DE2443656A1

DE2443656A1 - Kabelverbindung

Info

Publication number: DE2443656A1
Application number: DE19742443656
Authority: DE
Inventors: Manfred Ing Grad Dzenus; Dietrich Ing Grad Stahl
Original assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Current assignee: Interatom Internationale Atomreaktorbau GmbH
Priority date: 1974-09-12
Filing date: 1974-09-12
Publication date: 1976-03-25
Also published as: JPS5155981A

Description

Kabelverbindung Die vorliegende Erfindung betrifft eine gelötete Verbindung zweier metallunmantelter, mineralisolierter elektrischer Kabel. Derartige Kabel, beispielsweise mit Chrom-Nickel-Leitern, Edelstahlmantel und einer Isolierung aus Magnesium-Oxyd eignen. sich besonders für den Einsatz als Hochtemperatur-Heizkabel unter anderem in Begleitheizungen von Kernenergieanlagen, die mit flüssigem Natrium gekühlt werden.
Als Zuleitung für solche eizkabel werden vorzugsweise ähnlich aufgebaute sogenannte Kaltkabel verwendet, mit Leiter und Mantel aus Kupfer und gleichfalls einer Isolierung aus Magnesium-Oxyd. Eine Verbindung solcher Kabel untereinander muß wie die Kabel selbst warmfest sein und einen ausreichenden Isolationswiderstand zwischen Leiter und Mantel aufweisen und zudem vakuumdicht sein, da, Magnesium-Oxyd stark hygroskopisch ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Verbindung für metallummantelte, mineralisolierte elektrische Kabel, die die genannten Anforderungen erfüllt und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, das es unter Verzicht auf Hilfsteile, wie Lötnippel oder Kompensatoren gestattet, schnell und sicher zu arbeiten.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Verbindungsstelle der-Kabelleiter in einer aus zwei miteinander verlöteten Teilen bestehenden Hülse angeordnet ist, wobei je ein Hülsenteil an den Metallmantel eines der Kabel angelötet ist und daß der Innenraum der Hülse mit einem elektrisch isolierenden Material, vorzugsweise ebenfalls Magnesium-Oxyd gefüllt ist. Durch die dichte Verbindung der Hülse mit den Kabelmänteln wird die an der Verbindungsstelle offenliegende Isolierung der Kabel gegen das Eindringen von Feuchtigkeit gesichert, und zugleich wird die Verbindung der Kabelleiter mechanisch entlastet. Zugleich wird auch an der Verbindungsstelle eine ausreichende elektrische Isolierung zwischen den Kabelleitern und ihren hier durch die Hülse ersetzten Mänteln gewährleistet.
Der Kupferleiter eines Kaltkabels weist einen erheblich größeren Querschnitt auf als der Chrom-Nickel-Leiter des eigentlichen Heizkabels, da der elektrische Widerstand des ersteren soweit vermindert sein muß, daß in ihm keine nennenswerte Wärmeentwicklung stattfindet. Insbesondere fiir diesen Fall wird gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß der Leiter des einen Kabels in eine Bohrung im Leiter des anderen Kabels geschoben und dort verlötet ist. Diese Bohrung ist vorzugsweise axial. Bei der Verbindung zweier Kabel mit Leitern, die gleichen oder ähnlichen Querschnitt haben, kann zwischen beide !,eiter ein Zwischenstück geschoben werden, das den zum Anbringen einer axialen Bohrung ausreichenden Querschnitt aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Eferstellung einer Kabel verbindung; wie sie oben beschrieben ist, ist durch die Aufeinanderfolge folgender Schritte gekennzeichnet: Als erstes werden die Leiter der Kabel miteinander verlötet.
Danach wird ein erster Teil der Hülse mit dem Mantel des einen Kabels verlötet, wobei dieser Hülsenteil so bemessen sein soll, daß er die Verbindungsstelle überdeckt, d.h. denjenigen Teil, wo die Isolierung der Kabel entfernt ist. Dieser Hülsenteil wird in einem weiteren Schritt mit einem Isoliermaterial gefüllt, sodaß die offenliegenden Kabel leiter überdeckt sind und eine lückenlose Isolierung im Bereich der Verbindungsstelle gewährleistet ist. Danach werden die beiden flülsenteile miteinander verlötet in der Art, daß ihr Innenraum vollständig mit dem Isoliermaterial gefüllt bleibt. Schließlich wird der zweite Hülsenteil mit dem Mantel des anderen Kabels verlötet. Bei der vorgesehenen Verwendung zumindestens eines Teils der Kabel als Ileizkabel werden die Lötungen zweckmäßigerweise als Hartlötungen ausgeführt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, wenn die Leiter und Mäntel der Kabel, sowie die Hülse bei Vorliegen entsprechender Gegebenheiten miteinander verschweißt werden.
In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird vorgeschlagen, daß als Isoliermaterial ein mineralisches Pulver verwendet wird, das im ersten Hülsenteil durch Vibration verdichtet wird. Es ist sicher zweckmäßig, als Isoliermaterial für die Verbindungsstelle dasselbe Material zu verwenden, wie es auch für die Isolierung der Kabel selbst benutzt wird. Auch hier ist insbesondere bei Verwendung in Kernenergieanlagen dem Magnesium-Oxyd wegen seiner Strahlenbeständigkeit der Vorzug zu geben. Durch das Einrütteln des Pulvers wird sichergestellt, daß die Isolierung die nötige Dichte erhält und auch keine Hohlräume bestehen bleiben. Das erforderliche Trocknen des Isoliermaterials findet durch die mit dem Verlöten der beiden Hülsenteile miteinander einhergehende Wärmeentwicklung statt. Da zu diesem Zeitpunkt der Spalt zwischen der Hülse und dem Mantel des zweiten Kabels noch nicht geschlossen ist, kann auf die Anordnung von Entgasungsbohrungen in der Hülse verzichtet werden.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt die Verlötung der Leiter der Kabel mit einem Lot, dessen Schmelzpunkt um mindestens 500K über demjenigen des für die restlichen Lötverbindungen verwendeten Lotes liegt. Dadurch wird sichergestellt, daß die im Verlaufe des Herstellungsverfahrens nicht mehr zugängliche Lötstelle zwischen den beiden Kabelleitern durch die bei den folgenden Lötverbindungen auftretende Wärmeentwicklung nicht gefährdet wird.
In der Zeichnung ist ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Kabelverbindung dargestellt, und zwar eines Heizkabels 1 mit Chrom-Nickel-Leiter 2, Edelstahlmantel 3 und Magnesium-Oxyd-Isolierung 4 mit einem Kaltkabel 5 mit Kupferleiter 6, Kupfermantel 7 und ebenfalls Magnesium-Oxyd-Isolierung 8.
Im Bereich der Verbindung sind die Leiter 2 und 6 in der üblichen Weise abgesetzt und werden an einer ersten Lötstelle 9 miteinander verbunden. Der Leiter 6 des Kabels 5 ist mit einer Axialbohrung versehen, in die Hartlot, beispielsweise der Sorte L-Ag44 nach DIN 8513 in Form eines Drahtabschnittes eingebracht wurde. Bei Erwärmen des Leiters 6 auf eine Arbeitstemperatur von z.B. 1.000 K schmilzt dieses Hartlot und wird durch das Einschieben des Leiters 2 in die Bohrung spaltfüllend verdrängt. Die Verbindungsstelle der beiden Leiter 2 und 6 wird durch eine aus zwei Teilen 10 und 11 bestehende Hülse überdeckt. Das erste Hülsenteil 10.
wird mit dem Mantel 7 des Kabels 5 mittels einer zweiten Lötung 12 verbunden, wobei beispielsweise (ebenso wie für die weiter unten beschriebene dritte Lötstelle 13 und vierte Lötstelle 14) ein Hartlot der Sorte L-Ag40Cd Verwendung finden kann. Da für die Verarbeitung dieses Hart lots nur eine Arbeitstemperatur von 880 K erforderlich ist, wird die erste Lötstelle 9 bei der Herstellung der weiteren Lötstellen-nicht gefährdet. Die zweite Lötstelle 12 wird als kombinierte Fugen/ Spaltlötung ausgeführt. AnschließenA wird das erste Hülse teil 10 mit einer Füllung 15 aus Isoliermaterial, vorzugsweise Magnesium-Oxyd soweit gefüllt, daß die abgesetzten Teile der Leiter 2 und 6 überdeckt sind. Mittels eines hier nicht dargestellten Gerätes wird das isolierende Pulver 15 eingerüttelt und anschließend werden das erste Hülsenteil 10 und das zweite Hülsenteil 11 an einer dritten Lötstelle 13 miteinander verbunden. Diese Lötung wird als Spaltlötung ausgeführt, wobei das Hartlot als entsprechendes Formteil im Spalt zwischen den Hülsenteilen 10 und 11 vorhanden ist. Zweckmäßigerweise ist letzteres mit einer Ringnut 16 versehen, um ein Abstreifen des Hartlotformteiles während des Einschiebens des zweiten llülsenteiles 11 in das erste Hülsenteil 10 zu verhindern. Im letzten Arbeitsgang wird das zweite Hülsenteil 11 mit dem Mantel 3 des Kabels 1 mittels einer vierten Lötung 14, ebenfalls einer Spaltlötung verbunden. Die vierte Lötung 14 wird zweckmäßigerweise unmittelbar im Anschluß an die dritte Lötung 13 durchgeführt, sodaß sich das vorher erhitzte erste Hülsenteil 10 abkühlen kann. Dadurch wird ein Ausblasen von erhitzter Luft oder Gas durch den Spalt zwischen zweitem Hülsenteil 11 und Kabel 1 vermieden, der die Herstellung der vierten Lötverbindung 14 beeinträchtigen könnte.

Claims

SCI1UT ZANSP RÜ C FlE

1. Verbindung zweier metallummantelter, mineralisolierter elektrischer Kabel, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsstelle (9) der Kabelleiter (2, 6) in einer aus zwei miteinander durch Löten (13) verbundenen Teilen (10, 11) bestehenden Hülse angeordnet ist, wobei je ein Hülsenteil (10, 11) an den Metallmantel (3, 7) eines der Kabel (1, 5) angelötet ist und daß der Innenraum der Hülse (10, 11) mit einem elektrisch isolierenden Material (15) gefüllt ist.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (2) des einen Kabels (1) in eine Bohrung im Leiter (6) des anderen Kabels (5) geschoben und dort- verlötet (9) ist.

3. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die nacheinander auszuführenden Schritte a) Verlöten (9) der Leiter (2, 6) der Kabel (1, 5) miteinander b) Verlöten (12) eines ersten, die Verbindungsstelle überdeckenden Teils (10) der Hülse mit dem Mantel (7) des einen Kabels (5) c) Füllen des ersten Hülsenteils (10) mit einem Isoliermaterial (15) bis die Leiter (2, 6) überdeckt sind d) Verlöten (13) der beiden Hülsenteile (10, 11) mit einander e) Verlöten (14) des zweiten Hülsenteils (11) mit dem Mantel (3) des anderen Kabels (1).

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Isoliermaterial (15) ein mineralisches Pulver verwendet wird, das im ersten Hülsenteil (10) durch Vibration verdichtet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlötung (9) der Leiter (2, 6) der Kabel (1, 5) mit einem Lot erfolgt,. dessen Schmelzpunkt um mindestens 50 K über demjenigen des für die restlichen Lötverbindungen (12, 13, 14) verwendeten Lotes liegt.