DE2745911A1 - Verfahren zur herstellung von hochspannungskunststoffkabeln - Google Patents

Verfahren zur herstellung von hochspannungskunststoffkabeln

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DE2745911A1 DE19772745911 DE2745911A DE2745911A1 DE 2745911 A1 DE2745911 A1 DE 2745911A1 DE 19772745911 DE19772745911 DE 19772745911 DE 2745911 A DE2745911 A DE 2745911A DE 2745911 A1 DE2745911 A1 DE 2745911A1
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Description

"Ρ·.-Int.
Oy Nokia ΛΒ 274591 1
Pursimiehenkatu 28-31
SF-OO1O1 Helsinki 10
Finnland
Verfahren zur Herstellung von Hochspannungskunststoff kabeln
Gegenstand dieser Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von mit Kunststoff übertragenen Hochspannungskabeln, bei welchem mittels einem Kunststoffextruderkopf um einen Leiter eine s.g. Leiterschutzschicht und mittels einem zweiten Kunststoffextruderkopf um die genannte Schicht eine Haupt-Isolierschicht und eine eventuelle Corona-schutzschicht extrudiert wird.
In einem durch ein Extrudierverfahren hergestellten Hochspannungskabel (Spannung über 10 kV) wird sehr oft folgender Aufbau verwendet: der metallische Leiter ist von einer aus halbleitendem Material extrudierten Schicht, einer s.g. Leitsrschutzschicht, um welche eine eigendliche Isolierschicht des Kabels extrudiert ist, umgeben. Auf der Isolierschicht gibt es wieder ein halbleitendes Material, eine s.g. Corona-schutzschicht und darauf eine leitende Metallschicht, die ein Bleimantel, ein Kupferband o.dgl. sein kann.
Ein halbleitendes Material enthält gewöhnlich Kohle, sogar 50%, und dessen Eigenwiderstand wechselt von zehn bis zu einigen tausenden Ohm-Zentimetern. Weil der durch die Isolation passierende kapazitive Verschiebungsstrom sehr schwach ist, kann das benannte halbleitende Material hinsichtlich der kapazitiven Strome als ein guter Leiter angesehen werden.
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Bei einer fehlerfreien Isolierschicht, hängen die Spannungsfestigkeit und die Lebensdauer des Kabels fast einzig von der Qualität der Grenzflächen ab, die zwischen dem Leiter und der inneren und äusseren leitenden Schicht entstehen. Wenn auf diesen Grenzflächen unkontinuierliche Stellen, Einschnitte, scharfe Spitzen o.dgl. entstehen, kann die Intensität des elektrischen Feldes in der Isolierschicht durch deren Einfluss um mehrere zehn Mal gesteigert werden im Vergleich mit der Intensität des elektrischen Feldes der fehlerfreien Stellen und dadurch geschieht ein Durchschlag bedeutend früher als das normale Lebensalter voraussetzen würde.
Die Aufgabe der Leiterschutzschicht ist somit, eine möglichst glatte und auf dem Isoliermaterial mechanisch gut haftende Grenzfläche gegen die Isolierschicht zu bilden. Der Leiter ist nähmlich oft aus vielen Orähten verseilt und auf dessen Oberfläche gibt es, auch wenn sie solid ist, verschiedenartige unkontinuierliche Stellen, kleine Ritzen, scharfe Spitzen usw. Darüber hinaus ist die Adhesion zwischen dem metallischen Leiter und der darauf extrudierten Isoliermaterialschicht bedeutungslos, sodass beim Biegen des Kabels ein Spalt zwischen dem Leiter udn der Isolationsschicht entstehen kann, der auch sehr schädlich ist.
Hochdruckkabel werden auf Extrudierpresslinien hergestellt, wo der Leiter des Kabels zuerst durch den Kopf der Leiterschutzextruder passiert wo auf dem Leiter eine Leiterschutzschicht entsteht. Danach passiert das Produkt auf einen zweiten Extruderkopf, wo eine Isolationsschicht oder sowohl eine Isolationsschicht als eine Corona-schutzschicht extrudiert werden.
Meistens ist beim Düsenpressen ein unter dem Namen Bartbildung bekanntes Phänomen zu sehen. Es bedeutet eine Anhäufung des zu extrudierenden Materials auf die äusseren Stirnflächen der Extrudierwerkzeuge. In diesem Falle häuft sich das halbleitende Material ringförmig um das äussere Werkzeug d.h. der Matrize des Kopfes des Leiterschutzextruders. Wenn die
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Anhäufung eine Zeitlang zugenommen hat, fangen Partikel unbestimmter Form an davon abzufallen, die an die flächen der Leiterschutzschicht haften. Wenn das Produkt zum nächsten Extruderkopf passiert, wo die Leiterschutzschicht mit einer Isoliermaterialschicht überzogen wird, verursachen die losen Partikel obenbeschriebene schädliche unkontinuierliche Stellen auf der kritischen Grenzfläche. Ausserdem kann die Leiterschutzschicht beschädigt werden beim Kontakt mit dem inneren Werkzeug, des Extruderkopfes.
Ein Verfahren ist auch bekannt, bei welchem alle drei Schichten gleichzeitig in demselben Extrudierkopf extrudiert werden. Ein ähnliches Verfahren ist z.B. in dem englischen Patent Nr. 1064222 beschrieben worden. Ein Missverhältnis bei diesem Verfahren ist, dass es unmöglich ist, die Dicke der Leiterschutzschicht und den Zustand der Oberfläche während der Kunstoffpressung zu beobachten, ausserdem wird ein solcher s.g. Trippel-Extruderkopf sehr kompliziert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die die Qualität der Grenzschicht zwischen der Leiterschutzschicht des auf erstgenannten Weise hergestellten Hochspannungskabels und der Isolationsschicht herabsetzende Bartbildung und die durch mechanische Schaden verursachten Nachteile zu beseitigen.
Das erwähnte Ziel wird der Erfindung gemäss so erreicht, und es ist für die Erfindung hauptsächlich kennzeichnend, dass in Verbindung mit dem Extrudieren der Leiterschutzschicht im gleichen Extrudierkopf eine dünne Hilfs-Isolierschicht, die aus demselben Material ist als die Haupt-Isolierschicht oder aus einem damit elektrisch gleichwertigem Material, um die Leiterschutzschicht extrudiert wird.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass der sich in der Matrize dns Leitnrschutzextrudcrkopfes rinh"iu fnndn H/iH; fan isul irjt-nnüoQ Material ist, und dass die daraus auschcidonrien Partikel auf der Oberfläche der Leiterschutzschicht zu anhaften verhindert sind da diese Oberfläche durch der Hilfsisolierschicht nun gedeckt ist. Die Partikel können also auf der Oberfläche der Leiterschutzschicht keine unkontinuierliche Stellen verursachen.
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Ausserdem schützt die dünne Hilfs-Isolierschicht die Oberfläche der Leiterschutzschicht vor durch den zweiten Extruderkopf eventuell verursachten Schaden.
Die Aufgabe der beigelegten Figuren ist, die Erfindung zu erläutern:
Die Figur 1 stellt ein normales Hochspannungskabel dar,
Die Figur 2 stellt die für die Herstellung des benannten Kabels benötigten Extruderköpfe dar,
Die Figur 3 stellt einen mittels des erfindungsgemässen Verfahrens hergestelltes Hochspannungskabel dar,
Die Figur 4 stellt die für die Durchführung der Erfindung benötigte Apparatur dar.
Auf der Figur 1, die einen bekannten Hochspannungskabel darstellt, ist ein Leiter 1 von einer Leiterschutzschicht 2 umgeben, die mit einer Isolationsschicht 3 umgeben ist. Darauf ist eine Corona-schutzschicht 4 belegen. Die folgende Schicht 5 illustriert die mechanisch beständigen Aussenmäntel.
Auf der Figur 2 wird die Herstellung von einem der Figur 1 gemässen Kabel dargestellt, hier läuft ein Leiter 1 durch einen Leiterschutzextruderkopf 6, wo ein aus einem. Leiterschutzextruder 7 laufender halbleitender Kunststoff eine Leiterschutzschicht 2 um den Leiter 1 bildet. In einem Isolierextruderkopf θ kommt aus einem Isolierextruder 9 eine Isolationsschicht 3 auf die Leiterschutzschicht 2. Ein aus ainem. Corona-schutzextruder 10 laufender halbleitender Kunststoff bildet eine Corona-schutzschicht 4 auf die Isolationsschicht 3.
Auf der Figur 3, wo ein dem erfindungsgemässen Verfahren gemäss hergestellter Kabel dargestellt wird, ist ein Leiter 1 von einer Leiterschutzschicht 2 umgeben, worauf eine dünne HilfsIsolierschicht 11 extrudiert ist. Hierauf folgt eine Haupt-Isolationsschicht 12, auf der eine Corona-schutzschicht 4 liegt und als Oberste eine, alle übrigen Elemente des Kabels enthaltende Schicht 5.
Auf der Figur 4 wird eine für die Ausführung des erfindungs-
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gemässen Verfahrens benötigte Apparatur dargestellt, der zwei Kunststoffextruderköpfe 13 und angehören, von denen wenigstens die erstgenannte ein s.g. Doppel-Extruderkopf ist. Dem Verfahren gemäss wird ein Leiter 1 eines Kabels durch den Extruderkopf 13 geleitet , wo mittels einer Leiterschutzextruder 14 um den Leiter eine aus halbleitendem Kunststoff bestehende Leiterschutzschicht 2 gepresst wird. Dem gleichen Extruderkopf 13 ist ausserdem ein Hi Ifsextruder 15 angeschlossen. Dem Hilfsextruder 15 wird dasselbe Material zugeführt, welches beim Extrudieren der Haupt-Isolierschicht 12 benutzt wird oder ein Material, welches damit elektrisch gleichwertig ist. Mittels des Hi Ifsextruders 15 wird durch die am Extruderkopf 13 befindlichen Kanäle eine dünne Isolierschicht 11 auf die Leiterschutzschicht 2 gepresst. Die Isolierschicht 11 kann vorteilhaft etwa zwischen 0,1 mm und 0,3 mm dick sein.
Ein so beschichteter Leiter wird auf einen Extruderkopf 16 zu gesteuert. In dem Extruderkopf 16 wird mittels einem Isolierextruder 17 eine Isoliermaterialschicht 12 auf die dünne Hilfs-Isolierschicht 11 extrudiert. Die Haupt-Isolierschicht ist vorteilhaft etwa 4 mm und 20 mm dick, abhängig von den auf den Kabel gestellten Forderungen hinsichtlich Spannungsfertigkeit usw. Dem Extruderkopf 16 kann ausserdem eine Corona-schutzextruder 18 angeschlossen werden, mittels deren um die Isolierschicht 12 eine Corona-schutzschicht 4 aus halbleitendem Kunststoff gepresst wird. Eine solche Corona-schutzschicht ist vorteilhaft etwa zwischen 0,5 mm und 2 mm dick.
Die Figuren und die angeschlossene Beschreibung sind nur zur Veranschaulichung der Erfindungsidee dar. In ihren Einzelheiten können die Ausführungsformen der Erfindung im Rahmen der Patentanmeldung variieren.
Der Patentanwalt
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Lee rl e ite

Claims (2)

ANSPRÜCHE
1.!Verfahren zur Herstellung eines mit Kunststoff übertragenen Hochspannungskabels, bei welchem mittels eines Kunststoffextruderkopfes um einen Leiter eine Leiterschutzschicht und mittels eines zweiten Kunststoffextruderkopfes um die genannte Schicht eine Haupt-Isolierschicht und eine eventuelle Corona-Schutzschicht extrudiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in Verbindung mit dem Extrudieren der Leiterschutzschicht (2) im gleichen Extrudierkopf (13) eine dünne Hilfs-Isolierschicht (11), die aus demselben Material besteht als die Haupt-Isolierschicht (1) oder aus einem damit (12) elektrisch gleichwertigern Material, um die Leiterschutzschicht (2) extrudiert wird.
2. Verfahren gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dünne Hilfs-Isolierschicht (11) zwischen etwa 0,1 und 0,3 mm dick ist.
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