DE2352066A1 - Gegen elektrische beanspruchungen stabilisierte isolation auf basis polyaethylen - Google Patents
Gegen elektrische beanspruchungen stabilisierte isolation auf basis polyaethylenInfo
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Description
Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH
6 Frankfurt Al.70, Theodor-Stern-Kai 1
Ka/bu FK 75/215
15.10.1973
Gegen elektrische Beanspruchungen stabilisierte Isolation auf Basis von Polyäthylen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf elektrische Isolierstoffe
auf Polyolefin-Basis, die insbesondere gegen
Spannungsbeanspruchung stabilisiert sind und vorzugsweise als Isolation für Hochspannungskabel eingesetzt werden können.
Es sind bereits Isoliermischungen bzw. Isolationen für Hochspannung
skab el bekannt, deren Aderisolierung vorwiegend aus Polyäthylen oder vernetztem Polyäthylen besteht und die
Spannungsstabilisierende Zusätze enthalten. Diese Zusätze sollen die Resistenz der Isolation gegenüber erhöhten elek-.
trischen Feldbeanspruchungen verbessern, die insbesondere in Lunkern oder Bissen bzw. an Fremdstoffen in der Isolation vorliegen
können.
So sind bereits Mischungen aus aromatischen Kohlenwasserstoffölen mit aktiven Stabilisierungszusätzen, wi© z.B„ halogenierte
oder mit Nitrogruppen substituierte Aromaten bekannt.
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- 2 - FK 75/21 5
Weiterhin sind auch schon Stabilisatorzusätze auf Basi3 von
verzweigten oder geradkettigen Kohlenwasserstoffen bekannt,
die gegebenenfalls auch mit aromatischen Ringen substituiert sein können.
Die bekannten Stabilisatoren weisen zumeist den ITacliteil auf,
daß sie sich bei Hochspannungsisolationen auf Polvolefinbaci3
in dielektrischer Hinsicht nachteilig auswirken. Durch Verdünnen oder Vermischen der aktiven Stabilisatorzusätze mit
aromatischen Ölen, wie z.B. auf Basis von Terpheirylen, kann
die vorgenannte nachteilige Wirkung nur zum Teil behoben v/erden. Substituierte, flüssige Kohlenwasserstoffe haben oftmals den
Nachteil, daß sie den Vernetzungsvorgang bei einer Isolierung aus vernetzbarem Polyäthylen beeinträchtigen können bzw. bei
der Verarbeitung aufgrund ihrer hohen Flüchtigkeit Schwierigkeiten bereiten.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegen Spannungsbeanspruchung stabilisierte Polyolefin-Isolierun;
für Hochspannungszwecke zu schaffen, die ein verbessertes
Durchschlagverhalten bei hohen Feldstärkebeanspruchungen aufweist
und darüber hinaus in dielektrischer Hinsicht sich nicht nachteilig auswirkt.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß eine Polyolefin-Mischung
verwendet wird, die als Stabilisatorzusatz ein aromatenreiches Öl auf Basis eines Anthracene)les enthält. Es ist offensichtlich
noch nicht erkannt worden, daß die erfindungsgemäßen hocharomatisciten öle auf Anthracenbasis selbst stabilisierend
wirken, d.h. das Durchschlagsverhalten wesentlich verbessern können, öegenüber bekannten Stabilisatoren auf Basis von
Naphthalinölen bietet der erfindungsgemäße Stabilisator auf Anthracenbasis den Vorteil, weniger flüchtig zu sein und
darüber hinaus in seinem Migrationsverhalten innerhalb der Isolierung den praktischen Anforderungen besser au entsprechen.
Auf diesem Wege wird für dauerhaft hohe Feldbeanspruchungen
ein wirkungsvoller Sc&uts der Isolierung erreicht.
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- 3 - PK 73/215
Solche Anthracenole sind technisch "bekannte Produkte. Sie
fallen "bei der Teeröldestillation im Rohzustand als Kristallbrei
an, aus dem ein filtriertes Material durch Befreiung von Rückständen gewonnen werden kann. Derartige Anthracenole zeigen
oiedebereiche von 300 - 4000C: Sie sind im wesentlichen aus
mehrkernigen aromatischen Kohlenwasserstoffen aufgebaut. Neben Anthracen selbst sind weitere aromatische Verbindungen, wie
Fluoren, Phenanthren, Acridin, Fluoranthen u.a. enthalten.
Für die Anwendung als Zusatz zu Isolationen auf Polyolefinbasis sind bevorzugt filtrierte Anthracenole mit einer Dichte
von 1,1 und einem Siedebereich oberhalb 35O0C geeignet. In besonderer
Ausbildung der Erfindung kommen auch Anthracenole in Betracht, in denen einer oder mehrere der oben genannten Inhaltsstoffe
in angereicherter Form vorliegen. Solche Anreicherungen können z.B. sowohl durch fraktionierte Trennverfahren
als auch durch gezielte Dotierungen einzelner Inhaltsstoffe, vorzugsweise bis zu einer Konzentration von ca 20%, erreicht
werden.
Für die Herstellung der gegen elektrische Beanspruchungen stabilisierten
Isolationen kommen als Polyolefine in erster Linie Äthylen-Homo- oder Copolymerisate oder Mischungen von beiden
in Betracht. Solche Polymerisate werden je nach dielektrischen
und thermischen Anforderungen an eine Isolierung in Form von unvernetzten Materialien oder von zusätzlich durch Peroxide
bzw. durch energiereiche Strahlen vernetzten Materialien verwendet. Insbesondere bei vernetzten Polyäthylen (VPE) kann die
stabilisierende Wirkung der erfindungsgemäßen Zusätze durch
Peroxidspaltprodukte verstärkt und zeitlich verlängert werden.
Zur Erläuterung der Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Zusatzes wurden Proben aus vernetztem Polyäthylen herangezogen, die
einerseits ohne Zusatz eines Anthracenöles, zum anderen mit einem solchen Zusatz geeigneten Prüfverfahren unterzogen wurden.
Hierfür diente ein vernetzbares Polyäthylen, das auf Basis eines Hochdruckpolyäthylens vom H-Typ aufgebaut tat. Es enthält
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- 4 - EK 75/213
ca. 2?/o Dicumylperoxid und weiterhin Zusätze eines plienolischen
Antioxidationsmittels in der bei VPE-Compounds üblichen Konzentration.
In einen solchen Compound (A) werden in der Schmelze bei ca. 1200C 2 % eines Anthracene'Ies gemäß der Erfindung eingearbeitet.
Dieses Anthracenöl hatte einen Siedebereich von
310 - 3800C. Dabei resultierte ein Compound (B), der analog (A)
verformt, vernetzt und speziellen Prüfungen zur Charakterisierung
der elektrischen Festigkeit zugeführt wurde.
Zur Beurteilung des Verhaltens gegenüber einem extrem inliomogegen
elektrischen Feld wurde ein modifizierter treeing-Test angewandt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle gegenübergestellt:
Compound A Compound B
Zahl der Ausfälle | 0 | - 10 | 0 |
vor einer Temperung | 10 | - 30 | 0 |
nach einer Temperung | |||
Treeing-Resistenz (Zahl der Ausfälle von J>0 Proben) von unstabilisierten
bzw. stabilisierten Proben vor und nach einer Temperung bei vergleichbarer Spannungsbeanspruchung.
Sie zeigen, daß durch den erfindungsgemäßen Zusatz die Resistenz
des Isolierstoffes gegenüber der Ausbildung von Entladungskanälen (treeings) im extrem inhomogenen Feld sogar nach einer
Temperung noch erhalten bleibt, was im Hinblick auf längere thermische Beanspruchungen beim Betrieb einer Hochspannungskabelisolierung
von Bedeutung ist.
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- 5 - FK 73/215
Abgesehen von dieser Verbesserung des Verhaltens gegenüber extrem inhomogenen Feldbeanspruchungen wird darüber hinaus durch
den erfindungsgemäßen Zusatz auch eine Verbesserung im homogenen elektrischen Feld festgestellt. So wurden bei der Überprüfung
der Dauerspannungsfestigkeit zwischen gekreuzten Zylinderelektroden im homogenen Feld im Feldstärke/Zeit-Diagramm
für die beiden vorliegenden Materialien deutliche Unterschiede gefunden. Wie aus dem beigefügten Diagramm ersichtlich, wird
bei höheren Feldstärken und damit kürzeren Prüfzeiten mit der Probe B zunächst eine steilere Gerade als mit der Probe A
erhalten. Mit zunehmender Prüfdauer geht diese Gerade in eine Kurve über, bis nach einiger Zeit fast ein achsenparalleler
Kurvenzug vorliegt.
- 6 - FK 75/213
Der Verlauf der Kurve B spricht dafür, daß während der Prüfung
das mitverwendete Additiv zu den mit höheren Feldstärken beanspruchten Flächen, z.B. an die Grenzfläche des Isoliermaterials
zu Gas bzw. Luft in einem Lunker migriert und dadurch die Teilentladungsbeanspruchung mindernd beeinflußt. !lach hinreichend
langer Einwirkungszeit des Feldes wird der 3-limmeinsatzpunkt
der Isolation also zu höheren Feldstärken hin verschoben.
Wegen des anfänglich weniger günstigen Verhaltens der Probe B
gegenüber der Spannungs-Zeit-Belastung müssen daher Kabelisolierurigen,
die mit diesen Additiven ausgerüstet sind, bevor sie eingesetzt werden, einer zunehmenden Spannungsbelasfcun^; ausgesetzt
werden, um eine Formierung des Additivs in der Isolation hervorzurufen.
Diese Ergebnisse demonstrieren, daß durch den erfindungsgemäßen Zusatz eines Anthracenöles eine Verbesserung der Beanspruchbarkeit
der Isolation auf VPE-Basis erreicht werden kann. Dabei werden die dielektrischen Eigenschaften des Isoliermaterials
im wesentlichen nicht nachteilig beeinflußt, wie dies bei bekannten aktiven Stabilisatorzusätzen meistens der Fall ist.
Auch der Vernetzungsvorgang wird durch die erfindun^sgemäßen Zusätze nicht wesentlich gestört.
6.Seiten Beschreibung
3 3 Patentansprüche
3 3 Patentansprüche
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Claims (2)
- Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH6 Frankfurt/H.70, Theodor-Stern-Kai 1Ka/bu EK 75/21515.10.1975PatentansprücheGegen elektrische Beanspruchungen stabilisierte Isolation auf Basis von Polyolefinen unter Zusatz eines aromatenreichen Öles, dadurch gekennzeichnet, daß eine Polyolefinmischung verwendet wird, die als Stabilisatorzusatz ein AnthraceneI enthält.
- 2. Isolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anthracenöl verwendet wird, das mit einem oder mehreren seiner Inhaltsstoffe angereichert ist»5· Verfahren zur Stabilisierung der Isolation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Unterstützung der Wirksamkeit der Zusätze eine Formierung durch vorherige elektrische Feldbeanspruchung erfolgt.$93817/0998
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732352066 DE2352066A1 (de) | 1973-10-17 | 1973-10-17 | Gegen elektrische beanspruchungen stabilisierte isolation auf basis polyaethylen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732352066 DE2352066A1 (de) | 1973-10-17 | 1973-10-17 | Gegen elektrische beanspruchungen stabilisierte isolation auf basis polyaethylen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2352066A1 true DE2352066A1 (de) | 1975-04-24 |
Family
ID=5895669
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19732352066 Pending DE2352066A1 (de) | 1973-10-17 | 1973-10-17 | Gegen elektrische beanspruchungen stabilisierte isolation auf basis polyaethylen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2352066A1 (de) |
-
1973
- 1973-10-17 DE DE19732352066 patent/DE2352066A1/de active Pending
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