SE450535B - Elektrisk hogspenningskabel, sett att framstella densamma och apparatur for utovning av settet - Google Patents

Description

450 555 2 består av massivt dielektriskt material och har ett lika stort antal radiella flänsar som antalet elektriska ledare, och dessa flänsar sträcker sig radiellt utåt från kabelns längdaxel mellan ledarna. För att hålla kabeltillverkningsplatsen ren vid införingen av kabeln i höljet på användningsplatsen har man föreslagit att ' anbringa kabelns elektriska ledare i en plastmantel, som skalas bort vid införingen av de elektriska ledarna i rörledningen, vilken bildar ett yttre ledande hölje hos den färdiga kabeln.

Nackdelen vid arrangemanget enligt den brittiska patentskriften 1 280 762 är att man varken vid införing av aggregatet av ledare i en skyddande rörledning på användningsplatsen eller vid fabrikstillverkning av me- tallhöljet som en integrerande del av kabeln kan garan- tera att kabelhålrummet, som skall fyllas med isolerande komprimerad gas, är fritt från föroreningar, speciellt i form av metallpartiklar, som kan leda till genomslag av isolationen. Om höljet är fabriksframställt som en integrerande del av kabeln, är det ofrånkomligt att metallpartiklar förekommer i kabelhålrnmmen, och om kabeln skall införas i ett metallrör på användningsplat- sen, kan aggregatet av elektriska ledare genom skyddad placering i ett avtagbart plasthölje visserligen i och för sig hållas i rent tillstånd i fabriken men endast intill den tidpunkt, vid vilken plasthöljet skalas bort.

En tryckgasisolerad kabel enligt föreliggande uyp- finning innefattar ett periferiellt korrugerat rörfor- migt hölje av plast, i vilket kan vara införlivad en elektriskt ledande komponent och vilken är framställd genom strängsprutning över en elektrisk ledningsanord- ning, som kan bestå av en eller flera ledare och distans- organ med radiella flänsar, vilka med sina ytterkanter ingriper med komplementärt formade, för minskning av de elektriska spänningsbelastningarna vid distansorga- nens ändar anordnade partier av höljet. Höljet kan bestå av plast med i materialet införlivade elektriskt ledande 450 535 3 partiklar och kan (exempelvis genom en dubbel sträng- sprutningsprocess) framställas samtidigt med ett elektriskt isolerande skikt, varvid den erforderliga korrugeringen av höljet för att göra detta flexibelt kan åstadkommas genom strängsprutning av höljet exem- pelvis i en arbetszon i en lämplig korrugeringsform ' under vakuum.

Den gasisolerade kabeln enligt uppfinningen fram- ställes följaktligen i sin helhet under fabriksmässiga förhållanden, och tillverkningen kan lätt anordnas så, att hâlrummen för isolationsgas i kabeln är förorenings- fria både under tillverkningen av kabeln och därefter.

En yttre metallmantel kan genom framställningsmetoden integreras med'kabeln, i vilket fall den yttre metall- manteln företrädesvis korrugeras så, att dess korruge- ringar noggrant ansluter sig till plasthöljets korruge- ringar, eller också kan kabeln införas i en mantel av metall eller annat material på installationsplatsen.

I båda fallen skyddas isolationsgashålrummen i kabeln av plasthöljet och utsättes icke för föroreningar.

Uppfinningen beskrives närmare i det följande i form av ett som exempel valt utförande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig l visar en gas- isolerad kabel enligt uppfinningen, varvid kabeln visas i planvy i den ena halvan av figuren och visas i längd- sektion i den andra halvan för åskådliggörande av inre delar, fig 2 visar i sektion och i en större skala ett längdavsnitt av väggen hos den korrugerade plastmanteln hos kabeln i fig 1 och visar hur distansorganens änd-_ kanter är anpassade till korrugeringarna, fig 3 visar en fragmentarisk tvärsektion av höljet i ett snitt i linje med distansorganets ena sidokant i fig 2, fig 4 är en schematisk vy av en som exempel visad utrustning för tillverkning av kabeln i fig 1, fig 5 visar mera i detalj strängsprutningshuvudet och korrugeringsanord- ningen, som ingår i utrustningen i fig 4, och fig 6 visar ett alternativt utförande av en utrustning enligt 450 535 4 uppfinningen för framställning av relativt korta kabel- längder.

Den i fig l, 2 och 3 visade kabeln innefattar en elektrisk ledningsanordning 2 med åtskilda distansorgan 3 av det slag, som exempelvis beskrives i ovannämnda brittiska patentskrift l 280 762. Anordningen eller ' aggregatet 2, 3 av ledare och distansorgan är inneslu- ten i ett av plast bestående hölje 4, vilket såsom visas har runt omkretsen korrugerad vägg. De yttre ändarna av distansorganen 3 upptages i komplementärt formade väggpartier 5 hos höljet 4, och det framgår speciellt av fig 2 och 3 att genom detta utförande erhålles elektrisk avskärmning av de skivformiga distansorganens ändpartier med'motsvarande minskning av de elektriska spänningsbelastningarna vid ändarna. I fig 2 och 3 visas även att plasthöljet 4 kan bestå av ett yttre och ett inre skikt, av vilka det inre skiktet är ett elektriskt isolerande skikt, medan det yttre skiktet är halvledande. Vid exempelvis en kabel med en största diameter av 225 mm kan det inre skiktet ha en tiocklek av exempelvis l mm och kan det yttre skiktet ha en tjock- lek av exempelvis 3 mm. Höljet 4 kan exempelvis vara framställt av mycket stark polyetylen.

I fig 4 visas schematiskt en tillverkningslinje för framställning av kabeln i fig l - 3. Den iordnings- ställda kabelkärnan drages ut från en rulle 10 medelst en lämplig utdragningsanordning ll, medelst vilken ka- belkärnan frammatas till en rengöringsstation 12, där varmt, avjoniserat vatten sprutas under tryck på kär- nan. Från rengöringsstationen 12 föres kablarna in i ett rum 13, som innehåller ren luft och där en opera- tör 14 efter hand som kabeln införes insätter distans- organen mellan kabelkärnans ledare. Aggregatet av leda- re/distansorgan överföres därifrån till strängsprut- ningshuvudet 15 hos en strängsprutningsapparat 16, me- delst vilken plasthöljet framställes omkring aggrega- tet, och från strängsprutningshuvudet föres den av aggre- 450 535 gatet av ledare och distansorgan och det omslutande höljet bestående kabeln genom en lämplig vakuumkorru- geringsapparat 17, exempelvis en CORMA-korrugator. Från denna apparat överföres den med mantel försedda kabeln till en mottagningsrulle l8.

Strängsprutningen och korrugeringen beskrives i det följande mera i detalj under hänvisning till fig 5.

Det är nödvändigt att distansorganen insättes i synkro- nism, dvs i samordning, med rörelsen av kabelkärnan till och genom strängsprutningshuvudet och med korruge- ringen i korrugeringsapparaten, och för uppnående av detta kan man använda vilka lämpliga medel som helst.

I det visade exemplet innefattar strängsprutningshuvu- det ett roterbart styr- och stödorgan 20 för de i kär- nan av ledare insatta distansorganen 3 och strängsprut- ningsapparaten består av primär- och sekundärsträng- sprutningsaggregat 21, 22 för strängsprutning av kabel- höljets inre och yttre skikt. Ett stöddon 23, som bil- dar en styrning för distansorganen och ett hopdrag- ningsstöd för höljet, sträcker sig genom spruthuvudet och förbi de båda munstyckena och bestämmer hopdrag- ningsgraden för det strängsprutade rörformiga höljet, vilket är av vital betydelse för att säkerställa över- ensstämmelse för ändarna av distansorganens skänklar i förhållande till deformationer av höljets vägg. Det bör observeras att ändarna hos distansorganens skänklar lig- ger på en cirkel med en diameter, som är större än det strängsprutade höljets diameter efter hopdragningen (krympningen).

Där höljet passerar från änden av stöddonet 23 gri- pes höljet av korrugeringsapparaten 24, vilken innefat- tar i ändlösa banor cirkulerande formblock 25 och an- vändes för att (pâ i och för sig känt sätt) vakuumforma och kyla det strängsprutade höljet. Distansorganen mot- tages av formblock 25, som har härför lämplig utform- ning och är belägna på ett avstånd från varandra som motsvarar hälften av längden av ett tvinningsvarv för w' _ 450 535 6 de hoptvinnade kabelledarna, I dessa speciellt utformade formblock upptages deformationer, som utformas i höljet_ medelst distansorganens ändar.

Den i fig 4 och 5 visade tillverkningsmetoden är en kontinuerlig metod, men i fig 6 visas en lämplig diskontinuerlig tillverkningsmetod för framställning av korta längder. Här användes en strängsprutningsapparat av samma slag som den som visas i fig 5, och en hop- fällbar form 30, i vilken distansorgan 31 fasthålles, föres genom spruthuvudet, varunder ett materialskikt strängsprutas över formen. Genom att formen utsättes för undertryck utformas höljets korrugeringar mot form- ytan. Formen kan därefter fällas ihop och uttagas. Det i fig 6 åskådliggjorda förfaringssättet rekommenderas icke som en praktiskt användbar metod för framställning av stora kabellängder utan representerar endast en enkel metod för framställning av korta kabellängder för för- söksändamål.

Enligt uppfinningen är det sålunda möjligt att fab- rikstillverka gasisolerade kablar med plasthölje och med elektriska ledare och distansorgan inneslutna i plast- höljet, och genom att tillsluta kabeln i ändarna för transport till installationsplatsen kan gashålrummen i kabeln hållas lika rena som när kabeln framställdes.

Det är möjligt att framställa plasthöljet med tillräck- lig styrka för ifrågakommande inre gastryck, men såsom redan nämnts kan kabeln alternativt förses med en yttre metallmantel. Kabeln kan utläggas på plats som den är i ett speciellt förberett kabeldike, särskilt om kabeln har en yttre metallmantel, vilken dessutom kan ha antikorrosiva yttre skikt, men man kan antaga att kabeln normalt lägges i ett rör eller en ränna, som kan bestå av metall eller exempelvis keramik, betong eller metallarmerad plast.

Olika alternativ och modifikationer är möjliga inom ramen för uppfinningen. I det ovanstående har som exem- pel beskrivits en kontinuerlig tillverkningsprocess, fl 450 535 7 vilken åskådliggöres i fig 4, och en diskontinuerlig framställningsprocess, som huvudsakligen tillämpas på framställning av korta kabellängder och åskådliggöres i fig 6. En annan möjlighet är en diskontinuerlig fram- ställningsprocess, som kan användas för framställning av längder av exempelvis l00 m eller däromkring. Denna _ alternativa framställningsprocess, som är en modifika- tion av den under hänvisning till fig 4 beskrivna fram- ställningsprocessen, kan utföras så, att höljet icke korrugeras omedelbart efter strängsprutningen utan i stället strängsprutas omkring aggregatet av ledare och distansorgan och därefter medgives att löpa ut i hori- sontalplanet i form av en rak, okorrugerad kabellängd, vilken därefter korrugeras. Denna efterföljande korru- gering kan utföras antingen på samma plats eller på en annan plats med eller utan avskärning av kabeln och speciellt dess strängsprutade hölje, varvid för korru- geringen kan användas en korrugeringsapparat, som är anordnad för återuppvärmning av det strängsprutade höljet och medelst vilken korrugeringarna utföres genom vakuumformning medelst formningsorgan, varvid antingen formningsorganen bringas att röra sig längs kabelns strängsprutade hölje eller också bringas kabeln med höljet att röra sig genom korrugeringsapparaten. Under korrugeringen-koordineras korrugeringsapparatens ar- betsfunktion med hänsyn till distansorganens lägen.

Claims (14)

10 15 20 25 30 450 535 PATENTKRAV

1. l. Elektrisk högspänningskabel, som innefattar ett flertal inre hoptvinnade elektriska ledare (2), k ä n- n e t e c k n a d därav, att kabeln innefattar ett i ih ett sammanhängande stycke strängsprutat plasthölje (4), vars innerdiameter är väsentligt större än den totala ytterdiametern för de hoptvinnade ledarna (2), så att höljet (4) avgränsar ett hålrum omkring ledarna, vilket hålrum under drift av kabeln innehåller gasformigt isolationsmaterial under tryck, och ett flertal distans- organ (3) för stöd av de elektriska ledarna i plast- höljet vid på avstånd från varandra belägna ställen längs kabeln, varvid vart och ett av dessa distansorgan består av massivt dielektriskt material och har flera i huvudsak radiella armar, som ingriper med de hop- tvinnade elektriska ledarna och sträcker sig till an- liggning mot plasthöljets insida, och att den yttre änden av varje sådan radiell arm ingriper med ett mot respektive ände komplementärt format parti (5) av plast- höljet för minskning av de elektriska belastningsspän- ningarna vid armarnas (3) yttre ändar.

2. Elektrisk kabel enligt patentkravet l, k ä n- n e t e c k n a d därav, att det strängsprutade plast- höljet (4) är korrugerat (vågformat), så att det upp- visar ringformigt runt höljet sig sträckande ryggar och försänkningar, och att nämnda komplementärt forma- de partier (5) av höljet (2) i ingrepp med de yttre ändarna av distansorganens radiella armar (3) bildas av lokala deformationer hos mantelväggen runt armarnas ändar.

3. Elektrisk kabel enligt patentkravet 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att den strängsprutade plastmanteln (4) innefattar ett isolerande skikt och ett halvledande skikt.

4. Elektrisk kabel enligt något av de föregående 10 15 20 25 30 35 450 535 9 patentkraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att den är integrerad med en yttre metallmantel.

5. Elektrisk kabel enligt något av de föregående patentkraven, k ä n n e t e c k n a d därav, att det gasformiga isolationsmaterialet är svavelhexafluorid.

6. Sätt att framställa en elektrisk kabel beståen- de av ett yttre plasthölje (4) och flera däri inneslut- na elektriska ledare (2), som medelst distansorgan (3) hålles på avstånd från höljets insida, k ä n n e- t e c k n a t därav, att de elektriska ledarna (2) utmatas från ett förråd till en behandlingsstation, där ledarna tvinnas samman och distansorganen införes mellan ledarna med jämna mellanrum längs de samman- tvinnade ledarnas längd, att de sammantvinnade ledarna (2) och distansorganen kontinuerligt frammatas till och genom ett strängsprutningshuvud (15), medelst vil- ket plast kontinuerligt strängsprutas för framställning av ett i huvudsak cylinderformigt plasthölje över de elektriska ledarna och distansorqanen, så att plast- höljet erhåller en viss innerdiameter och distansorga- nens ändar bildar lokala utbuktningar av_höljesväggen och så att dessa utbuktningar bringas att bilda mot distansorganens ändar komplementärt formade partier (5) av höljesväggen.

7. Sätt enligt patentkravet 6, k ä n n e t e c k- n a t därav, att det strängsprutade plasthöljet drages ihop radiellt i en bestämd grad för att åstadkomma lo- kalisering av distansorganens (3) ändar i och formning av nämnda utbuktningar (5).

8. Sätt enligt patentkravet 6 eller 7, k ä n n e- t e c k n a t därav, att det strängsprutade höljet (4) korrugeras under vakuumformning.

9. I 9. Sätt enligt patentkravet 8, k ä n n e t e c k- n a t därav, att korrugeringen av höljet (4) samordnas med insättningen av distansorganen (3) mellan de hop- tvinnade ledarna (2). l0 l5 20 25 30 35 450 535 l0 enligt något av patentkraven 6 - 9, c k n a t därav, att höljet (4) fram-

10. l0. Sätt k ä n n e t e ställes genom

11. ll. Sätt k ä n n e t e samtidig strängsprutning av flera skikt. enligt något av patentkraven 6 - 10, c k n a t därav, att en metallmantel strängsprutas (4).

12. Apparatur för utövning av förfaringssättet i omkring det strängsprutade plasthöljet patentkravet 6 för framställning av en elektrisk kabel enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a d därav, att apparaturen innefattar en arbetsstation (13) för insättning av distansorgan (3) mellan hoptvinnade elektriska ledare (2), en strängsprutningsapparat (16) med ett spruthnvud (15) för strängsprutning av ett plasthölje (4) omkring de hoptvinnade ledarna (2) och de i anslutning till dessa anbragta distansorganen (3), vilket spruthuvud (15) har en genomgående kanal för ge- nomsläppning av aggregatet av hoptvinnade ledare och distansorgan och ett strängsprutningsmunstycke omkring kanalen, ett i spruthuvudet monterat roterbart stöd- organ (20, 23) för lokalisering och styrning av distans- organen (3) under deras passage genom spruthuvudet (15), varvid detta stödorgan (20, 23) sträcker sig nedströms från spruthuvudet förbi spruthuvudets ringformiga sprut- munstycke och bildar ett neddragningsstöd för det strängsprutade materialet, som lämnar sprutmunstycket, och en korrugeringsapparat (24) vid utloppet från sprut- huvudet, vilken korrugeringsapparat är anordnad att arbeta synkront med insättningen av distansorganen mel- lan de hoptvinnade ledarna (2). I

13. Apparatur enligt patentkravet 12, k ä n n e- t e c k n a d därav, att spruthuvudet (15) är anordnat för samtidig strängsprutning av åtminstone två plast- höljen, så att dessa bildar ett flerskiktshölje för kabeln.

14. Apparatur enligt patentkravet 12 eller 13, k ä n n e t e c k n a d därav, att korrugeringsappara- 450 555 ll ten innefattar rörliga formblock (25), som är anordnade att hopföras och att därvid avgränsa en rörlig, rör- formig, för vakuumformning anordnad formkanal för korrugering av det strängsprutade höljet.