CS248459B1 - Zmesná izolačná hmota pre výplň medzižilových priestorov celoplastových oznamovacích káblov - Google Patents

Description

Predmetom vynálezu je zmesná izolačnáhmota určená pre vyplnenie medzižilovýchpriestorov ce'oplastových úložných oznamo-vacích káblov, ktorých vodiče sú izolovanéobvykle špeciálnymi typmi polyetylénu plné-ho alebo pěnového. Účelom vynálezu je po-mocou takejto hmoty zabezpečit ochranupřed vniknutím a šířením sa vody v káblipri súčasnom zlepšení spracovatelských aprevádzkových vlastností takéhoto typu vý-plňovej hmoty.

Pri havarijnom poškodení kábla v teréne,pri odstraňovaní poruch, alebo pri inej ma-nipulácii s káblami v teréne ako je spájeniea ukladanie káblov v teréne, resp. v dosled-ku netěsností káblových spojov a i můžedojsť k vniknutiu vlhkosti a k jej pozdlžne-mu šíreniu sa v kábli. Voda v kontake s izo-lovanými vodičmi spósobuje zhoršenie pře-nosových parametrov, sposobených zvýšenímkapacity a tlmenia kábla, dochádza k preslu-chom a kabel sa znehodnocuje.

Aby sa vyléčila možnost vníkutia vody dokáblovej duše, priestory medzi žilami sa vy-plňajú režnými p’niacimi hmotami hydro-fóbneho charakteru, pričom na ich přípravusa používajú suroviny na báze prírodnýchaj syntetických materiálov. Vlastnosti plnia-cich hmót, okrem hlavnej funkčnej vlast-nosti, t. j. zabránenie vniknutia a šírenia savody v kábli, by malí ideálne spňať nesle-dové požiadavky, ktoré majú v podstatěcharakter’fyzikálno chemický, elektroizolač-ný a ekonomický: hmoty nesmú nepriaznivovplývať na fyzikálně alebo elektroizolačnévlastnosti polyetylénovej izolácie počas dlho-dobej prevádzky kábla, ich relativná permi-tivita sa má čo najviac blížit k hodnotě 1,musia byť dostatočne mákké pri vetmi níz-kých teplotách, aby nepriaznivo neovplyv-ňovali flexibilitu kábla, musia byt stabilněčo do oddetovaoia sa jednotlivých zložiek,musia sa dat 1’ahko plnit a nesmú mať ten-denci vytékat z kábla v prevádzkových pod-mienkach. Přítomnost plniacej hmoty nesmienepriaznivo vplývať na normálny proces spá-jania káblov a na přenosové charakteristikykáblov. Hmota nesmie byť zdravotně závad-ná a konečne jej aplikácia nesmie podstatnéovplyvnif ani technologický proces výrobykáblov ani cenu káblov.

Známe riešenia splňujú horeuvedené po-žiadavky praxe iba v čiastočnej miere, ne-komplexne, v obmedzenom rozsahu niekto-rej technickej, technologickej alebo ekono-mickej výhody, charakteristickej pre jednot-livé typy hmot.

Nevýhody tohto stavu sa odstraňujú pódiapředloženého vynálezu riešením, pódia kto-rého zmesná izolačná hmota pre výplň me-tízižilových priestorov celoplastových ozna-movacích káblov s polyolefínovou, napříkladpolyetylénovou izoláciou, ktorá slúži akoochrana proti vzniknutiu a šíreniu sa vody vkábli, pozostáva z homogenizovanej zmesi:a] 39 až 98,9 hmotnostných percent poly- propylénového oleja, ktorého hustota je vrozmedzí 815,0 až 940,0 kg/m3, viskozita pri100 °C je 4 až 50 mm2/s, molekulová hmot-nost 168 až 3 000 měrný vnútorný odpor pri90 T je 1.1010 ohm; b) 0,1 až 1,0 hmotnostných percent anti-oxidantu, na. báze tieneného fenolu, výhodné2,6 di-terc.-butyl-p-krezolu; cj 1 až 39 hmotnostných percent amorfné-ho polypropylénu, ktorého bod tuhnutia sta-novený metodou krúžok-guhčka, pódia ČSN65 7 060 je minimálně 100 CC a ktorý má ma-ximálně 20 hmotnostných percent steroblo-kového a izotaktického polypropylénu, sta-novené ako nerozpustný podiel v n-heptánepodlá Nafta; a/alebo d) maximálně 15 hmotnostných percentpolyolefínu, výhodné vysokotlakového poly-etylénu s indexom toku taveniny 50 až 500a hustotou maximálně 920 kg/m3, a/alebov případe zvýšených nárokov na Teologickévlastnosti výplňovej hmoty sa přidává: e) maximálně 15 hmotnostných percentmikrokryštalického vosku, výhodné cerezínupre elektrotechnické účely, s bodom skvap-nutia pódia Ubbelohdeho minimálně 50 °C.

Zmesná izolačná hmota pódia vynálezu sapřipraví běžným výrobným postupom tak, žepodiely specifikovaných zložiek v udanomporadí sa postupné pridávajú po homogeni-zovaní a rozpuštění predcházajúcej zložkypri normálnom tlaku a teplote 150 až 170 °C,pričom na rozpustenie mikrokryštalickéhovosku sa využije tepelná energia predzmesi,čím sa zabráni tepelnej degradácii vosku.

Amorfný polypropylén vzniká ako vediajšíprodukt pri výrobě izotaktického polypro-pylénu. Pre túto aplikáciu vyžaduje tepelnéúpravu, pri ktorej sa z matečného lúhu od-straní rozpúš<adlo a voda. Získá sa tým ta-venina s výbornými elektrickými vlastnosťa-mi, ktorá obsahuje zmes ataktického, stero-blokového a izotaktického polypropylénu,pričom každá z týchto zložiek ako súčastzmesnej izolačnej hmoty pesobí špecifickyodlišné a přitom priaznivo na výslednéfunkčně vlastnosti hmoty. Přítomný ataktic-ký polymér, ktorého molekulová hmotnostsa pohybuje okolo 10 000 zabezpečuje dobrurozpustnost v polypropylénovom oleji, stero-blokové štruktúry so širokým spektrom mo-lekulových hmotností až do 300 003 spolus izotaktickým polymérom sú pri prevádzko-vej teplote káblov obmedzeno rozustné, vzmesi sú rozptýlené a vytvárajú preto pries-torové zábrany proti migrácii impregnantučím působila ako účinný zvyšovač boduskvapnutia a bodu maknutia. V případe a-morfných polypropylénov, ktoré obsahujúmenej vysokomolekulárnych štruktúr zlep-šeme uvedených parametrov sa dosiahnuprídavkom ďalšieho polyméru, výhodné po- 248459 5 lyetylénu do zmesného izolantu. Prídavokmikrokryštalického vosku umožňuje plynuleměnit Teologické vlastnosti hmoty — visko-zitu a konzistencím V důsledku toho plniacahmota má výborné spracovateíské vlastnosti,možnos plynulej změny viskozity a konzis-tencie umožňujú plnenie káblov ako pri tep-lotě okolia tak aj pri zvýšených teplotách.

Vhodnou kombináciou zložiek sa dosiahneoptimálna znášanlivosť různých systémovizolácia — plniaca hmota, získajú sa dosta-tečné hydrofóbne a stabilně gély roznej kon-zistencie, pričom nedochádza k odlučovaniujednotlivých zložiek plniacej hmoty ani vprocese technologie výroby plněných káblovani počas ich dlhodobej prevádzky. Potřebnézložky zmesi sú dostupné a ich cena je re-lativné nízká, výhodná a riešenie přitom u-možňuje buď čiastočne nahradit, alebo cel-kom vylúčiť použitie mikrokryštalickéhovosku využitím amorfného polypropylénuako zmesnej zložky hmoty.

Zmesná izolačná hmota má výborné elek-trické vlastnosti v celej oblasti teplot, ktoréprichádzajú do úvahy pri prevádzkovaní pl-něných káblov a v celej vysokofrekvenčnejoblasti využívanej pre siete s digitálnymprenosom, například pre systémy PCM I. aII. rádu s kmitočtovým pásmom do asi 8 MHz.Hmota, je přitom zdravotně nezávadná a ne-má nepriaznivé zdravotně účinky na pracov-níkov ani v procese jej výroby ani v procesetechnologie výroby plněných káblov a anipri montáži a opravách káblov. Zmesná izo-lačná hmota nedegraduje, nemení vlastnostipri procesoch ked’ dochádza k zahriatiu navyššie teploty v priebehu jej výroby a priplnění káblov, ani v prcvádzkových podmín-kách, takže trvale zabezpečuje dobié přeno-sové charakteristiky káblov.

Riešenie podlá vynálezu splňuje teda po-třeby praxe komplexně a maximálně sa při-bližuje k stavu, ked vlastnosti plniacej hmo-ty súčasne splňajú požiadavky ako fyzikálno-chemíckého, tak elektroizolačného ako ajekonomického charakteru. Příklad 1 K 100 hmotnostným dielom polypropyléno-vého oleja typu Propyloil Z-800, ktorý malpriemernú molekulová hmotnost 800, visko-zitu pri 100 °C 22,55 mm2s_1. hustotu pri20 °C 850,3 kg/m3 a měrný vnútorný odporpri 90 °C 1,8.1011 ohm.m sa přidalo 0,125hmotnostných dielov 2,6 di-terc.-butyl-p-kre-zolu za miešania pri teplote asi 80 °C. Taktoaditivovaný polypropylénový olej sa za mie-šania pri atmosférickom tlaku zahrial nateplotu 160 až 170 °C a do zohrlateho olejasa postupné za miešania přidal v množstve12,51 hmotnostných dielov amorfný polypro-pylén s bodom maknutia krúžok gulička147 °C, ktorý obsahoval 8,7 hmotnostnýchpercent nerozpustných podielov v n-heptane pri laboratórnej teplote a 12,51 hmotnost-ných dielov polyetylénu s hustotou 916 kg/m3a indexom toku taveniny 208,3. Zmesné zlož-ky sa miešali až do zhomogenizovania, kukterému došlo v priebehu 60 minút pri pří-pravě celkového množstva asi 3 kg izolačnejhmoty. Výsledná izolačná plniaca hmota ma-la zloženie 79,9 hmotnostných percent poly-propylénového oleja, 10 hmotnostných per-cent amorfného polypropylénu, 0,1 hmotnost-ných percent 2,6-di-terc.-butyl-p-krezolu akoantioxidantu a 10 hmotnostných percent po-lyetylénu a vykazovala následovně vlastnosti:kinematická viskozita pri 100 °C 640mm2s_1,bod skvapnutia pódia Ubbelohdeho 96 °C,bod maknutia krúžok gulička 87 °C, pene-trácia kužeiom pri 23 °C 295X0,1 mm, bodlámavosti pódia Fraasa pod —50 °C, měrnývnútorný odpor pri 80 °C 8,9.1011 ohm.m,,hodnota stratového činiteia a relatívnej per-mítivity pri 80 °C a 50 Hz 0,00021, resp. 1,82,pri 23 °C — pri 100 kHz 0,00073, resp. 2,31,pri 2 MHz 0,00299, resp. 2,21 a pri 10 MHz0,01426, resp. 2,38. Příklad 2 K 100 hmotnostným dielom polypropyléno-vého oleja (ako v príkl. 1] sa přidalo 0,13hmotnostných dielov 2,6 di-terc.butyl-p-kre-zolu za miešania při teplote asi 80 °C. Inhi-bovaný polypropylénový olej sa za miešaniapri atmosférickom tlaku zahrial na teplotu163 až 170 °C a do zahriateho oleja sa pos-tupné za miešania přidal v množstve 13hmotnostných dielov amorfný polypropylén(ako v príkl. 1], 3,9 hmotnostných dielovpolyetylénu s hustotou 916 kg/m3 a indexomtoku taveniny 208,3 a 13 hmotnostných die-lov mikrokryštalického ropného vosku, kte-rý mal bod skvapnutia pódia Ubbelohdeho82 °C a viskozitu pri 100 °C 14,3 mm2s*1.Zmesné podiely sa miešali až do zhomoge-nizovania, ku ktorému došlo v priebehu 70minút pri přípravě celkového množstva asi3 kg izolačnej hmoty. Výsledná izolačná pl-niaca hmota mala zloženie 76,9 hmotnost-ných percent polypropylénového oleja, 10hmotnostných percent amorfného polypro-pylénu, 10 hmotnostných percent mikro-kryštalického ropného vosku — ceresínu, 3hmotnostných percent polyetylénu a 0,1hmotnostných percent 2,6 di-terc.-butyl-p--krezolu ako antioxidantu a vykazovala ná-sledovně vlastnosti: kinematická viskozitapri 100 °C 235 mm2s_1, bod skvapnutia pódiaUbbelohdeho 88 °C, bod maknutia krúžokgulička 60 °C, penetrácia kužeiom pri 23 °C177X0,1 mm, bod lámavosti pódia Fraasapod —50 °C, měrný vnútorný odpor pri 80 °C2),1.1011 ohm.m, hodnotu stratového činiteiaa relatívnej permitivity pri 80 °C a 50 Hz0,00422, resp. 2,14, pri 23 °C — pri 100 kHz0,00086, resp. 2,30, pri 2 MHz 0,00244, resp.2,30 a pri 10 MHz 0,01092, resp. 2,30.

Claims (1)

1. 7 8

   248459 Příklad 3 Skúšobné telieska z dvoch typov izolačné-ho rýchlostriekatelného polyetylénu A,B saponořili do komerčenej hmoty typu Petro-leum Jelly a do zmesnej izolačnej hmotypodl'a vynálezu a udržiavali sa počas 10 dnípri teplote 70 °C. Sledoval se nárast hmot-nosti polyetylénových teliesok spůsobenýabsorpciou hmot ako aj pokles pevnosti v ta-hu a tažnosti charakterizujúci změnu mecha-nických vlastností polyetylénov. Z vlastnostípolyetylénov zahrnutých v nasledujúcej ta- buíke je zřejmé, že jednak absorpcia hmotypodlá vynálezu v polyetylénoch různého pů-vodu je nižšia, a jednak degradácia mecha-nických vlastností polyetylénov po kontaktes hmotou podlá vynálezu je menšia ako vpřípade komerčnej hmoty Petroleum Jelly,čo dává dobré předpoklady dlhodobej život-nosti káblov plněných hmotou pódia vyná-lezu. V nasledujúcej tabuike sú uvedené vlast-nosti PE po stárnutí v styku s hmotami pri7 0°C 10 dní. Druh PE dostičky Druh hmoty Mechanické vlastnosti PE pódia ČSN 64 30 10 _ Medza pevnosti Ťažnosť v tahu pri přetrhnutí pri přetrhnutí (MPa) (%) Prírastokhmotnosti PE(hm %) původně hodnoty PE 14,95 526 0 Pódia příkladu 1 10,43 338 5,18 A Pódia příkladu 2 10,50 383 5,48 Petroleum Jelly 10,12 320 7,25 původně hodnoty PE 17,41 572 0 Pódia příkladu 1 11,40 392 5,29 B Pódia příkladu 2 11,74 351 5,39 Petroleum Jelly 10,92 325 7,55 Riešenie pódia vynálezu možno využit vkábelovniach pri výrobě plněných celoplas-tových káblov. PREDMET Zmesná izolačná hmota pre výplň medzi-žilových priestorov celoplastových oznamo-vacích káblov, vhodná ako ochrana protivnikaniu a šíreniu sa vody v kábli, vyznaču-júci sa tým, že hmota je homogenizovanázmesou 39 až 98,9 hmotnostných percent polypro-pylénového oleja o molekulovej hmotnosti168 až 3 000, hustotě 815 až 940 kg/m3, vis-kozite pri 100 °C 4 až 50 mm2/s a s měrnýmvnútorným odporom pri 90 °C minimálně1.1010 ohm.m, 0,1 až 1,0 hmotnostných percent antioxi-dantu na báze tieneného fenolu, výhodné2,6 di-terc.-butyl-p-krezolu, VYNALEZU 1 až 30 hmotnostných percent amorfnéhopolypropylénu s bodom máknutia minimálně100 °C s obsahom maximálně 20 hmotnost-ných percent steroblokových a izotaktickýchštruktúr rozptýlených v ataktickom polymé-ri, a/alebo dalšou zložkou zmesi je maximál-ně 15 hmotnostných percent polyolefínu, vý-hodné vysokotlakého polyetylénu s indexomtoku taveniny 50 až 500 a hustotou maximál-ně 920 kg/m3, a/alebo maximálně 15 hmot-nostných percent mikrokryštalického vosku,výhodné cerezínu pre elektrotechnické úče-ly, s bodom skvapnutia minimálně 50 °C. Severografia, n. p., závod 7, Most Cena 2,40 Kčs