DE2737430A1 - Stabilisierung gegen elektrische spannungsbeanspruchung in polyolefin- isolierungen - Google Patents

Stabilisierung gegen elektrische spannungsbeanspruchung in polyolefin- isolierungen

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Description

Licentla Patent-Verwaltungs-GmbH. 6000 Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1
Ka/schz KS 77/214
17.8.1977
Stabilisierung gegen elektrische Spannungsbeanspruchung in Polyolefin-Isolierungen
Die Erfindung bezieht sich auf Stabilisator-Zusätze in Polyolefin-Isolierungen, die einer Hochspannungseinwirkung ausgesetzt sind. Diese Isolierungen unterliegen der Gefahr der Ausbildung sogenannter treeing-Phänomene, d.h., bei Spannungsbeanspruchung zeigen sie mikroskopisch sichtbare, bäumchenartige bzw. büschelartige Zersetzungserscheinungen in der Isolierung.
Neben den Bäumchen, in denen elektrische Entladungen stattfinden, (electrical treeing), sind auch sogenannte "water trees" beobachtet worden. Sie entstehen vermutlich, wenn an irgendwelchen Fehlstellen höhere Feldstärken auftreten und dort Wasser konzentriert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einer Polyolefinisolierung, die unter Hochspannungseinwirkung steht, die Bildung von sogenannten water trees zu verhindern.
Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß die Polyolefin-Isolierung mit Zusätzen von Alkoxisilanen der allgemeinen Formel versehen werden:
909808/0560
- 3 - KS 77/214
Rx-Si CO-V4^ wobel
x»O bis 4 ist und
R einen gesättigten aliphatischen, aromatischen oder cyclo-
aliphatischen Kohlenwasserstoffrest darstellt, der ggfs.
noch durch Amino-, Epoxigruppen oder andere substituiert sein kann. R. kann aus Alkoxigruppen, vorzugsweise Methoxigruppen bestehen.
Derartige Stabilisatorzusätze vermögen mit Wasser zu reagieren, und das Auftreten der sogenannten water-trees offenbar zu verhindern.
Als Stabilisatorzuaätze können z.B. Alkoxisilane Anwendung finden, wie Tetramethoxisilan, Äthyltrimethoxisilan, Phenyltrimethoxisi lan, ß-(3«4 Epoxi-cyclohexyl-)üthyl-trimethoxisilan oder V -Aminopropyl-triätihoxisilan.
Als Stabilisatorzusätze haben sich Mengen von 0,1 bis 2 %, vorzugsweise von 0,5 bis 2 % als geeignet erwiesen.
Es ist bereits bekannt, als Stabilisatorzusätze anorganische Salze, wie z.B. NaCl oder Na2SO^ zu verwenden (OS 25 37 283). Diese haben jedoch den Nachteil, nur schwierig in dem Dielektrikum homogen verteilt werden zu können und eine geringe Verträglichkeit mit dem Dielektrikum aufzuweisen.
Die erfindungsgemäßen Zusätze sind dagegen in Polyolefin!eoliermassen leicht einzumischen und zeigen eine gute Verträglichkeit in der Isolierung, zumal.-· sie meistens als Flüssigkeiten vorliegen. Im Falle des Einsatzes in einer Isolierung aus VPE sind sie darüberhinaus mit den in diesen Isolierungen anwesenden Vernetzerspaltprodukten mischbar, womit die Verteilung von Stabil!-· satoranteilen in der Isolierung noch verbessert werden kann. Außerdem wird bei VPE die chemische Vernetzung durch den Stab!» lisatorzusatz nicht beeinträchtigt.
Wenn die Vernetzung des Polyäthylene unter der Einwirkung von heißem Wasserdampf erfolgt, gelangt ein geringer Anteil des Wasserdampfes in die Isolierung»
909808/0560 - k -
- 4 - KS 77/21*t
2737A30
Davon ausgehend, können bei späterer Spannungsbeanspruchung water trees in der Mitte der Isolierung entstehen. Durch die Reaktion des erfindungsgemäßen Zusatzes mit dem Wasser kann die Entsteheng von water trees weitgehend eliminiert werden.
Die Stabilisatoren können sowohl der Isoliermischung als auch den angrenzenden leitfähigen Schichten zugesetzt werden. Im letzten Fall kann so das Eindiffundieren von Wasser in die Isolierung weitgehend verhindert werden.
Neben Isolierungen aus vernetzten Polyolefinen, insbesondere vernetzten Polyäthylen können die Stabilisatorzusätze auch in Isolierungen aus nicht vernetzten Polyolefinen Anwendung finden. Die Reaktivität der Stabilisatorzusätze kann durch Mitverwendung von Katalysatoren gesteigert werden. Dafür kann z.B. Dibutylzinndilaurat in Frage kommen.
§0380§/0iiO

Claims (3)

Licentia Patent-Verwaltungs-GabH. 6000 Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1 Ka/schz KS 77/214 17.8.1977 Patentansprüche
1) Istabilisator-Zusätze in Polyolefinisolierungen, die einer ^*SHochspannungseinwirkung ausgesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Zusätzen von Alkoxysilanen der allgemeinen Formel bestehen:
Rx-Si(0-V4-x, wobei
x»O bis k ist
und
R einen gesättigten aliphatischen, aromatischen oder cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffrest darstellt, der ggfs. noch durch Amino-, Epoxigruppen oder andere substituiert sein kann. R kann aus Alkoxigruppen, vorzugsweise Methoxigruppen bestehen.
2) Zusätze nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Isolierungen aus vernetzten Polyolefinen, insbesondere in νernetztem Polyäthylen enthalten sind.
3) Zusätze nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Polyolefinen enthalten sind, die in heißen Wasserdampf vernetzt worden sind.
k) Zusätze nach Anspruch 1 bis 3* dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer als leitfähige Schicht ausgebildeten, rußhaltigen Grenzschicht einer Kabelisolierung enthalten sind.
909808/0560
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