DE755537C

DE755537C - Process for the manufacture of cable terminations

Info

Publication number: DE755537C
Application number: DEI53800D
Authority: DE
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1935-01-01
Filing date: 1935-12-04
Publication date: 1953-01-05

Description

Verfahren zur Herstellung von Kabelendverschlüssen Bei der Herstellung von Kabelendverschlüssen sind erfahrungsgemäß erhebliche Schwierigkeiten zu überwinden, insbesondere bei Hochspannungskabeln, die mit Ö1 oder einer ähnlichen Isoliermasse imprägniert sind. Die Isolation soll wegen der verschiedenen elektrischen Beanspruchung abgestuft werden. Ferner sind diese Anordnungen ganz erheblichen Temperaturschwankungen unterworfen, die teils durch atmosphärischen Temperaturwechsel und teils durch die verschieden hohe Strombelastung des Kabels entstehen. Da die verwendeten Stoffe ganz verschiedene Ausdehnungskoeffizienten haben, ist es außerordentlich schwer, Undichtigkeiten zu vermeiden, die Verluste an flüssiger Isolationsmasse und Eindringen von Luft oder Feuchtigkeit zur Folge haben. Zur Behebung dieser Schwierigkeiten wurde das Kabelende mit einem formbaren, härtungsfähigen Isoliermaterial, beispielsweise einer Hartgummimischung umgeben, die nach dem Aufbringen gehärtet wurde, oder es wurde das Kabelende mit einer metallischen Gießform umgeben, die mit gieß- oder härtharem Kunstharz ausgefüllt wird. Dann wurde das Kunstgießharz einem Härteprozeß unterworfen und nach Beendigung des Härteverfahrens die Gießform abgenommen, so daß eine Scheidewand zwischen Hauptkabel und Endverschluß gebildet wird.Method of manufacturing cable terminations During manufacture From experience, cable terminations have to overcome considerable difficulties, especially in the case of high-voltage cables with Ö1 or a similar insulating compound are impregnated. The insulation should because of the various electrical stresses be graded. Furthermore, these arrangements are quite significant temperature fluctuations subjected, partly by atmospheric temperature changes and partly by the different levels of current load on the cable arise. As the fabrics used have very different coefficients of expansion, it is extremely difficult Avoid leaks, the loss of liquid insulation and penetration air or moisture. To resolve these difficulties the cable end was covered with a malleable, hardenable insulating material, for example surrounded by a hard rubber compound that has been cured after application, or it the end of the cable was surrounded by a metal mold that was cast or hard resin is filled. Then the resin was cast one Subjected to the hardening process and the casting mold removed after the hardening process is complete, so that a partition is formed between the main cable and the termination.

Erfindungsgemäß soll eine solche Scheidewand dadurch hergestellt werden, daß der Endverschluß bzw. der in ihm angeordnete Kondensatorkonus, falls ein solcher verwendet wird, zuerst mit einem flüssigen polymerisierbaren Werkstoff, beispielsweise Styrol oder Diphenylchlorid, gefüllt wird, das in die Kabelisolation innerhalb des Kabelendes eindringt, daß er dann mit einer flüssigen vorpolymerisierten Mischung, z. B. bestehend aus 6o Teilen Styrol und q.o Teilen ß-Phenoläthylalkohol, bei einer Temperatur von, etwa 1q.0° C gefüllt wird, und daß hierauf durch Polymerisation der Füllung eine Scheidewand zwischen der Imprägnierung des Kabels und dem Endverschluß gebildet wird.According to the invention, such a partition should be produced by that the end closure or the condenser cone arranged in it, if one is used, first with a liquid polymerizable material, for example Styrene or diphenyl chloride, which is filled into the cable insulation within the Cable end penetrates, that it then with a liquid prepolymerized mixture, z. B. consisting of 6o parts of styrene and q.o parts of ß-phenol ethyl alcohol, with one Temperature of about 1q.0 ° C is filled, and that thereupon by polymerization the filling creates a partition between the impregnation of the cable and the end cap is formed.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Tränkung der Kabelisolation mit dem Füllmaterial gewährleistet, während gleichzeitig auf eine einfache Weise eine innige, von Lufträumen freie Verbindung hergestellt wird. Es braucht dabei keine besondereHeizanordnung verwendet zu werden. Die für die Herstellung der Verbindung notwendige: Wärme kann durch das vorpolymerisierte Gemisch selbst zugeführt werden. Außerdem kann die Scheidewand nach Verlegung des Kabels hergestellt werden, so daß ein Bruch beim Transport vermieden wird.The method according to the invention impregnates the cable insulation ensured with the filling material while at the same time in a simple manner an intimate connection, free of air spaces, is established. It takes it no special heating arrangement to be used. The one used to establish the connection necessary: heat can be supplied by the prepolymerized mixture itself. In addition, the septum can be made after the cable has been laid, so that a breakage during transport is avoided.

Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Endverschluß besteht aus einer doppelten Glocke. Das Kabelende ist in der inneren Porzellanglocke i i untergebracht, die in dem Außenisolator 12 liegt. Ein Kondensatorkonus 51 befindet sich in dem inneren Porzellanrohr i i. Da der Kondensatorkonus 51 die elektrische Beanspruchung abstuft und da die Außenseite des Porzellanrohres unter 0I steht, können bei einer Länge des Endverschlusses von 200 bis q.oo mm Spannungen bis zu 33 000 Volt und bei einer Verschlußlänge von etwa doo bis 625 mm Spannungen bis zu 66 ooo Volt begegnet werden. Da das Innere des Porzellanrohres i i mit Styrol ausgefüllt ist, welches zu einer festen Masse polymerisiert ist, wie in der Zeichnung bei 13 schraffiert angedeutet ist, bildet der Endverschluß einen festen Pfropfen hoher elektrischer Güte, der keinen der erwähnten. physikalischen und mechanischen Nachteile mehr besitzt.The drawing shows an embodiment of the invention. The end cap consists of a double bell. The cable end is accommodated in the inner porcelain bell ii, which is located in the outer insulator 12. A condenser cone 51 is located in the inner porcelain tube i i. Since the capacitor cone 51 graduates the electrical stress and since the outside of the porcelain tube is below 0I, voltages of up to 33,000 volts can be generated with a length of the end closure of 200 to 100 mm and voltages of up to 66,000 volts are encountered. Since the inside of the porcelain tube ii is filled with styrene, which is polymerized to a solid mass, as indicated by hatching in the drawing at 13, the end closure forms a solid plug of high electrical quality, which is none of the mentioned. physical and mechanical disadvantages.

Das Porzellanrohr i Z, ist auf ein Unterteil 14 aufgesetzt, das mittels einer in der Fabrik hergestellten Lötwulst an dem Bleimantel des Kabels befestigt ist. Das Kabelende 41 ist mittels einer Ausdehnungsverbindung 17 tnit der Klemtnenanordnung verbunden.The porcelain tube i Z is placed on a lower part 14, which means a factory-made solder bead attached to the lead sheath of the cable is. The cable end 41 is connected to the clamping arrangement by means of an expansion connection 17 tied together.

Wenn zusammen mit dem beschriebenen Endverschluß eine Styrolverbindungsmuffe verwendet wird und die Isolation des Kabelstücks mit Öl imprägniert ist, sind zwei Übergänge zwischen Styrol und Ölimprägnierung vorhanden. Der eine davon tritt in der Muhe auf und ähnelt dem auf der anderen Seite der -\lIufe, ist also normal und wirksam. Der andere jedoch tritt in dem Verschluß an dem Konus auf und ist elektrisch äußerst schwach. Der Konus stuft die elektrische Beanspruchung der Länge nach ab. Eine plötzliche Änderung der Beanspruchung in radialer Richtung tritt aber dort auf, wo das Kabel aus dem Bleimantel hervorkommt, d. lt. dort, wo der Übergang zwischen Styrol und Ülimprägnierung beginnt. Es ist zweckmäßig, diesen Stoß nach einer anderen Stelle zu verlegen. Daher wird der Vorschlag gemacht, das Kabelstück zunächst nichtimprägtiiert einzuführen, dann das Stück im Endverschluß und ein kurzes Stück unter dem Bleimantel mit Styrol und den Rest des Kabels mit Öl zu imprägnieren. Dies könnte nach dem Verfahren der Mantelimprägnierung geschehen. Auf diese Weise wird die übergangsstelle dorthin verlegt, wo die Papierisolation maschinell aufgewickelt und die elektrische Beanspruchung genau radial ist.If together with the described end closure a styrene connection sleeve is used and the insulation of the section of cable is impregnated with oil, are two There are transitions between styrene and oil impregnation. One of them enters the effort and is similar to the one on the other side of the run, so it is normal and effective. The other, however, occurs in the closure on the cone and is electrical extremely weak. The cone grades the electrical stress along its length. A sudden change in the stress in the radial direction occurs there where the cable emerges from the lead sheath, d. lt. where the transition between Styrene and oil impregnation begins. It is useful to do this push after another Place to relocate. The proposal is therefore made that the cable section should not be impregnated at first insert, then the piece in the end seal and a short piece under the lead jacket impregnate with styrene and the rest of the cable with oil. This could be after Process of coat impregnation done. In this way it becomes the transition point Relocated to where the paper insulation is wound up by machine and the electrical Stress is exactly radial.

Am besten wäre es, das ganze Kabelstück mit Styrol zu imprägnieren. Der Kabelendverschluß und das nichtimprägnierte Kabelende können zu dem Zweck im Werk hergerichtet und ausgetrocknet werden. An Ort und Stelle kann dann die Montage vorgenomtnenwerden. Danach werden die Verbindungstnuffe, das Kabelende und der Endverschluß gleichzeitig evakuiert und mit flüssigem Styrol gefüllt. Nach durchgeführter Polymerisation ist eine feste durchgehende Styrolisolation von der Z"erbindungsmuffe bis einschließlich Endverschluß vorhanden. Die Polymerisation kann so eingerichtet werden, daß das aus Polystyrol und flüssigem Styrol bestehende Material eine plastische Masse ergibt, die nur langsam in einen festen Zustand übergeht. Der Übergang ist so langsam, daß Prüfung, Transport nach der Montagestelle und Installation stattfinden können, bevor das Kabel steif wird. Die Polymerisation des Kabelendes kann dann gleichzeitig mit der Herstellung der Verbindung vollendet werden. Hierbei ist es von Vorteil, das Styrol des Endverschlusses bei höherer Temperatur zu polymerisieren als das des Kabelendes, was zweckmäßig durch Ausdehnung der lokalen Erwärmung um den Endverschluß herum erreicht wird.It would be best to impregnate the entire length of the cable with styrene. The cable termination and the non-impregnated cable end can be used for this purpose Work to be prepared and dried out. The assembly can then take place on the spot be made. Then the connection sleeves, the cable end and the termination evacuated and filled with liquid styrene at the same time. After the polymerization has been carried out is a solid continuous styrene insulation from the Z-connection socket up to and including Termination available. The polymerization can be set up so that the material consisting of polystyrene and liquid styrene results in a plastic mass, which only slowly turns into a solid state. The transition is so slow that Testing, transportation to the assembly site and installation can take place before the cable becomes stiff. The polymerisation of the cable end can then take place at the same time the establishment of the connection. Here it is advantageous that To polymerize the styrene of the end cap at a higher temperature than that of the Cable end, which is useful by expanding the local heating around the end cap around is reached.

Wenn die Endglocke mit Öl oder Isoliermasse gefüllt ist, kann ein zweiter Kondensatorkonus über den styrolgefüllten Endverschluß gelegt werden, um die elektrische Beanspruchung in der Längsrichtung abzustufen und die abstufende Wirkung an der inneren Seite der äußeren Porzellanglocke zu erhöhen.If the end bell with oil or insulating compound filled a second condenser cone can be placed over the styrene-filled end cap to graduate the electrical stress in the longitudinal direction and the to increase the grading effect on the inner side of the outer porcelain bell.

Wo der Kondensatorkonus, außerdem eine zusätzliche Wicklung als Schutzring oder als Anzapfungskapazität für Spannungsmessungen oder Leitungsschutz verwendet wird, kann dieser gegen den Metallmantel des Kabelendstücks sehwach isoliert werden und die Niederspannungsverbindung des Konus durch die Styrolfüllung zwecks Verbindung mit dem betreffenden Gerät abgeleitet werden.Where the capacitor cone, also an additional winding as a protective ring or used as a tap capacitance for voltage measurements or line protection it can be insulated very weakly against the metal sheath of the cable end piece and the low voltage connection of the cone through the styrene fill for connection can be derived with the relevant device.

In solchen Fällen, wo es notwendig oder erwünscht ist, die polymerisierte Scheidewand bei dem Hauptkabel an Ort und Stelle anzubringen, kann die folgende Methode Verwendung finden: Nachdem die Litze in geeigneter Weise undurchlässig gemacht ist, kann der Kondensatorkonus mit Styrol oder einer Lösung von Styrol und Diphenylchlo,rid gefüllt werden. Diese Mischung durchdringt die ölimprägnierte Isolation des Kabels innerhalb des Konus. Nach genügender Zeit für ordnungsgemäßes Einsaugen wird der Lösungsüberschuß flüchtig entfernt und eine Vorpolymerisationslösung X (Styrolalkohol), deren Zusammensetzung nachstehend beschrieben wird, wird in flüssigem Zustand (i38 bis 14o° C) eingegossen. _ Die flüssige Mischung soll die Isolation des Kabels innerhalb des Konus ganz bedecken, wie es in der Abbildung gezeigt ist. Während des Füllens wird der Konus zweckmäßig in heißes 01 getaucht, wobei die Temperatur aufrechterhalten wird, i. um das in das Kabel eingedrungene Styrol zu polymerisieren, wobei für die erforderliche Dauer die Temperatur zwischen izo und 130'C erhalten bleiben muß; a. um eine allmähliche Ablciihlung der in den Konus gegossenen Mischung zu bewirken.In those cases where it is necessary or desired to attach the polymerized septum to the main cable in place, the following method can be used: After the braid has been suitably impermeable, the condenser cone can be filled with styrene or a solution of styrene and diphenyl chloride are filled. This mixture penetrates the oil-impregnated insulation of the cable inside the cone. After sufficient time for proper absorption, the excess solution is removed volatilely and a prepolymerization solution X (styrene alcohol), the composition of which is described below, is poured in in the liquid state (138 to 140 ° C.). _ The liquid mixture should completely cover the insulation of the cable inside the cone, as shown in the illustration. During filling of the cone is suitably immersed in hot 01 wherein the temperature is maintained, i. in order to polymerize the styrene which has penetrated into the cable, the temperature between izo and 130'C must be maintained for the required time; a. to cause a gradual cooling of the mixture poured into the cone.

Während der Abkühlung kann die Mischung mechanisch gerammt und, falls erforderlich, hoch geformt werden.During the cooling process, the mixture can be mechanically rammed and, if necessary required to be shaped high.

Der Hauptbestandteil der Vergußmasse ist Styrol, welches bei aoo° C polymerisiert ist, um ein Polymerisationsprodukt zu erhalten, dessen Schmelzpunkt unter 4o° C liegt. Es können Mittel hinzugefügt werden, um das Material plastisch zu gestalten. Ferner kann ein Mittel, das sich mit dem 01 nicht verbindet, zugesetzt werden, um den dielektrischen Verlust bzw. die Dielektrizitätskonstante der Mischung zu erhöhen, beispielsweise ,B-Phenoläthylalkohol. Es ist eine bekannte Tatsache, daß elektrische Beanspruchungen durch mehrere aneinander= gefügte Materialien mit verschiedener Dielektrizitätskonstante abgestuft werden können. Dieselbe Wirkung entsteht dadurch, daß man den dielektrischen Verlust des umgebenden Materials erhöht.The main component of the potting compound is styrene, which is polymerized at aoo ° C in order to obtain a polymerization product with a melting point below 40 ° C. Means can be added to make the material plastic. Furthermore, an agent which does not combine with the oil can be added in order to increase the dielectric loss or the dielectric constant of the mixture, for example B-phenolethyl alcohol. It is a well-known fact that electrical stresses can be graded through several joined materials with different dielectric constants. The same effect arises by increasing the dielectric loss of the surrounding material.

Durch Versuche ist festgestellt worden, daß eine solche Abstufung besonders dann günstig ist, wenn eine Mischung von 6o Teilen Styrol und q.o Teilen Alkohol verwendet wird. Eine solche Mischung polymerisiert bei zio° C und ergibt einen Wert von cos 0 = o,8 bei 30° und 5o Hz.Experiments have shown that such a gradation is particularly favorable when a mixture of 60 parts of styrene and q.o parts Alcohol is used. Such a mixture polymerizes at zio ° C and gives a value of cos 0 = 0.8 at 30 ° and 5o Hz.

Diese besondere Abstufungsmischung kann bei jedem Fabrikationsverfahren der Kabelendstücke verwendet werden, um eine Ab- stufung der Beanspruchung zu erzielen. Bei allen Mischungen oder festen Styrolteilen, die an Ort und Stelle polymerisiert werden, ist eine gewisse Menge Füllmaterial erforderlich, so z. B. Zellstoffaser oder esterifizierte Zellstoffiber, um Schrumpfungen, die durch das Abkühlen oder Polymerisieren bewirkt werden, möglichst zu verringern.This particular gradation mixture, the cable end sections are used in each manufacturing process to a waste grading of stress to achieve. All mixtures or solid styrene parts that are polymerized in place require a certain amount of filler material, e.g. B. cellulose fiber or esterified cellulose fiber in order to reduce shrinkage caused by cooling or polymerizing as much as possible.

Eine andere. Verwendung des Konus zeigt folgendes Verfahren: Der mit einer polymerisierten Styrolhülle versehene Konus kann im Werk mit einer gießbaren Mischung gefüllt werden. Dieser Konus kann dann an Ort und Stelle erwärmt werden, bis die Masse in einen plastischen bis flüssigen Zustand kommt, und dann über den Leiter, der vorher in Styrodalkohollösung getaucht ist, aufgesetzt werden. Wenn der Konus vom Werk ausgegeben wird, ist dieser zweckmäßig mit einem Metallstab versehen, dessen Durchmesser etwas kleiner ist als der des Kabelleiters. Die Erwärmung des. Stabes macht diesen leicht herausnehmbar, wenn der Leiter durch den Konus durchgeführt wird.Another. Using the cone shows the following procedure: The with a polymerized styrene sleeve provided with a cone in the factory with a pourable Mixture to be filled. This cone can then be heated on the spot, until the mass reaches a plastic to liquid state, and then over the Ladder, which has previously been dipped in styrofoam alcohol solution, can be put on. if the cone is issued by the factory, it is expediently provided with a metal rod, whose diameter is slightly smaller than that of the cable ladder. The warming of the. Rod makes this easily removable when the conductor is passed through the cone will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of cable end closures in which a polymerized septum is attached between the cable and the end closure, characterized in that the end closure or the condenser cone arranged in it, if such is used, is first coated with a liquid polymerizable material, for example Styro. l or diphenyl chloride, which penetrates into the cable insulation within the cable end, that it is then mixed with a liquid prepolymerized mixture, e.g. B. consisting of 6o parts of Styrod and: IoTeilen ß-Phenoläthylalkohol, is filled at a temperature of about 140'C, and. that then, by polymerizing the filling, a partition is formed between the impregnation of the cable and the end closure. a. Method according to claim i when using a condenser cone within the end closure, characterized in that the cone is immersed in hot oil while it is being filled with the liquid prepolymerized mixture, so that the mixture that has penetrated into the cable insulation is polymerized and at the same time causes gradual cooling will. 3. The method according to claims i and 2, characterized by the addition of fillers, for. B., pulp or esterified pulp fibers. to the prepolymerized mixture. In order to delimit the subject matter of the invention from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: German Patent Specifications N o. 596 392, 596 393: Austrian patent specifications No. IO5 969, 130 9a-1 USA.-patent specifications No. 1 693 365, 1983336.