DE749228C

DE749228C - Druckausgleich- oder Fuellmaterial fuer elektrische Tiefseekabel

Info

Publication number: DE749228C
Application number: DEE49554D
Authority: DE
Priority date: 1937-02-06
Filing date: 1937-04-01
Publication date: 1944-11-21
Also published as: FR820248A; US2181188A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf druckausgleichendes Material bzw. Füllmaterial für fortlaufend belastete oder andere mit plastischer Isolation versehene Seekabel.

Zweck der fortlaufenden Belastung ist, die Induktanz eines Kabelleiters bzw. Stromkreises zu erhöhen. Eine derartige Belastung kann beispielsweise mittels eines dünnen Bandes oder Drahtes aus hoch permeablem magnetischem Material bewirkt werden, der in Schraubenform über den ganzen Kupferleiter oder über verhältnismäßig lange Abschnitte desselben gewickelt wird. Die eigentliche plastische Isolation, die aus Guttapercha, Mischungen, die unter der Bezeichnung Paragutta bekannt sind, und aus Guttapercha und Balata mit Kautschuk, der eine Spezialbehandlung erfahren hat, zusammengesetzt sind, Wachsen oder vulkanisiertem Kautschuk usw. besteht, wird dann auf das Band aufgetragen. Bei der Verwendung derartiger Kabel wurde schon vor längerer Zeit ermittelt, daß die plastische Isolation vor, während oder nach der Verlegung des Kabels in dem magnetischen Material Spannungen oder Beanspruchungen hervorrief, welche die Permeabilität des Materials stark herabsetzen und ganz allgemein schädliche Wirkungen ausüben, die den Wirkungsgrad des Belastungsmaterials herabsetzen. Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, sind sog. druckausgleichende Stoffe verwendet worden. Diese Stoffe bestehen im allgemeinen aus Materialien mit guten Isoliereigenschaften, die nach der Herstellung des Kabels zum mindesten für längere Zeit und vorzugsweise dauernd halbflüssig bleiben. Als druckausgleichende Stoffe sind beispielsweise flüssiges Bitumen und auch entpolymerisierter Kautschuk, der nach verschiedenen bekannten Spezialverfahren behandelt wurde, verwendet worden. Dieser Kautschuk wird manchmal als geschmolzener Kautschuk bezeichnet.

Vollständig befriedigende druckausgleichende Materialien müssen u. a. folgende Eigenschaften besitzen: Sie dürfen weder den Kupferleiter chemisch angreifen, noch das magnetische Belastungsmaterial beeinflussen oder mit diesem in Reaktion treten. Ferner dürfen die druckausgleichenden Materialien keine Fremdstoffe oder Verunreinigungen enthalten, die auf das Kupfer oder das Belastungsmaterial einwirken könnten. Außerdem wird an derartige Materialien die Anforderung gestellt, daß sie nicht zu rasch oder leicht von dem eigentlichen Isoliermaterial absorbiert werden und daß sie, wenn

eine Absorption stattfindet, die physikalischen oder elektrischen Eigenschaften des Isoliermaterials nicht verschlechtern dürfen.

Die elektrischen Eigenschaften des druckausgleichenden Materials selbst sind von großer Wichtigkeit. Aus Gründen, die der Fachwelt bekannt sind, kann eine starke Ableitung oder eine hohe Dielektrizitätskonstante des druckausgleichenden Materials unter gewissen Umständen eine beträchtliche Erhöhung der Dämpfung im Kabel zur Folge haben, wodurch die Übertragungscharakteristik der Kabelleiter verschlechtert wird. Eine Verringerung der Dielektrizitätskonstanten K, eine Verringerung der Ableitung des druckausgleichenden Stoffes und

», j ~ ..„ G Ableitung; ....

eme \ernngerung der Große -^-^L·, fur denselben hat deshalb zur Folge, daß ein verbessertes Kabel entsteht. Wenn diese Eigen-

schäften erhalten werden können, ohne andere wünschenswerte oder notwendige Eigenschaften zu opfern, so wird eine Verbesserung erreicht, die für die Kabelindustrie von großer Bedeutung ist.

Bei der Herstellung von nicht belasteten Leitern für Tiefseekabel für Nachrichtenübermittlung wird der Leiter gewöhnlich aus mehreren Drähten, hergestellt, und die Zwischenräume zwischen den Drähten werden mit einem halbflüssigen Füllmaterial ausgefüllt, wobei ein kleiner Teil dieses Materials häufig zwischen dem Leiter und der Hauptisolation in dem fertigen Kabelkern liegt. Aus ähnlichen Gründen ist es wünschenswert, daß dieses Füllmaterial eine geringe Ableitung und eine niedrige Dielektrizitätskonstante hat. Das in den Zwischenräumen zwischen den Leiterdrähten liegende Füllmaterial übt in elektrischer Hinsicht nur eine geringe Wirkung aus. Die Hauptaufgabe dieser

Masse ist, als Abdichtung zu dienen und das j Durchströmen von Wasser längs des Kabels zu verhindern.

Die Erfindung bezweckt, ein Druckausgleichoder Füllmaterial für elektrische Tiefseekabel vorzusehen, das den oben dargelegten Bedingungen besser entspricht als alle bisher verwendeten Stoffe. Gemäß der Erfindung werden als Druckausgleich- oder Füllmaterial polymerisierte Monoolefin-Kohlenwasserstoffe verwendet. Dieses polymerisierte Monoolefin, das sowohl bei normalen Temperaturen als auch bei der am Meeresboden herrschenden Temperatur, nämlich 3,3 ° C, die Konsistenz eines schweren Öls oder Syrups besitzt, wird nach bekannten Verfahren hergestellt. Polymerisierte Monoolefin-Kohlenwasserstoffe sind seit vielen Jahren bekannt, und sie sind für verschiedene Zwecke verwendet worden, beispielsweise als Klebstoff, als Imprägnierungsmittel oder als festes Isolationsmaterial für elektrische Drähte. Es ist dagegen nicht bekanntgeworden, daß diese Stoffe derartige physikalische und elektrische Eigenschaften besitzen, daß sie ein Druckausgleichoder Füllmaterial für Seekabel darstellen, das den bisher zu diesem Zweck verwendeten Stoffen, nämlich Bitumen und geschmolzener Kautschuk, weit überlegen ist.

Die Überlegenheit polymerisierter Monoolefine über geschmolzenen Kautschuk in physikalischer Hinsicht ist darin zu erblicken, daß sie weicher gemacht werden können als Kautschuk und leichter als dieser bei ο ' C fließen. Ihre Viscosität kann leichter innerhalb eines großen Bereiches genau kontrolliert werden als bei geschmolzenem Kautschuk. Untersuchungen haben auch gezeigt, daß die polymerisierten Monoolefine mit der Zeit nicht so rasch erstarren wie der geschmolzene Kautschuk. Die nachfolgende Tabelle gibt vergleichsweise typische elektrische Eigenschaften bei 2000 Hz wieder.

G₁. , _r

bei ο C-

-| bei 24 = C

Dielektrizitätskonstante

K bei 0 ° C

K bei 24 ° C

Polymerisierte Monoolefine

2,6

2,26

Bei nicht belasteten, mit Paragutta isolierten Kabeln sind geschmolzener Kautschuk und Asphaltfluß verwendet worden, um die Zwischenräume zwischen den verseilten Leitern auszufüllen, und zwar als eine sehr dünne Trennschicht ' zwischen den Kupferleitern und der Geschmolzener
Kautschuk

135
146

2,53

2,54

Asphaltfluß

294
53-2

-2,60

2,84

Isolation. Diese Schicht muß notwendigerweise sehr dünn gehalten werden, da ihre elektrischen Eigenschaften, insbesondere der G_; C-Wert, beträchtlich schlechter sind als die von Paragutta. Da der G'C-Wert für die polymerisierten Monoolefinprodukte nur 2 bis 3 gegenüber 10 bis 12

740228

für Paragutta bei 25⁰C beträgt, ist es vorteilhaft, eine verhältnismäßig starke Schicht von beispielsweise 0,13 bis 1,02 mm aus polymerisierten Monoolefinprodukten zwischen dem Leiter und dem Paragutta zu verwenden.

Verbesserte druckausgleichende Stoffe gmäß der Erfindung können auch durch Mischung von polymerisierten Monoolefinen mit kleinen Mengen anderer Stoffe hergestellt werden. Mit kleineren Mengen werden hier im allgemeinen Beimischungen von 2 bis 20% gemeint, diese Grenzen sind aber nicht als absolut zu verstehen, da sie in hohem Maße von der Beschaffenheit der Zusätze abhängig sind. Unter diesen anderen Stoffen, die in den polymerisierten Monoolefinen gelöst oder durch Vermählen o. dgl. mitfdiesen gemischt werden können, sollen gereinigter Kautschuk, Paraffine oder Petroleumkohlenwasserstoffe, Guttapercha, Balata und ähnliche Stoffe erwähnt werden. Um diese Stoffe mit den polymerisierten Monoolefinen zu vereinigen, können dieselben in einem geeigneten Lösungsmittel, z. B. Kohlenstofftetrachlorid, Gasolin oder Naphtha, gelöst werden, worauf das Lösungsmittel abdestilliert wird.

In chemischer Hinsicht gehören die polymerisierten Monoolefine zu den beständigsten der bekannten hochpolymerisierten organischen Stoffen. Sie sind reine Kohlenwasserstoffe und enthalten keine Bestandteile, die leitend sind oder Korrosion hervorrufen können. Außerdem absorbieren sie so wenig Wasser, daß sie fast als nichtabsorbierend angesehen werden können.

Ferner üben sie einen äußerst hohen Widerstand .gegen Oxydation aus und sind in dieser Hinsicht Kautschuk, Guttapercha oder Paragutta weit überlegen. Der hohe Widerstand gegen Oxydation ist in erster Linie darauf zurückzuführen, daß die polymerisierten Monoolefmmoleküle gesättigt sind.

Außer den aus der Tabelle ersichtlichen verbesserten elektrischen Eigenschaften der als Druckausgleicher verwendeten polymerisierten Monoolefine besitzen diese Stoffe noch andere technisch vorteilhafte Eigenschaften. Außerdem können sie leicht in gleichförmigem und äußerst reinem Zustand erhalten werden. Selbst äußerst geringe Mengen schädlicher Fremdkörper sind· nicht vorhanden. Zum Schluß soll noch erwähnt werden, daß es bei der Herstellung der neuen Füllstoffe nicht erforderlich ist, die komplizierten Verfahren zu verwenden, die die Herstellung eines in passendem Grade teilpolymerisierten Kautschuks erschweren.

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung von polymerisierten Monoolefin-Kohlenwasserstoffen " als zähflüssiges oder halbflüssiges Füll- oder Druckausgleichmaterial für elektrische Tiefseekabel.

2. Verwendung von Füll- oder Druckausgleichmaterial nach Anspruch 1 mit einem Zusatz von einem oder mehreren Stoffen, wie Guttapercha, Balata, gereinigter Kautschuk, Paraffine oder Petroleumkohlenwasserstoffe.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

deutsche Patentschrift Nr. 601 253;

französische Patentschriften ... - 740 407, 775306, 666214, 799008;

Brennstoffchemie (1927), S. 321.