NO863482L - Isoleringsbaand for elektrisk kraftledning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår et isoleringsbånd for elektrisk kraftledning.

I elektriske kraftledninger er det vanlig å tilveiebringe en sentral kjerne av ledere rundt hvilke det er ekstrudert et lag av halvledende plast for å utligne de elektriske påkjenninger mellom kjernelederne og det etter-følgende isolasjonslag, som vanligvis er polyethylen sammen-1 koblet på tvers eller et lignende materiale og er ekstrudert rundt det halvledende lag. Et andre lag av halvledende plast er så ekstrudert over det isolerende lag. I noen tilfeller er det rundt det andre halvledende lag viklet flere skrueformet tvunnede ledere anbragt med mellomrom som danner kabelens nullretur. De vanlige ledere er overveiende sirku-lære i tverrsnitt og ligger i intim berøring med det halvledende lag slik at laget virker til å fordele de dielektriske påkjenninger mellom lederne og det isolerende lag. Over null-lederne ekstruderes det så til slutt en ytre mantel vanligvis av polyethylen eller lignende.

Mens det ovenfor nevnte angår énfaseledninger, kan lignende oppbygginger anvendes i trefaseledninger, hvor tre ledere som er isolert hver for seg og skjermet halvledende anordnes i trekantform, forsynes med fyllstoff for å sikre et sirkulært tverrsnitt og så vikles av det halvledende lag, de valgfrie null-ledere og en ekstrudert mantel.

Avhengig av ledningsspesifikasjon, kan null-returlederne ikke tilveiebringes i det tilfelle mantelen kan ekstruderes direkte rundt det halvledende lag.

I alle ovenfor nevnte oppbygginger har det vært særlig viktig å forhindre fuktighet fra å trenge inn til det isolerende lag av ledningen, i hvilket tilfelle feno-menet "kniping" (engelsk "treeing") kan oppstå som leder til en svekkelse av den dielektriske styrke av det isolerende lag og eventuelt ledningssvikt. En metallisk beskyttelse over null-lederne, eller over det andre halvledende lag, har derfor blitt vanlig praksis for å tilveiebringe en fuktig-hetssperre. Det kreves derfor at beskyttelsen er effektivt bundet til seg selv for å avgrense en hylse som omgir de indre ledningsdeler for å forhindre adgang for fuktighet som trenger inn til det isolerende lag. Beskyttelsen kan i noen tilfeller også tilveiebringe elektrisk skjerming fra lyn eller andre spennings-sprang.

I US-PS 4472597 er det vist en anordning hvor metallisoleringsbåndene har et elektrisk ledende båndlag på en indre overflate derav for derved å tilveiebringe elektrisk kontinuitet mellom isoleringsbåndet og returlederne. Dette er fremstilt for å forhindre generering av et betyde-lig potensial mellom null-lederne og isoleringen som i noen tilfeller kan bevirke at det genereres nålestikk i isoleringen .

Imidlertid er denne isolering ikke tilfredsstil-lende da den ikke tilveiebringer noen virksom mekanisme for å forsegle båndkantene og det omfatter de ledende polymerlag kompliserte og kostbare og kan ikke være forenlig med andre lag i den resulterende ledning. Patentet viser kun oversikt over nødvendigheten av forsegling av kantene og viser båndet som en sylinder uten noen søm.

Det er derfor et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et forbedret isoleringsbånd for elektrisk kraftledning.

Ifølge et første aspekt med oppfinnelsen er det tilveiebragt et isoleringsbånd for bruk i en kraftledning omfattende et metallisk lag som har to motstående overflater og to kanter med mellomrom,karakterisert vedat én av nevnte overflater er i det vesentlige helt udekket for intim elektrisk berøring med deler av ledningen derimot, og at det er tilveiebragt et termisk bindbart polyolefinmaterial-lag som fullstendig dekker den andre av nevnte overflater, og et bånd av termisk bindbart polyolefinmateriale på nevnte overflate i en kant av laget anordnet for termisk binding til nevnte polyolefinmateriallag når nevnte kanter er overlappet for å danne en hylse.

Ifølge et andre aspekt av oppfinnelsen er det tilveiebragt et isoleringsbånd for bruk i en kraftledning omfattende et metallag med to motstående overflater og to kanter med mellomrom,karakterisert vedat båndet omfatter i sammenstilling med nevnte lag, metallisk lederinnretning med tilstrekkelig metallisk materiale til å tilveiebringe en ledende bane for å avgrense en null-leder for nevnte ledning, og innretning i en kant av en overflate for å binde nevnte ene overflate til den andre overflate på nevnte ene kant når nevnte kanter er overlappet for å danne nevnte lag til en hylse.

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, der fig. 1 viser et skjematisk tverrsnitt av et isoleringsbånd ifølge oppfinnelsen, fig. 2 viser et tverrsnitt av en elektrisk kraftledning som omfatter båndet på fig. 1, fig. 3 viser et skjematisk tverrsnitt av en alternativ form av båndet ifølge oppfinnelsen, fig. 4 viser et lignende skjematisk tverrsnitt av et ytterligere bånd ifølge oppfinnelsen, og fig. 5 viser et skjematisk tverrsnitt av et ytterligere bånd ifølge oppfinnelsen.

Idet det først vises til fig. 1, omfatter et bånd 10 en plate av kobberfolie 11 som er helt overtrukket på en side med en termisk påvirkbar bindende polyolefin 12. Et smalt bånd av en forenelig polyolefin 13 er anbragt på den motstående side av folien eller laget 11 på en kant.

Laget 11 er så brettet til flere S- og Z-formede sammenrullinger som på den måten danner plane partier av båndet på en underside som vist med henvisningstall 14, 15 og 16. Hvert av de plane partier utgjør en del av underfla-ten av båndet og alle partiene er i samme plan og strekker seg langsgående med båndet. Mellom hvert av partiene er det et smalt rom vist med henvisningstall 17 nær en venstre og høyre brett i båndet vist med henvisningstall 18 hhv. 19.

I tillegg danner sammenrullingene plane ytre partier 20, 21 og 22 av båndet som igjen ligger i samme plan og avgrenser plane overflater langsgående med båndet med smale rom derimellom på en symmetrisk måte med partiene av undersiden,men på forskjøvet måte i forhold dertil. Sammenrullingene avgrenser derfor utsparinger derimellom som vist med henvisningstall 17.

I mellom det øvre parti 20 og det nedre parti 14 av båndet er det et parallelt sammenrullingsparti 23 som strekker seg fra en brett på en ende av partiet 14 til en brett på den andre ende av partiet 20 og har en lengde ubetydelig mindre enn halvparten av lengden av partiene 14 og 20 slik at brettene forekommer nærliggende senteret av de respektive partier som forlater, som nevnt i det foregående, et smalt rom eller utsparing 17.

Ved sammenligning av fig. 1 og 2 skal det bemer-kes at bare et parti av båndet er vist på fig. 1.

Under dannelsen av sammenrullingene, innføres vannsperrende bånd 24 inn i utsparingene avgrenset mellom sammenrullingene, dvs. mellom partiene 14 og 20 og mellom-liggende brettede parti 23. Følgelig holdes båndene 24 i sammenrullingene og bæres derved under enhver behandling av båndet.

De vannsperrende bånd kan være av en konvensjo-nell oppbygging omfattende et substrat bånd omkring hvilket det er båret et vannsugende svellbart materiale i form av pulver, gel eller annet.

Idet det henvises til fig. 2, er det vist et tverrsnitt av en enkelt fasekraftledning, med en konsentrisk null-lederanordning. En sentral bunt av ledere er vist med henvisningstall 25 og er omgitt av et halvledende plastlag 26 og et isolerende lag 27 av hvilke begge igjen er ekstrudert på de sentrale ledere. Det isolerende lag 27 kan være dannet av tverrkoblet polyethylen eller lignende. Det isolerende lag er igjen omgitt av et ytre halvledende lag 28.

Båndet 10 på fig. 1 er så viklet rundt det ytre halvledende lag 28 enten direkte langsgående eller i en langsom skruelinje med den nedre overflate avgrenset av partiene 14, 15 og 16 i berøring med det halvledende lag 28.

Da den nedre overflate av båndet er udekket og er dannet av de flate overflatepartier, danner den den indre overflate av en jevn sirkulær sylinder når den vikles inn i tilstanden vist på fig. 2 og ligger derfor i intim elektrisk og termisk berøring med det halvledende lag 28 for derved å utligne enhver elektrisk påkjenning som kan oppstå og også å tilveiebringe utmerket varmeoverføring av varme generert i kjernen av ledningen.

I enden av båndet vist på fig. 1, avsluttes den venstre ende vist med henvisningstall 29 i et parti 30 som ligner på partiet 23 som derfor begrenser en avsluttende øvre utsparing 31 og bånd 24.

I den andre ende vist med henvisningstall 32, vender det avsluttende bend eller den avsluttende brett vist med henvisningstall 33 oppover, i stedet for å vende nedover for å lukke rundt det siste bånd 35, for å danne et slutt-parti 36 med en lengde lik eller ubetydelig større enn halvparten av lengden av et av partiene 20, 21 eller 22. En underside av partiet 36 bærer båndet 13.

Når båndet ér helt viklet rundt det halvledende lag som vist på fig. 2, oppnås sømmen eller forseglingen mellom endene 29 og 32 ved å anbringe partiet 30 under det siste bånd 35 for på den måten effektivt å kunne avgrense den videre sammenrulling samvirkende med den siste sammenrulling 37. Partiet 36 strekker seg så oppover og over den første sammenrulling omfattende partiet 20 nær enden 29 av båndet. Båndet 13 er derfor bundet til laget 12 for å fullføre forseglingen, idet varmen for bindingen tilveiebringes under ekstruderingen av en mantel 38 rundt den ytre overflate av båndet. Følgelig binder varmen fra ekstruderingen filmen 13 fast til den ytre båndoverflate som tilveiebringer en fuktighetstett sperre.

Som vist på fig. 2 er de vannsperrende bånd 24 anordnet slik at dersom vann gjennomtrenger den ytre mantel 38 f.eks. i en skjøt enten på innsiden eller utsiden av båndet 10, kan båndene 24 svelle og virksomt forhindre lengde-bevegelse av fuktighet langs ledningen. Videre virker båndet 24 som en fjærende buffer, som reduserer påkjenninger under oppvarming og avkjøling. I tillegg binder det ytre filmlag 12 sikkert båndet 10 til mantelen 38 under mantel-ekstruderingsprosessen, som resulterer i en oppbygning som motstår rynking mens ledningen installeres.

Tykkelsen av laget 11 er valgt i forhold til spesifikasjonen av ledningen for å tilveiebringe tilstrekkelig elektrisk strømføringskapasitet for å virke som kabelens null-returleder. Følgelig virker båndet 10 både som isolering for den ledningsforbyggende fuktighetsinntren-ging inn i ledningen og tilveiebringer i tillegg null-returlederen.

Lamineringen av det ytre lag 12 til den indre overflate av den ytre mantel under ekstruderingsprosessen øker oppbygningskvaliteten av ledningen som forhindrer skade ved bøying som oppstår mens ledningen installeres.

Den brettede konfigurasjon av båndet tilveiebringer den første fordel at den muliggjør at tilstrekkelig materiale av metallaget tilveiebringer null-returlederen uten å kreve en tykkelse av laget som forhindrer dens hånd-tering ved konvensjonelle formingsprosesser. For det andre avgrenser den brettede eller sammenrullede konfigurasjon enkelt og raskt utsparingene eller rommene som kan fylles med det vannsperrende bånd. Det vannsperrende bånd kan, dersom det kreves elektrisk, ha halvledende karakteristikk for å hjelpe til med å redusere elektriske påkjenninger. Videre virker sammenrullingene, særlig når de er kombinert med fyllbåndet 24, som en ekspansjonsbuffer for å absorbere påkjenninger bevirket av lastveksler og resultantekspansjon og sammentrykking av ledningen.

Den indre overflate av båndet er udekket og tilveiebringer følgelig intim elektrisk forbindelse med det halvledende lag over kjerneisoleringen. Denne direkte in-time berøring reduserer ikke vesentlige dielektriske belast-ningskonsentrasjoner. I tillegg er den indre overflate av båndet som bruker sammenrullingene som formet i det vesentlige dannet som en sylindrisk overflate av de plane partier når de er formet til å følge ledningsformen. Dette store område med direkte berøring mellom den indre overflate og det halvledende lag tilveiebringer et markert forbedret varmeoverføringsutstyr i motsetning til de konvensjonelle adskilte null-ledere som overveiende har et sirkulært tverrsnitt og følgelig har et meget lite areal med intim berøring med det halvledende lag og med ledningsmantelen.

Videre tillater den plane overflate avgrenset av null-lederen at forseglingen ved de overlappede kanter kan fullføres fast, konstant og virksomt; i sammenligning med den dårlige forsegling som kan oppnås ovenfor må det lages trass i forandring av trykk bevirket av topper og bunner avgrenset av de konvensjonelle individuelle skrueformet viklede null-ledere med sirkulært tverrsnitt.

Polyolefinlaget både for det ytre lag 12 og båndet 13 kan være ethylenakrylsyre-kopolymer (ethylen-acrylic acid co-polymer) dannet som et lag på kobberplaten 11 ved laminering i vid baneform forut for oppskjæring av banen til et antall av båndlag 11. Båndet 13 kan påføres i laminering i båndformen.

I en alternativ anordning kan laget 11 ikke dannes som ledningens null-leder. I slike anordninger kan null-lederne unngås i ledninger hvor det er tillatt. I andre anordninger kan null-lederne påføres som adskilte viklede ledere med den konvensjonelle form med båndet 10 direkte i berøring med null-lederne med den udekkede indre overflate som beskrevet i det foregående.

Laget 11 er fortrinnsvis av kobber men kan være dannet av ethvert annet passende ledende materiale. Dets tykkelser ligger i området 0,127 - 0,762 mm hvor laget virker som en null-retur; og i området 0,127 - 0,254 mm når det bare virker som en beskyttelse.

Fig. 3, 4 og 5 viser alternative anordninger av bånd vist med henvisningstall 101, 102, 103 med et kobber-eller lignende metallisoleringslag 104 lignende laget 11.

I tillegg er det på en side av laget 104 påført et polyole-finlag 105, 106 og 107 slik at den andre side er udekket bortsett fra et bånd 131, 132, 133 lignende på båndet 13. Båndet virker som beskrevet i det foregående med laget 104 virkende enten ganske enkelt som en beskyttelse eller som en beskyttelse og kombinert null-leder.

I tilfellet på fig. 3, er båndet 131 dannet ved

bretting av et kantparti av laget 105 rundt en kant av laget 104. Et lignende bånd 135 er anbragt på den motstående kant på lik måte slik at båndet kan vikles enten venstrevridd eller høyrevridd som kreves av ledningsprodu-senten. På fig. 4 er et lignende bånd 136 anbragt på samme måte som båndet 132 og i dette tilfelle kan båndet 132 og 136 anbringes før spalting av båndet slik at spalting fin-ner sted langs senteret av det videre bånd som danner båndene 132, 136. På fig. 5 er et bånd 137 anbragt på lignende måte som båndet 133. I dette tilfelle er båndene laminert til det nedre lag 107 på utsiden av kantene av laget 104 og så spaltet etterfølgende lamineringen.

For å forbedre ledningens lengdebøyingskarakteri-stikk, kan det innføres tverrgående eller periferirifler i båndet før vikling, særlig med den plane leder/beskyttelse på fig. 3, 4 og 5.

I en ytterligere alternativ utførelsesform (ikke vist) kan laget 12 utelates og forsegling av båndet 10 ved skjøten oppnås ved tilføring av et klebemiddel f.eks. et varmsmeltet klebemiddel langs de overlappede partier 36 og 20.

Claims (12)

1. Isoleringsbånd for bruk i en elektrisk kraftledning omfattende et metallag med to motstående overflater og to kanter anbragt med mellomrom, karakterisert ved at en av nevnte overflater er i det vesentlige helt udekket for intim elektrisk berøring med deler av ledningen derimot, og at det er tilveiebragt et termisk bindbart polyolefinmateriallag som fullstendig dekker den andre av nevnte overflater, og et bånd av termisk bindbart polyolefinmateriale på nevnte ene overflate ved en kant av laget anordnet for termisk binding til nevnte poly-olef inmateriallag når nevnte kanter er overlappet for å danne en hylse.

2. Isoleringsbånd for bruk i en elektrisk kraftledning omfattende et metallag med to motstående overflater og to kanter anbragt med mellomrom, karakterisert ved at nevnte bånd omfatter i sammenstilling med nevnte lag, metallisk lederinnretning med tilstrekkelig metallisk materiale til å tilveiebringe en ledende føring for avgrensing av en null-leder for nevnte ledning, og innretning på en kant av en overflate for binding av nevnte ene overflate til den andre overflate på nevnte ene kant når nevnte kanter er overlappet for å danne nevnte lag til en hylse.

3. Isoleringsbånd ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte lag omfatter et termisk bindbart polyolefinmateriallag som fullstendig dekker den andre av nevnte overflater derav og et bånd av termisk bindbart polyolefinmateriale på nevnte ene kant for termisk binding for å danne nevnte lag.

4. Isoleringsbånd ifølge krav 2 eller 3, karakterisert ved at nevnte lederinnretning omfatter et plant lag i ett stykke med nevnte metalliske lag.

5. Isoleringsbånd ifølge krav 2, 3 eller 4, karakterisert ved at nevnte andre overflate er i det vesentlige plan slik at når den dannes til en hylse vender den innover og danner i det vesentlige en sylinder for intim berø ring med en ytre sylindrisk overflate åv ledningsoppbyggingen.

6. Isoleringsbånd ifølge krav 2, 3, 4 eller 5, karakterisert ved at nevnte andre overflate er i det vesentlige udekket.

7. Isoleringsbånd ifølge ett av kravene 2-6, karakterisert ved at nevnte bånd omfatter flere lengdeutsparinger avgrenset deri, idet hver av nevnte utsparinger har et bånd av materiale deri omfattende et vannsperrende, yannsugende, svellende middel.

8. - Isoleringsbånd ifølge ett av kravene 2-7, karakterisert ved at det metalliske lag omfatter flere sammenrullinger som danner flere utsparinger i en overflate av nevnte lag og flere forskjøvede utsparinger i nevnte andre overflate av nevnte lag.

9. Isoleringsbånd ifølge krav 8, karakterisert ved at hver sammenrulling er formet slik at laget danner et plant overflateparti som avgrenser en del av nevnte andre overflate og så vender tilbake i det vesentlige parallelt med nevnte overflateparti over en del av bredden derav og så igjen vender tilbake parallelt med overflatepartiet for å avgrense et annet plant overflateparti som avgrenser en del av nevnte ene overflate.

10. Isoleringsbånd ifølge ett av kravene 1-9, karakterisert ved at nevnte polyolefinmateriale er ethylen-akrylsyrekopolymer (ethylen-acrylic acid co-polymer).

11. Isoleringsbånd ifølge ett av kravene 1-10, karakterisert ved at det omfatter et andre bånd av termisk bindbart polyolefinmateriale på nevnte ene overflate ved den andre av nevnte kanter, idet materialet er anordnet for termisk binding til nevnte polyolefinmateriale.

12. Elektrisk kraftledning, karakterisert ved at den omfatter en kjerne av ledere, et halvledende lag som omgir nevnte kjerne, et isolerende lag som omgir nevnte halvledende lag, et andre halvledende lag som omgir nevnte isolerende lag og et isoleringsbånd som omgir nevnte andre halvledende lag, idet nevnte isoleringsbånd omfatter et isoleringsbånd ifølge ett kravene 1 - 11.