DE1943132B2 - Eindickmittel und Füllmassen für Kabel - Google Patents
Eindickmittel und Füllmassen für KabelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Eindickmittel für Kabelfüllmassen auf Ölbasis bzw. ein Zusatzmittel zur Ver- >->
wendung als Eindickmittel von ölbasen für gefüllte
bzw. vergossene Kabel und solche Kabelfüllmassen.
Es sind zwei Arten von Isolierölen oder Füllmassen für Kabel bekannt, nämlich:
a) Flüssige öle für Hohlkabel, die für sehr hohe mi
Spannungen bestimmt sind (d. h. Spannungen über 100 kV). Solche öle können öle auf Mineralölgrundlage sein und weisen sehr geringe dielektrische Verluste auf (wobei tan ö bei 100° C
im Bereich von 0,0005 liegt); h-.
b) feste Zubereitungen oder Vergußmassen, die bei Spannungen unter 100 kV verwendet werden.
Diese Massen wurden bislang in der Weise hergestellt, daß man zu einer flüssigen Grundlage
bis zu etwa 30 Gew.-% feste Materialien, wie Wachs, Colophonium und Harze zugab. Diese
bekannten Massen besitzen relativ schlechte elektrische Eigenschaften, wobei der typische dielektrische Verlust, wenn als flüssige Grundlage
ein raffiniertes Mineralöl vorhanden ist, in der Größenordnung von tan δ = 0,0030 liegt, welcher dielektrische Verlust sich mit der Zeit beträchtlich erhöht, so daß dann, wenn eine solche
bekannte Masse 3 Stunden bei 125 ° C in einer oxidierenden Umgebung gehalten wird, der
tan δ auf etwa 0,0200 ansteigt.
Aus der FR-PS 1391704 sind als Imprägniermittel für elektrische Kabel Mischungen aus einem Mineralöl und polymerisierten Mischungen von Olefinen,
vorzugsweise Homopolymerisaten, bekannt. Diese Produkte lassen jedoch bezüglich ihrer elektrischen
Eigenschaften zu wünschen übrig.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, Eindickmittel für Kabelfüllmassen auf ölbasis zu schaffen, die die dielektrischen Eigenschaften der damit
verdickten ölgrundlagen nicht beeinträchtigen, und verdickte Kabelfüllmassen auf ölbasis anzugeben, die
hervorragende dielektrische Eigenschaften besitzen, die durch die Alterung nur geringfügig verändert werden.
Diese Aufgabe wird durch die vorliegende Erfindung gelöst, die durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 definiert ist.
Das das erfindungsgemäße Eindickir.ittel darstellende feste Produkt wird nach irgendeinem geeigneten
Verfahren von den Reaktionspartnern abgetrennt, beispielsweise durch Abfiltrieren oder Zentrifugieren,
vorzugsweise nachdem der Katalysator zerstört worden ist.
Der für die Herstellung des erfindungsgemäßen Eindickmittels verwendete Organometallkatalysator
kann enthalten:
(1) eine Verbindung wenigstens eines Schwermetalls der Nebengruppe (a) der Gruppen IV bis VIII
des periodischen Systems der Elemente (Mendelejew) und
(2) eines der folgenden Materialien:
a) eine organische Verbindung eines Metalls der Gruppen I bis IV des Periodensystems,
b) ein Metall- oder Organometallhydrid oder
c) eine halogenierte Organometallverbindung.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem Metall nach
2(a) um ein Metall der Gruppe II oder III des Periodensystems.
Der Organometallkatalysator kann in situ in dem Lösungsmittel gebildet sein und kann ein Gemisch aus
Titantetrachlorid und einem Aluminiumtriaikyl sein, wobei jede der Alkylgruppen 1 bis 10 Kohlenstoffatome, vorzugsweise 2 oder 3 Kohlenstoffatome aufweist, wobei das Titantetrachlorid/Aluminiumtrialkyl-Mo!verhältnis im Bereich von 1:1 bis 10:1 liegt.
Das erfindungsgemäße Eindickmittel kann zum Verdicken von Basisölen mineralischer als auch synthetischer Herkunft dienen, ohne daß deren elektrische Eigenschaften wesentlich beeinträchtigt werden.
So kann, wenn das Basisöl ein Mineralöl darstellt, das zur Bildung guter dielektrischer Eigenschaften
raffiniert wurde, eine geeignete Kabelfüllmasse hergestellt werden, indem man aus dem Mineralöl und
1 bis 35 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 4 bis 15 Gew.-% des in den Ansprüchen 1 und 2 definier-
ten Eindickmittels eine Mischung bildet.
Ein als Basisöl für Kabelfüllmassen geeignetes synthetisches
öl mit guten dielektrischen Eigenschaften und guten Alterungseigenschaften kann bei der
Mischpolymerisation von Äthylen und Propylen gebildet werden, die zur Herstellung des eründungsgemäßen
Eindickmittels dient, wobei man den Organometallkatalysator (z. B. durch Zugabe von Wasser
oder Äthanol) zersetzt und die Mischpolymerisat/Lösungsmittel-Olschicht
von der wäßrigen Schicht, die den zersetzten Katalysator enthält, abdekantiert und
dann das Lösungsmittel für den Katalysator, bei dem es sich normalerweise um einen aromatischen Kohlenwasserstoff,
wie Xylol, und/oder einem gesättigten paraffinischen Kohlenwasserstoff, wie Heptan, handelt,
durch Destillation entfernt. Vorzugsweise wird das verbleibende Mischpolymerisat weiter destilliert,
um Produkte zu entfernen, die unterhalb 300° C und vorzugsweise unterhalb 450° C sieden.
Das oberhalb 450° C siedende Mischpolymerisat, das als Basisöl der I'abelfüUmasse verwendet werden
soll, kann bereits ewa 3 Gew.-% des das erfindungsgemäße
Eindickmittel darstellenden festen Produkts in suspendierter Form enthalten, bevor das erfindungsgemäße
Eindickmittel zur Bildung der Kabelfüllmasse zugesetzt wird. Man kann das als Basisöl
eingesetzte Mischpolymerisat auch über einem geeigneten Hydrierkatalysator, wie Nicke! und den nachstehenden
Bedingungen hydrieren:
Druck 30 bis 150 bar
(vorzugsweise 40 bis 70 bar)
Temperatur 200 bis 380^C
Temperatur 200 bis 380^C
(vorzugsweise ungefähr 260c
0,5 bis 3,0
(vorzugsweise ungefähr 1,0)
Durchsatzgeschwindigkeit
(Vol. d. flüssigen
Polymerisats/Vol.
Katalysator/h)
Vol. Verhältnis H2 (bei
Normalbedingungen) zu flüssigem Polymerisat
(Vol. d. flüssigen
Polymerisats/Vol.
Katalysator/h)
Vol. Verhältnis H2 (bei
Normalbedingungen) zu flüssigem Polymerisat
C)
100 bis 500
(vorzugsweise 150 bis 300)
(vorzugsweise 150 bis 300)
IO
15
Ji)
Vorzugsweise enthält die aus dem Mischpolymerisat-Basisöl
und dem zugegebenen festen !Produkt bzw. Eindickmittel gebildete Kabelfüllmasse 1 bis
70 Gew.-% des Eindickmittels, dessen Menge gewöhnlich 3 bis 50 Gew.-% der Kabelfüllmasse ausmacht.
Die erfindungsgemäßen Eindickmittel und Kabelfüllmassen besitzen ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften
und Alterungseigenschaften und eine für die Verwendung in gefüllten Kabeln geeignete Konsistenz.
Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Man bereitet einen Polymerisationskatalysator wie folgt: h,
Man trocknet 2 Liter Heptan indem man es durch ein Molekularsieb führt und dann in einen Kolben
einbringt, der zuvor mit trockenem Stickstoff gespült worden ist. Dann kühlt man den Kolben auf 0° C und
rührt 3,42 g Aluminiumtriäthyl in das Heptan ein, worauf man 17,1 g Titantetrachlorid zusetzt.
Man rührt die Lösung heftig und leitet während etwa 15 Minuten Stickstoff durch die Lösung, worauf
man die Stickstoff zufuhr einstellt und ein Gemisch aus
50 Vol.% Äthylen und 50 Vol.% Propylen im Verlaufe von 320 Minuten mit einer Geschwindigkeit von
120 Litern pro Stunde in den Kolben einführt, wobei zu diesem Zeitpunkt das Gewichtsverhältnis von lösungsmittel zu Polymerisat 10:7 beträgt. Während der
Zugabezeit von 320 Minuten wird die Temperatur des Kolbens im wesentlichen bei 0° C gehalten.
Der Kolben wird dann mit Stickstoff gespült, wonach der Katalysator durch Zugabe von etwa 10 ml
Äthanol und dann von mehr als 2 Liter Wasser unter heftigem Rühren zu dem Kolbeninhalt zerstört wird.
Nach einer kurzen Absitzzeit wird die überstehende ölige Schicht abdekantiert, mit Wasser gewaschen, bis
sie im wesentlichen farblos ist, und dann von den wäßrigen Waschflüssigkeiten abgetrennt. Die sich ergebende
ölige Zubereitung enthält ein festes Material suspendiert, das durch Filtration der öligen Zubereitung
isoliert wird.
Das feste Material wird zwei Basisölen, die als Basisöl A bzw. Basisöl B bezeichnet werden, zugesetzt,
um Kabelfüllmassen zu bilden.
Das Basisöl A ist ein?chweres, raffiniertes, paraffinisches
Basisraffinatgemisch, das eine Viskosität bei 98,9° C von 27,5 mmVs und einen Flammpunkt (offenes
Gefäß) von 315° C aufweist.
Das Basisöl B ist ein synthetisches öl, das durch
Mischpolymerisation etwa äquimolarer Mengen Äthylen und Propylen in der oben bezüglich des erfindungsgemäßen
Eindickmittels beschriebenen Weise hergestellt worden ist, wobei jedoch das in Suspension
gebildete feste Material nicht abfiltriert worden ist.
Das Heptanlösungsmittel wurde durch Erhöhen der
Temperatur der Mischung aus dem Mischpolymerisat und dem Lösungsmittel auf 180° C entfernt, worauf
das gebildete Basisöl durch Abdestillieren sämtlicher unterhalb 450° C siedender Materialien hergestellt
wurde.
Die Eigenschaften der Basisöle A und B in bezug auf die Bildung der Kabelfüllmassen sind die folgenden:
Basisöl
Ubbelohde Tropfpunkt 0C | 68,5 | 20 |
Stockpunkt °C | 57 | -9 |
tan <5 bei 100 °C vor der | ||
Alteru.ig (a) | 0,0035 | 0,0010 |
tan δ bei 100 °C nach der | ||
Alterung (a) | 0,0062 | 0,0015 |
Bemerkung (a): Der Alterungstest besteht darin, 300 g Basisöl in einem 500 ecm Becherglas in Gegenwart
von Luft während 3 Stunden zu erhitzen.
Das erfindungsgemäße Eindickmittel wird in einer Menge von 5 Gew.-% in das Basisöl A und in einer
Menge von 50 Gew.-% in das Basisöl Beingearbeitet, wodurch man die entsprechenden Kabelfüllmassen A'
und B1 erhält. »
Die in dieser Weise gebildeten Kabelfüllmassen besitzen die folgenden Eigenschaften:
5 6
Kabelfüllmasse A1 B1 findungsgemäße Eindickmittel die entsprechenden
τ TKK^i^u^- T-~~t~..~i,t °n οτ τη Basisöle zufriedenstellend und ohne wesentliche An-
^bekjhdeTn,pfpunkt C 82 70 ihrer ausgezeichneten elektrischen Eigen-
tan δ bei 100 °C vor der schäften eindickt.
nrwrw nnni2 "' Das erfindungsgemäße Eindickmittel ist in glei-
li 100 T nach der cher Weise für das Eindicken ianderer elektrischer
0 0060 0 0017 BasisöIe 8eei8net' ™ ausgezeichnete KabelfüJlmas-
UlUUÖU U)UU1 ' sen bzw. Kabelvergußmassen bzw. gefüllte Kabel zu
Aus der obigen Tabelle ist zu ersehen, daß das er- bilden.
Claims (7)
1. Eindickmittel für Kabelfüllmassen auf ölbasis, gekennzeichnet durch ein festes Produkt,
das durch Mischpolymerisation von Äthylen und Propylen in einem Molverhältnis von Äthylen zu
Propylen von 6:4 bis 3;7 bei Temperaturen von
—40° C bis +80° C in Gegenwart einer Lösung eines Organometallkatalysators bis zum Erreichen
eines Gewichtsverhältnisses von Lösungsmittel zu gelöstem Mischpolymerisat 10:7 bis 1:3 erhalten
worden ist.
2. Eindickmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es unter Verwendung einer Mischung aus Titantetrachlorid und Aluminiumalkyl,
dessen Alkylgruppen jeweils 1 bis 10 Kohlenstoffatome aufweisen, in einem Molverhältnis von
1:1 bis 10:1 als Organometallkatarysator hergestellt worden ist.
3. Kabelfüllmasse auf ölbasis, enthaltend ein Eindickmitte! gemäß den Ansprüchen 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sie ein raffiniertes Mineralöl enthält.
4. Kabelfüllmasse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Eindickmittel in einer
Menge von 1 bis 35 Gew.-% enthält.
5. Kabelfüllmasse auf ölbasis, enthaltend ein Eindickmittel gemäß den Ansprüchen 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sie als Basisöl ein Produkt enthält, das durch Mischpolymerisation
von Äthylen und Propylen in einem Molverhältnis von Äthylen zu Propylen von 6:4 bis 3:7 bei
Temperaturen von -40° C bis +80° C in Gegenwart einer Lösung eines Organometallkatalysators bis zum Erreichen eines Gewichtsverhältnisses von Lösungsmittel zu gelöstem Mischpolymerisat von 10:7 bis 1:3 und anschließendes
Entfernen des Katalysators, des Lösungsmittels und der unterhalb 300° C siedenden Reaktionsprodukte erhalten worden ist.
6. Kabelfüllmasse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das enthaltene Basisöl hydriert worden ist.
7. Kabelfüllmasse nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie das Eindickmittel in einer Menge von 1 bis 70 Gew.-% enthält.
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JPS6044761B2 (ja) * | 1976-02-03 | 1985-10-05 | 日石三菱株式会社 | 電気絶縁油組成物の製造方法 |
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1968
- 1968-08-28 FR FR164442A patent/FR1586452A/fr not_active Expired
-
1969
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