DE6908873U - Verbindungsmuffe aus giessharz fuer starkstromkabel - Google Patents

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SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
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Neue Beschreibungsseiten 1 und 2

( Verbindungsmuffe aus Gießharz für Starkstromkabel

Bei der Herstellung von Verbindungsmuffen für Starkstromkabel ist es üblich, die Verbindungssteile der beiden Kabel mit einem Gießharzkörper, insbesondere aus einem Gießharz auf der Basis von Epoxidharz oder Polyurethanharz, zu umgeben. Die Verwendung solcher Gießharzkörper bei Verbindungsmuffen für Starkstromkabel mit einer Isolierung aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyäthylen, bereitet jedoch wegen der unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gießharzes und des Polyolefines Schwierigkeiten. Beim Betrieb des Kabels können sich nämlich zwischen der Kabelisolierung und dem Gießharzkörper Spalte bilden, v/o durch Teilentladungen hervorgerufen werden, die zu einer¹ Zerstörung der Isolierung führen können.

Durch die Neuerung v/erden diese Schwierigkeiten überwunden. Die Heuerung geht von einer Verbindungsmuffe mit einem Körper aus Gießharz, insbesondere auf der Basis eines Epoxidharzes oder eines Polyurethanharzes, für die Enden von Starkstromkabeln mit einer

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Isolierung aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyäthylen, aus. Gemäß der Neuerung ist zwischen der aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyäthylen, bestehenden Isolierung der Kabelenden und den die Leiter der Kabelenden verbindenden leitenden Elemente einerseits und dem Gießharzkörper andererseits eine Zwischenschicht aus einem vernetzten oder vulkanisierten, aus mindestens zwei Olefinkomponenten bestehenden Olefin-r-iischpolymerisat, vorzugsweise aus einem vernetzten oder vulkanisierten Athylen-Olefin-Mischpolymerisat, angeordnet; diese Zwischenschicht gewährleistet eine dichte Verbindung der Isolierung mit dem Gießharz. Durch die Zwischenschicht wird also das unterschiedliche Wärmeverhalten des Gießharzkörpers der¹ Verbindungsmuffe und der aus dem Polyolefin bestehenden Isolierung des Kabels ausgeglichen. Außerd.em ergibt sich eine feste und vor allen Dingen dichte Verbindung zwischen der Kabelisolierung und dem Gießharzkörper, die vor allem dadurch gegeben ist, daß die Zwischenschicht mit der Isolierung durch molekulare Bir.dungen verbunden ist.

Die Neuerung beruht auf der Erkenntnis, daß die feste und vor allen Dingen dichte Verbindung der aus dem Olefin-Hischpolymerisat bestehenden Zwischenschicht mit dem Kabelmantel durch die vor der Vernetzung bzw. Vulkanisierung in dem Olefin-Mischpolymerisat enthaltenen Vernetzungs- oder Vulkanisierungsmittel gegeben ist. Infolge dieser Vernetzungs- und Vulkanisierungsinittel wird nämlich auch der der Zwischenschicht zugekehrte Bereich der Kabelisolierung

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vom Vernetzungs- oder Vulkanisierungsprozeß erfaßt. Gleichzeitig mit der¹ Vernetzung oder Vulkanisierung der Zwischenschicht tritt also auch eine Vernetzung oder Vulkanisierung zwischen den dieser Zwischenschicht zugewandten Bereichen der Kabelisolierung und den anschlieisenden Teilen der Zwischenschicht ein, obwohl die Kabelisolierung an sich kein Vernetzungs- oder Vulkanisierungsmittel enthält, lis erfolgt auf diese V/eise also eine molekulare Bindung zwischen der Zwischenschicht und der Kabelisolierung.

Besonders vorteilhafte Ergebnisse bezüglich der Vermeidung von kiß- oder Spaltbildungen haben sich ergeben, wenn der Vernetzungsoder Vulkanisierungsprozeß unter Druck erfolgt. Hierzu wird die Zwischenschicht vor dem Vernetzungs- oder Vulkanisierungsprozeß beispielsweise mit einer Druckbandage umwickelt. Bei der Erwärmung der Zwischenschicht treten dann ...

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durch die tfärmeausdehnung des für die Zwischenschicht verwendeten Materials so starke Kräfte auf, daß sich die innersten Lagen der Zwischenschicht mit dem Polyolefin der Kabelisolierung durch molekulare Bindungen verbinden.

Als besonders geeignet Tmnnnrarx MarehT-MTgYWggYOTiBx a,rfinflggpf haben sich für den Aufbau der Zwischenschicht

Bänder aus vernetzbarem oder vulkanisierbarem Olefin-Mischpolymerisat erwiesen, das zwei Olefinkomponenten in gleichen oder annähernd gleichen Molanteilen enthält. Derartige 01e~ fin-Mischpolymerisate werden auch als Kautschuke bezeichnet. TgProma^Tffffi^^ Sie Verwendung

eines Äthylen-Propylen· -Kautschuks für die Bänder der Zv/i-

ist
schenschichtbesonders zweckmäßig.

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kann

oder vulkanisierbare Olefin-Mischpolymerist/als dritte Komponente einen mehrfach ungesättigten Kohlenwasserstoff, vorzugsweise ein Dien, enthalten. Hierfür haben sich als besonders geeignet Bänder aus Äthylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk erwiesen.

Die Art der Vernetzungs« oder Vulkanisierungsmittel für das Material, das als Zwischenschicht zwischen der Kabelisolierung und dem Gießharzkörper der Verbindungsmuffe verwendet wird, richtet sich nach der Art des verwendeten Olefin-Mischpolymerisates. Insbesondere kommen als Vernetzungsmittel Peroxide und als Vulkanisierungsmittel ein Gemisch aus Schwefel und organischen Beschleunigern wie beispielsweise Mercaptoben£~ thiazol oder Tetramethylthiuramdisulfid infrage. Wird die Zwischenschicht jedoch auf der Basis eines Äthylen-Propylen-Kautschuks hergestellt, so kommen als Vernetzungsmittel nur Peroxide in Betracht.

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Weiterhinlkann

zwischen der aus dem vernetzbaren oder vulkanisierbaren Olefin-Mischpolymerisat bestehenden Zwischenschicht und den die Leiterenden verbindenden leitenden Elementen eine schwachleitende Schicht angeordnet sein. Eine solche sogenannte Leiterglättung ermöglicht eine bessere Steuerung des elektrischen Feldes und verhindert das Entstehen von Teilentladungen an der Leiteroberfläche.

Besteht der Gießharzkörper der Verbindungsmuffe aus einem Polyurethanharz, also beispielsweise aus einem Harz auf der Basis eines Polyätheralkoholes und eines Diisocyanates, so ergibt sich eine gute Haftung zwischen diesem Körper und dem vernetzten bzw. vulkanisierten Olefin-Mischpolymerisatdann, wenn das für den Gießharzkörper verwendete Polyurethanharz mit organischen Füllstoffen gefüllt ist. Häufig wird sich daher ein besonderer Haftvermittler zwischen dem vernetzten oder vulkanisierten Olefin-Mischpolymerisat und dem aus einem PoIyurethanharz bestehenden Gießharzkörper erübrigen.

Soll jedoch eine besonders gute Haftung zwischen dem aus Polyurethanharz bestehenden Gießharzkörper und dem vernetzten oder vulkanisierten Olefin-Mischpolymerisat erreicht werden, so kann "ffifo ^)iT^ff^TO%iifiiffiT5?®^ auf die

Zwischenschicht aus dem Olefin-Mischpolymerisat eine Klebeschicht aufgebracht werden, die eine gute Haftung des Gießharzkörpers auf dieser Zwischenschicht bewirkt. Für diesen Zweck als geeignet erwiesen haben sich beispielsweise Kleber auf der Basis von Cyanoacrylnitril oder auch Kleber auf der Basis von Äthylen-Acrylsäure-Copolymeren. Kleber der letztgenannten Art werden z.B. zu 10 bis 15$ in Xylol gelöst, auf ca. 70 bis 80 C erwärmt und dann auf das vernetzte oder vulkanisierte Olefin-Mischpolymerisat aufgestrichen. Vor dem Aufgießen des Gießharzkörpers muß dann das als Lösungsmittel verwendete

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Xylol verdunstet werden.

Besonders günstige Ergebnisse haben sich auch ergeben mit Klebern auf der Basis von Butadien-Acrylnitril, denen zur Haftverbesserung z.B, noch ein Harz auf der "Basis eines chlorierten Biphenyls zugesetzt sein kann und denen 5 bis 10$ Tripheny!methan 4,4' ^"-Triisocj^anat, beispielsweise in Form einer 20$igen Methylenchloridlösung, zugeführt sind.

Gleich gute Kleber kann man ferner mit Gemischen von hydroxylgruppenhaltigen Polyestern mit Polyisocyanaten, insbesondere mit langketcigen Polyesteralkoholen im ,Gemisch mit Isocyanaten, z.B. mit 10^ Triphenyl-4,4',4"-isocyanyl-monosulfophosphat, erhalten, beispielsweise in Form einer 20$igen Methylenchloridlösung.

Pur Verbindungsmuffen aus Gießharz wird man im allgemeinen Gießharzmassen auf der Basis von Polyurethan verwenden, da diese hinsichtlich ihrer Elastizität und Härtungsgeschwindigkeit speziellen Anforderungen gut angepaßt werden können. Mitunter kann es jedoch erwünscht sein, auch Gießharzmassen auf der Basis von Epoxidharzen für den Aufbau der Verbindungsmuffen zu verwenden. Auch in diesen Fällen wird a

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dem Olefin-Mischpolymerisat eine Klebeschicht aufgebracht, die eine gute Haftung des Gießharzes auf der Zwischenschicht bewirkt. Wesentlich ist hierbei außerdem, daß diese Klebeschicht gleichzeitig eine während der praktischen Lebensdauer der Kabelanlage wirksame Dichtung darstellt.

Besonders geeignet erwiesen haben sich hierfür Klebeschichten auf der Basis von Butadien-Acrylnitril, denen z.B. ein Harz

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auf der Basis chlorierten Biphenyls zugesetzt sein kann. Weiterhin geeignet erwiesen haben sich Klebeschichten, die mit Hilfe von Lösungen aus Äthylen-Vinylacetat-Copolyraeren hergestellt v/erden. Auch Klebeschichten auf der Basis von Geraischen von hydroxylgruppenhaltigen Polyestern mit Polyisocyanaten, insbesondere mit langkettigen Polyesteralkoholen im Gemisch mit Isocyanaten, z.B. mit ca. 10# Triphenyl-4,4',4"-isocyanylmonosulfophosphat, beispielsweise in Form einer Porigen Methylenchloridlösung, haben gute v/irkungen ergeben.

Weiterhin ergibt sich eine gute Haftung bzw. Dichtung bei der Vervrendung von Klebeschichten auf der Basis von Äth^en-Acrylsäure-Copolymeren. Auch hierfür läßt sich eine 10 bis 15#ige Lösung eines solchen Copolymeren in Xylol, die auf ca. 70 bis 80⁰O erwärmt wird, verwenden. Abweichend von der Herstellung eines Gießharzkörpers auf Polyurethanharzbasis empfiehlt es sich jedoch, bei der Verwendung von Gießharzkörpern auf Epoxydharsbasis dis Lösung des Ä'thyl@n=»Acrylsäure=Gopolyineren auf die aus dem Olefin-Mischpolymerisat bestehende Zwischenschicht aufzubringen, bevor diese Zwischenschicht vernetzt bzw. vulkanisiert ist. Gleichzeitig mit der Vernetzung bzw. Vulkanisation wird dann das Lösungsmittel der Äthylen.Acrylsäure-Copolymerschicht ausgetrieben.

Die Neuerung

Jf sei an Hand eires in der Jj'igur dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die Figur zeigt die Verbindung der Enden von zwei Einleiterkabeln 5, deren Leiter 6 mit der Isolierung 7 aus Polyäthylen iir:- geben sind. Bei dieser Polyäthylenisolierung kann es sich um ein vernetztes Polyäthylen, ein Niederdruckpolyäthylen oder ein Hochdruckpolyäthylen handeln. Zwischen der Isolierung 7 und dem Leiter 6 ist die aus einer schwachleitenden Kunststoffschicht bestehende Leiterglättung 8 aufgebracht. Die Isolierung

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der Einleiterkabel 5 ist zum Zwecke der Potentialsteuerung mit der Leitlackschicht 9 versehen, auf die das-leitende Textilband 10 aufgewickelt ist. Darüber befindet sich die elektripche Abschirmung 11 aus einem Kupferband. Die Einleiterkabel sind nach außen hin durch den Kabelmantel 12 abgeschlossen, der zum Beispiel aus Polyäthylen oder aus Polyvinylchlorid bestehen kann.

Zur Verbindung der Enden der beiden Einleiterkabel 5 sind die beiden Leiterenden in die Verbindungshülse 13 eingeführt und mit dieser verlötet. Über diese Verbindungshülse ist die schwachleitende Schicht H aus einem schwachleitenden Band gewickelt. Hierfür kann ein schwachleitendes Gewebeband oder ein Band aus einem schwachleitend gemachten Äthylen-Propylen-Terpolymer-Kautschuk verwendet werden. Die schwachleitende Schicht H überdeckt die Leiterglättung 8 der beiden Kabel, um so die Verbindung der Leiterglättung des einen Kabels mit der des anderen Kabels sicherzustellen.

Die Isolierung der Verbindungsmuffe besteht aus dem Gießharzkörper 15 aus Epoxidharz. Um eine gute Haftung des Gießharzes auf der Isolierung 7 aus Polyäthylen im Bereich der Verbindungs-. muffe zu gewährleisten, ist zwischen dem Gießharzkörper 15 und der Leiterisolierung sowie der schwachleitenden Schicht H über der Verbindungshülse 13 die Zwischenschicht 3 aus Äthylen-Propylen-Ierpolymer-Kautschuk aufgebracht. Diese Zwischenschicht besteht aus übereinandergewickelten Bändern dieses Materials. Infolge der in diesen Bändern enthaltenen Vernetzung??— oder VulkanisierungsmiUel bilden die einzelnen Lagen der aufgewickelten Bänder der Zwischenschicht mit den der Zwischenschicht zugekehrten Bereichen der Polyäthylenisolierung 7 nach dem gegebenenfalls unter Druck erfolgenden Vernetzungs- oder Vulkanisierungsprozeß einen durch molekulare Bindungen fest verbundenen Körper. _o

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Die Vernetzung oder Vulkanisierung der einzelnen Lagen der Zwischenschicht erfolgt durch Viärmezufuhr. Hierbei brauchen jedoch an die Temperaturführung keine besonderen 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 sind ο

Um die Haftung zwischen der Zwischenschicht 3 und dem Gießhazrkörper 15 zu verbessern, ist die Oberfläche der Zwischenschicht 3 mit Hilfe einer nicht näher bezeichneten Klebeschicht mit dem Gießharzkörper 15 verklebt. Die Klebeschicht besteht beispielsweise aus Gemischen von langkettigen Polyesteralkoholen im Gemisch mit 10$ 'Iriphenyl-4,4' j4"-isocyanyl~inonosulfophosphat.

Zur Potentialsteuerung wird der Gießharzkörper 15 mit der Leitlackschicht 16 überzogen und mit dem Leitband 17, beispielsweise einem schwachleitenden Gewebeband, umwickelt. Als äußeren Schutz erhält die Verbindungsmuffe die Schicht 18, die aus Bändern aus Polyvinylchlorid gewinkelt ist. Diese Bänder v/erden abschließend durch eine Wärmebehandlung miteinander verschweißt»

2 Figur
15 Ansprüche

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Claims (10)

SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Berlin und München Aktenzeichen: G 69 03 873.9 Unser Zeichen: VPA 68/145B Zm/Un Neue Schutzansprüche

1. Verbindungsmuffe mit einem Körper aus Gießharz, insbesondere auf der Basis eines Epoxidharzes oder eines Polyurethanharzes, für die Enden von Starkstromkabeln mit einer Isolierung aus einem Polyolefin, insbesondere Polyäthylen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der aus einem Polyolefin, insbesondere aus Polyäthylen, bestehenden Isolierung (7) der Kabelenden und den die Leiter (6) der Kabelendcn verbindenden leitenden Elemente (13) einerseits und dem Gießharzkörper (15) andererseits eine Zwischenschicht (3) aus einem vernetzten oder vulkanisierten, aus mindestens zwei Ülefinkomponenten bestehenden Olefin-Hischpolymerisat, vorzugsweise aus einem vernetzten oder vulkanisierten Äthylen-Olefin-Hischpolymerisat, angeordnet ist, die eine dichte Verbindung—der Isolierung (?) mit dem Gießharzkörper (15) gewährleistet.

2. Verbindungsmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzte oder vulkanisierte Olefin-Mischpolymerisat zvä. Olefinkomponenten in gleichen oder annähernd gleichen Molanteilen enthält.

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3. Verbindungsmuffe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht (13) aus Bändern aus Äthylen-Propylen-Kautschuk gewickelt ist.

4. Verbindungsmuffe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine schwachleitende Schicht (14) zwischen der aus dem vernetzten oder vulkanisierten Olefin-i-iischpolymerisat bestehenden Zwischenschicht (3) und den die Leiterenden verbindenden leitenden Elementen (13)·

5· Verbindungsmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Zwischenschicht (3) aus dem Chefin-Mischpolymerisat eine Klebeschicht aufgebracht ist, die eine gute Haftung des Gießharzes auf der Zwischenschicht bewirkt.

6. Verbindungsmuffe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Klebeschicht auf der Basis eines Cyanoacrylnitriles.

7. Verbindungsmuffe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Klebeschicht auf der Basis eines Äthylen-Acrylsäure-Copolymeren.

β. Verbindungsmuffe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Klebeschicht aui der Basis von Butadien-Acrylnitril, dem gegebenenfalls noch ein Harz auf der Basis eines chlorierten Biphenyls beigefügt ist.

9. Verbindungsmuffe nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung einer Klebeschicht auf der Basis eines Gemisches eines Hydroxylgruppenhaltigen Polyesters mit Polyisocyanaten.

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10. Verbindungsmuffe nach Anspruch 9.· gekennzeichnet durch die Verwendung einer Klebeschicht auf der Basis von langkettigen Polyesteralkoholen im Gemisch mit ca. 5 bis 30 % Triphenyl-4,4¹,4''-isocysnyl-monosulfophosphat.