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Kabelendverschluß aus Gießharz für Starkstromkabel Bei der Herstellung
von Kabelenciverschlssen fur Starkstrom kabel ist es üblich, das Kabelende mit einem
Gießharzkörper, insbesondere aus einem Gießharz auf der Basis von Epoxidharz oder
Polyurethanharz, zu umgeben. iie Verbindung solcher Gießharzkörper bei Kabelendverschlüssen
für Starkstromkabel mit einer Isolierung auf der Basis von nichtvernetztem Polyäthylen,
insbesondere von Niederdruckpolyäthylen, bereitet jedoch wegen der unterschiedlichen
usdehnungskoeffizienten des Gießharzes und des nichtvernetzten Polyäthylens Schwierigkeiten.
Beim Betrieb des Kabels können sich nämlich zwischen der Kabelisolierung und dem
GieSharzkörper Spalte bilden, wodurch Teilentladungen hervorgerufen werden0 Diese
können zu einer Zerstörung der Isolierung führen.
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Durch die Erfindung werden diese Schwierigkeiten überwunden, Die Erfindung
geht von einem Kabelendverschluß aus Gießharz, insbesondere au-£ der Basis eines
Epoxidharzes oder eines Polyurethanharzes, fUr Starkstromkabel mit einer Isolierung
auf der Basis von nichtvernetztem Polyäthylen, insbesondere von Niederdruckpolyäthylen,
aus. Gemäß der Erfindung ist im Bereich des Endversehlusaes auf die aus nichtvernetztem
Polyäthylen bestehende Isolierung des Kabels eine Zwischenschicht aus einem vernetzbaren
oder vulkanisierbaren, aus mindestens zwei Olefin-Komponenten bestehenden Olefin-Nischpolymerisat,
vorzugsweise aus einem vernetzbaren oder rullxanisierbaren Äthylen-Olefin-Mischpolymerisat,
aufgebracht; diese Zwischenschicht gewährleistet nach ihrer gegebenenfalls unter
Druck
erfolgenden Vernetzung oder Vulkanisierung eine dichte Verbindung
der Isolierung mit dem Gießharz. Durch die Zwischenschicht wird also das unteschiedliche
Wärmeveihalten des Gießharzkbrpers des Kabelendverschlusses und der aus dem niehtvernetztem
nolyoleCin bestehenden Isolierung des Kabels ausgeglichen. Außerdem ergibt sieh
eine feste und vor allen Dingen dichte Verbindung zwischen der Kabelisolierung und
dem Gießharzkörper, die vor alle dadurch gegeben ist, daß die Zwischenschicht mit
der Isolierung durch molekulare Bindungen verbunden ist.
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Die erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die feste Ver bindung
der Zwischenschicht mit der Kabelisolierung durch die in dem vernetzbaren oder vulkanisierbaren
Olefin-Mischpolyf merisat enthaltenen Vernetzungs- oder Vulkanisierungsmittel gegeben
ist. Infolge dieser Vernetzungs- oder Vulkanìsierungsw mittel wird nämlich auch
der der Zwischenschicht zugekehrte Bereich der aus einem nichtvernetzten Polyolefin
bestehenden Kabelisolierung vom Vernetzungs- oder Vulkanisierunospromeß erfaßt.
Gleichzeitig mit der Vernetzung oder Vulkanisierung der aus Bändern gewickelten
Zwischenschicht tritt also auch eine Vernetzung oder Vulkanisierung zwischen den
dieser Zwischenschicht zugewandten Bereichen der Kabelisolierung aus einem nichtvernetzten
Polyäthylen und den anschließenden Teilen der Zwischenschicht ein, obwohl die Kabelisolierung
an sich kein Vernetzungs- oder Vulkanisierungsmittel enthält.
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Auf diese "eise erfolgt eine molekulare Bindung zwischen der Zwischenschicht
und der Kabelisolierung.
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Besonders vorteilhafte Ergebnisse bezüglich der Vermeidung von RiS-Spaltbildungen
zwischen der Kabelisolierung und dem Gießharzkörper haben sich ergeben, wenn der
Vernetsunga- oder
Vulkanisierungsprozeß der Zwischenschieht unter
Druck erfolgt.
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Hierzu wird die Zwischenschicht vor dem Vernetzungs- oder Vulä kanisierungeprozeß
beispielsweise mit einer Druckbandage umwickelt, Bei der Erwärmung der Zwischenschicht
treten dann durch die Wärmeausdehnung des für die Zwischenschicht verwendeten Materials
so starke Kräfte auf, daß sich die innersten Lagen der Zwischenschicht mit dem nichtvernetzten
Polyolefin der Kabelisolierung durch molekulare Bindungen verbinden, Als besonders
geeignet für die Durchführung des Erfinaungs gedankens haben sich für den Aufbau
der Zwischenschicht Bänder aus vernetzbarem oder vulkanisierbarem Olefin-Mischpolymerisat
ergeben, das zwei Olefin-Komponenten in gleichen oder annähernd gleichen Molanteilen
enthält. Derartige Olefin-Mischpolymerisate werden auch als Kautschuke bezeichnet.
In Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist die Verwendung eines Xthylen-Propylen
Kautschuls für die Bänder der Zwischenschicht besonders zweckmäßig.
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In DurchfUhrung des Erfindungsgedankens kann das vernetzbare oder
vulkanisierbare Olefin-Mischpolymerisat als dritte Komponente einen mehrfach ungesättigten
Kohlenwasserstoff, vorzugsweise ein Dien, enthalten. Hierfür haben sich als besonders
geeignet erwiesen Bänder aue Xthylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk.
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Die Art der Vernetzungs- oder Vulkanisierungsmittel für das Material,
das als Zwischenschicht zwischen der Kabelisolierung und dem Gießharzkörper des
Kabelendverschlusses verwendet wird, richtet sich nach der Art des verwendeten Olefin-Mischpolymerisates.
Insbesondere kommen als Vernetzungsmittel Peroxide
und als Vulkanisierungsrnittel
ein Gemisch aus Schwefel und organischen Beschleunigern wie beispielsweise Mercaptobenzthiazol
oder Tetramethylthiuramdisulfid infrage. Werden als Bänder allerdings solche auf
der Basis eines Äthylen-Propylen-ICautschuks verwendet, 90 kommen als Vernetzungsmittel
nur Peroxide in Betracht.
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In Durchführung des Erfindungegedankens kann zwischen der Zwischenschicht
aus dem vernetzbaren oder vulkanisierbaren Olefin-Mischpolymerisat und den die Leiterenden
verbindenden leitenden Elementen eine schwachleitende Schicht angeordnet sein. Hierdurch
wird die Steuerung des elektrischen Feldes an der Oberfläche der leitenden Elemente
verbessert und damit das Entstehen von Teilentladungen in diesem Bereich unterbunden.
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Besteht der Gießharzkbrper des Kabelendverschlusses aus einem Polyurethanharz,
also beispielsweise aus einem Harz auf der Basis eines Polyätheralkobcles und eines
Diisocyanates, so ergibt sich eine gute Haftung zwischen diesem Körper und dem vernetzten
bzw. vulkanisierten Olefin-Mischpolymerisat dann, wenn das fUr des Gießharzkörper
verwendete Polyurethanharz mit organischen PUllstoffen gefUllt ist. Häufig wird
sich daher.
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ein besonderer Haftvermittler zwischen dem vernetzten oder vulkanisierten
Olefin-Mischpolymerisat und dem aus einem Polyurethanharz bestehenden Gießharzkörper
erübrigen.
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Soll. jedoch eine besonders gute Haftung wischen dem aus Polyurethanharz
bestehenden Gießharzkörper und dem vernetzten oder vulkanisierten Olefin-Mischpolymerisat
erreicht werden, so kann in Weiterbildung des Erfindungagedankens auf die Zwischenschicht
aus dem Olefin-Mischpolymerisat eine Klebeschicht aufgebracht werden, die eine gute
Haftung des Gießharzkdrpers auf
dieser Zwischenschicht bewirkte
FUr diesen Zweck als geeignet erwiesen haben sich beispielsweise Kleber auf der
Basis von Cyanoacrylnitril oder auch Kleber auf der Bas-is von Äthylen-Acrylsäure-CopolymerenO
Kleber der letztgenannten Art werden z.B. zu 10 bis 10% in Xylol gelöst, auf ca.
70 bis 80°C erwärmt und dann aug das vernetzte oder vulkanisierte Olefin-Mischpolymerisat
aufgestrichen0 Vor dem Aufgießen des Gieß-.harzkörpers muß dann das als Lösungsmittel
verwendete Xylol verdunstet werden.
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Besonders günstige Ergebnisse haben sich auch ergeben mit Klebern
auf der Basis von Butadien-Acrylnitril, denen zur Haftverbesserung s.B. noch ein
Harz auf der Basis eines chlorierten Biphenyls zugesetzt sein kann. Eine geeignete
Lösung eines solchen Klebers kann aus 5 bis 10% Triphenylmethan-4,4',4"-Triisocyanat
bestehen, beispielsweise in Form einer 20%igen Methylenchloridlösung.
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Gleich gute Kleber kann man ferner mit Gemischen von hydfoxylgruppenhaltigen
Polyestern mit Polyisocyanaten, insbesondere mit langkettigen Polyesteralkoholen
im Gemisch mit Isbeyanaten, z.B. mit 10% Triphenyl-4,4', 4"-isocyanyl-monosulfophosphat,
erhalten, beispielsweise in Form einer 20%igen Methylenchloridlösung.
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PUr Verbindungemuffen aus Gießharz Wird man im allgemeinen Gießharzmassen
aut der Basis von Polydrethan verwenden, da diese hinsichtlich ihrer Elastizität
und Härtungsgeschwindigkeit speziellen Anforderungen gut angepaßt wurden können.
Mitunter kann es jedoch erwün@cht sein, auch Gießharzmassen auf der Basis von Epoxi,'dharzen
fUr den Aufbau der Verbindungsmuffen zu verwenden. Auch in diesen Fällen wird in
Weiterbildung des Erfindungagedankens auf die æwischenschicht aus dem Olefin-Mischpolyinerisat
eine Klebeschicht aufgebracht, die eine gute
Haftung des Gießharzes
auf der Zwischenschicht bewirkt0 Wesentlich ist hierbei außerdem, daß diese Klebeschicht
gleichzeitig eine während der praktischen Lebensdauer der Kabelanlage wirksame Dichtung
darstellt.
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Besonders geeignet erwiesen haben sich hierfür Klebeschichten auf
der Basis von Butadien-Acrylnitril, denen s.B. ein Harz auf der Basis chlorierten
Biphenyls zugesetzt sein kann0 Weit erhin geeignet erwiesen haben sich Klebeschichten,
die mit Hilfe von Lösungen aus Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren hergestellt werden.
Auch Klebeschichten auf der Basis von Gemischen von hydroxylgruppenhaltigen Polyestern
mit Polyisocyanaten, insbesondere mit langkettigen Polyesteralkoholen im Gemisch
mit Isocyanaten, z.3. mit ca. 10 Triphenyl-4,4',4"-isocyanylmonosulfophosphat, seispielsweise
in Sorm einer 20%igen Methylenchloridlösung, haben gute Wirkungen ergeben.
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Weiterhin ergibt sich eine gite Haftung bzw. Dichtung bei der Verwendung
von Klebeschichten auf der Basis von Äthylen-AcrylsEure-Copolymeren. Auch hierfür
läßt sich eine 10 bis 1 5«ige Lösung eines solchen Copolymeren in Xylol, die auf
caO 70 bis 8000 erwärmt wind, verwenden. Abweichend von der Herstellung eines Gießharzörpers
auf Polyurethanharzbasis empfiehlt es sich jedoch, bei der Verwendung von Gießharzkörpern
auf Epoxitdharzbasis die Lösung des Äthylen-Acrylsäure-Copolymeren auf die aus dem
Olefin-Mischpolymerisat bestehende Zwischenschicht aufzubringen, bevor diese wischenschicht
vernetzt bzw. vulkanisiert ist, Gleichzeitig mit der Vernetzung bzw. Vulkanisation
wird dann das Lösungsmittel der Äthylen-Acrylsäure-Oopolymer-Schicht ausgetrieben0
Die Erfindung sei anhand eines in der Figur dargestellten Ausfuhrungebeispieles
näher erläutert. Die Figur zeigt im Halbschnitt
den Endverschluß
1 des Einleiterkabels 5, dessen Leiter 6 mit der Isolierung 7 aus einem Niederdruckpolyäthylen
umgeben ist. Zwischen der Isolierung 7 und dem Leiter 6 ist die aus einer schwachleitenden
Kunststoffschicht bestehende Leiterglättung 8 aufgebracht. Die Isolierung 7 ist
zum zwecke der Potentialsteuerung mit einer nicht näher bezeichneten Leitlackschicht
und einem darüber aufgewickelten leitenden Textilband versehen. Darüber befindet
sich die elektrische Abschirmung 11 aus einem Kupferband. Das Einleiterkabel 5 ist
nach außen hin durch den Kabelmantel 12 abgeschlossen, der aus Polyäthylen oder
Polyvinylchlorid bestehen kann. Am abisolierten Ende des Leiters 6 ist auf diesen
der Kabelschuh 28 aufgelötet.
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Der Endverschluß 1 besteht aus dem Gießharzkörper 15 aus Spoxidharz,
der im unteren Teil das Ende des Kabelmantels 12 und dann nach oben hin den elektrischen
Schirm 11 und das abgemantelte Ende des Starkstromkabels umgibt.
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Um eine gute Haftung des Gießharzkorpers 15 auf der Kabelisolierung
7 aus Niederdruckpolyäthylen und gleichzeitig eine dichte Verbindung zwischen diesem
Gießharzkörper und der Kabelisolierung zu gewährleisten, ist zwischen dem Gießharzkörper
15 und der Kabelisolierung 7 die Zwischenschicht 3 aus Athylen-Propylen-?erpolymer-Kautschuk
aufgebracht. Sie ist aus mehreren Lagen eines entsprechenden Bandes gewickelt. Infolge
der in diesen Bändern enthaltenen VeSnettungs- oder Vulkanisierungsmitel bilden
die einzelnen Lagen der Zwischenschicht mit dem Niederdruckpolyäthylen der Leiterisolierung
nach dem Vernetzungs-oder Vulkanisierungsprczeß einen durch molekulare Bindungen
fest verbundenen Körper.
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Die Vernetzung oder Vulkanisierung der einzelnen Lagen der
Zwischenschicht
erfolgt durch Wärmezufuhr. Hierbei brauchen Jedoch an die Temperaturführung keinebesonderen
Ansprüche gestellt zu werden, so daß ohne Tempergeräte gearbeitet werden kann. Die
Montage der Zwischenschicht ist daher verhältnismäßig einfach und kann ausgeführt
werden, ohne daß große Anforderungen an die Geschicklichkeit des Monteurs zu stellen
Bind.
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Um eine gute Haftung und eine dichte Verbindung zwischen der Zwischenschicht
3 und dem Gießharzkörper 15 zu gewährleisten, ist die Oberfläche der Zwischenschicht
3 mit Hilfe der Klebeschicht 4 mit dem Gießharzkörper 15 verklebt. Die Klebeschicht
besteht beispielsweise aus Gemischen von langkettigen Polyesteralkoholen im Gemisch
mit 10% Triphenyl-4,4',4"-isocyanylmonosulfophosphat.
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15 Ansprüche 1 Figur