DE2406540C3 - Hochspannungsisolation auf Polyolefinbasis mit einem Stabilisatorzusatz - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Hochspannungsisolation auf Polyolefinbasis mit einem Stabilisatorzusatz auf Basis von Aromaten.

Stabilisatorzusätze für Isoliermischungen bz.w. Isolationen von Hochspannungskabeln sind bekannt. Sie sollen die Resistenz der Isolation gegenüber elektrischen Feldbeanspruchungen verbessern.

Als Stabilisatorzusätze sind bereits Mischungen aus aromatischen Kohlenwasserstoffölen mit aktiven Stabilisatoren, wie z. B. halogenierte oder mit Nitrogruppen substituierte Aromaten bekannt (DT-OS 15 69 396). Weiterhin sind auch schon Stabilisatorzusätze auf Basis von verzweigten oder geradkettigen Kohlenwasserstoffen bekannt, die gegebenenfalls auch mit aromatischen Ringen substituiert sein können (DT-PS 12 48 773).

Auch die Verwendung von Phenanthren als Stabilisator ist an sich bekannt (japanische Patentveröffentlichung Nr. 5766/1964).

Die bekannten Stabilisatoren weisen zumeist den Nachteil auf, daß sie sich bei Hochspannungsisolationen auf Polyolefinbasis in dielektrischer Hinsicht nachteilig auswirken. Durch Verdünnen oder Vermischen der aktiven Stabilisatorzusätze mit aromatischen ölen, wie z. B. auf Basis von Terphenylen, kann die vorgenannte nachteilige Wirkung nur zum Teil behoben werden. Substituierte, flüssige Kohlenwasserstoffe, wie Methylnaphthaline, haben oftmals den Nachteil, daß sie den Vernetzungsvorgang bei einer Isolierung aus vernetzbarem Polyäthylen beeinträchtigen können bzw. bei der Verarbeitung auf Grund ihrer hohen Flüchtigkeit Schwierigkeiten bereiten.

Reine nicht substituierte Aromaten allein eignen sich ebenfalls nicht als Stabilisatorzusatz, da sie als hochschmelzende kristalline Substanzen keine hinreichende Homogenität in der Isoliermischung gewährleisten.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gegen Spannungsbeanspruchung stabilisicrte Polyolefin-Isolierung für Hochspannungszwecke zu schaffen, die ein verbessertes Durchsehlagverhalten bei hohen Feldstärkebeanspruchungen aufweist und darüber hinaus in dielektrischer Hinsicht sich nicht nachteilig auswirkt. Darüber hinaus ist eine Homogenitat in der Isoliermischung zu gewährleisten; außerdem muß verhindert werden, daß auf Grund eines zu hohen Dampfdrucks des Stabilisators bei thermischer Dauerbeanspruchung dieser aus der Kabelisolation herausdiffundiert. Nur so kann ein wirksamer Dauerschutz gewährleistet werden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisatorzusatz aus einem flüssigen bzw, leicht verflüssigbaren Gemisch aus hocharomatischen Kohlenwasserstoffen auf Basis von Phenanthren und weiteren mindestens drei kondensierte Kerne aufweisenden substituierten Aromaten besteht. Vorteilhaft besteht der Stabilisatorzusatz aus Phenanthren und Methylphenanthren und weiteren mono- oder disubstituierten artgleichen kondensierten Aromaten.

Eine Stabilisatormischung, bei der das Verhältnis von Phenanthren zu Methylphenanthren etwa 2 : 1 beträgt, hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Dem Gemisch sind weiterhin Anteile von Fluoranthen sowie substituierten Fluorenen zugesetzt worden, um die flüssige Phase und damit eine optimale Wirksamkeit der Mischung sicherzustellen.

Die Mischung nach der Erfindung kann dadurch erhalten werden, daß die gewünschten Komponenten bzw. Komponentengemische durch eine fraktionierte Destillation aus einem Teeröl gewonnen werden.

Besonders vorteilhaft eignet sich eine bei Raumtemperatur flüssige Fraktion, die von Naphthalinen weitestgehend befreit, Fluoren, Methylfluoren, Phenanthren, Methylphenanthren sowie Fluoranthen und noch höhersiedende mehrkernige Aromaten enthält.

Für eine ausreichende Stabilisatorwirkung haben sich Zusätze von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, insbesondere 0,5 bis 1,5 Gewichtsprozent, bezogen auf die Isoliermischung, erwiesen.

Wie Versuche gezeigt haben, wirkt sich die Stabilisatormischung nach der Erfindung bei Kabelisolation günstig aus, die besonders hohen elektrischen Feldbeanspruchungen ausgeset2:t sind.
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 vernetztem Polyäthylen (VPE) kann die stabilisierende Wirkung der erfindungsgemäßen »Zusätze durch Peroxidspaltprodukte verstärkt und zeitlich verlängert werden.

In weiterer Ausbildung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Stabilisatorzusatz für vernetzte Polyolefinmischungen ?\\ verwenden, die mit mineralischen, feinkörnigen gegebenenfalls oberflä-

<>5 chenbehandelten Füllstoffen versehen sind. In solchen Mischungen bewirkt der Stabilisatorzusatz offensichtlich eine Verbesserung des Grenzflächenverhaltens zwischen Füllstoff und dem verwendeten Polymeren.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Hochspannungsisolation auf Polyolelinbasis mit einem Stabilisatorzusatz auf Basis von Aromaten, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisatorzusatz aus einem Gemisch aus hocharomatischen Kohlenwasserstoffen auf Basis von Phenanthren und weiteren mindestens drei kondensierte Kerne aufweisenden substituierten Aromaten besteht.

2. Hochspannungsisolation nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisatorzusatz Phenanthren und Methylphcnanthren und weitere mono- oder disubstituierte artgleiche kondensierte Aromaten aufweist.

3. Hochspannungsisolation nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatormischung Phenanthren und Methylphenanthren in einem Verhältnis von etwa 2 : 1 enthält.

4. Hochspannungsisolation nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatormischung Anteile von Fluoranthen und substituierte Fluorene enthält.

5. Hochspannungsisolation nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stabilisatormischung in einem mit mineralischem Füllstoff versehenen und vernetzten Polyolefin enthalten ist.