DE2519574A1 - Isoliertes starkstromkabel und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Isoliertes starkstromkabel und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
ISOLIERTES STARKSTROMKABEL UND VERFAHREN ZU SEINER HERSTELLUNG
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Starkstromkabel und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
Es sind bereits verschiedene Methoden zu der Herstellung von Starkstromkabel bekannt, wobei gehärtetes Polyäthylen
als Isoliermaterial angewendet wird. Bei einem der am meisten angewendeten Verfahren wird eine Mischung aus härtbarem Polyäthylen
und einem Härter, welche die Oberflächen eines elektrischen Leiters abdecken sollen, durch gesättigten Dampf gehärtet,
und anschließend mit Wasser gekühlt. Hierbei wird ge-
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sättigter Wasserdampf als Heizmittel wegen seines niedrigen Grades an Laminarfilmwiderstand, seiner guten Wärmeleitfähigkeit
und seiner vergleichsweise großen Wärmekapazität verwendet; dies jedoch auch wegen seines mäßigen Preises und
weil er leicht zur Verfügung steht.
Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß Wasserdampf in das Polyäthylenisoliermaterial während des Härtungsprozesses eindringt, und viele wasserhaltige Bereiche oder
sogenannte tfolkenzonen mit Mikroporen bildet, wodurch die
Isoliereigenschaften der ausgehärteten Polyäthylenschicht unweigerlich verringert werden.
Es hat sich in den letzten Jahren herausgestellt, daß dieser Ilachteil in Folge des wachsenden Bedarfes an Hochspannungs-Kraftstrom-Übertragungskabel
sich immer einschneidender auswirkt .
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, ein Starkstromkabel
mit ausgezeichneten Isolierungseigenschaften zu schaffen. Darüberhinaus soll ein Herstellungsverfahren für solche Starkstromkabel
angegeben werden, bei dem die bekannte Härtungsreaktion unter Verwendung von gesättigtem Wasserdampf bei niedrigen
Kosten ausgeführt werden kann. Die erfindungsgemäßen Kabel sollen eine Isolierungsschicht haben, die dem Eindringen
von Wasser während des Härtungsprozesses und danach widersteht.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch ein Kabel gelöst, das einen elektrischen Leiter aufweist, der mit vernetztem
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Polyäthylen beschichtet ist, auf dem eine Schicht einer Kunststoffverbindung angeordnet ist, die 100 Gewichtsteile
eines thermoplastischen Kunstharzes und 5 bis 70 Gewichtsteile Kalziumoxid aufweist. Auch kann zusätzlich eine Schicht
der gleichen Kunststoffverbindung zwischen der Oberfläche des Leiters und der Polyäthylenbeschichtung vorgesehen sein.
Die Erfindung ist anhand der schematischen Zeichnung näher
erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein Leiter 1 mit
einer inneren halbleitenden Schicht 2 bedeckt ist. Hierauf ist eine ausgehärtete Polyäthylen-Isolierschicht
vorgesehen. Anschließend folgt eine Kunststoffschicht 5, der Kalziumoxid als Feuchtigkeit absorbierendes Mittel zugemischt
ist.
Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein gegenüber Fig. abgeändertes Ausführungsbeispiel. Hierbei ist eine
äußere halbleitende Schicht 4 zwischen der ausgehärteten Polyäthylenschicht 3 und der Kunststoffschicht
5 vorgesehen.
Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch ein gegenüber Fig. abgeändertes Ausführungsbeispiel. Die äußere halbleitende Schicht 4 und die Kunststoffschicht 5 wurden
hierbei vereinigt. Diese Schicht ist mit 5* be-
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zeichnet. Sie formt eine neue äußere halbleitende Schicht, die das Feuchtigkeit absorbierende Mittel
enthält.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch ein Kabel mit dem Leiter 1, der Kunststoffschicht 5, der Isolierschicht
3 und einer zusätzlichen weiteren Kunststoffschicht 15» die das Feuchtigkeit absorbierende
Mittel aufweist. Diese Schichten sind wiederum übereinander angeordnet.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel,
wobei auf dem Leiter 1 die folgenden Schichten übereinander angeordnet sind: Innere halbleitende Schicht 2, Kunststoffschicht 5,
gehärtete Isolierschicht 3> äußere halbleitende Schicht 4 und eine zusätzliche weitere Kunststoffschicht
25 mit dem Feuchtigkeit absorbierenden Mittel.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein gegenüber Fig. abgeändertes Ausführungsbeispiel. Hierbei wurden
die innere halbleitende Schicht 2 und die Kunststoffschicht 5 zu einer Schicht 12 vereinigt. Sie
ist auf dem Leiter 1 angeordnet, um eine neue innere, halbleitende Schicht mit einem Feuchtigkeit absorbierenden
Mittel zu bilden. Die äußere halbleitende Schicht 4 und die Kunststoffschicht 25 wurden zu
einer neuen Schicht 25 vereinigt. Diese ist über der gehärteten Isolierschicht 3 angeordnet, um eine
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neue äußere, halbleitende Schicht mit einem Feuchtigkeit absorbierenden Mittel zu ergeben.
Die Gegenwart von Kalziumoxid in der Schicht der Kunststoffverbindung
gemäß der Erfindung auf dem elektrischen Leiter ergibt eine Polyäthylen-Isolierschicht, die frei von Mikroporen
ist. Die Bildung solcher Mikroporen in der Isolierschicht ist normalerweise auf das Eindringen von Dampf während der Härtungsprozesse
zurückzuführen, die gesättigten Dampf als Erhitzungsmittel verwenden. Wenn jedoch die Kalziumoxid enthaltende
Schicht über der Isolierschicht oder zwischen dem Leiter und der Isolierschicht angeordnet ist, kann eindringender Dampf
durch das Kalziunioxid eingefangen oder absorbiert werden, das dann als Feuchtigkeit absorbierendes Mittel dient. Die Feuchtigkeit
absorbierenden Mittel, die jegliche Substanz umfassen können, die in der Lage sind, Feuchtigkeit entweder auf chemischem
oder physikalischem Wege zu absorbieren, sind beispielsweise folgende: Kalziumoxid, Magnesiumoxid, Kalziumsulfat, Kupfersulfat,
Kaliumhydroxid, Magnesiumperchlorat, Bariumperchlorat, Kalziumchlorid, Zinkchlorid, Kalziumbromid, Zinkbromid, Phosphorpentoxid,
aktiviertes Aluminiumoxid, Silikagel, Ruß und mit Wasser reagierende Silizium- und Titanverbindungen. Von diesen
Feuchtigkeit absorbierenden Mitteln ist Kalziumoxid wegen seines mäßigen Preises, seiner leichten Erhältlichkeit und wegen seiner
guten Reaktion mit Wasser das am besten verwendbare.
Um die Feuchtigkeit absorbierenden Wirkungen von Kalziumoxid gegaiiber anderen Feuchtigkeit absorbierenden Mitteln zu zeigen,
wurden die folgenden Versuche durchgeführt:
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Zu vier halbleitenden Kunststoffverbindungen A, B , C und D,
welche aus 65 Gewichtsteilen eines Äthylenin, nylazetatcopolymers und 35 Gewichtsteilen eines elektrisch leitenden Rußes bestanden,
wurden verschiedene Feuchtigkeit absorbierende Mittel in bestimmten Beträgen, gemäß Tabelle I, zugegeben. Eine andere
Kunststoffverbindung E wies fein Feuchtigkeit absorbierendes
Mittel auf. Aus diesen Mischungen wurden 1,5 mm dicke Blätter gespritzt. Die gleichen Feuchtigkeit absorbierenden Blätter
wurden auf beide Seiten einer härtbaren Polyäthylenschicht von
10 mm Dicke aufgelegt und während 40 Minuten bei 160 Grad Celsius zusammengepreßt, um ein ausgehärtetes Laminat zu erzeugen.
Diese Laminate wurden während 40 Minuten bei 160 Grad Celsius
bei einem Druck von 5 kg/cm nach Test I oder bei 180 Grad CeI-
sius unter einem Druck von 10 kg/cm nach Test II Dampf ausgesetzt.
Die so behandelten Laminate wurden in 1 mm dicke Scheiben geschnitten, deren Transparenz beobachtet wurde. Unabhängig
davon wurden Teile des gehärteten Polyäthylens getestet, um ihren !fassergehalt nach der Karl Fischer-Methode zu bestimmen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle I wiedergegeben.
A | Tabelle I | C | D | E | |
Halbleitende Kunststoff- verbindung Feuchtigkeit absorbi erende |
100 CaO |
B | 100 SiOGeI |
100 CaS04 |
100 |
Mittel, Gew.- Teile Test I: |
20 | 100 MgO |
20 | 20 | |
Transparenz Tv a sserg ehalt Test II: |
Gut 208 |
20 | Gut . 251 |
Gut 294 |
Sehr schlecht 1,711 |
Transparenz Wassergehalt |
Gut 308 |
Gut 314 |
Noch gut 790 |
Noch gut 862 |
Sehr schlecht 1,811 |
Noch gut 829 |
|||||
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Aus der geringeren Steigerungsrate des Wassergehaltes in dem Kalziumoxid enthaltenden Material gegenüber den anderen
Feuchtigkeit absorbierenden Mitteln enthaltenden Materialien kann geschlossen werden, daß das Kalziumoxid, das am besten
geeignete Feuchtigkeit absorbierende Agens für die Erfindung ist.
Als Beispiele für die thermoplastischen Kunstharze, die die Kunststoffverbindungen gemäß der Erfindung bilden, seien gesättigte
und ungesättigte Olefinpolymere und Äthylenvinylazetatkopolymere mit oder ohne Vinylchloridaufpfropfungen
genannt. Die erwähnten gesättigten oder ungesättigten Olefinpolymere können polymeren Verbindungen, wie Polyäthylen, Polypropylen,
Äthylenpropylengummi und Äthylenpropylenterpolymer zugehören.
Kalziumoxid als Feuchtigkeit absorbierendes Mittel gemäß der Erfindung weist vorzugsweise eine Korngröße von 50 Mikron
(durchschnittlicher Durchmesser) oder weniger auf. Normales, handelsübliches Kalziumoxid, das mit einem Ester höherer Fettsäuren
behandelt oder beschichtet wurde, zeigt keine ausreichende Reaktivität oder Absorptionsfähigkeit gegenüber Dampf
oder Feuchtigkeit. Deshalb wird ein Kalziumoxid ohne Oberflächenbehandlung gemäß der Erfindung bevorzugt. Es wird eine
geringe Korngröße des Kalziumoxids bevorzugt, da mit kleiner werdender Korngröße die Oberfläche pro Gewichteinheit größer
wird und folglich die Reaktivität oder das Feuchtigkeitabsorptionsvermögen zunimmt. Bei kristallisierten oder granulierten
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Partikeln wird die mechanische Festigkeit der Kalziumoxid
enthaltenden Substanzen naturgemäß verringert.
enthaltenden Substanzen naturgemäß verringert.
Gemäß der Erfindung muß Kalziumoxid als Feuchtigkeit absorbierendes
Mittel in der Kunststoffverbindung in Beträgen von 5 bis 70 Gewichtsteilen basierend auf 100 Gewichtsteilen
des thermoplastischen Kunstharzes vorhanden sein; deshalb,
weil das Absorptionsvermögen nicht mehr wahrgenommen würde, wenn die Beträge geringer als der vorstehend definierte Bereich wäre. Andererseits würde der Extrusionsprozeß während des Ummanteins des Kabels nachteilig beeinflußt, wenn mehr
als nach dem vorstehend angegebenen Bereich vorhanden wäre. Zur Verdeutlichung der quantitätsmäßigen Wirkung des Kalziumoxids wurden, wie unten näher ausgeführt, Versuche durchgeführt. Dem gleichen halbleitenden Kunststoff gemäß den vorstehenden Versuchen wurden verschiedene Beträge an Kalziumoxid gemäß Tabelle II zugegeben.
weil das Absorptionsvermögen nicht mehr wahrgenommen würde, wenn die Beträge geringer als der vorstehend definierte Bereich wäre. Andererseits würde der Extrusionsprozeß während des Ummanteins des Kabels nachteilig beeinflußt, wenn mehr
als nach dem vorstehend angegebenen Bereich vorhanden wäre. Zur Verdeutlichung der quantitätsmäßigen Wirkung des Kalziumoxids wurden, wie unten näher ausgeführt, Versuche durchgeführt. Dem gleichen halbleitenden Kunststoff gemäß den vorstehenden Versuchen wurden verschiedene Beträge an Kalziumoxid gemäß Tabelle II zugegeben.
Aus jeder dieser Verbindungen wurde ein Satz an Platten oder
Blättern mit einer Dicke von etwa 1,5 mm gespritzt. Jeder
Satz wurde an die beiden Seiten einer härtbaren Polyäthylenschicht von 10 mm Dicke angelegt, diese Platten wurden dann bei 16O Grad Celsius während 40 Minuten zusammengepreßt, um vier verschiedene Proben zu erhalten. Jede Probe wurde dann Dampf mit einem Druck von 5 kg/cm2 bei 160 Grad Celsius während einer zusätzlichen Zeit von 40 Minuten ausgesetzt. Anschließend wurden diese Proben in Scheiben mit einem Millimeter Dicke geschnitten.
Satz wurde an die beiden Seiten einer härtbaren Polyäthylenschicht von 10 mm Dicke angelegt, diese Platten wurden dann bei 16O Grad Celsius während 40 Minuten zusammengepreßt, um vier verschiedene Proben zu erhalten. Jede Probe wurde dann Dampf mit einem Druck von 5 kg/cm2 bei 160 Grad Celsius während einer zusätzlichen Zeit von 40 Minuten ausgesetzt. Anschließend wurden diese Proben in Scheiben mit einem Millimeter Dicke geschnitten.
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Es wurden Transparenz- und Wassergehalt jeder Probe in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben bestimmt. Die Resultate
sind in Tabelle II wiedergegeben.
Es wurden verschiedene physikalische Eigenschaften der Kalziumoxid
enthaltenden Kunststoffverbindungen gemessen. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle II enthalten.
Tabelle | II | H | 100 | |
Proben Nr. | F* | G | 100 | |
Menge an halb leitender Kunst- |
100 | 100 | ||
stoffVerbindung,
Gew.-Teile
Gew.-Teile
Kalziumoxid, Gew. -Teile |
3 | 1,531 | 10 | 60 | 80 |
Transparenz schlecht | 2 χ 103 | noch gut | gut | gut | |
Wassergehalt p.p.m. |
450 | 715 | 184 | 169 | |
Volumenwiderstand 0hm-cm |
1.4 | 3 x 103 | 4 χ 104 | 8 χ 105 | |
Dehnung, % | 32 | 430 | 220 | 150 | |
Zugfestigkeit kg/mm |
gut | 1.4 | 0.8 | 0.4 | |
Mooneyviskpsität ML2+3 (1200C) |
33 | 48 | 65 | ||
Aussehen des extrudierten Materials |
gut | noch gut | schlecht |
Vergleich
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Aus den Ergebnissen dieser Versuche kann gefolgert werden, daß die halbleitenden Verbindungen dazu neigen, weniger gute
Transparenz und wolkige Bereiche zu zeigen, sofern Kalziumoxid in geringeren Beträgen als entsprechend den angegebenen
Bereichen verwendet wird. Darüberhinaus zeigt sich ein größerer Volumenwiderstand und eine verschlechterte Verarbeitbarkeit,
wenn mehr Kalziumoxid verwendet wird, als entsprechend dem definierten Bereich.
Es wurde weiter gefunden, daß die Zugabe eines Härters zu der halbleitenden Kunststoffverbindung, die ein thermoplastisches
Kunstharz und Kalziumoxid umfaßt, ganz überraschend die Härtungsgeschwindigkeit und den Härtungsgrad beeinflußt, und daß
diese Zugabe selbst in wesentlich geringeren Mengen als bisher beim Härten von Polyäthylen eine ausreichende Härtung bewirken
kann. Ausreichende Anteile des Härters betragen gemäß der Erfindung nicht mehr als die Hälfte des Betrags, der der Polyäthylenisolierschicht zugegeben wurde. Wenn insbesondere eine
dünne Schicht aus der Kunststoffverbindung geformt werden soll,
kann auf den Härter ganz verzichtet werden. Eine andere überraschende Auswirkung des der Kunststoffverbindung zugesetzten
Härters besteht darin, daßoessere Härtungsgeschwindigkeit und
der verbesserte Härtungsgrad selbst bei Zugabe von elektrisch leitfähigem Ruß nicht verringert werden.
Bei der Herstellung von Hochspannungs-Starkstromübertragungskabeln
für eine Spannung von beispielsweise mehr als 6000 Volt wird oftmals durch Strangpressen eine Schicht eines halbleitenden
Kunstharzes über der Polyäthylenisolierschicht oder zwischen diese und den Halbleiter angeordnet, wodurch die elektrische
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Spannung ausgeglichen und eine partielle Entladung vermieden wird, die einen elektrischen Ausfall bewirken würde.
Das für diesen Zweck geeignete halbleitende Kunstharz wird durch Mischen eines Basisharzes mit fein verteiltem leitfähigem
Material, zum Beispiel Ruß, in Beträgen von 40 bis 90 Gew.-% basierend auf 100 Gew.-% des Basisharzes hergestellt.
Diese elektrischen Eigenschaften können ebenso durch den Einbau von Kalziumoxid in die halbleitende Kunstharzschicht
erhalten werden. Hierdurch wird die Kunstharzschicht halbleitend
und feuchtigkeitabsorbierend ausgebildet. Die Anordnung solcher halbleitender und feuchtigkeitabsorbierender
Schichten bei Starkstromkabel erbringt eine einfache Konstruktion und darüber hinaus werden "Wolkenzonen vermieden.
In diesem Zusammenhang sei darauf verwiesen, daß halbleitende Kunststoff verbindungen, die Kalziumoxid als Feuchtigkeit absorbierendes
Mittel aufweisen, jedoch keinen Härter, dazu neigen, hinsichtlich ihrer mechanischen Kenngrößen und ihrer
Halbleitung abzunehmen, wenn sie Dampf ausgesetzt werden. Andererseits sind bei Vorhandensein eines Härters diese mechanischen
Kenngrößen und die Halbleitung kaum niedriger.
Im Hinblick darauf können die isolierten Starkstromkabel gemäß der Erfindung dadurch hergestellt werden, daß gleichzeitig
die zwei Schichten einer ungehärteten Polyäthylenisolierung über dem Leiter und den halbleitenden Kunststoffen oder ohne
einem Härter gehärtet werden, wobei sie nacheinander oder gleichzeitig extrudiert werden, oder durch gleichzeitiges
Härten der drei Schichten der ungehärteten halbleitenden Kunststoffe über dem Leiter, der darüber liegenden Polyäthylenisolierung
und den ungehärteten, halbleitenden Kunststoffen,
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wobei sie wiederum nacheinander oder gleichzeitig extrudiert wurden.
Die zum Einbau in die Dampf absorbierenden Schichten gemäß der Erfindung geeigneten Härter können organische Peroxide
sein, wie Dicumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di (t-butyl-peroxy)
hexan, 2,5-dimethyl-2,5-di (t-butylperoxy)hexin, und di-t-. butylperoxyisopropylbenzol.
Gemäß der Erfindung kann die ein thermoplastisches Kunstharz und Kalziumoxid aufweisende, Dampf absorbierende Schicht zwischen
dem Leiter und der Isolierschicht und über der Isolierschicht vorgesehen werden, so daß die isolierten Kabel vor
einem eventuellen Eindringen von Dampf oder Feuchtigkeit in oder durch die Isolierschicht geschützt sind, wodurch die Isolierschicht
vor dem möglichen Auftreten sins* fehlerhaften Isolierung
oder Wassereindringen geschützt ist.
Das Verfahren zur Herstellung elektrischer Starkstromkabel der einfachsten Konstruktion gemäß der Erfindung besteht darin,
daß man eine Schicht härtbaren Polyäthylens auf den zu isolierenden Leiter vorsieht und dann gleichzeitig oder auch
aufeinander folgend die härtbare Polyäthylenschicht mit einer ein thermoplastisches Kunstharz und Kalziumoxid aufweisenden
Kunststoffverbindung in Form einer Schicht abdeckt, gefolgt
von einem Härten dieser beiden Schichten in Hochdruck-Dampf. Hierdurch kann jeglicher in die Kunststoffschicht von außen
eindringender Dampf durch das dort vorhandene Kalziumoxid eingefangen oder absorbiert werden, wodurch er von einem
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weiteren Eindringen abgehalten wird. Auf diese Weise wird die Ausbildung von Wolkenzonen in der gehärteten Polyäthylenschicht
vermieden.
Bei der Herstellung von mit gehärtetem Polyäthylen isolierten Starkstromkabeln bewegt sich der Druck des Dampfes
zwischen 15 bis 20 kg/cm ; die Härtungszeit ist innerhalb weiter Grenzen variabel in Abhängigkeit von der Dicke der
Isolierung und der Größe des Leiters. In anderen Worten ausgedrückt, je größer die Isolierungsdicke und die Leitergröße ist, umso länger ist die Härtungszeit oder die Zeitdauer,
in der das mit härtbarem Polyäthylen beschichtete Kabel dem Dampf ausgesetzt ist. Dies kann zur Bildung von
Wolkenzonen der Polyäthylen-Isolierschicht führen. Zur Vermeidung dieser Erscheinung ist es erforderlich, die Dicke
der umgebenden, Dampf absorbierenden Schicht mit zunehmender Dampfeinwirkungszeit zu vergrößern.
In diesem Zusammenhang sei darauf verwiesen, daß bei angestrebter Steigerung der Härtungsgeschwindigkeit beispielsweise
Ultraschallwellen in Verbindung mit dem Dampf als Heizmittel zur Anwendung gelangen können. Auch sei erwähnt, daß
die Dampf absorbierende Schicht entfernt v/erden kann, wenn die darunter angeordnete Isolierschicht ausgehärtet ist. Sie kann
jedoch auch verbleiben und mit einer Umhüllung abgedeckt" werden.
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Bei Verwendung einer horizontalen Vorrichtung zum kontinuierlichen
Härten eines mit Polyäthylen isolierten Kabels, das einen relativ großen Draht aufweist, wobei eine niedrige Härtungsgeschwindigkeit
zur Anwendung gelangt, hat das innerhalb eines Härtungsrohres bewegte Kabel die Neigung, an die Innenwandung
dieses Rohres anzustoßen und mit ihm in Kontakt zu kommen, was zu einer Beschädigung seiner äußeren Oberfläche,
d. h. der äußeren halbleitenden Schicht, führt. Um dieses unerwünschte Ergebnis zu vermeiden, wurde in der Regel diese
äußere halbleitende Schicht ebenfalls gehärtet. Dies kann gemäß der Erfindung ebenfalls leicht erfolgen, nämlich dadurch,
daß in diefhalbleitende Schicht bildende Verbindung Kalziumoxid
und zuzüglich ein Härter in geringerer Menge als der, der in der Isolierschicht enthalten ist, eingebaut oder dort hinzugefügt
wird, um die Härtungsgeschwindigkeit und die Bewegungsgeschwindigkeit des Kabels zu vergrößern, ohne (iurclinnenwandung
des Härtungsrohres beschädigt zu werden.
Als weiterer Vorteil der Erfindung ist zu werten, daß keine Verfärbung auf dem Leiter oder dem Draht während des Härtungsprozesses eintritt. Normalerweise verändert Kupfer seine ursprüngliche
Farbe nach Tiefpurpur oder Dunkelbraun, wenn es au f mehr als 100 Grad Celsius in einer Luft und Feuchtigkeit
haltenden Atmosphäre erhitzt wird. Gemäß der Erfindung wird hierzu eine Dampf absorbierende Schicht über der Isolierschicht
vorgeschlagen, so daß die Dampf absorbierende Schicht sämtlichen Dampf aufnehmen kann, der für eine solche Verfärbung verantwortlich
wäre, sollte er den beschichteten Leiter erreichen.
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In Fig. 1 der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßes, isoliertes Kabel dargestellt, das aus einem Leiter 1 besteht mit einem
darüber angeordneten Kabelkern aus einer inneren, halbleitenden Schicht 2 und einer Isolierschicht 3 aus gehärtetem Polyäthylen,
weiterhin mit einer Kalziumoxid haltigen Kunststoffschicht 5 als der äußersten Schicht. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform eines isolierten Kabels gemäß der Erfindung mit einer zusätzlichen
äußeren halbleitenden Schicht 4 zwischen der Schicht 3 aus gehärtetem Polyäthylen und der Kalziumoxid enthaltenden
Kunststoffschicht 5. Diese äußere halbleitende Schicht 4 dient der Verbesserung der Eigenschaften des fertiggestellten elektrischen
Starkstromkabels.
In Fig. 3 ist eine gegenüber dem Gegenstand der Fig. 2 abgeänderte
Ausführungsform gezeigt und zwar ist eine neue Kalziumoxid enthaltende Kunststoffschicht 5' vorgesehen, um die äußerste
halbleitende Schicht zu bilden, die durch eine Vereinigung der vorerwähnten Schichten 4 und 5 gebildet ist. Das Kabel nach
Fig. 3 erbringt einen einfacheren Aufbau als das nach Fig.2; es ist jedoch in der Lage, gleiche Eigenschaften zu zeigen.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiels des Kabels mit dem Leiter 1, einer Kalziumoxid enthaltenden Kunststoffschicht
5 und der Isolierschicht 3, die von einer Kalziumoxid enthaltenden Kunststoffschicht 15 umgeben sind.
Fig. 5 zeigt wiederum ein abgeändertes Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung mit dem Leiter 1, der inneren Halbleiterschicht
2, der Kalziumoxid enthaltenden Kunststoffschicht 5, der Isolierschicht 3 sowie der äußeren halbleitenden Schicht
4, die jeweils übereinander angeordnet sind. Darüberhinaus ist
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eine weitere Kalzium enthaltende Kunststoffschicht 25 als äußerste Schicht vorhanden.
Fig. 6 ist eine abgeänderte Ausführungsform nach Fig. 5.
Hierbei sind die Schichten 2 und 5 vereinigt und ergeben eine neue Kalzium enthaltende Kunststoffschicht 12. Die
Schichten 4 und 25 sind zur Bildung einer neuen Kalziumoxid enthaltenden Kunststoffschicht 14 miteinander vereinigt,
Auf diese Weise ist die Isolierschicht 3 zwischen den neuen Schichten 12 und 14 vorgesehen.
Die Erfindung wird weiterhin durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Bei den dort angegebenen Teilen handelt
es sich um Gewichtsteile.
Fünf Leiter, die jeweils aus 19 geschlagenen Kupferdrähten mit je 2,6 mm Durchmesser bestanden, wurden mit einem 2 %
Härter
Dicumylperoxid/enthaltenden, härtbaren Polyäthylenelastomer
Dicumylperoxid/enthaltenden, härtbaren Polyäthylenelastomer
beschichtet, und zwar durch Extrudieren, um eine 8 mm dicke 3chicht zu bilden. Auf jede der so gebildeten
Kabelkerne wurde eine halbleitende Verbindung 1, 2, 3, 4, oder 5j gemäß Tabelle III durch Extrudieren aufgebracht. Es
wurde eine Schicht von 1,5 mm Dicke erzeugt. Diese Schichten wurden dann in gesättigtem Dampf bei etwa 180 Grad Celsius
unter einem Druck von 10 kg/cm gehärtet. Dann wurden die gehärteten Isolier- und halbleitenden Schichten vom Kabelkern
abgenommen und längs ihrer Laminierungsrichtung geschnitten; es wurden Scheiben von einem Millimeter Dicke erhalten. Die
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Scheiben wurden hinsichtlich ihrer Transparenz begutachtet und bezüglich ihrer Feuchtigkeitsabsorption nach der Methode
Karl Fischer bewertet.
Tabelle III Halbleitende Verbindung
Halbleitende Kunststoffverbindung,
Teile
Kalziumoxid-Teile
Magnesiumoxid-Teile
Silicagel, Teile
Transparenz
H20-Gehalt, p.p.m.
100
20
gut
308
100
20
JL
100
20
100
100
noch gut noch gut noch gut sehr schlech
829
790
862 1.811
Anmerkung: Die halbleitende Kunststoffverbindung besteht aus
75 Teilen Äthylenvinylacetat-Copolymer und 35 Teilen Ruß.
"Vergleich.
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Aus der vorstehenden Tabelle kann entnommen werden, daß Kalziumoxid als Feuchtigkeit absorbierendes Mittel die
geringste Dampfabsorption verglichen mit den Fällen zeigt,
in denen andere Feuchtigkeit absorbierende Mittel verwendet wurden. Selbst die Nichtanwendung von Feuchtigkeit
absorbierenden Mitteln resultiert in einer weitaus größeren Absorption.
Zu 100 Teilen eines Äthylenvinylacetat-Copolymers wurden,
wie in der folgenden Tabelle IV niedergelegt, jeweils verschiedene Arten von Kalziumoxid zugegeben. Die Mischungen
wurden zu Platten von einem Millimeter Dicke gespritzt. Eine gehärtete Polyäthylenplatte wurde zu beiden Seiten mit diesen
Platten versehen, die dort angepreßt wurden. Die sich ergebenden Laminate 6 bis 11 wurden dann einer Dampfatmosphäre von
16O Grad Celsius unter einem Druck von 5 kg/cm während 40 min ausgesetzt. Im Anschluß daran wurden Transparenz- und Feuchtigkeitsabsorption
gemäß Beispiel 1 bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammen mit den physikalischen Eigenschaften,
eines jeden Laminats niedergelegt.
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Äthylen-Vinyl-Acetat-Copolymer, Teile
Laminatprobe -Z- _8_
100 100
9 10 100 100
Kalziumoxid A, Teile
Kalziumoxid B, Teile
Kalziumoxid C, Teile
Kalziumoxid D, Teile
Kalziumoxid E, Teile
Transparenz
H20-Gehalt p.p.m.
Dehnung, %
Zugfestigkeit, kg/mm
30
30
30
30
schlecht ausgezeichnet schlecht noch noch
schlecht gut gut
1.750
450
1.3
191
310
1.2
453 105
0.8
615 829
300 420
1.1 1.0 0.s
Anmerkungen: (a) Kalziumoxid A ist ein unbehandeltes,teilchen-
förmiges Material mit einer Teilchengröße von
50 Mikron oder weniger,
(b) Kalziumoxid B ist ein unbehandeltes,teilchen-
(b) Kalziumoxid B ist ein unbehandeltes,teilchen-
förmiges Material mit einer Teilchengröße von 509846/08 4 2
51 Mikron oder mehr.
(c) Kalziumoxid ist ein mit einer aliphatischen Säure behandeltes, teilchenfö'rmiges Material
mit einer Teilchengröße von 50 Mikron oder weniger.
(d) Kalziumoxid D ist ein mit einem "Weidtaiacher
behandeltes, teilchenförmiges Material mit einer Teilchengröße von 50 Mikron oder weniger.
(e) Kalziumoxid E ist ein mit einem Prozeßöl behandeltes, teilchenförmiges Material mit einer
Teilchengröße von 50 Mikron oder weniger.
Kalziumoxid A des Beispiels 2 wurde jeder halbleitenden Verbindung,
die aus 65 Teilen eines Äthylenvinylacetat-Copolymers
und 35 Teilen Ruß bestand, in den in Tabelle V angegebenen Beträgen zugesetzt. Diese Mischungen wurden in gleicher Weise
wie in Beispiel 2 behandelt. Die erhaltenen Laminatproben 12, 13, 14 und 15 wurden hinsichtlich Transparenz und Feuchtigkeitsabsorption
untersucht. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammen mit den physikalischen Eigenschaften eines jeden Laminates
wiedergegeben.
5098 4 6/0842
14 | 251 | 100 | 9574 | |
40 | ||||
Halbleitende | Tabelle V | Laminatproben 13 14 |
gut | 15 |
Verbindung, Teile |
12 | 100 | 182 | 100 |
Kalziumoxid, Teile |
100 | 20 | 6 χ 103 5 | 80 |
Transparenz sehr | 5 | noch gut | 295 | gut |
Feuchtigkeits gehalt p.p.m. |
schlecht | 518 | 1.1 | 178 |
Volumenwider stand, Ohm-cm 1 χ |
935 | 3 x 103 | 40 | χ 104 |
Dehnung, % | 103 | 380 | noch gut | 95 |
Zugfestigkeit kg/mm2 |
450 | 1.2 | 0.8 | |
Mooneyviskpsität, ML2,3 (12O0C) |
1 3 | 35 | 64 | |
Aussehen des extr. Materials |
32 | gut | gut | |
gut |
Aus den vorstehenden Ergebnissen kann entnommen werden, daß die Zufügung von 5 Teilen Kalziumoxid dazu führt, daß ein
größerer Betrag an Wasser in die gehärtete Polyäthylenisolierschicht
eingedrungen ist, vro dann Wolkenzonen entstanden sind. Eine Zugabe von mehr als 70 Teilen erbringt unbefriedigende
Ergebnisse.
Halbleitend Verbindungen, die aus 65 Teilen eines Äthylen-
CO-
vin$.aceta#polymers und 35 Teilen Ruß bestanden, wurden mit
Kalziuraoxid und Dicumylperoxid gemäß Tabelle VI gemischt.
Jede dieser Mischungen wurde in Platten 16 bis 21 gespritzt.
509846/0842
- ft* -
Sie wurden Dampf mit einer Temperatur von 16O Grad Celsius
unter einem Druck von 5,5 kg/cm über eine Zeitdauer von 40 Minuten ausgesetzt. Daran anschließend wurden ihre Eigenschaften
gemäß Tabelle VT bestimmt.
17
Volumenwiderstand
bei 250C, 0hm-cm 5
bei 250C, 0hm-cm 5
20
Halbleitende Verbindung, Teile |
100 | Mo oney-Au shärtung s- zeit, Min. |
- | 3 | 100 | 100 | . 100 | 100 | 100 |
Kalziumoxid, Teile |
O | Gelfraktion, % | 1.3 | 0 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
Dicumylperoxid, Teile |
O | Dampfabsorption, | 350 | 2 | 0 | 0.1 | 1.0 | 3 | |
Zugfestigkeit, kg/mm2 |
15 | _ | 20 | 13 | 7 | ||||
Dehnung, 'r. | 85 | - | 65 | 95 | 98 | ||||
2 | 15 | 10 | 8 | 7 | |||||
1.6 | 0.6 | 1.5 | 1.8 | 2.1 | |||||
300 | 35 | 280 | 250 | 180 |
6x1 O^ 5x10^ 4x10-* 5x10^
Volumenwiderstand . ■? r <
^ Ύ bei 90 C, Ohm-cm 3x10 9x103 1x10 9x10 S)x10^ 8x10J
Die vorstehenden Daten können wie folgt interpretiert werden:
a) Die halbleitende Verbindung ohne Kalziumoxid ist nicht in der Lage, eine ausreichende Härtung in die Wege zu leiten,
sofern nicht Dicumylperoxid als Härter in einem Betrag von
509846/0842
-«aa -
etwa 2% zugefügt wird, welcher Betrag etwa dem des dem Isoliermaterial zugefügten entspricht (vgl. Probe 17).
b) Die Anwesenheit eines geringen Betrages, d. h. 0,1 Teil, an Dicumylperoxid als Härter zusammen mit Kalziumoxid bewirkt
die Erzeugung eines halbleitenden Materials, das bis zu 65 % gehärtet ist(vgl. Probe 19).
c) Die Anwesenheit eines größeren Betrags, d. h. 3 Teile,
von Dicumylperoxid, führt zu einer Verringerung der Aushärtungszeit (scorching time), zum Abschluß der Aushärtung
während des Spritzprozesses und zu einer Unterbrechung der Extrusion oder des Strangpressens (vgl. Probe 21).
d) Der Einschluß von Dicumylperoxid als Härter in die halbleitende Verbindung bewirkt wesentlich verbesserte mechanische
Eigenschaften gegenüber der Abwesenheit des Härters (vgl. Proben 20 und 18).
e) Das gehärtete, Kalziumoxid enthaltende, halbleitende Blatt
weniger
weist . rv:rerabsorption als das ungehärtete auf. Dies wegen seiner NetzwerkstruVtur und wegen seines praktisch nicht
weist . rv:rerabsorption als das ungehärtete auf. Dies wegen seiner NetzwerkstruVtur und wegen seines praktisch nicht
unter
vorhandenen Vermögens, asser aufzuquellen (vgl. Probe 20 mit
vorhandenen Vermögens, asser aufzuquellen (vgl. Probe 20 mit
Probe 18).
f) Bei dem Volumenwiderstand ist kein wesentlicher Unterschied
zwischen den gehärteten, Kalziumoxid enthaltenden, halbleitenden Blättern und den ungehärteten Blättern bei Raumtemperatur
festzustellen. Bei höheren Temperaturen jedoch, beispielsweise
509846/084 2
90 Grad Celsius, ist der Volumenwiderstand, der gehärteten
Blätter nicht so stark angewachsen wie der der ungehärteten Blätter; er verbleibt jedoch stabil (vgl. Probe 20 mit Probe
18). Bei I-Iessung des Volumenv/iderstandes bei 90 Grad Celsius
wurde beobachtet, daß viele aufgequollene Flächen an der Oberfläche der ungehärteten Blätter entstanden sind. Dies wegen
der Verdampfung von in den Blättern vorhandenem "fässer. Keine dieser Erscheinungen konnte bei den gehärteten Blättern beobachtet
werden.
Weiterhin geht aus Vorstehendem hervor, daß die Kalziumoxid
enthaltende, halbleitende, ungehärtete Verbindung nicht so gut hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften und ihrer
Halbleitung ist und daß sie dennoch in Gegenwart eines Harters
ausreichend gehärtet werden kann, der in einem Betrag von 50 '-/>. oder weniger gegenüber dem in der Isolierschicht vorhandenen
Härter enthalten ist - die Zufügung von Kalziumoxid als
solchem bewirkt einen Beschleunigungseffekt bei der Aushärtung, der ausreicht, die notwendige Aushärtung im Zusammenwirken
mit einem Teil des in der Isolierschicht vorhandenen und übertragenen Ilärters abzuschließen.
2 Sin Leiter mit einer Querschnittsfläche von 100 mm wurde
durch Strangpressen mit einem härtbaren Polyäthylen beschichtet, wobei eine Isolierschicht von 14 mm Dicke gebildet wurde. Über
der so erhaltenen Isolierschicht wurde durch gleichzeitiges Strangpressen eine Mischung von 1Oo Teilen einer halbleitenden
Verbindung, bestehend aus einem Ättrylenvinylacetat-Copolymer
und Ruß mit 30 Teilen Kalziumoxid angebracht. Es wurde
5098 46/0842
fc"
eine halbleitende Schicht von einem Millimeter Dicke erzeugt. Die so erhaltenen Kabelkerne 22, 24 wurden in Dampf
unter verschiedenen Drücken gemäß Tabelle VII gehärtet,um mit gehärtetem Polyäthylen beschichtete Kabel für 66 kV
zu erzeugen. Jedes so geschaffene Kabel wurde hinsichtlich der verschiedenen Eigenschaften und Faktoren gemäß Tabelle
VII ausgemessen.
Zu Vergleichszwecken wurde eine gleiche Probe ohne Kalziumoxid, d. h. 25, in gleicher *;.reise untersucht, um zu den in
Tabelle VII aufgeführten Werten zu gelangen.
Tabelle VII | 23 | Kabelkernproben | 25 | 26 | |
10 | 24 | 20 | 15 | ||
Dampfdruck kg/cm2 |
22 | 0. | 15 | 0.9 | 0.8 |
Produktions- geschwindigkeit m/min. |
5 | 85 | 5 0.8 | 86 | 84 |
Gelfraktion, "S | , 0.3 | keine | 83 | wenige | mehr |
I.'olkenzonen in der Iso lierschicht |
84 | wenige | |||
keine | |||||
H O-Gehalt in der Isolierschicht,
p.p.m. 205
HpO-Absorption der halbleitenden Schicht, >' 0.3
Dehnung der äußeren halbleitenden Schicht, (/i
Zugfestigkeit der halbleitenden .^chicht,
kg/iim"
290
1.5
210
0.9
260
1.4
560
1.?
220
1.2
850 1.0 150 1 .0
1. aoo
0.7
350
1.4
509846/0842
(Fortsetzung Tabelle VII)
«fe
^•echselstrom-Durchschlag-Spannung,
kV
4BO
Irmulsdurchs chlag-Spannung,
kV -20
4 0
00
410
830
400
810
350
800
Anmerkung: ■· Vergleich
Aus den vorstehenden Ergebnissen geht hervor, daß bei An-Wendung
eines Druckes von 5 oder 10 kg/cm keine T,'/olkenzonen
in der Isolierschicht auftreten, so daß erheblich verbesserte Durchschlagfestigkeiten gegenüber dem Anbringen
höherer Drücke von 15 oder 20 kg/cm" erhalten werden. Auch
vairde beobachtet, daß bei Aufbringen eines Druckes von 5 kg/oa eine verstärkte Dampfabsorption in der Isolierschicht
eintritt.
Ir. diesem Zusammenhang sei darauf verwiesen, daß die Probe
23 unter Steigerung der Geschwindigkeit des Leiters von 0,5 m/min
p.u-p 0,P- ra/nin durch gleichzeitigen -Vifbringen von Ultraschallwellen
einer Leistung von 2 IC! und einer Frequenz von 400 kHz
gesteigert werden konnte. Hierdurch wurde die Isolierschicht
von innen heraus ruf geheizt, und es wurde ein" gleicher H'irtun,™0,-grad
erreicht wie im Falle des Aufbringend von Dampf mit
einem Druck von 15 kg/cm .
Leiter mit einer CuerschnittsflMche von 600 bis 1000 ram2
509846/0842
wurden mit härtbarem Polyäthylen mittels Strangpressen ummantelt,
-um eine Isolierschicht von 15 bis 22 mm Dicke zu erzeugen. Über der so gebildeten Isolierschicht wurde eine
Mischung von 100 Teilen einer halbleitenden Verbindung, bestehend aus einem iithylenvinylacetat-Copolymer und Ruß
mit30 Teilen Kalzimioxid gleichzeitig, ebenfalls durch
Strangpressen, aufgebracht, "s wurde eine halbleitende
Schicht von 1 bis 1,5 mm Dicke erhalten. Die so erzeugten Kabelkern-Proben 27 bis 29 v/urden durch Bestrahlung mit
Ultraschallwellen einer Leistung von 3 k:.f und einer Frequenz
von 400 kHz in Gegenwart von Dampf gehärtet. Ss wurde ein mit gehärteten PolyntJrylen isoliertes Hochspannungskn.bel
erzeugt. Jedes dieser Kabel wurde hinsichtlich seiner verschiedenen
Eigenschaften und Faktoren gemäß Tabelle VIII durchgemessen.
Zu Vergleichszweckon wurden die Proben 30 bis 32 dem gleichen
TJ."rtungsverfahren unterzogen mit r>er Abwandlung, daß
puf die Sigenwirkung von Ultraschallwellen verzichtet wurde.
Es wurden die Ergebnisse gemäß der folgenden Tabelle VIII erhalten.
509846/0842
Nennspannung des fertiggestellten Kabels,kV
Leiterquerschnitt, mm"
Dicke der Isolierschicht, mm
Dicke der HaIbleiterschicht, mm
Bestrahlung mit Ultraschallwellen
Härtungszeit,min.
Transparenz der Isolierschicht
Wassergehalt der Isolierschicht, p.p.m.
Wechselstromdurchschlagspannung, kV
Impulsdurchschlagspannung , kV
Kabelkernproben 3O- 31--
27 28 29
66 77 154 66 77 154 600 1000 600 600 1000 15 17 22
17 22
1.0 1.0 1.5 1,0 1.0 1.5
ja ja ja nein nein nein
15 20 30 24 31 45
gut gut gut sehr sehr sehr schlecht
182 189 193 850 1120 1540 520 600 720 390 480
970 1110 1590 850 910 1240
Anmerkung: .■··- Vergleich
509846/0842
Aus den vorstehenden Daten ergibt sich, insbesondere durch Vergleich der Proben 27 bis 29 einerseits mit den Proben
30 bis 32 andererseits, daß die Verwendung von Ultraschallwellen als Härtungsmittel in Verbindung mit Dampf dazu führt,
daß die Härtungs- oder Produktionszeit um etwa zwei Drittel verkürzt wirdjdies selbst mit verbesserten dielektrischen
des
T/erten/fertiggestellten Kabels sowie mit dem sehr geringen
T/erten/fertiggestellten Kabels sowie mit dem sehr geringen
Eindringen von Dampf in die Isolierschicht.
Leiter mit einer Querschnittsfläche von 100 bis 1500 mm wurden mittels Strangpressen mit einem härtbaren Polyäthylen,
das 2 % Dicumylperoxid enthielt, beschichtet, um eine Isolierschicht
von 14 bis 22 mm Dicke zu erzeugen. Gleichzeitig durch Strangpressen wurde über der so gebildeten Isolierschicht eine
Mischung aus 100 Teilen einer halbleitenden Verbindung bestehend aus einem Äthylenvinylacetat-Copolymer und Ruß mit 30 Teilen
Kalziumoxid aufgebracht, so daß eine halbleitende Beschichtung erzeugt wurde. Die so erhaltenen Kabelkernproben wurden dann
in Gegenwart von Dampf gehärtet, um mit gehärtetem Polyäthylen isolierte Kabel zu erhalten. Verschiedene Eigenschaften und
Faktoren ergeben sich aus der Tabelle IX .
Zu Vergleichszwecken wurde ein gleiches Verfahren, jedoch ohne Kalziumoxid, durchgeführt, vgl. Proben 36, 38 und 39, oder die
halbleitende Schicht wurde dünner ausgeführt, vgl. Probe 37. Die Ergebnisse sind in Tabelle IX niedergelegt.
509846/0842
Nennspannung des fertiggestellten
Kabels, kV
Kabels, kV
33
66 Kabelkernproben
34 35 36* 37* 38* 39*
Leistungsquerschnitt, 100
Dicke der
Isolierschicht 14
Isolierschicht 14
Dicke der
Halbleiterschicht, mm 1.5
Halbleiterschicht, mm 1.5
Härtungs-
zeit, min. 15
Trsnsparenz der Isolierschicht gut
Wassergehalt der Isolierschicht, p.p.m.180
'iechselstromdurchschlagspannung,
kV 480
Impulsdurchschlagspan nung, kV 930 66 154 66 66 66
1500 100 100 600 1500 15 22 14 14 15 22 2.0 2.0 2.0 0.5 2.0
24 55 15 15 24 55
sehr sehr gut gut sehr schl. sehr sohl,
sohl. schl.
191 1760 1030 1820 1950 720 330 350 380 540 1580 810 820 840 1250
Anmerkung: ^Vergleich.
Die Proben 33, 34, 35 und 37 enthielten 30 Gew.-^ CaO.
509846/0842
Aus den vorstehenden Werten ergibt sich, daß das fertiggestellte
Kabel für 15^ kV mit einer Leiter-Querschnitts-
2
fläche von 1.500 mm eine Isolierschicht hat, in die kein Dampf während des Dampfhärtungsprozesses eingedrungen ist. Auch sind keine Wolkenzonen in der Schicht entstanden. Das Kabel weist jedoch verbesserte dielektrische Stärke auf im Falle einer Schichtdicke von 2 mm der halbleitenden Schicht.
fläche von 1.500 mm eine Isolierschicht hat, in die kein Dampf während des Dampfhärtungsprozesses eingedrungen ist. Auch sind keine Wolkenzonen in der Schicht entstanden. Das Kabel weist jedoch verbesserte dielektrische Stärke auf im Falle einer Schichtdicke von 2 mm der halbleitenden Schicht.
Ein elektrisches Starkstromkabel für 33 kV mit einer Leiter-
2
querschnittsfläche von 100 mm', einer Polyätbylenisolierschicht mit 8 mm Dicke und inneren und äußeren halbleitenden Schichten von jeweils 1 mm Dicke, bestehend aus einer Mischung von 100 Teilen einer halbleitenden Verbindung mit 30 Teilen Kalziumoxid, wurde in Wasser getaucht und mit elektrischem Strom von 10 kV Spannung und einer Frequenz von 1 kHz während einer Zeitdauer von 30 Tagen beschickt. Dann wurde das Kabel bezüglich der Beeinflussung durch Wasser und der Durchschlagsspannung untersucht. Zur Kontrolle wurde ein gleicher Test mit gleichem Starkstromkabel durchgeführt, bei dem jedoch in der die halbleitende Schicht füllenden Mischung kein Kalziumoxid vorhanden war.
querschnittsfläche von 100 mm', einer Polyätbylenisolierschicht mit 8 mm Dicke und inneren und äußeren halbleitenden Schichten von jeweils 1 mm Dicke, bestehend aus einer Mischung von 100 Teilen einer halbleitenden Verbindung mit 30 Teilen Kalziumoxid, wurde in Wasser getaucht und mit elektrischem Strom von 10 kV Spannung und einer Frequenz von 1 kHz während einer Zeitdauer von 30 Tagen beschickt. Dann wurde das Kabel bezüglich der Beeinflussung durch Wasser und der Durchschlagsspannung untersucht. Zur Kontrolle wurde ein gleicher Test mit gleichem Starkstromkabel durchgeführt, bei dem jedoch in der die halbleitende Schicht füllenden Mischung kein Kalziumoxid vorhanden war.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle X niedergelegt.
509846/0 842
erfindungsgemäß
Vergleich
Auftreten von
Wassereinschlüssen
(Water-treeing),
Wassereinschlüssen
(Water-treeing),
Anzahl/mm | keine | 7 |
Durchschlagsspannung, kV |
260 | 150 |
Impulsdurchschlag spannung , kV |
720 | 480 |
Die vorstehenden Werte sind dahingehend zu interpretieren, daß die Anwesenheit eines Feuchtigkeit absorbierenden Mittels,
d. h. Kalziumoxid, das Auftreten von Wasserstellen
oder Wassereinschlüssen verhindert und zu einer verbesserten Durchschlagsfestigkeit führt.
oder Wassereinschlüssen verhindert und zu einer verbesserten Durchschlagsfestigkeit führt.
509846/0842
Claims (9)
- PatentansprücheIJIsoliertes, elektrisches Kraftstromkabel mit einem elektrischen Leiter und einer auf diesem angeordneten, gehärteten Isolierschicht sowie einer Schicht einer Kunststoffverbindung, die 100 Gewichtsteile eines thermoplastischen Harzes und 5 bis 70 Gewichtsteile Kalziumoxid aufweist.
- 2)Isoliertes, elektrisches Starkstromkabel mit einem elektrischen Leiter, einer auf diesem angeordneten gehärteten Isolierschicht und einer Schicht einer Verbindung, die aufweist 100 Gewichtsteile eines thermoplastischen Harzes, 100 Gewichtsteile einer halbleitenden, thermoplastischen Kunststoffverbindung mit 40 bis 80 Gewichtsteilen eines fein verteilten leitfähigen Materials und 5 bis 70 Gewichtsteilen Kalziumoxid.
- 3)Kabel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalziumoxid eine durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr als 50 Mikron im Durchmesser aufweist.
- 4)Kabel nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus der Kunststoffverbindung zusätzlich zwischen dem elektrischen Leiter und der Isolierschicht vorgesehen ist.
- 5)Verfahren zur Herstellung eines isolierten, elektrischen Starkstromkabels, dadurch gekennzeichnet, ν.αΛ zur BiI- C'oxiZ einer Isolierschicht auf dem elektrischen Leiter ein härtbares Kunststoffisoliermaterial vorgesehen wird, das509846/0842über dieser Isolierschicht eine Schicht einer Kunststoffverbindung mit 100 Gewichtsteilen eines thermoplastischen Harzes und mit 5 bis 70 Gewichtsteilen Kalziumoxid angeordnet wird und daß die Isolierschicht und die Schicht aus der Kunststoffverbindung zur gleichen Zeit mittels Dampf gehärtet wird.
- 6)Verfahren zur Herstellung eines isolierten, elektrischen Kraftstrorakabels, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung einer Isolierschicht auf dem elektrischen Leiter ein härtbares Isoliermaterial angeordnet wird, daß über dieser Isolierschicht eine Schicht einer Kunststoffverbindung mit 100 Gewichtsteilen eines thermoplastischen Harzes, 100 Gewichtsteilen eines halbleitenden, thermoplastischen Harzes mit 40 bis 80 Gewichtsteilen eines fein verteilten leitfähige η Materials und 5 bis 70 Gewichtsteilen Kalziumoxid vorgesehen werden, und daß die Isolierschicht und die Schicht auf der Kunststoffverbindung zur gleichen Zeit unter Verwendung von Dampf gehärtet werden.
- 7)Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß Dampf mit einem Druck von 2 bis 15 kg/cm verwendet wird.
- 8)Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffverbindung zusätzlich ein Härter in einer solchen Menge ztagegeben wird, daß er nicht mehr als die Hälfte des dem Isoliermaterial zugegebenen Härters ausmacht.509846/0842
- 9)Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Dampf zusammen mit Ultraschallwellen verwendet wird.509846/0842
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JP9655074A JPS5124781A (en) | 1974-08-22 | 1974-08-22 | Denryokukeeburuno seizohoho |
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Publications (2)
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Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FI53522C (fi) * | 1976-10-18 | 1978-05-10 | Nokia Oy Ab | Foerfarande foer tillverkning av hoegspaenningsplastkabel |
DE2754336A1 (de) * | 1977-12-02 | 1979-06-07 | Aeg Telefunken Kabelwerke | Hochspannungskabel mit kunststoffisolierung |
IT1094442B (it) * | 1978-04-19 | 1985-08-02 | Pirelli | Procedimento per la riduzione dei microvucti nell'isolante estruso di cavi elettrici |
US4360706A (en) * | 1978-04-19 | 1982-11-23 | Industrie Pirelli S.P.A. | Electric cables of reduced micro-voids in the extruded insulation |
DE2921859A1 (de) * | 1979-05-25 | 1980-11-27 | Siemens Ag | Mehradriges niederspannungskabel mit strahlenvernetzter aderisolierung |
US4452937A (en) * | 1980-12-22 | 1984-06-05 | Union Carbide Corporation | Ethylene polymer compositions stabilized against water treeing and electrical treeing by an organo titanium chelate; and the use thereof as insulation about electrical conductors |
US4369331A (en) * | 1980-12-22 | 1983-01-18 | Union Carbide Corporation | Ethylene polymer compositions stabilized against water treeing by an organic titanate; and the use thereof as insulation about electrical conductors |
DE69018312T2 (de) * | 1989-05-23 | 1995-12-14 | Sasaki Chemicals Co Ltd | Feuchtigkeitssorbentmittelzusammenstellungen. |
US5304419A (en) * | 1990-07-06 | 1994-04-19 | Alpha Fry Ltd | Moisture and particle getter for enclosures |
CA2108059C (en) * | 1993-10-08 | 1998-02-24 | Walter W. Young | Vibration resistant overhead electrical cable |
US6316520B1 (en) | 1995-04-19 | 2001-11-13 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Monolithic polymer composition having a releasing material |
US6080350A (en) * | 1995-04-19 | 2000-06-27 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Dessicant entrained polymer |
US6194079B1 (en) | 1995-04-19 | 2001-02-27 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Monolithic polymer composition having an absorbing material |
US6174952B1 (en) | 1995-04-19 | 2001-01-16 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Monolithic polymer composition having a water absorption material |
US6130263A (en) * | 1995-04-19 | 2000-10-10 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Desiccant entrained polymer |
US6221446B1 (en) | 1995-04-19 | 2001-04-24 | Capitol Specialty Plastics, Inc | Modified polymers having controlled transmission rates |
US6460271B2 (en) | 1995-04-19 | 2002-10-08 | Csp Technologies, Inc. | Insert having interconnecting channel morphology for aldehyde absorption |
US6124006A (en) * | 1995-04-19 | 2000-09-26 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Modified polymers having controlled transmission rates |
US6486231B1 (en) | 1995-04-19 | 2002-11-26 | Csp Technologies, Inc. | Co-continuous interconnecting channel morphology composition |
US6214255B1 (en) | 1995-04-19 | 2001-04-10 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Desiccant entrained polymer |
US5911937A (en) * | 1995-04-19 | 1999-06-15 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Desiccant entrained polymer |
USRE40941E1 (en) * | 1995-04-19 | 2009-10-20 | Csp Technologies, Inc. | Monolithic polymer composition having a releasing material |
US6177183B1 (en) | 1995-04-19 | 2001-01-23 | Capitol Specialty Plastics, Inc. | Monolithic composition having an activation material |
US5770257A (en) * | 1996-08-01 | 1998-06-23 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Method for altering cable semiconductive layer |
US6465532B1 (en) | 1997-03-05 | 2002-10-15 | Csp Tecnologies, Inc. | Co-continuous interconnecting channel morphology polymer having controlled gas transmission rate through the polymer |
KR100334198B1 (ko) * | 1997-08-14 | 2002-05-03 | 추후제출 | 동축 케이블 및 그 제조 방법 |
US6696002B1 (en) | 2000-03-29 | 2004-02-24 | Capitol Security Plastics, Inc. | Co-continuous interconnecting channel morphology polymer having modified surface properties |
TW571601B (en) | 2000-05-17 | 2004-01-11 | Dynic Corp | Hygroscopic molded material |
EP2191897B1 (de) | 2007-06-21 | 2014-02-26 | Gen-Probe Incorporated | Instrument und Behälter zur Durchführung von Verfahren |
EP2113546A1 (de) * | 2008-04-28 | 2009-11-04 | Schlumberger Holdings Limited | Quellbare Zusammensetzungen für Bohrlochanwendungen |
JP5723372B2 (ja) * | 2009-09-16 | 2015-05-27 | ユニオン カーバイド ケミカルズ アンド プラスティックス テクノロジー エルエルシー | 架橋された溶融成形品を生産するための方法 |
FR3032554B1 (fr) * | 2015-02-10 | 2019-05-31 | Nexans | Dispositif electrique comprenant une couche reticulee |
CN104723627B (zh) * | 2015-03-16 | 2018-04-20 | 安徽腾拓新材料科技有限公司 | 一种防电压击穿玻璃纤维套管 |
KR20170107326A (ko) * | 2016-03-15 | 2017-09-25 | 엘에스전선 주식회사 | 저유전율을 갖는 절연 조성물 및 이로부터 형성된 절연층을 포함하는 케이블 |
DE102016224415A1 (de) * | 2016-12-08 | 2018-06-14 | Leoni Kabel Gmbh | Leitung und Verfahren zur Herstellung einer solchen |
KR101855236B1 (ko) * | 2017-05-22 | 2018-05-08 | 한국전력공사 | 마이크로캡슐이 구비된 자기소화 전력케이블 |
JP6756692B2 (ja) * | 2017-11-07 | 2020-09-16 | 日立金属株式会社 | 絶縁電線 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US3096210A (en) * | 1959-04-17 | 1963-07-02 | Cabot Corp | Insulated conductors and method of making same |
US3171866A (en) * | 1960-12-01 | 1965-03-02 | Gen Electric | Peroxide cured polyethylene with polyvinyl chloride filler and wire coated with the same |
US3684821A (en) * | 1971-03-30 | 1972-08-15 | Sumitomo Electric Industries | High voltage insulated electric cable having outer semiconductive layer |
US3793476A (en) * | 1973-02-26 | 1974-02-19 | Gen Electric | Insulated conductor with a strippable layer |
-
1975
- 1975-04-29 CA CA225,712A patent/CA1022633A/en not_active Expired
- 1975-05-01 US US05/573,425 patent/US4029830A/en not_active Expired - Lifetime
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