DE2525419A1

DE2525419A1 - Electric cable insulation - comprises polymeric insulation layer and discharge stabilising layer contg. keto and hydroxy cpds.

Info

Publication number: DE2525419A1
Application number: DE19752525419
Authority: DE
Inventors: Manfred Dr Phil Saure; Johann Dipl Chem Wartusch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1975-06-07
Filing date: 1975-06-07
Publication date: 1976-12-16

Abstract

An electric cable with good voltage resistance comprises a polymeric insulation layer (I) coated with a layer (II) contg. at least one voltage stabiliser (III). (I) comprises partially or totally stabilising keto- and/or hydroxy cpds. (III) migrates easily to voids in the insulation after discharges and fills these up, if (III) is present in high enough concn.

Description

"Elektrisches Kabel mit verbesserter Spannungsfestigkeit" Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Kabel mit verbesserter Spannungsfestigkeit, bei dem an die Isolationsschicht mindestens eine Stabilisatoren enthaltende Schicht angrenzt. "Electrical Cable with Improved Dielectric Strength" The present The invention relates to an electrical cable with improved dielectric strength, in the case of the layer containing at least one stabilizer on the insulation layer adjoins.

Es sind bereits Isolationen für Hochspannungskabel bekannt, deren Aderisolierung sogenannte spannungsstabilisierende Zusätze enthält. Diese Zusätze sollen die Resistenz der Isolation gegenüber erhöhten elektrischen Feldbeanspruchungen verbessern, die insbesondere in Lunkern oder Rissen bzw. an Fremdstoffen in der Isolation vorliegen können, Zur Verbesserung der Isolation, insbesondere an ihren Grenzschichten, hat man auch bereits angrenzende, flüssige Schichten angeordnet, die zusätzlich stabilisierend wirkende Verbindungen enthalten können, um an den Grenzen der Isolationsschicht eine ausreichende Konzentration an stabilisierend wirkenden Komponenten zu gewährleisten.There are already known insulation for high-voltage cables whose Core insulation contains so-called voltage stabilizing additives. These additions are intended to increase the resistance of the insulation to increased electrical field stresses improve, especially in voids or cracks or on foreign matter in the Isolation may be present, To improve isolation, especially at their Boundary layers, if adjacent, liquid layers have already been arranged, which may also contain stabilizing compounds to the Limits the insulation layer a sufficient concentration of stabilizing to ensure effective components.

In den meisten Fällen entspricht aber die Spannungsfestigkeit solcher Isolationsanordnungen wegen der erhöhten Beanspruchungen an den kritischen Grenzflächen nicht den Anforderungen, zumal die Migrationsfähigkeit der Stabilisatoren in solchen Anordnungen nicht dem Bedarf nachkommt.In most cases, however, the dielectric strength corresponds to this Isolation arrangements because of the increased stresses on the critical interfaces Not the Requirements, especially the ability of the stabilizers to migrate does not meet the need in such arrangements.

Die vorliegende Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß Zersetzungsprodukte von Peroxiden, insbesondere von Dicumylperoxid, wie Acetophenon und,o('imethylbenzylalkohol wirksame migrationsfreudige Stabilisatoren darstellen. Da aber deren Konzentration in den Grenzschichten nicht den Erfordernis3en entspricht, sieht die Erfindung vor, in einer an die Isolationsschicht angrenzenden Schicht stabilisierend wirkende Keto- und/oder Hydusylverbindungen in hoher Konzentration anzuordnen.The present invention is based on the knowledge that decomposition products of peroxides, especially of dicumyl peroxide, such as acetophenone and 'o (' imethylbenzyl alcohol are effective stabilizers that are easy to migrate. But there their concentration does not meet the requirements in the boundary layers, the invention provides in a layer adjoining the insulation layer with a stabilizing effect, keto and / or to arrange hydusyl compounds in high concentration.

Wie Versuche gezeigt haben, wandern die stabilisierend wirkenden Verbindungen aus aromatischen Ketonen und aromatischen Alkoholen bei Entladungsvorgängen in der Isolation schnell in die entstehenden Hohlräume (treeings) und füllen diese, wenn die Stabilisatoren in genügender Konzentration vorhanden sind. Bei einer Anordnung der stabilisierend wirkenden Verbindungen in einer angrenzenden Schicht kann gewährleistet werden, daß genügend aromatisches Keton- bzw. Hydroxylverbindung zur Verfügung steht, um bei Entladungen in den Grenzschichten entstehende Hohlräume zu füllen.As tests have shown, the stabilizing compounds migrate from aromatic ketones and aromatic alcohols during discharge processes in the Isolation quickly in the resulting cavities (treeings) and fill them, if the stabilizers are present in sufficient concentration. With an arrangement the stabilizing compounds in an adjacent layer can be guaranteed that enough aromatic ketone or hydroxyl compound is available, in order to fill cavities that arise in the boundary layers during discharges.

Die Wirkung des Ketons und Alkohols an sich bzw. des Gemisches aus beiden ist jedoch noch steigerungsfähig. Es wurde nämlich gefunden, daß bei elektrischer Beanspruchung die Wanderung der stabilisierenden Verbindungen in Hohlräume der Isolation durch weitere Additive noch verbessert werden kann. In einer Isolation aus Polyäthylen zeigte es sich, daß die Füllung von Hohlräumen schneller und vollständiger vor sich geht, wenn dem Stabilisator noch ein Netzmittel zugesetzt worden ist.The effect of the ketone and alcohol per se or the mixture however, there is still room for improvement for both. It has been found that with electrical Stress the migration of the stabilizing compounds into voids in the insulation can be further improved by further additives. In a polyethylene insulation it was found that the filling of cavities was faster and more complete works if a wetting agent has been added to the stabilizer.

Eine besonders ausgeprägte Wirkung zeigte dabei ein nicht ionogenes Netzmittel, dessen eines Molekülende aus einem lipophilen Perfluorkohlenstoff besteht und dessen anderes Ende über eine Sulfonamidgruppe mit Äthylenoxidaddukten verbunden ist.A non-ionic one showed a particularly pronounced effect Wetting agent, one end of the molecule of which consists of a lipophilic perfluorocarbon and the other end of which is connected to ethylene oxide adducts via a sulfonamide group is.

Weiterhin hat es sich als zweckmäßig erwiesen, in der angrenzenden Schicht ein an sich bekanntes, stabilisierend wirkendes hocharomatisches Kohlenwasserstofföl auf Phenanthrenbasis und Derivaten in Kombination mit den Ketonen und Hydroxylverbindungen zu verwenden. Als vorteilhaft hat sich ein Gemisch herausgestellt, das zu etwa gleichen Anteilen aus dem Kohlenwasserstofföl und den aromatischen Ketonen und Hydroxylverbindungen besteht. Es ist in der lage, das teilkristalline Polyäthylen bei Raumtemperatur anzuquellen, so daß elektrisch gefährdete Stellen der Isolation auf diese Weise leichter erreicht werden. Dieser Vorgang kann noch zusätzlich beschleunigt werden, wenn das bereits genannte Netzmittel dem Kohlenwasserstofföl zugesetzt wird.Furthermore, it has proven to be useful in the adjacent Layer a known, stabilizing highly aromatic hydrocarbon oil based on phenanthrene and derivatives in combination with the ketones and hydroxyl compounds to use. A mixture that is approximately the same has been found to be advantageous Portions from the hydrocarbon oil and the aromatic ketones and hydroxyl compounds consists. It is able to produce the partially crystalline polyethylene at room temperature to swell, so that electrically endangered areas of the insulation in this way can be reached more easily. This process can be accelerated even further, when the aforementioned wetting agent is added to the hydrocarbon oil.

Für die Herstellung der gegen elektrische Beanspruchungen stabilisierten Isolationen kommen organische Hochpolymere, insbesondere Polyolefine, in erster Linie Äthylen-Homo- oder Copolymerisate oder Mischungen von beiden in Betracht, auf die eine angrenzende Schicht aus stabilisierend wirkenden Verbindungen aus aromatischen Keto- und/oder Hydroxylverbindungen in geeigneter Weise aufgebracht wird.For the production of stabilized against electrical stress Organic high polymers, especially polyolefins, come first Line ethylene homo- or copolymers or mixtures of both are possible, on the adjacent layer of stabilizing compounds from aromatic Keto and / or hydroxyl compounds is applied in a suitable manner.

In besonders vorteilhafter Weise kann die Erfindung bei einer Kabelisolation aus peroxidisch vernetztem Polyäthylen oder Copolymeren des Äthylens Anwendung finden, so daß die an den Grenzschichten der Isolation in nicht genügender Konzentration vorhandenen stabilisierenden Spaltprodukte, wie Acetophenon und Cusylalkohol durch die erfindungsgemäß in der angrenzenden Schicht angereicherten gleichen Verbindungen nachgeliefert werden können.The invention can be used in a particularly advantageous manner in the case of cable insulation made of peroxidically cross-linked polyethylene or copolymers of ethylene are used, so that those at the boundary layers of the insulation in insufficient concentration existing stabilizing cleavage products, such as acetophenone and cusyl alcohol the same compounds enriched according to the invention in the adjacent layer can be delivered later.

Wenn in der Isolationsschicht bereits stabilisierend wirkende Zusätze vorgesehen werden, kann durch Nachlieferung von Stabilisatoren aus der angrenzenden Schicht die erforderliche Konzentration an Stabilisatoren in den Grenzschichten der Isolation aufrechterhalten werden.If additives already have a stabilizing effect in the insulation layer can be provided by subsequent delivery of stabilizers from the adjacent Layer the required concentration of stabilizers in the boundary layers of isolation must be maintained.

In bestimmten Fällen kann es sich als zweckmäßig erweisen, die Stabilisatoren durch anorganische oder organische Zusätze in ihrer Konsistenz so zu verändern, daß sie den jeweiligen Verarbeitungsbedingungen angepaßt sind. So hat sich als Bindemittel z.B. Polyisobutylen als brauchbar erwiesen.In certain cases it may prove useful to use the stabilizers to change their consistency through inorganic or organic additives in such a way that that they are adapted to the respective processing conditions. So has been used as a binder e.g., polyisobutylene has been shown to be useful.

Die angrenzende Schicht kann aber auch aus den Komponenten aufgebaut werden, wie sie für die Herstellung der Leiterglättungsschicht bzw. der äußeren halbleitenden Schicht Anwendung finden.The adjacent layer can, however, also be built up from the components as they are for the production of the conductor smoothing layer or the outer semiconducting layer application.

Das Verhältnis der stabilisierend wirkenden Ketoverbindung zu der Hydroxylverbindung sollte vorteilhaft 1:1 bis 4:1 betragen.The ratio of the stabilizing keto compound to the Hydroxyl compound should advantageously be 1: 1 to 4: 1.

4 Seiten Beschreibung 12 Ansprüche4 pages description 12 claims

Claims

Patent claims 3 Electrical cable with improved dielectric strength from an insulating layer made of organic high polymers, to which at least one Adjacent layer containing voltage stabilizers, characterized in that the adjoining layer wholly or partly of stabilizing keto compounds and / or hydroxyl compounds.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the keto compounds aromatic ketones, especially acetophenone, and that the hydroxyl compounds consist of aromatic alcohol, in particular o, I -dimethylbenzyl alcohol.

3. Cable according to claim 1 and 2, characterized in that in the adjacent layer the ratio of the stabilizing keto compound to the hydroxyl compound is 1: 1 to 4: 1.

4. Cable according to claim 1 to 3, characterized in that the stabilizing active compounds in a stabilizing aromatic hydrocarbon oil are resolved.

5. Cable according to claim 4, characterized in that the hydrocarbon oil is a highly aromatic tar oil distillate, which contains substantial proportions of phenanthrene derivatives and similar fused aromatics.

6. Cable according to claim 4 and 5, characterized in that the mixture from equal parts of the hydrocarbon oil and the mixture of keto and hydroxyl compounds consists.

7. Cable according to claim 1 to 6, characterized in that the adjacent Layer contains small amounts of a wetting agent.

8. Cable according to claim 7, characterized in that the wetting agent is a nonionic ethylene oxide adduct with a perfluorocarbon sulfonamide.

9. Cable according to claim 1 to 8, characterized in that the adjacent Layer additionally contains proportions of a polymeric binder.

10. Cable according to claim 9, characterized in that the adjacent Layer a conductor smoothing layer and / or an outer semiconducting layer of the Cable is.

11. Cable according to claim 1, characterized in that the insulation consists of crosslinked polyethylene or copolymers of ethylene.

12. Cable according to claim 1 to 11, characterized in that also the insulation layer contains stabilizing additives.