RU2336586C1 - Method of cable production - Google Patents

Method of cable production Download PDF

Info

Publication number
RU2336586C1
RU2336586C1 RU2007123585/09A RU2007123585A RU2336586C1 RU 2336586 C1 RU2336586 C1 RU 2336586C1 RU 2007123585/09 A RU2007123585/09 A RU 2007123585/09A RU 2007123585 A RU2007123585 A RU 2007123585A RU 2336586 C1 RU2336586 C1 RU 2336586C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
conductor
layer
extrusion
cable
insulating
Prior art date
Application number
RU2007123585/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Гаи ДЕЛЛЬ`АННА (IT)
Гаия ДЕЛЛЬ`АННА
Альберто БАРЕДЖИ (IT)
Альберто Бареджи
Серджио БЕЛЛИ (IT)
Серджио Белли
Original Assignee
Призмиан Кави Э Системи Энергиа С.Р.Л.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Призмиан Кави Э Системи Энергиа С.Р.Л. filed Critical Призмиан Кави Э Системи Энергиа С.Р.Л.
Priority to RU2007123585/09A priority Critical patent/RU2336586C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2336586C1 publication Critical patent/RU2336586C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the method of producing the cable composed of a conductor, an inner semi-conducting layer with thickness smaller than or equal to 0.4 mm, an insulating layer enveloping the said inner semi-conducting layer. The proposed method includes the stage of co-extrusion of the inner semi-conducting and insulating layers. The aforesaid stage comprises making the first circular flux of the inner semi-conducting layer and the second circular flux of the insulating layer, bringing the said first circular flux outer surface in contact with the said circular flux inner surface at a certain axial distance from the contact point of the aforesaid surfaces. The method comprises also the combination of the preset feed rate and the said contact point in the function of semi-conducting and insulating material dynamic viscosity (η) allowing the interrelation between the tangential strain of the inner semi-conducting layer nearby the radial inner wall of the extrusion die and the tangential strain of the insulating layer nearby the extrusion die radial outer wall makes from 0.5 to 4. The method includes also the pressure extrusion of the insulating and outer semi-conducting layers onto the conductor.
EFFECT: miniature cable conductor retaining good general mechanical and electrical properties.
22 cl, 5 dwg, 5 tbl, 5 ex

Description

Настоящее изобретение относится к способу изготовления кабеля.The present invention relates to a method for manufacturing a cable.

В частности, настоящее изобретение относится к способу изготовления электрического кабеля для передачи или распределения электрической энергии на среднем или высоком напряжении.In particular, the present invention relates to a method for manufacturing an electric cable for transmitting or distributing electric energy at medium or high voltage.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу изготовления электрического кабеля, имеющего структуру с очень компактной конструкцией.More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing an electric cable having a structure with a very compact structure.

В настоящем описании термин «среднее напряжение» применяется в отношении напряжения обычно от примерно 10 до примерно 60 кВ, а термин «высокое напряжение» относится к напряжению свыше 60 кВ. Обычно термин «низкое напряжение» относится к напряжению ниже 10 кВ, в типичном случае больше 100 В. Термин «очень высокое напряжение» также иногда используется в данной области техники для определения напряжений выше, чем примерно 150 или 220 кВ, до 500 кВ или больше.As used herein, the term “medium voltage” is used to refer to voltages typically from about 10 to about 60 kV, and the term “high voltage” refers to voltages above 60 kV. Typically, the term "low voltage" refers to a voltage below 10 kV, typically more than 100 V. The term "very high voltage" is also sometimes used in the art to define voltages higher than about 150 or 220 kV, up to 500 kV or more .

Кабели для передачи или распределения электроэнергии при среднем или высоком напряжении обычно имеют металлический проводник, который окружен, соответственно, внутренним полупроводящим слоем, изолирующим слоем и внешним полупроводящим слоем. В нижеследующем настоящем описании упомянутая заданная последовательность элементов будет обозначаться термином «кабельная жила».Cables for the transmission or distribution of electricity at medium or high voltage usually have a metal conductor, which is respectively surrounded by an inner semiconducting layer, an insulating layer and an outer semiconducting layer. In the following description, said predetermined sequence of elements will be denoted by the term “cable core”.

В радиально внешнем по отношению к упомянутой жиле положении кабель снабжают металлической оболочкой (или экраном), обычно изготавливаемой из алюминия, свинца или меди. Обычно металлическая оболочка состоит из непрерывной трубки или металлической ленты, свернутой в соответствии с трубчатой формой и сваренной или запаянной для обеспечения герметичности. Альтернативно, металлическую оболочку формируют из множества металлических проволок.In a position radially external with respect to said core, the cable is provided with a metal sheath (or shield), usually made of aluminum, lead or copper. Typically, the metal sheath consists of a continuous tube or metal tape, rolled up in accordance with the tubular shape and welded or sealed to ensure tightness. Alternatively, a metal sheath is formed of a plurality of metal wires.

Металлическая оболочка выполняет электрическую функцию путем создания внутри кабеля, в результате непосредственного контакта между металлической оболочкой и внешним полупроводящим слоем кабельной жилы, однородного электрического поля радиального типа, в то же время устраняя внешнее электрическое поле упомянутого кабеля.The metal sheath performs an electrical function by creating inside the cable, as a result of direct contact between the metal sheath and the outer semiconducting layer of the cable core, a uniform electric field of the radial type, while eliminating the external electric field of the cable.

Металлическая оболочка может также обеспечивать герметичность в отношении внешнего окружения кабеля путем установления барьера для проникновения воды в радиальном направлении.The metal sheath can also provide tightness against the external environment of the cable by establishing a barrier to the penetration of water in the radial direction.

Дополнительная функция металлической оболочки заключается в противостоянии токам короткого замыкания.An additional function of the metal shell is to withstand short circuit currents.

В конфигурации униполярного типа кабель снабжают полимерной наружной оболочкой в положении, радиально внешнем по отношению к упомянутой выше металлической оболочке.In a unipolar type configuration, the cable is provided with a polymer outer sheath in a position radially external to the metal sheath mentioned above.

Кроме того, кабели для передачи и распределения электроэнергии обычно снабжают одним или более слоями для защиты упомянутых кабелей от случайных ударов, которые могут происходить на их внешней поверхности.In addition, cables for transmitting and distributing electricity are typically provided with one or more layers to protect said cables from accidental impacts that may occur on their outer surface.

Случайные удары по кабелю могут происходить, например, во время его транспортировки или во время этапа укладки кабеля в траншее в землю. Упомянутые случайные удары могут вызывать ряд конструктивных повреждений кабеля, включая деформацию изолирующего слоя и отслоение изолирующего слоя от полупроводящих слоев, повреждения, которые могут вызывать изменения градиента электрического напряжения в изолирующем слое с последующим уменьшением изолирующей способности упомянутого слоя.Accidental hits on the cable can occur, for example, during its transportation or during the stage of laying the cable in a trench in the ground. Mentioned random shocks can cause a number of structural damage to the cable, including deformation of the insulating layer and peeling off of the insulating layer from the semiconducting layers, damage that can cause changes in the voltage gradient in the insulating layer, followed by a decrease in the insulating ability of said layer.

В кабелях, которые в настоящее время доступны на рынке, например в кабелях для передачи и распределения электроэнергии на низком и среднем напряжении, обычно предусматривают металлические бронепокровы, способные выдерживать упомянутые удары, чтобы защищать упомянутые кабели от возможных повреждений, вызванных случайными ударами. Обычно упомянутые бронепокровы выполняют в форме лент или проволок (предпочтительно выполненных из стали), или, альтернативно, в форме металлических оболочек (предпочтительно выполненных из свинца или алюминия). Пример такой конструкции кабеля описан в патенте США 5153381.Cables that are currently available on the market, for example, cables for the transmission and distribution of electricity at low and medium voltage, usually include metal armor covers capable of withstanding the impacts to protect said cables from possible damage caused by accidental impacts. Typically, said armor covers are in the form of tapes or wires (preferably made of steel), or, alternatively, in the form of metal shells (preferably made of lead or aluminum). An example of such a cable design is described in US Pat. No. 5,153,381.

Европейский патент № 981821 на имя Заявителя описывает кабель, который снабжен слоем вспененного полимерного материала с тем, чтобы придать упомянутому кабелю высокую устойчивость к случайным ударам, причем упомянутый слой вспененного полимерного материала предпочтительно наносят радиально внешним по отношению к кабельной жиле. Это предложенное техническое решение исключает применение традиционных металлических бронепокровов, тем самым снижая вес кабеля, а также делая способ его изготовления более простым.European Patent No. 981821 in the name of the Applicant describes a cable that is provided with a layer of foamed polymer material in order to give said cable a high resistance to accidental impact, said layer of foamed polymer material being preferably applied radially external to the cable core. This proposed technical solution eliminates the use of traditional metal armor covers, thereby reducing the weight of the cable, as well as making the method of its manufacture more simple.

Заявитель осознал необходимость обеспечения кабеля с компактной кабельной жилой, т.е. с конструкцией кабельной жилы, имеющей уменьшенную толщину полупроводящих слоев и изолирующего слоя по сравнению с обычными кабелями, чтобы уменьшить размер и массу кабеля для преимущественного облегчения обращения с ним, улучшения его гибкости и транспортировки без снижения общих электрических и механических свойств кабеля.The applicant realized the need to provide a cable with a compact cable core, i.e. with the construction of a cable core having a reduced thickness of the semiconducting layers and the insulating layer compared to conventional cables, in order to reduce the size and weight of the cable to primarily facilitate handling, improve its flexibility and transportation without compromising the overall electrical and mechanical properties of the cable.

Однако Заявитель установил, что производство такой компактной кабельной жилы невозможно осуществлять - при желаемой скорости изготовления - путем использования известных в данной области техники способов изготовления, которые не подходят для обеспечения желаемых результатов.However, the Applicant has determined that it is not possible to produce such a compact cable core — at the desired production speed — by using manufacturing methods known in the art that are not suitable to achieve the desired results.

Чтобы получить компактную кабельную жилу, которая снабжена очень тонким внутренним полупроводящим слоем (т.е. с толщиной, меньшей или равной 0,4 мм), Заявитель установил, что известные технологии экструзии, согласно которым потоки различных материалов, образующих составляющие кабельную жилу слои, поддерживаются отдельными друг от друга и отдельно экструдируются на формируемую кабельную жилу, вызывают множество недостатков, которые не позволяют получать желаемую кабельную жилу при разумной скорости.In order to obtain a compact cable core that is provided with a very thin inner semiconducting layer (i.e., with a thickness less than or equal to 0.4 mm), the Applicant has established that there are known extrusion technologies, according to which the flows of various materials forming the layers comprising the cable core supported separately from each other and separately extruded onto the formed cable core, cause many disadvantages that do not allow to obtain the desired cable core at a reasonable speed.

Например, в случае, когда желательно получить существенное снижение толщины внутреннего полупроводящего слоя, известные способы изготовления кабеля приводят к образованию неоднородной толщины внутреннего полупроводящего слоя либо в продольном, либо в радиальном направлениях, а также его разрывов во время экструзии внутреннего полупроводящего слоя на проводник кабеля. Это происходит вследствие того, что при движении вдоль экструзионной головки проводник прилагает тянущее усилие к очень тонкому экструдированному внутреннему полупроводящему слою, тем самым вызывая вышеуказанные дефекты. Данная особенность даже усиливается, когда проводник кабеля двигается вдоль экструзионной головки с предварительно заданной скоростью подачи, которая является достаточно высокой (например, с обычной скоростью подачи примерно 30 м/мин) для того, чтобы позволить достичь промышленной производительности. Поэтому сочетание относительно высокой скорости подачи проводника кабеля с очень тонким экструдируемым внутренним полупроводящим слоем обычно дает дефектную кабельную жилу, которая является неприемлемой и, таким образом, выбрасывается.For example, in the case where it is desirable to obtain a significant decrease in the thickness of the inner semiconducting layer, known methods for manufacturing a cable lead to the formation of an inhomogeneous thickness of the inner semiconducting layer in either the longitudinal or radial directions, as well as its ruptures during extrusion of the inner semiconducting layer onto the cable conductor. This is due to the fact that when moving along the extrusion head, the conductor exerts a pulling force on the very thin extruded inner semiconducting layer, thereby causing the above defects. This feature is even enhanced when the cable conductor moves along the extrusion head with a predetermined feed rate that is sufficiently high (for example, with a typical feed speed of about 30 m / min) in order to achieve industrial productivity. Therefore, the combination of the relatively high feed rate of the cable conductor with a very thin extrudable inner semiconducting layer usually results in a defective cable core that is unacceptable and thus discarded.

Кроме того, в соответствии с известными способами изготовления кабеля в случае, когда требуется получить уменьшенную толщину внутреннего полупроводящего слоя, длина экструзионного канала, который используется для экструзии внутреннего полупроводящего слоя, является заметно большей, чем его средняя высота (высота канала измеряется в плоскости, перпендикулярной продольным стенкам канала). Данная особенность вызывает заметное увеличение давления экструзии внутри экструзионной головки, которое обусловлено снижением сечения экструзионного канала и, как следствие, увеличением скорости движения экструдируемого материала вдоль экструзионного канала. Поэтому, чтобы уменьшить давление в экструзионной головке, производительность экструдера в отношении внутреннего полупроводящего слоя устанавливают на меньшую величину с тем, чтобы уменьшить скорость внутреннего полупроводящего материала в экструзионном канале, тем самым отрицательно влияя на производительность способа изготовления кабеля в целом.In addition, in accordance with known methods for manufacturing a cable in the case where it is desired to obtain a reduced thickness of the inner semiconducting layer, the length of the extrusion channel that is used to extrude the inner semiconducting layer is noticeably greater than its average height (the height of the channel is measured in a plane perpendicular to longitudinal walls of the channel). This feature causes a noticeable increase in the extrusion pressure inside the extrusion head, which is due to a decrease in the cross section of the extrusion channel and, as a result, an increase in the speed of movement of the extrudable material along the extrusion channel. Therefore, in order to reduce the pressure in the extrusion head, the extruder performance with respect to the inner semiconducting layer is set to a lower value in order to reduce the speed of the inner semiconducting material in the extrusion channel, thereby adversely affecting the performance of the cable manufacturing process as a whole.

Кроме того, в соответствии с известными способами изготовления кабеля в случае, когда требуется получить уменьшенную толщину внутреннего полупроводящего слоя, точное изготовление и/или сборка фильер, которые образуют канал экструзии внутреннего полупроводящего слоя, заметно влияет на стабильность потоков экструдируемого материала. В результате может возникать неоднородное распределение экструдированного материала и неоднородная толщина внутреннего полупроводящего слоя на проводнике кабеля.In addition, in accordance with known methods for manufacturing a cable in the case where it is desired to obtain a reduced thickness of the inner semiconducting layer, the precise manufacture and / or assembly of the dies that form the extrusion channel of the inner semiconducting layer significantly affects the stability of the flows of the extrudable material. As a result, a non-uniform distribution of the extruded material and a non-uniform thickness of the inner semiconducting layer on the cable conductor can occur.

Также известны обычные способы изготовления кабеля, согласно которым на проводник кабеля соэкструдируют многослойный элемент кабеля, принуждая одиночные слои упомянутого многослойного элемента контактировать друг с другом перед экструзией на проводник, так что многослойный элемент образуется в положении, которое находится выше по потоку относительно точки контакта между проводником кабеля и многослойным элементом кабеля.Conventional cable fabrication methods are also known in which a multilayer cable element is coextruded onto a cable conductor, forcing the single layers of said multilayer element to contact each other before extrusion onto the conductor, so that the multilayer element is formed in a position that is upstream of the contact point between the conductor cable and multi-layer cable element.

Например, документ US-3737490 описывает способ изготовления экструдированного композитного покрытия электрического кабеля на непрерывно продвигающейся жиле посредством «плавающего» (от англ. float-down) способа, причем упомянутое покрытие содержит два или более слоя различных покрывающих материалов. Данный способ содержит прохождение жилы через жильную трубку экструзионной машины, которая подает экструдируемые, периферийно непрерывные слои покрывающих материалов одновременно в направлении выходного конца экструзионной машины; приведение экструдированных слоев в полный и тесный граничный контакт выше по потоку относительно выходного конца экструзионной машины; осуществление непрерывной обработки сформированного таким образом композитного покрытия посредством прохождения покрытой жилы через камеру, герметично присоединенную к выходному концу экструзионной машины и содержащую текучую среду с давлением выше атмосферного; и, в то же время, нагнетание флюида под давлением вовнутрь жильной трубки и поддержание данного флюида под давлением, которое меньше давления текучей среды на такую величину, что разность давлений поперек экструдированного композитного покрытия у экструзионного сопла достаточна для того, чтобы заставить экструдированное композитное покрытие крепко садиться на жилу по мере ее появления из экструзионной машины, но не достаточна для того, чтобы загонять экструдированное композитное покрытие обратно вдоль жильной трубки. Кроме того, упомянутый документ описывает поперечную головку экструзионной машины, имеющую у своего выходного конца кольцевое экструзионное сопло, ограниченное внешней фильерой и внутренней фильерой, которое крепится к переднему концу жильной трубки, проходящей через головку. Выше по потоку относительно экструзионного сопла находится промежуточная фильера. Полупроводящий полиэтилен в пластическом состоянии подается в кольцевое пространство между внутренней фильерой и промежуточной фильерой через канал подачи, и изолирующий полиэтилен в пластическом состоянии подается в кольцевое пространство между промежуточной фильерой и внешней фильерой через канал подачи. Промежуточная фильера располагается по отношению к внешней фильере и внутренней фильере так, что экструдированные слои полупроводящего полиэтилена и изолирующего полиэтилена приходят в полный и тесный граничный контакт выше по потоку относительно экструзионного сопла. С помощью данного способа на секторный проводник может быть нанесено композитное покрытие, содержащее внутренний полупроводящий сшиваемый полиэтиленовый слой с радиальной толщиной 0,5 мм и внешний изолирующий сшиваемый полиэтиленовый слой с радиальной толщиной 2,8 мм.For example, US Pat. No. 3,737,490 describes a method for manufacturing an extruded composite cable coating of an electric cable on a continuously moving conductor by means of a “floating” (from the English float-down) method, said coating comprising two or more layers of different coating materials. This method comprises passing a core through a core tube of an extrusion machine that feeds extrudable, peripherally continuous layers of coating materials simultaneously towards the outlet end of the extrusion machine; bringing the extruded layers into full and close boundary contact upstream relative to the output end of the extrusion machine; performing continuous processing of the composite coating thus formed by passing the coated core through a chamber sealed to the outlet end of the extrusion machine and containing a fluid with a pressure above atmospheric; and at the same time, forcing the fluid under pressure inside the core tube and maintaining the fluid under pressure that is less than the fluid pressure by such a value that the pressure difference across the extruded composite coating at the extrusion nozzle is sufficient to force the extruded composite coating to firmly sit on the core as it emerges from the extrusion machine, but is not sufficient to drive the extruded composite coating back along the core tube. Furthermore, said document describes a transverse head of an extrusion machine having at its output end an annular extrusion nozzle bounded by an external die and an internal die, which is attached to the front end of the core tube passing through the head. An upstream die is located upstream of the extrusion nozzle. Semiconducting polyethylene in a plastic state is fed into the annular space between the inner die and the intermediate die through the feed channel, and insulating polyethylene in the plastic state is fed into the annular space between the intermediate die and the outer die through the feed channel. The intermediate die is positioned relative to the outer die and the inner die so that the extruded layers of semiconducting polyethylene and insulating polyethylene come into full and close boundary contact upstream of the extrusion nozzle. Using this method, a composite coating may be applied to a sector conductor containing an internal semiconductible crosslinkable polyethylene layer with a radial thickness of 0.5 mm and an external insulating crosslinkable polyethylene layer with a radial thickness of 2.8 mm.

Документ US-4093414 описывает фильеру, с помощью которой термопластические изолирующие составы могут быть соэкструдированы для нанесения пенной/пленочной изоляции поверх проводника кабеля, в частности, в способе изготовления телефонного провода. Согласно упомянутому документу применяются только один наконечник и одна экструзионная фильера для нанесения двух слоев изолирующего материала (первый ячеистый изолирующий слой и второй сплошной изолирующий слой поверх упомянутого ячеистого слоя) с сепаратором потока расплава между подводами изоляции по мере их приближения к концу наконечника, через который проходит проводник. Сепаратор потока расплава предохраняет изолирующие материалы от «слияния» до того, как они приблизятся к выпускному концу единственного наконечника, причем упомянутый сепаратор потока расплава оканчивается на некотором расстоянии сзади от конца наконечника, так что можно избежать разрушения ячеистой структуры внутреннего слоя.No. 4,093,414 describes a die with which thermoplastic insulating compositions can be coextruded to apply foam / film insulation over a cable conductor, in particular in a method for manufacturing a telephone wire. According to the aforementioned document, only one tip and one extrusion die are used to apply two layers of insulating material (the first cellular insulating layer and the second continuous insulating layer on top of the said cellular layer) with a melt flow separator between the insulation leads as they approach the end of the tip through which passes conductor. The melt flow separator prevents insulating materials from “fusing” before they approach the outlet end of a single tip, said melt flow separator ending at some distance behind the tip end, so that the cellular structure of the inner layer can be destroyed.

Документ ЕР-534208 описывает экструзионную головку для соэкструзии по меньшей мере двух различных пластических материалов, которые обеспечиваются посредством двух каналов подачи, которые открываются в общее выходное сопло и в щелевидную зону гомогенизации, которая служит для гомогенизации потока материала. Зона гомогенизации внутреннего материала простирается по существу в осевом направлении, тогда как зона гомогенизации внешнего материала простирается по существу в радиальном направлении. Упомянутыми по меньшей мере двумя пластическими материалами может быть покрыта вытянутая деталь.EP-534208 describes an extrusion die for coextrusion of at least two different plastic materials that are provided by two feed channels that open into a common outlet nozzle and into a slit-shaped homogenization zone, which serves to homogenize the material flow. The homogenization zone of the internal material extends essentially in the axial direction, while the homogenization zone of the external material extends essentially in the radial direction. Mentioned at least two plastic materials may be coated elongated part.

Заявитель обнаружил, что в случае, когда экструдированный внутренний полупроводящий слой контактирует с экструдированным изолирующим слоем в положении, которое располагается выше по потоку относительно точки контакта между проводником кабеля и внутренним полупроводящим слоем, тянущее действие, оказываемое на внутренний полупроводящий слой (при экструдировании) проводником кабеля (при движении вдоль экструзионной головки) преимущественно распространяется по всей толщине, которая состоит из суммы толщин внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя соответственно.Applicant has found that when the extruded inner semiconducting layer is in contact with the extruded insulating layer in a position that is located upstream of the contact point between the cable conductor and the inner semiconducting layer, the pulling effect exerted on the inner semiconducting layer (during extrusion) of the cable conductor (when moving along the extrusion head) mainly spreads over the entire thickness, which consists of the sum of the thicknesses of the inner semiconducting layer and insulating layer, respectively.

Следовательно, благодаря тому факту, что при контакте с проводником внутренний полупроводящий слой ограничивается - у его радиально внешней части - посредством присутствия изолирующего слоя, уже экструдированного на него, а не неподвижной стенкой фильеры, подходящей для экструдирования внутреннего полупроводящего слоя (как в случае, когда внутренний полупроводящий слой и изолирующий слой отдельно экструдируют на формируемую кабельную жилу), растягивающее действие, оказываемое проводником кабеля на внутренний полупроводящий слой, уже соединенный с изолирующим слоем, не вызывает образования неоднородностей толщины и/или разрывов на границе раздела проводник/внутренний полупроводящий слой.Therefore, due to the fact that upon contact with the conductor, the inner semiconducting layer is limited — at its radially outer part — by the presence of an insulating layer already extruded onto it, rather than by a fixed die wall suitable for extruding the inner semiconducting layer (as in the case when the inner semiconducting layer and the insulating layer are separately extruded onto the cable conductor being formed), the tensile effect exerted by the cable conductor on the inner semiconducting layer, is already connected to the insulating layer does not cause thickness inhomogeneities and / or gaps at the conductor / inner semiconducting layer.

Заявитель дополнительно установил, что для того, чтобы изготавливать компактную кабельную жилу, которая снабжена очень тонким внутренним полупроводящим слоем, необходимо заставить внутренний полупроводящий слой контактировать с изолирующим слоем в положении, которое находится выше по потоку относительно точки контакта между проводником кабеля и внутренним полупроводящим слоем, и, кроме того, осуществлять этап смыкания внутреннего полупроводящего материала с изолирующим материалом - в точке их контакта - таким образом, что в экструдируемых материалах во время их контакта и смыкания не возникают нестабильности потоков вдоль экструзионной головки.The applicant further found that in order to produce a compact cable core that is provided with a very thin inner semiconducting layer, it is necessary to force the inner semiconducting layer to contact the insulating layer in a position that is upstream of the contact point between the cable conductor and the inner semiconducting layer, and, in addition, to carry out the step of closing the internal semiconducting material with an insulating material - at the point of contact - in such a way that in the extrudate uemyh materials during their contact and closure does not occur instability flows along the die.

Другими словами, Заявитель установил, что условия экструзии двух материалов (условия проведения процесса, например, течение материала, а также геометрические условия, например, взаимное расстояние и конфигурация фильер) влияют на реологические свойства у поверхности раздела внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя.In other words, the Applicant has determined that the extrusion conditions of the two materials (process conditions, for example, material flow, as well as geometric conditions, such as the mutual distance and configuration of the dies) affect the rheological properties at the interface between the inner semiconducting layer and the insulating layer.

Поэтому, для того чтобы гарантировать, что достигаются желаемая толщина внутреннего полупроводящего слоя и его продольная однородность, Заявитель обнаружил, что вблизи точки контакта внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя разность касательного напряжения внутреннего полупроводящего материала и касательного напряжения изолирующего материала должна быть как можно меньше с тем, чтобы избежать нестабильностей потоков экструдируемых материалов, или, по меньшей мере, заметно снижена, и смыкание двух материалов не должно приводить к образованию деформаций в двух контактирующих слоях.Therefore, in order to ensure that the desired thickness of the inner semiconducting layer and its longitudinal uniformity are achieved, the Applicant has found that near the contact point of the inner semiconducting layer and the insulating layer, the difference in the shear stress of the inner semiconducting material and the shear stress of the insulating material should be as small as possible in order to avoid instabilities in the flow of extrudable materials, or at least significantly reduced, and the closure of the two materials should not led to the formation of deformation in two contacting layers.

Более конкретно, Заявитель обнаружил, что вблизи точки контакта внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя и касательным напряжением изолирующего слоя должно составлять между 0,5 и 4.More specifically, the Applicant has found that, near the contact point of the inner semiconducting layer and the insulating layer, the ratio between the shear stress of the inner semiconducting layer and the shear stress of the insulating layer should be between 0.5 and 4.

Согласно одному своему аспекту настоящее изобретение касается способа изготовления кабеля, содержащего:In one aspect, the present invention relates to a method for manufacturing a cable, comprising:

- проводник;- conductor;

- внутренний полупроводящий слой, окружающий упомянутый проводник и имеющий толщину, меньшую или равную 0,4 мм, иan inner semiconducting layer surrounding said conductor and having a thickness less than or equal to 0.4 mm, and

- изолирующий слой, окружающий упомянутый полупроводящий слой, причем упомянутый способ содержит этапы:an insulating layer surrounding said semiconducting layer, said method comprising the steps of:

- подачи проводника с предварительно заданной скоростью подачи в экструзионную головку, содержащую первый экструзионный канал для экструзии внутреннего полупроводящего слоя и второй экструзионный канал для экструзии изолирующего слоя, причем упомянутый первый экструзионный канал и упомянутый второй экструзионный канал отделены друг от друга первой экструзионной фильерой, и- feeding the conductor with a predetermined feed rate to the extrusion head containing the first extrusion channel for extruding the inner semiconducting layer and the second extrusion channel for extruding the insulating layer, said first extrusion channel and said second extrusion channel being separated from each other by the first extrusion die, and

- соэкструзии внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя, причем упомянутый этап соэкструзии включает в себя:- coextrusion of the inner semiconducting layer and the insulating layer, and the said stage of coextrusion includes:

• обеспечение первого кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала и второго кольцевого потока изолирующего материала;• providing a first annular flow of internal semiconducting material and a second annular flow of insulating material;

• контактирование внешней поверхности упомянутого первого кольцевого потока и внутренней поверхности упомянутого второго кольцевого потока на некотором осевом расстоянии от точки контакта, где внутренняя поверхность упомянутого первого кольцевого потока контактирует с проводником;• contacting the outer surface of said first annular flow and the inner surface of said second annular flow at an axial distance from the contact point, where the inner surface of said first annular flow is in contact with a conductor;

• выбор в сочетании упомянутой предварительно заданной скорости и упомянутой точки контакта как функции динамической вязкости внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала так, что отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя у радиально внутренней стенки упомянутой первой экструзионной фильеры и касательным напряжением изолирующего слоя у радиально внешней стенки упомянутой первой экструзионной фильеры вблизи упомянутой точки контакта составляет от примерно 0,5 до 4;• selection in combination of said predetermined speed and said contact point as a function of the dynamic viscosity of the inner semiconducting material and the insulating material so that the ratio between the shear stress of the inner semiconducting layer at the radially inner wall of said first extrusion die and the shear stress of the insulating layer at the radially outer wall of said the first extrusion die near said contact point is from about 0.5 to 4;

- компрессионной экструзии изолирующего слоя и внутреннего полупроводящего слоя на проводник.- compression extrusion of the insulating layer and the inner semiconducting layer on the conductor.

Предпочтительно, упомянутое осевое расстояние, которое измеряется вдоль направления продвижения проводника кабеля, больше или равно 0,5 диаметра проводника. Более предпочтительно, упомянутое расстояние лежит в диапазоне от примерно 0,6 до примерно 10 диаметров проводника.Preferably, said axial distance, which is measured along the direction of advancement of the cable conductor, is greater than or equal to 0.5 of the diameter of the conductor. More preferably, said distance is in the range of from about 0.6 to about 10 diameters of the conductor.

В настоящем описании и последующей формуле изобретения термин «вблизи точки контакта» означает, что касательное напряжение двух экструдируемых слоев (т.е. внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя) вычисляется у соответствующей стенки экструзионной фильеры (радиально внутренней стенки и радиально внешней стенки соответственно) непосредственно перед тем, как упомянутые два слоя войдут во взаимный контакт, т.е. непосредственно перед тем, как упомянутые два слоя оставят соответствующие стенки экструзионной фильеры.In the present description and the following claims, the term “near the contact point” means that the shear stress of two extrudable layers (i.e., the inner semiconducting layer and the insulating layer) is calculated directly from the corresponding wall of the extrusion die (radially inner wall and radially outer wall, respectively) directly before the mentioned two layers come into mutual contact, i.e. just before the two layers mentioned leave the corresponding walls of the extrusion die.

Предпочтительно, отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя у радиально внутренней стенки первой экструзионной фильеры и касательным напряжением изолирующего слоя у радиально внешней стенки первой экструзионной фильеры вблизи точки контакта составляет от примерно 0,7 до примерно 3,0.Preferably, the ratio between the shear stress of the inner semiconducting layer at the radially inner wall of the first extrusion die and the shear stress of the insulating layer at the radially outer wall of the first extrusion die near the contact point is from about 0.7 to about 3.0.

Более предпочтительно, упомянутое отношение равно примерно 1, т.е. касательное напряжение внутреннего полупроводящего слоя у радиально внутренней стенки первой экструзионной фильеры по существу равно касательному напряжению изолирующего слоя у радиально внешней стенки первой экструзионной фильеры.More preferably, said ratio is about 1, i.e. the shear stress of the inner semiconducting layer at the radially inner wall of the first extrusion die is essentially equal to the shear stress of the insulating layer at the radially outer wall of the first extrusion die.

В настоящем описании и последующей формуле изобретения термин «компрессионная экструзия» слоя, выполненного из полимерного материала, означает, что внутри экструзионной головки давление упомянутого материала выше, чем атмосферное давление, и что у выхода из экструзионной головки диаметр экструдированного полимерного слоя больше или равен внутреннему диаметру экструзионной фильеры, отвечающей за формирование упомянутого полимерного слоя (это означает, что у выхода экструзионной головки диаметр экструдированного полимерного слоя существенно не снижается).In the present description and the following claims, the term "compression extrusion" of a layer made of a polymeric material means that the pressure of said material inside the extrusion die is higher than atmospheric pressure, and that at the exit of the extrusion die the diameter of the extruded polymer layer is greater than or equal to the inner diameter extrusion die, responsible for the formation of the aforementioned polymer layer (this means that at the exit of the extrusion head the diameter of the extruded polymer layer is not significantly reduced).

Согласно настоящему изобретению способ изготовления кабеля позволяет получать очень тонкий внутренний полупроводящий слой, т.е. внутренний полупроводящий слой с толщиной, меньшей или равной 0,4 мм.According to the present invention, the cable manufacturing method allows a very thin inner semiconducting layer to be obtained, i.e. inner semiconducting layer with a thickness less than or equal to 0.4 mm

Предпочтительно, толщина внутреннего полупроводящего слоя находится в диапазоне от примерно 0,05 мм до примерно 0,4 мм.Preferably, the thickness of the inner semiconducting layer is in the range of from about 0.05 mm to about 0.4 mm.

Более предпочтительно, толщина внутреннего полупроводящего слоя находится в диапазоне от примерно 0,2 мм до примерно 0,3 мм.More preferably, the thickness of the inner semiconducting layer is in the range of from about 0.2 mm to about 0.3 mm.

Как описано в документе WO 04/003940, Заявитель дополнительно наблюдал, что посредством снабжения кабеля защитным элементом, содержащим вспененный полимерный слой, подходящий для придания кабелю предварительно заданной устойчивости к случайным ударам, можно сделать конструкцию кабеля более компактной, чем конструкция обычного кабеля.As described in document WO 04/003940, the Applicant further observed that by providing a cable with a protective element containing a foamed polymer layer suitable for imparting a predetermined resistance to accidental shock to the cable, the cable structure can be made more compact than a conventional cable.

Фактически Заявитель обнаружил, что посредством снабжения кабеля защитным элементом, содержащим вспененный полимерный слой, можно выгодным образом уменьшить толщину изолирующего слоя кабеля до электрической нагрузки, сравнимой с электрической прочностью изолирующего материала. Кроме того, можно уменьшать толщину внутреннего и внешнего полупроводящих слоев, окружающих изолирующий слой, получая более компактную конструкцию кабельной жилы без снижения свойств ее электрического и механического сопротивления.In fact, the Applicant has found that by providing the cable with a protective element containing a foamed polymer layer, it is possible to advantageously reduce the thickness of the insulating layer of the cable to an electrical load comparable to the electric strength of the insulating material. In addition, it is possible to reduce the thickness of the inner and outer semiconducting layers surrounding the insulating layer, obtaining a more compact design of the cable core without reducing the properties of its electrical and mechanical resistance.

Предпочтительно, способ изготовления по настоящему изобретению подходит для получения электрического кабеля, который снабжен сплошным стержневым проводником, профиль внешнего контура которого имеет правильное круглое сечение.Preferably, the manufacturing method of the present invention is suitable for producing an electric cable that is provided with a solid rod conductor, the profile of the outer contour of which has a regular round section.

Альтернативно, проводник кабеля может быть выполнен из скрученных металлических проволок, при том условии, что профиль внешнего контура скрученной структуры не содержит неоднородностей из-за составного строения проводника, совокупность которых не может быть сглажена с электрической точки зрения внутренним полупроводящим слоем.Alternatively, the cable conductor may be made of twisted metal wires, provided that the profile of the outer contour of the twisted structure does not contain inhomogeneities due to the composite structure of the conductor, the combination of which cannot be smoothed from an electrical point of view by an internal semiconducting layer.

Предпочтительно, способ изготовления кабеля по настоящему изобретению представляет собой непрерывный способ, т.е. кабель производится в отсутствие промежуточных фаз покоя или хранения.Preferably, the cable manufacturing method of the present invention is a continuous method, i.e. the cable is produced in the absence of intermediate phases of rest or storage.

В настоящем описании и последующей формуле изобретения под «непрерывным способом» подразумевается способ, в котором время, требуемое для изготовления заданной длины кабеля, обратно пропорционально скорости продвижения кабеля в линии, так что исключаются промежуточные фазы покоя между подачей проводника и выходом готового кабеля.In the present description and the following claims, “continuous method” means a method in which the time required to produce a given cable length is inversely proportional to the speed of cable advancement in the line, so that intermediate phases of rest between the conductor feed and the finished cable exit are eliminated.

Предпочтительно, скорость линии в способе согласно настоящему изобретению составляет от примерно 30 до примерно 100 м/мин.Preferably, the line speed in the method according to the present invention is from about 30 to about 100 m / min.

Способ по настоящему изобретению дополнительно содержит этап обеспечения внешнего полупроводящего слоя, окружающего изолирующий слой, с получением кабельной жилы.The method of the present invention further comprises the step of providing an external semiconducting layer surrounding the insulating layer to form a cable core.

Затем способ по настоящему изобретению дополнительно содержит этап охлаждения кабельной жилы, например, путем прохождения кабеля через вытянутый открытый канал, в котором течет охлаждающая текучая среда. Вода представляет собой предпочтительный пример такой охлаждающей текучей среды.Then, the method of the present invention further comprises the step of cooling the cable core, for example, by passing the cable through an elongated open channel in which the cooling fluid flows. Water is a preferred example of such a cooling fluid.

Предпочтительно, способ по настоящему изобретению дополнительно содержит этап сушки охлажденной кабельной жилы с тем, чтобы удалить остатки охлаждающей текучей среды, такие как влага или капли воды, особенно в случае, когда такие остатки оказываются вредными для общих рабочих характеристик кабеля.Preferably, the method of the present invention further comprises the step of drying the chilled cable core so as to remove residual cooling fluid, such as moisture or water droplets, especially when such residues are detrimental to the overall performance of the cable.

Кроме того, способ по настоящему изобретению дополнительно содержит этап обеспечения металлической оболочки вокруг кабельной жилы, которая может быть сформирована из сложенного в длину металлического листа или из спирально наматываемых проволок или лент.In addition, the method of the present invention further comprises the step of providing a metal sheath around the cable core, which can be formed from a folded length of metal sheet or from spirally wound wires or tapes.

Кроме того, предпочтительно способ по настоящему изобретению содержит этап нанесения ударозащитного элемента вокруг металлической оболочки. Предпочтительно, упомянутый ударозащитный элемент наносят путем экструзии. Предпочтительно, упомянутый ударозащитный элемент содержит невспененный полимерный слой и вспененный полимерный слой. Предпочтительно, вспененный полимерный слой располагается радиально снаружи по отношению к невспененному полимерному слою. Предпочтительно, невспененный полимерный слой и вспененный полимерный слой наносят путем соэкструзии.In addition, preferably, the method of the present invention comprises the step of applying a shockproof element around a metal sheath. Preferably, said shockproof element is applied by extrusion. Preferably, said shockproof element comprises an unfoamed polymer layer and a foamed polymer layer. Preferably, the foamed polymer layer extends radially outward with respect to the non-foamed polymer layer. Preferably, the non-foamed polymer layer and the foamed polymer layer are applied by coextrusion.

Обычно способ по изобретению дополнительно содержит этап нанесения наружной оболочки вокруг металлической оболочки. Предпочтительно, наружную оболочку наносят путем экструзии.Typically, the method of the invention further comprises the step of applying an outer shell around the metal shell. Preferably, the outer shell is applied by extrusion.

Наконец, способ по настоящему изобретению содержит дополнительный этап охлаждения и затем этап сматывания для сбора готового кабеля на катушку.Finally, the method of the present invention comprises an additional cooling step and then a winding step to collect the finished cable to a reel.

Настоящее изобретение выгодным образом применимо не только к электрическим кабелям для передачи или распределения электроэнергии, но также к кабелям смешанного силового/телекоммуникационного типа, которые включают в себя жилу оптического волокна. В данном смысле, следовательно, в оставшейся части настоящего описания и последующей формуле изобретения термин «проводник» означает металлический проводник или проводник смешанного электрического/оптического типа.The present invention is advantageously applicable not only to electric cables for transmitting or distributing electricity, but also to cables of mixed power / telecommunication type, which include an optical fiber core. In this sense, therefore, in the remainder of the present description and the following claims, the term “conductor” means a metal conductor or a mixed electric / optical type conductor.

Дополнительные подробности будут проиллюстрированы в последующем подробном описании со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:Additional details will be illustrated in the following detailed description with reference to the accompanying drawings, in which:

• Фиг.1 представляет собой вид в перспективе электрического кабеля, полученного с помощью способа изготовления по настоящему изобретению;• Figure 1 is a perspective view of an electric cable obtained using the manufacturing method of the present invention;

• Фиг.2 представляет собой частный вид в продольном разрезе экструзионной головки согласно обычному способу изготовления униполярного электрического кабеля;• FIG. 2 is a partial longitudinal sectional view of an extrusion head according to a conventional method for manufacturing a unipolar electrical cable;

• Фиг.3 представляет собой частный вид в продольном разрезе экструзионной головки согласно способу изготовления по настоящему изобретению, и• FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view of an extrusion die according to the manufacturing method of the present invention, and

• Фиг.4 и 5 представляют собой схематичные частные виды распределения скоростей и распределения касательных напряжений ньютоновской и неньютоновской жидкости соответственно, текущей через кольцевой канал.• Figures 4 and 5 are schematic partial views of the distribution of velocities and the distribution of shear stresses of Newtonian and non-Newtonian fluids, respectively, flowing through an annular channel.

Фиг.1 показывает вид в перспективе, частично в сечении, электрического кабеля 1, который преимущественным образом получают способом изготовления по настоящему изобретению, в типичном случае предназначенный для применения в диапазоне среднего и высокого напряжения.Figure 1 shows a perspective view, partially in cross section, of an electric cable 1, which is advantageously obtained by the manufacturing method of the present invention, typically intended for use in the medium and high voltage range.

Кабель 1 имеет кабельную жилу, которая содержит проводник 2, внутренний полупроводящий слой 3, изолирующий слой 4 и внешний полупроводящий слой 5.Cable 1 has a cable core that contains a conductor 2, an inner semiconducting layer 3, an insulating layer 4, and an outer semiconducting layer 5.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, показанному на фигуре 1, проводник 2 представляет собой металлический стержень, предпочтительно выполненный из меди или алюминия. Альтернативно (не показано на фиг.1), проводник 2 содержит по меньшей мере две металлических проволоки, предпочтительно из меди или алюминия, которые скручены вместе согласно любым обычным технологиям с образованием сердцевины.According to the preferred embodiment shown in FIG. 1, conductor 2 is a metal rod, preferably made of copper or aluminum. Alternatively (not shown in FIG. 1), conductor 2 comprises at least two metal wires, preferably of copper or aluminum, which are twisted together according to any conventional core forming technique.

Площадь сечения проводника 2 определяется в соотношении с передаваемой мощностью при выбранном напряжении. Предпочтительные площади сечения для компактных кабелей, произведенных способом по настоящему изобретению, составляют в диапазоне от 16 до 1000 мм2.The cross-sectional area of conductor 2 is determined in relation to the transmitted power at the selected voltage. Preferred cross-sectional areas for compact cables produced by the method of the present invention are in the range of 16 to 1000 mm 2 .

Обычно изолирующий слой 4 выполнен из сшитой или несшитой полимерной композиции, например, выбранной из: полиолефинов (гомополимеров или сополимеров разных олефинов), сополимеров олефина/этиленоненасыщенного сложного эфира, сложных полиэфиров, простых полиэфиров, сополимеров простого полиэфира/сложного полиэфира и их смесей. Примеры упомянутых полимеров представляют собой: полиэтилен (ПЭ), в частности линейный ПЭ низкой плотности (ЛПЭНП); полипропилен (ПП); термопластические сополимеры пропилена/этилена; этилен-пропиленовые каучуки (ЭПК) или каучуки на основе сополимера этилена, пропилена и диенового мономера (ЭПДМ); натуральные каучуки; бутилкаучуки; сополимеры этилена/винилацетата (ЭВА); сополимеры этилена/метилакрилата (ЭМА); сополимеры этилена/этилакрилата (ЭЭА); сополимеры этилена/бутилакрилата (ЭБА); сополимеры этилена/α-олефина и им подобные.Typically, the insulating layer 4 is made of a crosslinked or non-crosslinked polymer composition, for example, selected from: polyolefins (homopolymers or copolymers of different olefins), copolymers of olefin / ethylenically unsaturated ester, polyesters, polyethers, copolymers of polyester / polyester and mixtures thereof. Examples of said polymers are: polyethylene (PE), in particular linear low density PE (LLDPE); polypropylene (PP); thermoplastic propylene / ethylene copolymers; ethylene-propylene rubbers (EPA) or rubbers based on a copolymer of ethylene, propylene and diene monomer (EPDM); natural rubbers; butyl rubbers; ethylene / vinyl acetate copolymers (EVA); ethylene / methyl acrylate copolymers (EMA); ethylene / ethyl acrylate (EEA) copolymers; ethylene / butyl acrylate copolymers (EBA); ethylene / α-olefin copolymers and the like.

Предпочтительно, упомянутый изолирующий слой 4 выполнен из несшитого основного полимерного материала.Preferably, said insulating layer 4 is made of a non-crosslinked base polymer material.

В настоящем описании термин «изолирующий материал» применяется для обозначения материала, имеющего диэлектрическую прочность по меньшей мере 5 кВ/мм, предпочтительно - больше, чем 10 кВ/мм. Для кабелей передачи электроэнергии среднего-высокого напряжения изолирующий материал имеет диэлектрическую прочность больше, чем 40 кВ/мм.As used herein, the term “insulating material” is used to mean a material having a dielectric strength of at least 5 kV / mm, preferably greater than 10 kV / mm. For medium-high voltage power transmission cables, the insulating material has a dielectric strength greater than 40 kV / mm.

Предпочтительно, изолирующий материал изолирующего слоя 4 представляет собой невспененный полимерный материал. В настоящем изобретении термин «невспененный» полимерный материал используется для обозначения материала, который по существу свободен от пустого объема внутри его структуры, т.е. материала, имеющего по существу нулевую степень расширенности, как лучше объясняется в следующей части настоящего описания. В частности, упомянутый изолирующий материал имеет плотность 0,85 г/см3 или более.Preferably, the insulating material of the insulating layer 4 is an unfoamed polymeric material. In the present invention, the term “non-foamed” polymer material is used to mean a material that is substantially free of empty space within its structure, i.e. material having essentially zero degree of expansion, as best explained in the next part of the present description. In particular, said insulating material has a density of 0.85 g / cm 3 or more.

Обычно изолирующий слой кабелей передачи электроэнергии имеет диэлектрическую постоянную (К) больше, чем 2.Typically, the insulating layer of power transmission cables has a dielectric constant (K) of greater than 2.

Внутренний полупроводящий слой 3 и внешний полупроводящий слой 5, оба невспененные, получают согласно способу по настоящему изобретению (как подробно описывается в следующей части настоящего описания), причем основной полимерный материал и углеродную сажу (последняя используется для того, чтобы сделать упомянутые слои электрически полупроводящими) выбирают из указанных в следующей части настоящего описания.The inner semiconducting layer 3 and the outer semiconducting layer 5, both non-foamed, are prepared according to the method of the present invention (as described in detail in the next part of the present description), the main polymer material and carbon black (the latter being used to make the said layers electrically semiconducting) selected from those indicated in the next part of the present description.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения внутренний и внешний полупроводящие слои 3, 5 содержат несшитый основной полимерный материал, более предпочтительно - полипропиленовое соединение.In a preferred embodiment of the present invention, the inner and outer semiconductor layers 3, 5 comprise a non-crosslinked base polymer material, more preferably a polypropylene compound.

Кроме того, кабель 1 дополнительно содержит металлическую оболочку 6, которая окружает кабельную жилу. Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.1, металлическая оболочка 6 выполнена из непрерывного металлического листа, которому придана форма трубки. Предпочтительно, металлическая оболочка выполнена из алюминия или, альтернативно, из меди. В некоторых случаях также можно использовать свинец.In addition, the cable 1 further comprises a metal sheath 6 that surrounds the cable core. According to the embodiment shown in FIG. 1, the metal sheath 6 is made of a continuous metal sheet that is shaped like a tube. Preferably, the metal sheath is made of aluminum or, alternatively, of copper. In some cases, lead can also be used.

Металлическая оболочка 6 свернута вокруг внешнего полупроводящего слоя 5, причем перекрывающиеся кромки имеют проложенный уплотняющий материал с тем, чтобы сделать металлическую оболочку водонепроницаемой. Альтернативно, металлическая оболочка сварена.The metal sheath 6 is folded around the outer semiconducting layer 5, the overlapping edges having padded sealing material so as to make the metal sheath waterproof. Alternatively, the metal shell is welded.

Альтернативно, металлическая оболочка 6 выполнена из спирально навитых металлических проволок или полос, расположенных вокруг упомянутого внешнего полупроводящего слоя 5.Alternatively, the metal sheath 6 is made of spirally wound metal wires or strips located around said outer semiconducting layer 5.

Обычно металлическая оболочка покрыта наружной оболочкой (не показана на фигуре 1), состоящей из сшитого или несшитого полимерного материала, например, поливинилхлорида (ПВХ) или полиэтилена (ПЭ).Typically, the metal shell is coated with an outer shell (not shown in FIG. 1) consisting of a crosslinked or non-crosslinked polymeric material, for example, polyvinyl chloride (PVC) or polyethylene (PE).

Согласно варианту осуществления, показанному на фиг.1, в положении, радиально внешнем по отношению к металлической оболочке 6, кабель 1 снабжен защитным элементом 7. Согласно упомянутому варианту осуществления защитный элемент 7 содержит вспененный полимерный слой 9, который заключен между двумя невспененными полимерными слоями, внешним (первым) невспененным полимерным слоем 10 и внутренним (вторым) невспененным полимерным слоем 8 соответственно. Защитный элемент 7 выполняет функцию защиты кабеля от любого внешнего удара, случающегося с кабелем, посредством по меньшей мере частичного поглощения упомянутого удара.According to the embodiment shown in FIG. 1, in a position radially external to the metal sheath 6, the cable 1 is provided with a protective element 7. According to the said embodiment, the protective element 7 comprises a foamed polymer layer 9 that is sandwiched between two non-foamed polymer layers, external (first) non-foamed polymer layer 10 and internal (second) non-foamed polymer layer 8, respectively. The protective element 7 performs the function of protecting the cable from any external impact that occurs with the cable by at least partially absorbing said impact.

Согласно европейскому патенту № 981821 на имя Заявителя полимерный материал, составляющий вспененный полимерный слой 9, может быть вспениваемым полимером любого типа, таким как, например: полиолефины, сополимеры разных олефинов, сополимеры олефина с этиленоненасыщенным сложным эфиром, сложные полиэфиры, поликарбонаты, полисульфоны, фенольные смолы, смолы мочевины и их смеси. Примеры подходящих полимеров представляют собой: полиэтилен (ПЭ), в частности ПЭ низкой плотности (ПЭНП), ПЭ средней плотности (ПЭСП), ПЭ высокой плотности (ПЭВП), линейный ПЭ низкой плотности (ЛПЭНП), полиэтилен сверхнизкой плотности (ПЭСНП; полипропилен (ПП); эластомерные сополимеры этилена/пропилена (ЭПР) или тройные сополимеры этилена/пропилена/диенового мономера (ЭПДМ); натуральный каучук; бутилкаучук; сополимеры этилена/винилового сложного эфира, например, этилена/винилацетата (ЭВА); сополимеры этилена/акрилата, в частности, этилена/метилакрилата (ЭМА), этилена/этилакрилата (ЭЭА) и этилена/бутилакрилата (ЭБА); термопластические сополимеры этилена/α-олефина; полистирол; сополимеры акрилонитрила/бутадиена/стирола (АБС); галогенированные полимеры, в частности, поливинилхлорид (ПВХ); полиуретан (ПУР); полиамиды; ароматические сложные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат (ПЭТ) или полибутилентерефталат (ПБТ); и их сополимеры или их механические смеси.According to European patent No. 981821 in the name of the Applicant, the polymer material constituting the foamed polymer layer 9 can be any type of expandable polymer, such as, for example: polyolefins, copolymers of different olefins, copolymers of olefin with ethylenically unsaturated ester, polyesters, polycarbonates, polysulfones, phenolic resins, urea resins and mixtures thereof. Examples of suitable polymers are: polyethylene (PE), in particular low density PE (LDPE), medium density PE (MESP), high density PE (HDPE), linear low density PE (LLDPE), ultra low density polyethylene (PESNP; polypropylene ( PP); elastomeric ethylene / propylene copolymers (EPR) or triple copolymers of ethylene / propylene / diene monomer (EPDM); natural rubber; butyl rubber; ethylene / vinyl ester copolymers, e.g. ethylene / vinyl acetate (EVA); ethylene / acrylate copolymers, in particular ethylene / meth lacrylate (EMA), ethylene / ethyl acrylate (EEA) and ethylene / butyl acrylate (EBA); thermoplastic copolymers of ethylene / α-olefin; polystyrene; copolymers of acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS); halogenated polymers, in particular, polyvinyl chloride; polyurethane (PUR); polyamides; aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate (PBT); and their copolymers or mechanical mixtures thereof.

Для целей настоящего изобретения под термином «вспененный» полимер понимается полимер, в структуре которого процент «пустого» объема (то есть пространство, занятое не полимером, а газом или воздухом) обычно составляет больше, чем 10% от всего объема упомянутого полимера.For the purposes of the present invention, the term "foamed" polymer refers to a polymer in the structure of which the percentage of "empty" volume (that is, the space occupied not by the polymer, but by gas or air) is usually more than 10% of the total volume of said polymer.

Обычно процент свободного пространства во вспененном полимере выражается в единицах степени расширения (G). В настоящем описании под термином «степень расширения полимера» понимается расширение полимера, определяемое следующим образом:Typically, the percentage of free space in a foamed polymer is expressed in units of expansion ratio (G). In the present description, the term "degree of expansion of the polymer" refers to the expansion of the polymer, defined as follows:

G(степень расширения)=(d0/de-1)·100,G (degree of expansion) = (d 0 / d e -1) · 100,

где d0 обозначает плотность невспененного полимера (то есть полимера со структурой, которая по существу не имеет пустого объема), и de обозначает наблюдаемую плотность, измеренную для вспененного полимера.where d 0 denotes the density of the non-foamed polymer (i.e., a polymer with a structure that essentially has no empty volume), and d e denotes the observed density measured for the foamed polymer.

Предпочтительно, степень расширения упомянутого вспененного полимерного слоя 9 выбирают в диапазоне от 25% до 160%, более предпочтительно - от 40% до 140%.Preferably, the expansion ratio of said foamed polymer layer 9 is selected in the range from 25% to 160%, more preferably from 40% to 140%.

Предпочтительно, два невспененных полимерных слоя 8, 10 упомянутого защитного элемента 7 выполнены из полиолефиновых материалов.Preferably, the two non-foamed polymer layers 8, 10 of said security element 7 are made of polyolefin materials.

Два невспененных полимерных слоя 8, 10 могут быть выполнены из полимерного материала, выбранного из группы, содержащей: полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) (d=0,910-0,926 г/см3); сополимеры этилена с α-олефинами; полипропилен (ПП); каучуки на основе сополимера этилена/α-олефина, в частности - этилен-пропиленовые каучуки (ЭПР), каучуки на основе сополимера этилена/пропилена/диенового мономера (ЭПДМ); натуральный каучук; бутилкаучук и их смеси.Two non-foamed polymer layers 8, 10 can be made of a polymer material selected from the group consisting of: low density polyethylene (LDPE) (d = 0.910-0.926 g / cm 3 ); copolymers of ethylene with α-olefins; polypropylene (PP); rubbers based on ethylene / α-olefin copolymer, in particular ethylene-propylene rubbers (EPR), rubbers based on ethylene / propylene / diene monomer copolymer (EPDM); natural rubber; butyl rubber and mixtures thereof.

Предпочтительно, два невспененных полимерных слоя 8, 10 выполнены из термопластического материала, предпочтительно полиолефина, такого как несшитый полиэтилен (ПЭ); альтернативно может быть использован поливинилхлорид (ПВХ).Preferably, the two non-foamed polymer layers 8, 10 are made of a thermoplastic material, preferably a polyolefin, such as non-crosslinked polyethylene (PE); alternatively, polyvinyl chloride (PVC) can be used.

В варианте осуществления, показанном на фиг.1, кабель 1 дополнительно снабжен блокирующим воду слоем 11, расположенным между внешним полупроводящим слоем 5 и металлической оболочкой 6.In the embodiment shown in FIG. 1, cable 1 is further provided with a water blocking layer 11 located between the outer semiconducting layer 5 and the metal sheath 6.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения блокирующий воду слой 11 представляет собой вспененный водонабухающий полупроводящий слой, как описывается в WO 01/46965 на имя Заявителя.According to a preferred embodiment of the invention, the water blocking layer 11 is a foamed water-swelling semiconducting layer, as described in WO 01/46965 in the name of the Applicant.

Предпочтительно, упомянутый блокирующий воду слой 11 выполнен из вспененного полимерного материала, в который внедрен или в котором диспергирован водонабухающий материал.Preferably, said water blocking layer 11 is made of a foamed polymeric material into which a water-swellable material is embedded or dispersed.

Предпочтительно, вспениваемый полимер упомянутого блокирующего воду слоя 11 выбран среди указанных выше полимерных материалов.Preferably, the expandable polymer of said water blocking layer 11 is selected from the above polymeric materials.

Упомянутый блокирующий воду слой 11 предназначен для обеспечения эффективного барьера продольному проникновению воды внутрь кабеля.Said water blocking layer 11 is intended to provide an effective barrier to the longitudinal penetration of water into the cable.

Водонабухающий материал обычно состоит из гомополимера или сополимера, имеющего гидрофильные группы вдоль полимерной цепи, например: сшитая и по меньшей мере частично превращенная в соль полиакриловая кислота (например, продукты Cabloc® от C. F. Stockhausen GmbH или Waterlock® от Grain Processing Co.); крахмал или его производные, смешанные с сополимерами акриламида и акрилата натрия (например, продукты SGP Absorbent Polymer® от Henkel AG); натрийкарбоксиметилцеллюлоза (например, продукты Blanose® от Hercules Inc.).A water-swellable material usually consists of a homopolymer or copolymer having hydrophilic groups along the polymer chain, for example: crosslinked and at least partially salt-converted polyacrylic acid (for example, Cabloc® products from C. F. Stockhausen GmbH or Waterlock® from Grain Processing Co.); starch or its derivatives mixed with copolymers of acrylamide and sodium acrylate (for example, SGP Absorbent Polymer® products from Henkel AG); sodium carboxymethyl cellulose (e.g., Blanose® products from Hercules Inc.).

Кроме того, вспененный полимерный материал блокирующего воду слоя 11 может быть модифицирован, чтобы быть полупроводящим.In addition, the foamed polymeric material of the water blocking layer 11 can be modified to be semi-conductive.

Количество углеродной сажи, добавляемой в полимерную матрицу, может меняться в зависимости от типа используемых полимера и углеродной сажи, степени расширения, которую предполагается получить, вспенивающего агента и т.д. Таким образом, количество углеродной сажи должно быть таким, чтобы придавать вспененному материалу достаточные полупроводящие свойства, в частности таким, чтобы получать объемное удельное сопротивление вспененного материала при комнатной температуре менее чем 500 Ом·м, предпочтительно менее чем 20 Ом·м. Обычно количество углеродной сажи может меняться от 1 до 50% по массе, предпочтительно от 3 до 30% по массе относительно массы полимера.The amount of carbon black added to the polymer matrix may vary depending on the type of polymer and carbon black used, the degree of expansion to be obtained, a blowing agent, etc. Thus, the amount of carbon black should be such as to impart sufficient semiconducting properties to the foamed material, in particular so as to obtain a volume resistivity of the foamed material at room temperature of less than 500 Ohm · m, preferably less than 20 Ohm · m. Typically, the amount of carbon black can vary from 1 to 50% by weight, preferably from 3 to 30% by weight relative to the weight of the polymer.

Предпочтительный диапазон степени расширения блокирующего воду слоя 11 составляет от 10% до 50%.A preferred range for the degree of expansion of the water blocking layer 11 is from 10% to 50%.

Кроме того, при снабжении кабеля 1 полупроводящим блокирующим воду слоем 11 толщина внешнего полупроводящего слоя 5 может быть выгодным образом уменьшена, так как электрические свойства внешнего полупроводящего слоя 5 частично реализуются упомянутым блокирующим воду слоем. Следовательно, эта особенность выгодным образом вносит вклад в снижении толщины внешнего полупроводящего слоя и, таким образом, массы всего кабеля.In addition, by supplying the cable 1 with a semiconducting water-blocking layer 11, the thickness of the outer semiconducting layer 5 can be advantageously reduced, since the electrical properties of the outer semiconducting layer 5 are partially realized by said water-blocking layer. Therefore, this feature contributes favorably to reducing the thickness of the outer semiconducting layer and, thus, the mass of the entire cable.

Фиг.2 показывает частный вид в продольном сечении обычной экструзионной головки для изготовления жилы униполярного электрического кабеля.Figure 2 shows a partial view in longitudinal section of a conventional extrusion head for the manufacture of a core of a unipolar electric cable.

Проводник 2 кабеля разматывается с подающей катушки и подается в экструзионное оборудование, снабженное трехслойной экструзионной головкой, причем упомянутое оборудование содержит три отдельных экструдера, подающих в общую экструзионную головку с тем, чтобы наносить внутренний полупроводящий слой 3', изолирующий слой 4' и внешний полупроводящий слой 5' на проводник 2.The cable conductor 2 is unwound from the feed coil and fed to extrusion equipment equipped with a three-layer extrusion head, said equipment comprising three separate extruders feeding into a common extrusion head so as to deposit an internal semiconducting layer 3 ′, an insulating layer 4 ′, and an external semiconducting layer 5 'to conductor 2.

Фиг.2 показывает частный вид в продольном разрезе трехслойной экструзионной головки 20 экструзионного оборудования, которое само по себе известно и поэтому не показано во всей своей полноте.Figure 2 shows a partial view in longitudinal section of a three-layer extrusion head 20 of extrusion equipment, which is known per se and therefore not shown in its entirety.

Экструзионная головка 20 содержит охватываемую фильеру 21, первую промежуточную фильеру 22, вторую промежуточную фильеру 23 и охватывающую фильеру 24. Упомянутые фильеры располагаются в вышеуказанной последовательности, концентрически перекрывая друг друга и радиально удаляясь от оси Z-Z проводника 2.The extrusion head 20 comprises a male die 21, a first intermediate die 22, a second intermediate die 23 and a female die 24. Said die are arranged in the above sequence, concentrically overlapping each other and radially moving away from the Z-Z axis of conductor 2.

Более конкретно, стрелка А указывает направление продвижения проводника 2 кабеля, в радиально внешнем положении по отношению к которому экструдируется внутренний полупроводящий слой 3' через канал 25, предусмотренный между охватываемой фильерой 31 и первой промежуточной фильерой 32. Изолирующий слой 4' экструдируется в положении, радиально внешнем по отношению к внутреннему полупроводящему слою 3', через канал 26, который располагается между первой промежуточной фильерой 22 и второй промежуточной фильерой 23. Внешний полупроводящий слой 5' экструдируется в положении, радиально внешнем по отношению к изолирующему слою 4', через канал 27, который располагается между промежуточной фильерой 23 и охватывающей фильерой 24.More specifically, arrow A indicates the direction of advancement of the cable conductor 2, in a radially external position with respect to which the inner semiconducting layer 3 ′ is extruded through a channel 25 provided between the male die 31 and the first intermediate die 32. The insulating layer 4 ′ is extruded in a radially position external to the inner semiconducting layer 3 ', through a channel 26, which is located between the first intermediate die 22 and the second intermediate die 23. The external semiconductor layer 5' ex rudiruetsya in a position radially external to the insulating layer 4 ', through the passageway 27 which is located between the intermediate die 23 and female die 24.

Стрелка В показывает направление выхода кабельной жилы из экструзионной головки 20.Arrow B shows the direction of exit of the cable core from the extrusion head 20.

Согласно обычному способу изготовления, известному в данной области техники и обеспечиваемому экструзионной головкой 20, как частично и схематично показано на фиг.2, по мере того как проводник 2 разматывается с подающей катушки (не показана), полимерные составы внутреннего полупроводящего слоя 3', изолирующего слоя 4' и внешнего полупроводящего слоя 5' соответственно раздельно подаются на вход каждого экструдера (не показаны), например, с использованием отдельных бункеров, которые располагаются выше по потоку относительно каналов 25, 26 и 27 соответственно.According to a conventional manufacturing method known in the art and provided by an extrusion head 20, as partially and schematically shown in FIG. 2, as the conductor 2 is unwound from a feed coil (not shown), the polymer compositions of the inner semiconducting layer 3 ′ insulating layer 4 'and the outer semiconductor layer 5' respectively separately fed to the input of each extruder (not shown), for example, using separate bins that are located upstream relative to the channels 25, 26 and 27 co respectively.

Получение упомянутых полимерных составов может требовать этапа предварительного смешивания основного полимерного материала с другими компонентами (например, наполнителями или добавками), причем упомянутый этап предварительного смешивания выполняется в оборудовании, расположенном выше по потоку относительно процесса экструзии, таком как, например, закрытый смеситель тангенциального роторного типа (Banbury) или с взаимопроникающими роторами, или в непрерывном смесителе типа Ko-Kneader (например, производимого Buss) или типа, имеющего два шнека, вращающихся в одном и том же или противоположных направлениях.The preparation of said polymer compositions may require a step of pre-mixing the base polymer material with other components (e.g., fillers or additives), said step of pre-mixing being carried out in equipment located upstream of the extrusion process, such as, for example, a closed tangential rotary mixer (Banbury) or with interpenetrating rotors, or in a continuous mixer type Ko-Kneader (for example, manufactured by Buss) or a type having two screws, rotating in the same or opposite directions.

Каждый полимерный состав обычно подается в соответствующий экструдер в форме гранул и пластифицируется, то есть переводится в расплавленное состояние, посредством подвода тепла (через внешний цилиндр экструдера) и механического действия шнека, который обрабатывает полимерный материал и выдавливает его в соответствующий экструзионный канал в направлении выхода каждого канала, формируя желаемый слой покрытия.Each polymer composition is usually fed into the corresponding extruder in the form of granules and plasticized, that is, it is transferred to the molten state by supplying heat (through the outer cylinder of the extruder) and the mechanical action of the screw, which processes the polymer material and extrudes it into the corresponding extrusion channel in the exit direction of each channel, forming the desired coating layer.

Согласно обычной экструзионной головке 20, показанной на фиг.2, потоки различных материалов, образующих составляющие кабельную жилу слои (т.е. внутренний полупроводящий слой 3', изолирующий слой 4' и внешний полупроводящий слой 5'), сохраняются отдельными друг от друга и отдельно экструдируются на формируемую кабельную жилу.According to the conventional extrusion die 20 shown in FIG. 2, the flows of various materials forming the layers of the cable core (i.e., the inner semiconducting layer 3 ', the insulating layer 4' and the outer semiconducting layer 5 ') are kept separate from each other and separately extruded onto a molded cable core.

Более подробно, как ясно показано на фиг.2, сначала внутренний полупроводящий слой 3' экструдируется непосредственно на проводник 2 кабеля; затем изолирующий слой 4' экструдируется на внутренний полупроводящий слой 3' (последний уже соединился с проводником 2), и в конце внешний полупроводящий слой 5' экструдируется на изолирующий слой 4', когда последний уже соединился с внутренним полупроводящим слоем 3'.In more detail, as clearly shown in FIG. 2, first, the inner semiconducting layer 3 ′ is extruded directly onto the cable conductor 2; then, the insulating layer 4 ′ is extruded onto the inner semiconducting layer 3 ′ (the latter has already connected to the conductor 2), and finally, the outer semiconducting layer 5 ′ is extruded to the insulating layer 4 ′ when the latter has already joined to the inner semiconducting layer 3 ′.

Такая конкретная последовательность экструзии получается посредством комплекта фильер, схематично и частично показанного на фиг.2, согласно которому первая промежуточная фильера 22 имеет осевую протяженность (вдоль направления продвижения проводника), которая больше, чем соответствующая протяженность охватываемой фильеры 21, так что внутренний полупроводящий материал непосредственно экструдируется на проводник 2 кабеля.Such a specific extrusion sequence is obtained by means of a set of dies, schematically and partially shown in FIG. 2, according to which the first intermediate die 22 has an axial extension (along the direction of advancement of the conductor) that is greater than the corresponding length of the male die 21, so that the inner semiconducting material is directly extruded onto conductor 2 cables.

Более подробно, первая промежуточная фильера 22 снабжена вытянутой частью 28, которая располагается коаксиально (соосно) относительно проводника 2 кабеля, причем упомянутая вытянутая часть выполняет функцию направления внутреннего полупроводящего слоя 3' на проводник 2 и удерживания упомянутого полупроводящего слоя прижатым к проводнику на протяжении достаточно длинной дистанции и, следовательно, достаточно длинного периода времени для того, чтобы получить однородную и гомогенную толщину внутреннего полупроводящего слоя.In more detail, the first intermediate die 22 is provided with an elongated portion 28 that is coaxially (coaxially) with respect to the cable conductor 2, said elongated portion performing the function of directing the inner semiconducting layer 3 ′ to the conductor 2 and holding said semiconducting layer pressed against the conductor for a sufficiently long length distance and, therefore, a sufficiently long period of time in order to obtain a uniform and homogeneous thickness of the inner semiconducting layer.

Фиг.3 представляет собой частный вид в продольном разрезе экструзионной головки 40, предназначенной для использования в способе изготовления по настоящему изобретению, причем конструктивные элементы согласно фиг.3, которые аналогичны или идентичны соответствующим конструктивным элементам согласно фиг.2, обозначаются в данном описании теми же ссылочными номерами.FIG. 3 is a partial longitudinal sectional view of an extrusion die 40 for use in the manufacturing method of the present invention, wherein the structural elements of FIG. 3, which are similar or identical to the corresponding structural elements of FIG. 2, are denoted in this description by the same reference numbers.

Согласно способу изготовления по настоящему изобретению внутренний полупроводящий слой 3 контактирует с изолирующим слоем 4 в положении С, которое располагается выше по потоку относительно точки контакта D, где проводник 2 кабеля и внутренний полупроводящий слой 3 приходят во взаимный контакт.According to the manufacturing method of the present invention, the inner semiconducting layer 3 is in contact with the insulating layer 4 in position C, which is located upstream relative to the contact point D, where the cable conductor 2 and the inner semiconducting layer 3 come into mutual contact.

Более подробно, в экструзионной головке 40 по настоящему изобретению первая промежуточная фильера 22 сдвинута назад (вдоль направления продвижения проводника) относительно осевого конца охватываемой фильеры 21, так что кольцевой поток внутреннего полупроводящего материала (который выдавливается вдоль канала 25) и кольцевой поток изолирующего материала (который выдавливается вдоль канала 26) контактируют друг с другом перед нанесением на проводник 2 кабеля. Таким образом, внутреннему полупроводящему слою позволяют вступить в контакт с проводником 2, когда внутренний полупроводящий слой течет вместе с изолирующим слоем.In more detail, in the extrusion head 40 of the present invention, the first intermediate die 22 is shifted backward (along the direction of advancement of the conductor) relative to the axial end of the male die 21, so that the annular flow of internal semiconducting material (which extrudes along the channel 25) and the annular flow of insulating material (which extruded along the channel 26) are in contact with each other before drawing on the conductor 2 of the cable. Thus, the inner semiconducting layer is allowed to come into contact with the conductor 2 when the inner semiconducting layer flows together with the insulating layer.

Предпочтительно, точка контакта С, т.е. точка, в которой внешняя поверхность кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала и внутренняя поверхность кольцевого потока изолирующего материала вступают в контакт друг с другом, располагается на осевом расстоянии х относительно точки контакта D, т.е. точки, в которой внутренний полупроводящий слой вступает в контакт с проводником 2.Preferably, the contact point C, i.e. the point at which the outer surface of the annular flow of internal semiconducting material and the inner surface of the annular flow of insulating material come into contact with each other is located at an axial distance x relative to the contact point D, i.e. the point at which the inner semiconducting layer comes into contact with the conductor 2.

Предпочтительно, упомянутое расстояние х больше или равно 0,5 диаметра проводника.Preferably, said distance x is greater than or equal to 0.5 of the diameter of the conductor.

В настоящем описании термин «осевое расстояние» означает расстояние, которое вычисляется вдоль осевого направления, т.е. вдоль направления продвижения проводника.As used herein, the term “axial distance” means a distance that is calculated along an axial direction, i.e. along the direction of advancement of the conductor.

Предпочтительно, упомянутое расстояние х составляет от примерно 0,6 до примерно 10 диаметров проводника, более предпочтительно - от примерно 1 до примерно 4 диаметров проводника.Preferably, said distance x is from about 0.6 to about 10 diameters of the conductor, more preferably from about 1 to about 4 diameters of the conductor.

Предпочтительно, точка контакта С располагается на диаметре Ф относительно продольной оси Z-Z проводника кабеля, большем или равном 1,5 диаметров проводника.Preferably, the contact point C is located on the diameter Ф relative to the longitudinal axis Z-Z of the cable conductor, greater than or equal to 1.5 diameters of the conductor.

Предпочтительно, упомянутый диаметр Ф составляет от примерно 1,8 до примерно 4 диаметров проводника, более предпочтительно - от примерно 2 до примерно 3 диаметров проводника.Preferably, said diameter Φ is from about 1.8 to about 4 diameters of the conductor, more preferably from about 2 to about 3 diameters of the conductor.

Фиг.4 представляет собой схематичный и частный вид распределения 50 скоростей и распределения 60 касательных напряжений материала внутреннего полупроводящего слоя, текущего в кольцевом канале, образованном фильерами 21 и 22 в экструзионной головке 20 согласно предшествующему уровню техники, и соответственно, распределения 50' скоростей и распределения 60' касательных напряжений материала изолирующего слоя, текущего в кольцевом канале, образованном фильерами 22 и 23 в той же самой экструзионной головке согласно предшествующему уровню техники, взятых в определенном продольном положении, обозначенном плоскостью х1.Figure 4 is a schematic and partial view of the distribution of 50 speeds and distribution 60 of the shear stresses of the material of the inner semiconducting layer flowing in the annular channel formed by dies 21 and 22 in the extrusion head 20 according to the prior art, and accordingly, the distribution of 50 'speeds and distribution 60 'tangential stresses of the material of the insulating layer flowing in the annular channel formed by the dies 22 and 23 in the same extrusion die according to the prior art, zyatyh in a certain longitudinal position indicated by the plane x1.

Как известно в данной области техники, касательное напряжение τ представляет собой силу трения, которую должен преодолеть один слой текучей среды для скольжения по смежному слою текучей среды. При данной температуре касательное напряжение τ текучей среды связано со скоростью сдвига γ˙ (т.е. γ˙=dγ/·dt),As is known in the art, the shear stress τ represents the friction force that a single fluid layer must overcome to slide along an adjacent fluid layer. At a given temperature, the tangential stress τ of the fluid is related to the shear rate γ˙ (i.e., γ˙ = dγ / · dt ),

Скорость сдвига представляет собой наклон профиля распределения скоростей.Shear rate is the slope of the velocity distribution profile.

В простейшей версии, для ньютоновской жидкости, это соотношение представляет собой:In the simplest version, for Newtonian fluid, this ratio is:

τ=η·γ,τ = η · γ,

где η представляет собой динамическую вязкость рассматриваемой текучей среды.where η is the dynamic viscosity of the fluid in question.

В неньютоновской жидкости, а это как раз случай рассматриваемых материалов, данное математическое выражение принимает более сложную форму:In a non-Newtonian fluid, and this is just the case of the materials under consideration, this mathematical expression takes a more complex form:

τ=f(T,γ).τ = f (T, γ ).

Обычно профиль 50, 50' распределения скоростей текучих материалов, текущих через соответствующие кольцевые каналы экструзионной головки, таков, что максимальная скорость текучей среды получается в объеме потока, т.е. в самом удаленном месте от неподвижных поверхностей, ограничивающих эти каналы, тогда как скорость текучих материалов становится нулевой у внешнего диаметра канала и у внутреннего диаметра канала, т.е. при r=R' и r=R", как показано на профиле 50 распределения скоростей на фиг.4.Typically, the velocity distribution profile 50, 50 ′ of the fluid materials flowing through the respective annular channels of the extrusion head is such that the maximum fluid velocity is obtained in the flow volume, i.e. in the most remote place from the fixed surfaces bounding these channels, while the velocity of the flowing materials becomes zero at the outer diameter of the channel and at the inner diameter of the channel, i.e. at r = R 'and r = R ", as shown in the profile 50 of the distribution of speeds in figure 4.

В соответствии с такими профилями распределения скоростей имеют место профили 60, 60' распределения касательных напряжений.In accordance with such velocity distribution profiles, shear stress distribution profiles 60, 60 ′ take place.

Как показано на фиг.4, касательное напряжение τ становится нулевым в объеме потока, т.е. в самом удаленном месте от неподвижных поверхностей, ограничивающих кольцевые каналы, тогда как касательное напряжение τ принимает свое максимальное абсолютное значение у внешнего диаметра канала и внутреннего диаметра канала (т.е. вблизи неподвижных поверхностей).As shown in FIG. 4, the shear stress τ becomes zero in the flow volume, i.e. in the most remote place from the fixed surfaces bounding the annular channels, while the shear stress τ takes its maximum absolute value at the outer diameter of the channel and the inner diameter of the channel (i.e., near the fixed surfaces).

Исходя из такого профиля распределения касательных напряжений можно показать, что для слоев небольшой толщины, таких как внутренний полупроводящий слой 3, касательное напряжение является достаточно высоким, и оно дополнительно увеличивается с уменьшением сечения канала, в частности потому, что кольцевой канал сходится к проводнику, что приводит к увеличению скорости текущего материала при движении в направлении точки контакта D.Based on such a profile of the distribution of shear stresses, it can be shown that for layers of small thickness, such as the inner semiconducting layer 3, the shear stress is quite high, and it additionally increases with a decrease in the channel cross section, in particular because the annular channel converges to the conductor, which leads to an increase in the speed of the current material when moving in the direction of the contact point D.

Данная ситуация остается такой же до тех пор, пока внутренний полупроводящий материал не вступит в контакт с проводником и не достигнет своего окончательного внешнего диаметра.This situation remains the same until the inner semiconducting material comes into contact with the conductor and reaches its final outer diameter.

В экструзионной головке 40 согласно настоящему изобретению, как показано на фиг.5, в положении х1 непосредственно перед конечной точкой С фильеры 22 профили 50", 50''' распределения скоростей и профили 60", 60''' распределения скорости сдвига являются по существу такими же, как и аналогичные профили, описанные со ссылкой на фиг.4.In the extrusion die 40 according to the present invention, as shown in FIG. 5, in the x1 position just before the end point C of the die 22, the velocity distribution profiles 50 ", 50" "and the shear distribution profiles 60", 60 "" are essentially the same as similar profiles described with reference to Fig.4.

Однако в положении х2 сразу же по потоку за конечной точкой С, где потоки внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя уже вступили в контакт, ситуация изменяется.However, in position x2, immediately upstream of the end point C, where the flows of the inner semiconducting layer and the insulating layer have already come into contact, the situation changes.

Фактически, хотя скорости двух материалов возле места контакта с внутренней (21) и внешней (23) фильерами все еще остаются близкими к или равными нулю, у поверхности раздела между двумя текущими материалами две скорости V1 и V2 становятся по существу одинаковыми.In fact, although the speeds of the two materials near the point of contact with the internal (21) and external (23) dies still remain close to or equal to zero, at the interface between the two current materials, the two speeds V1 and V2 become essentially the same.

В результате этого, так как скорости позволяют изменяться наименее резко от нуля до ее максимального значения, причем такое изменение скорости происходит вдоль всей толщины внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя, соответствующая скорость сдвига достигает меньших максимальных значений и, в частности, скорость сдвига близка к нулю у поверхности раздела двух материалов.As a result of this, since the speeds make it possible to change least sharply from zero to its maximum value, and such a change in speed occurs along the entire thickness of the inner semiconducting layer and the insulating layer, the corresponding shear rate reaches lower maximum values and, in particular, the shear rate is close to zero at the interface between two materials.

Схождение потоков в направлении проводника заставляет общую скорость потока увеличиваться вследствие уменьшения сечения потока, но, так как внутренний полупроводящий слой и изолирующий слой текут вместе, максимальная скорость сдвига поддерживается низкой до тех пор, пока внутренний полупроводящий слой не вступит в контакт с проводником 2.The convergence of the flows in the direction of the conductor causes the overall flow rate to increase due to a decrease in the flow cross section, but since the inner semiconducting layer and the insulating layer flow together, the maximum shear rate is kept low until the inner semiconducting layer comes into contact with the conductor 2.

Предпочтительно, то продольное положение, где потоки внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя вступают в контакт (т.е. положение конца С фильеры) таково, что отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя 3 у радиально внутренней стенки первой промежуточной фильеры 22 и касательным напряжением изолирующего слоя 4 у радиально внешней стенки первой промежуточной фильеры 22 вблизи точки контакта С составляет от примерно 0,5 до примерно 4.Preferably, the longitudinal position where the flows of the inner semiconducting layer and the insulating layer come into contact (i.e., the position of the die end C) is such that the ratio between the shear stress of the inner semiconducting layer 3 at the radially inner wall of the first intermediate die 22 and the shear stress of the insulating layer 4 at the radially outer wall of the first intermediate die 22 near the contact point C is from about 0.5 to about 4.

Для дальнейшего описания изобретения ниже даются некоторые иллюстрирующие примеры.To further describe the invention, some illustrative examples are given below.

Пример 1 (изобретение)Example 1 (invention)

Получали униполярный кабель среднего напряжения показанного на фиг.1 типа.Received unipolar cable medium voltage shown in figure 1 type.

Для целей настоящего изобретения проводили изготовление только кабельной жилы (т.е. внутреннего полупроводящего слоя 3, изолирующего слоя 4 и внешнего полупроводящего слоя 5) посредством экструзионной головки 40, показанной на фиг.3.For the purposes of the present invention, only the cable core (i.e., the inner semiconducting layer 3, the insulating layer 4 and the outer semiconducting layer 5) was manufactured by means of the extrusion head 40 shown in FIG.

Проводник кабеля представлял собой сплошной стержень, выполненный из алюминия и имеющий поперечное сечение 150 мм2. Скорость продвижения проводника устанавливали равной примерно 60 м/мин.The cable conductor was a solid rod made of aluminum and having a cross section of 150 mm 2 . The speed of advancement of the conductor was set to approximately 60 m / min.

Внутренний полупроводящий слой (сополимер полиэтилена HFDA-0801 - коммерческий продукт от Dow Chemicals), имеющий толщину 0,2 мм, изолирующий слой (сшитый полипропилен под торговой маркой LE 4201, производимый Borealis), имеющий толщину 4,0 мм, и внешний полупроводящий слой (сополимер полиэтилена HFDA-0801 - коммерческий продукт от Dow Chemicals), имеющий толщину 0,2 мм, получали с помощью способа изготовления по настоящему изобретению.An inner semiconducting layer (HFDA-0801 polyethylene copolymer is a commercial product from Dow Chemicals) having a thickness of 0.2 mm, an insulating layer (crosslinked polypropylene under the brand name LE 4201 manufactured by Borealis) having a thickness of 4.0 mm, and an outer semiconducting layer (HFDA-0801 polyethylene copolymer is a commercial product from Dow Chemicals) having a thickness of 0.2 mm was obtained using the manufacturing method of the present invention.

Использовали 90-миллиметровый экструдер (от Costruzioni Meccaniche Luigi Bandera S.p.A. - Busto Arsizio (VA) - Italy) в конфигурации 25 D (т.е. при длине шнека в 25 раз больше его диаметра), 160-миллиметровый одношнековый экструдер Bandera в конфигурации 30 D и 90-миллиметровый экструдер Bandera в конфигурации 25 D для нанесения соответственно внутреннего полупроводящего слоя, изолирующего слоя и внешнего полупроводящего слоя.We used a 90 mm extruder (from Costruzioni Meccaniche Luigi Bandera SpA - Busto Arsizio (VA) - Italy) in a 25 D configuration (i.e., with a screw 25 times longer than its diameter), a 160 mm Bandera single screw extruder in configuration 30 D and a 90 mm Bandera extruder in a 25 D configuration for applying respectively an inner semiconducting layer, an insulating layer and an outer semiconducting layer.

Точка контакта С, т.е. точка, в которой внешняя поверхность кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала и внутренняя поверхность кольцевого потока изолирующего материала вступают в контакт друг с другом, располагалась на осевом расстоянии х, измеренном от точки контакта D вдоль продольного направления Z-Z кабеля и равном 0,69 диаметра проводника.Contact point C, i.e. the point at which the outer surface of the annular flow of internal semiconducting material and the inner surface of the annular flow of insulating material come into contact with each other, was located at an axial distance x measured from the point of contact D along the longitudinal direction Z-Z of the cable and equal to 0.69 diameter of the conductor.

Производительность экструдера внутреннего полупроводящего материала устанавливали на 33,5 кг/ч, тогда как производительность экструдера изолирующего материала устанавливали на 720 кг/ч.The extruder productivity of the internal semiconducting material was set to 33.5 kg / h, while the extruder performance of the insulating material was set to 720 kg / h.

Внутренний диаметр кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала в точке контакта С (т.е. внутренний диаметр охватываемой фильеры 21 в точке Е, получаемой на пересечении охватываемой фильеры с плоскостью Y-Y, перпендикулярной оси Z-Z проводника и касающейся первой промежуточной фильеры 22 в точке С) составлял 25,2 мм.The inner diameter of the annular flow of the internal semiconducting material at the point of contact C (i.e., the inner diameter of the male die 21 at point E, obtained at the intersection of the male die with a plane YY perpendicular to the axis ZZ of the conductor and touching the first intermediate die 22 at point C) was 25 , 2 mm.

Внешний диаметр кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала (т.е. диаметр первой промежуточной фильеры 22 в точке С) составлял 26,4 мм.The outer diameter of the annular flow of the inner semiconducting material (i.e., the diameter of the first intermediate die 22 at point C) was 26.4 mm.

Внутренний диаметр кольцевого потока изолирующего материала в точке контакта С составлял 26,4 мм.The inner diameter of the annular flow of insulating material at the contact point C was 26.4 mm.

Внешний диаметр кольцевого потока изолирующего материала (т.е. внешний диаметр второй промежуточной фильеры 23 в точке F, получаемой на пересечении второй промежуточной фильеры с плоскостью Y-Y) составлял 36,8 мм.The outer diameter of the annular flow of insulating material (i.e., the outer diameter of the second intermediate die 23 at point F obtained at the intersection of the second intermediate die with the Y-Y plane) was 36.8 mm.

Температуру экструзии внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала устанавливали на 130°С.The extrusion temperature of the inner semiconducting material and the insulating material was set to 130 ° C.

Установив производительности экструдеров внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала, температуру их экструзии, а также геометрии фильер, вычисляли отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя у радиально внутренней стенки первой промежуточной фильеры и касательным напряжением изолирующего слоя у радиально внешней стенки первой промежуточной фильеры вблизи точки контакта С (т.е. перед вступлением во взаимный контакт), принимая во внимание динамические вязкости упомянутых материалов (измеренные посредством капиллярного реологического анализа с помощью Göttfert Laboratory rheometer Rheograph 2001, оборудованного капилляром, имеющим внутренний диаметр 1 мм и длину 20 мм) как функцию температуры экструзии и скорости сдвига.Having established the performance of the extruders of the inner semiconducting material and the insulating material, the temperature of their extrusion, and also the geometry of the dies, the ratio between the tangential stress of the inner semiconducting layer at the radially inner wall of the first intermediate die and the tangent stress of the insulating layer at the radially outer wall of the first intermediate die near the contact point C (i.e. before coming into mutual contact), taking into account the dynamic viscosities of said materials (measured by capillary rheological analysis using a Göttfert Laboratory rheometer Rheograph 2001 equipped with a capillary having an internal diameter of 1 mm and a length of 20 mm) as a function of extrusion temperature and shear rate.

Более подробно, таблицы 1 и 2 показывают динамические вязкости как функцию температуры экструзии и скорости сдвига для внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала соответственно.In more detail, Tables 1 and 2 show dynamic viscosities as a function of extrusion temperature and shear rate for the internal semiconducting material and the insulating material, respectively.

Таблица 1Table 1 Внутренний полупроводящий материал
HFDA-0801 от Dow ChemicalsInternal semiconducting material
HFDA-0801 from Dow Chemicals Скорость сдвига
(с-1)Shear rate
(s -1 ) Динамическая вязкость
(Па·с)Dynamic viscosity
(Pass) Температура
(°С)Temperature
(° C) 1010 2613026130 110110 50fifty 1038010380 110110 100one hundred 65456545 110110 10001000 11141114 110110 25002500 519519 110110 1010 2637026370 120120 50fifty 94049404 120120 100one hundred 58865886 120120 10001000 10381038 120120 25002500 482482 120120 1010 2466024660 130130 50fifty 88678867 130130 100one hundred 55685568 130130 10001000 10031003 130130 25002500 469469 130130

Таблица 2table 2 Изолирующий материал
LE 4201 от BorealisInsulating material
LE 4201 by Borealis Скорость сдвига
(с-1)Shear rate
(s -1 ) Динамическая вязкость
(Па·с)Dynamic viscosity
(Pass) Температура
(°С)Temperature
(° C) 1010 82228222 120120 50fifty 23772377 120120 100one hundred 14981498 120120 10001000 340340 120120 25002500 167167 120120 1010 73277327 130130 50fifty 20512051 130130 100one hundred 12781278 130130 10001000 277277 130130 25002500 25002500 130130

Отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя и касательным напряжением изолирующего слоя равнялось 3,7.The ratio between the shear stress of the inner semiconducting layer and the shear stress of the insulating layer was 3.7.

Проводили оптическое обследование на составляющих кабельную жилу элементах (например, посредством сканирующего электронного микроскопа), которое подтверждало гомогенную и однородную толщину (в радиальном и продольном направлениях) внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя, а также отсутствие разрывов или дефектов на поверхности их раздела.An optical examination was carried out on the elements making up the cable core (for example, by means of a scanning electron microscope), which confirmed the homogeneous and uniform thickness (in the radial and longitudinal directions) of the inner semiconducting layer and the insulating layer, as well as the absence of gaps or defects on their interface.

Пример 2 (изобретение)Example 2 (invention)

Получали униполярный кабель среднего напряжения показанного на фиг.1 и описанного в примере 1 типа.Received unipolar cable medium voltage shown in figure 1 and described in example 1 type.

Для целей настоящего изобретения проводили изготовление только кабельной жилы (т.е. внутреннего полупроводящего слоя 3, изолирующего слоя 4 и внешнего полупроводящего слоя 5) с помощью экструзионной головки 40, показанной на фиг.3.For the purposes of the present invention, only the cable core (i.e., the inner semiconducting layer 3, the insulating layer 4 and the outer semiconducting layer 5) was manufactured using the extrusion head 40 shown in FIG.

Проводник кабеля представлял собой сплошной стержень, выполненный из алюминия и имеющий поперечное сечение 150 мм2. Скорость продвижения проводника устанавливали равной примерно 58 м/мин.The cable conductor was a solid rod made of aluminum and having a cross section of 150 mm 2 . The speed of advancement of the conductor was set to approximately 58 m / min.

Внутренний полупроводящий слой (выполненный из полупроводящего материала, показанного в таблице 3), имеющий толщину 0,2 мм, изолирующий слой (выполненный из полупроводящего материала, показанного в таблице 3), имеющий толщину 2,6 мм, и внешний полупроводящий слой (выполненный из полупроводящего материала, показанного в таблице 3), имеющий толщину 0,2 мм, получали с помощью способа изготовления по настоящему изобретению.An inner semiconducting layer (made of semiconducting material shown in table 3) having a thickness of 0.2 mm, an insulating layer (made of semiconducting material shown in table 3) having a thickness of 2.6 mm, and an outer semiconducting layer (made of the semiconducting material shown in table 3), having a thickness of 0.2 mm, was obtained using the manufacturing method of the present invention.

Таблица 3Table 3   Внутренний и внешний полупроводящие слои
(% по массе)Inner and outer semiconducting layers
(% by weight) Изолирующий слой
(% по массе)Insulating layer
(% by weight) Adflex® Q 200 FAdflex ® Q 200 F 60,460,4 -- Hifax® СА 7320 АHifax ® CA 7320 A -- 4747 Moplen® RP210GMoplen ® RP210G -- 4747 Ensaco® 250 GEnsaco ® 250 G 3333 -- Jarylec® Exp3Jarylec ® Exp3 66 5,45,4 Irganox® PS 802Irganox ® PS 802 0,40.4 0,40.4 Irganox® 1010Irganox ® 1010 0,20.2 0,20.2

Adflex® Q 200 F: гетерофазный сополимер пропилена с точкой плавления 165°С, энтальпией плавления 30 Дж/г, индексом течения расплава (MFI) 0,8 дг/мин и модулем изгиба 150 МПа (коммерческий продукт от Basell);Adflex ® Q 200 F: heterophasic propylene copolymer with a melting point of 165 ° C, a melting enthalpy of 30 J / g, a melt flow index (MFI) of 0.8 dg / min and a bending modulus of 150 MPa (commercial product from Basell);

Hifax® СА 7320 А: термопластический полиолефин с высоким содержанием каучука (коммерческий продукт от Basell);Hifax ® CA 7320 A: a thermoplastic polyolefin with a high content of rubber (commercial product of Basell);

Moplen® RP210G: полипропиленовый статистический сополимер (коммерческий продукт от Basell);Moplen ® RP210G: polypropylene random copolymer (commercial product of Basell);

Ensaco® 250 G: печная сажа (коммерческий продукт от Erachem Europe);Ensaco ® 250 G: furnace black (commercial product from Erachem Europe);

Jarylec® Exp3 (коммерческий продукт от Elf Atochem): дибензилтолуол (ДБТ);Jarylec ® Exp3 (commercial product from Elf Atochem): dibenzyltoluene (DBT);

Irganox® PS 802 (антиоксидант): дистеарилтиодипропионат (коммерческий продукт от Ciba Specialty Chemicals);Irganox ® PS 802 (antioxidant): distearyl thiodipropionate (commercial product from Ciba Specialty Chemicals);

Irganox® 1010 (антиоксидант): пентаэритритил-тетракис-(3-(3,5-дитретбутил-4-гидроксифенил)пропионат (коммерческий продукт от Ciba Specialty Chemicals).Irganox ® 1010 (antioxidant): pentaerythrityl-tetrakis (3- (3,5-di-tertbutyl-4-hydroxyphenyl) propionate (commercial product from Ciba Specialty Chemicals).

Использовали 90-миллиметровый экструдер Bandera в конфигурации 25 D, 160-миллиметровый одношнековый экструдер Bandera в конфигурации 30 D и 90-миллиметровый экструдер Bandera в конфигурации 25 D для нанесения соответственно внутреннего полупроводящего слоя, изолирующего слоя и внешнего полупроводящего слоя.A 90 mm Bandera extruder in a 25 D configuration, a 160 mm Bandera single screw extruder in a 30 D configuration, and a 90 mm Bandera extruder in a 25 D configuration were used to deposit an inner semiconducting layer, an insulating layer, and an outer semiconducting layer, respectively.

Точка контакта С, т.е. точка, в которой внешняя поверхность кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала и внутренняя поверхность кольцевого потока изолирующего материала вступают в контакт друг с другом, располагалась на осевом расстоянии х, от точки контакта D, равном 0,69 диаметра проводника.Contact point C, i.e. the point at which the outer surface of the annular flow of internal semiconducting material and the inner surface of the annular flow of insulating material come into contact with each other, was located at an axial distance x from the contact point D of 0.69 of the diameter of the conductor.

Производительность экструдера внутреннего полупроводящего материала устанавливали на 32,6 кг/ч, тогда как производительность экструдера изолирующего материала устанавливали на 450 кг/ч.The extruder productivity of the internal semiconducting material was set to 32.6 kg / h, while the extruder performance of the insulating material was set to 450 kg / h.

Внутренний диаметр кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала в точке контакта С составлял 25,2 мм.The inner diameter of the annular flow of the internal semiconducting material at the contact point C was 25.2 mm.

Внешний диаметр кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала составлял 26,4 мм.The outer diameter of the annular flow of the inner semiconducting material was 26.4 mm.

Внутренний диаметр кольцевого потока изолирующего материала в точке контакта С составлял 26,4 мм.The inner diameter of the annular flow of insulating material at the contact point C was 26.4 mm.

Внешний диаметр кольцевого потока изолирующего материала составлял 36,8 мм.The outer diameter of the annular flow of insulating material was 36.8 mm.

Температуру экструзии внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала устанавливали на 230°С.The extrusion temperature of the internal semiconducting material and the insulating material was set to 230 ° C.

Установив производительности экструдеров внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала, температуру их экструзии, а также геометрии фильер, вычисляли отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя у радиально внутренней стенки первой промежуточной фильеры и касательным напряжением изолирующего слоя у радиально внешней стенки первой промежуточной фильеры вблизи точки контакта С (т.е. перед вступлением во взаимный контакт), принимая во внимание динамические вязкости упомянутых материалов (измеренные посредством капиллярного реологического анализа с помощью Göttfert Laboratory rheometer Rheograph 2001, оборудованного капилляром, имеющим внутренний диаметр 1 мм и длину 20 мм) как функцию температуры экструзии и скорости сдвига.Having established the performance of the extruders of the inner semiconducting material and the insulating material, the temperature of their extrusion, and also the geometry of the dies, the ratio between the tangential stress of the inner semiconducting layer at the radially inner wall of the first intermediate die and the tangent stress of the insulating layer at the radially outer wall of the first intermediate die near the contact point C (i.e. before coming into mutual contact), taking into account the dynamic viscosities of said materials (measured by capillary rheological analysis using a Göttfert Laboratory rheometer Rheograph 2001 equipped with a capillary having an internal diameter of 1 mm and a length of 20 mm) as a function of extrusion temperature and shear rate.

Более подробно, таблицы 4 и 5 показывают динамические вязкости как функцию температуры экструзии и скорости сдвига для внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала соответственно.In more detail, Tables 4 and 5 show dynamic viscosities as a function of extrusion temperature and shear rate for the internal semiconducting material and the insulating material, respectively.

Таблица 4Table 4 Внутренний полупроводящий материал
(как указано в таблице 3)Internal semiconducting material
(as indicated in table 3) Скорость сдвига
(с-1)Shear rate
(s -1 ) Динамическая вязкость
(Па·с)Dynamic viscosity
(Pass) Температура
(°С)Temperature
(° C) 1010 61066106 180180 50fifty 27352735 180180 100one hundred 17581758 180180 10001000 329329 180180 25002500 167167 180180 1010 58665866 200200 50fifty 26292629 200200 100one hundred 16041604 200200 10001000 -- 200200 25002500 -- 200200

Таблица 5Table 5 Изолирующий материал
(как указано в таблице 3)Insulating material
(as indicated in table 3) Скорость сдвига
(с-1)Shear rate
(s -1 ) Динамическая вязкость
(Па·с)Dynamic viscosity
(Pass) Температура
(°С)Temperature
(° C) 1010 60246024 170170 50fifty 23282328 170170 100one hundred 15551555 170170 10001000 366366 170170 25002500 224224 170170 1010 46404640 190190 50fifty 19541954 190190 100one hundred 13351335 190190 10001000 267267 190190 25002500 132132 190190 1010   210210 50fifty 35823582 210210 100one hundred 16281628 210210 10001000 234234 210210 25002500 117117 210210

Отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя и касательным напряжением изолирующего слоя равнялось 3,0.The ratio between the shear stress of the inner semiconducting layer and the shear stress of the insulating layer was 3.0.

Проводили оптическое обследование на составляющих кабельную жилу элементах (например, посредством сканирующего электронного микроскопа), которое подтверждало гомогенную и однородную толщину (в радиальном и продольном направлениях) внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя, а также отсутствие разрывов или дефектов на поверхности их раздела.An optical examination was carried out on the elements making up the cable core (for example, by means of a scanning electron microscope), which confirmed the homogeneous and uniform thickness (in the radial and longitudinal directions) of the inner semiconducting layer and the insulating layer, as well as the absence of gaps or defects on their interface.

Пример 3 (изобретение)Example 3 (invention)

Получали кабель, аналогичный кабелю из примера 2, и единственная разница состояла в том, что производительность экструдера внутреннего полупроводящего материала устанавливали на 33,5 кг/ч, а производительность экструдера изолирующего материала устанавливали на 720 кг/ч.A cable similar to that of Example 2 was obtained, and the only difference was that the extruder performance of the internal semiconducting material was set to 33.5 kg / h, and the performance of the extruder of the insulating material was set to 720 kg / h.

Отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя и касательным напряжением изолирующего слоя равнялось 2,6.The ratio between the shear stress of the inner semiconducting layer and the shear stress of the insulating layer was 2.6.

Оптическое обследование, выполняемое согласно указанному в примерах 1 и 2, подтвердило гомогенную и однородную толщину (в радиальном и продольном направлениях) внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя, а также отсутствие разрывов или дефектов на поверхности их раздела.An optical examination carried out as described in examples 1 and 2, confirmed the homogeneous and uniform thickness (in the radial and longitudinal directions) of the inner semiconducting layer and the insulating layer, as well as the absence of gaps or defects on their interface.

Пример 4 (изобретение)Example 4 (invention)

Получали кабель, аналогичный кабелю из примера 2, и единственная разница состояла в том, что: 1) производительность экструдера внутреннего полупроводящего материала устанавливали на 23,9 кг/ч; 2) производительность экструдера изолирующего материала устанавливали на 720 кг/ч; 3) скорость продвижения проводника устанавливали на примерно 43 м/мин, и 4) толщина изолирующего слоя равнялась примерно 5,5 мм.Received a cable similar to the cable from example 2, and the only difference was that: 1) the extruder performance of the internal semiconducting material was set to 23.9 kg / h; 2) the performance of the extruder of the insulating material was set at 720 kg / h; 3) the speed of advancement of the conductor was set at approximately 43 m / min, and 4) the thickness of the insulating layer was approximately 5.5 mm.

Отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя и касательным напряжением изолирующего слоя равнялось 2,4.The ratio between the shear stress of the inner semiconducting layer and the shear stress of the insulating layer was 2.4.

Оптическое обследование, выполняемое согласно указанному в примерах 1 и 2, подтвердило гомогенную и однородную толщину (в радиальном и продольном направлениях) внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя, а также отсутствие разрывов или дефектов на поверхности их раздела.An optical examination carried out as described in examples 1 and 2, confirmed the homogeneous and uniform thickness (in the radial and longitudinal directions) of the inner semiconducting layer and the insulating layer, as well as the absence of gaps or defects on their interface.

Пример 5 (сравнительный)Example 5 (comparative)

Получали униполярный кабель среднего напряжения показанного на фиг.1 и описанного в примере 2 типа.Received unipolar cable medium voltage shown in figure 1 and described in example 2 type.

Проводник кабеля представлял собой сплошной стержень, выполненный из алюминия и имеющий поперечное сечение 150 мм2. Скорость продвижения проводника устанавливали равной примерно 58 м/мин.The cable conductor was a solid rod made of aluminum and having a cross section of 150 mm 2 . The speed of advancement of the conductor was set to approximately 58 m / min.

Внутренний полупроводящий слой (сополимер полиэтилена HFDA-0801 - коммерческий продукт от Dow Chemicals), имеющий толщину 0,2 мм, изолирующий слой (сшитый полипропилен под торговой маркой LE 4201, производимый Borealis), имеющий толщину 2,6 мм, и внешний полупроводящий слой (сополимер полиэтилена HFDA-0801 - коммерческий продукт от Dow Chemicals), имеющий толщину 0,2 мм, получали с помощью способа изготовления по настоящему изобретению.An inner semiconducting layer (HFDA-0801 polyethylene copolymer is a commercial product from Dow Chemicals) having a thickness of 0.2 mm, an insulating layer (crosslinked polypropylene under the brand name LE 4201 manufactured by Borealis) having a thickness of 2.6 mm, and an outer semiconducting layer (HFDA-0801 polyethylene copolymer is a commercial product from Dow Chemicals) having a thickness of 0.2 mm was obtained using the manufacturing method of the present invention.

Использовали 90-миллиметровый экструдер Bandera в конфигурации 25 D, 160-миллиметровый одношнековый экструдер Bandera в конфигурации 30 D и 90-миллиметровый экструдер Bandera в конфигурации 25 D для нанесения соответственно внутреннего полупроводящего слоя, изолирующего слоя и внешнего полупроводящего слоя.A 90 mm Bandera extruder in a 25 D configuration, a 160 mm Bandera single screw extruder in a 30 D configuration, and a 90 mm Bandera extruder in a 25 D configuration were used to deposit an inner semiconducting layer, an insulating layer, and an outer semiconducting layer, respectively.

Точка контакта С, т.е. точка, в которой внешняя поверхность кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала и внутренняя поверхность кольцевого потока изолирующего материала вступают в контакт друг с другом, располагалась на осевом расстоянии х, измеренном от точки контакта D вдоль продольного направления Z-Z кабеля и равном 0,24 диаметра проводника.Contact point C, i.e. the point at which the outer surface of the annular flow of internal semiconducting material and the inner surface of the annular flow of insulating material come into contact with each other, was located at an axial distance x measured from the point of contact D along the longitudinal direction Z-Z of the cable and equal to 0.24 diameter of the conductor.

Производительность экструдера внутреннего полупроводящего материала устанавливали на 32,6 кг/ч, тогда как производительность экструдера изолирующего материала устанавливали на 450 кг/ч.The extruder productivity of the internal semiconducting material was set to 32.6 kg / h, while the extruder performance of the insulating material was set to 450 kg / h.

Внутренний диаметр кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала в точке контакта С составлял 18,0 мм.The inner diameter of the annular flow of the internal semiconducting material at the contact point C was 18.0 mm.

Внешний диаметр кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала составлял 18,5 мм.The outer diameter of the annular flow of the inner semiconducting material was 18.5 mm.

Внутренний диаметр кольцевого потока изолирующего материала в точке контакта С составлял 18,5 мм.The inner diameter of the annular flow of insulating material at the contact point C was 18.5 mm.

Внешний диаметр кольцевого потока изолирующего материала составлял 33,0 мм.The outer diameter of the annular flow of insulating material was 33.0 mm.

Температуру экструзии внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала устанавливали на 130°С.The extrusion temperature of the inner semiconducting material and the insulating material was set to 130 ° C.

Установив производительности экструдеров внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала, температуру их экструзии, а также геометрии фильер, вычисляли отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя у радиально внутренней стенки первой промежуточной фильеры и касательным напряжением изолирующего слоя у радиально внешней стенки первой промежуточной фильеры вблизи точки контакта С (т.е. перед вступлением во взаимный контакт), принимая во внимание динамические вязкости упомянутых материалов (измеренные посредством капиллярного реологического анализа с помощью Göttfert Laboratory rheometer Rheograph 2001, оборудованного капилляром, имеющим внутренний диаметр 1 мм и длину 20 мм) как функцию температуры экструзии и скорости сдвига.Having established the performance of the extruders of the inner semiconducting material and the insulating material, the temperature of their extrusion, and also the geometry of the dies, the ratio between the tangential stress of the inner semiconducting layer at the radially inner wall of the first intermediate die and the tangent stress of the insulating layer at the radially outer wall of the first intermediate die near the contact point C (i.e. before coming into mutual contact), taking into account the dynamic viscosities of said materials (measured by capillary rheological analysis using a Göttfert Laboratory rheometer Rheograph 2001 equipped with a capillary having an internal diameter of 1 mm and a length of 20 mm) as a function of extrusion temperature and shear rate.

Более подробно, таблицы 1 и 2 показывают динамические вязкости как функцию температуры экструзии и скорости сдвига для внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала соответственно.In more detail, Tables 1 and 2 show dynamic viscosities as a function of extrusion temperature and shear rate for the internal semiconducting material and the insulating material, respectively.

Отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя и касательным напряжением изолирующего слоя равнялось 10,1.The ratio between the shear stress of the inner semiconducting layer and the shear stress of the insulating layer was 10.1.

Проводили оптическое обследование на составляющих кабельную жилу элементах (например, посредством сканирующего электронного микроскопа) и обнаружили взаимное проникновение внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя (т.е. негомогенную и неоднородную толщину упомянутых слоев), а также разрывы внутреннего полупроводящего слоя на некоторых участках поверхности раздела упомянутых слоев.An optical examination was carried out on the elements making up the cable core (for example, by means of a scanning electron microscope) and the mutual penetration of the inner semiconducting layer and the insulating layer (i.e., the inhomogeneous and inhomogeneous thickness of the mentioned layers), as well as ruptures of the inner semiconducting layer in some parts of the interface mentioned layers.

Claims (22)

1. Способ изготовления кабеля (1), содержащего проводник (2), внутренний полупроводящий слой (3), окружающий упомянутый проводник и имеющий толщину, меньшую или равную 0,4 мм, и изолирующий слой (4), окружающий упомянутый внутренний полупроводящий слой, причем упомянутый способ включает в себя этапы:1. A method of manufacturing a cable (1) containing a conductor (2), an inner semiconducting layer (3) surrounding said conductor and having a thickness less than or equal to 0.4 mm, and an insulating layer (4) surrounding said inner semiconducting layer, wherein said method includes the steps of: подачи проводника (2) с предварительно заданной скоростью подачи в экструзионную головку (40), содержащую первый экструзионный канал (25) для экструзии внутреннего полупроводящего слоя и второй экструзионный канал (26) для экструзии изолирующего слоя, причем упомянутый первый экструзионный канал и упомянутый второй экструзионный канал отделены друг от друга первой экструзионней фильерой (22), иfeeding the conductor (2) with a predetermined feed rate into the extrusion head (40) containing the first extrusion channel (25) for extruding the inner semiconducting layer and the second extrusion channel (26) for extruding the insulating layer, said first extrusion channel and said second extrusion the channel is separated from each other by a first extrusion die (22), and соэкструзии внутреннего полупроводящего слоя и изолирующего слоя, причем упомянутый этап соэкструзии включает в себя:coextruding the inner semiconducting layer and the insulating layer, wherein said coextrusion step includes: обеспечение первого кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала и второго кольцевого потока изолирующего материала;providing a first annular flow of internal semiconducting material and a second annular flow of insulating material; контактирование внешней поверхности упомянутого первого кольцевого потока и внутренней поверхности упомянутого второго кольцевого потока на осевом расстоянии (х) от точки контакта (D), где внутренняя поверхность упомянутого первого кольцевого потока вступает в контакт с проводником;contacting the outer surface of said first annular flow and the inner surface of said second annular flow at an axial distance (x) from the contact point (D), where the inner surface of said first annular flow comes into contact with a conductor; выбор в сочетании упомянутой предварительно заданной скорости подачи и упомянутой точки контакта (D) как функции динамической вязкости (n) внутреннего полупроводящего материала и изолирующего материала так, что отношение между касательным напряжением внутреннего полупроводящего слоя у радиально внутренней стенки упомянутой первой экструзионной фильеры и касательным напряжением изолирующего слоя у радиально внешней стенки упомянутой первой экструзионной фильеры вблизи упомянутой точки контакта составляет от примерно 0,5 до 4;combining said predefined feed rate and said contact point (D) as a function of the dynamic viscosity (n) of the inner semiconducting material and the insulating material such that the ratio between the shear stress of the inner semiconducting layer at the radially inner wall of the first extrusion die and the shear stress of the insulating the layer at the radially outer wall of said first extrusion die near said contact point is from about 0.5 to 4; компрессионную экструзию изолирующего слоя и внутреннего полупроводящего слоя на проводник.compression extrusion of the insulating layer and the inner semiconducting layer on the conductor. 2. Способ по п.1, в котором упомянутое осевое расстояние (х) больше или равно 0,5 диаметра проводника.2. The method according to claim 1, wherein said axial distance (x) is greater than or equal to 0.5 of the diameter of the conductor. 3. Способ по п.2, в котором упомянутое осевое расстояние (х) находится в диапазоне от примерно 0,6 до примерно 10 диаметров проводника.3. The method according to claim 2, in which said axial distance (x) is in the range from about 0.6 to about 10 diameters of the conductor. 4. Способ по п.3, в котором упомянутое осевое расстояние (х) находится в диапазоне от примерно 1 до примерно 4 диаметров проводника.4. The method according to claim 3, in which said axial distance (x) is in the range from about 1 to about 4 diameters of the conductor. 5. Способ по п.1, в котором упомянутое отношение составляет от примерно 0,7 до примерно 3,0.5. The method according to claim 1, wherein said ratio is from about 0.7 to about 3.0. 6. Способ по п.5, в котором упомянутое отношение равно примерно 1.6. The method according to claim 5, in which said ratio is approximately 1. 7. Способ по п.1, в котором точка контакта (С) внешней поверхности кольцевого потока внутреннего полупроводящего материала и внутренней поверхности кольцевого потока изолирующего материала находится на диаметре (Ф), большем или равном 1,5 диаметра проводника (2).7. The method according to claim 1, in which the contact point (C) of the outer surface of the annular flow of internal semiconducting material and the inner surface of the annular flow of insulating material is on a diameter (F) greater than or equal to 1.5 of the diameter of the conductor (2). 8. Способ по п.7, в котором упомянутый диаметр (Ф) составляет от примерно 1,8 до примерно 4,0 диаметра проводника (2).8. The method according to claim 7, in which said diameter (Φ) is from about 1.8 to about 4.0 diameters of the conductor (2). 9. Способ по п.8, в котором упомянутый диаметр (Ф) составляет от примерно 2,0 до примерно 3,0 диаметра проводника (2).9. The method according to claim 8, in which said diameter (Φ) is from about 2.0 to about 3.0 diameters of the conductor (2). 10. Способ по п.1, в котором толщина внутреннего полупроводящего слоя (3) находится в диапазоне от примерно 0,1 до примерно 0,4 мм.10. The method according to claim 1, in which the thickness of the inner semiconducting layer (3) is in the range from about 0.1 to about 0.4 mm. 11. Способ по п.10, в котором упомянутая толщина находится в диапазоне от примерно 0,2 мм до примерно 0,3 мм.11. The method of claim 10, wherein said thickness is in the range from about 0.2 mm to about 0.3 mm. 12. Способ по п.11, в котором проводник (2) представляет собой сплошной стержень.12. The method according to claim 11, in which the conductor (2) is a solid rod. 13. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этап обеспечения внешнего полупроводящего слоя (5), окружающего упомянутый изолирующий слой (4), с получением кабельной жилы.13. The method according to claim 1, further comprising the step of providing an external semiconducting layer (5) surrounding said insulating layer (4) to obtain a cable core. 14. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этап охлаждения кабельной жилы.14. The method according to claim 1, further comprising the step of cooling the cable core. 15. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этап сушки кабельной жилы.15. The method according to claim 1, further comprising the step of drying the cable core. 16. Способ по п.1, дополнительно включающий в себя этап обеспечения металлической оболочки (6) вокруг упомянутой кабельной жилы.16. The method according to claim 1, further comprising the step of providing a metal sheath (6) around said cable core. 17. Способ по п.16, дополнительно содержащий этап нанесения ударозащитного элемента (7) вокруг металлической оболочки (6).17. The method according to clause 16, further comprising the step of applying a shockproof element (7) around the metal shell (6). 18. Способ по п.16, дополнительно включающий в себя этап нанесения наружной оболочки (10) вокруг металлической оболочки (6).18. The method according to clause 16, further comprising the step of applying the outer shell (10) around the metal shell (6). 19. Способ по п.1, в котором упомянутая предварительно заданная скорость подачи составляет от примерно 30 до примерно 100 м/мин.19. The method according to claim 1, wherein said predetermined feed rate is from about 30 to about 100 m / min. 20. Способ по п.1, в котором толщина изолирующего слоя (4) составляет не более 2,5 мм.20. The method according to claim 1, in which the thickness of the insulating layer (4) is not more than 2.5 mm 21. Способ по п.1, в котором внутренний полупроводящий слой (3) изготавливают из термопластического материала.21. The method according to claim 1, in which the inner semiconducting layer (3) is made of thermoplastic material. 22. Способ по п.1, в котором изолирующий слой (4) изготавливают из термопластического материала.22. The method according to claim 1, in which the insulating layer (4) is made of thermoplastic material.
RU2007123585/09A 2004-11-23 2004-11-23 Method of cable production RU2336586C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123585/09A RU2336586C1 (en) 2004-11-23 2004-11-23 Method of cable production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007123585/09A RU2336586C1 (en) 2004-11-23 2004-11-23 Method of cable production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2336586C1 true RU2336586C1 (en) 2008-10-20

Family

ID=40041356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007123585/09A RU2336586C1 (en) 2004-11-23 2004-11-23 Method of cable production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2336586C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1649471B1 (en) Continuous process for manufacturing electrical cables
EP1834341B1 (en) Electrical power cable having expanded polymeric layers
US7811494B2 (en) Cable manufacturing process
RU2336586C1 (en) Method of cable production
US7816607B2 (en) Process for the production of a multipolar cable, and multipolar cable produced therefrom
AU2002227940B2 (en) Process for the production of a multipolar cable, and multipolar cable produced therefrom
RU2319240C2 (en) Method for uninterrupted manufacture of electric cables
KR20060115989A (en) Continuous process for manufacturing electrical cables
PL205143B1 (en) Continuous process for manufacturing electrical cables
NZ545031A (en) Continuous process for manufacturing electrical cables

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20110415

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20120328

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20140717

Free format text: SUB-LICENCE

Effective date: 20140717

QC41 Official registration of the termination of the licence agreement or other agreements on the disposal of an exclusive right

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20120328

Effective date: 20160429

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20140717

Effective date: 20160429

QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE

Effective date: 20160720