DE2519574B2 - Isoliertes Starkstromkabel und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Isoliertes Starkstromkabel und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
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 gesättigter 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 ausreichend zur Verfugung steht
Dieses Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, daß Wasserdampf in das Polyäthylenisoliermaterial während des Härtungsprozesses eindringt, und viele
wasserhaltige Bereiche oder sogenannnte Wolkenzonen mit Mikroporen bildet, wodurch die Isoliereigenschaften der ausgehärteten Polyäthylenschicht unweigerlich verringert werden.
Es hat sich in den letzten Jahren herausgestellt daß dieser Nachteil in Folge des wachsenden Bedarfes an
Kochspannungs-Kraftstrom-Übertragungskabel sich immer einschneidender auswirkt
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Starkstromkabel der eingangs genannten Art also mit
einer mit Wasserdampf auszuhärtenden Isolierschicht zu schaffen, das sich gegenüber vergleichbaren Kabeln
durch geeeignete Isolationseigenschaften auszeichnet
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst Die Gegenwart einer
Kalziumoxid enthaltenden Schicht über der Isolierschicht, insbesondere aus Polyäthylen, oder zwischen
dem Leiter und der Isolierschicht führt zur Absorption des durch die Mikroporen eindringenden Wasserdampfes. Die bisher bekannte Bildung der wasserhaltigen Bereiche oder Wolkenzonen in Mikroporen
wird durch die erfindungsgemäß vorgesehene weitere Schicht einer Kunststoffverbindung mit eingelagertem
Kalziumoxid zuverlässig verhindert, wodurch der Grund für verschlechterte Isoliereigenschaften entfällt
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Starkstromkabels ergeben sich aus den
Patentansprüchen 2 bis 4.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Starkstromkabels.
Der Gegenstand dieser Erfindung ergibt sich aus dem Patentanspruch 5. Der Vorteil des erfindungsgemäßen
Verfahrens liegt darin, daß der bisherige Härtungsprozeß, also die Aushärtung mit Wasserdampf, des
Kunststoffisoliermaterials praktisch ohne Einschränkungen weiter benutzt werden kann, ohne daß größere
Änderungen der bisher bekannten Verfahrensschritte und der zugehörigen Prozeßanlagen erforderlich sind.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Patentansprüchen 6 bis 9.
Die Erfindung ist anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert.
F i g. 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
3 vorgesehen. Anschließend folgt eine Kunststoffschicht 5, der Kalziumoxid als Feuchtigkeit absorbierendes Mittel zugemischt ist;
F i g. 2 zeigt einen Querschnitt durch ein gegenüber F i g. 1 abgeändertes Ausführungsbeispiel. Hierbei ist
eine äußere halbleitende Schicht 4 zwischen der ausgehärteten Polyäthylenschicht 3 und der Kunststoffschicht
5 vorgesehen;
F i g. 3 zeigt einen Querschnitt durch ein gegenüber Fig.2 abgeändertes Ausführungsbeispiel. Die äußere
halbleitende Schicht 4 und die Kunststoffschicht 5 wurden hierbei vereinigt. Diese Schicht ist mit 5'
bezeichnet Sie formt eine neue äußere halbieitende Schicht, die das Feuchtigkeit absorbierende Mittel
enthält;
F i g. 4 zeigt einen Querschnitt durrb ein Kabel mit
dem Leiter I, der Kunststoffschicht 5, der Isolierschicht ί
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 i<
> Ausführungsbeispiel, wobei auf dem Leiter 1 die folgenden
Schichten übereinander angeordnet sind: Innere halbieitende Schicht 2, Kunststoffschicht 5, gehärtete
Isolierschicht .1, äußere haibleitende Schicht 4 und eine zusätzliche weitere Kunststoffschicht 25 mit dem r>
Feuchtigkeit absorbierenden Mittel;
F i g. 6 zeigt einen Querschnitt durch ein gegenüber F i g. 5 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, halbieitende
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 r>
3 angeordnet, um eine 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 so
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 Erhit- s> zungsmittel verwenden. Wenn jedoch die Kalziumoxid
enthaltende Schicht über der Isolierschicht oder zwischen dem Leiter und der Isolierschicht angeordnet
ist, kann eindringender Dampf durch das Kalziumoxid eingefangen oder absorbiert werden, das dann als ίο
Feuchtigkeit absorbierendes Mittel dient. Die Feuch-
tigkeit absorbierenden Mittel, die jegliche Substanz umfassen können, die in der Lage sind. Feuchtigkeit
entweder auf chemischem oder physikalischem Wege zu absorbieren, sind beispielsweise folgende: Kalziumnxid,
Magnesiumoxid, Kaliumsulfat, Kupfersulfat, Kaliumhydroxid,
Magnesiumperchlorat, Bariumperchlorat,
Kalziumchlorid, Zinkchlorid, Kaliumbromid, Zinkbromid,
Phosphorpentoxid, aktiviertes Aluminiumoxid, Silikagel 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 gegenüber anderen Feuchtigkeit absorbierenden
Mitteln zu zeigen, wurden die folgenden Versuche durchgeführt:
Zu vier halbleitenden Kunststoffverbindungen A, B, C und D, welche aus 65 Gewichtsteilen eines Äthylenvinylazetatcopolymers
und 35 Gewichtsteilen eines elektrisch leitenden Rußes bestanden, wurden verschiedene
Feuchtigkeit absorbierende Mittel in bestimmten Beträgen, gemäß Tabelle 1, zugegeben. Eine andere
Kunststoffverbindung E wies kein 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/cm2 nach Test 1 oder bei 180 Grad Celsius unter einem
Druck von 10 kg/cm2 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 Wassergehalt nach der Karl-Fischer-Methode zu bestimmen. Die Ergebnisse
sind in Tabelle I wiedergegeben.
Halbleitende | A | B | C | D | E |
Kunststoff | 100 | 100 | 100 | 100 | iöo |
verbindung | |||||
Feuchtigkeit | CaO | MgO | SiOGeI | CaSO< | |
absorbierende | 20 | 20 | 20 | 20 | |
Mittel, Gew.-Teile | |||||
Test I | |||||
Transparenz | Gut | Gut | Gut | Gut | Sehr schlecht |
Wassergehalt | 208 | 314 | 251 | 294 | 1,711 |
Test II | |||||
Transparenz | Gut | Noch gut | Noch gut | Noch gut | Sehr schlecht |
Wassergehalt | 308 | 829 | 790 | 862 | I1EIl |
Aus der geringeren Steigerungsrate des Wasserge- bo
haltes 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. hi
Als Beispiele für die thermoplastischen Kunstharze, die die Kunststoffverbindungen gemäß der Erfindung
bilden, seien gesättigte und ungesättigte Olefinpolymere und Äthylenvinylazetatkopolymere mit oder ohne
Vinylchioridaufpfropfungen genannt. Die erwähnten gesättigten oder ungesättigten Olefinpoiymere können
polymeren Verbindungen, wie Polyäthylen, Polypropylen, Äthylenpropylengummi und Äthylenpropylenterpolymer
zugehören.
Kalziumoxid als Feuchtigkeit absorbierendes Mittel gemäß der Erfindung weist vorzugsweise eine Korngröße
von 50 μίτι (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 Gewichtseinheit größer wird und folglich
die Reaktivität oder das Feuchtigkeitsabsorptions- i<> vermögen zunimmt. Bei kristallisierten oder granulierten
Partikeln wird die mechanische Festigkeit der Kalziumoxid enthaltenden Substanzen naturgemäß verrinjert.
Gemäß der Erfindung muß Kalziumoxid als Feuchtig- ι ■->
keit 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, wenr. 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 quanti- 2 >
tätsmäßigen 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 Il 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 160 Grad Celsius während 40 Minuten zusammengepreßt, um vier verschiedene
Proben zu erhalten. Jede Probe wurde dann Dampf mit einem Druck von 0,5 N/mm2 bei 160 Grad
Celsius während einer zusätzlichen Zeit von 40 Minuten ausgesetzt. Anschließend wurden diese Proben in
Scheiben mit einem Millimeter Dicke geschnitten.
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 | Proben Nr. | G | Ii | I*) |
F-) | 100 | 100 | 100 | |
100 | ||||
Menge an halbleitender | ||||
Kunststoffverbindung, | 10 | 60 | 80 | |
Gew.-Teile | 3 | noch gut | gut | gut |
Kalziumoxid, Gew.-Teile | schlecht | 715 | 184 | 169 |
Transparenz | 1,531 | 3x103 | 4x104 | 8x105 |
Wassergehalt, ppm | 2x103 | |||
Volumenwiderstand, | 430 | 220 | 150 | |
Ohm-cm | 450 | 13,7 | 7» | 3,9 |
Dehnung, % | 13,7 | 33 | 48 | 65 |
Zugfestigkeit, N/rnrr,2 | 32 | |||
Moonevviskosität ML.2 + 3 | gut | noch gut | schied | |
(12O0C) | gut | |||
Aussehen des extrudierten | ||||
Materials | ||||
*) Vergleich. | ||||
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. Darüber hinaus 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, daß die bessere Härtungsgeschwindigkeit und der verbesserte
Härtungsgrad selbst bei Zugabe von elektrisch leitfähigem Ruß nicht verringert werden.
Bei der Herstellung von Hochspannungs-Starkstrom-Übertragungskabeln
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 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 RuB,
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 feuchtigkeitsabsorbierend ausgebildet.
Die Anordnung solcher halbleitender und feuchtigkeitsabsorbierender Schichten bei Starkstromkabel erbringt ι ο
eine einfache Konstruktion und darüber hinaus werden Wolkenzonen vermieden. In diesem Zusammenhang
sei darauf verwiesen, daß halbleitende Kunststoffverbindungen, 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 ge-
härtet werden, wobei sie nacheinander oder gleichzeitig extrudiert werden, oder durch gleichzeitiges
Härten der drei Schichten der ungehärteten halbleitenden Kunststoffe über dem Leiter, der darüberliegenden
Polyäthylenisolierung und den ungehärteten, halbleitenden Kunststoffen, 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-Butylperoxyisopropy!-
benzol.
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 einer fehlerhaften
Isolierung oder Wassereindringen geschützt ist
Das Verfahren zur Herstellung elektrischer Starkstromkabel der einfachsten Konstruktion gemäß der
Erfindung besteht darin, daß man eine Schicht hartbaren Polyäthylens auf den zu isolierenden Leiter vorsieht
und dann gleichzeitg 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 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 1,5 und 2,0 N/mm2; die Härtungezeit 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, um so 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 werden kann, wenn die darunter
angeordnete isolierschicht ausgehärtet ist. Sie kann jedoch auch verbleiben und mit einer Umhüllung abgedeckt
werden.
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 die die halbleitende 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 durch Innenwandung 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 auf 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.
In F i g. 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 kalziumoxidhaltigen 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
F i g. 2 abgeänderte Ausführungsform gezeigt, und zwar ist eine neue Kalziumoxid enthaltende Kunststoffschicht
5' vorgesehen! um die äußerste halbleitende
ίο
Schicht zu bilden, die durch eine Vereinigung der vorerwähnten Schichten 4 und 5 gebildet ist Das Kabel
nach F i g. 3 erbringt einen einfacheren Aufbau als das nach F i g. 2; es ist jedoch in der Lage, gleiche Eigenschaften
zu zeigen. F i g. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Kabels mit dem Leiter 1, einer Kalziumoxid
enthaltenden Kunststoffschicht 5 und der Isolierschicht 3, die von einer Kalziumoxid enthaltenden
Kunststoffschicht 15 umgeben sind.
F i g. 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. Darüber hinaus ist eine weitere
Kalzium enthaltende Kunststoffschicht 25 als äußerste Schicht vorhanden.
Fig.6 ist eine abgeänderte Ausführungsform nach
F i g. 5. Hierbei sind die Schichten 2 und 5 vereinigt und ergeben eine neue Kalzium enthaltende Kunststoffschicht
112. 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% Dicumylperoxidhärter enthaltenden,
ι» härtbaren Polyäthylenelastomer beschichtet, und zwar durch Extrudieren, um eine 8 mm dicke Schicht zu bilden.
Auf jede der so gebildeten Kabelkerne wurde eine halbleitende Verbindung 1, 2, 3, 4 oder 5, gemäß Tabelle
HI, 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 1,0 N/mm2 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 Scheiben
wurden hinsichtlich ihrer Transparenz begutachtet und bezüglich ihrer Feuchtigkeitsabsorption nach der Methode
Karl Fischer bewertet.
Tabelle III | Halbleitende | Verbindung | 3 | 4 | 5*) |
1 | 2 | 100 | 100 | 100 | |
100 | 100 | ||||
Halbleitende Kunst | |||||
stoffverbindung, | 0 | 0 | 0 | ||
Teile | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 |
Kalziumoxid, Teile | 0 | 20 | |||
Magnesiumoxid, | 20 | 0 | 0 | ||
Teile | 0 | 0 | noch gut | noch gut | sehr schlecht |
Silicagel, Teile | gut | noch gut | 790 | 862 | 1811 |
Transparenz | 308 | 829 | |||
H2O-Gehalt, ppm | |||||
Anmerkung:
*) Vergleich.
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 zugege-
■r> ben. 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 Dampfatmo-
K) Sphäre von 160 Grad Celsius unter einem Druck von
0,5 N/mm2 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 Eigenschäften
eines jeden Laminats niedergelegt
Laminatprobe
6 7
11
Äthylen- Vinyl-
Acetat-Copolymer,
Teile
Kalziumoxid A,
Teile
Teile
100
100
30
100
100
100
11 | 7 | 25 19 574 | 9 | 12 | 11 | |
Laminatprobe | 0 | 0 | 0 | |||
6 | 10 | |||||
0 | 0 | 8 | 30 | 0 | 0 | |
Kalziumoxid B, | 30 | |||||
Teile | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
Kalziumoxid C, | 0 | |||||
Teile | 0 | 0 | 0 | 30 | 30 | |
Kalziumoxid D, | 0 | |||||
Teile | 0 | ausge | schlecht | 0 | noch gut | |
Kalziumoxid E, | zeichnet | 0 | ||||
Teile | schlecht | 191 | 615 | noch gut | 894 | |
Transparenz | 310 | schlecht | 300 | 435 | ||
1750 | 1,2 | 1,1 | 829 | 0,9 | ||
H2O-Gehalt, ppm | 450 | 453 | 420 | |||
Dehnung, % | 1,3 | 105 | 1,0 | |||
Zugfestigkeit, | 0,8 | |||||
kg/mm2 | ||||||
Anmerkungen:
fa) Kalziumoxid A ist ein unbehandeltes, teilchenförmiges Material mit einer Teilchengröße von 50 μπι oder weniger,
(bi Kalziumoxid B ist ein unbehandeltes, teilchenförmiges Material mit einer Teilchengröße von 51 μπι oder mehr.
(c) Kalziumoxid C ist ein mit einer aliphatischen Säure behandeltes, teilchenförmiges Material mit einer Teilchengröße von
50 um oder weniger.
(d) Kalziumoxid D ist ein mit einem Weichmacher behandeltes, teilchenförmiges Material mit einer Teilchengröße von
50 μπι oder weniger.
(e) Kalziumoxid E ist ein mit einem Prozeßöl behandeltes, teilchenförmiges Material mit einer Teilchengröße von 50 μπι
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 Bei-
spiel 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.
Tabelle V | Laminatproben | 13 | 14 | 15 |
12 | 100 | 100 | 100 | |
100 | 20 | 40 | 80 | |
Halbleitende Verbindung,
Teile |
5 | noch gut | gut | gut |
Kalziumoxid, Teile | sehr schlecht | 518 | 182 | 178 |
Transparenz | 935 | 3x103 | 6xlC | 5x10« |
Feuchtigkeitsgehalt, ppm | 1x103 | |||
Volumenwiderstand, | 380 | 295 | 95 | |
Ohm-cm | 450 | 113 | 10,8 | 7,8 |
Dehnung, % | 12,8 | 35 | 40 | 64 |
Zugfestigkeit, N/mm2 | 32 | gut | noch gut | gut |
Mooneyviskosität, ML2+3
(1200C) Aussehen des extr. |
gut | |||
Materials | ||||
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,
wo dann Wolkenzonen entstanden sind. Eine Zugabe von mehr als 70 Teilen erbringt unbefriedigende Ereebnisse.
Halbleitende Verbindungen, die aus 65 Teilen eines
Äthylenvmylacetatcopolymers und 35 Teilen Ruß beo5 standen, wurden mit Kalziumoxid und Dicumylperoxid
gemäß Tabelle Vl gemischt Jede dieser Mischungen wurde in Platten 16 bis 21 gespritzt Sie wurden Dampf
mit einer Temperatur von 160 Grad Celsius unter einem
Druck von 0,55 N/mm2 über eine Zeitdauer von 40 Minuten ausgesetzt. Daran anschließend wurden ihre
Eigenschaften gemäß Tabelle VI bestimmt
Tabelle Vl | Plattenprobe | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
16 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
100 | ||||||
Halbleitende | 0 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
Verbindung, Teile | 0 | 2 | 0 | 0,1 | 1,0 | 3 |
Kalziumoxid, Teile | 0 | |||||
Dicumylperoxid, | 15 | — | 20 | 13 | 7 | |
Teile | — | |||||
Mooney-Aushär | 85 | — | 65 | 95 | 98 | |
tungszeit, Min. | — | 2 | 15 | 10 | 8 | 7 |
Gelfraktion, % | 3 | 15,7 | 5,8 | 14,7 | 17,7 | 20,6 |
Dampfabsorption, % | 12,8 | |||||
Zugfestigkeit, | 300 | 35 | 280 | 250 | 180 | |
N/mm2 | 350 | 4x103 | 6x103 | 5x103 | 4x103 | 5x103 |
Dehnung, % | 5x103 | |||||
Volumenwiderstand | 9xl(P | 1x106 | 9 χ 1(H | 9x103 | 8x103 | |
bei 25° C, Ohm-cm | 3x10« | |||||
Volumenwiderstand | ||||||
bei 90° C, Ohm-cm | ||||||
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 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, zum Abschluß der Aushärtung während des Spritzprozesses und zu einer Unter-
brechung der Extrusion oder des Strangpressens (vgl. Probe 21).
d) Der Einschluß von Dicumylperoxid als Härter in die halbleitende Verbindung bewirkt wesentlich verbesserte mechanische Eigenschaften gegenübe" der
Abwesenheit des Härters (vgl. Proben 20 und 18).
e) Das gehärtete, Kalziumoxid enthaltende, halbleitende Blatt weist weniger Wasserabsorption als das
ungehärtete auf. Dies wegen seiner Netzwerkstruktur und wegen seines praktisch nicht vorhandenen Vermögens, unter Wasser aufzuquellen (vgl. Probe 20 mit
Probe 18).
Q 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 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 Messung des Volumenwiderstandes 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 Wasser
Keine dieser Erscheinungen konnte bei den gehärteter 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 Härters 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 dei
Isolierschicht vorhandenen und übertragenen Härten abzuschließen.
Ein Leiter mit einer Querschnittsfläche von 100 mm wurde durch Strangpressen mit einem härtbaren Poly
äthylen beschichtet, wobei eine Isolierschicht voi 14 mm Dicke gebildet wurde. Über der so erhaltene!
Isolierschicht wurde durch gleichzeitiges Strangpressei eine Mischung von 100 Teilen einer halbleitenden Ver
bindung, bestehend aus einem Äthylenvinylacetat-Co polymer und Ruß mit 30 Teilen Kalziumoxid ange
bracht. Es wurde eine halbleitende Schicht von einen Millimeter Dicke erzeugt. Die so erhaltenen Kabel
kerne 22, 24 wurden in Dampf unter verschiedene! Drücken gemäß Tabelle VII gehärtet, um mit gehärte
tem Polyäthylen beschichtete Kabel für 66 kV zu erzeu gen. Jedes so geschaffene Kabel wurde hinsichtlich de
verschiedenen Eigenschaften und Faktoren gemäß Ta belle VII ausgemessen.
Zu Vergleichszwecken wurde eine gleiche Probi ohne Kalziumoxid, d. h. 25, in gleicher Weise untersuch!
um zu den in Tabelle VII ausgeführten Weiten zu ge langen.
Tabelle VII | 25 | 19 574 | 23 | 24 | 16 | 1 | 26*) | |
15 | 0^8 | 1,47 | 1,47 | |||||
0,5 | 0,8 | 0,8 | ||||||
Dampfdruck, N/mm2 | Kabelkernproben | 85 | 83 | 25 | 84 | |||
Produktionsgeschwindigkeit, m/min | 22 | keine | wenige | 1^6 | mehr | |||
Gelfraktion, % | 0,49 | 210 | 560 | 0,9 | 1800 | |||
Wolkenzonen in der Isolierschicht | 0,3 | 86 | ||||||
H2O-GeIIaIt in der Isolierschicht, | 84 | 0,9 | 1,2 | wenige | 0,7 | |||
ppm | keine | 850 | ||||||
HiO-Absorption der halbleitenden | 205 | 260 | 220 | 350 | ||||
Schicht, % | 1,8 | |||||||
Dehnung der äußeren halbleitenden | 0,8 | 13,8 | n» | 13,8 | ||||
Schicht, % | 150 | |||||||
Zugfestigkeit der halbleitenden | 290 | 490 | 410 | 350 | ||||
Schicht, N/mm2 | 9,8 | |||||||
WechseJstrom-Durchschlag- | 14,7 | 900 | 830 | 800 l·· | ||||
Spannung, kV | 400 | |||||||
Impulsdurchschlag- | 480 | |||||||
Spannung, kV | 810 | |||||||
920 | ||||||||
Aus den vorstehenden Ergebnissen geht hervor, daß bei Anwendung eines Druckes von 0,5 oder 1,0 N/mm2
keine Wolkenzonen in der Isolierschicht auftreten, so daß erheblich verbesserte Durchschlagfestigkeiten gegenüber dem Anbringen höherer Drücke von 1,5 oder
2,0 N/mm2 erhalten werden. Auch wurde beobachtet, daß bei Aufbringen eines Druckes von 0,5 N/mm2 eine
verstärkte Dampfabsorption in der Isolierschicht eintritt.
In diesem Zusammenhang sei darauf verwiesen, daß
die Probe 23 unter Steigerung der Geschwindigkeit des Leiters von 0,5 m/min auf 0,8 m/min durch gleichzeitiges Aufbringen von Ultraschallwellen einer Leistung
von 2 kW und einer Frequenz von 400 kHz gesteigert werden konnte. Hierdurch wurde die Isolierschicht von
innen heraus aufgeheizt, und es wurde ein gleicher Härtungsgrad erreicht wie im Falle des Aufbringens von
Dampf mit einem Druck von 1,5 N/mm2.
Leiter mit einer Querschnittsfläche von 600 bis 1000 mm2 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 Äthylenvinylacetat-Copolymer und Ruß mit 30 Teilen
Kalziumoxid gleichzeitig, ebenfalls durch Strangpressen, aufgebracht. Es wurde eine halbleitende Schicht
von 1 bis 1,5 mm Dicke erhalten. Die so erzeugten Kabelkern-Proben 27 bis 29 wurden durch Bestrahlung mit
Ultraschallwellen einer Leistung von 3 kW und einer Frequenz von 400 kHz in Gegenwart von Dampf gehärtet. Es wurde ein mit gehärtetem Polyäthylen isoliertes Hochspannungskabel erzeugt Jedes dieser Kabel
wurde hinsichtlich seiner verschiedenen Eigenschaften und Faktoren gemäß Tabelle VIII durchgemessen.
Zu Vergleichszwecken wurden die Proben 30 bis 32 dem gleichen Härtungsverfahren unterzogen mit der
Abwandlung, daß auf die Eigenwirkung von Ultraschallwellen verzichtet wurde. Es wurden die Ergebnisse gemäß der folgenden Tabelle VIII erhalten.
Kabelkernproben | 28 | 29 | 30") | 31«) | 32 | |
27 | 77 | 154 | 66 | 77 | 154 | |
Nennspannung des fertig | 66 | |||||
gestellten Kabels, kV | 600 | 1000 | 600 | 600 | 1000 | |
Leiterquerschnitt, mm2 | 600 | 17 | 22 | 15 | 17 | 22 |
Dicke der Isolierschicht, mm | 15 | 1,0 | 1,5 | 1,0 | 1,0 | 1,5 |
Dicke der Halbleiterschicht, | 1,0 | |||||
mm | ja | ja | nein | nein | nein | |
Bestrahlung mit Ultraschall | ja | |||||
wellen | 20 | 30 | 24 | 31 | 45 | |
Härtungszeit, min | 15 | gut | gut | sehr | sehr | sehr |
Transparenz der Isolier | gut | schlecht | schlecht | schlecht | ||
schicht |
Kabelkernproben 27 28
30·)
31»)
32
schicht, ppm
spannung, kV
spannung, kV
Aus den vorstehenden Daten ergibt sich, insbeson- π
dere 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 Hartwigs- oder Produktionszeit um etwa zwei Drittel verkürzt wird; dies selbst
mit verbesserten dielektrischen Werten des fertiggestellten Kabels sowie mit dem sehr geringen Eindringen
von Dampf in die Isolierschicht
Leiter mit einer Querschnittsfläche von 100 bis 1500 mm2 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 Strang-
850
390
850
1120
480
910
1540
530
1240
25
pressen wurde über der so gebildeten Isolierschicht
eine Mischung aus 100 Teilen einer halbleitenden Verbindung bestehend aus einem Äthylenvinylacetat-Copolymer und RuB 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
Tabelle IX | Kabelkernproben | 34 | 35 | 36·) | 37·) | 38·) | 39·) |
33 | 66 | 154 | 66 | 66 | 66 | 154 | |
66 | |||||||
Nennspannung des fertig | 600 | 1500 | 100 | 100 | 600 | 1500 | |
gestellten Kabels, kV | 100 | 15 | 22 | 14 | 14 | 15 | 22 |
Leistungsquerschnitt | 14 | 2,0 | 2,0 | 2.0 | 0,5 | 2,0 | 2,0 |
Dicke der Isolierschicht | 1,5 | ||||||
Dicke der Halbleiter | 24 | 55 | 15 | 15 | 24 | 55 | |
schicht, mm | 15 | gut | gut | sehr | sehr | sehr | sehr |
Härtungszeit, min | gut | schlecht | schlecht | schlecht | schlecht | ||
Transparenz der | 188 | 191 | 1760 | 1030 | 1820 | 1950 | |
Isolierschicht | 180 | ||||||
Wassergehalt der Isolier | 510 | 720 | 330 | 350 | 380 | 540 | |
schicht, ppm | 480 | ||||||
Wechselstromdurch | 960 | 1580 | 810 | 820 | 840 | 1250 | |
schlagspannung, kV | 930 | ||||||
Impulsdurchschlag | |||||||
spannung, kV | |||||||
CaO.
Aus den vorstehenden Werten ergibt sich, daß das fertiggestellte Kabel für 154 kV mit einer Leiter-Querschnittsfläche von 1500 mm2 eine Isolierschicht hat, in
die kein Dampf während dos 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 Leiterquerschnittsfläche von 100 mm2, einer Polyäthylenisolierschicht 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
Erfin- Vergleich
dungsgemäß
Auftreten von Wasserein- keine 7
Schlüssen (Water-treeing),
Anzahl/mm2
Durchschlagsspannung, kV 260 150
Impulsdurchschlag- 720 480
Spannung, kV
Die vorstehenden Werte sind dahingehend zu inter- 15 von Wasserstellen oder Wassereinschlüssen verhindert
pretieren, daß die Anwesenheit eines Feuchtigkeit ab- und zu einer verbesserten Durchschlagsfestigkeit führt
sorbierenden Mittels, d. h. Kalziumoxid, das Auftreten
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (9)
1. Starkstromkabel mit einem elektrischen Leiter und einer auf diesem angeordneten, gehärteten >
Isolierschicht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine weitere Schicht einer Kunst-Stoffverbindung mit etwa 100 Gewichtstellen eines
Thermoplasten und etwa 5 bis 70 Gewichtsteilen Kalziumoxid vorgesehen ist i<
>
Z Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Schicht zusätzlich 100 Gewichtsteile einer durch Zugabe von etwa 40 bis 80
Gewichtsteile eines fein verteilten leitfähigen Materials halbleitend gemachten, thermoplastischen r>
Kunststoffverbindung aufweist
3. Kabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kalziumoxid eine durchschnittliche Teilchengröße von nicht mehr als 50μΐπ im
Durchmesser aufweist. -"
4. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere Schicht zusätzlich
zwischen dem elektrischen Leiter und der Isolierschicht vorgesehen ist
5. Verfahren zur Herstellung eines isolierten, -'">
elektrischen Starkstromkabels nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Bildung der Isolierschicht auf dem elektrischen Leiter ein härtbares Kunststoffisoliermaterial vorgesehen wird, daß über dieser Isolierschicht die s<
> Schicht der Kunststoffverbindung mit 100 Gewichtsteilen des Thermoplasten und 5 bis 70 Gewichtsteilen Kalziumoxid angeordnet wird und daß
die Isolierschicht und die Schicht aus der Kunststoffverbindung gleichzeitig mittels Dampf gehärtet »>
werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffverbindung 100 Gewichtsteile eines halbleitenden Thermoplasten mit
40 bis 80 Gewichtsteilen eines fein verteilten leit- w
fähigen Materials zugemischt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß Dampf mit einem Druck von 2 bis
15 kg/cm2 verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch 4> gekennzeichnet, daß der Kunststoffverbindung zusätzlich ein Härter in einer solchen Menge
zugegeben wird, daß er nicht mehr als die Hälfte des dem Material der Isolierschicht zugegebenen
Härters beträgt "><>
9. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß zusammen mit Dampf und
Ultraschallwellen gehärtet wird.
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