FI60624B

FI60624B - FOERFARANDE FOER RETABLERING AV ISOLERINGEN VID SKARVNING AV KABLAR SPECIELLT HOEGSPAENNINGSKABLAR

Info

Publication number: FI60624B
Application number: FI762001A
Authority: FI
Inventors: Ole Kjaer Nielsen
Original assignee: Nordiske Kabel Traad
Priority date: 1975-07-10
Filing date: 1976-07-08
Publication date: 1981-10-30
Also published as: GB1551748A; NO762369L; NO139370C; DE2630625A1; FI60624C; DK312175A; SE407496B; NO139370B; SE7607661L; DE2630625B2; FI762001A; DK137107B; DE2630625C3; DK137107C

Description

γβΙ kuulutus,ulkaisu 606 9 Δ «Tä lBJ (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT OU0^4 C /4« Patentti •ny-inn-1. ty 10 02 1902 ^ Patent meddelat ^ ^ (51J Kv.ik.3/hrt.ci.3 H 02 G 1/14, 1/16, 15/08 SUOMI—FINLAND (21) PtUnttlhakamut — Pitwtunseknlni 762001 (22) H»k*ml*pWv» — AnaOknlnjad·! O8.O7.76 ' (23) Alkupiivl— Glkl{h«t*da( 08.07.76 (41) Tullut (ulklaukal — Bllvlt effantlig 11.01.77γβΙ Announcement 606 9 Δ «Tä lBJ (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT OU0 ^ 4 C / 4« Patent • ny-inn-1. ty 10 02 1902 ^ Patent meddelat ^ ^ (51J Kv.ik.3 / hrt.ci.3 H 02 G 1/14, 1/16, 15/08 FINLAND — FINLAND (21) PtUnttlhakamut - Pitwtunseknlni 762001 (22) H »K * ml * pWv» - AnaOknlnjad ·! O8.O7.76 '(23) Alkupiivl— Glkl {h «t * da (08.07.76 (41) Tullut (outdoor - Bllvlt effantlig 11.01.77

Patentti· ie rekisterihallitus .... . .....Patent · ie Registry Board ..... .....

. . , . . (44) NIhUvIicalpanon ja kuuLJulkalaun pvm. — n Rl. . ,. . (44) Date of designation and date of issue. - n Rl

Patent och registerstyrelsan ' Anaekan utlagd och utljkriftvn publkarad 30.10.81 (32)(33)(31) Pyydetty atuoikeua—Baglrd prforim 10.07 *75 Tanska-Danmark(EK) 3121/75 (71) Aktieselskabet Nordiske Käbel- og Traadfabriker., La Cours Vej 7, 2000 K«5benhavn F, Tan ska-Danmark (EK) (72) Ole Kjaer Nielsen, Kjige, Tan ska-Danmark (EK) (7*0 Oy Kolster Ab (5*+) Menetelmä eristeen uusimiseksi kaapeleita, erityisesti suurjännite-kaapeleita yhdistettäessä - Förfarande för retäblering av isoleringen vid skarvning av kablar, speciellt högspänningskablarPatent and registration authorities Anaekan utlagd och utljkriftvn publkarad 30.10.81 (32) (33) (31) Pyydetty atuoikeua — Baglrd prforim 10.07 * 75 Denmark-Danmark (EK) 3121/75 (71) Aktieselskabet Nordiske Käbel- og Traadfabriker, Cours Vej 7, 2000 K «5benhavn F, Tan ska-Danmark (EK) (72) Ole Kjaer Nielsen, Kjige, Tan ska-Danmark (EK) (7 * 0 Oy Kolster Ab (5 * +) Method for renewing insulation of cables, especially when connecting high voltage cables - Förfarande för retäblering av isoleringen vid skarvning av kablar, speciellt högspänningskablar

Keksintö koskee menetelmää eristyksen uusimiseksi yhdistettäessä kaapeleita, varsinkin suurjännitekaapelei ta, jotka on eristetty polymeeriaineilla.The invention relates to a method for renewing insulation when connecting cables, in particular high-voltage cables, which are insulated with polymeric materials.

Muodostettaessa eristys ja puoleksi johtavat kerrokset, jos kysymyksessä ovat suurjännitekaapelit, voidaan käyttää erilaisia poly-meeriaineita, kuten polyvinyy1ikloridia, polyeteenia tai ristikytkypolyeteenia .Various polymeric materials such as polyvinyl chloride, polyethylene or crosslinked polyethylene can be used to form the insulation and the semiconducting layers in the case of high voltage cables.

Kun yhdistetään kaksi, ristikytkypolyeteeni1la eristettyä kaapelia, poistetaan eristys lähimpänä kaapelien yhdistettäviä päitä, kun johtimet on liitetty yhteen, tavallisesti hitsaamalla, ja puoleksi johtava kerros on asetettu liitoksen ympärille, uusitaan yhdyskohdan eristys useana kerroksena ympäri sidottua nauhaa tai muoto-osina, jotka ovat ei-ristikytkettyä mutta ristikytkykelpoista polyeteenia. Sitten ympäri sidottua, yhteen 1iitettyä kaapelia lämmitetään paineen alla, jolloin nauhakerrokset tai muoto-osat saadaan sulamaan ja ristikytkey-tymään. Paine varmistaa osalta sen, että saavutetaan uusitun eristyk- 2 60624 sen rakkulaton ristikytkeytyrninen sekä pysyvä sidos uusitun eristyksen ja kaapelipäiden vastaavan, eristävän kerroksen välillä, joka kestää yhteensulatuksen, risti kytkennän ja jäähdytyksen aikana.When two cables insulated with cross-linked polyethylene are connected, the insulation closest to the ends of the cables to be joined is removed, the conductors are joined together, usually by welding, and the semiconducting layer is placed around the joint, the insulation is crosslinked but crosslinkable polyethylene. The cable, which is tied around the joint, is then heated under pressure, causing the strip layers or shaped parts to melt and cross-connect. In this respect, the pressure ensures that a cross-coupling and permanent bond between the renewed insulation and the corresponding insulating layer of the cable ends, which can withstand fusion, cross-connection and cooling, is achieved.

On tunnettua kiristää liitoskohta kahden työkalupuoliskon väliin, joissa on lieriömäinen, läpi ulottuva ontelo, joka vastaa kaapelin läpimittaa, ja jotka voivat liikkua suhteessa toisiinsa. Liitoskohdan ristikytkennän jälkeen saadaan tällä laitteella aikaan eristys, jolla ei ole yhdenmukaiset ominaisuudet koko poikkileikkausala1laan. Uusittu ja ristikytketty eristys sekä kaapelipäät tulevat usein varustetuiksi reunoilla ja pahkoilla, jotka on poistettava. Lisäksi esiintyy kuplien muodostumista ristikytkyeristyksessä ja jokaista kaapelin-kokoa varten tarvitaan kojeen puolikkaita.It is known to tighten the joint between two tool halves with a cylindrical through-going cavity corresponding to the diameter of the cable and which can move relative to each other. After cross-linking the joint, this device provides insulation that does not have uniform properties over the entire cross-sectional area. Renovated and cross-linked insulation as well as cable ends often come with edges and ingots that need to be removed. In addition, bubble formation occurs in the cross-connection insulation and instrument halves are required for each cable size.

Nämä haitat voidaan välttää muodostamalla paine tunnetulla tavalla siten, että liitoskohdan ja kaapelipäiden eristyksen osan ympärille sijoitetaan useat, kaapelin pituussuunnassa asetetut, paineen jakavat meta 11i1iuskat ja näiden ympärille joustava painekääre kuminauhan muodossa. Tämän tavan haitta on se, että painetta liitoksessa voidaan ainoastaan säätää kiristämällä kuminauhaa ja ympäri sidottujen kerrosten lukumäärällä, mikä asettaa erikoiset vaatimukset työn suorittajalle. Tämcä useiden kuminauhakerrosten ympärisidonta saa lisäksi aikaan lämmön huonon johtamisen lämpöelementin ja liitoskohdan välillä, jolloin liitoskohtaan on syötettävä suuri teho sen lämpötilan saavuttamiseksi, jonka ristikytkyprosessi edellyttää ja jonka uusitun eristyksen ja kaapelipäiden eristyksen välinen sidonta edellyttää.These disadvantages can be avoided by applying pressure in a known manner by placing a plurality of pressure-distributing metal strips placed in the longitudinal direction of the cable around the joint and the cable end insulation and a flexible pressure wrap around them in the form of an elastic band. The disadvantage of this method is that the pressure in the joint can only be adjusted by tightening the rubber band and the number of layers bound around, which places special demands on the person performing the work. This bonding of several layers of rubber band further causes poor heat conduction between the heating element and the connection point, whereby high power must be applied to the connection point to reach the temperature required by the crosslinking process and the bonding between the renewed insulation and cable end insulation.

Nämä haitat vältetään po. keksinnön avulla.These disadvantages are avoided po. by means of the invention.

Keksintö koskee siis menettelytapaa eristyksen uusimiseksi yhdistettäessä kaapeleita, varsinkin suurjännitekaapelei ta, jotka on eristetty polymeeriaineella, ja jossa menetelmässä eristyksestä riisuttu, mahdollisesti puoleksi johtavalla kerroksella peitetty alue johdinlii-toksen ympärillä täytetään ristikytkykelpois e 1 la aineella, mieluiten samalla kuin muu eristys, jota täy ttöai netta .ympäröidään paineen jakavalla hylsyllä, esim. taitetun kupari- tai alumiini laatan muodossa, joka varustetaan ympäröivällä kääreellä, niin että saadaan aikaan joustavia, muodon muuttavia voimia pääasiallisesti kaapelin poikittaissuun-nassa, kun taas eristysainetta lämmittämällä se saadaan sulamaan ja risti kytkeytymään. Keksinnön mukaisella menetelmälle on pääasiallisesti tunnusomaista, että käärettä varten käytetään paineletkua, jota ympäröi ja jonka kiristää sisälle taivutettu metallilaatta, minkä jälkeen pcikittaispaineen aikaansaamiseksi syötetään juoksevaa painevä1iai netta paineletkuun.The invention therefore relates to a procedure for renewing insulation by connecting cables, in particular high-voltage cables insulated with a polymeric material, in which the area around the conductor strip, possibly covered with a semiconducting layer, is stripped of crosslinkable material, preferably other insulation. It is surrounded by a pressure-distributing sleeve, e.g. in the form of a folded copper or aluminum plate provided with a surrounding wrapper, so as to provide flexible, deformable forces mainly in the transverse direction of the cable, while heating the insulating material to melt and cross-link. The method according to the invention is mainly characterized in that a pressure hose is used for the wrapping, which is surrounded and tightened by a bent metal plate, after which a fluid pressure medium is fed to the pressure hose to provide a transverse pressure.

Paineletkun poikkileikkaus on mieluiten tasainen, koska tällöin 3 60624 saavutetaan paineen siirron kannalta sopivin ulostaivutus letkun litte-ässä sivussa juoksevan paineaineen vaikutuksesta sekä poikkileikkaus-muoto, joka kykenee seuraamaan liitoskohdan ja kaapelipäiden läpimittojen muutosten mukana lämmityksen ja jäähdytyksen aikana.The cross-section of the pressure hose is preferably uniform, since in this case the most suitable deflection for pressure transfer on the flat side of the hose under the action of fluid is achieved, as well as a cross-sectional shape capable of tracking changes in connection and cable end diameters during heating and cooling.

Jotta saavutettaisiin mahdollisimman hyvä lämmön siirto liitoskohtaan, voidaan itse letkua ympäröidä vahvistuksella, esim. kudotulla metallisukalla.In order to achieve the best possible heat transfer to the joint, the hose itself can be surrounded by reinforcement, e.g. a woven metal sock.

□n sinänsä tunnettua käyttää juoksevaa paineainetta kaapeleita yhdistettäessä, Esim. tanskalaisessa patentissa 136 682 on kuvattu menettelyä, jossa kohdistetaan joka puolella paine käärittyyn eristykseen syöttämällä kaasu tai neste liitoskohdan ympärille sijoitettuun paine-säiliöön. Tämä menetelmä on kuitenkin hankala, koska siinä on käytettävä tiivistävää koteloa juoksevan paineaineen ja liitoskohdan välissä ja lisäksi eri painekammioita eri kaapelikokoja varten tai joka tapauksessa on suoritettava erikoistoimenpiteet kammioiden tiivistämiseksi. Lisäksi kuvataan tanskalaisessa patentissa 140 037 menettelyä kaapeleiden yhdistämiseksi, jotka on eristetty polymeeriainei1la, jolloin eristyksen muodostamiseksi liitoskohdassa asetetaan yksi tai useampia muoto-osia, jotka ovat ristikytkykelpoista, eristävää polymeeriainetta, liitoskohdan ympärille ja tämän ympärille suljetaan putkimainen kalvo, jossa on holkit ylimenokohdissa kaapeliin, minkä jälkeen liitoskohdan ympärille suljetaan ulkoseinämä lämmitettävän painekammion muodostamiseksi, jonka sisäseinämän muodostaa kalvo, minkä jälkeen painekammioon viedään juoksevaa paineva 1iainetta ja kehitetään sellaiset lämpö- ja paine-edellytykset, että muoto-osat läpikäyvät risti kytkennän ja ne tulevat sidotuiksi sekä toisiinsa että kaapelipäiden vastaaviin, eristäviin kerroksiin, minkä jälkeen liitoskohtaa jäähdytetään sellaisissa paineolosuh-teissa, että kuplia ei muodostu.□ n known per se to use fluid pressure when connecting cables, e.g. Danish patent 136 682 describes a procedure in which pressure is applied on each side to the wrapped insulation by supplying gas or liquid to a pressure vessel placed around the joint. However, this method is cumbersome because it requires the use of a sealing housing between the fluid and the joint, as well as different pressure chambers for different cable sizes, or in any case special measures have to be taken to seal the chambers. In addition, Danish patent 140 037 describes a procedure for connecting cables insulated with a polymeric material, in which one or more crosslinkable insulating polymeric materials are placed at and around the joint to form insulation at the joint, a tubular film with sleeves at the crossings then an outer wall is closed around the joint to form a heated pressure chamber, the inner wall of which is formed by a membrane, after which a fluid is introduced into the pressure chamber and heat and pressure conditions are developed such that the moldings cross-connect and become connected to each other and to the cable ends, , after which the joint is cooled under such pressure conditions that no bubbles are formed.

Mainitussa menetelmässä on edullista varsinkin se, että käyttämällä ristikytkykelpoisia muoto-osia vältetään käärimistyö ja painekammion käyttö on hieman helpompi kuin kuvatussa patentissa 136 682.In said method, it is particularly advantageous that the use of cross-connectable shaped parts avoids the wrapping work and the use of the pressure chamber is slightly easier than in the described patent 136 682.

Päinvastoin kuin nämä menetelmät keksinnön mukainen menettelytapa on hyvin helppo ja monipuolinen, koska sillä voidaan liittää yhteen mitä tahansa kokoa olevat kaapelit ja liittäminen voidaan suorittaa huomattavasti nopeammin,koska enää ei vaadita aikaisemmin välttämätöntä, usein monimutkaista painekammioiden asentamista liitoskohdan ympärillfe, tehokkaan tiivistyksen aikaansaamiseksi.In contrast to these methods, the procedure according to the invention is very easy and versatile, as it can connect cables of any size and can be connected much faster, as it no longer requires the previously necessary, often complicated installation of pressure chambers around the joint to achieve effective sealing.

Keksintöä kuvataan seuraavassa lähemmin viitaten piirustukseen, joka näyttää läpileikkauksena risti kytkentään valmistetun kaapeli1iitok-sen.The invention will now be described in more detail with reference to the drawing, which shows in cross-section a cable connection made perpendicular to the connection.

Piirustuksessa on kahden yhteenliitetyn kaapelin johtimet merkit- 4 60624 ty numeroilla 1 ja 2. Kaapelien eristystä 7 ja Θ on viistetty kohti johdinpäitä kartiomaiseksi muodoksi 5 ja 6. Kaapelien sisempi, puoleksi johtava kerros ulottuu pienen matkan, vast. 3 ja 4, eri kartioiden huipun ulkopuolelle. Paljastettujen johtimien ylle asetetaan puoleksi johtava kerros 9, joka muodostaa kosketuksen puoleksi johtavien kerrosten 3 ja 4 kanssa. Puoleksi johtavan kerroksen 9 ulkopuolelle on sitten kääritty nau ha,jo ka on ri stikytky kelpoista polyeteenia, useiksi kerroksiksi 10 siten, että kariomaisten osien 5 ja 6 välinen tila on täytetty kokonaan. Lähimpänä kääreen ulkopuolelle ja hieman sisälle kaa-pelieristyksen 7 ja 8 päälle sijoitetaan kotelo 11 taitetun kupari- tai alumiinilaatan muodossa. Kotelon 11 ympärille kääritään kumipaineletku 14 ruuviviivan muotoisesti yhtenä kerroksena reuna reunaa vasten. Letkua ympäröi kudottu metallisukka, joka varmistaa lämmön hyvän jotamisen koteloon 11. Kotelon 11 on tunnetulla tavalla estettävä paineletkua painamasta sisään ristikytkyeri stystä, niin että tämä säilyttää lieriön-muotcnsa. Kotelo 11 vaikuttaa myös osaltaan siihen, että saadaan aikaan lämpötilan tasainen jakaantuminenliitoskohdan ympärillä. Sitten paine-letkun ympärille asetetaan taitettu meta 11ilaatta 13 ja uloimmaksi sijoitetaan lämpöelementti 12.In the drawing, the conductors of the two interconnected cables are denoted by the numbers 1 and 2. The cable insulation 7 and Θ are bevelled towards the conductor ends into a conical shape 5 and 6. The inner, semi-conductive layer of the cables extends a short distance, resp. 3 and 4, outside the apex of the different cones. A semiconducting layer 9 is placed over the exposed conductors, which makes contact with the semiconducting layers 3 and 4. A strip of suitable polyethylene is then wrapped outside the semi-conductive layer 9 in several layers 10 so that the space between the curved parts 5 and 6 is completely filled. The housing 11 in the form of a folded copper or aluminum plate is placed closest to the outside and slightly inside the wrapper insulation 7 and 8. A rubber pressure hose 14 is wound around the housing 11 in the form of a helix in one layer against the edge. The hose is surrounded by a woven metal sock which ensures a good transfer of heat to the housing 11. The housing 11 must, in a known manner, prevent the pressure hose from being pushed into the cross-connection so that it retains its cylindrical shape. The housing 11 also contributes to a uniform temperature distribution around the joint. A folded meta 11 plate 13 is then placed around the pressure hose and a heating element 12 is placed outermost.

Paineletku liitetään juoksevan painevallaineen lähteeseen, lämpöelementti liitetään virranlähteeseen ja kotelolle 11 sijoitettu termoelementti säätää virranlähdettä. Näin voidaan kääreelle antaa sopiva, ennalta määrätty paine ja lämpötila ristikytkyprosessin kannalta sopivassa ajassa, niin että kääre sulaa yhteen ja ristikytkeytyy homogeeniseksi massaksi, joka muodostaa tasaisen ylimenon kaapelieristysten 7 ja 8 kanssa, jolla on sama ulkonäkö ja ominaisuudet kuin jälkimmäisten ristikytkypolyeteenilla.The pressure hose is connected to the source of fluid pressure fluid, the heating element is connected to the power supply and the thermocouple placed on the housing 11 controls the power supply. In this way, a suitable, predetermined pressure and temperature can be applied to the wrapper at a time suitable for the crosslinking process, so that the wrapper melts together and crosslinks to a homogeneous mass forming a smooth transition with cable insulations 7 and 8 having the same appearance and properties as the latter.

Haluttaessa voidaan kääreen 10 sijasta käyttää yhtä tai useampia, mieluiten kahta muoto-osaa, jotka ovat ristikytkykelpoista polyeteenia, joka on valettu etukäteen oleellisesti lopulliseen muotoonsa. Liitännän muut työvaiheet suoritetaan samalla tavalla kuin on selitetty käärimisen yhteydessä.If desired, one or more, preferably two, mold parts of crosslinkable polyethylene pre-molded into substantially their final shape may be used in place of the wrapper 10. The other work steps of the connection are performed in the same way as explained in connection with the wrapping.

Jäähdytyksen aikana on keksinnön mukaisen menettelytavan mukaisesti mahdollista säätää paine paineletkussa niin, että estetään kuplien muodostuminen uusitussa ristikytkyeristyksessä. Juoksevana pai-neväliaineena käytetään kaasua tai nestettä.During cooling, according to the procedure according to the invention, it is possible to adjust the pressure in the pressure hose so as to prevent the formation of bubbles in the renewed cross-connection insulation. A gas or liquid is used as the fluid pressure medium.

Kun liitoskohtaa on jäähdytetty, poistetaan lämpöelementti, me-tallilaatta, paineletku ja kotelo, ja suoritetaan uusitun, ristikytke-tyn eristyksen mahdollinen puhdistus. Sitten asetetaan uusitulle eristykselle ei-näytetty, puoleksi johtava ulkokerros, joka yhdistää puoleksi johtavat kerrokset 15 ja 16. Tämä voidaan tehdä esim. maalaamal-After the joint has cooled, the heating element, the metal plate, the pressure hose and the housing are removed, and any cleaning of the renewed cross-linked insulation is carried out. A non-shown, semi-conductive outer layer is then placed on the renewed insulation, connecting the semi-conductive layers 15 and 16. This can be done e.g.

Claims

5 60624 Sat insulated joint with graphite jets. It can also be formed in the same way as the inner, semiconducting layer 9 by wrapping a semiconducting polyethylene tape around it. With the procedure according to the invention, the joint with the inner, semi-conductive layer, the insulation and the outer, semi-conductive layer can be fused together and cross-connected simultaneously or separately. Once the insulation and the semiconducting layers have been installed, the cable is provided with a metal shield and a housing at the connection point in the usual way.

A method for renewing insulation by connecting cables, in particular high-voltage cables insulated with a polymeric material, in which the area around the conductor strip, possibly covered with a semiconducting layer (9), is filled with a crosslinkable material (10), preferably similar to other insulation a pressure-distributing and heat-conducting housing (11) is placed around the filler, e.g. in the form of a bent copper or aluminum plate, provided with a wrapper (14) to provide elastic deformation forces substantially transversely in the cable while melting and cross-linking the insulator; for this purpose, a pressure hose (14) is used, which is surrounded and tightened by a bent metal plate (13), after which a fluid pressure medium is fed to the pressure hose (14) in order to create a transverse pressure.

Method according to Claim 1, characterized in that a pressure hose (14) with a flat cross-section is used.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a pressure hose is used which is itself surrounded by a pressure-receiving and heat-conducting reinforcement.