DE2540866A1

DE2540866A1 - High voltage electric cable with laminated dielectric tape - of poly-propylene and cellulose impregnated with silicone and mineral oil

Info

Publication number: DE2540866A1
Application number: DE19752540866
Authority: DE
Inventors: Jeremy Arthur Heath Counsell; Antony Cecil Guy Secrett
Original assignee: BICC PLC
Current assignee: Balfour Beatty PLC
Priority date: 1974-09-13
Filing date: 1975-09-13
Publication date: 1976-03-25
Also published as: IT1051587B; JPS51138879A; CA1021415A; SE7510178L; NO753093L

Abstract

Electric cable for very high voltage, in which the dielectric consists (partly) of laminated tape, with a layer of high pressure polypropylene or polyethylene, pref. polypropylene, bonded to cellulose layer(s) and impregnated with an insulating fluid, based on a mixt. of a fluid polydiorganosiloxamer (I), with a viscosity of min. 10 cSt at 25 degrees C, and a selected hydrocarbon oil (II), uses (I) and (II) in such proportions that the mixt. causes 3-4.5% swelling, after prolonged action at 85 degrees C, based on the total thickness of a sample of the laminate and measured normal to the surface at a pressure of 0.5 MN/m2 between the surfaces. Pref. (I) is a polydimethylsiloxamer (Ia) with a viscosity of 10-100 cSt at 25 degrees C and (II) an alkylated benzene oil with a viscosity of max. 60, pref. max. 20 cSt at 20 degrees C. The dielectric pref. has thin inner and outer zones of cellulose paper tape, pref. only 2 layers for each zone. (I) has good dielectric props. and does not swell polypropylene but is much more costly than (II). Satisfactory results are obtd. with a mixt. of (I) and (II) giving the particular swelling results.

Description

Für diese Anmeldung werden die Prioritäten aus den britischen Patentanmeldungen Nr. 40037/74 und 40038/74 vom 13. September 1974 und Nr. 41900/74 vom 26. September 1974 beansprucht.For this application the priorities are taken from the UK patent applications No. 40037/74 and 40038/74 of September 13, 1974 and No. 41900/74 of September 26 Claimed in 1974.

Elektrisches Kabel für Höchstspannungen Die Erfindung bezieht sich auf Kabel für Höchstspannungen (vorgeschlagen, aber noch nicht in Dienst gestellt), bei denen das Dielektrikum mindestens teilweise aus Bändern auf£ebaut ist, die aus einer Polypropylen- oder Polyäthylenschicht hoher Dichte bestehen, die mindestens an eine Zellulosepapierschicht gebunden und mit einem Isoliermedium imprägniert sind, und derartige Kabel werden im nachfolgenden als "Polyalkylen-Schichtkabel" bezeichnet. Das Polypropylen oder Polyäthylen kann kleine Mengen von Comonomeren enthalten. Extra high voltage electrical cable The invention relates to on cables for extra high voltages (proposed but not yet put into service), in which the dielectric is at least partially built on from strips that are made of consist of a polypropylene or polyethylene layer of high density, which at least bound to a cellulose paper layer and impregnated with an insulating medium are, and such cables are hereinafter referred to as "polyalkylene layer cables" designated. The polypropylene or polyethylene can contain small amounts of comonomers contain.

Bei der Konstruktion von Polyalkylen-Schichtkabeln muß der Neigung der Polypropylen- oder Polyäthylenschicht, Isoliermedium zu absorbieren, Rechnung getragen werden, wobei sie auf diese Weise das Bestreben hat, ihr Volumen zu vergrößern (daher der übliche Ausdruck anquellen), und disruptive mechanische Kräfte erzeugt, die bei Auswahl eines ungeeigneten Isoliermediums ausreichen können, um einen Bruch und/oder eine Entschichtung der Bänder zu verursachen, oder es in weniger extremen Fällen unmöglich machen können, das imprägnierte Kabel auf eine Trommel von annehmbarem Durchmesser aufzuwickeln, ohne daß sich die Bänder in Falten legen, was beim Wickeln und/oder beim nachfolgenden Abwickeln in Erscheinung tritt. Diese Schwierigkeiten können für die meisten Installationen durch Auswahl eines entsprechenden Kohlenwasserstofföls und eines passenden Papieres für den Schichtwerkstoff überwunden werden, und zwar in aber einstimmung mit der deutschen Patentanmeldung P 20 51 562.2, doch können immer noch Schwierigkeiten in Ausnahmefällen von Installationen auftreten, bei denen ein Kabel einer Bewegung unterliegt, nachdem es (z.B. im Gebrauch) eine beträchtliche Zeitdauer lang erhitzt worden ist. Beispiele dafür schließen Kabel ein, die nach einer Gebrauchsperiode neu verlegt werden nissen, sowie Kabel, die nicht direkt in den moden vergraben werden, sondern an beabstandeten Stellen abgestützt sind (wie beispielsweise in Kabeltunneln, die häufig Wasserkraftstationen zugeordnet sind), so daR Wärmeausdehnungen kleine, aber bedeutsame Bewegungen erzeugen können. In the construction of polyalkylene layer cables, the inclination must be taken into account the polypropylene or polyethylene layer to absorb insulating medium, account be worn, in which way it tends to increase its volume (hence the common expression swell), and generates disruptive mechanical forces, which, if an unsuitable insulating medium is selected, can be sufficient to cause a break and / or to cause delamination of the ligaments, or it in less extreme In cases it can make impossible to put the impregnated cable on a drum of acceptable Wind up diameter without the tapes being wrinkled, which is what happens when winding and / or at subsequent unwinding occurs. These Difficulties can arise for most installations by choosing an appropriate one Hydrocarbon oil and a suitable paper for the layer material overcome in accordance with the German patent application P 20 51 562.2, but difficulties can still arise in exceptional cases of installations, in which a cable is subject to movement after it has (e.g. in use) a has been heated for a considerable period of time. Examples of this include cables ones that are re-laid after a period of use, as well as cables that should not be buried directly in the modes, but supported at spaced-apart locations are (such as in cable tunnels, which are often assigned to hydroelectric power stations are) so that thermal expansion can produce small but significant movements.

Es wurde festgestellt, daß strömungsfähige Polysiloxarnere (Polysiloxane oder Silikone) mit zwei Kohlenwasserstoff-Substituenten pro Siliziumatom, im nachfolgenden Diorganosiloxamere genannt, gute elektrische Eigenschaften haben und außer jenen mit sehr niedrigem Molekulargewicht kein bedeutendes Quellen des Polypropylen verursachen, aber diese völlig synthetischen Medien bzw. Strömungsmittel sind zur Zeit viel kostspieliger als Kohlenwasserstofföle, die aus Petroleumölen abgezogen oder aus Petroleumextrakten synthetisiert werden, und diese Relation scheint sicherlich für eine beträchtliche Zeit zu gelten, und zwar trotz vorhersagbaren Erhöhungen der Petroleum-bzw. Erdölpreise. Zur Zeit kosten die billigsten Polyorganosiloxamere , die erhältlich sind, in Großbritannien etwa das Zehnfache des Preises für Kohlenwasserstoff-Isolieröle, und zwar auf Voluiiienbasis. It has been found that flowable polysiloxanes (polysiloxanes or silicones) with two hydrocarbon substituents per silicon atom, hereinafter Called diorganosiloxamers, have good electrical properties and besides those very low molecular weight does not cause significant swelling of polypropylene, but these completely synthetic media or fluids are currently much more expensive as hydrocarbon oils extracted from petroleum oils or from petroleum extracts be synthesized, and this relation certainly seems to be for a considerable Time to apply, despite predictable increases in petroleum respectively. Oil prices. Currently the cheapest polyorganosiloxamers available cost in the UK about ten times the price of hydrocarbon insulating oils on a volume basis.

Es wurde daher die Verwendung von Gemischen aus Kohlenwasserstoffölen mit Diorganosiloxameren in Betracht gezogen. Technisch annehmbare Resultate kennen erzielt werden durch Verwendung eines willkürlich großen Anteils von Diorganosiloxameren, doch war es bisher sehr schwierig, den erforderlichen Anteil zu ermitteln, damit sich ein wirtschaftliches und dennoch technisch einwandfreies Resultat ergibt die Absorption von Strömungsmittel durch das Polypropylen oder Polyäthylen kann nicht direkt in einem experimentellen Kabel beobachtet werden, da die Zugspannung in den Schihthnern jegliche beobachtbare Ausdehnung des überlappten bzw. aufgewickelten Schichtbandkörpers als Ganzes hemmt und in den meisten Fällen völlig verhindert, und das "Quellen kann nur durch langxierige und kostspielige Experimente geschätzt werden, die so ausgelegt sind, daß die Verschlechterung der niegeeigenschaften einer Kabelprobe nach Wärmebehandlung beobachtet wird. There has therefore been the use of mixtures of hydrocarbon oils with diorganosiloxamers considered. Know technically acceptable results are achieved by using an arbitrarily large proportion of diorganosiloxamers, but it was so far very difficult to get the required proportion determine so that an economical yet technically flawless result is achieved results in the absorption of fluid by the polypropylene or polyethylene cannot be observed directly in an experimental cable because of the tensile stress in the shoes any observable expansion of the overlapped or coiled As a whole inhibits and in most cases completely prevents and that "swelling can only be estimated by lengthy and costly experimentation." which are designed so that the deterioration in the low properties of a Cable sample is observed after heat treatment.

Bei dem Polyalkylen-Schichtkabel gemäß der Erfindung besteht das isolierende Strömungsmittel im wesentlichen aus einem Gemisch aus einem strömungsfähigen Polydiorganosiloxamer (wie definiert) mit einer Viskosität von mindestens 10 Centistokes bei 25°C und einem Kohlenwasserstofföl in so ausgewählten Anteilen, daß nach längerer Einwirkung bei 85 0C ein Quellen oder eine Schwellung erzeugt wird, die senkrecht zur Fläche einer Probe des Schichtwerkstoffs bei einem Zwischenflächendruck 2 von 0,5 IlN/m im Bereich von 3 - 4,5 % zu messen ist, errrechnet auf der Basis der Gesamtdicke des Schichtwerkstoffs. In den meisten Fällen wird die Schwellung bzw. das Quellen aufgrund verlängerter Einwirkung nach einer Einwirkungsdauer auf das strömungsfähige Gemisch von wenigen 100 Stunden erreicht werden. In the polyalkylene layer cable according to the invention, there is insulating fluid consisting essentially of a mixture of a flowable Polydiorganosiloxamer (as defined) having a viscosity of at least 10 centistokes at 25 ° C and a hydrocarbon oil in proportions selected so that after longer Exposure to 85 0C produces a swelling or swelling that is perpendicular to the surface of a sample of the layer material at an interfacial pressure 2 of 0.5 IlN / m in the range of 3 - 4.5% is to be measured, calculated on the basis of the total thickness of the coating material. In most cases there will be swelling or swelling due to prolonged exposure after a period of exposure to the fluid Mixture can be achieved in a few 100 hours.

Normalerweise wird es notwendig sein, einen Stapel von Proben zu messen, um Messungen von der erforderlichen Präzision zu erhalten; eine geeignete experimentielle Technik wurde in der Literatur bereits beschrieben (Drage,Secrett und Reynolds, "Conpatibility of Liquids and Polymers in Mixed EliV Dielectrics" im Jahresbericht der NAS - NRC Conference of on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena 1970, Seiten 100 - 106, auf den Seiten 101 - 102).Usually it will be necessary to measure a batch of samples to get measurements of the required precision; a suitable experimental one Technology has already been described in the literature (Drage, Secrett and Reynolds, "Conpatibility of Liquids and Polymers in Mixed EliV Dielectrics" in the annual report the NAS - NRC Conference of on Electrical Insulation and Dielectric Phenomena 1970, Pages 100 - 106, on pages 101 - 102).

Die Zusammensetzung dieses Gemisches, welches das besondere Schwellen erzeugt, hängt von der Type des ausgewählten Kohlenwasserstofföl ab und außerdem von den Eigenschaften des Polypropylen /- oder Polyäthylen/Papier - Schichtwerkstoffs, insbesondere den relativen Dicken der Schichten. Typische Werte für Schichtwerkstoffe mit einer Polypropylen oder Polyäthylenschicht, eingeschichtet zwischen zwei Papierschichten, von denen jede etwa halb so dick ist wie die Polypropylen- oder Polyäthylenschicht, liegen im Bereich von 40 - 80 Volumenprozent des Polydiorganosiloxamers. Nur öle mit einem hohen Naphthengehalt erfordern Polydiorganosiloxamerpegel im höchsten Teil des angegebenen Bereiches. The composition of this mixture is what makes it special depends on the type of hydrocarbon oil selected and more on the properties of polypropylene / - or polyethylene / paper - Layer material, in particular the relative thicknesses of the layers. Typical values for laminated materials with a polypropylene or polyethylene layer, coated between two layers of paper, each about half as thick as the polypropylene or polyethylene layer, are in the range of 40-80 percent by volume of the polydiorganosiloxamer. Only oils with a high naphthene content require polydiorganosiloxamer levels at the highest Part of the specified area.

Bevorzugte Polydiorganosiloxamere sind die PolydimethyS siloxamere und insbesondere jene mit Viskositäten im Bereich von 10 - 100 Centistokes bei 25°C. Isolieröle auf Mineralölbasis können verwendet werden, und von diesen werden aromatisch/ paraffinische öle bevorzugt, da sie weniger an kostspieligem Polydiorganosiloxamer erfordern als öle mit überwiegendem Naphtengehalt. Öle'auf Mineralölbasis haben vorzugsweise-eine Viskosität von nicht mehr als 20 Centistokes bei 200 In der Hauptsache jedoch wird es vorgezogen, als Kohlenwasserstofföl ein alkaliertes Benzolöl zu verwenden. Vorzugsweise hat das alkalierte Benzol eine Viskosität von unter 60 Centistokes bei 200C und optimal weniger als 20 Centistokes bei 200C; vorzugsweise haben im wesentlichen alle seine Moleküle zwischen 15 und 25 Kohlenstoffatome. Es wird vorgezogen, als alkaliertes Benzol ein Nonoalkybenzol von entsprechendem Molekulargewicht oder ein Gemisch solcher Monoalkybenzole zu verwenden. Im allgemeinen werden Monoalkybenzole mit Alkylgruppen gerader Kette bevorzugt. Preferred polydiorganosiloxamers are the polydimethylsiloxamers and especially those with viscosities in the range of 10-100 centistokes at 25 ° C. Mineral oil-based insulating oils can be used, and of these, aromatic / Paraffinic oils are preferred as they are less of costly polydiorganosiloxamer require oils with a predominant naphtha content. Have mineral-based oils preferably-a viscosity of not more than 20 centistokes at 200 in the main however, it is preferred to use an alkaline benzene oil as the hydrocarbon oil. Preferably the alkalized benzene has a viscosity less than 60 centistokes at 200C and optimally less than 20 centistokes at 200C; preferably have im essentially all of its molecules between 15 and 25 carbon atoms. It is preferred as alkalized benzene, a nonoalkybenzene of the appropriate molecular weight or to use a mixture of such monoalkybenzenes. In general, monoalkybenzenes are used with straight chain alkyl groups preferred.

1- Dodecylbenzol ist im Handel in relativ reinen Formen mit einer Viskosität von etwa 10 - 20 Centistokes bei 200C erhältlich, und diese Materialien werden bevorzugt.1- Dodecylbenzene is commercially available in relatively pure forms with a Viscosity of about 10-20 centistokes at 200C available, and these materials are preferred.

Das PciLypropylen oder Polyäthylen hoher Dichte des Schichtwerkstoffes sollte von einer Güteklasse sein» die im wesentlichen im strömungsfähigen Gemisch unlöslich ist, wobei eine geeignete Güteklasse von Polypropylen für die meisten Gemische diejenige ist, die von der Firma IF-rperial Chemical Industries Ltd. unter der Bezeichnung "PXC 339in vertrieben wird. The PciLypropylene or high density polyethylene of the laminate material should be of a quality class that is essentially a fluid mixture is insoluble, being a suitable grade of polypropylene for most Mixtures is that manufactured by IF-rperial Chemical Industries Ltd. under the designation "PXC 339in is sold.

Es sind vorzugsweise zwei Zellulosepapierschichten vorhandeln, von denen jeweils eine jede Seite des Schichtwerkstoffs bildet, und der Schichtwerkstoff ist vorzugsweise von der extrusionsgebundendn Art. Ein derartiger Schichtwerkstoff wird dadurch gebildet, daß ein Band oder Streifen aus dem Polypropylen oder Polyäthylen aus einer Schlitzdüse mit einer entsprechenden erhöhten Temperatur, im typischen Fall etwa 300°C bei Polypropylen, strangepreßt wird und dann, bevor es abkilhlt, zwischen zwei Papierstreifen eingefangen und an diese gebunden wird, die auf einer viel niedrigeren Temperatur (normalerweise im Bereich von Raumtemperatur bis etwa 100 C) liegen. Diese wird manchmal als "vorgespannt" bezeichnet, weil im normalen Arbeitsbereich (und ohne Imprägniermittel) die Papierschichten die Polypropylen- oder Polyäthylenschicht in einem elastisch ausgedehnten Zustand halten. There are preferably two layers of cellulose paper, of each of which forms each side of the layer material, and the layer material is preferably of the extrusion-bound type. Such a laminate material is formed in that a tape or strip of the polypropylene or polyethylene from a slot nozzle with a correspondingly elevated temperature, typically Fall about 300 ° C for polypropylene, is extruded and then, before it cools, is caught between two strips of paper and tied to them on a much lower temperature (usually in the range of room temperature to about 100 C). This is sometimes referred to as "biased" because in normal Work area (and without impregnating agent) the paper layers the polypropylene or keep the polyethylene sheet in an elastically expanded state.

Die Papierschichten des Schichtwerkstoffs sollten viel dünner sein als normale Kabelpapiere; selbst in den äußeren Teilen des Dielektrikums oder in den Teilen desselben, die durch Schichtbänder gebildet werden, sollte die Dicke einer Papierschicht vorzugsweise 80 Mikrometer nicht überschreiten. In der inneren, hochbeanspruchten Zone des Dielektrikums' wo die elektrische Beanspruchung am größten ist, sollte keine der Papierschichten normalerweise dicker sein als 50 Mikrometer, jede hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 20 - 25 Mikrometer. The paper layers of the laminate material should be much thinner than normal cable papers; even in the outer parts of the dielectric or in the parts of the same that are formed by laminated tapes should be the thickness of a paper layer preferably not exceed 80 micrometers. In the inner, Highly stressed zone of the dielectric where the electrical stress is greatest normally none of the paper layers should be thicker than 50 microns, each is preferably about 20-25 micrometers thick.

Das bevorzugte Papier für die inneren Teile des Dielektrikums ist ein unkalandriertes Papier von elektrischem GUte. The preferred paper for the inner parts of the dielectric is an uncalendered paper of electrical grade.

grad von mittlerer Faserlänge in einer Dichte von 0,7 g/cm3 und einer Undurchlässigkeit von mehr als 10.000 Gurley-Sekunden.degree of medium fiber length in a density of 0.7 g / cm3 and one More than 10,000 Gurley seconds impermeability.

Ein solches Papier ist Kraftpapier fÜr Spulenwick1unen, allgemein hergestellt entsprechend der britischen Norm BS 698: 1956, Klasse 1A, bis zu dem sehr hohen Standard von chemischer Reinheit, die normalerweise Kondensatorgeweben zugeordnet ist. Für äußere 'Peile des Dielektrikums kann Kraftpapier von der Qualität, die als elektrolytisches Kondensatorgewebe vertrieben wird, vorzuziehen sein, da dieses eine höhere Bindungsfestigkeit ergibt.One such paper is Kraft paper for coil winding, in general manufactured according to British standard BS 698: 1956, class 1A, up to the very high standard of chemical purity, normally condenser fabrics assigned. For outer 'bearings of the dielectric, Kraft paper of the quality, as electrolytic capacitor cloth is preferable as this gives a higher bond strength.

Die Papierschichten können mit einem aktiven Material gelacken iden, welches in der GE-PS 1 85 474 beschrieben ist und aktiviertes Alurniniumoxid oder ein anderes aktives Metalloxid, hydriertes Metalloxid, Hydroxid, Carbonat oder basisches Carbonat ist, welches sorptive FFihiglçeiten vergleichbar mit denen des aktivierten Aluminiumoxids, aufweist, um die Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften infolge Verl3nreinigung des Imprägniermittel durch Reste von Kunststoffmaterial auf ein Mindestmaß herabzusetzen. The paper layers can be varnished with an active material, which is described in GE-PS 1 85 474 and activated aluminum oxide or another active metal oxide, hydrogenated metal oxide, hydroxide, carbonate or basic Carbonate is what sorptive capacities are comparable to those of the activated one Alumina, exhibits the deterioration in electrical properties as a result of the impregnating agent becoming contaminated with residues of plastic material reduce to a minimum.

Es ist nicht wesentlich, daß die dielektrische Wand aus imprägniertem Schichtpapier die Gesamtheit des Dielektrikums des Kabels bildet, sondern es wird im Gegenteil vorgezogen, daß das Dielektrikum dünne innere irnd äußere Zonen aus Zellulosepapierbändern, vorzugsweise entsprechend der Deutschen Patentanmeldung P 24 12 223.3, enthält. It is not essential that the dielectric wall be impregnated Layered paper forms the entirety of the dielectric of the cable, rather it becomes on the contrary, it is preferred that the dielectric consist of thin inner and outer zones Cellulose paper tapes, preferably in accordance with the German patent application P 24 12 223.3 contains.

pas Vorhandensein eines hohen Anteils an Polypropylen oder Polyäthylen ist höchst vorteilhaft in den Teilen des nielektrikiims nahe dem Leiter, wo die elektrische Beanspruchung am größten ist, und es kann daher unter gewissen Umständen vorteilhsft sein, das Dielektrikum aus einer Anzahl von unterschiedlichen zusammengesetzten Bändern zu bilden, so daß der Teil des Dielektrikums, der durch Kunststoff gebildet wird, mit zunehmender Entfernung vom Kabelleiter abnimmt. Die Anzahl von erwünschten Stufen wird mit der Wanddicke des Dielektrikums und daher mit der Betriebsspannung des Kabels zunehmen. Beispielsweise gibt es dort, wo die Wanddicke des Dielektrikums lOmm beträgt, zwerkmäßig: zwei Stufen bzw. Abstufungen, und dort, wo die Wanddicke des Pielektrikums 25mm betrugt, können drei Abstufungen erwünscht sein. pas presence of a high proportion of polypropylene or polyethylene is most beneficial in the parts of the dielectric near the conductor where the electrical stress is greatest, and it can therefore under certain circumstances be advantageous, the dielectric from a number of different composite Form ribbons so that the part of the dielectric is formed by plastic decreases with increasing distance from the cable conductor. The number of wanted Steps become with the wall thickness of the dielectric and therefore with the operating voltage of the cable. For example, there is where the wall thickness of the dielectric 10 mm is, in terms of plant, two steps or gradations, and there where the wall thickness of the dielectric was 25mm, three gradations may be desired.

Entsprerbhend der normalen Praxis wird das Dielektrikum normalerweise an seinen inneren und äußeren Oberflächen durch eine Leiterabschirmung bzw. eine Dielektrikum-Abschirmung begrenzt sein. Diese können aus Einzel- oder Mehrschlehten von leitenden Bändern gebildet werden, die Papierbänder sein können oder Schichtbänder, ähnlich denjenigen, die zur Rildung des gesamten Dielektrikurns oder eines Teils desselben verwendet werden, in jedem Falle entsprechend metallisiert und/oder mit Kohlenstoff oder einem anderen leitenden Material beschickt. Zur Zeit wird metallisiertes Kohlenstoffpapier bevorzugt. Wenn Schichtband für die Abschirmungen verwendet wird, so werden vorzugsweise alle drei Schichten des Schichtwerkstoffs mit leitendem Material beschickt, doch unter gewissen TJmständen, beispielsweise für die äußere Schicht einer Leiterabschirmung oder die innere Schicht einer Dielektrikumo Abschirmung, kann ein dreifacher Schichtwerkstoff mit einer nicht beschichteten Papierschicht, d.h. die am Dielektrikum anliegende Papierschicht, verwendet werden. According to normal practice, the dielectric is normally used on its inner and outer surfaces a conductor shield or a dielectric shield. These can consist of single or Multiple layers of conductive tapes are formed, which can be paper tapes or laminated tapes, similar to those used to form the entire dielectric or a part thereof can be used, in each case correspondingly metallized and / or loaded with carbon or another conductive material. For now metallized carbon paper is preferred. If layer tape for the shields is used, all three layers of the layer material are preferably used loaded with conductive material, but under certain circumstances, for example for the outer layer of a conductor shield or the inner layer of a dielectric Shielding, can be a triple layer material with an uncoated Paper layer, i.e. the paper layer adjacent to the dielectric, can be used.

Das nicht mit leitendem Material beschickte Papier wird vorzugsweise mit Aluminiumoxid oder einem anderen Material derjenigen Gattung, die nach der GBiPS 1 185 473 bevorzugt wird, beschickt.The paper loaded with non-conductive material is preferred with aluminum oxide or another material of the kind specified by GBiPS 1,185,473 is preferred.

Wenn der zentrale, lasttragende Leiter des Kabels von verseilter Konstruktion ist, so besteht für die Leiterabschirmung eine Tendenz, in die Zwischenräume zwischen den Drähten durch den durch Quellen hervorgebrachten Druck hineingedrückt zu werden. When the central, load-bearing conductor of the cable is stranded Construction, there is a tendency for the conductor shielding into the spaces pressed in between the wires by the swelling pressure to become.

Um diese Möglichkeit auszuschließen, wird der Leiter vorzugsweise mit einem Metallband bewickelt, bevor die Leiterabschirmung aufgebracht wird. Phosphorbronzebänder mit einer Dicke von etwa O,lmm haben sich für diesen Zweck als zufriedenstellend erwiesen. Wenn nötig, werden unter der Leiterabschirmung Bänder mit eingebetetem Halb leiter'1 -Papier verwendet.To rule out this possibility, the conductor is preferred wrapped with a metal tape before the conductor shield is applied. Phosphor bronze ribbons with a thickness of about 0.1 mm have been found to be satisfactory for this purpose proven. If necessary, tapes are embedded under the conductor shield Semiconductor'1 paper used.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der folgenden Beispiele von Slgefüllten Einzelkern-Kabeln erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind, und zwar zeigt Fig. 1 einen Querschnitt eines solchen Kabels, während Fig. 2 einen vergrößerten Qlerschnitt durch ein kleines Teilstück des Kabeldielektrikums wiedergibt. The invention will now be completed with reference to the following examples of SI Explained single core cables shown in the drawing, namely shows Fig. 1 shows a cross section of such a cable, while FIG. 2 shows an enlarged cross section through a small section of the cable dielectric.

Nach der Zeichnung bildet eine Stahlwendel 1 eine zentrale Ölleitung innerhalb eines metallischen Leiters 2. Auf den Leiter 2 ist eine Leiterabschirmung 3 aufgebracht, die aus metallisierten Bändern oder Bändern, die mit leitendem Material beschickt sind, wie bereits ausgeführt, gebildet wird. Das Dielektrikum besteht aus einer dünneren inneren Schicht 11 aus zwei Papierbändern, einem Hauptkörper 5 aus einer großen Anzahl von Schichtbändern und aus einer dünnen äußeren Schicht 6 aus zwei Papierbändern. Das Kabel wird vervollständigt durch eine weitere halbleitende Abschirmung 7, ein leitendes Einbettungsband 8 (aus Kupferdrähten und Textilfäden oder Glasfasern, die zusammengewebt sind)> einen Blei- oder Aluminiummantel 9, ein Bronzeband 10 oder eine andere druckbeständige Armierung und einen Kunststoff-Außenmantel 11. According to the drawing, a steel helix 1 forms a central oil line inside a metallic conductor 2. On the conductor 2 is a conductor shield 3 applied, made of metallized tapes or tapes made with conductive material are charged, as already stated, is formed. The dielectric is made from a thinner inner layer 11 of two paper tapes, a main body 5 from a large number of layer tapes and from a thin outer layer 6 from two paper tapes. The cable is completed by another semiconducting cable Shield 7, a conductive embedding tape 8 (made of copper wires and textile threads or glass fibers that are woven together)> a lead or aluminum jacket 9, a bronze band 10 or some other pressure-resistant reinforcement and a plastic outer jacket 11.

Beim ersten Beispiel, welches ein 132-kV-Kabel ist, hat das Dielektrikum eine radiale Dicke von etwa 5,5nn. Die beiden Papierbänder, welche die Schicht 4 bilden, sind Je etwa 75 Mikrometer dick, und die beiden Papierbänder, welche die Schicht 6 bilden, sind jeweils etwa 100 Mikrometer dick. Das Ganze des Hauptkörpers 5 des Dielektrikums (Fig. 2) ist aufgebaut aus extrusionsgebundenen Schichtbändern, von denen jedes eine Polypropylenschicht 12 aufweist, die 50 Mikrometer dick ist und zwischen zwei Papierschichten 13, die je 25 Mikrometer dick sind, eingeschichtet und an diese gebunden ist. Das Papier wird imprägniert bzw. getränkt, und die Stoßspalten 14 werden mit einem isolierenden Strömungsmittel, wie weiter unten beschrieben, gefüllt. In the first example, which is a 132 kV cable, the dielectric has a radial thickness of about 5.5nn. The two paper tapes that make up layer 4 each about 75 micrometers thick, and the two paper tapes that form the Forming layer 6 are each about 100 micrometers thick. The whole of the main body 5 of the dielectric (Fig. 2) is made up of extrusion-bonded layer strips, each of which has a polypropylene layer 12 that is 50 micrometers thick and sandwiched between two layers of paper 13, each 25 micrometers thick and is bound to this. The paper is impregnated or soaked, and the joint gaps 14 are supplied with an isolating fluid, as described below, filled.

Beim zweiten Beispiel, welches ein 275-kV-Kabel ist, sind die beiden Papierbänder 4 Je 75 Mikrometer dick Die dielektrische Wand 5 aus Schichtband besteht aus zwei Teilen, die Je eine radiale Dicke von 5mm haben: die Schichtbänder des inneren Teils sind identisch mit denen des ersten Beispiels, und diejenigen im äußeren Teil unterscheiden sich davon nur darin, daß jede der Papierschichten 30 Mikrometer dick und die Polypropylenschicht 60 Mikrometer dick ist. In the second example, which is a 275 kV cable, the two are Paper tapes 4 75 micrometers thick each. The dielectric wall 5 consists of layer tape made of two parts, each with a radial thickness of 5mm: the laminated tapes of the inner part are identical to those of the first example, and those in the outer part differ only in that each of the paper layers 30 microns thick and the polypropylene layer is 60 microns thick.

Beim dritten Beispiel, welches ein 400-kV-Kabel ist, sind die Papierschichten 4 und 6 in gleicher Weise jeweils aus zwei Papierbändern mit einer Dicke von 75 Mikrometer und zwei Papierbändern mit einer Dicke von 100 Mikrometer ausgebaut. Der Hauptkörper 5 des Dielektrikums besteht aus vier Teilen, und zwar jeweils aus einem extrusionsgebundenen Papier/Polypropylen/ Papier-Schichtkörper: der innere Teil ist 5mm dick und besteht aus Schichtbändern, in denen die Polypropylenschicht 50 Mikrometer dick ist; der zweite Teil ist ebenfalls 5mm dick und besteht aus Schichtbändern, bei denen die Polypropylenschicht 60 i4ikrometer und jede der Papierschichten 30 Mikrometer dick ist; die dritte Schicht ist 4wn dick und besteht aus Schichtbändern, bei denen die Polypropylenschicht 80 Mikrometer dick und jedes der Papierbänder 40 Mikrometer dick ist; und die äußere Schicht ist 1mm dick und besteht aus Schichtbändern, die mit jenen der zweiten Schicht Übereinstimmen. The third example, which is a 400 kV cable, is the paper layers 4 and 6 in the same way each made of two paper strips with a thickness of 75 Micrometers and two paper tapes with a thickness of 100 micrometers. The main body 5 of the dielectric consists of four parts, each from an extrusion bonded paper / polypropylene / paper composite: the inner one Part is 5mm thick and consists of laminated tapes in which the polypropylene layer Is 50 microns thick; the second part is also 5mm thick and consists of layered tapes, where the polypropylene layer is 60 microns and each of the paper layers is 30 Is micrometers thick; the third layer is 4wn thick and consists of layer tapes, where the polypropylene layer is 80 microns thick and each of the paper tapes Is 40 microns thick; and the outer layer is 1mm thick and consists of layer tapes, which coincide with those of the second layer.

In jedem Fall kann ein beliebiges der folgenden Isoliermediengemische verwendet werden, bei denen die Prozentsätze in Gewichtsprozent angegeben sind; das Polydimethylsiloxamer ist dasjenige, daß von der Firma Dow Corning Ltd., Barry, Glamorgan, unter der Bezeichnung 'tDOw Corning 200/20 silinone fluid" erhAltlich ist und eine Viskosität von etwa 20 Centistokes bei 2000 aufweist; die Petroleum- bzw. Mineralöle sind jene, die von der Firma Dussek Bros. Ltd., Grayford, Kennt; unter den angegeben Bezeichnungen erhältlich sind; und das Dodecylbenzol ist dasjenige, das von der Firma Shell Mex & B.P. Ltd., Shell Mex House, Strand, London W.C. 2 als "Alkylate Pi" gehandelt wird und eine Viskosität von etwa 11 Centistokes bei 200C und etwa 3 Centistokes bei 600C aufweist. In any event, any of the following mixtures of insulating media can be used are used in which the percentages are given in percent by weight; the polydimethylsiloxamer is that made by Dow Corning Ltd., Barry, Glamorgan, available under the name 'tDOw Corning 200/20 silinone fluid' and has a viscosity of about 20 centistokes at 2000; the petroleum or mineral oils are those available from Dussek Bros. Ltd., Grayford, Knows; are available under the names given; and the dodecylbenzene is the one that from Shell Mex & B.P. Ltd., Shell Mex House, Strand, London W.C. 2 is traded as "Alkylate Pi" and has a viscosity of about 11 centistokes 200C and about 3 centistokes at 600C.

vorzugsweise Strömungsmittel A: 66-76 «etwa 70 Volumenprozent) Polydimethylsiloxamer , Rest Dusseks C10 öl für nRineralölgefüllte Kabel. preferably fluid A: 66-76 "about 70 percent by volume) polydimethylsiloxamer , The rest of Dussek's C10 oil for mineral oil-filled cables.

Strör,lungsmittel B: 54-68 (vorzugsweise etwa 60 Volumenprozent) Polydimethylsiloxamer, Rest Dusseks C6 öl fÜr mineralölgefüllte Kabel niedriger Viskosität. Interfering agent B: 54-68 (preferably about 60 percent by volume) Polydimethylsiloxamer, rest of Dusseks C6 oil for mineral oil-filled cables lower Viscosity.

Strömungsmittel C: 40-60 (vorzugsweise 50 Volumenprozent) Polydimethylsiloxamer , Rest handelsübliches Dodecylbenzol. Fluid C: 40-60 (preferably 50 percent by volume) polydimethylsiloxamer , Remainder commercial dodecylbenzene.

Das Schwellen bzw. Anschwellen der Schichtwerkstoffproben kann ohne Schwierigkeit gemessen werden, und die Erfindung gestattet daher eine Formulierung von isolierendem Strömungsmittel, wobei jedes gegebene isolierende Kohlenwasserstofföl und jedes gegebene Polydiorganosiloxamer ohne besonders ausgedehnte Wiegetests verwendet werden können. The swelling or swelling of the layer material samples can be done without Difficulty can be measured and the invention therefore allows formulation of insulating fluid, any given insulating hydrocarbon oil and used any given polydiorganosiloxamer without particularly extensive weighing tests can be.

Patentansprüche Claims

Claims

Patent claims 0 Electrical cable for extra high voltages, in which the dielectric is at least partially built up from strips of a layered material which consists of a high-density polypropylene or polyethylene layer, preferably made of a polypropylene layer attached to at least one cellulose layer is bound and impregnated or soaked with an insulating fluid, which consists essentially of a mixture of a flowable polydiorganosiloxamer (as defined) having a viscosity of at least 10 centistokes at 25 C and a selected hydrocarbon oil, characterized in that proportions of the mixture are selected so that this after prolonged exposure to 85 0C causes swelling which is perpendicular to the surface of a sample of the layer material at an interfacial pressure of 0.5 MN / m2 in the range of 3-4.58 is measured, calculated on the basis of the total thickness of the layer material.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the polydiorganosiloxamer is a polydimethylsiloxamer.

3. Cable according to claim 2, characterized in that the polydimethylsiloxamer has a viscosity in the range of 10-100 centistokes at 25C.

4. Cable according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the hydrocarbon oil is an alkaline benzene oil having a viscosity of at least 60 centistokes at 20 ° C.

5r cable according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the hydrocarbon oil has a viscosity of not more than 20 centistokes 200C.

6. Cable according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the dielectric contains thin inner and outer zones of ellulose paper tapes.

7. Cable according to claim 6, characterized in that the inner and outer zones each consist of only two paper tapes.