FI85430B - Foernaetade polyetylenkablar. - Google Patents

Description

1 85430

Verkkoutetut polyeteenikaapelit

Tekninen alue: Tämä keksintö koskee verkkoutettusa polyeteeni-5 kaapeleita, joilla on erinomaiset ominaisuudet hajoamista vastaan, erityisesti korkeissa lämpötiloissa hajoamista vastaan.

Taustatietoa;

On hyvin tunnettua, että verkkoutetut polyetee-10 nikaapelit, kun ne sijoitetaan käytetyn jännitteen alaisena pitkäksi ajaksi vesiympäristöön, aiheuttavat niinkut-suttua "tunkeutuvan veden aiheuttamaa hajoamista", joka johtaa eristeen rikkoutumiseen. Tämän hajoamisen uskotaan tapahtuvan, koska vesi, joka on tunkeutunut verkkou-15 tettuun polyeteenieristeeseen, toimii ytimenä niinkutsut-tujen "vesipuiden" muodostumiseksi eristeeseen.

Monia lähestymistapoja on kokeiltu parantamaan verkkoutettujen polyeteenikaapeleiden tunkeutuneen veden aiheuttamaa hajoamista. Parannettuja kaapeleita tai kaape-20 liliitoksia kuvataan esimerkiksi JA-patenttijulkaisussa n:o 89322/1974 ja JA-hyödyllisyysmallijulkaisussa n:o • · : 29008/1974 ja JA-patenttijulkaisussa n:o 51180/1981 . Näis- sä kaapeleissa tai liitoksissa käytetään polyeteeniyhdis-: telmää, johon on yhdistetty eteeni-vinyyliasetaatti -ko- 25 polymeeriä (kutsutaan tämän jälkeen nimellä EVA), eriste-materiaalina, jolla lujuutta tunkeutuneen veden aiheutta-.'/ maa hajoamista vastaan on parannettu tietyssä määrin.

· Viime aikoina on kuitenkin havaittu, että kun verkkoutettuja polyeteenikaapeleita, erityisesti niitä * ‘ 30 kaapeleita, joissa on paksu eriste, asetetaan käyttöjän- : nitteen alaiseksi pitkäksi ajaksi korkeissa lämpötilois- ____: sa, kuten 90°C, ne huononevat vakavasti.

2 85430 Tämän keksinnön tekijät suorittivat erilaisia kokeita ja analyysejä ylläolevan hajoamisen syiden selvittämiseksi. Tuloksena on havaittu, että tämän keksinnön mukainen verkkoutettu polyeteenikaapeli, jota kuvataan 5 myöhemmin, ei aiheuta hajoamista, kuten on mainittu yllä.

Keksinnön ilmituominen: Tämä keksintö on tarkoitettu esittämään verkkou-tettua polyeteenikaapelia, jolla on erinomaiset ominaisuudet hajoamista vastaan korkeissa lämpötiloissa. Tämän kek-10 sinnön ydin on verkkoutetussa polyeteenikaapelissa, jol le on ominaista polyeteeniyhdistelmän pursotepäällystys johtimelle, ja polyeteeniyhdistelmä käsittää polyeteeniä, yli 10 %:sta alle 30 %:iin painoa kohti eteeni-vinyyliase-taattikopolymeeriä, jonka vinyyliasetaattipitoisuus on 15 yli 25 %:sta alle 35 %:iin painosta, ja orgaanista peroksi- dia, ja sen jälkeinen näin päällystetyn polyeteeniyhdistelmän verkkouttaminen.

Tässä keksinnössä käytetyn eteeni-vinyyliasetaatti kopolymeerin vinyyliasetaattipitoisuus (VA) on edullises-20 ti 28 - 33 painoprosenttia.

Piirroksen lyhyt kuvaus:

Kuvio on poikkeileikkausnäkymä verkkoutetusta polyeteenikaapelista.

Mallit keksinnön toteuttamiseksi; 25 Tätä keksintöä selitetään tämän jälkeen yksityiskoh taisesti seuraavien esimerkkien ja vertailevien esimerkkien avulla.

Valmistettiin verkkoutettuja polyeteenikaapelei- 2 ta (150 mm , 66 kV luokka) käyttäen taulukossa 1 esitet-30 tyjä yhdistelmiä. Kuvio esittää poikkileikkausnäkymän kustakin verkoutetusta polyeteenikaapelista, joka käsittää johtimen 1, eristemateriaalin 2, sisemmän puolijoh-dekerroksen 3 ja ulomman puolijohtavan kerroksen 4. Puoli johdekerrokset 3 ja 4 tehtiin kumpikin NUC 0580:sta 35 (kauppanimi, jota valmistaa Nippon Unicar Co. Ltd).

3 85430

Virtaa kierrätettiin, jolloin johtimen lämpötila saatettiin 90°C:seen, ja 160 kV jännitettä käytettin.

Aika, joka otettiin ennen kuin rikkoontuminen tapahtui kaapelissa jännitteen käytön alaisena, mitattiin 5 kaapelin hajoamisen arvioimiseksi korkeissa lämpötilois sa. Näitä aikoja kutsutaan tämän jälkeen "rikkoontumis-ajaksi", ja ne on esitetty taulukossa 1 vertailevan esimerkin 1 rikkoontumisaika (334 tuntia) perustana.

Seuraavat voidaan nähdä taulukosta 1.

10 Kaapeleilla, jotka valmistettiin käyttämällä yhdis telmiä, joissa 20 % EVA, jonka VA-pitoisuus oli 15 % tai 25 %, vastaavasti, yhdistettiin polyeteeniin (vertailevat esimerkit 2 ja 3), korkeissa lämpötiloissa tapahtuvan hajoamisen vastustus oli hieman parantunut verrattuna vertai-15 levän esimerkin I kaapeliin, mutta se ei ollut tyydyttä västi parantunut siinä määrin, että voitaisiin taata pitkä toiminta-aika (esim. 30 vuotta) .

Toisaalta, kun käytettiin EVA:a, jonka VA-pitoisuus oli yli 25 % (esimerkki 1), hajoaminen korkeissa lämpöti-20 loissa parantui suuresti. Erityisesti, kun VA-pitoisuus oli 30 % (esimerkki 2), kaapeli osoitti hyvin korkeaa lujuutta hajoamista vastaan. Myös VA-pitoisuudessa 33 % saatiin erinomaiset ominaisuudet.

Kuitenkin, kun VA-pitoisuutta kasvatettiin edel-25 leen, esim. kun käytettiin 35 % VA-pitoisuutta (vertaile vat esimerkit 4 ja 5), saatujen kaapelien ominaisuudet olivat hieman parantuneet verrattuna vertailevan esimerkin 1 kaapeliin, mutta ne eivät olleet tyydyttäviä.

4 85430 m g tn m cm n •H n» in cm v tn o ro CU w ^ m m cm m E oo. Ή cm ^ v w ° oo . _d)_------- Γ" „

? · ° o (N CM

P I to rr cm »s

Q) U) O rH

, j>_JL______ ' vo ti ° S CM ^ a , ~ $ s 0rH £ 5 s ~ —---___- — 4-> ^ -P Ό in

ή g ° o cm ro +? -P v »P

Ufl Ό T}· CNv *s PI PI 1-3 - PI * i-3 · m tn o .-e · 0 w > (U •‘•‘-O-O-cj.

------· · · u · o o

_ OOOOOr-lU

o o CM CO UUUHUHcjrt

Jjgco CMCM«v*- tflnJOH

C -5 I Ή u r-(Ur—I-Hcd 3 tn id m ui ri ίο ή a g u • ______________υυυ e o E ο α> -h -P-I -H -H <u -H 0) -1-t 43 g m. o o cm rH EEE-CE-Cgotl) P 00 CM CM»- . ΟΟΙΙΙΟΙΙΙϋΙΙΙΟΛ 5 or^-CÄJ3>iXi>iXsiiu

W CJUU-HU-HU-P

_ . —ω--------O O Q) -H

CM OOOCMO&igCtiXd π · o o cm o E £ E E g o

5§°° ON (N^^qqq-Hq-Ho-HS

H S -H -H -H m ή tn -H CO efl Ξ —S--—__-__1 EEE-PE-Pg-P» 3 r- p P P -H p -H p -H CÖ d · o o <m ^ cncocoscoaws* P-ι g 00 CM cm *, « <jj --1-0-1-0-1-1 -ro -ro -ro -ro -ro -n -...____id H Λ (tJcOnJnjnjnj

•CO 4J4-l-t-)4J 4-)-P4->-P-P

4-) · o o cm cm cnwtntnwtncncQto

. ‘.. P E 00 CM CM ·- - -Η -Η -Η -Η -Η -Η -Η -Η -H

S»-h o r^ieBSEessee

> 01 ' i-HfH^HrHr—IrHrHrHr—I

. --01-------rdttJnJ nJoJttJicJnjco • cn 1' >>> >>>>>> 'f c O ° CM 1-4 — — >4 § 00 CM CM - V tn o oo to '><u --mooo ———t________t— o ro t— cm ro co »- II II II II II II II -Η Φ • · o fsj •••••••op

-P E O (Mr-. HHHHHHH-H-H

P ·Η <“4 Q ....... W .Id aasassako

> (1) O -P

j----- «-'--mm cN^tnmtniOvocucD <#> , m mffim ffitjioimftfi i <#> c*P ΰί> <#> <#> -P Q --------HO) 0 I I I I I H> OOOoOOOrHOl >.5 9 9 9 9 9 ^ a II n « n >, * m -5 -5 -5 5-5 - « w tn tn tn w ω >, p

OifdnlfOnJtd ·— >1 >1 >1 >, >i >1 So £ -P

& & & Oc 04 Id Q)0)(1)11)(U(1)(UP<1) ----: Γ <*><#><#><#><#> *> f-5 5hh5h55^&

'd in in oo o ro in tn u 4J-P4->4J4J4->4->QaS

C r (M CM Γ0 roro . -pCD.r— <1) II II II II II II g ε :<d 0) gC eC < i< ^ H'd" . cm co M-mvor-oocn S'" 4c 4( 4c 4c 4c 4c 4c 4c 4e ω ^ CO m vo r- oo oo q cp 4 4* 4* 4c 4i 4c 4c 4c Q C Id "

OcU-Bsisi S » s s = = s q S 1 --- L __ Ä 5 85430 EVA:n määrä, jonka VA-pitoisuus osuu ylläkuvatulle alueelle, joka spesifioidaan yhdistettävän polyetee-nin määrällä. Kun valmistetaan kaapeli käyttämällä yhdistelmää, jossa käytetään samaa EVA:a kuin käytettiin esi-5 merkissä 3, mutta yhdistetyn EVA:n määrä on 40 % tai kor keampi, kuten vertailevassa esimerkissä 5, lujuus hajoamista vastaan on hieman parempi kuin vertailevassa esimerkissä 1, mutta se ei parane tyydyttävästi. Samoin on vertailevan esimerkin 7 tapauksessa. Kääntäen, kun samaa EVA:a käy-10 tettiin kuin esimerkissä 3, mutta yhdistetyn EVA:n määrä on 10 % tai vähemmän, kuten voidaan nähdä vertailevasta esimerkistä 6, kyky vastustaa hajoamista ei ole tyydyttävä.

Toisaalta kaapelit, jotka valmistetaan käyttäen yhdistelmiä, joissa EVA:n VA-pitoisuus osuu ylläkuvatulle 15 alueelle, s.o. EVA:n VA-pitoisuus on 15 % (esimerkki 4) ja EVA:n VA-pitoisuus on 25 % (esimerkki 5), yhdistetään poly-eteeniin, osoittavat erinomaista lujuutta hajoamista vastaan.

Kuten voidaan nähdä taulukossa 1 esitetyistä tuloksista, vain kun keksinnön mukaisia yhdistelmiä, jotka käsit-20 tävät polyeteeniä ja EVA:a, käytetään eristemateriaaleina, saadaan kaapeleita, joilla on erinomaiset ominaisuudet. Vai-kutuksen syyt eivät ole selviä; kuitenkaan vaikutusta ei esitetty JA-patenttijulkaisussa n:o 89322/1974, JA-hyödyl-: lisyysmallijulkaisussa n:o 29008/1974 eikä JA-patenttijul- - 25 kaisussa n:o 51 180/1981.

Hyväksikäyttö teollisuudessa Tämän keksinnön mukaiset verkkoutetut polyetee-nikaapelit ovat hyödyllisiä virran siirtämiseksi korkeissa jännitteissä, ja tehtaan johdotukseen ja talon johdo-30 tukseen alhaisten jännitteiden virtoihin. Kaapelit osoit tavat suuresti parannettua vastustusta hajoamista vastaan jatkuvasti käytetyissä jännitteissä korkeissa lämpötiloissa pitkillä aikajaksoilla. Näinollen kaapeleilla on pitkä toimintaikä jopa käytettyinä korkean lämpötilan olosuh-35 teissä pitkiä aikajaksoja.

Claims (2)

6 85430

1. Verkkoutettu polyeteenikaapeli, joka valmistetaan pursotepäällystämällä polyeteeniyhdistelmää joh- 5 teelle, tunnettu siitä, että polyeteeniyhdistel- mä käsittää polyeteeniä, 15 %:sta tai enemmän alle 30 pai-no-%:iin eteeni-vinyyliasetaattikopolymeeriä, jonka vinyy-liasetaattipitoisuus on yli 25 %:sta alle 35 %:iin painoa kohti, ja orgaanista peroksidia, ja sen jälkeen verkkout-10 tamalla näin päällystettyä polyeteeniyhdistelmää.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen verkkoutettu polyeteenikaapeli, tunnettu siitä, että eteeni-vinyyliasetaatti -kopolymeerin vinyyliasetaattipitoisuus on 28 - 33 paino-%. 7 85430