JPH10511805A - 高圧及び超高圧ケーブルの絶縁体の形成方法及びこの方法を実施するための設備 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 高純度の粒状重合体を処理して高圧及び超高圧ケーブルに網状に結合された絶縁体を形成する際に粒状重合体は外部からの不純物に対して遮蔽され、主として垂直方向に上から下に搬送され、その際配分量を制御された流れで異物から浄化される。粒状重合体は、搬送路が押出し機のウォームのすぐ近くで閉鎖され（２８）、洗浄剤を供給するための付加的な搬送路が開かれるように、押出し機（８）に供給される。

Description

【発明の詳細な説明】 高圧及び超高圧ケーブルの絶縁体の形成方法 及びこの方法を実施するための設備 この発明は、電気ケーブルの製造技術の分野において、網状に結合された重合 体、特に網状に結合されたポリエチレンからなる絶縁体を備えた高圧及び超高圧 ケーブルの製造に際して適用される絶縁形成方法及びこの方法を実施するための 設備に関する。 大電力を地中に埋設されたケーブルにより伝送する分野においては、油含浸紙 絶縁体を備えたケーブルの開発が行き詰まるにつれ、ポリエチレン、網状に結合 されたポリエチレンやエチレン・プロピレン共重合体のような押出し成形可能な プラスチックの使用にその開発が益々向けられている。網状に結合されたポリエ チレンからなる絶縁体を備えたケーブルはその間に１１０ｋＶ、２２０ｋＶ及び ３８０／４００ｋＶの電圧レベルにおいて使用されてきている。その場合縁材料 の分野での開発は、できるだけ薄い壁厚の絶縁で働き得るようにするために、４ ０年の耐用期間においてできるだけ高い繰り返し電圧強度を達成することを目指 している。例えば、２２０ｋＶにおいて約２０ｋＶ／ｍｍが達成可能であり、こ れにより絶縁の厚さは２４ｍｍになる。このような電気値に対する前提条件は、 絶縁材料の純度ができるだけ大きいこと、即ち異物のサイズを精々５０μｍ、絶 縁体の湿度含有量を最大でも約１０乃至３０ｐｐｍに抑えることである。低い湿 度含有量はいわゆる「乾燥」網状結合により保証されるが、これを実施するため にその内径がケーブル心線の外径に実質的に相当する電気的に加熱される管が使 用される。この網状結合管には、絶縁材料と、内部及び外部の導電層の材料に対 して各１つの押出し機を備えた噴霧ヘッドからなる押出し装置が直接前置接続さ れる。押出し装置には絶縁すべき電気導体を供給する装置が前置接続される。絶 縁材料内の異物のサイズを抑えることは、一方ではコンパウンドメーカーの納入 証明書により、他方では納入された粒状重合体の加工時の処置によって保証され る。この処置としては場合によっては搬送システムに存在する微小な異物粒子を 選別するための空気分離器や磁気選別機を使用すること、また押出し機の噴霧ヘ ッドの前にパック状濾過器を使用することが挙げられる。このことは、粒状重合 体を含む納入者の包装体から空気分離器や磁気選別機及び１個或いは複数個の管 路を介して押出し機の充填ホッパーまでの粒状重合体のための本来の搬送路に特 別な注意が払われることを意味する。この場合取られる処置の有効性は粒状重合 体の純度を維持するために使用される装置の形態にも関係する（例えば雑誌「エ ー・テー・ツェット（ｅｔｚ）、１９８０年、第２５号、第１３７４頁、雑誌「 ブラウン・ボベリ・テヒニーク（Brnwn Boveri Technik）」１０−８６、第５９ ８乃至６０２頁、雑誌「エレクトリツィテーツブィルトシャフト（Elektrizitae tswirtschaft）」１９９１年、第１１号、第５８９乃至５９８頁、雑誌「クンス トシュトッフ（Kunststoff）」、１９９２年、第１２号、第１３１８頁、雑誌「 エー・テー・ツェット（ｅｔｚ）」１９９２年、第２２／２３号、第１３１２頁 ）。 この発明の課題は、請求項１の上位概念の特徴を備えた方法及び請求項２の上 位概念の特徴を備えた設備を基にして、高純度の粒状重合体の加工を、形成され た絶縁体が納入された粒状重合体と同等の純度を持つように行うことにある。 この課題を解決するために、この発明によれば、重合体材料は納入された包装 体の貯蔵室からケーブル絶縁体として成形するまでの全搬送路にわたって空気清 浄度を制御された環境により不純物の進入から遮蔽され、この粒状重合体はその 搬送路の範囲において主として垂直に上から下に搬送され、その際配量されて搬 送路に投入され、その搬送路において粒状重合体は先ず空気分離器を、次に磁気 選別機を通して導かれ、さらに粒状重合体は、押出し機のウォームの交換の際に 粒状重合体の搬送路を充填ホッパーの出口開口の範囲で閉鎮し、粒状の洗浄剤を 供給するための第二の搬送路を開放するようにするため、押出し機の充填ホッパ ーに中心から外れて供給される。このような処置を実施するために押出し設備は 、先ず全搬送路及び押出し機がクラス１０００００のクリーンルームに配置され 、その際本来の搬送路の入口範囲及び押出し範囲は付加的にクラス１０００のク リーンルームもしくはクリーンゾーンとして形成され、さらに本来の搬送路の入 口範囲、空気分離器、磁気選別機及び押出し機の充填ホッパーの上側の管路がタ ワー状に上下に重ねて配置され、搬送路の入口開口と空気分離器との間には中間 容 器及びこの容器に後置接続された配量装置が配置され、磁気選別機は、互いに並 置されたそれぞれピット状のケーシング部分からなり少なくとも３つの棒磁石が 間隔をもって上下に配置されている垂直に向いた選別要素を備え、充填ホッパー は中心をずれて配置された粒状重合体の供給短管と、中心に配置され軸方向に移 動可能な洗浄剤の供給管と、中心に配置され軸方向に移動可能な充填ホッパーの 出口開口を閉塞する閉塞栓とを備える。押出し範囲のクリーンゾーンにはクラス １０００００のクリーンルームが接続され、この中に押出し機のウォーム及び噴 霧ヘッドの洗浄装置が配置される。 この発明による処置により、 −粒状重合体の加工行程路を外部からの不純物に対して有効に隔絶し、 −粒状重合体の搬送路をできるだけ短くし、それと共に摩擦面をできるだけ小さ く、従って搬送路の壁における擦れをできるだけ少なくし、 −搬送路の流れを良くし、従って空気分離器の範囲においてもまた磁気選別機の 範囲においても粒状重合体内の異物に有効に作用でき、そして −粒状重合体及び洗浄剤のための両搬送路を相互に切り替えるときにもこれらの 搬送路を相互に隔絶すること が保証される。 「クリーン」な搬送路を構成するために特に優れた処置は請求項４乃至６に挙 げられているが、これについては図１乃至８に示されたこの発明の方法を実施す るために適した押出し設備の実施例を参照して説明する。 図１及び２はそれぞれ全設備の平面及び側面の概略図であり、 図３は搬送路の基本図へ、 図４は本来の搬送路の入口範囲、 図５及び６は磁気選別機の概略図、 図７は押出し機の供給ホッパー、そして 図８はこの供給ホッパーの出口開口部分を示す。 図１は、後に高圧ケーブルを製造するために電気導体の上に高電圧強度の高い プラスチック絶縁体を形成する設備の平面図を示す。このために、電気導体１は キャップスタン３によりケーブルドラム２から送り出され、導体の加熱装置４を 介して噴霧ヘッド５に供給される。この噴霧ヘッドは、同時に内部導電層、本来 の絶縁及び外部導電層を導体に形成するためのいわゆる３重噴霧ヘッドである。 このために、噴霧ヘッド５には導電層を形成するための２つの押出し機６、７及 び絶縁層を形成するための押出し機８が設けられている。噴霧ヘッド５に接続さ れて加熱された網状結合管の形で水平方向の網状結合区間９が配置されている。 押出し範囲１０及びそれに接した範囲は周囲に対して壁１１及び対応の蓋によ り気密に閉塞され、このように区画された空間の内部に（僅かな過圧を作るため の）換気装置及び対応したフィルタによりクラス１０００００の空気清浄度（１ 立方フィート（約２８１）の空気容積に粒子サイズ５μｍを持つ浮遊マクロ粒子 が最大７００個及び粒子サイズ０．５μｍを持つ浮遊マクロ粒子が最大１０００ ００個）を保証している。周囲に対して閉塞された範囲には、図２のように、押 出し機８の上側に配置されたタワー状の空間１３も含まれる。壁１１により区画 された空間の内部には、さらに２つの特別な範囲が作られており、その中はクラ ス１０００（１立方フィート（約２８１）の空気容積にサイズ５μｍの粒子が最 大７個、サイズ０．５μｍの粒子が最大１０００個）の清浄度が保証されている 。この１つがさらに以下に図４を参照してその機能を説明する空間１５であり、 噴霧ヘッドの直接の周囲にある押出し範囲１０である。空間１５はその他の内部 室に対して仕切られているが、押出し範囲１０では整流された空気流（層流）を 使用することによってクリーンゾーンが保証される。 壁１１によって区画されたクリーンルームは、押出し範囲の他にさらにプラス チックメーカーから納入されたケーブル絶縁形成のための粒状重合体を包装体２ ０の形で貯藏する貯蔵室１２を有している。これらの包装体はその清浄化の後に 密に閉塞可能な壁を通してプラットホーム８２に置かれ、そこから、図２のよう に、クレーン装置２１によりタワー状空間１３の上端に移送される。 タワー状空間１３は、図２において、垂直方向に重なる複数個の範囲に区分け され、即ち装填範囲１４、本来の搬送路のための入口範囲１５、洗浄範囲１６及 び粒状重合体を洗浄範囲から押出し機８に導く範囲１７に分けられている。粒状 重合体の本来の搬送路であるこのタワー状空間は、図３において概略的に明らか にする。図３において巻上機で上に送られた包装体２０は底部に出口を備えてい る。この出口範囲２２には中間容器２３が接続され、この中に包装体２０の内容 物が継続的にあけられる。中間容器２３の底部出口には市販の振動コンベヤー（ 例えばドイツのアーエーゲー（ＡＥＧ）社製、公知資料はドイツ人民共和国特許 ２５７７３７やヨーロッパ特許第０２７８７２５号明細書）からなる配量装置２ ４が設けられている。この配量装置により粒状重合体は市販の空気分離器２５（ 例えばアルパイン（ＡｌｐｉｎＡＧ）社製、公知資料はアメリカ合衆国特許第１ ８６１２４８号、ドイツ連邦共和国特許第２６０８７２１号の図１、ドイツ連邦 共和国実用新案第８００８４８４号明細書）に導かれ、ここで粒状重合体は空気 流に抗して下に落下する。次いで粒状重合体は磁気選別機２６を通過し、この磁 気選別機の出口から可撓管２７を介して押出し機８の充填ホッパーに導かれる。 図４は本来の搬送路の繊細な入口範囲を示す。包装体２０は中にフィルム状袋 を備えたボール紙容器であり、パレット３０の上に配置されている。このパレッ ト自体はカップ状の受け皿３１に置かれている。包装体２０と受け皿３１とはフ ィルムチューブ８４で包まれている。パレット３０と受け皿３１は中央に通路３ ２を備え、この通路を通してフィルム状袋２９の折り畳まれたチューブ部分に近 づくことができる。受け皿３１は、閉塞可能な開口３４を備えている中間床３３ の上に設けられている。この開口３４の下側にホッパー３５が配置され、この上 にフィルム袋２９の折り畳まれたチューブ部分の端部が載置される。ホッパー３ ５は中間容器２３への通路にある球弁３６に通じている。ホッパー３５の範囲に は、フィルム状袋２９が接続されてないときホッパーの範囲に不純物が堆積する のを阻止するために、吸い取り装置が配置されている。包装体２０が空になると 、先ず弁３６が、フィルム状袋２９がホッパー３５から外される前に閉塞される 。 中間容器２３は下端でホッパー状に接続管３７に移行しており、この接続管に 図３の空気分離器２５を接続した配量装置２４が接続されている。 図５は磁気選別機２６の内部構造を概略的に示す。ケーシングの内部に３つの 選別素子３８がカスケード状に並列して配置されている。各選別素子は２つのガ イド板３９と４０とからなり、これらはその間に落下穴を形成している。各落下 穴の途中に３つの棒磁石（その構成は永久磁石と磁極板とを交互に配置したドイ ツ連邦共和国特許出願公開第３２１８７９１号明細書の図２のものに類似してい る）が互いに間隔をもって上下に配置され、ガイド板３９及び４０はその際各棒 磁石４１の範囲に通過室４２を形成している。これにより各棒磁石の上側には通 路状の流し込み部４３並びに４４が形成されている。棒磁石の直径及び落下穴の 幅は、棒磁石もしくはこれを取り囲むスリーブの直径がそれぞれの落下穴の間隙 幅より大きいように、相互に合わせられている。 棒磁石を清掃する際に、異物が磁気選別機に入り込むことがないようにするた めに、図６のように、一方側が閉塞されたスリーブ４５が設けられ、これはそれ ぞれ棒磁石の上に嵌められ、磁気選別機の内部室に対して密閉塞が生ずるように されている。このようにしてそれぞれの棒磁石４１′は磁気選別機から抜き出さ れ、付着している粒子が清掃される。 磁気選別機２６から粒状重合体は可撓管２７（図３）を介して図７に示される 押出し機８の充填ホッパー２８に導かれる。 充填ホッパー２８は押出し機８の充填開口８５に気密に挿入され、ホッパー状 部分４６、蓋４７、中央から外れて配置された粒状重合体の供給管４８、出口管 ４９及び中央に配置され軸方向に移動可能な粒状重合体の充填管５０から構成さ れている。移動可能な充填管５０は蓋４７に対してベローズ５２で密封されてい る。充填管５０にはシリンダ駆動装置５１が付設されており、これにより充填管 ５０は下に動かされて、その下端が接続管４９に入る。図８において、充填管５ ０の下端にパッキング片５３が設けられ、これは外側の閉塞片５６及び内側の閉 塞片５７からなる。外側の閉塞片５６は充填管５０の下端に固定されているが、 これに同心的に配置された内側の閉塞片５７はピストンロッド５５の端部に固定 されている。これは駆動部５４により充填管５０の軸方向に動かされる。このよ うにして閉塞片５７は充填管５０の充填口５５′を越えるまで動かされ、洗浄剤 を充填管５０を通して供給することを可能にしている。押出し機８の内部室側の 閉塞片５６及び５７の面は押出し機シリンダの内壁の形状に合わせられている。 前述の設備により、粒状重合体が包装体２０の底部出口３２から押出し機８の 噴霧ヘッド５にまで達する搬送路の範囲において異物の侵入から保護され、純度 の高い粒状体からなる重合体が侵入する可能性のある異物成分から浄化されるこ とが保証される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フート、オツトー ドイツ連邦共和国 デー−14612 フアル ケンゼーフライムートシユトラーセ 18 (72)発明者 ベンダー、ハラルト ドイツ連邦共和国 デー−13553 ベルリ ン オステンダー シユトラーセ ２ (72)発明者 フンケ、ペーター ドイツ連邦共和国 デー−13465 ベルリ ン カルメリーターヴエーク 92 (72)発明者 ハイジンガー、クラウス ドイツ連邦共和国 デー−13409 ベルリ ン ラシユドルフシユトラーセ 16

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．指定された初期品質の粒状重合体の比較的大きな包装体をその出口開口でこ の粒状体を押出し機に供給する搬送路に結合し、 この粒状重合体を押出し機への搬送路を通過させる際に空気分離器及び磁気選 別機により異物分子から浄化して充填ホッパーを介して押出し機に供給し、 この押出し機においてウォームにより噴霧技術的に仕上げられかつ架橋結合剤 を添加した重合体を押出し機の噴霧ヘッドの前でパック状濾過器を通して押し込 み、噴霧ヘッドでケーブル絶縁体に成形しついで網状に結合して高圧及び超高圧 ケーブルに網状に結合された重合体の絶縁体を形成する方法において、 重合体材料は納入された包装体（２０）の貯蔵室（１２）からケーブル絶縁体 として形成するまでの全搬送行程において空気清浄度を制御された環境によって 不純物の侵入から遮蔽され、 この粒状重合体は搬送路の範囲においてほぼ垂直に上から下に搬送され、配量 されて搬送路に与えられ、 粒状重合体は先ず空気分離器（２５）を、次に磁気選別機（２６）を通して導 かれ、 さらに粒状重合体は、押出し機のウォームを交換する際に充填ホッパーの出口 開口を閉塞し、粒状洗浄剤を供給するための第二の搬送路を開放することができ るように、押出し機の充填ホッパー（２８）に中心を外れた位置で供給されるこ とを特徴とする方法。 ２．網状に結合可能な重合体混合物を押し出すための押出し機（８）を備えた押 出し装置からなり、この押出し装置には電気導体（１）を供給するための装置が 前置接続され、かつ押し出された重合体を網状に結合しこの網状に結合された重 合体で被覆された導体を巻き取る装置が後置接続され、この押出し機の入口開口 には押し出すべき粒状重合体を供給する搬送路が設けられ、この搬送路は粒状重 合体の包装体（２０）の貯蔵室（１２）、この包装体を本来の搬送路の入口開口 （３２）に移送する搬送装置（２１）及び流動性の粒状重合体を搬送する本来の 搬送路とを備え、この搬送路の途中に空気分離器（２５）、磁気選別機（２６） 及び粒状重合体を押出し機の充填ホッパーに供給する管路（２７）とが配置され ている設備において、 全搬送路及び押出し装置がクラス１０００００のクリーンルーム（１０、１２ 、１４、１５、１６、１７）に配置され、 本来の搬送路の入口範囲（１５）、空気分離器（２５）、磁気選別機（２６） 及び押出し機（８）の充填ホッパー２（８）の上の管路（２７）がタワー状に上 下に配置され、 本来の搬送路の入口開口と空気分離器との間に中間容器（２３）とこの容器に 後置接続された配量装置（２４）が配置され、 磁気選別機械（２６）は互いに並列に配置されそれぞれピット状のケーシング 部分（３９、４０）からなり少なくとも３つの棒磁石（４１）が間隔をもって上 下に配置されている垂直に並べられた選別要素（３８）を備え、 充填ホッパー（２８）は中心から外れて配置された粒状重合体の供給管（４８ ）と、中央に配置され軸方向に移動可能な洗浄剤の充填管（５０）と、中央に配 置され充填ホッパーの出口開口を閉塞する軸方向に移動可能な閉塞栓（５３）と を備えている ことを特徴とする請求項１に記載の方法を実施するための設備。 ３．本来の搬送路の入口範囲（１５）と押出し範囲（１０）とは付加的にそれぞ れクラス１０００のクリーンルームもしくはクリーンゾーンとして形成されてい ることを特徴とする請求項２記載の設備。 ４．配量装置（２４）は振動コンベヤーであることを特徴とする請求項２記載の 設備。 ５．磁気選別機（２６）の各ピット状のケーシング部分は各棒磁石（４１）の上 で通路状の流し込み（４３、４４）を備えた落下穴（３９，４０）と、各棒磁石 （４１）の範囲にこの棒磁石を取り囲む粒状重合体の通過室（４２）を形成し、 永久磁石及びその磁極片から構成された棒磁石を取り囲むスリーブの直径（Ｄ） は落下穴の間隙幅（Ｓ）より大きいことを特徴とする請求項２記載の設備。 ６．閉塞栓（５３）は２つの同心配置された閉塞片（５６、５７）からなり、そ のうちの外側のものは充填管（５０）の下端に、内側のものは充填管の内部に配 置され、これと分離して軸方向に移動可能であり、 また閉塞栓（５３）はその外形において充填開口（８５）の範囲のウォームケ ーシングの壁に模して形成されていることを特徴とする請求項２記載の設備。