NO139624B - Fremgangsmaate til skjoeting eller endeavslutning av kabler - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte til skjøting

eller endeavslutning av kabler, særlig høyspenningskabler,

som er forsynt med isolasjon og eventuelt halvledende skjermer av polymere materialer, hvor det for oppbygningen av polymerlagene i skjøten eller endeavslutningen anvendes et polymert materiale som omsluttes av en rørformet folie, hvoretter skjøtestedet eller kabelenden omsluttes av en yttervegg og forsynes med tetningsbøssinger for dannelse av et oppvarmbart trykkammer hvis indre vegg utgjøres av folien, hvoretter det i trykkammeret innføres et trykkmedium og tilveiebringes slike varme- og trykkbetingelser at det polymere materiale undergår tverrbinding og bindes til de tilsvarende isolerende lag på kabelendene, hvoretter skjøten eller endeavslutningen av tverrbundet polymert materiale avkjøles under slike trykkbetingelser at det ikke oppstår blæredannelse.

Ved oppbygning av isolasjon og halvledende skjerm i kabler kan man anvende forskjellige polymere materialer, såsom polyvinylklorid (PVC), polyetylen (PE), tverrbundet polyetylen eller PE-kopolymer (PEX). Særlig for høyspenningskabler har man i de senere år foretrukket PEX som har gode termiske, elektriske og mekaniske egenskaper. F.eks. kan en PEX-isolert høyspenningskabel være bygget opp av følgende komponenter:

1) komprimert leder av Cu eller Al,

2) lederskjerm av halvledende tverrbundet pE-kopolymer,

3) isolasjon av tverrbundet PE,

4) isolasjonsskjerm av halvledende maling eller halvledende tverrbundet PE-kopolymer,

5) metallskjerm, f.eks. av Cu,

6) ytre kappe av PVC eller PE.

For enkelthets skyld betegnes leder- og isolasjonsskjerm i det følgende som henholdsvis indre og ytre skjerm. Disse skjermer, særlig den indre skjerm kan i visse andre kabeltyper utelates.

Den alminneligste metode for retablering av PEX-isolerte høyspenningskabler isolasjon ved skjøting av kabler, er å bygge opp isolasjonen ved omvikling med såkalte selv-vulkaniserende bånd av forskjellige polymere materialer, såsom polyetylen-propylen-gummi, polyisobutylen, etc. Ved kabler som er forsynt med skjermer som nevnt ovenfor under punkt 2) og 4), dannes tilsvarende skjermer likeledes ved omvikling på skjøtestedet. Slike viklinger er f.eks. kjent fra U.S.-patentskrift nr. 3.567.845.

Omviklede skjøter er også beskrevet i DAS nr. 1.105.024 og 2.135.692, fransk patentskrift nr. 1.471.494 og norske patentsøknader nr. 741338 og 742515.

Ulempen ved slike viklemetoder er for det første at viklearbeidet er besværlig og tidkrevende og ved nominelle spenninger på 30kV eller høyere må dette utføres med den største omhu. Videre oppnås det en ujevn overflate fra de halvledende lag til isolasjonen, slik at det oppstår risiko for skadevoldende feltkonsentrasjoner. Ved arbeide i marken er det videre stor risiko for inntrengning av støv og andre urenheter. Dernest vil samlingen oftest bli oppbygget av materiallag med mekaniske, elektriske og termiske egen-

skaper som avviker vesentlig fra de tilsvarende lag i kabelen.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveie-bringe en fremgangsmåte som ikke har de ovenfor nevnte ulemper og som særlig er egnet for høyspenningskabler. Det tilsiktes i denne forbindelse særlig å unngå viklearbeidet samtidig som det, i likhet med visse av de kjente metoder,

kan oppnås eksakte dimensjoner av de enkelte retablerte isolerende og halvledende lag, og oppbygge skjøter og endeavslutninger av materialer som er identiske med kabelens, og alt i alt oppnå skjøter og endeavslutninger med gode mekaniske, elektriske og termiske egenskaper.

Dette oppnås ifølge oppfinnelsen ved at det rundt skjøtestedet eller kabelenden anbringes en eller flere formdeler av et ikke tverrbundet, men tverrbindingsdyktige isolerende polymert materiale, fortrinnsvis tverrbindingsdyktig polyetylen som er støpt hovedsaklig i sin endelige utforming, og - at det ved overgangsstedene mellom kabelen og formdelene anbringes tetningsbøssinger som ligger an mot formdelene og er slik utformet at isolasjonen får en i retning mot kabelen avtagende ytre diameter etter en rett linje eller en kurveform.

Fordelene ved bøssingene er at det unngås overflate-behandling av det retablerte isolasjonslag ved overgangen til isolasjonslaget i kabelen. Dette er viktig, idet en overflate-behandling ved overgangsstedene nødvendigvis medfører reduksjon av isolasjonslagets tykkelse på kabelen. Resultatet blir ofte dårlig feltfordeling og øket driftsfeltstyrke som kan svekke kabelens levetid.

Ut over at man ved hjelp av bøssingene sikrer

jevn og kontinuert overgang mellom retablert isolasjonslag og kabelendenes isolasjon, oppnås også den ønskede formgivning ved avslutning av det retablerte isolasjonslag, enten dette bare har enkel konisk form eller en logaritmisk avsmalnende form eller mere sammensatt kurveform, som f.eks. ønskelig ved endeavslutninger, hvor den sammensatte kurveform ofte avsluttes med en såkalt strålingsring.

Bøssingene beskytter videre mot deformering av kabelendenes isolasjon, f.eks. som følge av utflytning ved den anvendte temperatur under skjøtingen.

Ved skjøting eller endeavslutning av kabler som har en indre halvledende skjerm kan denne retableres ved at det rundt skjøten anbringes et halvledende, fortrinnsvis tverrbindingsdyktig, polymert materiale som omsluttes av en opp-varmbar fast støpeform og utsettes for slike varme- og trykkbetingelser, at det halvledende materiale bindes til de tilsvarende halvledende lag på kabelendene og hvis ønskelig skjer tverrbindingen, hvoretter isolasjonen retableres som angitt ovenfor.

Ved skjøting eller endeavslutning av kabler som utenpå isolasjonen har en ekstrudert halvledende skjerm, kan denne retableres ved at det for anbringelsen av den rørformede folie og bøssingene utenpå formdelene av isolerende materiale, anbringes en halvledende skjerm i form av en slange, fortrinnsvis en krympeslange, eller en eller flere formdeler som er støpt hovedsaklig i sin endelige form, slik at det oppnås den ønskede elektriske felt fordeling i skjøten eller endeavslutningen .

Utførelsen er naturligvis avhengig av hvor mange

av de nevnte komponenter som inngår i den kabel som skal skjøtes eller endeavsluttes og hvilke materialer de er frem-stillet av.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 viser et lengdesnitt gjennom en støpeform for bruk ved retablering av den indre halvledende skjerm ved kabelskjøting. Fig. 2 viser et lengdesnitt gjennom et trykkammer for retablering av isolasjonen og om ønsket den ytre halvledende skjerm ved kabelskjøting. Fig. 3 viser i lengdesnitt en del av trykkammeret på fig. 2 hvor den ytre skjerm påføres et påmalt halvledende lag etter retableringen av isolasjonen. Fig. 4 viser på samme måte den samme del av trykk-kammeret, hvor den ytre halvledende skjerm av et polymert materiale retableres samtidig med isolasjonen.

På fig. 1 er vist selve lederskjøten som er fore-tatt på kjent måte f.eks. ved termittsveising. Rundt leder-skjøten er anbragt en eller flere formdeler av et halvledende polymert materiale, av samme art som i det tilsvarende lag i kabelen, og som er støpt i det vesentlige i sin endelige form. Rundt skjøten er så anbragt en todelt støpeform 3 med et varmelegeme 4. Etter sammenspenningen av støpeformen tilveiebringes den nødvendige varme for å smelte formdelene, slik at de bindes til hverandre og til de tilsvarende halvledende lag på kabelendene.

Hvis det anvendes formdeler av et tverrbindingsdyktig materiale, vil man vanligvis tilstrebe at det tilføres så meget varme at materialet helt eller delvis undergår tverrbinding for ikke å få problemer ved overgangen til det neste lag, isola&jonslaget.

Etter retableringen av den indre halvledende kjerne deles formen og eventuelt støpegrad fjernes, slik at man får en helt glatt og jevn overflate.

På fig. 2 er den tidligere retablerte indre skjerm rundt lederskjøten angitt med 2. Rundt skjøten og et stykke av kabelisolasjonslaget 5 hvor kabelendene er konisk av-skåret, legges en eller flere, eventuelt to, støpte formdeler av et ikke-tverrbundet, men tverrbindingsdyktig polymert materiale av samme art som kabelisolasjonen.

To sett i diametralplanet delbare bøssinger 10 anbringes rundt kabelisolasjonen 5 slik at de ligger an mot formdelene 7. På fig. 2 er bøssingene utformet slik at de gir formdelene rettlinjet avtagende tykkelse, men de kan som vist på fig. 3 og 4 være utformet slik at tykkelsen er logaritmisk avtagende. Derved oppnår man blant annet en kortere skjøt. En rørformet folie 12, fortrinnsvis en krympeslange, som er anbragt på kabelen før sveisingen og retableringen av den indre skjerm, bringes til å omslutte bøssingene 10 og formdelene 7- Folien danner den indre vegg i et trykkammer og skal således skille et i kammeret innført trykkmedium fra formdelene 7 og sikre en ensartet indirekte trykkoverføring til det underliggende materialet.

En todelt yttervegg 15 og to sett delbare tetnings-ringer 16 anbringes som vist på fig. 2 for å danne trykk^-kammeret sammen med folien 12. Trykkammeret lukkes og gjennom en stuss 14 i ytterveggen 15 innføres et trykkmedium som kan være en gass eller en væske, f.eks. silisiumolje.

Som følge av bøssingene 10 oppnås en god tetning og en nøy-aktig sentrering samtidig som de yter et mottrykk mot tet-ningsringene 16, avlaster trykket mot kabelen og tillater en viss utvidelse i lengderetningen.

Den ønskede varmemengde frembringes via trykk-systemet ved å innføre et oppvarmet trykkmedium og/eller ved hjelp av et varmelegeme 13.

Foruten at formdelene skal smeltes og bindes såvel til hverandre som til det isolerende lag i kabelen, skal formdelene og som regel også den indre skjerm undergå tverrbinding. For å sikre en blærefri tverrbinding må det såvel under selve tverrbindingsprosessen som under den etterfølg- ende avkjøling utøves et passende trykk på de støpte formdeler 7 via folien 12.

Fig. h viser en del av trykkammeret når det anvendes for samtidig tilveiebringelse av den ytre halvledende skjerm. For å kunne etablere denne skjerm anbringes en halvledende skjerm 17 av tverrbundet eller tverrbindingsdyktig materiale av samme art som kabelens skjerm, f.eks. en krympeslange, og som omgir såvel formdelene 7 som en del av kabelens ytre halvledende skjerm 18. Deretter anbringes så bøssingene 10 slik at disse presser mot krympeslangen 17 og den ytre skjerm 18 og folien 12 bringes til å omslutte bøssinger og formdeler. Den videre prosess er som ovenfor beskrevet under henvisning til fig. 2.

På denne måte oppnår-man en retablering av isolasjonen og den ytre skjerm i .samme prosess. Som tidligere nevnt kan den ytre skjerm også påføres i form av et påmalt lag utenpå isolasjonen.

Etter avkjøling i trykkammeret fjernes trykkmediet, kammeret deles og folien tas bort. Hvis det som folie anvendes en krympeslange kan denne bare klippes opp og kastes.

Deretter påføres den eventuelle metallskjerm og

den ytre kabelkappe på vanlig måte.

Som tidligere angitt er formålet med oppfinnelsen, at ved anvendelse av de prestøpte formdeler kan viklearbeide og anvendelse av en indre skjerm unngåes, og trykkammerets kon-struksjon sikrer tilstrekkelig nøyaktighet av dimensjonene av de enkelte retablerte lag.

Sluttelig er den anvendte apparatur enkel og frem^gangsmåten så arbeidsbesparende i forhold til kjent teknikk at den er meget vel egnet ved arbeide i marken.

Ved skjøting av kabel som ikke er forsynt med en indre halvledende skjerm bortfaller de operasjoner som er beskrevet under henvisning til fig. 1, men de øvrige operasjoner utføres som angitt.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte til skjøting eller endeavslutning av kabler, særlig høyspenningskabler, som er forsynt med isolasjon og eventuelt halvledende skjermer av polymere materialer, hvor det for oppbygningen av polymerlagene i skjøten eller endeavslutningen anvendes et polymert materiale som omsluttes av en rørformet folie, hvoretter skjøtestedet eller kabelenden omsluttes av en yttervegg og forsynes med tetnings-bøssinger for dannelse av et oppvarmbart trykkammer hvis indre vegg utgjøres av folien, hvoretter det i trykkammeret inn-føres et trykkmedium og tilveiebringes slike varme- og trykkbetingelser at det polymere materiale undergår tverrbinding og bindes til de tilsvarende isolerende lag på kabelendene, hvoretter skjøten eller endeavslutningen av tverrbundet polymert materiale avkjøles under slike trykkbetingelser at det ikke oppstår blæredannelse,karakterisert vedat det rundt skjøtestedet eller kabelenden anbringes en eller flere formdeler av et ikke tverrbundet,

   men tverrbindingsdyktig isolerende polymert materiale,fortrinnsvis tverrbindingsdyktig polyetylen som er støpt hovedsaklig i sin endelige utforming, og at det ved overgangsstedene mellom kabelen og formdelene anbringes tetningsbøssinger som ligger an mot formdelene og er slik utformet at isolasjonen får en i retning mot kabelen avtagende ytre diameter etter en rett linje eller en kurveform.