FI60091C - Saett att skarva tvao kablar med isolering av tvaerbunden polyeten eller annan traevbunden lineaer polymer - Google Patents

Description

[uSr^l [b1 miKUULUTUSjULICAISU ,nnQ1

Jgflg IBJ (11) UTLAGG N INGSSKRI FT 6UU91 C ^ Patent^ddeia^" ^ ^ ^ (51) Ky.ik.3/Ii*t.ci.3 H 02 G 1/14, 15/08 SUOMI —FINLAND (21) P*t*nttlhak«mu« — PttMtMHttkninf 2062/7^

(22) H«k«ml*p*|vi — Arneknlnftdag OU.O7.7U

' ' (23) Alkupilvi — Glltlghatadag OU.O7.7U

(41) Tullut Julkiseksi — Bllvlt offantllj -, o oi 7S

Patentti- ja rekisterihallitut .... , , , D.. ., . . (44) NlhUvIlalpsnon ja kuuLfulkaliun pvm. —

Patent-och registerstyrelsen Ansäkan utlajd och utl.ikriftan public.nd 31.07.8l (32)(33)(31) Pyydetty •tueikeg*—fefird prioritet 11.07.73

Ruotsi-Sverige(SE) 7309706-5 (71) ASEA Aktiebolag, Västeräs, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Göran Schultz, Sundsvall, Karl-Gunnar Wiberg, Stockholm,

Ruotsi-Sverige(SE) (7U) Berggren Oy Ab (5U) Tapa jatkaa kaksi kaapelia, jotka on eristetty poikkisidoksella polyeteenillä tai muulla poikkisidoksisella suoraketjuisella polymeerillä - Sätt att skarva tvä kablar med isolering av tvärbunden polyeten eller annan tvärbunden linear polymer

Jatkettaessa kahta kaapelia, jotka on eristetty poikkisidoksisella polyeteenillä, poistetaan eriste läheltä yhdistettävien kaapelien päitä. Tavallisesti poistetaan ne eristimen osat, jotka ovat lähinnä päitä, päiden suunnassa. Sitten kun johtimet on yhdistetty, tavallisesti hitsaamalla tai juottamalla, sekä kun puolijohtava kerros on levitetty liitoksen ympärille, ainakin silloin kun on kyse korkeajännitekaape-leista, eristetään liitos normaalisti siten, että vapaiden kaapelijoh-timien ja niiden läheisyydessä olevien eristysosien ympärille kiedotaan useita kerroksia vulkanoimatonta polyeteeninauhaa, joka sisältää vulkanointiaineen, esimerkiksi di-a-kunylperoksidia tai di-tert. butyyliperoksidia, Käämityt yhteenliitetyt kaapelit pannaan sitten kää-mitysaineen kanssa laitteeseen, missä käämitysaine saatetaan sellaisen paineen ja sellaisen lämpötilan alaiseksi, että siöekerros sulaa yhtenäiseksi ja vulkanoituneeksi massaksi. Käytetty laite muodostuu tunnetuissa menetelmissä kahdesta laitepuoliskosta, joista kumpikin on varustettu puolisylinterimäisellä uralla ja jotka ovat toistensa suhteen liikuteltavissa. Laitepuoliskot sisältävät sisäänrakennetut kuumennuskierukat puoliskoiden kuumentamiseksi. Ainakin silloin jos 2 60091 kaapeli on korkeajännitekaapeli, sivellään puolijohtava kerros eristeen päälle liitoksen kohdalla joko mainitun eristeen tekemisen jälkeen tai samanaikaisesti sen kanssa. Samaa menetelmää voidaan käyttää sellaisten kaapelien jatkamisessa, joiden eristeen muodostaa jokin muu poikkisidoksinen suoraketjuinen polymeeri kuin polyeteeni. Tällöin käytetään nauhassa normaalisesti samaa suoraketjuista polymeeriä vulkanoimattomassa muodossa.

On osoittautunut, että valmistettaessa liitoksen eristettä tällä tavalla, saadaan aikaiseksi eriste, joka ei ole yhtenäinen liitoksen kaikissa poikkileikkauksissa. Esiintyy rakkuloitumista polyeteeni-aineessa ja muussa käytetyssä suoraketjuisessa polymeerissä sekä poly-eteenin ja muun käytetyn suoraketjuisen polymeerin valumista, mikä saattaa johtaa eristeen muodon muuttumiseen jatkoksen ympäristössä siten, ettei tarkoitettua lopullista muotoa saavuteta.

Rakkuloiden muodostus johtuu siitä, että vulkanointiaine hajottuu vulkanoinnissa muodostaen kaasunmuotoisia tuotteita ja että paine lämmityksen ja jäähtymisen aikana ei ole riittävän korkea kaikissa jatkoksen poikkileikkauksissa, jotta se estäisi kuplien muodostumista. Painevaihtelut eri poikkileikkauksissa johtuvat taas siitä, että poly-meerinauhan käämityksesssa kutistuminen on epätasaista jatkoksen eri osissa eikä muottiseinämän ja käämityksen välinen kosketus säily kaikkialla.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on välttää edellä mainitut haittapuolet sellaisessa jatkotavassa, joka on määritelty oheisen patenttivaatimuksen johdannossa. Keksinnölle on tunnusomaista, että käämityksen ympärille aikaansaadaan joka puolelta vaikuttava paine kaasun avulla ja käämitystä lämmitetään sen päälle ja sen kanssa kiinteään lämpöäjohtavaan kosketukseen sovitetulla lämmityselementillä. Tällä tavalla aikaansaadaan käämitykseen yhdenmukainen paine koko käämityksen ympäri ja kaikissa poikkileikkauksissa jatkoksen koko pituudelta, samalla kun lämmitystä voidaan paikallisesti rajoittaa sekä voidaan välttää kaapelien alkuperäisten eristyksien joutumista lämmitykselle alttiiksi, jolloin voisi syntyä kaapeliin pullistumia. Kaasun alhaisen lämmönjohtokyvyn ansiosta on nimittäin mahdollista ylläpitää suuri lämpötilagradientti paineväliaineessa suunnassa jatkoksen käämityksestä kohti kaapelien alkuperäisiä eristyksiä.

3 6009" Lämmityselementti voi olla esimerkiksi metalliverkkoa. Käämitys ympäröidään tällöin kaasutiiviillä päällyksellä, edullisesti muovilla tai elastisella aineella, esimerkiksi silikonikumilla. Tiivis peite voi olla myöskin lämmityselementistä erillinen elementti, jolloin se asennetaan paikoilleen edullisesti ennen lämmityselementtiä. Kaasutiivis peite voi olla myöskin yhdistetty lämmityselernenttiin. Lämmityselementti voi siten olla asennettu kaasutiiviin peitteen sisäpuolelle siten, että tiiviin vaipan sisälle pannaan johtavia ainesosassa kuten hiilikappaleita. Huolimatta siitä, miten tiivis vaippa ja lämmityslaite on järjestetty käämityksen ympärille, on edullista panna käämityksen pinnalle suhteellisen jäykkä päällyste, esimerkiksi metallilevy kuten messinkilevy. Sellainen vaippa voi nimittäin muotoilla käämityksen pääasiallisesti sylinterimäiseksi kuumennuksen aikana, missä juuri muutoin esiintyy vaikeuksia, kun yritetään saada jatkoksen eristykselle sama muoto kuin kaapelin muullakin eristyksellä on. Mainitulla tavalla käytetty metallilevy vaikuttaa myös siten, että se aikaansaa tasaisemman lämpötilan jakautumisen ympäri käämitystä.

Keksintöä selitetään lähemmin suoritusesimerkin ja piirustuksen avulla, joka esittää luonnosmaisesti keksinnön mukaista liittämistapaa. Kuviossa on esitetty kaksi kaapelia 1 ja 2, jotka on liitettävä toisiinsa. Kaapelin 1 johdin on merkitty numerolla 3 ja sen eriste, joka koostuu poikkisidoksisesta polyeteenistä, on merkitty Ritilä. Kaapelissa 1 on sisempi puolijohtava kerros 5 ja ulompi puolijohtava kerros 6. Kaapelin 2 johdinta on merkitty 7:llä ja sen eristettä, joka voi olla myös poikkisidoksista polyeteeniä, on merkitty 8:11a. Kaapelissa 2 on sisempi puolijohtava kerros 9 ja ulompi puolijohtava kerros 10. Puolijohtavat kerrokset voivat olla aikaansaatuja ruiskuttamalla puolijohtavaa muovia, esimerkiksi eteenin ja etyyliakrylaatin kopoly-meeriä, joka sisältää hiilimustaa (carbon black). Kummassakin kaapelissa on kuorittu osa 11 ja 12. Kuten kuviosta ilmenee, on kaapelien eristys poistettu johtimien päiden suunnassa kartiomaisesti. Sisem-mät puolijohtavat kerrokset 5 ja 9 työntyvät ulos pienen matkan 13 ja 14 vastaavan kartion päästä. Uloimmat puolijohtavat kerrokset on poistettu pienen matkaa 15 ja 16 vastaavan kartion pohjasta. Jatkettaessa liitetään johtimet esimerkiksi hitsaamalla tai juottamalla niin että aikaansaadaan jatkos 17. Kuorittujen johtimien pinnalle levitetään puoli- ΐι 60091 johtava kerros 18, joka yhdistää puolijohtavat kerrokset 5 ja 9 ulostyöntyvissä kohdissa 13 ja 14. Kerros 18 voidaan aikaansaada vulkanoi-mattomalla, vulkanointiainetta sisältävällä, polyeteeninauhalla. Vul-kanointiaineena voi olla esimerkiksi a-dikumylperoksidi tai di-tert. butyyliperoksidi sekä johtimena hiilimusta. Nauha kiedotaan johtimien ympärille. Paljastettujen johtimien kohtien 11 ja 12 ympäristö, mihin on levitetty puolijohtava kerros 18, sekä eristeen lähimmät osat b ja 8 käämitään sitten vulkanoimattomalla polyeteeninauhalla, joka sisältää vulkanoimisainetta, esimerkiksi α-dikumylperoksidia tai d-tert. butyyliperoksidia niin että aikaansaadaan tiivis käämitys 19· Käämityksen pinnalle pannaan suhteellisen jäykkä vaippa esimerkiksi messin-kilevy 20, jonka tehtävänä on jäykistää ainetta käämityksessä kuumennuksen aikana siten, että se pitää sylinterimäisen muotonsa. Messinki-levy edistää myös tasaisen lämpötilan jakautumisen aikaansaamisessa. Messinkilevy ympäröidään sitten tiiviillä vaipalla 21, joka toimii myös tiivistimenä päätehylsyjä 22 ja 23 vasten, jotka puolestaan toimivat painetilan kauluksina, jonka tilan muut pitkänomaiset osat 2b asennetaan myöhemmin. Tiivis vaippa 21 aikaansaadaan vulkanoimattomalla silikonikumilla, joka kiedotaan ylimäärin ja sen jälkeen vulka-noidaan. Tiiviin vaipan ulkopuolelle pannaan lämmityselementti 25, jonka sähkö.johdinta on merkitty numeroilla 26 ja 27. Lämpöelementti koostuu esimerkkitapauksessa suurivastuksisesta verkosta, esimerkiksi vastus lankaverkosta. Kummassakin sylinterimäisen verkon päässä ja kosketuksissa sähköjohtimen kanssa on kuparilanka, joka kulkee pitkin kehää, siten, että sähkövirta jakaantuu tasaisesti pitkin verkkoa. Lämmityselementin ulkopuolella on vielä kerros 28 paikalla vulkanoi-tua silikonikumia. Vaippaan 21 on asennettu termoelementti 29, joka mahdollistaa lämpötilan mittaamisen ja pitämisen oikeana käämitystä 19 kuumennettaessa. Osa 2M, joka voi olla sylinterimäinen tai paralle li pipedinen pannaan sitten paikalle. Tämä on mahdollista siten, että se on jaettu kahteen osaan. Kaksi puoliskoa kiinnitetään päätyhyl-syillä 22 ja 2 3 ja kiinnity s ruuvein a 30.

Johdon 31, venttiilin 32 ja manometrin 33 kautta johdetaan sitten ilmaa painetilaan ja lämmityselementin johtimet 26 ja 27 yhdistetään virtalähteeseen. Täten voidaan aikaansaada sellainen paine ja sellainen lämpötila käämitykseen useiden tuntien ajaksi, että siitä muodostuu sulanut ja vulkanoitunut yhtenäinen massa, joka muodostaa jatkuvan ylikulun eristeelle 4 ja 8 ja jolla on samat ominaisuudet ja sama ulkonäkö kuin aineella sinänsä. Polyeteeni puolijohtavassa kerroksessa 5 60091 18 vulkanoituu samalla. Kun vulkanointi on selvä, poistetaan paine-tila sekä osat 28, 25, 21 ja 20 ja höylätään polyeteeni pois sieltä missä se työntyy eristeestä 4 ja 8 ulos. Valmistetun eristyksen päälle levitetään sitten ulompi, ei esitetty puolijohtava kerros, joka yhdistää puolijohtavat kerrokset 6 ja 10. Tämä voidaan aikaansaada esimerkiksi sivelemällä eristetty jatkos kolloidisella grafiitin vesiliuoksella, joka yhdistää puolijohtavat kerrokset 6 ja 10. Se voidaan aikaansaada myös analogisesti sisemmän puolijohtavan kerroksen 18 kanssa siten, että käämityksen 19 ympärille kiedotaan johtavaa hiilimustaa sisältävää polyeteeninauhaa ja vulkanoidaan yhdessä tämän kanssa.

Useampijohtimisia kaapeleita jatkettaessa voidaan jokainen kaapeli-osa sinänsä jatkaa ja varustaa eristyksellä kuvatulla tavalla. On tietenkin myöskin mahdollista muotoilla painetila niin, että useampia kaapeliosia voidaan johtaa siihen samaan kaasutHaan ja käyttää tätä kaikkien osien yhtäaikaiseen jatkamiseen. Esimerkiksi kolmejohdin-kaapelin jatkamiseksi voidaan siten jokainen päätehylsy 22 ja 23 varustaa kolmella reiällä kolmen osan ympäröimiseksi. Jokainen osa varustetaan kuvion mukaisilla käämityksillä ja kaasu on yhteinen samanaikaiselle vulkanointikäsittelylle.

Sitten kun jatkaminen ja jatkoksen eristäminen ja puolijohtavan kerroksen levittäminen ovat selvät, varustetaan kaapeli metalliverholla ja vaipalla jatkoskohdalta tavalliseen tapaan.

Keksintöä on selitetty yksityiskohdittain käyttäen eristeenä poikki-sidoksista polyeteeniä kaapeliosissa ja vulkanoimatonta polyeteeniä, joka sisältää vulkanointiainetta, jatkospaikan käämimisnauhana. Keksintö on myös kuitenkin sovellettavissa kaapeleihin, joissa eristi-menä on jokin muu poikkisidoksinen suoraketjuinen polymeeri kuin polyeteeni, esimerkiksi eteenin ja propeenin kopolymeeri, eteenin ja pro-peenin kopolymeeri dieenimonomeerien kanssa kuten disyklopentadieenin tai 1,4-heksadieenin tai polyeteenin seos jonkin mainitun kopolymee-rin kanssa. Suoraketjuiset polymeerit voivat siten olla haaroittuneita tai haaroittumattomia. Esimerkkeinä mainitut aineet ovat vul-kanoimattomassa muodossa käyttökelpoisia myös jatkoksen ympäröivän käämityksen nauha-aineena. Mikäli eristyksestä jatkoksen ympärillä on tultava samantyyppistä kuin kaapelin alkuperäisestä eristyksestä,

Claims (6)

6 60091 mikä normaalisti on toivottavaa, käytetään samaa polymeeriä vulkanoi-mattomassa muodossa nauhassa kuin se, joka vulkanoituna muodostaa kaapelin eristyksen. On kuitenkin mahdollista käyttää toista polymeeriä nauhassa kuin mihin kaapelin eristys perustuu.

1. Tapa liittää kaksi kaapelia yhteen, joiden johtimet on eristetty poikkisidoksisella polyeteenillä tai jollakin muulla poikkisidok-sisella suoraketjuisella polymeerillä, jolloin jokaisen johtimen eriste poistetaan siitä päästä, mikä yhdistetään päittäin toiseen johti-meen ja jolloin päiden yhteenliittämisen jälkeen, kuorittujen kaape-linosien ympärysalue ja johtimien eristyksien lähinnä päitä olevat osat, jotka on mahdollisesti muotoiltu päiden suuntaan, käämitään useilla kerroksilla polyeteeniä tai muuta suoraketjuista polymeeriä olevalla vulkanoimattomalla nauhalla, joka sisältää vulkanointiai-neen, ja käämitys saatetaan sellaisen paineen ja sellaisen lämpötilan alaiseksi, että sidekerrokset muodostavat yhteensulaneen ja vulkanoi-tuneen yhtenäisen massan, tunnettu siitä, että käämityksen ympärille aikaansaadaan joka puolelta vaikuttava paine kaasun avulla ja käämitystä lämmitetään sen päälle ja sen kanssa kiinteään lämpöä- johtavaan kosketukseen sovitetulla lämmityselementillä.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että käämitys ympäröidään kaasutiiviillä vaipalla, joka on edullisesti muovia tai elastista ainetta.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen tapa, tunnettu siitä, että lämmityselementin muodostaa käämityksen ympäri sovitettu metalliverkko .

4. Patenttivaatimuksen 2 tai 3 mukainen tapa, tunnettu siitä, että tiivis vaippa asennetaan lämmityselementin sisäpuolelle.

5. Patenttivaatimuksen 2 mukainen tapa, tunnettu siitä, että lämmityselementti asennetaan tiiviin vaipan sisäpuolelle panemalla johtavia osasia, kuten hiilinokareita, tiiviiseen vaippaan.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen tapa, tunnettu siitä, että lähimmäksi käämitystä asennetaan suhteellisen jäykkä vaippa, jonka tarkoituksena on jäykistää käämitystä pääasiassa sylin-terimäiseksi kuumennuksen aikana.