DK161352B - Fremgangsmaade til sammenfoejning af to aluminiumledere i elektriske staerkstroemskabler - Google Patents

Description

j DK 161352 B

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til sammenføjning af to aluminiumledere i elektriske stærkstrømskabl er hver dannet af et antal langsgående elementer anbragt skruelinieformet eller snoet i forhold til hinanden, ved hvilken fremgangsmåde 5 lederne sammensvejses, og der over svejsezonen placeres en muffe, som fastgøres til lederne. Opfindelsen er navnlig anvendelig ved ledere dannet af segmenttråde eller metal bånd, som danner en indre kanal for passage af olie i oliefyldte kabler, eller ledere dannet af slåede tråde, der er uden en indre kanal.

10 Sammenføjningen mellem to kobberledere af den angivne art bli ver i henhold til kendt teknik udført ved i trin at forme enderne af lederne og ved at anvende en deformerbar klemme fremstillet af et materiale med god konduktivitet, som sammenpresses radialt på lederenderne. Der opnås således en tilfredsstillende elektrisk 15 kontakt mellem lederne og også gode mekaniske egenskaber ved sammenføjningen.

I henhold til anden kendt teknik bliver kobberlederne svejset til hinanden, og derefter med henblik på lokal koldhærdning af materialet til genetablering af de oprindelige parametre med hensyn 20 til mekanisk modstandsdygtighed bliver svejsezonen underkastet stukningsoperationer ved anvendelse af mindst to ens og modsatte aks i ale kræfter.

I nogle tilfælde er segmenttrådene i. det oliefyldte kabel eller de slåede ledere i imprægnerede kabler udført af aluminium, da dette 25 materiale koster mindre end kobber, og det har også en mindre densitet. Denne sidstnævnte fordel er af særlig betydning ved fremstilling af undersøiske kabler, der skal lægges på store dybder.

Når de kendte fremgangsmåder ved sammenføjning anvendes på kabler af den ovenfor angivne art, hvor lederne er fremstillet af 30 aluminium, frembyder disse sammenføjninger alvorlige ulemper.

Sammenføjningen ved hjælp af en ledermuffe, der indvendigt er formet i trin, tilvejebringer nemlig ikke en tilstrækkeligt pålidelig elektrisk kontakt på grund af den isolerende beskaffenhed af aluminiumoxid, der uundgåeligt findes på kontaktfladerne mellem 35 lederne og muffen.

På den anden side sikrer sammenføjningen ved hjælp af svejsning ikke de krævede egenskaber med hensyn til mekanisk modstandsdygtighed.

Fra US patentskrift nr. 3.138.656 kendes en fremgangsmåde af

DK 161352 B

2 den indledningsvis angivne art, hvor muffen i nogle punkter presses imod lederne. Den kendte muffe har efter denne krympning en ydre diameter, som er større end diameteren af lederne, hvorved der er risiko for store potenti algradienter i sammenføjningen forårsaget af 5 trinnene mellem lederne og muffen. Den punktvise fastgørelse af muffen til lederne sikrer ikke en perfekt elektrisk kontakt, som ikke er påvirket af den eventuelle tilstedeværelse af overfladeoxider, mellem kabellederne.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at tilvejebringe en 10 fremgangsmåde, ved hvilken de ovennævnte ulemper undgås, og som er let at anvende ved sammenføjning af to aluminiumledere i elektriske stærkstrømskabler, og hvorved sammenføjningen bliver optimal både ud fra et elektrisk og ud fra et mekanisk synspunkt. Fremgangsmåden tilvejebringer både en elektrisk og en mekanisk forbindelse. Nærmere 15 angivet er den elektriske forbindelse (ved svejsning) af den art, som eliminerer ulemperne, der skyldes aluminiumoxidoverfladelaget, der findes på lederne, medens den mekaniske forbindelse er egnet til at modstå træk- og bøjningsspændingerne, som lederen kan udsættes for.

20 Dette opnås ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen, som er ejendommelig ved, at der anvendes en muffe, som er forsynet med riller på sin indvendige overflade, og som er fremstillet af et metallisk materiale, der er mere stift end aluminiummet i lederne, og at metalmuffen sammenpresses radialt således, at dens ydre 25 diameter reduceres til en værdi, der i det væsentlige er lig med den oprindelige diameter af lederne.

Ved således at bringe muffens og ledernes diameter på samme værdi er der ingen trinvis overgang mellem dem, så at der ved strømtilførsel ikke opstår høje potentialgradienter. Rillerne i 30 muffen sikrer en god elektrisk kontakt, som ikke påvirkes af overfladeoxid, og muffens stive materiale medfører, at der kan opnås en særlig god mekanisk modstandsdygtighed af sammenføjningen.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere i forbindelse med foretrukne, men ikke begrænsende udførelsesformer under henvisning 35 til tegningen, hvor fig. 1 og 2 viser en klemme eller metalmuffe egnet til udførelse af sammenføjningen i henhold til fremgangsmåden ifølge opfindelsen, fig. 3 og 4 anvendelsen af fremgangsmåden på et

DK 161352 B

3 compoundimprægneret kabel med en leder dannet af aluminiumtråde og fig. 5,6 og 7 billeder der viser, hvorledes fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes til udførelse af 5 sammenføjningen mellem to oliefyldte kabler.

Klemmen eller muffen 1, hvoraf et langsgående snit og et billede forfra er vist i fig. 1 henholdsvis fig. 2, er dannet af en muffe af et metallisk materiale, der er mere stift end aluminium, fortrinsvis stål, og specielt et udglødet rustfrit austenitisk stål.

10 På tegningen er muffetværsnittet vist ovalt, da den er bestemt for sammenføjning af ovale ledere dannet af slåede tråde. Men dette skal ikke tages i nogen begrænsende betydning, da muffen kan have en hvilken som helst form afhængigt af tværsnittet af lederne, der skal sammenføjes. Specielt behøver tværsnittet ikke at være konstant over 15 hele muffens længde, når to kabler med kabeltværsnit med forskellige former skal sammenføjes.

Den indre overflade 2 af muffen er udformet således, at den passer sammen med den ydre overflade af lederne, og specielt når der er tale om cylindriske ledere, har muffen 1 en indvendig diameter, 20 der er i det væsentlige lig med den ydre diameter af lederne. Tykkelsen af muffevæggen er relativt lille i forhold til diameteren eller til tværdimensionerne af lederne, og muffens ydre ender har tilspidsninger 3.

På den indre overflade 2 af muffen svarende til endedelene er 25 der dannet udsparinger eller riller 4, hvis funktion skal beskrives mere detaljeret nedenfor.

Der skal nu henvises til fig. 3 og 4, som viser sammenføjningsmetoden ifølge opfindelsen, når der er tale om to compoundimprægnerede kabler med aluminiumledere med ens tværsnit 30 dannet af slåede tråde uden en indre kanal. Enderne 25 og 26 af lederne afi soleres og tilspidses ved de to flader 23 og 24. Fladerne kan fås ved en enkelt affasning, f.eks. under 45° som i det viste tilfælde, eller ved to eller flere affasninger under forskellige vinkler.

35 Derefter bliver de to ledere svejset sammen ved kendte metoder ved fyldning af rummene, som afgrænses af fladerne 23 og 24, med et svejsemateriale 22. Eventuelt overskud af svejsemateriale bliver derpå fjernet, indtil sammenføjningen er ført tilbage til den oprindelige lederdiameter. Derpå anbringes klemmen 20, hvis længde

DK 161352 B

4 er en sådan, at den helt dækker svejsezonen og også strækker sig over et stykke af begge ledere. Denne udformning er vist i fig. 3.

Sammenføjningen med den derpå anbragte muffe bliver derpå radialt sammenpresset i en spændklo dannet af flere sammenføjede sek-5 torer, indtil den i det væsentlige igen får den oprindelige diameter (eller tværsnit) af lederne som vist i fig. 4. Dette betyder, at diameteren eller generelt tværsnittet ved muffen føres tilbage til en værdi, som afviger fra dimensionerne af lederne - for værdier, der ligger inden for fremstillingstolerancerne for selve lederne, på 10 en sådan måde, at der ikke skabes noget nævneværdigt trin ved overfladeovergangen mellem leder og muffe. Dannelsen af eventuelle høje spændingsgradienter, når lederen tilføres strøm, er således forhindret.

Sammenpresningen forårsager indtrængning af muffen i det un-15 derliggende aluminium, medens rillerne fyldes med materialet, som flyder ind i dem, på en sådan måde, at de sikkert fastgør lederne til muffen med hensyn til trækspændinger.

Der henvises nu til fig. 5,6 og 7, som viser, hvorledes fremgangsmåden ifølge opfindelsen anvendes til udførelse af sammenføj-20 ni ngen mellem to oliefyldte kabler.

De to ender af lederne 31,32, der hver omfatter aluminiumseg-menttråde eller -bånd 35 og 36, som afgrænser de indre kanaler 41, 42 for olien, bliver afisoleret og tilspidset, som det fremgår af fig. 5.

25 En sammentrykningsmodstandsdygtig rørformet understøtning 38 indføres i de indre kanaler 41,42 og forbinder dem gennem en indre passage 39. Understøtningen 38 kan som vist i figurerne være forsynet med indre riller 55 svarende til rillerne i muffen for at opnå et bedre greb af det indre lags segmenttråde.

30 Derefter bliver de to ender ført mod hinanden og svejset ved kendte metoder, og svejsematerialet 52 føres tilbage til lederdiameteren, som er vist i fig. 6. I samme figur er også vist metalmuffen 50 anbragt over lederne. Denne muffe er fremstillet af et materiale, som er meget hårdere end aluminium, f.eks. stål, for 35 således at have en betydelig modstandsdygtighed mod træk- og bøjningsspændinger, selv når der er tale om en begrænset tykkelse. I det viste eksempel er muffen udført på samme måde som muffen vist i fig. 1 og 2, bortset fra det cirkulære tværsnit.

Til slut bliver muffen radialt sammenpresset inden i en 5 DK 161352 8 presseklo dannet af flere sektorer på en sådan måde, at klemmen til slut vil have i det væsentlige samme ydre diameter som diameteren af lederne. Under deformationen af segmenttrådene holder understøtningen 38 den centrale kanal åben, og rillerne 54 og 55 fyldes med det 5 sammenpressede materiale ved mekanisk indgribning af metalmuffen 50 og understøtningen 38 med lederne og svejsematerialet.

Ved hjælp af opfindelsen opnås de ovenfor angivne formål. Fremgangsmåden viser sig nemlig at være simpel at anvende, den kræver ikke komplicerede indledende operationer, såsom formning af 10 lederne i trin. Endvidere sikrer den en perfekt elektrisk kontakt, som ikke påvirkes af den eventuelle tilstedeværelse af overfladeoxid.

Samtidig viser sammenføjningen sig at være yderst modstandsdygtig og bøjelig takket være tilstedeværelsen af muffen, som ved 15 indgribning med lederne ved hjælp af rillerne giver den mekaniske kontinuitet af selve lederne. Muffen kan således udsættes for bøjning, forlængelse, vridning osv., som kan forudses under kablets levetid, uden at dette giver anledning til nogen ulemper.

20 25 30 35

Claims (4)

6 DK 161352 B Patentkrav.

1. Fremgangsmåde til sammenføjning af to aluminiumledere (25,26;31,32) i elektriske stærkstrømskabler hver dannet af et antal 5 langsgående elementer anbragt skruelinieformet eller snoet i forhold til hinanden, ved hvilken fremgangsmåde lederne sammensvejses, og der over svejsezonen (22,52) placeres en muffe (1,20,50), som fastgøres til lederne, kendetegnet ved, at der anvendes en muffe (1,20,50), som er forsynet med riller (4,54) på sin ind- 10 vendige overflade (2), og som er fremstillet af et metallisk materiale, der er mere stift end aluminiummet i lederne, og at metal -muffen sammenpresses radialt således, at dens ydre diameter reduceres til en værdi, der i det væsentlige er lig med den oprindelige diameter af lederne.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved, at de to ender af lederne (25,26;3132) bliver affaset før sammensvejsningen.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 2, kendetegnet ved, at svejsematerialet (22,52) føres tilbage til den oprindelige diameter 20 af lederne, før muffen (1,20,50) anbringes.

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1-3, kendetegnet ved, at den radiale sammenpresning af sammenføjningen for at føre den tilbage til den oprindelige diameter af lederne bevirker indtrængning af svejsematerialet (22,52) og af den ydre overflade af 25 lederne ind i rillerne (4,54) i den indre overflade af muffen (1,20,50). 30 35