DK168505B1 - Flammesikkert, oliefyldt elektrisk kabel og isolerende væske til imprægnering heraf - Google Patents

Description

i DK 168505 B1

Opfindelsen angår et flammesikkert, oliefyldt elektrisk kabel med mindst én leder og en lagdelt isolering, der er imprægneret med en isolerende væske indeholdende polydimethylsiloxan, og som er dannet af bånd, der er viklet rundt om lederen og udelukkende består af 5 cellulosemateriale, samt et omsluttende hylster, der omslutter den lagdelte isolering.

Sådanne elektriske kabler anvendes i systemer, sædvanligvis kaldet "rør-systemer", både til jævnstrøm og vekselstrøm.

10

Opfindelsen angår desuden en isolerende væske til imprægnering af sådanne elektriske, oliefyldte kabler.

I oliefyldte, elektriske kabler af den angivne art imprægneret med 15 en isolerende væske må man til den isolerende væske ("imprægnerings-" eller "isoleringsolien") stille en lang række krav med hensyn til specifikke egenskaber af vidt forskellig art, som skal være opfyldt, for at opnå et i praksis brugbart og funktionsdueligt kabel. Den isolerende væske skal således være i besiddelse af: 20 1. En høj dielektricitetsstyrke (for at opnå den nødvendige elektriske isolering af den elektriske leder i kablet).

2. En lav di elektricitetstabsfaktor, dvs. tg S (for at opnå en 25 god virkningsgrad ved krafttransmission).

3. En sådan viskositet ved en hvilken som helst temperatur, som kablet i praksis udsættes for, at væsken let kan flyde langs kabl et.

30 4. En konstant fysisk tilstand (for at den isolerende væske skal forblive flydende ved en hvilken som helst temperatur, som kablet i praksis udsættes for, og ikke skiller i sine bestanddele, da dens øvrige egenskaber i så fald risikerer ^ at gå tabt).

5. En god gasabsorptionsevne over for navnlig hydrogen, carbon-monoxid, carbondioxid og vanddamp (for at undgå dannelsen af mulige gasbobler, som medfører risiko for perforationer af DK 168505 B1 2 den lagdelte, faste isolering omkring kablet).

6. Flammesikkerhed og en sådan beskaffenhed, at der ikke udvikles toxiske gasser i tilfælde af høje temperaturer 5 eller brand.

7. Lav pris.

Det er klart, at det er vanskeligt at finde en kemisk sammensætning, 10 i hvilken alle ovennævnte egenskaber er til stede i udpræget grad, således at sammensætningen kan anvendes med gode resultater som isolerende imprægnationsvæske i elektriske kabler af den angivne art. Derfor må man sædvanligvis vælge et kompromis, idet man i en vis udstrækning må give afkald på omfanget af nogle af egenskaberne, 15 f.eks. flammesikkerheden.

På nuværende tidspunkt er der kun få kendte stoffer, som anvendes eller kan anbefales til brug som isolerende imprægnationsvæske i elektriske kabler generelt.

20

Blandt de få stoffer, der foreslås som isolerende imprægnationsvæske i elektriske kabler, kan nævnes polydimethyl siloxaner.

Disse polydimethylsiloxaner, der repræsenterer den mest kendte type 25 af olier, kaldes "siliconer" og er interessante på grund af deres flammesikkerhed, deres evne til at forblive flydende ved meget lave temperaturer, deres viskositet, som praktisk talt er konstant i et tilstrækkeligt bredt temperaturområde, deres forholdsvis lave pris og deres lave værdier for dielektricitetstabsfaktoren eller tg5.

30

Ulempen ved polydimethylsiloxaner er imidlertid, at de har en forholdsvis lav dielektrisk, specifik modstand og navnlig en ringe evne til at absorbere gasser i et elektrisk felt, især de gasser, som udvikles i tidens løb som følge af den nedbrydning, der finder 35 sted i et fast isolerende materiale af cellulose, som er påført i lag rundt om den elektriske leder, hvilke gasser omfatter hydrogen, carbonmonoxid, carbondioxid og vanddamp.

Til overvindelse af ovennævnte ulemper ved polydimethylsiloxanerne DK 168505 B1 3 er der blevet foreslået anvendelse af visse stoffer, som tilsættes polydimethyl siloxanerne til frembringelse af sammensætninger med bedre egenskaber end de rene polydimethyl polysiloxaners.

5 Men herved er der opstået andre ulemper i form af ustabilitet med hensyn til blandingens kemiske sammensætning ved lav temperatur og en forringelse af den dielektriske tabsfaktor (tg S), således at de fremkomne polydimethylsiloxanholdige blandinger faktisk ikke synes at have nogen som helst praktisk anvendelighed.

10

Fra US patentskrift nr. 3.108.153 kendes endvidere et oliefyldt elektrisk kabel, hvis lagdelte isolering imidlertid udgøres af polyethylenbånd, der er viklet rundt om de elektriske ledere i kablet, og som er imprægneret med en blanding af polydimethylsiloxan 15 med en viskositet på mellem 0,6 og 30.000 cts ved 25“C og et tilsat stof udvalgt blandt phenyl substituerede polysiloxaner og aromatiske forbindelser substitueret med sekundært eller tertiært al kyl og i sidstnævnte tilfælde har formlen A-fCR^R^, hvor A betegner en aromatisk carbonhydridkerne, Rj, R£ og R^ betegner al kyl-, cyclo-20 al kyl og aryl radikal er, og n betegner et helt tal på 1-6. Som eksempel på sidstnævnte forbindelsestype er blandt andre nævnt t-butylbiphenyl. De til polydimethylsiloxanimprægneringsvæsken satte stoffer har til formål at fjerne eller hæmme dannelsen af hydrogen fremkommet ved homolytisk kløvning af C-H bindinger i dimethylpoly-25 siloxanmolekylerne under kablets funktion som følge af den påførte spænding og anvendes i imprægneringsvæsken i stort overskud på fra to til hundrede gange den teoretiske mængde, der kræves til omsætning af de fri-hydrogenradikaler, som kan forventes dannet i løbet af kablets levetid. Dette angives at føre til anvendelse af mængder 5° af hydrogenabsorberende stof på fra 0,5 til 25 vægtprocent af kabel væsken.

Da der til den lagdelte lederi solering ifølge US patentskriftet anvendes bånd af polyethylen, kan der under kablets brug næppe 55 forventes dannelse af andre gasser end molekylært hydrogen, og patenskriftet giver da heller ingen vejledning om bekæmpelsen af andre gasser, såsom carbonmonoxid, carbondioxid og vanddamp, eller mulighed herfor ved anvendelse af de anviste tilsætningstoffer. Ej heller giver patentskriftet nogen vejledning om, hvorledes man opnår DK 168505 B1 4 et tilstrækkeligt flammesikkert, oliefyldt kabel med en stabil olieblandingssammensætning ved lav temperatur, forbedret dielektrisk styrke og lavere dielektrisk tabsfaktor (tgS).

5 Det er for sagkundskaben inden for det kabelteknologi ske område endvidere et særdeles velkendt forhold, at kombinationen af isoleringsolier og en fast isolering af polyethylen omkring lederne i oliefyldte kabler er yderst problematisk og fører ved længere tids brug af kablet til utilfredsstillende forhold. Dette skyldes, at 10 polyethylenet ved kontakt med isoleringsolien har tendens til at kvælde og/eller opløse sig i olien, hvorved denne forurenes med polyethylenet, jvf. eksempelvis "Il polietilene e la sua applicazione ai cavi elettrici (Polyethylen og dets anvendelse til elektriske kabler)", side 142, publiceret åf A.E.I., Bellagio, 15 oktober 1954. Når polyethylenet opløses i isoleringsolien får denne ændret sin viskositet og dermed sin strømbarhed i kablet samtidig med, at polyethylenet absorberer isoleringsolien og kvælder, navnlig i olier der indeholder aromatiske eller alifatiske carbonhydrider, hvilket efterfølgende medfører en mekanisk bøjningsstivhed af 20 kablet.

I modsætning til isolationsmateriale af polyethylen er isolationsmateriale af cellulose ikke opløseligt og kvælder ej heller, når det bringes i kontakt med isoleringsolier. Af denne grund foretrækkes 25 isolationsmateriale af cellulose til oliefyldte elektriske kabler ikke blot i stor udstrækning, men er til visse kabeltyper, f.eks. oliefyldte højspændingskabler, simpelthen uerstattelige, jvf.

eksempelvis "Power Cables and their Application", Part 1, 3rd revised edition, 1990, side 35, spalte 1, linie 2-7 (udgivet af 30 Siemens Aktiengesellschaft).

I modsætning til ovennævnte US patenskrift angår den foreliggende opfindelse således et oliefyldt elektrisk kabel med en leder eller ledere, der er isoleret med båndviklinger af cellulosemateri ale 33 imprægneret med en isolerende væske, som sikrer bekæmpelsen af ikke blot hydrogen, men også carbonmonoxid, carbondioxid og vanddamp samt opnåelse af tilstrækkelig flammesikkerhed, stabil væskesammensætning ved lav temperatur, forbedret dielektrisk styrke og lavere dielektrisk tabsfaktor (tg£), jvf. afprøvningsresultaterne i beskrivelsens DK 168505 B1 5 specielle del.

Dette opnås med det flammesikre oliefyldte elektriske kabel med mindst én leder og en lagdelt isolering, der er imprægneret med en 5 isolerende væske indeholdende polydimethylsiloxan, og som er dannet af bånd, der er viklet rundt om lederen og udelukkende består af cellulosemateriale, samt et omsluttende hylster, der omslutter den lagdelte isolering, hvilket kabel er ejendommeligt ved, at den isolerende væske omfatter en blanding af en polydimethylsiloxan med 10 en viskositet på over 5 cts ved 25eC og isopropyl di phenyl, hvorhos sidstnævnte forekommer i blandingen i en mængde på ikke over 10 vægtprocent baseret på blandingens samlede vægt.

Den aromatiske forbindelse isopropyl di phenyl har formlen: 15 ch3 20

Opfindelsen angår også en isolerende væske til anvendelse i sådanne oliefyldte, elektriske kabler, hvilken væske er ejendommelig ved, at den omfatter en blanding af en polydimethylsiloxan med en viskositet på over 5 cts ved 25°C og isopropyl di phenyl, hvorhos sidstnævnte 25 forekommer i blandingen i en mængde på ikke over 10 vægt% i forhold til blandingens totale vægt

Opfindelsen vil blive bedre forstået ud fra den efterfølgende detaljerede beskrivelse og under henvisning til den tilhørende 30 tegning, hvor: fig. 1 er et perspektivbillede af et elektrisk kabel imprægneret med en isolerende væske, en kabeltypfe, der almindeligvis kaldes et "oliefyldt" kabel, hvorhos dele af strukturen er 3^ fjernet for at kunne vise kabel strukturen, og fig. 2 er et perspektivbillede af et elektrisk kabel imprægneret med en isolerende væske til systemer, der almindeligvis kaldes "rør"-systemer, hvorhos dele af strukturen er fjernet DK 168505 Bl 6 for at kunne vise kabel strukturen.

Som det fremgår af fig. 1 omfatter det elektriske kabel en leder 1, der indeholder en coaksialt udstrakt kanal 2 fyldt med isolerende 5 væske og tilvejebragt med henblik på, at den isolerende væske kan flyde langs kablet.

Rundt om den elektriske leder 1 er der en første halvledende skærm 3, som er omgivet af en fast, lagdelt isolering 4, der er påført i 10 lag og udformet af en flerhed af vindinger af isolerende tape, som helt er fremstillet af cellulosemateriale.

Den faste, lagdelte isolering 4 imprægneres med en isolerende væske, og over den er der en halvledende skærm. Den samling, som dannes af 15 ovennævnte bestanddele, indesluttes i en glat eller bølget kappe 6, som f.eks. fremstilles af et metallisk materiale, såsom bly eller aluminium.

Fig. 2 viser et elektrisk kabel imprægneret med isolerende væske og 20 beregnet til kabelsystemer, som sædvanligvis kaldes "rør".

Som det fremgår af fig. 2 omfatter det elektriske kabel en gruppe på tre ledere 7, omkring hvilke der er anbragt en halvledende skærm 8, der er dækket af en fast, lagdelt isolering 9, som er påført i lag 25 og dannet af en flerhed af viklinger af isolerende tape, som helt er fremstillet af cel!ulosemateriale.

Den faste, lagdelte isolering 9, som er påført i lag omkring hver leder 7, er imprægneret med en isolerende væske, og over den er der 50 en halvledende skærm 10.

Gruppen på tre ledere 7, der hver omfatter ovennævnte bestanddele, er indesluttet i et stift rør, som også er fyldt med en isolerende væske.

35 I den foreliggende beskrivelse vil både kappen omkring et kabel, som vist 1 fig. 1, og det stive kabel rør vist 1 fig. 2 blive betegnet med udtrykket "omsluttende hylster".

5 DK 168505 B1 7

Ifølge den foreliggende opfindelse anvendes der som isolerende væske i kablet en blanding, der er fremstillet ud fra en polydimethylsilo-xan med den kemiske formel: CH, i3 - Si - O - CH,

o J

10 og isopropyldiphenyl med formlen: ΟΚξΓ hvor R betegner : CH, /

20 - CH

\ ch3

Polydimethyl siloxanen, der anvendes i blandingen ifølge opfindelsen, har en viskositet større end 5 cts ved 25°C.

25

Isopropyldiphenyl et anvendes i blandingen ifølge opfindelsen i en mængde på under 10 vægt% af den totale vægt af blandingen, og fortrinsvis i en mængde, der ligger mellem 3 og 7 vægt% af den ^ totale vægt af blandingen.

Isopropyldiphenyl et kan være paramonoisopropyl di phenyl eller meta-monoisopropyldiphenyl eller en blanding af disse isomerer.

Monoisopropyldiphenyl har en god bestandighed mod ældning i nærvæ-35 relse af metaller, såsom det kobber, der danner kabel lederen. Der kan derfor opnås en væsentlig stabilitet i tidens løb for den blanding, der udgør den isolerende væske, som er sammensat af polydimethyl siloxan og isopropyldiphenyl.

DK 168505 B1 8

Der er blevet udført flere eksperimentelle forsøg med isolerende væsker ifølge opfindelsen, nemlig væsker frembragt ud fra polydi-methylsiloxaner og isopropyldiphenyl til dokumentation af, at det ved anvendelse af sådanne blandinger er muligt at opnå det indled-5 ningsvis nævnte formål med opfindelsen. Analoge sammenlignende forsøg er blevet udført med polydimethylsiloxan alene.

En første serie forsøg dokumenterer flammesikkerheden af en isolerende væske til imprægnering af kabler ifølge den foreliggende opfindelse, og analoge sammenligningsforsøg med polydimethylsiloxa-ner, monoisopropyldiphenyl henholdsvis en isolerende carbonhydrid-væske, der i høj grad anvendes som imprægneringsmedium til elektriske kabler, nemlig decilbenzen, godtgør, at formålet med opfindelsen ikke opnås hermed.

15

Til vurdering af de pågældende væskers flammesikkerhed blev "flammepunkt" og "brændpunkt" bestemt i overensstemmelse med ASTM D-93-79 normerne.

20 Hed udtrykket "flammepunkt" menes den temperatur af en væske, ved hvilken en lille flamme anbragt på væskeoverfladen giver anledning til et glimt, som spontant slukkes.

Hed udtrykket "brændpunkt" menes den temperatur af en væske, ved 23 hvilken forbrænding af de dampe, der udsendes af væsken under indvirkning af en lille flamme på overfladen af væsken, varer i mindst 5 minutter.

De eksperimentelle forsøg i den første serie blev udført på polybo dimethyl siloxaner, der forhandles af Dow Corning Corporation, nærmere angivet de polydimethylsiloxaner, der forhandles under varebetegnelsen DC 200/5, DC 200/10, DC 200/20, DC 200/50, samt på polydimethylsiloxaner, der sælges af Rhone Poulenc, nærmere angivet de polydimethylsiloxaner, der findes på markedet under varebeteg-35 neiserne 47V/10, 47V/20 og 47V/50.

Den første serie af forsøg omfattede desuden forsøg udført på den isolerende væske ifølge opfindelsen og omfattede blandinger af polydimethylsiloxan og isopropyl di phenyl med forskellige DK 168505 B1 9 procentindhold af sidstnævnte.

Blandingerne opnåedes ved til ovennævnte polydimethyl siloxaner fra Dow Corning Corporation og Rhone Poulenc at sætte forskellige 5 mængder af den isopropyldiphenyl, der sælges af Sun Petroleum Products Company under varebetegnelsen Suresol 250, mere præcis de procentdele, der er angivet i den efterfølgende tabel, der viser resultaterne fra den første forsøgsserie.

10 Isolerinosvæske Flammepunkt °C Brændpunkt "CC

DC 220/5 148 162 DC 200/10 182 222 DC 200/20 235 310 15 DC 200/50 280 over 350 47 V/10 162 205 47 V/20 224 300 47 /50 280 over 350 DC 200/20 plus 3% Suresol 250 190 286 20 DC 200/20 plus 5% Suresol 250 180 248 DC 200/20 plus 7% Suresol 250 175 235 47 V/20 plus 3% Suresol 250 178 278 47 V/20 plus 5% Suresol 250 168 255

Suresol 250 144 164 25 Decilbenzen 120 . 126

Resultaterne i ovenstående tabel viser først og fremmest, at man til fremstilling af flammesikre isoleringsvæsker til imprægnering af elektriske kabler ifølge opfindelsen skal undgå sådanne polydimeth-30 yl si loxaner som DC 200/5, der har en viskositet på under 5 cts, eftersom de med hensyn til flammesikkerhed er sammenlignelige med carbonhydridvæsker, såsom decilbenzen, der anses for at være let-antændelige.

3^ Ud over ovennævnte kan det bemærkes, at en isolerende væske til imprægnering af elektriske kabler ifølge opfindelsen, der er dannet ud fra en blanding af polydimethylsiloxan og isopropyldiphenyl, bevarer polydimethylsiloxanernes meget gode flammesikkerhed, hvilket fremgår af de høje temperaturværdier for både "flammepunkt" og DK 168505 B1 10 "brændpunkt" på trods af den kendsgerning, at'isopropyldiphenyl er en letantændelig forbindelse.

Der blev også udført en anden serie forsøg til belysning af de 5 fysiske egenskaber af de isolerende væsker ifølge opfindelsen og af polydimethylsiloxaner, hvad angår deres flydende tilstand.

Denne anden forsøgsserie omfattede forsøg til vurdering af væskernes viskositet ved stuetemperatur, temperaturerne for tilstandsændring, 10 der kan iagttages ved træk, som af fagfolk kaldes "flydepunkt", og som defineres i ASTM D 97-66, samt begyndelsestemperaturen for adskillelse af homogene sammensætninger, bestemt ved visuel observation af fremkomst af en mælkeagtig væske.

1® Denne anden forsøgsserie blev udført på de samme isolerende væsker, som var blevet undersøgt i den første serie, méd undtagelse af dem, som dér udelukkes på grund af deres letantændelighed.

Resultaterne fra den anden forsøgsserie er angivet i den efter-20 følgende tabel: 25 30 35 DK 168505 Bl 11

Isolerings- Viskositet ved Begyndelsestemp.

væske 25°C i cts FIvdepunkt for separation

DC 200/10 10 mindre end -50°C

_ DC 200/20 20 mindre end -50°C

5

DC 200/50 50 mindre end -50°C

47 V/10 10 mindre end -50°C

47 V/20 20 mindre end -50°C

10 47 V/50 50 mindre end -50°C

DC 200/20 plus

3% Suresol 250 19,5 mindre end -50°C mindre end -50°C

DC 200/20 plus no

5% Suresol 250 18,8 mindre end -50°C mindre end -50°C

15 DC 200/20 plus

7% Suresol 250 18 mindre end -50°C -26°C

47 V/20 plus o o

3% Suresol 250 19,8 mindre end -50 C mindre end -50 C

47 V/20 plus o o

20 5% Suresol 250 19,5 mindre end -50 C mindre end -50 C

Af ovennævnte resultater fremgår følgende:

Viskositetsværdierne for en isolerende væske til imprægnering _ af kabler ifølge den foreliggende opfindelse er lavere end værdierne 25 for den tilsvarende polydimethylsiloxan. Det betyder, at isoleringsvæskerne ifølge opfindelsen lettere kan flyde langs kablet.

Værdierne for separationstemperaturen kan selvfølgelig kun vurderes for blandinger og ikke for et rent stof, såsom polydimeth-ylsiloxan. Separationstemperaturerne for de isolerende væsker til imprægnering af kabler ifølge opfindelsen er ekstremt lave, nemlig langt lavere end de temperaturer, som et kabel vil blive udsat for i brug, forudsat at mængden af isopropyl diphenyl ikke er over 10 vægt% oc af den totale vægt af sammensætningen. Desuden er de temperaturvær-dier, ved hvilken en begyndende størkning kan finde sted i en isolerende væske til elektriske kabler ifølge opfindelsen - ligesom for polydimethylsiloxan - lavere end de værdier et kabel vil blive udsat for. Dette betyder, at en isolerende væske til imprægnering af elektriske kabler ifølge opfindelsen har de samme positive DK 168505 B1 12 egenskaber som polydimethylsiloxan, hvilket fremgår af værdierne angivet i kollonen "flydepunkt".

En tredie forsøgsserie blev udført til belysning af de dielektriske 5 egenskaber af en væske til imprægnering af kabler ifølge opfindelsen, hvilken væske må bedømmes som værende god ud fra de to forudgående forsøgsserier.

Nærmere bestemt blev der udført forsøg til bestemmelse den dielek-10 triske tabsfaktor eller tg$ samt den dielektriske styrke på flade prøver.

Bestemmelsen af den dielektriske tabsfaktor eller tg£ blev udført i overensstemmelse med standarden IEC 247 (1978).

15

Bestemmelsen af den dielektriske styrke på flade prøver blev udført som forklaret nedenfor.

Tre ark cellulosepapir, som danner lagene i en kabel i solering og har 20 en tykkelse på 80 pi, blev samlet, hvorved der i det centrale ark blev efterladt et cirkulært rør med en diameter på 4 mm.

Den fremkomne enhed anbragtes mellem to flade, cirkulære elektroder med en diameter på 3 cm, og papirarkene tørredes. Derefter blev de 25 imprægneret med den forud afgassede isolerende væske, som skal undersøges, og det isolerende materiale udsattes for et mekanisk 2 tryk på 0,2 kg/cm , som frembringes med elektroderne.

På dette tidspunkt sattes der spænding på de to elektroder, og den 30 spændingsværdi, som fremkaldte perforering af det isolerende materiale, måltes.

De ovenfor nævnte forsøg udførtes på de isolerende væsker til imprægnering af elektriske kabler ifølge opfindelsen, der må bedøm- 35 mes som værende meget gode, såvel som på polydimethylsiloxaner, der udgør basi skomponenten i de isolerende væsker ifølge opfindelsen.

Resultaterne fra denne tredie forsøgsserie er angivet i den efterfølgende tabel.

DK 168505 B1 13

Dielektrisk styrke for vekselstrøm i cellulose-i soleri ngsmateri ale 5 imprægneret med de

Isolerinasvaske ta 11 <5 11 ved 100°C angivne isoleringsvæsker DC 200/20 0,3% 48 KV/mm 47 V/20 0,5% 48-50 KV/mm 10 DC 200/20 plus 3% Suresol 250 0,2% 50 KV/mm DC 200/20 plus 5% Suresol 250 0,1% 53 KV/mm 47 V/20 plus 3% Suresol 250 0,3% 58 KV/mm 47 V/20 plus 5% Suresol 250 0,3% 57 KV/mm 15 Af resultaterne i ovenstående tabel fremgår det klart, at et elektrisk kabel imprægneret med en isolerende væske ifølge opfindelsen har væsentlig forbedret dielektriske egenskaber sammenlignet med de elektriske kabler, der kun er imprægneret med polydimethylsiloxan.

20 Der biev endelig udført en fjerde forsøgsserie til bedømmelse af, hvordan et elektrisk kabel ifølge opfindelsen og en isolerende væske til imprægnering af et sådant kabel opfører sig i nærværelse af et elektrisk felt, navnlig et elektrisk vekselstrømsfelt, hvad angår absorptionsgraden af de gasser, der udvikles i kablet under brug.

25

Der er to grunde til, at der kan forekomme gasser i et kabel, nemlig: ufuldstændig afgasning af den isolerende væske til et kabel under fremstilling af kablet, og dannelse af gas som følge af nedbrydning ved ældning af lagene af det faste materiale, som udgør kabel isoleringen, navnlig ved høj temperatur.

35

De gasser, der forekommer i kablet, er i det væsentlige hydrogen, carbonmonoxid, carbondioxid og vanddamp. Deres tilstedeværelse er en ulempe, eftersom den kan resultere i perforering af kabel i soleringen, således at dennes funktion ophører, når gasserne ikke DK 168505 B1 14 absorberes kemisk af den isolerende væske, der imprægnerer kablet.

Blandt de gasser, som kan udvikles i et kabel, er hydrogen den gas, hvis index med hensyn til gasabsorptionsgrad lettest bestemmes, 5 fordi der udvikles forholdsvis meget hydrogengas.

Følgelig blev der udført forsøg til bestemmelse af hydrogenabsorptionsgraden for de isolerende væsker ifølge opfindelsen og for de basale polydimethylsiloxaner. De opnåede result-ater er angivet i den 10 efterfølgende tabel.

Disse forsøg, kaldet "gasningsforsøg", blev udført i overensstemmelse med IEC 628-1978 standarden.

15 Gennemsnitlige værdier for hydrogenabsorption eller -udvikling ved Isoleringsvæske 140°C i mikroliter/minut 20 DC 220/20 62 - udviklet 47 V/20 40 - udviklet DC 200/20 plus 3% Suresol 250 13 - udviklet DC 200/20 plus 5% Suresol 250 41 - absorberet DC 200/20 plus 7% Suresol 250 60 - absorberet 25 47 V/20 plus 3% Suresol 250 125 - absorberet 47 V/20 plus 5% Suresol 250 100 - absorberet

Analoge forsøg med andre gasser, som kan udvikles i et kabel, dvs. carbonmonoxid, carbondioxid og vanddamp, blev udført med to isole-30 ringsvæsker ifølge opfindelsen, som må anses for hørende til blandt de bedste, nemlig DC200/20 plus 5 vægt% Suresol 250 (vægten baseret på den totale vægt af sammensætningen) og 47 V/20 plus 5 vægt% Suresol 250 (vægten baseret på den totale vægt af sammensætningen).

33 Resultaterne fra disse forsøg er angivet i den efterfølgende tabel.

DK 168505 B1 15

Gennemsnitlige værdier for gasabsorption Isolerinosvaske eller -udvikling ved 140°C i mikroliter/minut carbonmonoxid carbondioxid^0! vanddampe 5 DC 200/20 plus 5% Suresol 250 30 - absorberet 8 - absorberet 26 - absorberet 47 V/20 plus 5% Suresol 250 30 - absorberet 8 - absorberet 25 - absorberet 10 π ( ) Hvad angår carbondioxid forekom der en ikke-lineær udvikl ing/ab-sorption under prøven; først var der en udvikling af denne gas, men efter en vis tid blev den absorberet af den isolerende væske. Absorptionsværdierne er de i tabellen angivne.

15

Af resultaterne i de to sidstanførte tabeller fremgår det, at isoleringsvæskerne til imprægnering af elektriske kabler ifølge den foreliggende opfindelse er i stand til at absorbere de gasser, som kan udvikles under et kabels levetid, hvorved enhver risiko for 20 perforering af det anvendte isoleringsmateriale elimineres, og dermed elimineres risikoen for at kablet sættes ud af funktion.

De samlet opnåede forsøgsresultater viser, at et elektrisk kabel med en isolerende væske ifølge opfindelsen såvel som de isolerende 25 væsker ifølge opfindelsen til imprægnering af både kabler af den "oliefyldte" type og kabler af "rør"-systemtypen, er i stand til at opfylde alle de krav, som opfindelsen sigter på, og som er angivet i beskrivelsens indledning.

30 35

Claims (6)

1. Flammesikkert, oliefyldt elektrisk kabel med mindst én leder og en lagdelt isolering, der er imprægneret med en isolerende væske 5 indeholdende polydimethylsiloxan, og som er dannet af bånd, der er viklet rundt om lederen og udelukkende består af cellulosemateriale, samt et omsluttende hylster, der omslutter den lagdelte isolering, kendetegnet ved, at den isolerende væske omfatter en blanding af en polydimethylsiloxan med en viskositet på over 5 cts 10 ved 25eC og isopropyldi phenyl, hvorhos sidstnævnte forekommer i blandingen i en mængde på ikke over 10 vægtprocent baseret blandingens samlede vægt.

2. Flammesi kkert elektrisk kabel ifølge krav 1, kendeteg-I5 net ved, at det omsluttende hylster er en kappe, at der kun er indesluttet én elektrisk leder i kappen, og at en kanal, som løber inden i lederen koaksi alt med denne, er fyldt med den isolerende væske, som imprægnerer den lagdelte isolering af cellulosemateriale, der er viklet omkring den elektriske leder. 20

3. Flammesi kkert elektrisk kabel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at det omsluttende hylster er et stift metal rør, og at en gruppe på tre elektriske ledere, der hver især er isoleret med bånd af cellulosemateriale viklet omkring lederen, er indesluttet i 25 dette stive metal rør, som er fyldt med isolerende væske.

4. Flammesikkert elektrisk kabel ifølge et hvilket som helst af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at i blandingen af polydimethylsiloxan og isopropyldiphenyl udgør sidstnævnte en mængde 30 på mellem 3 og 7 vægt% af blandingens samlede vægt.

5. Isolerende væske til anvendelse i et elektrisk kabel ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den omfatter en blanding af en polydimethylsiloxan med en viskositet på over 5 cts ved 25°C og 35 en isopropyldiphenyl, hvorhos sidstnævnte forekommer i blandingen i en mængde på ikke over 10 vægt% i forhold til blandingens totale vægt.

6. Isolerende væske ifølge krav 5, kendetegnet ved, at 5 17 DK 168505 B1 isopropyldiphenylet forekommer i blandingen i en mængde på mellem 3 og 7 vægt% af blandingens totale vægt. 10 15 20 25 30 35