NO137927B

NO137927B - PROCEDURE FOR JOINING INSULATED HIGH VOLTAGE CABLES

Info

Publication number: NO137927B
Application number: NO741338A
Authority: NO
Inventors: Gotthard Valentin Olsson
Original assignee: Ericsson Telefon Ab L M
Priority date: 1973-04-13
Filing date: 1974-04-10
Publication date: 1978-02-06
Also published as: DE2418025B2; AR198364A1; DK141226C; BR7402790D0; AU6739774A; SE7305335L; FI60623B; DE2418025A1; JPS5052588A; IT1009816B; NL7404818A; JPS5730278B2; SE371724B; DK141226B; FI60623C; NO137927C; NO741338L

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte for ved sammenfoyning av isolering på kabler, fortrinnsvis hoyspennings-kabler med solid isolering av polymere materialer, å tilveiebringe et sammenfoyningssted med en isolering likeverdig med kabelisoleringen, ved hvilken sammenfoyning det avisolerte området rundt sammenfSyningen utfylles med et vulkaniserbart materiale av fortrinnsvis samme type som isoleringen for ovrig, The present invention relates to a method for, when joining insulation on cables, preferably high-voltage cables with solid insulation of polymeric materials, to provide a joining point with an insulation equivalent to the cable insulation, in which joining the stripped area around the joint is filled with a vulcanizable material of preferably same type as the insulation otherwise,

hvilket materiale under trykk bringes til å smelte og vulkaniseres, idet trykket tilveiebringes ved at sammenfoyningsstedet omgis av en elastisk trykkforbinding hvis kontrasjonskraft hoved- which material under pressure is caused to melt and vulcanize, the pressure being provided by the joint being surrounded by an elastic pressure bandage whose contraction force mainly

saklig er rettet på tvers av kabelen. is actually directed across the cable.

Ved sammenfbyninger av den ovenfor angitte art skjer utfyllingen In the case of connections of the type specified above, the filling takes place

av det avisolerte området vanligvis ved at det rundt lederen vikles bånd av.uvulkanisert materialé av samme type som inngår i kabelisoleringen. Nærmest lederen omfatter kabelisoleringen vanligvis et sjikt av halvledende materiale, og forst vikles derfor et bånd av tilsvarende halvledende materiale slik at sammenfoyningsstedets isolering oppnår samme egenskaper som isoleringen for ovrig. For at det ikke skal oppstå blærer og sprekker i materialet, skjer sammensmeltningen og vulkaniseringen av utfyllingsmaterialet under trykk. Vanligvis tilveiebringes dette trykk ved at sammenfoyningsstedet innspennes i en metallform bestående av to halvdeler, hvilken metallform har et sy-lindrisk gjennomgående hulrom med en diameter som svarer til kabelen. På grunn av den store utvidelseskoeffisienten (ca. of the stripped area, usually by wrapping a strip of unvulcanized material of the same type that is included in the cable insulation around the conductor. Closest to the conductor, the cable insulation usually comprises a layer of semi-conductive material, and therefore a strip of corresponding semi-conductive material is first wound so that the insulation at the junction achieves the same properties as the rest of the insulation. To prevent blisters and cracks in the material, the fusion and vulcanization of the filling material takes place under pressure. Usually, this pressure is provided by clamping the joint in a metal form consisting of two halves, which metal form has a cylindrical through cavity with a diameter corresponding to the cable. Due to the large expansion coefficient (approx.

10 ganger formmaterialets) til de polymerene som anvendes som kabelisolering, må formen ved den oppvarmingsprosess som er nodvendig for vulkaniseringsprossen, kunne ekspandere for ved av-kjblningen igjen å krympe under bibeholdelse av trykket på sammenføyningen. Det nodvendige trykket 5-6 kg/cm<1> tilveiebringes som regel ved hjelp av hydrauliske eller pneumatiske anordninger. 10 times that of the mold material) of the polymers used as cable insulation, the mold must be able to expand during the heating process that is necessary for the vulcanization process in order to shrink again on cooling while maintaining the pressure on the joint. The necessary pressure of 5-6 kg/cm<1> is usually provided by means of hydraulic or pneumatic devices.

Ved de kjente anordninger oppstår det, på grunn av isolasjons-materialets utvidelse og etterfølgende sammentrekning, vanske-lige tetningsproblemer både mellom formhalvdelene og ved form-endene. Etter vulkaniseringen blir kabelen ofte oval og for- With the known devices, due to the insulation material's expansion and subsequent contraction, difficult sealing problems arise both between the mold halves and at the mold ends. After vulcanization, the cable often becomes oval and

synt med kanter og valker som må pusses. På grunn av mekaniske spenninger i de ofte grove kablene har lederen en tendens til å forskyve seg fra kabelens sentrum når sammenfoyningsstedet blir mykt på grunn av oppvarmingen, hvilket gir en redusert isolasjon av sammenfoyningsstedet. Videre krever de kjente anordninger en form for hver kabeldimensjon. Utover dette er de dessuten uhåndterlige og lite egnet til å anvendes under slike forhold som det er ute i marken. sad with edges and valleys that need to be sanded. Due to mechanical stresses in the often rough cables, the conductor tends to shift from the center of the cable as the joint softens due to heating, resulting in reduced insulation of the joint. Furthermore, the known devices require a form for each cable dimension. In addition to this, they are also unwieldy and not suitable for use in such conditions as out in the field.

I tysk patent 1 105 024, er vist en losning hvor sammenfbynings-stedet etter at det er blitt omgitt av eh elastisk slange, inne-sluttes i et dreibart trykk-kammer. Trykket tilveiebringes ved hjelp av væske, eksempelvis olje, hvorved en perfekt trykkfordeling oppnås. Slangen hindrer væsken fra å gjennomtrenge sammenfoyningsstedet. Også denne fremgangsmåte krever relativt uhåndterlige apparater og hjelpeanordninger, som ikke egner seg for feltmessige forhold. In German patent 1 105 024, a solution is shown where the connection point, after it has been surrounded by an elastic hose, is enclosed in a rotatable pressure chamber. The pressure is provided by means of liquid, for example oil, whereby a perfect pressure distribution is achieved. The hose prevents the liquid from penetrating the joint. This method also requires relatively unwieldy devices and auxiliary devices, which are not suitable for field conditions.

I den hensikt under mer feltmessige forhold å tilveiebringe og opprettholde det for en vulkanisering nødvendige trykk er an-vendelsen av trykkbandasje blitt foreslått. Disse bandasjer har vært utført av gummibånd, hvilke for oppnåelse av det nød-vendige trykk er blitt viklet i flere lag. Til tross for at gummibåndene er blitt forsynt med mønster, av hvis utseende man kan avlese spenningen i båndet,har det vært praktisk talt umulig å tilveiebringe en jevn fordeling av trykket i bandasjen. Selv om man har lykkes å tilveiebringe en tilsynelatende jevn fordeling av trykket i bandasjen oppstår det på grunn av den mer In order to provide and maintain the pressure required for vulcanization under more field conditions, the use of a pressure bandage has been proposed. These bandages have been made of rubber bands, which have been wound in several layers to achieve the necessary pressure. Despite the fact that the rubber bands have been provided with a pattern, from the appearance of which the tension in the band can be read, it has been practically impossible to provide an even distribution of the pressure in the bandage. Even if one has succeeded in providing an apparently even distribution of the pressure in the bandage, due to the more

enn 20% messige varmeutvidelsen lett forandringer i bandasjen. than 20%, the thermal expansion easily changes in the bandage.

Ved ujevnheter i bandasjen oppstår innsnevringer i den smeltede isolasjonen, hvorved den derav forårsakede omfordeling av iso- In the case of unevenness in the bandage, constrictions occur in the melted insulation, whereby the resulting redistribution of iso-

lasjonsmaterialet, også påvirker det indre halvledende sjiktet.j Hvis en slik kabel tas i drift oppstår det på grunn av ujevn-hetene i isolasjonen elektriske påkjenninger, som ødelegger isolasjonen. Alle de her omtalte ulemper har medført at trykk-bandasjemetoden er bli-tt forlatt for kabler av den her angitte type. The insulation material also affects the inner semi-conductive layer. If such a cable is put into operation, electrical stresses arise due to the unevenness in the insulation, which destroys the insulation. All the disadvantages mentioned here have meant that the pressure bandage method has been abandoned for cables of the type specified here.

Disse ovennevnte ulemper elimineres ved hjelp av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen, hvis kjennetegn fremgår* av de etterfolgende patentkrav. These above-mentioned disadvantages are eliminated by means of the method according to the invention, the characteristics of which appear* from the following patent claims.

Oppfinnelsen skal nærmere beskrives under henvisning til ved-lagte tegning, som i gjennomskjæring viser en kabelskjot som er gjort i stand til vulkanisering. Med 1 betegnes den ved hjelp av sveising eller en annen fremgangsmåte sammenfoyde lederen. På begge sider av sammenfoyningsstedet er kabelen 3 blitt gitt en suksessivt avtagende tykkelse slik at det er blitt dannet kjegleformede partier 4. Nærmest lederen ligger et halvledende isolasjonssjikt 2, som danner de kjegleformede partienes spisser. The invention shall be described in more detail with reference to the attached drawing, which shows a cross-section of a cable joint which has been prepared for vulcanization. 1 denotes the conductor joined by welding or another method. On both sides of the joint, the cable 3 has been given a successively decreasing thickness so that cone-shaped sections 4 have been formed. Closest to the conductor is a semi-conductive insulation layer 2, which forms the tips of the cone-shaped sections.

Inntil lederen er det på det avisolerte området viklet bånd av halvledende materiale, slik at et sjikt 5 med samme tykkelse Strips of semi-conducting material are wound on the stripped area up to the conductor, so that a layer 5 of the same thickness

som sjikt 2 er blitt dannete Utenpå det halvledende sjiktet 5 er så bånd av isolasjonsmateriale blitt viklet i et flertall sjikt 6, slik at rommet mellom de kjegleformede partiene 4 helt er blitt utfylt. Sammenfoyningsstedet er så blitt omgitt as layer 2 has been formed. On top of the semi-conducting layer 5, bands of insulating material have been wound in a plural layer 6, so that the space between the cone-shaped parts 4 has been completely filled. The junction has then been surrounded

av en elastisk forbinding som omfatter i kabelens lengderetning inntil hverandre anordnede tynne bånd eller remser 7 av metall, hvilke bånd eller remser 7 strekker seg inn over kabelisoleringen 3 på begge sider av skjoten. Den elastiske forbindingen omfatter videre i ett eller flere lag 8 rundt båndene 7 anordnede elastiske elementer,, hvis kontraksjonskrefter er rettet hovedsaklig på tvers av kabelen. Som elastisk element kan det f.eks. anvendes bånd av gummikvalitet, som tåler de temperaturene som forekommer ved vulkaniseringen uten å miste sin elastisitet, of an elastic bandage which comprises in the lengthwise direction of the cable thin bands or strips 7 of metal arranged next to each other, which bands or strips 7 extend over the cable insulation 3 on both sides of the joint. The elastic bandage further comprises elastic elements arranged in one or more layers 8 around the bands 7, whose contraction forces are directed mainly across the cable. As an elastic element, it can e.g. bands of rubber quality are used, which can withstand the temperatures that occur during vulcanization without losing their elasticity,

og som under strekking er blitt viklet rundt metallbåndene 7. and which has been wrapped around the metal bands 7 during stretching.

Rundt sammenfoyningsstedet er videre en varmemantel 9, bestående a<y> et delbart metallror, anordnet. Mantelen sentreres ved A heating mantle 9, consisting of a divisible metal tube, is also arranged around the joining point. The mantle is centered at

hjelp av distanseringer av glassull eller liknende materiale using spacers made of glass wool or similar material

slik at en luftspalte 11 dannes mellom mantelen og den elastiske forbindingen. For vulkanisering av sammenfoyningsstedets isolering oppvarmes mantelen med en gassflamme eller ved hjelp av elektriske varme-elementer anordnet rundt mantelen, hvor nevnte luftspalte bidrar til å tilveiebringe en jevn tempera-turfordeling på sammenfoyningsstedet. Etter at sammenfoyningsstedet har oppnådd den nodvendige temperatur og denne så er blitt holdt konstant i det for vulkaniseringsprosessen hen-siktsmessige tidsintervall, bidrar luftspalten også til at det oppnås en for unngåelse av blæredannelse nbdvendig langsom av-kjbling. Når sammenfoyningsstedet har kjblnet, tas den elastiske forbindingen bort, og eventuell nbdvendig pussing av sam-menf oyningsstedet utfores. so that an air gap 11 is formed between the mantle and the elastic bandage. For vulcanization of the joining point's insulation, the mantle is heated with a gas flame or with the help of electric heating elements arranged around the mantle, where said air gap helps to provide an even temperature distribution at the joining point. After the joining point has reached the required temperature and this has then been kept constant for the appropriate time interval for the vulcanization process, the air gap also contributes to achieving the slow cooling necessary to avoid blistering. When the joint has cooled, the elastic bandage is removed, and any necessary plastering of the joint is carried out.

Ved hjelp av den elastiske forbindingen rundt sammenfbynings-stedet dannes en elastisk form som folger eventuelle bevegelser hos kabelen og forhindrer en eksentrisk plassering av lederen. Fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen eliminerer vanskelig transpor-tabel og vanskelig håndterlig utrustning, og er vel egnet til å anvendes såvel ved fremstilling som ved utlegging av kabel. Noen investering i forskjellige former for forskjellige kabel-dimensjoner er heller ikke nbdvendig. Ved anvendelse av gummibånd som elastisk element kan trykket i skjoten reguleres ved såvel gummibåndets strekking som antallet viklede lag. Fremgangsmåten er ikke begrenset til sammenfoyning av hbyspenningskabler, men kan meget vel anvendes for sammenfoyning av kabel-mantler. Fremgangsmåten er heller ikke begrenset til kun sammenfoyning, men er hensiktsmessig også ved reparering av skader på kabler. With the help of the elastic bandage around the connection point, an elastic shape is formed which follows any movements of the cable and prevents an eccentric placement of the conductor. The method according to the invention eliminates difficult-to-transport and difficult-to-handle equipment, and is well suited to be used both for manufacturing and for laying out cable. Any investment in different forms for different cable dimensions is also not necessary. When using a rubber band as an elastic element, the pressure in the joint can be regulated by both the stretching of the rubber band and the number of wrapped layers. The method is not limited to joining high-voltage cables, but can very well be used for joining cable sheaths. The procedure is also not limited to joining, but is also suitable for repairing damage to cables.

Claims

1. Method for joining the insulation on cables, preferably high-voltage cables with solid insulation of polymeric materials, to provide a joining point with an insulation equivalent to the cable insulation, in which joining the stripped area around the joining is filled with vulcanizable material of preferably the same type as the insulation otherwise, which material under pressure is caused to melt and vulcanize, the pressure being provided by the joining point being surrounded by an elastic pressure bandage whose contrast jonslcraft is mainly directed across the cable, characterized in that the pressure bandage comprises elements arranged around the perimeter of the joining point and the cable ends and oriented in the cable's longitudinal direction.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that the pressure-distributing elements are made of thin bands or strips of metal.