DE1771173A1

DE1771173A1 - Elektrische Isolierung

Info

Publication number: DE1771173A1
Application number: DE19681771173
Authority: DE
Inventors: Wyly Grayson E
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1967-04-17
Filing date: 1968-04-16
Publication date: 1972-03-23
Also published as: US3532800A; GB1216888A

Description

Minnesota Mining and Manufacturing Company, Saint Paul, Minnesota 55101, V.St.A.

Elektrische Isolierung

Die Erfindung betrifft die elektrische Isolierung von Kabeln, Transformatoren, Kondensatoren und anderen Leitern des elektri- \ sciien Stroms, und insbesondere von Kabeln, die für Hoch3pannungs -Stromübertragung brauchbar sind. Speziell Detrifft die Erfindung ein neuartiges und·verbessertes ölimprägniertes Isolations-Blattmaterial sowie mit diesem isolierte Kabel.

Die vorliegende Erfindun^chlägt elektrische Hochspannungskabel voi·, in »reichen der Leiter mit einem synthetischen Papier, das mit einem gereinigten Kaoelöl gleichförmig gesättigt ist, als Isolationsmatorial umwickelt ist. Die Fasern des Papieree werden

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aus einem hochmolekularen, nicht-polaren synthetischen Polymerisat mit einem Erweichungspunkt oberhalb 110° C und einen. Durchmesser unterhalb etwa 30 /a gebildet, wobei mindestens die Hälfte der Fasern, bezogen auf das Gewicht, einen Durchmesser unter 10 /a aufweist. Die Oberflächen der Pasern sind praktisch frei von löslichen polarten Verunreinigungen. D_.s ölgesättigte synthetische besitzt eine dielektrische Festigkeit von mindestens

55000 V/mm bei einer Stärke von 0,127 mm, einen Verlustfaktor unter 0,001 und eine dielektrische Konstante bei 60 Perioden Wechselstrom von unter j) bei 8o° C. Das Papier "besitzt im trockenen Zustand einen Ourley-Porositätswert unter 20000 Sekunden pro 100 cnr Luft, und ermöglicht einen radialen Fluss des Öls durch die Isolationsschicht, um sich der Biegung, Ausdehnung und Kontraktion des Kabels anzupassen.

Seit zahlreichen Jahren bestand das übliche Dielektrikum für einen weiten B&ich von elektrischen Anwendungen, z.B. Transformatoren, Kondensatoren, Kabeln, Kabelhülsen, Kabe!verbindungen in einem öliaprägnierten Cellulosepapier, im allgemeinen Kraft-Papier. Die Konfcination von öl und Papier erzeugt ein Verbundgebilde mit einer dielektrischen Festigkeit, die grosser ist als diejenige jedes der belde'n Materialbestandteile. Im Laufe der Jahre ist eine beträchtliche Verbesserung der elektrischen Qualität von Cellulosepapieren erzielt worden, und öliraprägniertee Kraft-Papier ist zur Zeit wahrscheinlich das am meisten verwendet« Dielektrikum für Hochspannungsanwendungen, z.B. über 100 000 VoIt₁ Jedoch besteht fortgesetzt ein Bedarf für höhere und höhere Span« nungs über tragung, und dieser Bedarf beginnt, über die mit Olga*

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sättigten Kraft-Papieren möglichen Verbesserungen hinausaugehen. Die Kombination für Spannungen bis zu etwa J45 000 Volt. Oberhalb dieses Bereiches scheint eine solche Kombination nicht zweckdienlich zu sein,.da mit steigenden Spannungen fortschreitend grousere Anteile des dem Kabel zugeführten Stroms zur Aufheizung der . Isolierung verwendet werden anstat£ durch das Kabel übertragen i zu werden. Dies vermindert den Ausgangsstrom schwerwiegend und , erhöht die Stromkosten Ita Ausgangsende des Kabels beträchtlich. ^: Gleichzeitig verursacht die in dem Kabel zusätzlich erzeugte V»'ärm$ ™ weitere Kosten, da sie abgeleitet w,erden muss, urm eine Verkürzung¹

der Lebensdauer des Kabels zu veraftden. ;

Zur Isolierung von Hoch«pannungeleitern, wie z.B. Kabeln, wird Kraft-Papier in Form eines Papierbandoe spiralförmig um denLeiter gewickelt, das Kabel unter Vakuum und unter ErwSrxaang während eines Zeitraumes von Tagen oder Wachen getrocknet, um die Feuchtigkeit vollständig zu entfernen, und anachliessend wird die Isolationshüllβ aua Kraft-Papier mit gereinigtem öl imprägniert, λ während sie iich noch unter Vakuum befindet ( wobei das Kabel im allgemeinen in einer Schutzhülle, üblicherweise aus Metall* enthalten ist, welche dazu dient, das Öl um das Xa^eI herum zu halter, ), Bei dem üblichen Hochspannungßkabel-Bereich bis zu etwa 245 000 Volt mit einem Betrieb bei etwa 400 000 Volt-Ampere, ist dor Verlustfaktor von ölimprägniertera Kraft-Papier ausreichen* niedrig, so dass die während der Übertragung eines elektrischen Wechselfeldes entlang des Hochspannungskabeis erzeugte Wärme keine Temperaturen"oberhalb 80° C hervorruft, welche Temperatur al π Liu χ i mal 7Mlärc>lßr~ Betriebs-Dauert cmperatui¹ für Erdkabel auge»» j

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sehen wird. Bei höheren Spannungen tritt jedoch eine grössere Erwärmung des Dielektrikums ein, da eine solche dielektrische Aufheizung dem Quadrat der Spannung proportional ist.

In der Isolierung in Wärme umgewandelter Strom = (Spannung) (Winkel-Frequenz) (Kapazität) (Verlustfaktor) oder W = V²UJ C tang &

W Da für einen gegebenen Aufbau C proportional K ( der dielektrisehen Konstant« der Isolierung ) ist, müssen, wenn die Spannung erhöht werden soll, K und tang & herabgesetzt werden, um den Betrieb bei der maximalen Teiaperatur von 80° C zu ermöglichen. Der für ölimpragniertes Kraft-Papier etwa niedrigste erzielte Verlustfaktor betragt 0,0016. Eine vorgeschlagene Isolierung für Hochspannungskabel besteht aus Bändern aus Polypropylenfilm, die in Schichten ue das Kabel gewickelt und mit Polypropylenöl imprägniert sind; vgl. z.B. die USA-Patentschrift j5 229 024 vom

fc 11. Janusr 1966* Bei diesen und ähnlichen Systemen besitzt ein W *

selbsttragendes Band oder ein selbsttragender Film aus Polypropy-

len oder ein anderer synthetischer Polymer!«fcfilm eine Oberfläche ,j die geätzt, geprägt oder auf andere Welse Gehandelt worden 1st, \ so dass Oberflächen-Durchgänge erzeugt werden, um die Impragnie- '■ rung mit öl zwischen den Filmschichten zu gestatten. Das Band wird auf das Kabel gewickelt und öl wird unter das Band gepresst· Die synthetischen Polyinerisatfilrae sind für das öl nie nt durchlässig, und so ist ein radialer Durcufluss zwischen den Filrasohiefc ten nicht möglich, ausser an den .,Wicklungsstellen des Filme,

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Ein radialer Fluss in Längsrichtung des Kabels ist erforderlich, weil sich das Kabel beim Erhitzen und Abkühlen dehnt und zusammenzieht, sowie oeira Biegen des Kabels. Ein radialer Flyss ist ausserdem erwünscht, um die gründliche Imprägnierung des Papiers mit j öl zu ermöglichen, und um eine Wärmeübertragung durch Konvektion _: in der ölphase zu gestatten.

Ungleich dem Cellulosepapier, welches sowohl eine radiale als aucii eine längsgerichtete übertragung von öl gestattet, sind die synthetischen Filme in dieser Hinsicht mangelhaft. Es ist vorgeschlagen worden. Löcher In. den Folymerisatfilmen zu erzeugen, um den radialen Fluss zu ermöglichen; jedoch hat es sich gezeigt» dass solche Konstruktionen einen Verlust&n der oben genannten Erhöhung der dielektrischen festigkeit erleiden, und überdies 1st ein gleichmässiger radialer Fluss des Öls nicht möglich, da unerwünschte Ansammlungen von öl In Bereichen zwischen den Löchern eingeschlossen sind.

Öemäss der vorliegenden Erfindung behält ein Dielektrikum au« ölimprägnlertem Papier, das eher aus mikrofeinen synthetischen Polymerisatfasern als aus Cellulosefasern zusammengesetzt ist, überraschenderweise nicht nur sämtliche dielektrischen Vofcelle von ölimprägniertem Cellulosepapi «material Dei, von denen der nichtigste in der Erhöhung der dielektrischen Festigkeit auf einei Wert besteht, der wesentlich grosser 1st als derjenige eine» jeden Bestandteile des Verbundgebildes, sondern es werden tatsi(02i~ lieh Isolationematerlallen mit erheblich vermindertem Verlust» faktoren erzielt. Die erfindungßgemäsae Isolierung ermöglicht____

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darUberhlnaus den radialen Pluss des öl». Es wird angenommen, dass die erfindungsgemässen herabgesetzten Verlustfaktoren auf Grund der- nicht-polaren Natur der Polymerisatfasern erzielt" werden, im Gegensatz zu den polaren Celluloeefasern. Dw Grund für die oben erwähnte dielektrisohe Festigkeit des Verbundgebildes bleibt ungeklärt, jedoch kann die Theorie aufgestellt werden, dass das öl ; wirksamer ist, wenn es durch die mikrofeinen Pasern in sehr kleine' Teilchen aufgeteilt wird, oder andernfalls, dass die sehr kleinen . unregelßiässigen Kanäle zwischen den Pasern zu einem verlängerten ι Durchschlagsweg (breakdown path) durch das öl und somit zu einer eebr erhöhten wirk»auoen Die ice d*r Isolierung führen.

Bti den erfindun^Sfian&aeec hergestellten «!imprägnierten synthetischen Papieren sind Verlustfaktoren bei 500 T, 60 Cp und 110° C unter 0,001 möglich, im degen*atz zu einem Verlustfaktor von 0,001 b*l Verwendung von olieprlfniertem Kraft-Isolierpapler. Das mit öl imprägnierte CelJjiloeepapier besitzt eine Durchlässigkeit oder dielektrische Konstante von etwa 3,5 Im Vergleich zu 3,0 oder ' niedriger bei den erfindungsgemässen synthetischen Papieren.

Die Ziele der Erfindung werden erreicht durch Schaffung eines elektrischen Hoohspannungskaueis, um welches als Isolierungsmaterial eine Vielzahl von Schichten aus mit gereinigtem öl imprägniertem synthetiscriera Papier gewickelt ist. Die Fasern des Faplerejs werden aus einem hochmolekularen nichtpolaren syntnetisohen Polyeerlsat hergestellt,· sie besitzt einen Durchmesser unter etwa 30 Ai, wobei mindestens die Hälfte der Fasern, bezogen auf das Gewicht, einen Durchmesser unter 10 Ai aufweint. Vorzugsweise ι

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liegen die Faserdurchmesser unter etwa Cm, Das Papier sollte praktisch frei von polaren Verunreinigurigen, wie z.B. löslichen Salzen, Netzmitteln, Antioxydationsmitteln usw., sein. "'rfe;:n solche poJaren Materialien in der Polymerisatmasse eingesoiilossei, sind, Sollten sie durch Extraktion mit einem geeigneten Lösungsmittel aus dem Papier entfernt werden, oevor das Papier mit öl impräg-. niert wird. Die so 'Hergestellten zusammengesetzten Ölgesättigter; Papiere besitzen eim, dielektrische Festigkeit bei Raumtemperatur von 60 Perioden pro Sekunde von mindestens 55 000 V / mm bei einer j Stärke von 0,127 mm, und besitzen häufig Festigkeiten von 63 000 : i'V / mm oder darüber. Die Papiere weisen Verlustfaktoren unter : 0,001 und eine dielektrische Konstante bei 60 Perioden pro Sekunde unter j5 bei 80° C auf. Die Papiere beßitzen im trocknen Zustand, d.h. in Abwesenheit von öl, Gurley-Foroaltätawerte unter 20 000 Sekunden pro 100 onr Luft undermöglichen somit einen radialen Fluss des Öls durch die Iaolierungsschichten, um die gründliche Imprägnierung des Kabels und die ans c lilies sende Biegung, Ausdeh nung und Kontraktion dee Kabels zu erleichtern. Die Gurley-Porrositätswerte, auf die hler Bezug genommen wird, sind diejenigen, die geraäss dem ASTM-Teat D 726, Verfahren A, erhalten worden sind Die erfindungsgemässen Papiere sind nicht-hygeoskopisch, abmessung:! stabil und widerstandsfähig gegenüber einer Verschlechterung bei Temperaturen weit über 100° C, wenn sie mit gereinigtem Kabelöl impi'ägniert werden. ' *

Die zur Herstellung der erfindungsgemäßsen Isolierung brauchbaren Papiere werden aus sehr feJmn organlachen synthetischen Fasern mit mittleren Lnirclunessern unter eftwa. 10 >u, vorzugsweise sogar unter

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6 αϊ hergestellt. Bei einigen Ausführungsformen können synthetische polymere organische Stapelfasern mit grösserem Durchmeeer (welche aus derselben Masse oder einer anderen geeigneten nichtpolaren Masse bestehen können) zu den Mikrofase-rn in Mengen als zu etwa der Hälfte des Gesamtgewichtes der Pasern hinzugegeben werden, um die physikalische Festigkeit des. Papiers zu verstärken, ohne die elektrischen Eigenschaften der daraus hergestellten Öl-Papier-Komoinationen zu vermindern. Derartige Verstärkungsfasern sollten Durchmesser unter 30 ax und vorzugsweise von etwa 18-22/U aufweisen.

Die mikrofeinen Fasern werden vorzugsweise geinässdem Verfahren hergestellt, welches im "Naval Research Laboratory Report No, 111457" vom 15· April 1954 unter den Titel "Manufacture of Superfine Organic Fibers¹¹ beschrieben ist. Bei diesem Verfahren Wird ein feiner Strom von geschmolzenem polymerem Material in einen Strqm von erhitztem Gas verspritzt, wodurch das Niederbrechen oder Zerkleinerung des verpressten Materials zu feinen Fasern verursacht wird. Es wurQe gefunden, dass eine Bahn oder lockere Matte, die lose gefaterte Bündel oder "Stränge" aus Faulem enthalten, erhalten werden kann, indem man die Fasern in einem Abstand von etwa 50 bis 100 cm von der Düsenöffnung entfernt sammelt. Eine solche Bahn kann unter Erhitzen unterhalb des Schmelzpunktes der Fasern und unter Druck und Bildung von .erfindungsgemäss brauchbaren Papieren verdichtet werden. Bei dichter angeordneten Sammelpunkten werden die¹ einzelnen Fasern direkt zu einer dichten papierartieen Bahn geformt, welche so verwendet werden kann, wie sie gewonnen wird, oder erwünschtenfalls weiter verdichtet werden kann» Die

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bevorzugten Papiere werden aus Pasern hergestellt, die an den Faserverbindungsstdlen miteinander verbunden sind, ohne ihre Pasermerkmale zu verlieren. Die Verstärkungsfasern mit grösserem Durchmesser können in die Bahn aus mikrofeinen Pasern während ihrer Bildung eingeblasen werden, wder die grossen Pasern können zunächst auf einer Oberfläche angeordnet und die Mikrofasern darauf abgelagert werden,wooei ein Papieraufbau mit vorherr- ^! sehend mikrofeinen Pasern auf der .einen Seite und den Verstär- μ kungsfasern konzentriert auf der entgegengesetzten Seite erzeugt

Ein alternatives Verfahren zur Herstellung von erfindungsgemäss brauchbaren Papieren besteht in den üblichen Papierherstellungs-Arbeitsweisen.'Bei dem bevorzugten Nassverfahren werden die Mikrofasern zusammen mit einem Netzmittel in Wasser im Holländer behandelt, um sie gleichmässig zu dispergieren. Die Stapelfasern werden dann ohne Schlagen hineingemischt. Nicht-ionische Netzmittel, wie z.B. hochmolekulare Polyätheralkohole, werden bevorzugt, \ " da sie leicht aus dent Papier ausgewaschen werden können und somit nicht unter Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften des Papieres vorhanden sind. Die Aufschlämmung wird dann auf einer durchlöcherten Oberfläche, wie z.B. einem Fourdrlnier-Sieb, abgelagert, unter Bildung eines feuchten, aus nasser abgeschiedenen Blattes, welches gemäse den üblichen Papierherstellungs-Arbeitsweisen getrocknet wird. Vorzugsweise werden sämtliche polaren Verunreinigungen, die den Verlustfaktor erhöhen, aus dem Papier* mit einem organischen Lösungsmittel, wie z.B. Methylenchlorid oder Heptan, entfernt. __ |

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Vorzugsweise werden Papiere verwendet, welche relativ dient sind, um verbesserte Zugfestigkeiten und dielektrische Festigkeiten zu erzielen. Das Papier sollte jedoch ausreichend durchlässig sein, so dass der Gurley-Porositätswert nicht über 20 000 Sekunden pro 100 on? Luft liegt.

Ein bedeutender Faktor bei der Herstellung der erfindungsgeraäss

^ verwendeten Papiere besteht in der Auswahl eines geeigneten PoIy-Pj-.'

j merisates zur Herstellung der mikrofeinen Fasern. Es muss ein Polymerisat verwindet werden, das selbst einen niedrigen Verlust faktor aufweist, d.h. unter etwa 0,001 bei Temperaturen bis zu 110° C. Um als Kabelisolierung brauchbar zu sein, darf das Poly merisat bei Temperaturen bis zu 110° C₄ dee Betriebstemperatur- Bereich für Hoohepannungekabel, nioht erweichen oder sloh ver schlechtern. Mit anderen Worten, das Polymersat sollte einen Erweichungspunkt oberhalb etwa 110° Ound keine Glasübergangstempe ratur Im Betriebebert loh aufweisen· Weiterhin sollte ein Polymerl-P sat verwendet werden/ das praktisch fr«l von polaren Gruppen ist. Polyätliylenteriphthalat i,B. 1st zu pola-r, tun zur Herstellung der Isolationepapiere for diese Zwecke geeignet zu sein. Geeignet* Polymerisate sind 2.B. die Polycarbonate. Beispiele für weitere geeignete Polymerisate sind Polypropylen, Poly-^-methylpenten, Polybuten-1 und Mischpolymeriafce derselben miteinander oder anderen Monomeren, die die physikalischen oder elektrischen Eigen schaften des sich ergehenden Polymerisates nicht wesentlich verschlechtern. Ein Beispiel für eine geeignete Klasse von Miscnpolymerisaten sind die Mischpolymerisate mit .niedrigem Polyäthylen und hohem Polypropylengehalt. ErwUnmchtenfalls können Gemische

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von Faßern aus verschiedenen solcher Massen verwendet werden.

Das als Imprägnierungsmittel für die erfindungsgemässen Papiere verwendete öl kann natürlich oder synthetisch und jedes der üblicherweise für diesen Zweck verwendeten Kabelöle, wie z.B. Mineral-* öl, Polypropylenöl, Polybutenölusw.,sein, welche das Polymerisat nicht verschlechtern.

Die Erfindung wird weiterhin unter Bezugnahme auf die folgenden ^ Beispiele erläutert, in denen sich alle Teile, falls nicht anders angegeben, auf das Gewicht beziehen.

Beispiel 1 Trockenverfahren-» Papier

Es wurden blasverformte Mikrofasern aus Polypropylenharz (Dow 20G) hergestellt, und zwar unter Anwendung der Arbeitsweise, des Form- ' Aufbaus, der Düsenanordnung und der Abmessungen, wie sie in ■ \ \ "Naval Research Laboratory — US Department of Commerce publici- | cation & 111437/ vom 15. April 195¹J-, Seite 1-2, beschrieben ■: · sind. ♦ . J

-lO

Der Extruder wurde bei einer Temperatur von 286 C am Aufgabeteil und 343 c _am pressdüsen-Teil betrieben. Die Pressdüse wurde bei ^!

einer Temperatur von 3^9° C betrieben. Der Extruder wurde mit eine:? Geschwindigkeit von. ^02 kg Hars pro Stunde betrieben. Auf das aus der Pressform austretende Harz wurde sofort heisse Luft von 4.27⁰C

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geblasen, die mit einem Druck von 1,2 atm und einer Fliessgeschwindigkeit von 190 1 pro Minute ausströmte.

Die nach diesem Verfahren "erzeugten Fasern wurden in Form einer losen Matte auf einem Sieb gesammelt, welches 30,5 cm von der Düse entfernt angeordnet war, wobei-sich das Sieb mit einer Geschwindigkeit von 2,3 cm/sec bewegte. 5 % (numerisch) dieser Fasern besassen Durchmesser unter 3/U» 50 % Durchmesser unter 4,7 αχ unu 95 % Durchmesser unter 9,7yu.

Diese loae Matte aus Fasern wurde leicht verdichtet, und zwar durch Hindurchführen zwischen einer Stahlwalze und einer Papier-Leitwalze auf einem Kalander. Die Stahlwalze wurde auf 82° C erhitzt. Diese verdichtete Faeerm&tte wurde in einer hydraulischen Presse welter verdichtet und erhitzt, und zwar unter Anwendung der folgenden PittiWMf^tn,Bedingungen.

Sine Probe der synthetischen Katte «dt Öen Abmessungen £0,3x20,3 cm wurde zwischen LÖÄOhpÄjdttrblättern derselben Abmessungen angeordnet, welohe zwischen Aluminiumplatten von 0,63 cm mit denselben

j Abmessungen glegt wurden. Diese Anordnung wurde dann zwischen die Pressplatten einer Presse gebracht. Ein Druck von etwa 66 kg/cm wurde etwa 3 Minuten lang bei einer Temperatur von 127° C angewendet, wobei die Matte in ein hochverdichtetes Papier von gleichförmiger Stärke umgewandelt wurde, in welchem das Verschmelzen und Verbindung zu einem Feinstrukturmuster stattgefunden hatte, \wobei ein wesentlicher Anteil der Fasern ihre faserartige Form beibehielt. Dieses Papier zeigte die folgenden Eigenschaften.

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Stärke (ASTM DJ74-57) 0,15mm

Zugfestigkeit 156 kg/cm²

Gurley-Porosität (ASTM D726) 83ΟΟ Sek./100 c;P Luft Dichte 0,59 g/c::P _r

Dieses Papier wurde 'dann mit CHpCIp in einer Soxhlet-Extraktionsvorrichtung 2 Stunden lang extrahiert, um Verunreinigungen zu entfernen. ^

Das extrahierte Papier wurde getrocknet, um ea von CHgCIp zu befreien, und dann mit Polybutenöl imprägniert. Die folgenden elektrischen Eigenschaften wurden für dieses imprägnierte Papier erhalten;

• Elektrische Festigkeit 590 kV/cm tang · 0,0002

Dielektrische. Konstante · 2,04

Die physikalischen Eigenschaften blieben praktisch dieselben wie \ vor des Extraktion.

Die elektrische Festigkeit wurde untersucht bei 60 Perioden pro Sekunde, 23⁰ C und bei 500 V/sec Spannungsgeschwindigkeit gemäss dem ASTM-Test D 149 61, und mit Elektroden mit einem Durchmesser von 0,63 cm und abgerundeten Kanten, um einen Radius von 0,08 cm auszunehmen, wobei die obere bewegliche Elektrode 567 g wog; tang 4 und die dielektrische Konstante wurden bei 110° C und 60 Perioden pro Sekunde auf einer Sehering-Brücke erhalten. Die Elektrodem-Konetruktion ist in IEEE Testing Standard 33 beschriebeji

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Die untersuchten Bereiche hatten Abmessungen von 1,27x1,27 cm.

Der Druck auf die Elektroden betrug 1,05 kg/cm .

Beispiel 2 Massverfahren-Papier

Blasverformte Mikrofasern wurden durch Verpressen des Harzes von Beispiel 1 durch eine runde Düse mit einem Durchmesser von 0,508 mm, in die eine Spiralbohrerspitze (bei entferntem Schaftteil) i fest eingepasst war, um die wärmeUbertragung zu verbessern, herge-^;

stellt. Der Extruder wurde bei einer Temperatur von 288° C am Aufgabe teil und 3I6⁰ C am Austrittsende betrieben, wobei die Tempejratur der Pressdüse 379° C betrug. Der Extruder wurde mit einer i Geschwindigkeit von Jl8 g Harz pro Stunde betrieben. Auf das aus \ der Pressdüse austretende Harz wurde sofort heisse Luft von 371 C geblasen, welche aus einer Öffnung von 1,9 cm Durchmesser bei einem Drück von 5>44 ata ausströmte.

5 % (numerisch)* der naeh diesen Verfahren hergestellten Fasern bVkssen Durchmesser unter 1,2yu, 50 % Durchmesser unter l,4yu und 95 % Durchmeswer unter 1,8yu. Die Pasern wurden in Form einer losen Matte auf einem Sieb gesammelt, welches 61 cm von der Düse entfernt angeordnet war, wobei sich das Sieb mit einer Oeschwindig-f keit von 2,3 cm/sec bewegte.

2 g dieser Pasern wurden zusammen mit 900 ml Wasser und 50 ml ·1η«τ 2 #igen wässrigen Lösung eines Netzmittels, Ste*ryldimethylbenzylammoniumchlorid, in einen Waring-Blendor eingebracht^. Diese, R

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wurde 7 Minuten lang mit hoher Geschwindigkeit in Bewegung gehalten. Dann wurde 1 g zerkleinerte Polypropylen-Stapelfasern mit einer Länge von 1,6 mm (behandelt mit einer kleinen Menge Netz-, mittel) hinzugefügt und das Gemisch eine Minute lang mit holier Geschwindigkeit bewegt.

Die obige Mischung wurde in eine Hand-Papiarherstellungsvorrichtung eingebracht, weiteres Wasser wurde hinzugegeben, und das Blatt auf einem feinmaschigen Sieb durch Anlegen eines Vakuums, während das Gemisch in ständiger Bewegung gehalten wurde, hergestellt. Das Blatt wurde gegautsoht und bei 100° C getrocknet. Dieses Blatt wurde verdichtet und erhitzt, und zwar in einer hydraulischen Presse unter Anwendung der folgenden Bedingungen.

Direkt vor dem Pressen dee Blattes wurde es gründlich auf beiden Seiten mit feinst zerteiltem m-Xylol eingesprüht. Das B^Jitt wurde dann sofort zwischen LÖechpapierolätter und die Aluminlumplatten wi« in Baispiel 1 gelegt, und dies· Anordnung wurde in eine Presse; eingebracht. Folgende Bedingungen wurden während des Fressens angewendet: Presstemperatur 127 C, Gesamtplattendruck 22 kg/cm , 1,5 Minuten lang, und anßchliessend 66 kg/cm 2 Minuten lang. Das Einsprühen mit Xylol bewirkte das Auftreten einer gewissen Lösungsmittelblndung der Fasern auf Grund der Lösung oder Erweichung der Oberflächen der Fasern.

Dae Papier üesaßs die folgenden Eigenschaften:

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Stärke	0,13 um
Zugfes tigkei t	123 kg/cm²
Gurley-Poros i tat	1000 Sek./lOü
Dichte	0,55 g/enr
Bruchdehnung	8 ρ

Gurley-Porosität 1000 Sek/lOü cet⁵ Luft

Dieses Papier wurde dann 7 Stunden lang in einer Soxhletapparatur mit CHgClp extrahiert. Das extrahierte Papier wurde getrocknet, um das CH₂Cl₂ zu entfernen, und dann mit Polybutenöl imprägniert, Das trockene Papier besass dieselben physikalischen Eigenschaften wie oben, Folgende elektrische Eigenschaften wurden für das imprägnierte Papier erhalten:

Elektrische Festigkeit 590 k¥/cra

tang f 0,0005

Dielektrische Konstante 2,03

Die Prüfverfahren und angewendeten Bedingungen waren dieselben in Beispiel 1.

- Patentansprüche -

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Claims

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Patentansprüche i

Hochspannungsisolationsinaterial aus einem synthetischen organischen polymeren Material« das glelchmässig mit elnam gereinigten Kabelöl gesättigt ist, wobei das synthetische organische Polymere dieses Materials einen Erweichungspunkt oberhalb von 110° C und eine Dielektrizitätskonstante bei 60 Hertz und 80° C von weniger als 3 besitz*, dadurch gekennzeichnet« dass das synthetische organisch· Material ein papier lit« das aue Pasern des synthetischen organlechen Materials besteht, die einen Durchmesser von weniger als 30 Mikron haben, von denen gewlchtsmässlg wenigstens die Hälfte einen Durchmesser vonweniger als 10 Mikron haben und deren Oberflächen im wesi^tlichen praktisch frei von polaren Verunreinigungen sind, und dass das Papier vor- der Imprägnierung mit dem öl eine Ourley-Porosität von weniger als 20 000 Sekunden pro 100 car Luft und nach der Imprägnierung mit

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dem öl einen Verlustfaktor von weniger als 0,001 und eine dielektrische Festigkeit bei Raumtemperatur von mindestens 55 000 Volt/mm bei einer Stärke von 0,127 mm aufweist.
2. Hochspannungsisolationsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Papier im wesentlichen vollständig aus sehr kleinen Fasern mit Durchmessern unter 6>u besteht.
3· Hochspannungsisolationsmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem synthetischen, faserartigen, organischen polymeren Papier, das mit gereinigtem Kabelöl gesättigt ist, besteht, dass das ölgesättigte Papier eine dielektrische Festigkeit bei Raumtemperatur von mindestens 55 000 V/mm bei einer Stärke von 0,127 ram, einen Verlustfaktor unter 0,0010, eine dielektrische Konstante unter 3,0 und einen Erweichungspunkt oberhalb 110° C besitzt, dass das Papier aus Fasern «us einer hochmolekularen nicht-polaren synthetischen Folymerisatmas·· hergestellt ist, wobei die Fasern einen Durchmesser unter JjO M besitzen, und wobei mindestens die Hälfte der Patern einen Durohmesser unter 8/U besitzen, dass die Fasern praktisch frei von polaren Verunreinigungen sind, und dass das Papier eine Ourley-Porositat nicht grosser als 20 000 Sekunden pro 100 cnr Luft aufweist.
4. Hochspa'nnungsisolationsmaterial nach Anspruch 3, dadurch ■ gekennzeichnet, dass das Polymerisat Polypropylen, Poly-4-methylpenten oder Polybuten-1, ein Mischpolymerisat derselben

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·. « ♦ «■ J·

ein Mischpolymerisat aus Proparleii mit kleineren Anteilen an Äthylen, oder ein Polycarbonat ist.

5· HoehspaniaingsisolätionsiQaterial nach Anspruch 1, dt-uroh . - gekennzeiehnet, dass das Material ma einen elektrischen Leiter herumgewickelt ist, um ein isoliertes elektrisches Hoehspaimungskabel vorzusehen· .

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