NO772630L - Fremgangsm}te ved ekstrudering av polymere materialer for h¦yspenningskabler med tverrbundet isolering - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for å. frem-stille høyspenningskabel forsynt med ekstruderte polymere materialer, som tverrbindes i et gassformet varmemedium. Det er kjent fra f.eks. amerikanske patenter nr. 3.645.656, 3.846.528 og 3.901.633 og derefter modifiserte japanske patent, at polymere materialer slik som polyolefinene polyeten, eten-propengummi m.fl., som inneholder tverrbindingsmiddel i form av organiske peroksyder, kan tverrbindes ved temperaturer opp til ca. 300°C i eksempelvis nitrogen med et overtrykk på

5-15 kp/cm 2. Problemet med denne tverrbindingsmetode er at det for grovere kabelisoleringer kreves vertikale tverrbindings-linjer, eftersom disse isolersjikt på grunn av gravitasjons-kraften ikke kan sentreres og kabelen holdes rund i normale horisontale linjer eller kjedelinjer. Dette er spesielt til-fellet med tynne flater og grove vegger.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å muliggjøre ekstrudering og tverrbinding i ikke-vertikale linjer i gassformede media uten at deformering og desentrering oppstår.

Ved ekstrudering av polymere materialer må temperaturen over-stige smeltepunktet, eller mere korrekt, smelteområdet.

Spesielt for krystallinske eller delvis krystallinske materialer, så som polyeten, er det aktuelle temperaturområdet meget inn-skrenket, hvilket medfører at materialet raskt blir lett-flytende og dermed lett deformerbart ved ytterligere oppvarming under tverrbindingsprosessen.

Disse deformasjonstendenser kan prinsipielt forhindres ved utnyttelse av forskjellige fysikalske lover, eksempelvis Archimedes' eller Bernoullis prinsipper.

! i

jved utnyttelse av Archimedes<1>prinsipp må det gassformede varmemediet komprimeres til en tetthet sammenlignbar med isoler-materialet, hvilket krever i størrelsesordenen 700 atmosfærers trykk. Ved Bernoullis prinsipp utnyttes forholdet at en strømmende gass med høy strømningshastighet skaper et under-trykk, som kan utnyttes for å motvirke deformasjon. Dette krever imidlertid så høye strømningshastigheter at metoden er praktisk vanskelig å anvende.

I den foreliggende metoden utnyttes den ovennevnte store viskositetsendringen ved passering av smeltepunktet, slik at det viskøse ekstrudatet avkjøles til en slik temperatur at materialet ved fornyet, men rask oppvarming under tverrbindingsprosessen blir formstabilttil tverrbindingen mekanisk har stabilisert materialet. Når materialet efter ekstrudering og avkjøling kommer inn i den varme tverrbindingssonen, holder det en temperatur under sitt smeltepunkt og er derfor mekanisk stabilisert. Ved tverrbinding med gass som varmeoverførings-medium er temperaturen meget høy, vanligvis ca. 300°C. Derved smeltes det ekstruderte materialet i en fra overflaten inn mot lederen gående prosess. Imidlertid er tverrbindings-mekanismen ved den aktuelle temperatur meget rask - ofte deler av et sekund. Dette gjør at den oppvarmede delen av materialet raskt blir mekaniskt stabilisert og deformasjonsproblemer unn-gås .

Oppfinnelsen beskrives nærmere nedenfor under henvisning til vedlagte figurer, av hvilke

Fig. 1 viser prinsippet for en konvensjonell kjedelinje med tilkoblede sprøyter. Fig. 2 viser et tverrsnitt av en høyspenningskabel som ovenfor nevnt, samt temperaturkurver for kabelen i tverrbindingsrøret ved konvensjonell tverrbindingsmetode, og Fig. 3-5 viser tilsvarende temperaturkurver for forskjellige alternativ ifølge oppfinnelsen.

Prinsippet for fremstilling av høyspenningskabel ifølge det fore- jgående illustreres i figur 1 for en konvensjonell kjedelinje med tilkoblede sprøyter 1, 2 og 3, kjølesonene a og b, tverr-bindingsrør 4 med tverrbindingssone d og kjølesonene c og e. Lederen belegges med et indre halvledende sjikt i sprøyten 1, forsynes med et isolerende sjikt i sprøyten 2 og med et ytre halvledende sjikt i sprøyten 3, og den således fremstilte kabelen innføres i tverrbindingsrøret 4. Ifølge oppfinnelsen skal kjøling skje før tverrbindingen. Den kan skje ifølge følgende alternativ:

1) Kjøling gjennomføres av lederen i kjølesonen a.

2) Kjøling gjennomføres i kjølesonen b av ledere med pålagt indre halvledende sjikt.

3) Kjøling gjennomføres i kjølesonen c efter ekstrudering

av samtlige materialer.

4) Kjøling gjennomføres både i kjølesonene a og b.

5) Kjøling gjennomføres både i kjølesonene a og c.

6) Kjøling gjennomføres både i kjølesonene b og c.

7) . Kjøling gjennomføres i alle tre kjølesonene.

Når de forskjellige alternativ skal anvendes beror på kabelens konstruksjon og størrelse. I tverrbindingsrøret 4 skal det være et visst overtrykk. I tverrbindingssonen d. oppvarmes de polymere materialene, slik at peroksydet spaltes og tverrbinding skjer, hvorefter avkjøling til håndterbar temperatur skjer i kjølesonen e på konvensjonell måte før kabelens utgang av tverrbindingsrøret.

Figur 2 viser et tverrsnitt av en høyspenningskabel ifølge det ovenfor nevnte med sitt indre halvledende sjikt i. og ytre halvledende sjikt y_ og derimellom det isolerende sjiktet, samt temperaturkurver for i og y_ langs med tverrbindingsrøret ved konvensjonell tverrbindingsmetode. Figurene 3-5 viser tilsvarende temperaturkurver ved tverrbindingsmetoden ifølge oppfinnelsen: figur 3 når kjøling skjer ved i. (dvs. i kjølesonen a, resp. i kjølesonene b eller både a og b), figur 4 når kjøling skjer ved y_ (dvs. i kjølesonen c) og figur 5 når kjøling skjer både ved i. og ved y_.

I j

Claims (8)

1. Metode, omfattende sprøyteprofilering, nedkjøling og tverrbinding, ved ekstrudering av polymere materialer, tilveiebragt for å anvendes ved fremstilling av hø yspenningskabel, i hvilken lederen omgis av et indre halvledende sjikt, et isolerende sjikt og et ytre halvledende sjikt, karakterisert ved at nedkjølingen av materialet gjennomføres før tverrbindingen.

2. Metode som angitt i krav 1, karakterisert ved at lederen nedkjøles før ekstruderingen av de polymere materialene.

3. Metode som angitt i krav 1, karakterisert ved at nedkjøling gjennomføres av ledere med. pålagt indre halvledende sjikt før ekstruderingen av resterende polymere materialer.

4. Metode som angitt i krav 1, karakterisert ved at nedkjølingen av samtlige materialer av polymer karakter gjennomføres efter ekstruderingen.

5. Metode som angitt i kravene 1-3, karakterisert ved at nedkjølingen gjennomføres både før og efter ekstruderingen av det indre halvledende sjiktet.

6. Metode som angitt i kravene 1, 2 og 4, karakterisert ved at nedkjølingen gjennomføres både før ekstruderingen av de polymere materialene og efter ekstruderingen av samtlige materialer av polymer karakter.

7. Metode som angitt i kravene 1, 3' og 4, karakterisert ved at nedkjølingen gjennomføres både efter ekstruderingen av det indre halvledende sjiktet og efter ekstruderingen av samtlige materialer av polymer karakter.

8. Metode som angitt i kravene 1-7, karakterisert ved at nedkjøling gjennomføres såvel før ekstru deringen av de polymere materialene som efter ekstruderingen av det indre halvledende sjiktet og efter ekstruderingen av samtlige materialer av polymer karakter.