Способ наложения полимерной изоляции и устройство для его осуществления

и 11 6550 О ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(54) СПОСОБ НАЛОЖЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ИЗОЛЯЦИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к технологии наложения полимерной изоляции в местах соединения или оконцевания кабелей и может применяться как для восстановления (ремонта) изоляции, так и для ее усиления.В кабельной промышленности применяют различные способы наложения полимерной изоляции при ремонте или сращивании кабелей 11.Известен способ, заключающийся в обмотке подготовленного участка кабеля лентой с подклеивающим слоем с перекрытиемпорядка 50%.Известен также способ, включающий обмотку подготовленного участка лентой, но из того же материала, что и оболочка или изоляция кабеля, с последующим помещением обмотанного участка в пресс-форму с электр ообогревом, Обмотку осуществляют до диаметра, несколько большего, чем диаметр изоляции или оболочки, для уплотнения наложенных лент на участке ремонта или сращивания.Однако для получения качественной изоляции необходим персонал высокой квалификации. Кроме того, диаметр изоляции на участке восстановления имеет обычно больший размер, чем диаметр сращиваемого кабеля.Известен способ, предусматривающий помещение сращивасмого или ремонтируемого участка кабеля в пресс-форму. Изоляционный материал подают непосредственно в пресс-форму с помощью пресса.Такой способ требует примснешгя относительно сложного оборудования (пресса), причем в этом случае трудно избежать дефектов, например пузырей, в накладываемой изоляции.Для восстановления изоляции используют также тсрмоусаживасмые трубки 12, Однако эти трубки не могут быть налажены при ремонте уже проложенного кабеля.Кроме того, тсрмоусажпваемые трубки дефицитны и не охватывают всего ассортимента полимерных материалов, применяемых для изоляции кабелей.Наиболее близким к изобретению является способ наложения полимерной изоляции, осуществляемый при изготовлении самонесущих сварных полиэтиленовых муфт (3, основанный на наложении на жилу кабеля предварительно отформованных деталей из полимерного материала, последующего прогрева изделия в пресс-форме, внутренние размеры которой соответствуют размерам отформованных деталей, и охлаждения изделия в пресс-форме.При осуществлении этого способа качество изоляции снижается вследствие пере3мсщения участков изоляции при нагреве иповреждения изоляции при последующемохлаждении в пресс-форме из-за разныхкоэффициентов теплового расширения жилы и изоляции,Цель изобретения - повышение качества изоляции.Поставленная цель достигается тем, чтопо предлагаемому способу отформованныедетали нагревают до температуры (0,8 -1,4) Т, на участках сращивания со смсщением от концов отформованной детали всторону основной изоляции кабеля на расстоянии Ы= (0,1 - 0,4) 6 образуют облои, ана участках основной изоляции кабеля длиной 1= - 0,14 от мест сращивания обес 100 Кпечивают перепад температур вдоль оси кабеля в пределах 100 - 800 С/м длины, гдеТ - температура плавления полимера, С;Л 1 - расстояние от конца отформованнойдетали до облоя, м; б - толщина изоляциикабеля, м; 1 - длина участка основной изоляции кабеля, м; 1 - максимальная температура нагрева, С; К - перепад температур на концевых участках изоляции, С/м.Для осуществления способа используютустройство, выполненное в виде пресс-формы с каналом, средний участок которогосоответствует размерам отформованной дстали, а концевые участки длиной 1=100 К0,14 соответствуют размерам основнойизоляции кабеля, в которых на внутреннейповерхности концевых участков канала выполнены кольцевые выточки, примыкающиек торцам среднего участка.Пример 1. На жилы 1 и 2 кабелей 3и 4 с изоляцией 5 из полиэтилена марки153 - 01 К, ГОСТ 16336 - 70, имеющей внутренний диаметр 0,022 м и наружный диаметр 0,064 м, на участке 6 сращивания кабелей длиной 0,2 м накладывают два полукольца 7 с внутренним диаметром 0,022 м,наружным диаметром 0,064 м и длиной0,2 м, предварительно отформованных изполиэтилена той же марки, что и изоляциякабелей, и обезжиренных бензином, Участок сращивания кабелей вместе с полукольцами помещают в металлическую разъемную пресс-форму 8, внутренние размеры которой соответствуют размерам полуколсц,имеющую кольцевые выточки 9 на внутренней поверхности на расстоянии 0,005 м отконцов отформованной детали в сторонуосновной изоляции кабеля и концевые участки 10, расположенные с внешних сторонвыточек. Для предотвращения прилипанияполиэтилена к стенкам пресс-формы применяют прокладку из целлофановой или полиэтилентерефталатной пленки, С помощьюэлектрообогрева пресс-форму в течение 1 чнагревают до 120 в 1 С в средней ее части (между кольцевыми выточками), т. е.до температуры, равной 1,1 - 1,3 темпера 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 00 туры плавления полиэтилена, и выдерживают участок сращивания с полукольцами при этой температуре в пресс-форме в течение 2 ч.На концевых участках пресс-формы, соприкасающихся с изоляцией сращиваемых кабелей, на длине 0,14 м обеспечивают перепад температур вдоль оси кабеля порядка 500 С/м от 120 в 1 СС до 50 - 70 С, Г 1 ослс охлаждения пресс-форму снимают. Такой способ позволяет получить качественную изоляцию на всем участке сращивания.Пример 2, На жилы 1 и 2 кабелей 3 и 4 с изоляцией 5 из изоляционного поливинилхлоридного пластиката марки И-14, ГОСТ 5960 - 72 накладывают полукольца 7 из того же материала. Размеры изоляции, полуколец и пресс-формы соответствуют указанным в примере 1. Последовательность операций при сращивании кабелей аналогична описанной в примере 1. При этом среднюю часть пресс-формы нагревают в течение 1 ч до 145 - 160 С, т. е. до температуры, равной 0,9 - 1,0 температуры плавления поливинилхлорида. Время выдержки участка сращивания с полукольцами в пресс-форме при этой температуре составляет 3 ч. Перепад температуры на концевых участках пресс-формы при этом равен 600 С/м, а температура у концов прессформы 60 - 80 С. После охлаждения прессформу снимают. Такой способ позволяет получить качественное сращивание изоляции из поливинилхлорида.Пример 3. На жилы 1 и 2 кабелей 3 и 4 с изоляцией 5 из полиэтилена марки 153 - 01 К, ГОСТ 16336 - 70 накладывают полукольца 7 из того же материала, Размеры изоляции, полуколец и пресс-формы соответствуют указанным в примере 1. Последовательность операций при сращивании кабелей аналогична описанной в примере 1. Кольцевые выточки 9 расположены на расстоянии 0,001 м от концов отформованной детали в сторону основной изоляции кабеля. При этом среднюю часть пресс-формы нагревают в течение 1 ч до 70 - 100 С в средней ее части, т. е. до температуры, равной 0,6 - 0,9 от температуры плавления полиэтилена, Время выдержки участка сращивания с полукольцами в пресс-форме при этой температуре 3 ч. Перепад температуры на концевых участках пресс-формы при этом равен 400 С/м, а температура у концов пресс-формы 20 - 40 С. Полученная таким образом изоляция не имеет полного сращивания отформованных деталей с изоляцией кабеля из-за недостаточной температуры нагрева и давления внутри прессформы.П р и м е р 4. Последовательность операций при сращивании кабелей, размеры изоляции, полуколец и пресс-формы аналогичны описанным в примере 1. Кольцевые выточки 9 расположены на расстоянии 0,015 мот концов отформованной детали в сторону основнои изоляции кабеля. При этом среднюю часть пресс-формы нагревают в течение 1 ч до 150 в 1 С в средней ее части, т. е. до температуры, равной 1,4 - 1,6 температуры плавления полиэтилена. Время выдержки участка сращивания с полукольцами в пресс-форме при этой температуре составляет 2 ч, Перепад температуры на концевых участках пресс-формы при этом равен 7000 С/м, а температура у концов пресс-формы 50 - 70 С, После охлаждения пресс-формы получено некачественное сращивание полуколец с изоляцией кабеля. Изоляция внутри имеет воздушные включения, а на поверхности - углубления. При этом происходит выдавливание полимерного материала из пресс-формы из-за повышенной температуры нагрева и избыточного давления внутри пресс-формы.Устройство для осуществления сращивания отформованных деталей с изоляцией кабеля выполнено в виде металлической разъемной пресс-формы 8 с каналом, средний участок 11 которого соответствует размерам отформованной детали 7, а концевые участки 10 длиной 1= -- 0,14 соответст100 Квуют размерам основной изоляции кабеля, где 1 - максимальная температура нагрева пресс-формы, С; К - перепад температур на концевых участках пресс-формы, С/м. На внутренней поверхности концевых участков канала выполнены кольцевые выточки 9, примыкающие к торцам среднего участка. Крепление пресс-формы осуществлено с помощью болтов 12. Подобным образом можно восстанавливать и усиливать изоляцию в концевых кабельных муфтах. При этом отформованная изоляционная деталь может изготавливаться не в виде полукольца, а в виде полого цилиндра с конической поверхностью на одном или обоих торцах,Предложенный способ наложения полимерной изоляции использован при разработке технологии монтажа соединительных и концевых муфт силовых кабелей напряжением 10, 35 и 110 кВ с изоляцией из полиэтилена, а также был опробован для восстановления поливинилхлоридной изоляции кабелей марки АВВГ на напряжение 10 кВ.Испытания макетных образцов подтвердили высокое качество и стабильность ка 10 4550 55 5 10 15 20 25Зо 35 бельных изделий с изоляцией, наложеннойпредложенным способом. Формула изобретения1. Способ наложения полимерной изоляции на участок изолированного кабельногоизделия, при котором на упомянутый участок накладывают предварительно отформованные детали пз полимерного материала и сращивают их с основной изоляциейпутем нагрева, отл и ч а ю щи й с я тем, что,с целью повышения качества изоляции, отформованные детали нагревают до температуры (0,8 - 0,4) Т, на участках сращивания образуют облои со смещением от концов отформованной детали в сторону основной изоляции кабеля на расстоянии Л/== (0,1 - 0,4) б, а на участках основной пзоляции кабеля длиной /= - 0,14 от мест100 Ксращивания обеспечивают перепад температур вдоль оси кабеля в пределах 100 -800 С/м длины,где Т - температура плавления полимера,Л/ - расстояние от конца отформованной детали до облоя, м;6 - толщина изоляции кабеля, м;1 - длина участка основной изоляциикабеля, м;1 - максимальная температура нагрева, С;К - перепад температур на концевыхучастках изоляции, С/м,2. Устройство для осуществления способапо п. 1, выполненное в виде пресс-формы сканалом, средний участок которого соответствует размерам отформованной детали, аконцевые участки длиной 1= - 0,14 со 100 Кответствуют размерам основной изоляциикабеля, в которых на внутренней поверхности концевых участков канала выполненыкольцевые выточки, прпмыка 1 ощие к торцам среднего участка.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Белоруссов Н. И Федосеева Е. Г. Производство кабелей и проводов с пластмассовой изоляцией, М. - Л., Энергия, 1966,с. 81 - 83.2. Патент Франции2086837, кл, 1102 д1(00, опублик, 1971.3. Патент ГДР32987, кл. 21 с 23/07,опублик. 1964,И 001 Заказ 3035 Изд. ЛЪ 230 Тираж 865 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, )К, Раушскаи наб., д. 4/5 ипографии, пр. Сапунова Составитель Л, БибергальРедактор Т, Рыбалова Текред А, Камышникова Корректоры; Р. Беркович и Е. Осипова