DK156453B - Undervandskraftkabel impraegneret med en flydende olie. - Google Patents

Description

DK 156453 B

Opfindelsen angâr et elektrisk undervandskraftkabel fyldt med en flydende olie og omfattende mindst én leder, der er omgivet af isolering, og mindst én kanal i længderetningen, hvilken kanal er i stand til at cirkulere den flydende olie, og som i ait væsentligt er 5 fyldt med denne olie, og hvilken isolering er imprægneret med en flydende olie, der har en viskositet pâ mindre end 15 centistoke ved 20°C og lav dielektricitetskonstant, som ikke er stprre end 0,001.

Med O.F. kabler (O.F. = 0i 1 Filled) menes kraftkabler, som er 10 forsynet med en isolering af den selvbærende type sammensat af et papirdielektrikum og et fluidum, hvorfra det dielektriske fluidum kan flyde ud eller flyde tubage, ait efter hvorvidt der forekommer ekspansioner eller kontraktioner som fplge af kablets termiske omskiftelser, sâledes at kabelisoleringen til stadighed holdes 15 fuldstændigt imprægneret.

Fagfolk vil vide, at fluidet til imprægnering af papirisoleringen af de elektriske O.F. kraftkabler mâ være i besiddelse af visse nærmere bestemte fysiske og elektriske egenskaber.

20

Fprst og fremmest mâ fluidet være væskeformigt og hâve en tilstræk-kelig lav viskositet (i det mindste mindre end 15 cSt ved 20°C) til, at det er i stand til at fplge cykluser med ekspansion og kontrak-tion, som fplge af termiske variationer i kablet og dermed holde 25 kablets isolering fuldstændigt imprægneret. I dvrigt mâ denne lave viskositet ikke bevirke, at fluidet har en for stor flygtighed.

For det andet skal fluidet hâve gode isoleringsegeoskalber og spe~ cielt ogsâ det lavest mulige dielektrikumtab (tg S) - fortrinsvis 30 mindre eller lig med 0,001.

Fluidet (som sædvanligvis er en olie af organisk karakter) mâ hâve meget ringe eller ingen tendens til at udskille faste parafiniske produkter ved de for kablet laveste brugstemperaturer.

35

Fluider med sâdanne egenskaber er beskrevet i beskrivelsen til italiensk patent nr. 594.475 og i dets supplément nr. 809.256. De heri omhandlede carbonhydrider har en molekylvægt mellem 200 og 400 og er fremkommet ved alkylering af en aromatisk ring. Carbonhydri-

DK 156453B

2 derne indeholder sâledes en aromatisk ring og en lineær eller forgrenet sidekæde med fra 9 til 12 carbonatomer. Massefylden for disse forbindelser ved 20°C er ca. 0,87 g/cm.

5 Brugen af de i ovennævnte publikationer beskrevne fluider, som fluider til imprægnering af isoleringen omkring elektriske kraft-kabler, har hidtil været tilfredsstillende i forbindelse med land-kabler eller underspiske kabler, som udlægges pâ lave havdybder. Nâr kablet skal nedsænkes i vand pâ stprre dybder, optræder der imidler-10 tid visse ulemper som fplge af, at massefylden af fluiderne er mindre end den gennemsnitlige massefylde af det omgivende vand (saltvand eller ferskvand).

Som det vil vides, er forskellen mellem det hydrostatiske tryk, der 15 hersker udenfor og indeni det neddykkede kabel, proportional med forskellen mellem massefylden af det omgivende vand og massefylden af imprægneringsvæsken.

Nâr denne forskel er stor, opstâr fare for sammenfald af den métal-20 liske skede, som beskytter kablet.

Af ovennævnte grunde er det i sâdanne tilfælde npdvendigt at pge massefylden af imprægneringsfluidet til en værdi, som er nær ved eller lig med massefylden af det omgivende vand.

25

Dette er hidtil blevet opnâet ved til imprægneringsfluidet at sætte passende mængder af halogeneredf carbonhydrider som beskrevet i italiensk patent nr. 1.011.139. I dette patent er brugen af hexa-chlorbutadien, som har en massefylde pâ 1,68 g/cnf* ved 20°C, spe-30 cielt anbefalet.

Brugen af halogenerede carbonhydrider (og specielt chlorerede) som tilsætningsstoffer til imprægneringsfluidet er velegnet til at regulere massefylden efter pnske, men lader et problem, der er 35 knyttet til ældningen af kablet, ulpst.

Rent faktisk har de i ovenstâende patent beskrevne forbindelser er mere eller mindre udtalt tendens til at blive nedbrudt under ind-virkning af varme, navnlig i perioder med kraftig belastning, af 3

DK 156453 B

hvilken grund de giver anledning til et vist kemisk halogenangreb pâ kobberet i lederne med deraf fplgende dannelse af ledende sait og en nedbrydning af den elektriske isolering, som kan medfpre en kort-slutning af kablet og i aile tilfælde vil give anledning til en 5 kraftig fordgelse af transmissionstabene som fplge af lækagestrpm via korrosionsprodukterne.

I realiteten optræder disse fænomener selv under de mest gunstige forhold men udvikler sig almindeligvis dog kun ret langsomt, sâledes 10 at koncentrationerne af de dannede halogenider kun nàr værdier, som bliver virkeligt farlige, efter at kablet har været i brug i meget lang tid. Brugen af halogenerede carbonhydrider kan sâledes kun skabe virkeligt farlige situationer, nàr de forhold, hvorunder kablet benyttes, er særligt harde, nâr koncentrationerne af det 15 halogenerede carbonhydrid er forholdvis hpje, og nâr kablet har været i funktion i en længere ârrække.

Alt taget i betragtning er der dog et væsentligt behov for tilveje-bringelse af et oliefyldt, elektrisk undervandskraftkabel til 20 nedlægning pâ stprre vanddybder, og hvis olie ikke blot har den fornpdne lave viskositet og dielektricitetskonstant, men som sam» tidig er i besiddelse af permanent kemisk stabilitet under de i kraftkablet forekommende betingelser under driften og har en masse» fylde, der er lig med eller ligger nær ved massefylden af det 25 omgivende vand.

3

Da massefylden af ferskvand er ca. 1 g/cm , medens massefylden af 3 fi havvand almindeligvis er mindre end 1,03 g/cm , ved 20 C er det pnskeligt, at isoleringsolien har en massefylde, der ligger i dette 30 omrâde, da dette vil sikre, at der ikke frembringes upnsket store hydrostatiske trykhpjder i kablet efter nedsænkning af kablet, og at differenstrykket pâ kablet vil være forholdsvis lille.

Som det bl.a. vil fremgâ af omstâende tabel, findes der imidlertid 35 ikke ret mange stoffer, som er i stand til at opfylde samtlige disse krav til stoffets egenskaber.

Der er imidlertid nu blevet konstateret, at 1-methylnaphthalen er i besiddelse af de for et oliefyldt, elektrisk undervandskraftkabel

DK 156453B

4 nidvendige egenskaber, som de er omtalt ovenfor, og det oliefyldte, elektriske undervandskraftkabel med de indledningsvis angivne karakteristika er derfor ifplge opfindelsen ejendommeligt ved, at den flydende olie bestâr af l-methylnaphthalen.

5 1-Methylnaphthalen har udover ovennævnte egenskaber ringe tendens til at udskille faste produkter ved 1 avéré arbejdstemperaturer, idet smeltepunktet er -30°C, jvf. nedenstâende tabel. Endvidere er forbindelsen i stand til kemisk at binde de gasser, nemlig hydrogen, 10 carbondioxid, carbonmonoxid, methan og vanddamp, som udvikles fra isoleringspapiret som fplge af opvarmning og ældning af kablet. Som det vil vides, har disse gasser tendens til at ioniseres pâ grund af det stærke elektriske felt, der findes omkring lederne. Dette ville ogsâ kunne give anledning til katastrofale, elektriske udladninger 15 inden i selve kablet.

Nedenstâende tabel viser til sammenligningsformâl nogle af de fysiske egenskaber for l-methylnaphthalen og en række nært beslæg-tede derivater af naphthalen. Disse data er hentet fra Beilstein 20 "HANDBUCH DER ORGANISCHEN CHEMIE" (Vierte Auflage).

Fvsiske egenskaber for visse derivater af en naphthalen

Dérivât (type og Smelte- Massefylde ved 20°C

25 position af sub- punkt i forhold til HgO Viskositet ved stituenterl f°C) ved 4°C (q/cm3) 20°C fcSt) 1-methyl - 30 1,020 3,5 1-ethyl - 15 1,008 4,1 30 2-ethyl - 7 0,993 2,9 1-propyl - 12 0,992 4,9 1- butyl - 20 0,975 6,5 2- butyl - 5 0,970 4,75 2-tert.butyl - 4 0,970 35 1-pentyl - 22 0,966 2-pentyl - 4 0,956 1,3-dimethyl - 4 1,006 1,6-dimethyl - 14 1,003 1,2,3,4-tetrahydro - 36 0,970 2,2

DK 156453 B

5

Blandt de i tabellen angivne forbindelser ses 1-methylnaphthalen at være den eneste forbindelse, som vil være anvendelig i kraftkablet ifplge den foreliggende opfindelse.

5 Denne forbindelse har udover aile de fysiske egenskaber, som er nodvendige for et fluidum til imprægnering af isoleringen af elek-triske O.F. kraftkabler, en særligt lav tabsfaktor (tg 8) for dielektrikumet, nemlig mindre end 0,001.

10 15 20 25 30 35

Claims (1)

1. DK 156453B Elektrisk undervandskraftkabel fyldt med en flydende olie og omfat-5 tende mindst én leder, der er omgivet af isolering, og mindst én kanal i længderetningen, hvilken kanal er i stand til at cirkulere den flydende olie, og som i ait væsentligt er fyldt med denne olie, og hvilken isolering er imprægneret med en flydende olie, der har en viskositet pâ mindre end 15 centistoke ved 20°C og lav dielektrici-10 tetskonstant, som ikke er stdrre end 0,001, kendetegnet ved, at den flydende olie bestâr af 1-methylnaphthalen. 15 20 25 30 35