NO144589B

NO144589B - ELECTRIC INSULATING MASS.

Info

Publication number: NO144589B
Application number: NO760530A
Authority: NO
Inventors: James D Groves; Stefano Loffredo
Original assignee: Minnesota Mining & Mfg
Priority date: 1975-02-28
Filing date: 1976-02-18
Publication date: 1981-06-15
Also published as: AR210755A1; NO144589C; DE2608477A1; ES445269A1; IT1057267B; DK65876A; DE2608477C3; DE2608477B2; SE7601835L; BR7601276A; NO760530L; SE415132B

Description

Oppfinnelsen angår en elektrisk isolasjonsmasse for fylling The invention relates to an electrical insulating mass for filling

av en kapsel som omslutter en elektrisk ledning, omfattende samreaktive isocyanat-avsluttede og hydroksyl- eller amin- of a capsule enclosing an electrical wire, comprising co-reactive isocyanate-terminated and hydroxyl- or amine-

avsluttede forbindelser og en elektrisk isolerende organisk væske. terminated compounds and an electrically insulating organic liquid.

Etter avslutning eller spleising av kabler som har oljeimpreg-nert papir som isolasjon, blir ende- eller spleiseområdet normalt omgitt med en seigtflytende isolasjon. Flyteegenskapene hos en slik isolasjon tillater den å etterfylle olje som siver inn i kabelen, og å ta opp temperaturbetingede trykkendringer forårsaket av strømvarme eller variasjoner i omgivelsestemperatur. After terminating or splicing cables that have oil-impregnated paper as insulation, the end or splice area is normally surrounded with a viscous insulation. The flow properties of such insulation allow it to replenish oil seeping into the cable, and to absorb temperature-related pressure changes caused by current heat or variations in ambient temperature.

Alle tidligere anvendte seigtflytende isolasjoner har vært for-bundet med en del påtagelige' ulemper. En første ulempe, som foreligger ved vanlig benyttede høyviskøse masser på hydrokarbonbasis, består i at disse masser må varmes opp for å kunne helles inn i en isolasjons-kapsel, f.eks. en ende- eller spleisemuffe, og denne oppvarmning må være tilstrekkelig til sterkt å redusere viskositeten så det påfylte isolasjonsmateriale blir fritt for innesluttet luft. Slike oppvarm-ningsoperasjoner, hvor massene varmes.opp til temperaturer av 80-350°C eller mer, er besværlige og krever ekstra utstyr, brensel og tid. de er risikable for arbeidsfolkene, særlig når arbeidet utføres på toppen av en ledningsmast, og kan også føre til skade på tilknyttet utstyr. All previously used viscous insulations have been associated with a number of obvious disadvantages. A first disadvantage, which exists with commonly used highly viscous masses on a hydrocarbon basis, is that these masses must be heated in order to be poured into an insulation capsule, e.g. an end or splicing sleeve, and this heating must be sufficient to greatly reduce the viscosity so that the filled insulating material is free of trapped air. Such heating operations, where the masses are heated to temperatures of 80-350°C or more, are cumbersome and require additional equipment, fuel and time. they are risky for the workers, especially when the work is carried out on top of a cable mast, and can also cause damage to associated equipment.

En annen ulempe ved disse høy-viskøse masser er at de etter installasjonen er temmelig stive ved normale omgivelsestemperaturer. Dette gjelder blant annet også en slik masse-som er angitt inn-ledningsvis, og som er kjent fra DE-OS 2 303 701. Når som helst det ved anvendelse av slike stivnede isolasjonsmasser ønskes å få adgang til det indre av ende- eller skjøtemuffen påny for å skifte forbindelser eller foreta nye, må man bruke spesial- Another disadvantage of these high-viscosity compounds is that, after installation, they are rather stiff at normal ambient temperatures. This also applies, among other things, to such a mass, which is indicated in the introduction, and which is known from DE-OS 2 303 701. At any time, when using such hardened insulating masses, it is desired to gain access to the interior of the end or joint sleeve again to change connections or make new ones, you must use special

verktøy for å flå isolasjonen av, og/eller varme opp massen for tools for peeling the insulation off, and/or heating the mass for

å minske dens viskositet. to decrease its viscosity.

Der har også vært brukt isolasjonsmaterialer med lavere viskositet, men de byr til gjengjeld på et annet problem. På Insulation materials with a lower viscosity have also been used, but they present another problem in return. On

grunn av sin lave viskositet er de tilbøyelige til å sive inn i kabelen i for sterk grad. De må etterfylles med jevne mellom- due to their low viscosity, they tend to seep into the cable too much. They must be replenished regularly

rom, og mannskap reiser regelmessig til installasjonsstedet for å fylle på mer isolasjon. room, and crews regularly travel to the installation site to add more insulation.

Følgen er at der foreligger et behov for et materiale som The consequence is that there is a need for a material which

egner seg som isolasjon for avslutninger eller spleiser hos papirisolerte kabler og både gjør det mulig å benytte-en bekvem isolasjonsmåte og har ønskelige egenskaper etter installasjonen. is suitable as insulation for terminations or splices in paper-insulated cables and both makes it possible to use a convenient method of insulation and has desirable properties after installation.

Såvidt vites har dette behov aldri vært tilfredstillet før den foreliggende oppfinnelse fremkom. As far as is known, this need has never been satisfied before the present invention appeared.

Oppfinnelsen skaffer en ny elektrisk isolasjonsmasse som The invention provides a new electrical insulating mass which

normalt oppbevares i to deler inntil brukstidspunktet, og som er spesielt egnet til å brukes i isolerende avslutninger eller skjøter hos oljeimpregnerte kabler. Med sikte på å overvinne de oven- is normally stored in two parts until the time of use, and which is particularly suitable for use in insulating terminations or joints in oil-impregnated cables. With a view to overcoming the above-

nevnte vanskeligheter, har massen en sammensetning som angitt i det selvstendige krav. mentioned difficulties, the mass has a composition as stated in the independent claim.

Før de to ingredienser reagerer, har således den beskrevne Before the two ingredients react, the described has thus

masse slik viskositet ved værelsetemperatur at den uten videre kan helles uten oppvarming og uten uheldig inneslutning av luft. mass of such viscosity at room temperature that it can be easily poured without heating and without the undesirable entrapment of air.

Etter at ingrediensene har reagert, har massen meget høyere After the ingredients have reacted, the mass has much higher

viskositet ved værelsetemperatur, men er stadig istand til å flyte og kan reduseres i viskositet ved høyning av temperaturen. Flyteegenskapene er slike at massen innenfor en egnet avslutning kan avlaste trykk som utvikler seg i kabelen, og tjene som et forråd i kabelhodet, men allikevel ikke siver for sterkt. Videre kan man lettvint påny komme til en avslutning eller skjøt som er isolert med en masse ifølge oppfinnelsen, uten å bruke varme - viscosity at room temperature, but is still able to flow and can be reduced in viscosity by raising the temperature. The flow properties are such that the mass within a suitable termination can relieve pressure that develops in the cable, and serve as a reservoir in the cable head, but still does not seep too strongly. Furthermore, you can easily reach an end or joint that is insulated with a mass according to the invention, without using heat -

Endel eldre publikasjoner som har berøringspunkter med den foreliggende oppfinnelse, men ikke har ført frem til den, er følgende: Some older publications that have points of contact with the present invention, but have not led to it, are the following:

US-PS 3 585 278 (Quirk) viser en elektrisk muffe anbragt rundt US-PS 3,585,278 (Quirk) shows an electrical sleeve disposed around

en elektrisk leder, hvor isolasjonen mellom leder og kapsel innbefatter et lag av herdet elastomert materiale som binder isolasjonen til kapselen. Dette lag omfatter små dråper av transformator- eller mineralolje dispergert i et elastomert bindemateriale som kan dannes ved kryssbinding av en karboksyl-avsluttet polybutadien med en epoksy-harpiks. an electrical conductor, where the insulation between the conductor and the capsule includes a layer of hardened elastomeric material that bonds the insulation to the capsule. This layer comprises small droplets of transformer or mineral oil dispersed in an elastomeric binder material which can be formed by cross-linking a carboxyl-terminated polybutadiene with an epoxy resin.

Den masse som beskrives i det nevnte patentskrift, skiller seg The mass described in the aforementioned patent differs

fra massen ifølge oppfinnelsen med hensyn til sammensetning og formål. Den kjente masse herdner i varme og danner deretter et bindelag med elastisk, gummiaktig konsistens. Derimot vil den reaksjon som gir tykningsmiddelet i en masse ifølge oppfinnelsen, og som i alminnelighet from the mass according to the invention with regard to composition and purpose. The known mass hardens in heat and then forms a bonding layer with an elastic, rubbery consistency. In contrast, the reaction which gives the thickening agent in a mass according to the invention, and which in general

finner sted ved værelsetemperatur, levne massen i en flytedyktig tilstand, og ved oppvarmning blir massens viskositet redusert så den flyter enda bedre. takes place at room temperature, leaving the mass in a flowable state, and when heated, the viscosity of the mass is reduced so that it flows even better.

Corino søker ifølge US-PS 3 634 050 å forhindre unnvikelse av olje fra skadede avdelinger av tankbåter eller lagringstanker ved å føre inn geleringsmidler i oljen. De geleringsmidler Corino gir an-visning på, er prinsippielt forskjellige fra komponentene av massene ifølge oppfinnelsen. Ved reaksjon av det kjente geleringsmiddel blir der dannet et molekyl med liten molekylvekt, som tydeligvis bevir-ker gelering ved samvirkning med polare komponenter (f.eks. vann) i råoljen. I motsetning til dette innbefatter massene ifølge den foreliggende oppfinnelse ingredienser som danner et polymert tykningsmiddel som fortykker en tørr høyraffinert olje takket være sin egen ytterst høye viskositet. Videre omtaler Corino ikke elektrisk isolerende masser. F.eks. ville råolje i alminnelighet ikke egne seg til å brukes i konvensjonell elektrisk isolasjon, og det ville heller ikke en olje som inneholdt fuktighet i påtagelig mengde. According to US-PS 3,634,050, Corino seeks to prevent escape of oil from damaged compartments of tankers or storage tanks by introducing gelling agents into the oil. The gelling agents Corino gives instructions for are fundamentally different from the components of the masses according to the invention. When the known gelling agent reacts, a molecule with a low molecular weight is formed, which clearly causes gelation by interaction with polar components (e.g. water) in the crude oil. In contrast, the pulps according to the present invention include ingredients which form a polymeric thickener which thickens a dry highly refined oil thanks to its own extremely high viscosity. Furthermore, Corino does not mention electrically insulating masses. E.g. crude oil would generally not be suitable for use in conventional electrical insulation, nor would an oil containing appreciable moisture.

Tegningen viser lengdesnitt av et representativt kabelhode for en papirisolert enkjerne-blykabel hvor der benyttes en elektrisk isolerende masse i henhold til oppfinnelsen. Enkjerne-kabelen 10 innbefatter en snodd hovedleder 11, papirisolasjon 12 viklet rundt denne, et dekkskikt 13 av halvledende papir og en ytre blymantel 14. For avlastning av påkjenninger er der i tilslutning til enden av bly-mantelen 14 anordnet en dobbeltkonisk omvikling 15 og en konisk hylse 16. Den preparerte kabel 10 anbringes i en avslutning som innbefatter en porselenskapsel 17, en kabelsko 18 som bærer en bolt 19 og en trykkskive 20 for kontaktdannelse med kabelen samt et øre 21 for utvendig elektrisk tilknytning, og ennvidere en monteringsbrakett 22 og en dekkhylse 23. En innsprøytningsåpning 24 for innføring av isolasjonsmasse 25 i samsvar med oppfinnelsen er utformet i dekkhylsen og lukket med en propp 26. Et lufterør 27 i kabelskoen 18 er lukket med en propp 28. The drawing shows a longitudinal section of a representative cable head for a paper-insulated single-core lead cable where an electrically insulating mass according to the invention is used. The single-core cable 10 includes a twisted main conductor 11, paper insulation 12 wrapped around this, a covering layer 13 of semi-conducting paper and an outer lead sheath 14. To relieve stress, a double-conical winding 15 and a conical sleeve 16. The prepared cable 10 is placed in an end which includes a porcelain capsule 17, a cable shoe 18 which carries a bolt 19 and a pressure washer 20 for making contact with the cable as well as an ear 21 for external electrical connection, and further a mounting bracket 22 and a cover sleeve 23. An injection opening 24 for introducing insulating compound 25 in accordance with the invention is designed in the cover sleeve and closed with a plug 26. An air tube 27 in the cable lug 18 is closed with a plug 28.

Den organiske væske eller oljen som danner grunnkomponenten i en isolasjonsmasse ifølge oppfinnelsen, bør ha gode elektrisk isolerende egenskaper, herunder en dielektrisk fasthet av ca. 6 kV pr. mm eller mer ved et gap på 2,5 mm. I tillegg bør den organiske basisvaeske, i tilfellet av at en isolasjonsmasse ifølge oppfinnelsen kan bli påkjent med spenninger opptil 25 kV eller mer, ha en spredningsfaktor på ikke mer enn 0,2 (undertiden uttrykt som 20%) og en dielektrisitetskonstant ikke høyere enn ca. 10. The organic liquid or oil that forms the basic component of an insulating mass according to the invention should have good electrical insulating properties, including a dielectric strength of approx. 6 kV per mm or more at a gap of 2.5 mm. In addition, the organic base liquid, in the event that an insulating mass according to the invention can be subjected to voltages up to 25 kV or more, should have a dispersion factor of no more than 0.2 (sometimes expressed as 20%) and a dielectric constant no higher than approx. . 10.

Foruten å ha gode elektriske egenskaper bør den organiske basisvæske være frittflytende slik at en masse ifølge oppfinnelsen lettvint og bekvemt kan helles inn på plass. Oftest vil væsken ha en viskositet av 10.000 centipois eller mindre ved 25°C, og fortrinnsvis ha en viskositet av 5.000 centipois eller mindre ved denne temperatur. For at den skal ha de nødvendige flyteegenskaper når den er på plass som isolasjon, bør basisvæsken holde seg flytende innen hele det om-råde av driftstemperaturer som isolasjonen normalt blir utsatt for. Dessuten bør væsken være ikke-flyktig, hvilket betyr at den er hovedsakelig fri for flyktige stoffer som dem der benyttes som flyktige oppløsningsmidler. In addition to having good electrical properties, the organic base liquid should be free-flowing so that a mass according to the invention can be easily and conveniently poured into place. Most often, the liquid will have a viscosity of 10,000 centipois or less at 25°C, and preferably have a viscosity of 5,000 centipois or less at this temperature. In order for it to have the necessary flow properties when it is in place as insulation, the base liquid should remain liquid within the entire range of operating temperatures to which the insulation is normally exposed. Moreover, the liquid should be non-volatile, which means that it is essentially free of volatile substances such as those used as volatile solvents.

Denne organiske basisvæske som ikke er blandbar med vann, er fortrinnsvis forenelig med olje eller annen flytende isolasjon i en kabel som avsluttes eller skjøtes. Den bør også være ikke-korrode-rende overfor lederen og overfor en hvilken som helst metallbeholder eller -kapsel for den isolerende masse. Normalt skal den organiske væske også være hovedsakelig inert overfor (altså ikke reagere påtagelig med) andre komponenter i massen. Den bør være hovedsakelig tørr (i alminnelighet inneholde mindre enn 0,05 vekt-% fuktighet målt f.eks. med Karl Fischer-reagent) for å muliggjøre god elektrisk isolasjon, sikre korrekt støkiometri mellom reaktive ingredienser og unngå dannelsen av gassbobler. This organic base liquid, which is not miscible with water, is preferably compatible with oil or other liquid insulation in a cable that is terminated or spliced. It should also be non-corrosive to the conductor and to any metal container or capsule for the insulating mass. Normally, the organic liquid must also be mainly inert towards (i.e. not react appreciably with) other components in the mass. It should be substantially dry (generally containing less than 0.05% by weight of moisture as measured by e.g. Karl Fischer reagent) to enable good electrical insulation, ensure correct stoichiometry between reactive ingredients and avoid the formation of gas bubbles.

En mangfoldighet av i handelen forekommende væsker eller oljer er anvendelige som organisk basisvæske til formålet, såvel enkeltvis som i blanding. Ofte vil en organisk basisvæske som benyttes i en masse ifølge oppfinnelsen, være en blanding av forskjellige for-bindelser. Endel egnede organiske væsker innbefatter: petroleum-fraksjoner som er produkter oppnådd ved separasjon og rensning av råolje og f.eks. forekommer i form av mineralolje, transformatorolje eller kabel-impregneringsolje; syntetiske oljer, som alkylbenzener; mykningsmidler som vanlig benyttes ifølge oppskrifter for termoplas-ter, som dioktyl-ftalater eller diisononyl-ftalat; oljer fra vegetabilske kilder som tallolje eller vegetabilske oljer; samt silikon-oljer. A variety of commercially available liquids or oils can be used as an organic base liquid for the purpose, both individually and in a mixture. Often, an organic base liquid used in a mass according to the invention will be a mixture of different compounds. Some suitable organic liquids include: petroleum fractions which are products obtained from the separation and purification of crude oil and e.g. occurs in the form of mineral oil, transformer oil or cable impregnation oil; synthetic oils, such as alkylbenzenes; plasticizers that are usually used according to recipes for thermoplastics, such as dioctyl phthalates or diisononyl phthalate; oils from vegetable sources such as tall oil or vegetable oils; as well as silicone oils.

Det tykningsmiddel som inngår i en masse ifølge oppfinnelsen, får generelt form av to eller flere ingredienser som kan reagere med hverandre ved værelsetemperatur og kan dispergeres i den organiske basisvæske for å gi en væske med lav viskositet. I alminnelighet vil den opprinnelige viskositet av blandingen være mindre enn ca. 10.000 centipois for værelsetemperatur, og fortrinnsvis mindre enn ca. 5.000 centipois. En blanding ifølge oppfinnelsen blir lagret i to deler før den innføres i et kabelhode eller en skjøt, med en del av tykningsmiddelet i hver del av blandingen. Tykningsmiddelets ingredienser er forlikelige med den organiske basisvæske både før og etter sin reaksjon (med dette menes at blandingen av basisvæsken med reagensene ved henstand ikke skiller seg i separate lag av de enkelte faser uansett om ingrediensene ennå ikke har reagert eller allerede har reagert méd hverandre). Den organiske basisvæske vil således i virkeligheten tjene som et oppløsnings-eller mykningsmiddel for tykningsmiddelets komponenter. The thickener included in a mass according to the invention generally takes the form of two or more ingredients which can react with each other at room temperature and can be dispersed in the organic base liquid to give a liquid with low viscosity. In general, the initial viscosity of the mixture will be less than approx. 10,000 centipoises for room temperature, and preferably less than approx. 5,000 centipoises. A mixture according to the invention is stored in two parts before it is introduced into a cable head or joint, with a part of the thickener in each part of the mixture. The ingredients of the thickener are compatible with the organic base liquid both before and after their reaction (by this is meant that the mixture of the base liquid with the reagents on standing does not separate into separate layers of the individual phases regardless of whether the ingredients have not yet reacted or have already reacted with each other) . The organic base liquid will thus in reality serve as a dissolving or softening agent for the components of the thickener.

Tykningsmiddelets komponenter reagerer for å fortykke massen, men skal etterlate den som en flytedyktig væske eller halvfast masse (som f.eks. vil anta formen av sin beholder). I tillegg bør massen være slik at dens viskositet synker ved opphetning. I alminnelighet vil viskositeten variere minst 10.000 centipois og fortrinnsvis minst 25.000 centipois i temperaturintervallet 25-100°C. For å oppnå dette resultat bør de med hinannen reagerende grupper av ingrediensene gjennomsnittlig ikke utgjøre mer enn omtrent 3 pr. molekyl. På den annen side bør der for å sikre den nødvendige viskositetsstigning ved reaksjonen av tykningsmiddelets ingredienser in situ, foreligge minst én reaksjonsdyktig gruppe pr. molekyl av ingrediensene. I tilfellet av at den nødvendige økning i viskositet oppnås ved polymerisering (til forskjell fra reaksjon mellom på forhånd foreliggende store molekyler), er der gjennomsnittlig minst ca. 1,5 reaksjonsdyktige grupper pr. molekyl, noe som nesten alltid er tilfellet. Ifølge oppfinnelsen er der gjennomsnittlig mellom ca. 1,8 og 2,3, og oftest littmer enn 2, samreagerende grupper pr. molekyl av ingredienset. The components of the thickener react to thicken the mass, but should leave it as a flowable liquid or semi-solid mass (which will, for example, assume the shape of its container). In addition, the mass should be such that its viscosity decreases when heated. In general, the viscosity will vary at least 10,000 centipois and preferably at least 25,000 centipois in the temperature range 25-100°C. To achieve this result, the mutually reacting groups of the ingredients should not average more than about 3 per molecule. On the other hand, in order to ensure the necessary increase in viscosity during the reaction of the thickener's ingredients in situ, there should be at least one reactive group per molecule of the ingredients. In the event that the necessary increase in viscosity is achieved by polymerisation (as opposed to reaction between pre-existing large molecules), there is an average of at least approx. 1.5 reactive groups per molecule, which is almost always the case. According to the invention, there is an average of between approx. 1.8 and 2.3, and usually slightly more than 2, co-reacting groups per molecule of the ingredient.

Det er å foretrekke at minst ett av tykningsmiddelets ingredienser foreligger i forpolymerisert form, da anvendelsen av et ingrediens i denne form bidrar til å gi ensartet molekylvekt i tykningsmiddelet etter reaksjonen. It is preferable that at least one of the thickener's ingredients is present in prepolymerized form, as the use of an ingredient in this form helps to give a uniform molecular weight in the thickener after the reaction.

Tykningsmidler basert på et reaktivt ingrediens som bærer iso-cyanatgrupper, blir for nærværende anvendt, fordi slike ingredienser tillater god kontroll med reaksjonen av tykningsmiddelet. De kan typisk fås med temmelig «ensartet difunksjonalitet, og under reaksjon in situ fås en høy andel av kjedeforlengelse istedenfor tverr-binding. Egnede isocyanat-avsluttede ingredienser innbefatter toluen-diisocyanat, metylen-bis (fenylisocyanat) eller flytendegjorte ver-sjoner av dette, isocyanat-avsluttede dimeriserte fettsyrer samt isoforon-diisocyanat. Thickeners based on a reactive ingredient bearing iso-cyanate groups are currently used, because such ingredients allow good control of the reaction of the thickener. They can typically be obtained with fairly uniform difunctionality, and during in situ reaction a high proportion of chain extension is obtained instead of cross-linking. Suitable isocyanate-terminated ingredients include toluene diisocyanate, methylene bis(phenyl isocyanate) or liquefied versions thereof, isocyanate-terminated dimerized fatty acids and isophorone diisocyanate.

Polyoler blir ofte foretrukket for anvendelse sammen med isocyanat-avsluttede ingredienser, da de skaffer gode elektriske egenskaper når de bringes i reaksjon med disse. Egnede polyoler innbefatter hydroksyl-avsluttet polybutadien, hydroksyl-avsluttet polypro-Pylen-oksyd og N,N-bis (2 hydroksypropyl)-anilin. Imidlertid kan også amin-avsluttede ingredienser benyttes sammen med et isocyanat-avsluttet ingrediens. Som eksempel på egnede aminer kan nevnes sekundære aromatiske diaminer, f.eks. N,N'-dibutyl-p-fenyl-diamin. Polyols are often preferred for use with isocyanate-terminated ingredients, as they provide good electrical properties when reacted with them. Suitable polyols include hydroxyl-terminated polybutadiene, hydroxyl-terminated polypropylene oxide, and N,N-bis(2-hydroxypropyl)-aniline. However, amine-terminated ingredients can also be used together with an isocyanate-terminated ingredient. Examples of suitable amines include secondary aromatic diamines, e.g. N,N'-dibutyl-p-phenyl-diamine.

Tykningsmiddelets reaktive komponenter settes til den organiske basisvæske i en mengde som generelt vil bringe den samlede masses viskositet ved værelsetemperatur etter reaksjon av ingrediensene på minst 50.000 centipois, og fortrinnsvis minst 75.000 centipois. Den best egnede andel av reaktive ingredienser vil variere sterkt, avhen-gig av den organiske basisvæskes viskositet og av det ved reaksjonen dannende tykningsmiddel, men de reaktive ingredienser vil nesten alltid utgjøre mindre enn ca. 50 vekt-% av den samlede masse, oftere mindre enn 35 vekt-% og oftest mindre enn 25 vekt-%. For å gi denønskede økning i viskositet ved reaksjon in situ av tykningsmiddelet bør massen generelt inneholde minst 5 vekt-% reaktive ingredienser av tykningsmiddelet, og oftest minst 7-8 vekt-%. De reaktive ingredienser benyttes vanligvis i tilnærmelsesvis støkiometrisk forhold, dvs. i et forhold på ca. 0,6 til 1,3, og fortrinnsvis på ca. The reactive components of the thickener are added to the organic base liquid in an amount which will generally bring the viscosity of the total mass at room temperature after reaction of the ingredients to at least 50,000 centipois, and preferably at least 75,000 centipois. The most suitable proportion of reactive ingredients will vary greatly, depending on the viscosity of the organic base liquid and on the thickener formed during the reaction, but the reactive ingredients will almost always amount to less than approx. 50% by weight of the total mass, more often less than 35% by weight and most often less than 25% by weight. In order to give the desired increase in viscosity by reaction in situ of the thickener, the mass should generally contain at least 5% by weight reactive ingredients of the thickener, and most often at least 7-8% by weight. The reactive ingredients are usually used in an approximately stoichiometric ratio, i.e. in a ratio of approx. 0.6 to 1.3, and preferably of approx.

0,7 til 1,1. 0.7 to 1.1.

Tykningsmiddelet 'i reagert tilstand såvel som den organiske basisvæske bør være termisk stabile, dvs. bør ikke bli spaltet eller nedbygget til lavviskøse former ved temperaturer som kan forekomme i massen når denne er på plass som isolasjon i kabelhodet eller skjøten. The thickening agent in the reacted state as well as the organic base liquid should be thermally stable, i.e. should not be split or reduced to low-viscosity forms at temperatures that may occur in the mass when it is in place as insulation in the cable head or joint.

Normalt vil isolasjonen ikke bli utsatt for temperaturer uten-for området -40 - +90°C, skjønt der kortvarig vil kunne forekomme temperaturer opptil 130°C. Normally, the insulation will not be exposed to temperatures outside the -40 - +90°C range, although temperatures up to 130°C may occur briefly there.

Det er mulig å tilsette massen katalysatorer for å øke reak-sjonshastigheten av tykningsmiddelets reaktive ingredienser. F.eks. kan man når det gjelder tykningsmidler som omfatter isocyanat- og' hydroksyl-avsluttede ingredienser, benytte slike katalysatorer som fenyl-kvikksølv-acetat, trietylen-diamin og jern-bis-acetonyl-aceto-nat. Andre tilsetninger som kan benyttes, er anti-oksydasjonsmidler eller stabilisatorer, som f.eks. kan være nyttige for å forebygge forhastede reaksjoner av isocyanat-grupper på en forpolymer med ure-tan-grupper i forpolymeren. It is possible to add catalysts to the mass to increase the reaction rate of the thickener's reactive ingredients. E.g. when it comes to thickeners that include isocyanate- and hydroxyl-terminated ingredients, such catalysts as phenylmercuric acetate, triethylenediamine and iron bis-acetonyl-acetonate can be used. Other additives that can be used are antioxidants or stabilizers, such as e.g. can be useful to prevent hasty reactions of isocyanate groups on a prepolymer with urethane groups in the prepolymer.

I det følgende vil oppfinnelsen bli belyst nærmere ved eksem-pler. (Fremstillingsprosessen ved eksemplene innbefattet generelt separat blanding av ingrediensene av en første del, betegnet del A, med unntagelse av en katalysator, og ingrediensene av en annen del, del B, med unntagelse av et isocyanat-avsluttet ingrediens, og på-følgende tørking av de separate blandinger ved opphetning i vakuum. Etter at blandingene hadde kjølnet noe, ble katalysatoren tilsatt del A og det isocyanat-avsluttede ingrediens tilsatt del B. I eksemplene 1, 2 og 5 ble del B så oppvarmet, hvorpå de isocyanat- og hydroksyal-avsluttede ingredienser reagerte for å danne en forpolymer.) In the following, the invention will be explained in more detail by means of examples. (The manufacturing process of the examples generally involved separate mixing of the ingredients of a first part, designated Part A, with the exception of a catalyst, and the ingredients of a second part, Part B, with the exception of an isocyanate-terminated ingredient, and subsequent drying of the separate mixtures by heating in vacuo. After the mixtures had cooled somewhat, the catalyst was added to Part A and the isocyanate-terminated ingredient added to Part B. In Examples 1, 2 and 5, Part B was then heated, after which the isocyanate and hydroxyl terminated ingredients reacted to form a prepolymer.)

■ Eksempel 1 ■ Example 1

En isolasjonsmasse ble fremstilt i to deler, som angitt nedenfor: An insulating mass was prepared in two parts, as indicated below:

D e 1 A D e 1 A

Del B Part B

Etter at disse to deler var blandet i like vektmengder, herdnet blandingen i løpet av ca. et døgn for å gi en seigtflytende opp-løsning. Massen hadde en viskositet nær 100.000 centipois ved 25°C og en viskositet av ca. 100 centipois ved 100°C. De reaktive ingredienser utgjorde 10 vekt-% av massen; masser med ingrediensene ifølge dette eksempel, hvor andelen av reaktive ingredienser varierte fra ca. 8 til 15 vekt-%, hadde stort sett samme viskositetsegenskaper som angitt, noe som er temmelig nær den for næværende ønskede viskositets-karakteristikk for en populær isolasjonsmasse som på-fylles varmt. Ekvivalensforholdet isocyanat til hydroksyl varierte i disse masser mellom 0,9 og 1,1. After these two parts were mixed in equal amounts by weight, the mixture hardened within approx. a day to give a viscous solution. The mass had a viscosity close to 100,000 centipoises at 25°C and a viscosity of approx. 100 centipoises at 100°C. The reactive ingredients constituted 10% by weight of the mass; masses with the ingredients according to this example, where the proportion of reactive ingredients varied from approx. 8 to 15% by weight, had substantially the same viscosity characteristics as indicated, which is fairly close to the presently desired viscosity characteristic for a popular hot-fill insulating compound. The equivalence ratio of isocyanate to hydroxyl varied in these masses between 0.9 and 1.1.

Massen ble prøvet på elektriske egenskaper, termisk stabilitet og høyspenningsfasthet: The mass was tested for electrical properties, thermal stability and high-voltage strength:

ELEKTRISKE EGENSKAPER ELECTRICAL PROPERTIES

TERMISK STABILITET THERMAL STABILITY

Ingen endring av betydning i massens viskositet ble iakttatt etter 6 uker ved 75°C i lukket beholder, noe som er illustrerende for dens ypperlige termiske stabilitet. No significant change in the viscosity of the mass was observed after 6 weeks at 75°C in a closed container, which is illustrative of its excellent thermal stability.

HØYSPENNINGSPRØVE HIGH VOLTAGE TEST

Massen ble blandet og sprøytet eller helt inn i passende former og muffer for å tjene som isolerende fyllmiddel og gjennomgikk etter tur alle de følgende prøver. 1) Prøve foreskrevet ifølge AIEE Standard No. 48 for kabelhoder bestemt for avslutninger for 20 kV. The mass was mixed and sprayed or poured into suitable molds and sockets to serve as insulating filler and in turn underwent all the following tests. 1) Test prescribed according to AIEE Standard No. 48 for cable heads intended for terminations for 20 kV.

2) Prøver foreskrevet ifølge italiensk standard CEI Nr. 20-24 2) Samples prescribed according to Italian standard CEI Nr. 20-24

for kabeltilbehør til papirisolert kabel med blymantel: for cable accessories for paper-insulated lead-sheathed cable:

a) Enkeltkjerne-avslutninger for 20 kV a) Single-core terminations for 20 kV

b) Trekjerne-avslutninger for 20 kV b) Three-core terminations for 20 kV

c) Trekjerne-avslutninger for 15 kV c) Three-core terminations for 15 kV

d) Overgangsskjøt for 15 kV papirisolert blykabel d) Transition joint for 15 kV paper-insulated lead cable

til polymerisolert kabel. for polymer-insulated cable.

Dessuten ble en avslutning (tregrenet) på tre-leders 15 kV papirisolert blykabel, isolert med massen ifølge eksempelet, underkas.t-tet syklisk termisk påkjenning (en times normal oppvarmning til en. ledertemperatur av 75 - 80°C, etterfulgt av 7 timers kjølning til omgivelsestemperatur uten strøm) under en klemmespenning (fase til fase) på 27 kV. Denne prøve foregikk kontinuerlig i 1500 t uten feil og ble så avsluttet. In addition, a termination (three branch) of a three-conductor 15 kV paper-insulated lead cable, insulated with the mass according to the example, was subjected to cyclic thermal stress (one hour of normal heating to a conductor temperature of 75 - 80°C, followed by 7 hours cooling to ambient temperature without current) under a clamping voltage (phase to phase) of 27 kV. This test took place continuously for 1500 h without failure and was then terminated.

Kabelhodet ble også montert på papirisolert blykabel i tørr tilstand (uten kabelolje) og fylt med den ovennevnte masse. En liten synkning i massens nivå i kabelhodet viste at massen i reagert tilstand er istand til å fukte og sive inn i papiret for å erstatte kabelolje. The cable head was also mounted on paper-insulated lead cable in a dry state (without cable oil) and filled with the above-mentioned mass. A slight decrease in the level of the pulp in the cable head showed that the pulp in a reacted state is capable of wetting and seeping into the paper to replace cable oil.

Der ble ikke iakttatt noe elektrisk gjennomslag eller noen lek-kasje avisolasjonsmasse i noen av de avslutninger eller skjøter som ble prøvet. No electrical penetration or leakage of insulating compound was observed in any of the terminations or joints that were tested.

Eksempel 2 Example 2

En elektrisk isolasjonsmasse fale fremstilt i to deler som angitt nedenfor: An electrical insulating mass is prepared in two parts as indicated below:

Del A Part A

Del B Part B

Etter at disse to var ble blandet i like mengder, herdnet massen i løpet av omtrent et døgn ved 25°C til et løst gel-lignende materiale. After these two were mixed in equal amounts, the mass hardened within about a day at 25°C into a loose gel-like material.

Massen ble så benyttet som isolerende fyllmiddel i et kabelhode for en 27 kV papirisolert blymantlet enlederkabler og underkastet følgende prøve? : The mass was then used as an insulating filler in a cable head for a 27 kV paper-insulated lead-sheathed single-conductor cable and subjected to the following test? :

1) Et minutt, 60-Hz, fasthet ved 70 kV. 1) One minute, 60-Hz, firmness at 70 kV.

2) Ti spenningspulser (1,5 x 40 ys's bølge) på + 170 kV. 2) Ten voltage pulses (1.5 x 40 ys wave) of + 170 kV.

3) Fire timer, 60-Hz, fasthet ved 76 kV. 3) Four hours, 60-Hz, firmness at 76 kV.

Massen ifølge den anførte oppskrift inneholdt 7 vekt-% reaktive ingredienser, og forholdet isocyanat : hydroksyd var 0,7. Masser med de samme ingredienser og meget nær de samme ønskede viskositetsegenskaper som nevnt ovenfor i eksempel 1, ble fremstilt ved endring av mengden av reaktive ingredienser mellom 6 og 10 vekt-% og av isocyanat : hydroksyl-ekvivalensforholdet mellom 0,65 og 1,1. The mass according to the stated recipe contained 7% by weight of reactive ingredients, and the isocyanate:hydroxide ratio was 0.7. Masses with the same ingredients and very close to the same desired viscosity properties as mentioned above in example 1 were prepared by changing the amount of reactive ingredients between 6 and 10% by weight and of the isocyanate:hydroxyl equivalence ratio between 0.65 and 1.1 .

Eksempel 3 Example 3

En Isolasjonsmasse ble fremstilt i to deler som angitt nedenfor: An insulation mass was produced in two parts as indicated below:

Del A Part A

Del B Part B

Etter at disse deler var blandet i like vektmengder, reagerte de i løpet av ca. et døgn ved 25°C for å gi en seigtflytende oppløs-ning. Denne masse hadde en viskositet av ca. 100.000 centipois ved 25°C og en viskositet av ca. 600 centipois ved 100°C. Den beskrevne masse inneholdt ca. 5,5 vekt-% reaktive ingredienser; masser med 10 til 20 vekt-% reaktive ingredienser hadde lignende ønskelige temperatur-viskositetsegenskaper som omtalt tidligere i eksempel 1. Disse masser varierete også med hensyn til isocyanat-hydroksyl-ekvivalensforhold mellom 0,8 og 1,1. After these parts were mixed in equal amounts by weight, they reacted within approx. a day at 25°C to give a viscous solution. This mass had a viscosity of approx. 100,000 centipoises at 25°C and a viscosity of approx. 600 centipoises at 100°C. The mass described contained approx. 5.5% by weight reactive ingredients; pulps with 10 to 20% by weight reactive ingredients had similar desirable temperature-viscosity properties as discussed earlier in Example 1. These pulps also varied in terms of isocyanate-hydroxyl equivalence ratio between 0.8 and 1.1.

Eksempel 4 Example 4

En isolasjonsmasse ble fremstilt i to deler som angitt nedenfor: An insulating mass was prepared in two parts as indicated below:

Del A Part A

Del B Part B

Etter at disse to deler var blandet i like vektmengder, herdnet de i løpet av 12 timer til en seigtflytende oppløsning. Ved 25°C hadde massen en dielektrisitetskonstant (100 Hz) på 4,15 og en spredningsfaktor på 0,056. Massen hadde en viskositet ved 25°C noe over 100.000 centipois og hadde ved 100°C en viskositet noe under 100 centipois. Etter en uke ved 75°C steg oppløsningens viskositet svakt (fra ca. 120 til 200 centipois, målt ved 75°C), noe som viste at der ikke var inntrådt noen termisk nedbrytning av polymeroppløsningen. Masser ifølge dette eksempel og inneholdende 15-25 vekt-% reaktive ingredienser samt med isocyanat-amin ekvivalensforhold på 0,9 til 1,1 viste viskositetsegenskaper meget nær lik de ønskelige egenskaper som ble omtalt tidligere i eksempel 1. After these two parts were mixed in equal amounts by weight, they hardened within 12 hours into a viscous solution. At 25°C the mass had a dielectric constant (100 Hz) of 4.15 and a dispersion factor of 0.056. The mass had a viscosity at 25°C slightly above 100,000 centipois and at 100°C a viscosity slightly below 100 centipois. After one week at 75°C, the viscosity of the solution increased slightly (from about 120 to 200 centipoises, measured at 75°C), indicating that no thermal degradation of the polymer solution had occurred. Masses according to this example and containing 15-25% by weight of reactive ingredients and with an isocyanate-amine equivalence ratio of 0.9 to 1.1 showed viscosity properties very close to the desirable properties discussed earlier in example 1.

Eksempel 5 Example 5

Del A Part A

Del B Part B

Etter at disse to deler var blandet i like deler, herdnet massen i xiopex. <av j.^iimei111en seiyxilytenae væsKe. vea to »_ oy iuu nz viste oppløsningen en dielektrisitetskonstant på 4,12 og en spredningsfaktor på 0,025. After these two parts were mixed in equal parts, the mass hardened in xiopex. <of j.^iimei111en seiyxilytenae liquidKe. vea to »_ oy iuu nz the solution showed a dielectric constant of 4.12 and a dispersion factor of 0.025.

Eksempel 6 Example 6

Del A Part A

Del B Part B

Da disse to deler var blandet i like vektdeler, herdnet massen i løpet av ca. 8 timer til en seigtflytende væske med en viskositet av 65.000 centipois ved 22°C og en viskositet av ca. 600 centipois ved 100°C. Denne masse inneholdt 30 vekt-% av reaktive ingredienser. Dens elektriske egenskaper var som følger: When these two parts were mixed in equal parts by weight, the mass hardened within approx. 8 hours to a viscous liquid with a viscosity of 65,000 centipoises at 22°C and a viscosity of approx. 600 centipoises at 100°C. This mass contained 30% by weight of reactive ingredients. Its electrical properties were as follows:

ELEKTRISKE EGENSKAPER ELECTRICAL PROPERTIES

Claims

1. Electrical insulating mass for filling a capsule enclosing an electrical wire, comprising co-reactive isocyanate-terminated and hydroxyl- or amine-terminated compounds and an electrically insulating organic liquid, characterized by that the organic liquid is a dry non-volatile free-flowing liquid which is not miscible with water, and which has a dielectric constant of at least 6 kV per mm at a gap of 2.5 mm, a dielectric constant not higher than 10 and a dispersion factor not higher than 0.2, and remains liquid at 0°C, and preferably at an even lower temperature, that the co-reactive compounds can react at room temperature to form a highly viscous liquid thickener which is uniformly and compatiblely dispersed in the organic liquid, the co-reactive groups in the ingredients being on average between 1.8 and 2.3 per molecule, and that the mixture formed before reaction between the mentioned ingredients has a viscosity lower than 10,000 centipois at room temperature, and after reaction between the ingredients a) is flowable so that it can assume the shape of its container, b) has a viscosity of at least 50,000 centipois at room temperature , and c) has a variation in viscosity of at least 10,000 centipoises in the temperature range 25°C to 100°C.

2. Insulation mass as specified in claim 1, characterized in that the reactive ingredients make up less than 50% by weight of the mass.

3. Insulation mass as specified in claim 1 or 2, characterized in that at least one of the reactive ingredients is a prepolymer.

4. Insulation mass as specified in claim 1, 2 or 3, characterized in that the organic liquid comprises one or more petroleum fractions.