DK147777B - Luftledningsleder - Google Patents

Description

i 147777

Den foreliggende opfindelse angår en leder til anvendelse som luftledning til overføring af højspændt elektrisk vekselstrøm, hvilken leder omfatter en eller flere tråde og er omgivet af et belægningslag fremstillet af en 5 blanding, der omfatter et isolerende plastmateriale og mindst et ledende materiale.

Det er kendt, at luftledninger består af nøgne ledere, som er udspændt mellem et passende mastesystem. Ledningerne anvendes almindeligvis til overføring af elektrisk lo vekselstrømsenergi med en høj spænding (4oo-5oo kV). Hver leder har derfor en diameter på nogle få centimeter og kan bestå af et enkelt rørformet metallegeme eller hyppigere af flere metaltråde, der er lagt sammen.

Langs den nøgne leder optræder altid den såkaldte 15 koronaeffekt bestående af ioniseringen af luften i kontakt med metaloverfladen under spænding og følgelig frembringelse af en række små elektriske udladninger. Koronaeffekten er proportional med feltgradienten, som optræder omkring lederen og følgelig med den påtrykte spænding (under de 2o ovennævnte forhold er feltgradienten ca. 2o kV/cm).

En af følgerne af koronaeffekten er skabelsen af støj. Når lederen er tør, er denne imidlertid ret begrænset, og med hensyn til den forstyrrelse den effektivt forårsager, er den praktisk taget forsvindende.

25 Når lederen derimod er våd, er støjen langt krafti gere, og dette er kilden til mærkbare forstyrrelser, som irriterer og generer forbipasserende og folk, som bor i nærheden.

Under disse omstændigheder vokser luftens lednings-3o evne, og der opstår følgelig en stærkere og mere effektiv ionisering.

Selve støjen viser sig som en kontinuerlig summen i baggrunden ledsaget af hyppige "spidser" med højere styrke. Spektralanalysen af denne støjs frekvenser har gjort 35 det muligt at bekræfte den høje frekvens (dvs. i lyd- og ultralydfeltet) og lavfrekvenskomposanterne svarende til netfrekvensen (f.eks. 5o Hz) og også dens harmoniske. Her ud fra opstår sandsynligheden for "stød" eller "slag", dvs.

147777 2 af positive eller negative sammensætninger i de forskellige akustiske bølger og dermed af forøgelse eller formindskelse af den skabte støj.

Undertrykkelsen eller i det mindste en drastisk 5 reduktion af denne støj er endnu stærkere påkrævet også i betragtning af tendensen til fremadskridende forøgelse af arbejdsspændingen i luftledningerne.

Den mest umiddelbare løsning ud fra det idemæssige synspunkt ville være at isolere selve lederne ved at beklæ-lo de dem med et lag af isolerende plastmateriale med det formål at eliminere den elektriske kontakt mellem metaldelene under spænding og luften og på denne måde fjerne koronaeffekten.

Denne løsning, som ville omdanne hver leder til en 15 slags elektrisk kabel, frembyder ikke desto mindre forskellige ulemper.

I første række skal den isolerende plastbelægning for effektivt at kunne reducere gradienten af det elektriske felt omkring lederen til nul have en temmelig ensartet 2o tykkelse og være belagt med en halvledende skærm, der er elektrisk forbundet med jord. Dette vil på den ene side medføre en betydelig forøgelse af vægten af luftledningslederen og på den anden side en tydelig teknisk komplikation.

25 Fra tysk offentliggørelsesskrift nr. 1.465.846 ken des en luftledningsleder af den indledningsvis angivne art, hvor en massiv halvledende elastomer eller termoplastisk kappe muliggør, at det elektriske felt omkring kappen bliver lig med eller næsten lig med det elektriske felt om-3o kring hovedlederen, hvilket kun tjener til at undgå en hurtig nedbrydning af kappens elektriske egenskaber.

Desuden skal plastmaterialet også have kemisk fysi-. ske egenskaber, såsom være modstandsdygtigt over lang tid mod angreb af atmosfæriske stoffer, og dette indebærer en 35 kompliceret udarbejdelse af plastmaterialesammensætningen.

Desuden optræder der tydelige tekniske vanskelighe-1 der ved at sikre, at den isolerende belægning eller den halvledende skærm ikke bliver beskadiget eller ødelagt ved 3 147777 ledernes forbindelsessteder til isolatorerne, som er an-' bragt på mastesystemet for luftledningerne. Dette kunne give anledning til farlige udladninger, som kunne blive ødelæggende over hele den isolerende belægning.

5 En anden løsning ligger i den såkaldte "sandblæs ningsproces" bestående i at behandle overfladen af lederne med en stråle af slibende sand. Denne sandblæsning giver anledning til dannelsen af mikroskopisk ruhed og opad-rettede ujævnheder på lederoverfladen, hvilke effekter i lo nogen grad svarer til dem, der frembringes ved den naturlige ældningsproces af metallederne, som er udsat for indvirkningen af atmosfæriske stoffer. Forsøg udført på ledere, der er behandlet på denne måde, har vist en vis reduktion i de kontinuerlige komposanter af "baggrunds"-støj, 15 men på den anden side en mærkbar forøgelse af "spidserne".

Selv denne løsning er således ikke uden ulemper.

Formålet med den foreliggende opfindelse er at afhjælpe de ovennævnte ulemper, dvs. at undertrykke eller i det mindste drastisk reducere den støj, som frembringes 2o langs den fugtige leder i luftledningen, såsom under eller efter regnvejr eller under betingelser med forøget atmosfærisk fugtighed (f.eks. tåge).

Ifølge opfindelsen opnås dette ved, at blandingen yderligere omfatter et hydrofilt materiale, som udgør fra 25 1 til 1o dele efter vægt af 1oo dele efter vægt af den samlede blandings sammensætning.

Den hydrofile egenskab ved plastbelægningen bevirker, at vandet på lederen bliver fordelt på homogen måde som en tynd hinde over hele lederoverfladen, og det udsæt-3o tes derfor for en hurtig fordampning.

Opfindelsen skal herefter forklares nærmere under henvisning til tegningen, der viser en udførelsesform for en leder ifølge opfindelsen, og ved hjælp af eksempler angivet i den efterfølgende tabel. Det vil forstås, at figu-35 ren og tabellen kun angiver ikke begrænsende eksempler på den praktiske udførelse af lederen.

På tegningen er vist en leder C bestående af flere metaltråde lo, der er lagt sammen og beklædt med en tynd plastmaterialebeklædning 11.

4 147777 I stedet for flere sammenlagte metaltråde kan der' naturligvis også anvendes et enkelt rørformet metallegeme.

Beklædningen af plastmateriale, der påføres omkring de sammenlagte tråde eller over det rørformede extruderede 5 legeme, har en meget lille tykkelse. Eksempelvis betyder dette et tyndt lag med en tykkelse, der ligger mellem 1 og 3 mm.

Man har overraskende fundet, at støjen i forbindelse med våde ledere, som overfører højspændte vekselstrømme, lo kan undertrykkes eller i det mindste drastisk reduceres ved overtrækning af selve lederne med en tynd plastbelægning på betingelse af, at blandingen, som omfatter plastbelægningen, gøres halvledende ved tilsætning af mindst én ledende sammensætning, og at den også gøres hydrofil ved tilsæt-15 ning af mindst én hydrofil sammensætning.

I tabellen er angivet sammensætningerne af nogle foretrukne eksempler på blandingerne. Det kan navnlig ses, at alle blandingerne består af en plast (PVC, polyethylen, ni-trilgummi, ethylenvinylacetatcopolymere), af forskellige 2o additiver (antioxidanter, plasticeringsmidler, smøremidler osv.), af mindst én ledende sammensætning og af mindst én hydrofil sammensætning.

Den ledende sammensætning, der almindeligvis er en carbon-black, muliggør, at det elektriske felt omkring plast-25 belægningen er lig med eller næsten lig med det elektriske felt omkring den nøgne leder.

Mængden i dele efter vægt af den ledende sammensætning eller af en blanding af ledende sammensætninger kan variere fra 5 til 4o dele efter vægt i 1oo dele efter vægt 3o af selve blandingen.

De hydrofile sammensætninger, som anvendes i de i tabellen givne eksempler, er følgende: Sorbitan-monostearat (HLB = 4,7)

Monoglycerider af fedtsyrer (HLB = 2,8)/polyoxyethy-35 lenglycol-laurat (HLB = 12,8) (blanding 5o/5o,HLB = 5)

Sorbitan-monolaurat (HLB = 8,6)/phenolether af poly- oxyethylenglycol (HLB =11) (blanding 5o/5o, HLB = 1o)

Alkylphenyl-polyoxyethylenglycol (HLB = 11) 147777 5

Polyoxyethylenglycol-monolaurat (HLB = 14)

Polyoxyethylenglycol-distearat (HLB = 16,4)

Polyoxyethylenglycol-sorbitan-monolaurat (HLB =15) .Oxyethyleret fedtalkohol (HLB = 17) 5 Polyvinylalkohol

For hver sammensætning eller for dens blanding er der i tabellen angivet værdien af HLB (hydrofil-lipofilbalance) en størrelse, der som bekendt udtrykker en hovedegenskab ved en grænsefladeaktiv sammensætning, lo Mængden i dele efter vægt af de hydrofile sammen sætninger, når de anvendes alene eller sammenblandet, kan variere fra 1 til 1o dele efter vægt (i 1oo dele efter vægt af blandingen).

Den hydrofile sammensætning muliggør, at vandet, 15 der falder på lederne som følge af regnvejr eller som følge af kondensation af vanddamp i atmosfæren, bliver fordelt på en homogen måde som en tynd hinde over hele lederoverfladen.

Ved fremstilling af en leder ifølge opfindelsen 2o har det kunnet konstateres, at støjen, som optrådte langs de våde ledere, blev undertrykt eller drastisk reduceret.

Prøverne er blevet udført i det såkaldte "ekkofri kammer" et akustisk isoleret kammer, hvori der er anbragt lederlængder, som holdes under spænding, og hvor det er muligt 25 at simulere de udendørs atmosfæriske forhold. I henhold til kendte metoder er det i kammeret muligt at måle styrken af støjen, og at undersøge det relative frekvensspektrum.

Blandt eksemplerne vist i den efterfølgende tabel blev de bedste resultater opnået med blandingerne svarende 3o til eksempel nr. 4 og 5.

Fordelene ved den foreliggende opfindelse kan ad hypotetisk vej forklares ved, at den hydrofile egenskab ved plastbeklædningsmaterialet tvinger vandet til at spredes i form af en tynd hinde over hele overfladen af lede-35 ren, og det udsættes derfor for en hurtig fordampning (undertiden også begunstiget af den varme, som hidrører fra selve lederen).

6 147777 På den anden side muliggør plastmaterialets halvledende egenskab, at beklædningen forbliver ubelastet af nogen nævneværdig feltgradient, og den bliver følgelig ikke udsat for en hurtig nedbrydning. Som allerede angivet frem-5 bringes der altid selv i tilfælde af en isolerende belægning en vis gradient mellem leder og luft, med mindre isolationen har en meget stor tykkelse og også har en yderligere belægning af en halvledende skærm.

7 147777 CM σ vo „ „ Η II t— II II II II II II r- II II 11 11 ^ ι—] ¢0 γ* ^ Η II Γ- II II II Η II II *- » H 11 ^ 11

tn ro CN

0 * ιι ιι as co ·* ιι ^ ιι ιι ιι 10 11 ιΗ 00 CN Η Ο ΓΟ

LO ΓΟ CM

ιι σ'* ιι cr> ro ** ** ιι γ-* ιι ιι ιι ιι 11 σι CO CM Η Ο ^ ro ·. ιι σ II σ ro ·* «· ιι νο ιι ιι II 11 11 co oo cm Η ο r- η ιη ro cm μ *. ιι σ ιι σ ro *· *· ιι ιη ιι ιι ιι ιι 11 <U I— CXJ CM Η ο r- tjl ΓΟ

C

•Η π3 β ιη ro γμ „ φ - ιι σ ιι σι ro - - ιι ro ιι ιι ιι ιι " ι—ι νο oo cm Η Ο τ— Λ ro 4-1 (0 ιη ro γμ

Vi ·. ιι σ ιι σ ro - - ιι ιη ιι ιι ιι H ^ φ ιη co CM ι—ι 0 r- ΐ ^ 3 2 ιη ro οι ·. ιι σ ιι σ ro · ·· ιι ^ ιι ιι ιι cn n ^ oo cm ι-ΙΟ r- ro ιη ro η *. ιι σ ιι σ ro * - ιι ro ιι ιι to n n

ΓΟ CO CM H o V

ro

UO ro CM

- ιι σ ιι σ co ·> ·. ιι cm ιι r» n n n CM CO CM H O r- ro in ro cm ^ il σ ιι σ co ' ' ιι r- co ιι n n n t— oo cm h o r- ro '

^ co -μ II O

+j l —. i - (0 m m l

I (d CIJ m co >iCN μ I I I

<1) 14-1 φ (0 'Hr- «· OH >i ffi O >iH H

p 4J O -PH -P —* CM S7> II 0 « O Χ'ΊΠ HO Φ

Φ i0 (d 3 -P cor-PMCfflinHCO O O G -P

tn tø Η Η Hl Λ o ' <Uma)iG\ O <U >iH ft >1 0) (0

β > >i P (0 >ι P M fl'i OhlHU! O β ,β Η O β IH Η P

-Η β Η β Φ .C Η (0 +> U 0 Ή W >1— LO OftOO-rj H >0 3 βΡ Φ g H g +> Λ <1> βιΟΒΙΙΡ'-',β+ι B'^ftto'O >i C — .μ φ H g > & £! -P Η (0 Η I Φ p -P (ti &> I — Η β~. CMlIr ty +j >i3 ih ft-P to o ώ λ cm oonupfi^ fiiopcmno <u h r- φ o r- CO H Xl tJlfitpH P g C "H i tom >1 P >1 3 H in (O'CdCH'- ·5>ι„ >1 g „

β Φ +J H (1) ft >-1 fB C Φ X β+)|ΐ!Η!>)Χ(0Ό -poo 01 Λ ft.C II X Ο II

φ Φ Η Η O -P Η Η ,β O O H ^ CO O Η β II Η II P H —· II Η -P OS

g φ >iP>iO O -P O ft Η Λ Λ O +1 >ι I rt) Λ PQ (U >1 >ι®ίΙ >il (S

grl U H -p ,β -p o pH w-p P P-P β Ό Η Η H ffl PdrCÆ—CQ X >ihl HH J

<0 φ > OH4JCO Η Φ (OH β (0 0(0 OtlOOiJ OK-P-Pr-kC HXW OOB

w>0 m 1¾ 3 η .P Q E-i U m <! U tn P fto-B ω^Φ ®rK CO'^ftO'-' 8 147777

CM II II II II

<- II II II II

o II II II II

Ο» II II II CM

oo II II η II

S-t 0 β

•Η t" II 'S* II II

Ό c (d

rM

rQ

Ih VO CD II II II

id n Q) 1 in ii ii il li s

pg- Il II II II

m II II II II

CM II II II II

r- II II II II

•μ I

l-l -P I (C I C

ø tn G Μ β cd l

ty» aj 0 (« 0 -μ O

β S H 1) -—- r—I *H *P rM

•H >1 -4-> ^ (UH H

βΜ ,β w - ,β S-ι -P —. M o cd 4joj h cd +>Oidtn o) Λη h g +) (U'C'- C) ID ^|r- H Or- >i

tfl in >1 I £>i I G ί^ι ^ G

β 0) X Η II X H (d II β Η II -H

ø O O O O H +j rd > gø ihOffl >iO om ø-ym ϊη

BH H Η >1 β ιβ >1 τΜ HH

(Oø OHpESOHOMXOJWOO

ΙΠ Ό Oj CUUig— ΟΉ"- ft-G

Claims (9)

147777 Patentkrav.

1. Leder til anvendelse som luftledning til overføring af højspændt elektrisk vekselstrøm, hvilken leder omfatter en eller flere tråde og er omgivet af et belægnings-5 lag fremstillet af en blanding, der omfatter et isolerende plastmateriale og mindst et ledende materiale, kendetegnet ved, at blandingen yderligere omfatter et hydrofilt materiale, som udgør fra 1 til lo dele efter vægt af loo dele efter vægt af den samlede blandings sammensætlo ning.

. 2. Leder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det hydrofile materiale er sorbitan-monostearat med en HLB = 4,7.

3. Leder ifølge krav 1, kendetegnet ved, 15 at det hydrofile materiale er en blanding af 5o/5o dele efter vægt med en HLB = 5 af monoglycerider af fedtsyrer med en HLB = 2,8 og polyoxyethylenglycollaurat med HLB = 12,8.

4. Leder ifølge krav 1, kendetegnet ved, 2o at det hydrofile materiale er en blanding af 5o/5o dele efter vægt med en HLB = lo af sorbitan-monolaurat med en HLB = 8,6 og af phenolether af polyoxyethylenglycol med en HLB =11.

5. Leder ifølge krav 1, kendetegnet ved, 25 at det hydrofile materiale er alkyl-phenyl-polyoxyethylen- glycol med en HLB =11.

6. Leder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det hydrofile materiale er polyoxyethylenglycolmonolau-rat med en HLB = 14. 3o

7. Leder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det hydrofile materiale er polyoxyethylenglycoldistea-rat med en HLB = 16,4.

8. Leder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det hydrofile materiale er polyoxyethylenglycol-sorbi- 35 tan-monolaurat med en HLB = 15.

9. Leder ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det hydrofile materiale er oxyethyleret fedtalkohol med en HLB = 17.