NO146153B - Fremgangsmaate for fremstilling av plastovertrukne hoeyspenningskabler. - Google Patents

Description

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av plastovertrukne høyspenningskabler, hvor det ved hjelp av et første ekstruderingshode strengpresses et såkalt lederbes"kyttel-seslag av plastmateriale omkring en leder, og det ved hjelp av et annet ekstruderingshode strengpresses omkring det foregående lag et egentlig isolasjonslag av plastmateriale samt•eventuelt et korona-beskyttelseslag.

I en høyspenningskabel (spenning over 10 kV) fremstilt ved hjelp av strengpresning anvendes meget ofte følgende oppbygning: Omkring en metall-leder er det strengpresset et såkalt lederbeskyttelseslag omkring hvilket den egentlige isolasjon for kabelen er presset. Isolasjonen omgis av et såkalt korona-beskyttelseslag av et halvledende materiale og dette lag på sin side av et ledende metall-lag som kan dannes av en blymantel, et kobberbånd e.l.

Det halvledende materiale inneholder vanligvis opptil 50 karbon og materialets .spesifikke motstand varierer fra noen titalls til flere tusen ohm-centimeter. Mens den kapasitive trahsmisjons-strøm som passerer kabelisolasjonen er meget liten, kan ovennevnte materiale ansees å være en god leder i forhold til de kapasitive strømmer.

Ved et feilfritt isolasjonslag avhenger kabelens spenningsfasthet og levetid nesten utelukkende av kvaliteten av grenseflatene mellom det indre og ytre ledende lag og isolasjonen. Dersom disse grenseflater oppviser diskontinuitetspunkter, spor, skarpe spisser e.l., kan den elektriske feltstyrke i isolasjonen som følge av dette lokalt bli et titall ganger større enn feltstyrken ved en feilfri grenseflate, hvilket resulterer i gjennomslag betydelig tidligere enn hva den normale levetid skulle forutsette.

Formålet med lederbeskyttelsen er således mot isolasjonslaget å avstedkomme en grenseflate som er mest mulig jevn og mekanisk godt vedheftende til isolasjonen. Lederen er nemlig ofte tvun-net av et flertall tråder, og dens overflate har selv om den var solid, forskjellige diskontinuitetspunkter, små riper, skarpe spisser etc. Dessuten er adhesjonen mellom metall-lederen og det pålagte isolasjonsmateriale ubetydelig slik at det ved bøy-ning av kabelen kan oppstå et mellomrom mellom lederen og isolasjonen, og et slikt mellomrom er meget ufordelaktig.

Høyspenningskabler fremstilles i ekstruderingslinjer hvor en kabel-leder først passerer et ekstruderingshode for lederbeskyttelsen under dannelse av et lederbeskyttelseslag omkring lederen. Der-efter fortsetter, produktet til et annet separat ekstruderingshode hvor et isolasjonslag eller både et isolasjonslag og et korona-beskyttelseslag strengpresses.

Generelt kan det ved all strengpresning iakttas et fenomen som be-tegnes skjeggdannelse. Med dette menes ansamling av materiale som skal strengpresses, på de ytre frontflater av ékstruderings-verktøyet. I det foreliggende tilfelle ansamles halvledende materiale"i"én ring omkring hullet i det ytre verktøy eller ma-trisen i ekstruderingshodet for lederbeskyttelsen. Når ansam-lingen .har -vokst i løpet av noen tid, begynner partikler av ubes-temt form å løsne fra denne og feste seg på overflaten av lederbeskyttelseslaget. Når produktet fortsetter til det følgende ekstruderingshode hvor isolasjonsmateriale anbringes omkring lederbeskyttelseslaget, avstedkommer de nevnte partikler de ovenfor omtalte ufordelaktige diskontinuitetspunkter i den kritiske grenseflate. Dessuten kan lederbeskyttelsen skades ved kontakt med det indre verktøy - doren - i ekstruderingshodet.

Det er også kjent en fremgangsmåte ved hvilken alle tre lag presses eller sprøytes samtidig i samme ekstruderingshode. En slik fremgangsmåte er beskrevet f.eks. i britisk patent nr. 1.064.622. Ulempen ved denne metode er at det er umulig å kontrollere tykkelsen og overflatekvaliteten av lederbeskyttelseslaget. Dessuten blir et slikt såkalt trippel-ekstruderingshode temmelig komplisert. Endelig er det i norsk patent 116 093 beskrevet en sterkstrøms-kabel hvor kabelens isolasjon består av to eller flere konsentrisk på hverandre ekstruderte isolasjonslag. Mellom i det minste to av isolasjonslagene er det ekstrudert et elastisk og klebende mellomskikt for å absorbere mekaniske spenninger som forårsakes av temperaturforandringer. Det er ekstrudert et halvlederskikt mellom lederens overflate og det innerste isolasjonslag.

Det norske patentskrift nevner at det elastiske mellomskikt kan ekstruderes sammen med ekstruderingen av de andre lag eller skikt, men nevner ikke noe om hvorvidt det innerste isolasjonslag ekstruderes sammen med halvlederskiktet. I tilfelle det innerste isolasjonslag ekstruderes sammen med halvlederskiktet i samme ekstruderingshode, er det ikke mulig å kontrollere tykkelsen av halvlederskiktet og kvaliteten av grenseflaten mellom halvlederskiktet og det innerste isolasjonslag på grunn av det tykke innerste isolasjonslag. I patentskriftet er det nevnt at det elastiske mellomskikt er \- 2 mm tykt, og ifølge tegningen er det innerste isolasjonslag tykkere enn mellomskiktet.

Hvis på den annen side det innerste isolasjonslag ekstruderes først efter ekstruderingen av halvlederskiktet i et separat ekstruderingshode, vil det på overflaten av halvlederskiktet komme til å feste seg partikler av ekstrudert materiale, hvilket skyldes den såkalte skjeggdannelse.

Utførelsen i henhold til det her omtalte norske patentskrift kan således heller ikke eliminere de kjente ulemper som er diskutert foran.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er å eliminere de ulemper som forårsakes av mekaniske skader og såkalt skjeggdannelse, som forringer overflatekvaliteten av grenseskiktet mellom isolasjonen og lederbeskyttelsen i høyspenningskabler.

Dette formål blir ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at det i sammenheng med strengpresningen av lederbeskyttelseslaget dessuten i det samme ekstruderingshode som gir lederbeskyttelseslaget, strengpresses et tynt isolerende lag av samme materiale som det egentlige isolasjonslag eller av et materiale som er elektrisk likeverdig med dette, og som er så tynt at det muliggjør kontroll av tykkelsen av og overflatekvaliteten av lederbeskyttelseslaget.

Oppfinnelsen innebærer den fordel at skjegget som ansamles i ma-trisen i ekstruderingshodet for lederbeskyttelsen, utgjøres av et isolerende materiale og at de partikler som løsner fra dette, ikke kan feste seg på overflaten av lederbeskyttelseslaget fordi dette nå er dekket av det tynne isolasjonslag. Partiklene kan følgelig ikke avstedkomme ufordelaktige diskontinuitetspunkter i lederbeskyttelsesoverflaten. Dessuten beskytter det tynne isolasjonslag overflaten av lederbeskyttelseslaget mot mekaniske skader, som eventuelt frembringes av doren (hylsen som styrer kabelen) i det annet ekstruderingshode for den egentlige isolasjon.

Oppfinnelsen skal i det følgende forklares nærmere under henvis-ning til tegningen, hvor:

Figur 1 viser en kjent høyspenningskabel,

figur 2 viser plasseringen av de nødvendige ekstruderings-

hoder ved fremstilling av den kjente kabel,

figur 3 viser en høyspenningskabel fremstilt med fremgangsmåten

ifølge denne oppfinnelse,

figur 4 viser en apparatur for utførelse av fremgangsmåten

ifølge oppfinnelsen.

På figur 1, som viser en kjent høyspenningskabel, er en leder 1 omgitt av et lederbeskyttelseslag 2 som på sin side er omgitt av et isolasjonslag 3. Dette lag er omgitt av et korona-beskyttelseslag 4. Det følgende lag 5 inneholder de øvrige.strukturer som inngår i kabelen.

På figur 2 vises fremstillingen av kabelen ifølge figur 1. Lederen 1 passerer gjennom et ekstruderingshode 6 for lederbeskyttelsen, hvor et halvledende plastmateriale fra en ekstruder 7 danner et lederbeskyttelseslag 2 rundt lederen 1.- I et ekstruderingshode 8 for isolasjonen presses et isolasjonslag 3 fra en ekstruder 9 rundt lederbeskyttelseslaget 2. Et halvledende plastmateriale fra en ekstruder 10 danner et korona-beskyttelseslag 4 rundt isolasjonslaget 3.

På figur 3, som viser en kabel fremstilt i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, er lederen 1 omgitt av et lederbeskyttelseslag 2 rundt hvilket det er presset et tynt isolasjonslag 11. Dette er omgitt av et egentlig isolasjonslag 12 rundt hvilket det er presset et korona-beskyttelseslag 4, og ytterst er det anordnet et lag 5 som inneholder øvrige strukturer som inngår i kabelen.

På figur 4 vises en apparatur beregnet for utførelse av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, hvilken apparatur omfatter to ekstruderingshoder 13 og 16 av hvilke i det minste det første hode 13 er et såkalt dobbeltekstruderingshode. I henhold til oppfinnelsen styres kabellederen 1 gjennom det første ekstruderingshode 13 hvor et lederbeskyttelseslag 2 av halvledende plastmateriale presses rundt lederen ved hjelp av en ekstruder 14. Til det samme ekstruderingshode 13 er det dessuten tilforordnet en hjelpe-ekstruder 15. Denne hjelpe-ekstruder mates med samme materiale som anvendes for presning av det egentlige isolasjonslag, eller med et materiale som er elektrisk likeverdig med dette. Med hjelpe-ekstruderen 15 presses gjennom kanaler i ekstruderingshodet 13 et tynt isolasjonslag 11 rundt lederbeskyttelseslaget 2. Tykkelsen av isolasjonslaget 11 kan hensiktsmessig velges mellom 0,1 mm og 0,3 mm.

Den således belagte leder styres til det annet ekstruderingshode

16 hvor det ved hjelp av en ekstruder 17 presses et lag 12 av isolasjonsmateriale omkring det tynne isolasjonslag 11. Tykkelsen av det lag av isolasjonsmateriale som presses på i dette trinn,

er hensiktsmessig mellom 4 mm og 20 mm avhengig av den spenningsfasthet som kreves av kabelen og andre lignende faktorer. Til ekstruderingshodet 13 kan det videre tilknyttes en ekstruder 18

ved hjelp av hvilken et korona-beskyttelseslag 4 av halvledende plastmateriale presses rundt isolasjonslaget 12. Tykkelsen av et slikt "korona-beskyttelseslag er hensiktsmessig mellom 0,5 mm og 2 mm.

Claims (2)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av plastovertrukne høy-spenningskabler, hvor det ved hjelp av et første ekstruderingshode (13) strengpresses et lederbeskyttelseslag (2) av et halvledende plastmateriale rundt en leder (1), og det ved hjelp av et annet ekstruderingshode' (16) rundt det foregående lag strengpresses et egentlig isolasjonslag (12) av plastmateriale samt eventuelt et ytre halvledende korona-beskyttelseslag (4), karakterisert ved at det i sammenheng med strengpresningen av lederbeskyttelseslaget (2) dessuten i det samme ekstruderingshode (13) som gir lederbeskyttelseslaget, strengpresses et tynt isolerende lag (11) av samme materiale

som det egentlige isolasjonslag (12) eller av et materiale som er elektrisk likeverdig med dette, og som er så tynt at det muliggjør kontroll av tykkelsen av og overflatekvaliteten

■.av lederbeskyttelseslaget.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert

ved at tykkelsen av det tynne isolerende lag (11) som strengpresses i sammenheng med lederbeskyttelseslaget (2), er mellom 0,1 mm og 0,3 mm.