material und Verankerungsabschnitte können direkt auf den Leiter aufgebracht werden.
Alternativ wird wenigstens eine innere Beschichtungsschicht auf den Leiter aufgebracht, bevor die Aufbringung der selbstreparierenden Materialschicht ausgeführt wird. In diesem Fall werden das selbstreparierende Material und die Verankerungsabschnitte in direkten Kontakt mit der inneren Beschichtungsschicht versetzt, und möglicherweise gleichzeitigt vollzogen, wobei das selbe Material verwendet wird, das die besagte innere Beschichtungsschicht ausbildet, so dass ein einzelner Körper auf dem Leiter definiert wird.
Zusätzlich werden die Verankerungsabschnitte vorzugsweise in direkten Kontakt mit dem äußeren Beschichtungsmantel versetzt, und möglicherweise gleichzeitig mit dem besagten Mantel hergestellt, um einen einzigen Körper, der den Leiter umgibt, zu definieren.
Entsprechend einer zweiten Ausführungsform des Verfahrens entsprechend der vorliegenden Erfindung, bestehen die Verankerungsabschnitte, der äußere Beschichtungsmantel und die innere Beschichtungsschicht aus einem und demselben Beschichtungsmaterial hergestellt, so dass ein einstückiger Körper ausgebildet wird.
Vorzugsweise wird das Aufbringen der selbstreparierenden Materialschicht dadurch durchgeführt, dass das selbstreparierende Material in das Beschichtungsmaterial eingespritzt wird, zusammen mit der gleichzeitigen Fertigstellung der inneren Beschichtungsschicht, der Verankerungsabschnitte, und des äußeren Beschichtungsmantels.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Einrichtung zur Herstellung von Stromkabeln mit Selbstreparaturschutz, bei welcher vorgesehen sind: zumindest ein Führungskopf, der zumindest eine Einlassöffnung und zumindest eine Auslassöffnung aufweist, durch welche zumindest ein Leiter in Längsrichtung bewegt wird; erste Auftragsvorrichtungen, denen ein Beschichtungsmaterial zugeführt wird, und die an die Auslassöffnung angeschlossen sind, um zumindest einen äußeren Beschichtungsmantel um den Leiter herum abzulagern, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin aufweist: zweite Auftragsvorrichtungen, die betriebsmäßig dem Führungskopf zugeordnet sind, um zumindest eine Schicht aus selbstreparierendem Material um den Leiter herum abzulagern, wobei die zweiten Auftragsvorrichtungen so ausgebildet sind, dass zumindest ein Unterbrechungsbereich des Schichtverlaufes in der Schicht aus selbstreparierenden Material ausgebildet wird, wobei das selbstreparierende Material dielektrisch ist, und eine vorbestimmte Kohäsion und eine gesteuerte Fließfähigkeit bei einer Arbeitstemperatur des Kabels aufweist.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform weisen die zweiten Auftragsvorrichtungen auf: zumindest eine Speicherkammer für das selbstreparierende Material, die in dem Führungskopf zwischen der Einlassöffnung und der Auslassöffnung angeordnet ist, wobei durch die Speicherkammer und das selbstreparierende Material der Leiter hindurchgeht, der sich zur Auslassöffnung hinbewegt; zumindest eine Extrusionsspitze, die an der Auslassöffnung angeordnet ist, und dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der selbstreparierenden Materialschicht von dem Leiter zu entfernen, um den zumindest einen Unterbrechungsbereich auszubilden.
Genauer gesagt weist die Extrusionsspitze einen oder mehrere Formgebungszähne auf, die homogen um den Leiter herum angeordnet sind, die in Anlage relativ zum Leiter arbeitet, um den Unterbrechungsbereich auszubilden, wobei jeder Formgebungszahn zumindest eine Förderoberfläche aufweist, die in Richtung des Leiters in Zuführungsrichtung des letzteren konvergieren, um in den ersten Auftragsvorrichtungen zumindest eine Aufbringungskanal abzugrenzen, der so ausgebildet ist, dass er einen Teil des Beschichtungsmaterials zu dem Unterbrechungsbereich bringt.
In einer weiteren bevorzugten Lösung weisen die zweiten Auftragsvorrichtungen zumindest eine Ausgabedüse auf, die mit dem selbstreparierenden Material versorgt wird, und betriebsmäßig den ersten Auftragsvorrichtungen zugeordnet ist, um das selbstreparierende Material in das Beschichtungsmaterial einzuspritzen, das zur Auslassöffnung hin fließt.
Weitere Merkmale und Vorteile werden aus der detaillierten Beschreibung einiger bevorzugter, aber nicht alleiniger Ausführungsformen eines Stromkabels mit Selbstreparaturschutz und einer Vorrichtung zur Bewältigung desselben ersichtlich, wobei einem Verfahren entsprechend der vorliegenden Erfindung gefolgt wird. Solch eine Beschreibung wird nachstehend mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen dargelegt, die lediglich Zwecken der Illustration dienen und daher nicht einschränkend sind, in denen:
1 einen Querschnitt eines Stromkabels entsprechend einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 einen Querschnitt eines Stromkabels entsprechend einer zweiten Ausführungsform zeigt;
3 ein Längsschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung des Stromkabels ist, das in 1 gezeigt ist;
4 eine abgeschnittene perspektivische Ansicht ist, die in einem vergrößerten Maßstab relativ zur 1 ein Konstruktionsdetail der Vorrichtung, die in der besagten Abbildung gezeigt wird, darstellt;
5 ein Längsschnitt einer Vorrichtung zur Herstellung des Stromkabels ist, das in 2 gezeigt ist.
Mit Bezug auf die Abbildungen wurde ein Stromkabel mit Selbstreparaturschutz entsprechend der vorliegenden Erfindung generell mit dem Bezugszeichen 1 versehen.
Wie in den 1 und 2 gezeigt, umfasst das Stromkabel 1 wenigstens einen Leiter 2, der allgemein aus Metalldrähten besteht, vorzugsweise Kupfer- oder Aluminiumdrähte, das mit herkömmlichen Techniken verteilt ist.
Das Stromkabel 1 umfasst weiterhin wenigstens einen äußeren Beschichtungsmantel 3, der im Eingriff mit dem Leiter 2 steht, und wenigstens eine Schicht von selbstreparierendem Material 4, das zwischen dem Leiter 2 und dem äußeren Beschichtungsmantel 3 angeordnet ist.
Die Schicht des selbstreparierenden Materials 4 ist um den Leiter oder um die Leiter auf eine im Wesentlichen homogene Art und Weise verteilt, mit einer Dicke nicht weniger als 0,1 mm, vorzugsweise zwischen 0,2 und 2 mm. Vorzugsweise weist die selbstreparierende Materialschicht 4 eine Dicke zwischen 0,3 und 1 mm auf.
Die Schicht des selbstreparierenden Materials 4 weist wenigstens einen Unterbrechungsbereich 5 in seinem Verlauf auf, woran wenigstens ein Verankerungsabschnitt 6 zwischen dem Leiter 2 und dem isolierenden Beschichtungsmantel 3 angeordnet ist.
Im Einzelnen, wie deutlich in 1 und 2 gezeigt wird, weist die Schicht des selbstreparierenden Materials 4 vorzugsweise eine Vielzahl von Unterbrechungsbereichen 5 auf, die gleichmäßig um den Leiter 2 verteilt sind, wobei ein entsprechender Verankerungsabschnitt 6 an jedem Unterbrechungsabschnitt 5 angeordnet ist.
In beiden gezeigten Ausführungsformen sind die Verankerungsabschnitte 6 aus einem Bauteil mit dem äußeren Beschichtungsmantel 3 ausgebildet und bestehen aus demselben Material. Alternativ kann jeder Unterbrechungsabschnitt als eine separate Komponente von dem äußeren Beschichtungsmantel 3 bereitgestellt werden und vorzugsweise in direkten Kontakt mit dem besagten Mantel gebracht werden, genauso wie die selbstreparierende Materialschicht 4.
Um auf jeden Fall das Eingreifen des selbstreparierenden Materials zu sichern, wenn eine unbeabsichtigte Beschädigung des Kabels auftritt, unterschreitet der gesamte Raum, der durch die selbstreparierende Materialschicht 4 um den Leiter 2 belegt wird, einen vorbestimmten Wert nicht.
In diesem Zusammenhang ist das Verhältnis der Ausdehnung der selbstreparierenden Materialschicht 4 bezüglich der gesamten Ausdehnung des Unterbrechungsbereichs 5 vorzugsweise wenigstens gleich 0,5, und vorzugsweise zwischen 0,5 und 10, wünschenswerterweise zwischen 0,7 und 2.
Die gesamte Ausdehnung der selbstreparierenden Materialschicht 4 wird durch die Summe der Ausdehnung der einzelnen Bögen bestimmt, die zwischen den verschiedenen Unterbrechungsbereichen 5, entlang einer Umfangsverteilungslinie der Schicht selbst, definiert sind, die den Leiter oder die Leiter 2 konzentrisch zum Kabel 1 umschreibt. Gleichermaßen kann die gesamte Ausdehnung des Unterbrechungsbereichs 5 als die Summe der Bögen definiert werden, die denselben Unterbrechungsbereichen entlang der umlaufenden Verteilungslinie der selbstreparierenden Materialschicht um den Leiter oder um die Leiter 2 entgegenstehen.
Zusätzlich wird vorzugsweise bereitgestellt, dass zwischen dem Leiter 2 und der Schicht des selbstreparierenden Materials 4 wenigstens eine innere Beschichtungsschicht 7 eingefügt ist, die vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material besteht.
In einer ersten Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, umfasst die innere Beschichtungsschicht 7 wenigstens ein Band aus isolierendem Material, beispielsweise Mylar^®, das spiralförmig um oder in Längsrichtung an dem Leiter 2 angebracht ist. Alternativ kann die innere Beschichtungsschicht 7 durch Extrusion an den Leiter 2 angebracht werden. Die selbstreparierende Materialschicht und jeder der Verankerungsabschnitte agieren im Kontakt mit der inneren Beschichtungsschicht 7.
Entsprechend einer zweiten Ausführungsform, die in 2 gezeigt ist, ist die innere Beschichtungsschicht 7 aus einem Teil mit demselben Material, das den Verankerungsabschnitt 6 und den äußeren Beschichtungsmantel 3 ausbildet, ausgebildet, so dass ein einziger isolierender Körper ausgebildet ist, der die selbstreparierende Materialschicht 4 darin eingebaut aufweist.
Es sollte allerdings angemerkt werden, dass das Kabel 1, anderen Lösungen folgend, hergestellt werden, die das Einfügen der selbstreparierenden Materialschicht 4 zwischen dem Leiter 2 und dem äußeren Beschichtungsmantel 3 einbeziehen. Beispielsweise könnte der Leiter frei von jeglicher inneren Beschichtungsschicht 7 sein. Folglich kann die Schicht des selbstreparierenden Materials 4 und der Verankerungsabschnitt 6 in direktem Kontakt mit dem Leiter 2 sein.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Verankerungsabschnitt 6 einen Abschnitt trapezförmiger Gestalt auf, wobei die Hauptbasis in Kontakt mit der inneren Beschichtungsschicht 7 ist. Diese trapezförmige Gestalt erlaubt, den Kontaktbereich zwischen dem Verankerungsbereich 6 und der inneren Beschichtungsschicht 7, zu vergrößern, während die generelle Umfangsausdehnung der selbstreparierenden Materialschicht 4 an der Schnittstelle mit dem äußeren Beschichtungsmantel 3 im Wesentlichen unverändert bleibt.
Im Falle von möglichen mechanischen Einwirkungen auf das Stromkabel 1, greift das selbstreparierende Material 4 ein, um die Integrität des beschädigten Kabelbereichs, welcher wiederhergestellt werden muss, zu sichern. Im Einzelnen, wenn während der Installation und/oder Wartungsarbeiten der äußere Beschichtungsmantel durch Schnitte und/oder Risse beschädigt wird, welche die selbstreparierende Materialschicht erreichen und selbst darüber hinaus, wird das darin enthaltene Material dazu neigen, sich "zu bewegen", bis es die besagten Schnitte oder Risse erreicht.
Zu diesem Zweck ist das selbstreparierende Material 4 vorteilhafterweise mit einer vorbestimmten Kohäsionskraft ausgestattet, so dass, der Bildung einer Diskontinuität in dem Material selbst, aufgrund eines Eingriffs eines Schneidwerkzeugs beispielsweise, folgend, und wenn der Grund für diese Diskontinuität beseitigt wurde, die Moleküle, die das selbstreparierende Material ausbilden, spontan intermolekulare Bindungen erzeugen können, die ausreichen, um die Kontinuität des Materials selbst wiederherzustellen. Dieses Phänomen ist von reversibler Natur, d.h. das selbstreparierende Material ist imstande, seine Funktion unendlich oft auszuführen.
Es wurde herausgefunden, dass eine Kohäsionskraft, die Werte von wenigstens 0,05 kg/cm² aufweist, eine ausreichende Kohäsion des selbstreparierenden Materials sicherstellt.
Zusätzlich ist in den selbstreparierenden Materialien entsprechend der vorliegenden Erfindung die Re-Kohäsionskraft vorzugsweise im Wesentlichen identisch mit der oben definierten Kohäsionskraft, und weist in jedem Fall einen Wert von nicht weniger als 80% auf, vorzugsweise nicht weniger als 90%, bezüglich des Werts der Kohäsionskraft, die an dem Material als solches gemessen wurde.
Das Fließverhalten des selbstreparierenden Materials sollte so kontrolliert werden, dass ein Verlust des Materials entweder durch Abfluss aus den Endpunkten des Kabels oder durch Verlust aus dem Punkt des Bruches der Beschichtung vermieden wird, bei gleichzeitiger Sicherstellung der Materialfähigkeit, sich in Richtung des Punkts des Bruchs in einer ausreichenden Menge zu bewegen, um die Beschädigung zu reparieren.
Diese Steuerung des Fließverhaltens muss sowohl für Raumtemperatur als auch für höhere Temperaturen sichergestellt sein, beispielsweise für die maximale Arbeitstemperatur, die für das Kabel vorgesehen ist (gewöhnlicherweise 75–90°C).
Der Anmelder hat es als geeignet empfunden, das Fließverhalten des selbstreparierenden Materials durch einen Test empirisch auszuwerten, in dem die Verschiebung einer vorbestimmten Menge des Materials, das auf einer schiefen Ebene angeordnet ist, bei einer vorbestimmten Temperatur und für einen vorbestimmten Zeitraum gemessen wurde. Dieser Test ist in der technischen Spezifikation ST/LAB/QFE/06, §5,5, begründet durch France Telecom/CNET (Ausgabe: Januar 1994) beschrieben.
In Übereinstimmung mit dem obigen Test wird vorzugsweise sichergestellt, dass das Fließverhalten des selbstreparierenden Materials so ist, dass eine Probe von ungefähr drei Gramm des selbstreparierenden Materials, das auf einer Aluminiumplatte aufgebracht wird, die um 60° relativ zu einer horizontalen Ebene geneigt ist, und bei 60°C für 24 Stunden gehalten wird, eine Verschiebung der Front des Materials entlang der geneigten Platte zwischen 0,5 und 400 mm zeigen würde.
Zusätzlich ist das selbstreparierende Material vorzugsweise ein dielektrisches Material, das im Stande ist, eine elektrische Isolation des Kabels 1 wiederherzustellen. Diese Eigenschaft ist im Besonderen wichtig, wenn eine mechanischer Einwirkung auftritt, so dass ein teilweiser oder kompletter Bruch des äußeren Beschichtungsmantels 3 verursacht wird, d.h. dass er den Leiter 2 erreicht. Generell sind Werte der dielektrischen Stärke für einen Wechselstrom größer als 15 kV/mm, vorzugsweise größer als 20 kV/mm, und spezifische Widerstandswerte größer als 10¹⁴ Ω·cm, vorzugsweise größer als 10¹⁶ Ω·cm, ausreichend.
Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal des selbstreparierenden Materials ist seine Eigenschaft eine wirkungsvolle Blockierung gegen externe Feuchtigkeit bereit zu stellen, welche dazu neigt, in das Kabel durch den Bereich des Bruchs der Beschichtung einzudringen.
Zu diesem Zweck ist es wünschenswert, wenn das selbstreparierende Material einen geringen Wassersättigungsgehalt aufweist, mit Werten, die bei Raumtemperatur durch Karl-Fisher-Titration gemessen wurden, die allgemein nicht kleiner als 400 ppm sind.
Andererseits ist es in dem Fall, in dem eine innere Beschichtungsschicht 7, die aus einem Material besteht, das quer verbindbar via Silane ist, günstig, dass das selbstreparierende Material, während es kleine Mengen von Feuchtigkeit absorbiert, eine ausreichende Permeabilität zu Wasserdampf aufweisen sollte, da bekanntlich Querverbindung via Silane in der Anwesenheit von Wasser gebildet werden.
Bevorzugte Werte der Permeabilität für Wasserdampf, gemessen bei Raumtemperatur entsprechend ASTM E 96, liegen generell zwischen 1,2·10^–7 und 8,0·10^–6 g/(cm·Stunde·mmHg).
Eine erste Klasse von Materialien, die entsprechend der vorliegenden Erfindung geeignet sind, die selbstreparierende Schicht auszubilden, besteht aus amorphen Polymeren, die die Eigenschaften von hochviskosen Flüssigkeiten oder Semi-Festkörpern aufweisen, wobei diese Polymere beispielsweise aus den folgenden Produktklassen ausgewählt werden:

(a) Polyisobuten oder Isobuten-Copolymere mit minimalen Mengen verschiedener C₄-C₁₂ Alphaolefine;
(b) ataktische Propylen-Homopolymere;
(c) Silikonkautschuk, der aus linearen Ketten von Monomereinheiten der Formel -O-SiR₁R₂- besteht, worin R₁ und R₂ optional eingefügte aliphatische oder aromatische Radikale sind, wie beispielsweise: Dimethylsilikon, Methylphenylsilikon, Methylvinylsilikon, Silikone, die cyanoacrylische oder fluoracrylische Gruppen enthalten, und ähnliches.

Die oben erwähnten amorphen Polymere können als solche verwendet werden oder in einem geeigneten Lösemittel, zum Beispiel einem Mineralöl oder einem synthetischen Öl, im Speziellen ein Paraffinöl oder ein naphthenisches Öl wie beispielsweise die Öle, die unter den Bezeichnungen ASTM 103, 104A und 104B bekannt sind. Vorzugsweise können Produkte mit kleiner molekularer Masse, die homolog von den amorphen Polymeren sind, als Lösungsmittel verwendet werden.
In dem Fall, in dem das amorphe Polymer in einer wie oben beschriebenen geeigneten Lösung gelöst ist, kann ein Verdickungsmittel vorteilhaft zu der Mischung hinzugefügt werden, wobei die Hauptfunktion dieses Verdickungsmittels die Steuerung des Fließverhaltens ist, wobei damit das Risiko des selbstreparierenden Materials, unkontrolliert aus dem Kabel auszulaufen, reduziert wird.
Eine weitere Klasse von Materialien, die geeignet sind, die selbstreparierende innere Schicht entsprechend der vorliegenden Erfindung auszubilden, besteht aus festen polymerischen Materialien, die in einer öligen Phase zerstreut sind. Die ölige Phase kann beispielsweise bestehen aus:

(a) paraffinische Öle oder naphthenische Öle, zum Beispiele die Öle ASTM 103, 104A oder 104B;
(b) Polybuten-Öle mit einem osmometrisch durchschnittlichen molekularen Gewicht zwischen 400 und 1.300, vorzugsweise zwischen 500 und 1.000, die durch Polymerisation von C₄-Olefin-Mischungen erhalten werden können, die hauptsächlich Isobuten enthalten, zum Beispiel kommerzielle Produkte Napvis^® (BP-Chemikalien) und Indopol^® (Amoco);
(c) Polypropylen-Öle;
(d) Polyester mit geringer molekularer Masse, zum Beispiel acrylische saure Polyester, wie das Produkt ECA 7955 von Exxon Chemical Co.;

Für weitere Informationen bezüglich der Beschaffenheit des selbstreparierenden Materials entsprechend der vorliegenden Erfindung kann auf die bereits oben erwähnte Patentanmeldung EP 99103092.5 Bezug genommen werden, die von demselben Anmelder stammt.
Der äußere Beschichtungsmantel 3, die innere Beschichtungsschicht 7, sofern vorhanden, und die Verankerungsabschnitte 6 können wiederum aus einem herkömmlichen polymerischen Beschichtungsmaterial bestehen, ob querverbunden oder nicht, generell aus dem Polyolefintyp, wie beispielsweise Polyethylen, Ethylen/Propylen-Copolymere, Ethylen/Propylen/Dien-Terpolymere und dergleichen, oder Mischungen davon.
Eine Vorrichtung zur Herstellung eines Stromkabels 1 entsprechend der Ausführungsform, die in 1 gezeigt ist, wird mit Bezug auf 3 erläutert.
Die Vorrichtung 8 umfasst wenigstens einen Führungskopf 9, der wenigstens eine Einlassöffnung 10 und wenigstens eine Auslassöffnung 11 aufweist, die zueinander ausgerichtet sind, durch die ein Leiter 2 eingebracht wird, wobei dieser möglicherweise mit der inneren Beschichtungsschicht 7 ausgestattet ist. Durch Ziehvorrichtungen, die nicht gezeigt sind, da sie auf irgendeine Weise, wie sie einem Fachmann geeignet erscheint, erhalten werden kann, wird der Leiter mit einer konstanten und kontrollierten Geschwindigkeit von der Einlassöffnung 10 zu der Auslassöffnung 11 bewegt. Eingearbeitet in den Führungskopf 9 sind erste Auftragsvorrichtungen 12, denen ein polymerisches Beschichtungsmaterial zugeführt wird und die an der Auslassöffnung abschließen, um den äußeren Beschichtungsmantel 3 auf dem Leiter 2 abzulegen. Genauer gesagt umfassen die ersten Auftragsvorrichtungen 12 wenigstens eine Einspeisungsdüse 13, die sich in einer kreisförmigen Form um die Auslassöffnung 11 des Führungskopfs 9 erstreckt. Mittels der Einspeisungsdüse 13 ist der äußere Beschichtungsmantel 3 einheitlich um die gesamte äußere Oberfläche des Leiters 2 angeordnet.
Die Vorrichtung 8 umfasst weiterhin zweite Auftragsvorrichtungen 14, die betriebsmäßig dem Führungskopf 9 zugeordnet sind, um die Schicht aus selbstreparierendem Material 4 um den Leiter herum abzulagern, in einer wie in 1 gezeigten Art und Weise, wobei dabei im Wesentlichen ein Zugbetrieb (pultrusion Operation) ausgeführt wird.
Zu diesem Zweck umfassen die zweiten Auftragsvorrichtungen wenigstens eine Speicherkammer 15, die mit dem selbstreparierenden Material, das mit einem ausreichenden Grad an Fließvermögen, vorzugsweise durch Heizen, aufrechterhalten wird, gefüllt ist. Wenn der Leiter 2 durch den Führungskopf 9 bewegt wird, durchquert er auch die Speicherkammer 15 und demzufolge auch das selbstreparierende Material, das darin enthalten ist, das sich um die gesamte Oberfläche des Leiters 2 ablagert.
Die zweiten Auftragsvorrichtungen 14 umfassen weiterhin eine Extrusionsspitze 16, die an der Auslassöffnung 11 des Führungskopfs 9 angeordnet ist. Diese Extrusionsspitze 16 verteilt das selbstreparierende Material in einer vorbestimmten Dicke entlang des Leiters 2, um die selbstreparierende Materialschicht 4 auszubilden, und ist mit einem oder mehreren Formgebungszähnen 17 ausgestattet, die bereitgestellt werden, um entsprechende Teile der selbstreparierenden Materialschicht 4 des Leiters 2 zu entfernen, um die oben erwähnten Unterbrechungsbereiche 5 zu definieren.
Genauer gesagt wird eine Vielzahl von Formgebungszähnen 17 bereitgestellt, wobei die Zähne homogen, eine Umfangslinie an der Auslassöffnung 11 folgend, verteilt sind. Jeder Formgebungszahn 17 wirkt in einer angrenzenden Beziehung mit dem Leiter 2, direkt an der äußeren Oberfläche desselben, oder an der inneren Beschichtungsschicht 7, die vorher darauf aufgebracht wurde.
Demzufolge hält während des Vorwärtsbewegens des Leiters 2 jeder Zahn einen Teil des selbstreparierenden Materials gemäß einem entsprechenden Unterbrechungsbereich 5 zurück.
Auf der gegenüberliegenden Seite des Leiters 2 weist jeder Zahn 17 wenigstens eine Förderoberfläche 18 auf, die gegen den Leiter 2 in Führungsrichtung des letzteren konvergiert, und grenzt in den ersten Auftragsvorrichtungen 12 einen Aufbringungskanal 19 ab, der vorgesehen ist, einen Teil des polymerischen Beschichtungsmaterials, das der Zuführungsdüse 13 zu dem entsprechenden Unterbrechungsbereich 5 zugeführt wird, zu bringen. Folglich wird in jedem der entsprechenden Unterbrechungsabschnitte 5 ein entsprechender Verankerungsabschnitt 6 gleichzeitig mit der Ausbildung des inneren Beschichtungsmantels 3 ausgebildet, durch Verwendung eines Teils des polymerischen Materials, das entlang der Zuführungsdüse 13 der Auftragsvorrichtungen 12 fließt.
Alternativ könnte vorgesehen sein, dass zu dem eintretenden Leiter 2 der Führungskopf 9 vorher angewendet wird, beispielsweise durch einen Extrusionsprozess, die innere Beschichtung 7 bereits vorgesehen ist, die bereits mit äußeren Längsrippen ausgestattet ist, die vorgesehen sind, um die Unterbrechungsbereiche 6 zu definieren. In diesem Fall könnte die Extrusionsspitze 16 einen kreisförmigen Abfluss aufweisen oder in jedem Fall einen Ausfluss, frei von jeglichen Formgebungszähnen 17, um das überschüssige selbstreparierende Material von der radialen äußeren Oberfläche der besagten Rippen zu entfernen, die die Ablagerung des selbstreparierenden Materials selbst exklusiv auf inneren Beschichtungsschicht 7 in jedem der Freiräume, die zwischen zwei benachbarten Rippen definiert sind verursachen.
Um Verankerungsabschnitte 6 mit einem Abschnitt trapezförmiger Gestalt (entsprechend der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform) herzustellen, sind jeder Zahn 17 und der entsprechende Aufbringungskanal 19 mit winkligen Seitenwänden konfiguriert, um die besagte trapezförmige Gestalt der resultierenden Verankerungsabschnitte 6 zu gewährleisten.
In 5 ist eine alternative Version der Vorrichtung 8 gezeigt, die angeordnet ist, um Stromkabel 1 entsprechend der Ausführung wie in 2 gezeigt herzustellen.
In diesem Fall umfassen die zweiten Auftragungsvorrichtungen 14 eine oder mehrere Verteilungsdüsen 20, denen selbstreparierendes Material aus einem Tank (nicht gezeigt in der Abbildung) zugeführt werden, der mit einem Anschluss 21 verbunden ist und wirksam mit den ersten Auftragsvorrichtungen 12 in Beziehung steht, um das selbstreparierende Material selbst in das polymerische Beschichtungsmaterial, das durch die Zuführungsdüse 13 fließt, in Richtung der Auslassöffnung zuzuführen, um den äußeren Beschichtungsmantel 3 mit dem Verankerungsabschnitt 6 und der optionalen inneren Beschichtungsschicht 7 auszubilden.
Die Verteilungsdüsen 20 sind in Umfangsrichtung um den Leiter 2 angeordnet und fortlaufend voneinander beabstandet, um eine selbstreparierende Materialschicht 4, die eine Vielzahl von Unterbrechungsbereichen 5 aufweist, wie in 2 gezeigt, auszubilden.
Der äußere Beschichtungsmantel 3, die Schicht des selbstreparierenden Materials 4, die Verbindungsbereiche 6 und die optionale innere Beschichtungsschicht 7 werden gleichzeitig auf den Leiter 2 aufgebracht, der sich durch die Auslassöffnung 11 bewegt, eventuell ausgestattet mit einer zusätzlichen Beschichtung, die vorher darauf aufgebracht wurde.
Indem die Anzahl, die Größe und die Position der Verteilungsdüsen 20 geeignet gewählt ist, können die Anzahl und die Größe der Befestigungsabschnitte 6 geeignet eingestellt werden, genauso wie auch die Dicke der optionalen inneren Beschichtungsschicht 7.
Im Besonderen könnte, indem die Verteilungsdüsen 20 nahe an dem Leiter 2 angeordnet sind, entweder eine Beseitigung der inneren Beschichtungsschicht 7 erzielt werden, oder eine stark reduzierte Dicke könnte der besagten Beschichtungsschicht verliehen werden, wobei damit ein Kabel ähnlich dem wie in 1 gezeigt hergestellt wird.
Die vorliegende Erfindung weist verschiedene Vorteile auf. Tatsächlich garantiert die Anwesenheit der selbstreparierenden Schicht eine perfekte Funktionalität des Kabels, selbst dann, wenn der äußere Beschichtungsmantel 3 und/oder die innere Beschichtungsschicht 7 ungewollt beschädigt sind; zusätzlich bleiben die physikalisch-chemischen Merkmale der selbstreparierende Schicht unverändert, unabhängig von Behandlungen und/oder Beschädigungen, denen das Kabel ausgesetzt ist.
Ferner beseitigt die Anordnung des Verankerungsabschnitts 6 jegliche Möglichkeit des äußeren Mantels 3, sich relativ zum Leiter 2 zu verschieben. Im Besonderen wird jedem Risiko der Verschiebung vorgebeugt, die beispielsweise durch innere Spannungen verursacht werden, die sich in dem Beschichtungsmantel als Folge einer Abkühlung aufbauen, die nach dem Extrusionsschritt statt findet, der auf die oben beschriebene Art und Weise zur Herstellung von Kabeln ausgeführt wird. Es sollte bemerkt werden, dass Verschiebungseinflüsse, die durch die besagten inneren Spannungen verursacht werden, sich gewöhnlich selbst in einer speziell augenscheinlichen Art und Weise während der Installation des Kabels zeigen, wenn das letztere von der Packrolle abgewickelt wird und in Stücke von gewünschter Länge geschnitten wird.
Aufgrund der Anwesenheit der Verankerungsabschnitte wird auch das Halten des Leiters an einer Position, die perfekt konzentrisch mit dem Kabel ist, gewährleistet, selbst wenn das Kabel Verbiegungen ausgesetzt ist. Zusätzlich wird auch eine im Wesentlichen gleichmäßige Dicke der selbstreparierenden Materialschicht gewährleistet.

Claims

Stromkabel mit Selbstreparaturschutz, bei welchem vorgesehen sind: – zumindest ein Leiter (2); – zumindest ein äußerer Beschichtungsmantel (3); dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin aufweist: – zumindest eine Schicht aus selbstreparierendem Material (4), die zwischen dem Leiter (2) und dem äußeren Beschichtungsmantel (3) angeordnet ist, wobei die selbstreparierende Materialschicht (4) um den Leiter (2) herum verteilt ist, und zumindest einen Bereich (5) aufweist, in welchem ihr Verlauf unterbrochen ist; – zumindest einen Verankerungsabschnitt (6) zwischen dem Leiter (2) und dem äußeren Beschichtungsmantel (3), angeordnet an dem Unterbrechungsbereich (5), wobei das selbstreparierende Material dielektrisch ist, und eine vorbestimmte Kohäsion und eine gesteuerte Fließfähigkeit bei einer Arbeitstemperatur des Kabels aufweist.
Kabel nach Anspruch 1, welches mehrere Verankerungsabschnitte (6) aufweist, die gleichmäßig um den Leiter (2) herum verteilt sind, wobei sich jeder Abschnitt an einem Unterbrechungsbereich (9) des Verlaufes der selbstreparierenden Materialschicht (4) befindet.
Kabel nach Anspruch 2, bei welchem sich die Schicht aus selbstreparierendem Material (4) um den Leiter (2) herum erstreckt, folgend einer Verteilungslinie, entlang welcher das Verhältnis zwischen dem Verlauf der selbstreparierenden Materialschicht (4) und dem Verlauf der Unterbrechungsbereiche (5) zumindest gleich 0,5 ist.
Kabel nach Anspruch 1, bei welchem die Schicht aus selbstreparierendem Material (4) und der zumindest eine Verankerungsabschnitt (6) in direktem Kontakt mit dem Leiter (2) stehen.
Kabel nach Anspruch 1, bei welchem zumindest eine innere Beschichtungsschicht (7) zwischen dem Leiter (2) und der Schicht aus selbstreparierendem Material (4) angeordnet ist.
Kabel nach Anspruch 5, bei welchem der zumindest eine Verankerungsabschnitt (6) in direkten Kontakt mit der inneren Beschichtungsschicht (7) versetzt ist.
Kabel nach Anspruch 5, bei welchem der zumindest eine Verankerungsabschnitt (6) einstückig mit der inneren Beschichtungsschicht (7) verbunden ist.
Kabel nach Anspruch 1, bei welchem der zumindest eine Verankerungsabschnitt (6) in direkten Kontakt mit dem äußeren Beschichtungsmantel (3) versetzt ist.
Kabel nach Anspruch 1, bei welchem der zumindest eine Verankerungsabschnitt (2) einstückig mit dem äußeren Beschichtungsmantel (3) verbunden ist.
Kabel nach Anspruch 1, bei welchem die selbstreparierende Materialschicht (4) eine Dicke von nicht weniger als 0,1 mm aufweist.
Kabel nach Anspruch 1, bei welchem die selbstreparierende Materialschicht eine Wechselstrom-Durchschlagsfestigkeit von mehr als 15 kV/mm und einen spezifischen Widerstand von mehr als 10¹⁴ Ω·cm aufweist.
Kabel nach Anspruch 1, bei welchem das selbstreparierende Material eine Kohäsionskraft, gemessen bei Zimmertemperatur von zumindest 0,05 kg/cm² aufweist.
Kabel nach Anspruch 1, bei welchem das selbstreparierende Material eine solche Kohäsion aufweist, dass die Kohäsionsrückstellkraft, gemessen bei Zimmertemperatur, einen Wert aufweist, der nicht niedriger ist als 80% in Bezug auf den Wert der Kohäsionskraft, der bei dem Material als solchem gemessen wird.
Kabel nach Anspruch 1, bei welchem das selbstreparierende Material eine gesteuerte Fließfähigkeit aufweist, sodass eine Probe von etwa 3 Gramm des selbstreparierenden Materials, aufgebracht auf eine Aluminiumplatte in einer Schrägstellung von 60° relativ zur Horizontalebene und 24 Stunden lang auf 60°C gehalten, eine Verschiebung der Vorderseite des Materials entlang der schrägen Platte aufweist, die zwischen 0,5 und 400 mm liegt.
Kabel nach Anspruch 1, bei welchem das selbstreparierende Material ein amorphes Polymer aufweist, das Eigenschaften einer hochviskosen Flüssigkeit oder einer halbmassiven Substanz aufweist.
Verfahren zur Herstellung von Stromkabeln mit Selbstreparaturschutz, mit dem Schritt des Aufbringens von außen eines äußeren Beschichtungsmantels (3) um zumindest einen Leiter (2) herum, dadurch gekennzeichnet, dass weiterhin folgende Schritte vorgesehen sind: – Aufbringen zumindest einer Schicht aus einem selbstreparierenden Material (4) zwischen dem Leiter (2) selbst und dem äußeren Beschichtungsmantel (3), wobei das selbstreparierende Material dielektrisch ist, und eine vorbestimmte Kohäsion und eine gesteuerte Fließfähigkeit bei einer Arbeitstemperatur des Kabels aufweist, – Ausbildung zumindest eines Unterbrechungsbereichs (5) im Verlauf der Schicht aus dem selbstreparierendem Material (4); – Anordnen zumindest eines Verankerungsabschnitts (6) zwischen dem Leiter (2) und dem äußeren Beschichtungsmantel (3) an dem Unterbrechungsbereich (5).
Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem der Unterbrechungsbereich (5) des Verlaufs der selbstreparierenden Materialschicht (4) dadurch ausgebildet wird, dass ein Teil des selbstreparierenden Materials entfernt wird, das um den Leiter (2) herum verteilt ist.
Verfahren nach Anspruch 17, bei welchem mehrere der Unterbrechungsbereiche (5) gleichmäßig um den Leiter (2) herum verteilt ausgebildet werden, und mehrere Verankerungsabschnitte (6) jeweils an einem der Unterbrechungsbereiche (5) angeordnet werden.
Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem während des Schrittes des Aufbringens der selbstreparierenden Materialschicht (4) diese direkt auf den Leiter (2) aufgebracht wird, und während des Schrittes des Anordnens des zumindest einen Verankerungsabschnitts (6) dieser direkt auf den Leiter (2) aufgesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem vor dem Schritt des Aufbringens der selbstreparierenden Materialschicht (4) zumindest eine innere Beschichtungsschicht (7) auf den Leiter (2) aufgebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 20, bei welchem während des Schrittes des Aufbringens der selbstreparierenden Materialschicht (4) diese in direkten Kontakt mit der inneren Beschichtungsschicht (7) versetzt wird, und während des Schrittes des Anordnens des zumindest einen Verankerungsabschnitts (6) dieser in direkten Kontakt mit der inneren Beschichtungsschicht (7) versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 20, bei welchem die innere Beschichtungsschicht (7) und der zumindest eine Verankerungsabschnitt (6) gleichzeitig und aus demselben Material hergestellt werden, um so einen einzigen Körper auf dem Leiter (2) auszubilden.
Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem der zumindest eine Verankerungsabschnitt in direkten Kontakt mit den äußeren Beschichtungsmantel (3) versetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 16, bei welchem der zumindest eine Verankerungsabschnitt (6) und der äußere Beschichtungsmantel gleichzeitig hergestellt werden, unter Verwendung desselben Materials, um einen einzelnen Körper auszubilden, welcher den Leiter (2) umschreibt.
Verfahren nach Anspruch 20, bei welchem die innere Beschichtungsschicht (7), der zumindest eine Verankerungsabschnitt (6), und der äußere Beschichtungsmantel (3) aus einem und demselben Beschichtungsmaterial in Form eines einstückigen Körpers hergestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 25, bei welchem das Aufbringen der selbstreparierenden Materialschicht (4) dadurch durchgeführt wird, dass das selbstreparierende Material in das Beschichtungsmaterial eingespritzt wird, zusammen mit der gleichzeitigen Fertigstellung der inneren Beschichtungsschicht (7), des zumindest einen Verankerungsabschnitts (6), und des äußeren Beschichtungsmantels (3).
Einrichtung zur Herstellung von Stromkabeln mit Selbstreparaturschutz, bei welcher vorgesehen sind: – zumindest ein Führungskopf (9), der zumindest eine Einlassöffnung (10) und zumindest eine Auslassöffnung (11) aufweist, durch welche zumindest ein Leiter (2) in Längsrichtung bewegt wird; – erste Auftragsvorrichtungen (12), denen ein Beschichtungsmaterial zugeführt wird, und die an die Auslassöffnung (11) angeschlossen sind, um zumindest einen äußeren Beschichtungsmantel (3) um den Leiter (2) herum abzulagern, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin aufweist: – zweite Auftragsvorrichtungen (14), die betriebsmäßig dem Führungskopf (9) zugeordnet sind, um zumindest eine Schicht aus selbstreparierenden Material (4) um den Leiter (2) herum abzulagern, wobei die zweiten Auftragsvorrichtungen (14) so ausgebildet sind, dass zumindest ein Unterbrechungsbereich (5) des Schichtverlaufes in der Schicht aus selbstreparierenden Material (4) ausgebildet wird, wobei das selbstreparierende Material dielektrisch ist, und eine vorbestimmte Kohäsion und eine gesteuerte Fließfähigkeit bei einer Arbeitstemperatur des Kabels aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 27, bei welcher die zweiten Auftragsvorrichtungen aufweisen: – zumindest eine Speicherkammer (15) für das selbstreparierende Material, die in dem Führungskopf (9) zischen der Einlassöffnung (10) und der Auslassöffnung (11) angeordnet ist, wobei durch die Speicherkammer (15) und das selbstreparierende Material der Leiter (2) hindurchgeht, der sich zur Auslassöffnung (11) hinbewegt; – zumindest eine Extrusionsspitze (16), die an der Auslassöffnung (11) angeordnet ist, und dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil der selbstreparierenden Materialschicht (4) von dem Leiter (2) zu entfernen, um den zumindest einen Unterbrechungsbereich (5) auszubilden.
Einrichtung nach Anspruch 28, bei welcher die Extrusionsspitze zumindest einen Formgebungszahn (17) aufweist, der in Anlage relativ zum Leiter (2) arbeitet, um den Unterbrechungsbereich (5) auszubilden, wobei der Formgebungszahn (17) zumindest eine Förderoberfläche (18) aufweist, die sich weg vom Leiter (2) erstreckt, um in den ersten Auftragsvorrichtungen (12) zumindest eine Aufbringungskanal (19) abzugrenzen, der so ausgebildet ist, dass er einen Teil des Beschichtungsmaterials zu dem Unterbrechungsbereich (5) bringt.
Einrichtung nach Anspruch 29, bei welcher die Extrusionsspitze (16) mehrere der Formgebungszähne (17) aufweist, die gleichmäßig um den Leiter (2) herum verteilt sind.
Einrichtung nach Anspruch 27, bei welcher die zweiten Auftragsvorrichtungen (14) zumindest eine Ausgabedüse (20) aufweisen, die mit dem selbstreparierenden Material versorgt wird, und betriebsmäßig den ersten Auftragsvorrichtungen (12) zugeordnet ist, um das selbstreparierende Material in das Beschichtungsmaterial einzuspritzen, das zur Auslassöffnung (11) hinfließt.
Einrichtung nach Anspruch 31, bei welcher die zweiten Auftragsvorrichtungen (14) mehrere Ausgabedüsen (20) aufweisen, die um den Leiter herum verteilt sind.