NO175027B

NO175027B - Elektrisk kabel omfattende minst en leder hvor et polymerbasert blandingsmateriale fyller ut ethvert hulrom mellom metalltrådende i lederen

Info

Publication number: NO175027B
Application number: NO871506A
Authority: NO
Inventors: Carlo Marin; Giovanni Pozzati
Original assignee: Pirelli Cavi Spa
Priority date: 1986-04-14
Filing date: 1987-04-10
Publication date: 1994-05-09
Also published as: GB2222597A; GB2188939B; AU593632B2; MX169339B; US4791240A; DK171661B1; IT8620078A1; DK194387D0; NL8700811A; NO175027C; FR2597255A1; NO871506D0; JPS62295307A; JP2661685B2; GB2222597B; IN170653B; CA1295826C; KR870010567A; SE8701540D0; BR8702184A

Description

Oppfinnelsen angår en elektrisk kabel omfattende minst én leder hvor et polymerbasert blandingsmateriale fyller ut ethvert hulrom mellom metalltrådene i lederen for å hindre selv de minste spor av vann i å vandre langs kablene.

Det er allerede kjent at en av årsakene til tredan-nelsesfenomenet som forekommer i ekstrudert kabelisolasjon, er tilstedeværelsen av fuktighet i lederen.

I den tid kabelen er i drift vil det som følge av lederens temperatur (som riktignok ikke er høy, men som opp-rettholdes i lang tid), finne sted fordampning av alle spor av vann i lederen.

Den således dannede vanndamp vandrer, som følge av diffusjonsfenomenet, på innsiden av kabelens ekstruderte isolasjon.

Vanndampen som på denne måte trenger inn i kabelens ekstruderte isolasjon, og de elektriske påkjenninger som gjør seg gjeldende i denne, gir opphav til tredannelse i den ekstruderte isolasjon. Tredannelsen kan forårsake forringelse av isolasjonens elektriske egenskaper, hvilket følgelig øker risikoen for gjennomhulling.

Selv om man under fremstillingen av kablene med ekstrudert isolasjon tar alle de forholdsregler som er kjent for en fagmann på området for å sikre at selv ikke de minste spor av vann når lederen, finnes der ingen metode til å hindre med absolutt sikkerhet at det under installasjon og legging av en kabel, under kabelskjøteoperasjoner eller som følge av sprekker oppstått i kabelstrukturen, aldri vil nå vann inn til kabelens leder og/eller at vann aldri vil vandre langs denne.

Nettopp for å hindre vann som har nådd lederen i en kabel med ekstrudert isolasjon, i å vandre langs lederen og dermed forårsake tredannelse overalt i kabelisolasjonen, er det blitt foreslått å innlemme fyllstoffer i det minste i lederen, fortrinnsvis av den type som sveller når det kommer i kontakt med vann og hindrer vannet i å vandre langs kabellederen.

I de kjente kabler med ekstrudert isolasjon hvor lederen er impregnert med et fyllstoff, foretrekkes det at dette er av den type som sveller ved kontakt med vann, fordi det antas at bare med denne type fyllstoff har man de beste muligheter til å forhindre at spor av vann migrerer langs kabelen, idet selve svellingen av fyllstoffet utnyttes for å danne et stengsel mot den omtalte vandring av vann.

Kjente kabler med ekstrudert isolasjon og som har innlemmet i lederen et fyllstoff som sveller ved kontakt med vann, er beskrevet blant annet i tysk patentsøknad nr.

2 216 139 og i britisk patentskrift nr. 2 076 839.

I US patentskrift nr. 3 836 695 beskrives det et utfyllingsmateriale for elektriske ledere. Materialet er et blandingsmateriale av etylen-propylen-gummi, polyetylen, atak-tisk polypropylen og flytende paraffiner med dispergerte, ublandbare partikler av butadien-akrylnitril-kopolymer. Denne sammensetning er helt forskjellig fra blandingsmaterialet anvendt i kabelen ifølge foreliggende oppfinnelse og den ende-lige blanding er voksaktig med lav kohesjonsstyrke og lav viskositet .

I tysk patentskrift nr. 29 40 193 beskrives et utfyllingsmateriale i form av et temperaturbestandig pulver som sveller ved kontakt med vann. Dette materiale er vesentlig forskjellig fra materialet anvendt i kabelen ifølge foreliggende oppfinnelse.

US patentskrift nr. 4 204 024 angår et elektrisk isolasjonsmateriale som består av en etylen-propylen-elastomer blandet med vinylsilan for tverrbinding, samt fyllstoffer. Dette materiale anvendes ikke som utfyllingsmaterialer for elektriske ledere.

I britisk patentskrift nr. 998 499 beskrives et di-elektrisk isolasjonsmateriale med antikorona-egenskaper, bestående av et blandingsmateriale der 70-95% utgjøres av en amorf kopolymer av etylen og propylen eller buten. Materialet anvendes som et isolasjonsmateriale, og ikke som et utfyllingsmateriale .

For de kjente kabler med ekstrudert isolasjon av den type som (i lederen) har innlemmet et fyllstoff som sveller når det kommer i kontakt med vann, er det ikke mulig å løse

- på pålitelig og sikker måte - problemet med å hindre vandring av vann, til tross for alle de tallrike forsøk som har vært gjort med henblikk på å finne frem til det fyllstoff som

er best egnet til å løse problemet.

Denne mangel på pålitelighet som preger de kjente kabler med ekstrudert isolasjon med hensyn til problemet med å hindre vandring av vann, er dessuten uakseptabel i tilfeller hvor kablene benyttes under vann, hvor risikoen for inntreng-ning og spredning av vann langs hele kabelen - dersom et brudd på kabelen skulle finne sted - er meget stor, fordi det som kjent tar adskilling tid å reparere en kabel og det hydrosta-tiske trykk som utøves av vannet, vanligvis er høyt.

Målet med den foreliggende oppfinnelse er å til-veiebringe kabler med ekstrudert isolasjon, som har ledere forsynt med et fyllstoff, og som også er beregnet for anven-delse under vann, for hvilke kabler enhver spredning av vann forhindres fullstendig slik at det følgelig ikke oppstår noen risiko for tredannelse av denne årsak.

Med foreliggende oppfinnelse tilveiebringes det således en elektrisk kabel, omfattende minst én leder, et halvledende lag rundt lederen og et isolerende lag ekstrudert rundt det halvledende lag, hvor lederen omfatter flere metalltråder som er viklet sammen og hvor et polymerbasert blandingsmateriale fyller ut ethvert hulrom mellom metalltrådene. Kabelen er kjennetegnet ved at det polymerbaserte blandingsmateriale som utfyller alle hulrom mellom metalltrådene i lederen, har en Mooney-viskositet ved 100°C på mellom 10 og 60 og en Shore-A-hårdhet ved romtemperatur på mellom 10 og 90.

Når det i et blandingsmateriale med de ovenfor angitte egenskaper, som skal tjene som et fyllstoff for en kabel ifølge oppfinnelsen, dessuten innlemmes et hygroekspanderbart pulver for å gjøre fyllstoffet svellbart ved kontakt med vann, må det hygroekspanderbare pulver utgjøres av et organisk materiale, og blandingsmaterialet må oppvise en svelning på minst 5% etter 10 sekunders kontakt med vann, og en asymptotisk met-ningssvellning på minst 40%.

Oppfinnelsen forklares nærmere under henvisning til figurene på den vedføyede tegning, hvor fig. 1 perspektivisk viser en kabel ifølge oppfinnelsen, hvor det er fjernet deler for å anskueliggjøre strukturen, fig. 2 viser i stor skala et tverrsnitt av en kabel ifølge oppfinnelsen, og fig. 3 viser skjematisk en anordning som er tilpasset for fremstilling av

en kabel ifølge oppfinnelsen.

Som ovenfor angitt er det essensielle trekk ved en kabel ifølge oppfinnelsen at det er tilstede inne i strengen et fyllstoff.

Fyllstoffet utgjøres av et blandingsmateriale, som kan være basert på en hvilken som helst polymer, og som må være i besittelse av de følgende to egenskaper: Mooney-viskositeten ved 100 °C må være på mellom 10 og 60,

fortrinnsvis på mellom 20 og 40.

Shore-A-hårdheten, bestemt i henhold til standarden ASTM D

2240 og med instrumentavlesninger foretatt 5 sekunder etter testens begynnelse, må være på mellom 10 og 90, fortrinnsvis på mellom 50 og 80.

Når det i blandingsmaterialet med de to ovenfor angitte karakteristiske egenskaper også inneholdes et hygroekspanderbart pulver, er dette pulver av organisk type. Mengden av pulveret i blandingsmaterialet kan være fritt valgt, forutsatt at svellingen av blandingsmaterialet - når det bringes i kontakt med vann - bestemt som en økning i tykkelsen av en 1 mm tykk skive av blandingsmaterialet og med mattede overflater, svarer til de følgende verdier: Etter 10 sekunders kontakt med vann må svellingen være på

mer enn 5%, fortrinnsvis på mer enn 10%.

Videre må blandingsmaterialets metningssvelling, bestemt som de asymptotiske verdier av dets svelling i kontakt med vann, og spesielt sjøvann, ikke være mindre enn 40%, fortrinnsvis ikke mindre enn 60%.

For fremstilling av blandingsmaterialet som skal utgjøre et fyllstoff i en kabel ifølge oppfinnelsen kan en hvilken som helst polymer benyttes for dannelse av det ekstruderbare blandingsmateriale, såsom f.eks. naturgummi, butadien-styren-copolymerer, isobutylenpolymerer og -copolymerer, ethylen-propylen-copolymerer og beslektede terpolymerer og ethylen-vinyl-acetat-copolymerer.

Det hygroekspanderbare pulver av organisk type som utgjør en av bestanddelene av blandingsmaterialet med hvilket kabellederen ifølge oppfinnelsen fylles, må oppvise de føl-gende egnskaper: pulveret må være i det vesentlige uoppløselig i vann, pH-verdien for en vandig dispersjon av pulveret dannet ved dispergering av 1 g pulver i 200 ml dobbeldestillert vann

må være mellom 6,5 og 7,5,

pulverets vekttap etter å være blitt oppvarmet ved 105°C,

må være mindre enn 7%,

fuktetiden for pulveret (som svarer til den tid som for-løper fra det øyeblikk pulveret bringes i kontakt med vann og til det øyeblikk pulveret begynner å svelle) må være på mellom 1 og 5 sekunder, uansett hvorvidt vannet som benyttes er vann benyttet for industriformål eller sjøvann,

pulverets vannabsorpsjonskapasitet, uttrykt i ml vann absorbert av 1 g pulver, må være på mellom 100 og 800 ml/g.Spesielt må pulverets absorpsjonskapasitet for industrivann være i området fra 5 til 800 ml/g, mens pulverets absorpsjonskapasitet for sjøvann må være i området fra 100

til 150 ml/g;

partiklene som utgjør det hygroekspanderbare pulver må

oppvise maksimaldimensjoner på høyst 200 um, og fortrinnsvis må minst 50% av granulene i pulveret oppvise

maksimaldimens joner som er mindre enn 150 pm.

De ovenfor angitte karakteristiske egenskaper av de hygroekspanderbare pulvere av organisk type er de som er angitt å være essensielle både for fyllstoff materialer som er svellbare når de kommer i kontakt med vann i lederne i kablene ifølge oppfinnelsen, og for materialer som skal innlemmes i lederne sammen med eller istedenfor fyllstoffmaterialet, i rommene mellom trådene i den ytterste krone av lederen og mellom trådene i kronen som ligger umiddelbart innenfor - i henhold til en alternativ utførelse av kabelen ifølge oppfinnelsen.

Den kjemiske natur av de angjeldende pulvere kan være en hvilken som helst. Eksempler på hygroekspanderbare pulvere av den organiske type er polyacrylater og polyacrylamider, enten som sådanne eller podet på naturlige polymerer, såsom amidene av cellulose, esterne av methylcellulose og etherne av cellulose, såsom carboxymethylcellulose.

I tillegg til de ovenfor angitte bestanddeler av blandingsmaterialet som utgjør fyllstoffet, kan også andre bestanddeler benyttes, såsom f.eks. halvledende pulvere, dersom det ønskes et halvledende fyllstoff, eller også tverrbin-dingsmidler, dersom det ønskes et tverrbundet fyllstoff i kabellederen.

Det vil nu i illustrasjonsøyemed bli beskrevet fire utførelsesformer av blandingsmaterialet for dannelse av fyll-stoffene for bruk i lederne i kabler med ekstrudert isolasjon, i henhold til oppfinnelsen.

Eksempel 1

Fyllstoffet i dette eksempel utgjøres av et ikke-tverrbindbart isolasjonsmateriale som ikke er svellbart i kontakt med vann, og som har følgende sammensetnng:

Eksempel 2

Fyllstoffet i dette eksempel utgjøres av et tverrbindbart, halvledende blandingsmateriale, som ikke er svellbart i kontakt med vann, og som har følgende sammensetning:

Eksempel 3

Fyllstoffet ifølge dette eksempel utgjøres av et halvledende og ikke-tverrbindbart blandingsmateriale som sveller i kontakt med vann, og som har den følgende sammensetning:

Eksempel 4

Fyllstoffet ifølge dette eksempel utgjøres av et isolerende, tverrbindbart blandingsmateriale som sveller i kontakt med vann, og som har følgende sammensetning:

En fremgangsmåte for fremstilling av elektriske kabler omfatter de trinn hvor man impregnerer en metallisk streng som er beregnet for å danne lederen i en kabel, med et fyllstoff som sveller ved kontakt med vann, og man ekstruderer, i direkte kontakt med den fylte streng, et halvledende lag og et isolasjonslag. Fremgangsmåten utmerker seg ved at impregnerin-gen av den metalliske streng foretas på det tidspunkt da strengen fremstilles, ved at fyllstoffet innføres - ved hjelp av en ekstruderingsinnretning - i montasjen av tråder som skal føres sammen til hver enkelt krone av strengen og den ferdig-dannede strengdel, under fremføringen mot en sammenførings-dyse.

Kablene i henhold til oppfinnelsen med ekstrudert isolasjon og med et lederfyllstoff fremstilles ved hjelp av en fremgangsmåte hvor et vesentlig trekk er det trinn hvor lederen, bestående av en streng, impregneres med et fyllstoff.

Dette trinn av fremgangsmåten går ut på at man ved hjelp av ekstrudering innfører blandingsmaterialet, som utgjør fyllstoffet, i mellomrommene i montasjen av tråder som skal danne de enkelte trådkroner av strengen som utgjør lederen, og den allerede fremstilte strengdel (og som også impregneres med fyllstoffmaterialet på samme måte når den fremstilles), mens trådene og nevnte strengdel føres frem mot sammenføringsdysen.

Under dannelsen av den første trådkrone av strengen, hvorunder trådene fremføres mot en sammenføringsdyse sammen med en tråd som skal inneha den radielt sett innerste stilling i strengen, innføres blandingsmateriale som skal tjene som fyllstoff, ved ekstrudering mellom trådmontasjen og den tråd som skal innta den radielt sett innerste stilling i strengen.

Innføringen ved ekstrudering av det tilstoppende fyllstoffmateriale mellom montasjen av tråder og strengdelen foretas ved at det rettes en strøm av blandingsmaterialet fra utsiden av trådene mot den allerede dannede strengdel.

Som et alternativ kan innføringen av tetningsmaterialet mellom trådene som skal danne en trådkrone i strengen, og den allerede dannede strengdel, mens disse elementer føres frem mot en sammenføringsform, oppnås ved ekstrudering av et lag av tetningsmateriale rundt den allerede dannede strengdel.

Dessuten er det, ved at man i den samme sammenfø-ringsdyse kombinerer de to ovenfor angitte metoder for tilfø-ring av tetningsmaterialet, mulig å redusere antallet ekstrudere som må benyttes for fremstilling av strengen.

Deretter følger de allerede kjente trinn, bestående i å ekstrudere på den fylte leder det indre, halvledende lag som fester seg til og bindes sammen med den radielt ytterste overflate av strengen, et isolasjonslag som omgir det indre halvledende lag og et ytre, halvledende lag.

Den fylte leder, som er dekket av de ovenfor angitte lag, føres gjennom en vulkaniseringsanordning for å tverrbinde lagene og, om ønskes, også for å tverrbinde fyllstoffet som fyller strengen, dvs. dersom blandingsmaterialet som utgjør fyllstoffet, er av den tverrbindbare type.

En kabel ifølge oppfinnelsen, som vist på figurene 1 og 2, inneholder (fra innsiden og mot utsiden) en leder 1 i form av en streng dannet av flere metalltråder som kan være fremstilt f.eks. av kobber eller av aluminium, og som er lagt mot hverandre.

Enkeltmetalltrådene 2 - bortsett fra dem som danner strengens ytterste krone (som klart vist på fig. 2) - er fullstendig omgitt av et fyllstoff hvis karakteristiske egenskaper utgjør et vesentlig aspekt av kabelen ifølge oppfinnelsen.

Også mellomrommene 3 mellom metalltrådene 2 er fullstendig fylt med det angjeldende fyllstoff.

Rundt lederen 1 er det anordnet et halvledende lag 4 som er dannet ved ekstrudering, og som er forbundet med den ytterste overflate i radialretningen.

Nærmere bestemt dekker det halvledende lag 4 tett den del av overflaten av trådene 2 som danner den i radialretningen ytterste krone og som befinner seg mellom tilstøtende trå-ders kontaktpunkter og er vendt mot det halvledende lag 4.

Over det halvledende lag 4 er det tilstede et isolasjonslag 5 (dannet ved ekstrudering), som i sin tur er dekket med et halvledende ytre lag 6.

Rundt det halvledende lag 6 (som likeledes er dannet ved ekstrudering) kan det påføres andre i og for seg kjente elementer (ikke vist), såsom f.eks. en kappe, beskyttelseslag for denne og lignende.

I henhold til en alternativ utførelsesform (ikke vist) av en kabel ifølge oppfinnelsen er det i rommene mellom trådene 2, som danner den ytterste krone av lederen 1, og kronen av tråder 2 som ligger umiddelbart innenfor denne krone, tilstede - istedenfor fyllstoffet eller i tillegg til dette - hygroekspanderbare pulvere av organisk art, hvis karakteristiske egenskaper vil bli nærmere forklart.

På fig. 3 vises skjematisk et lengdesnitt gjennom en anordning for utførelse av de ovenfor beskrevne nødvendige trinn av fremgangsmåten.

Som det vil sees av fig. 3, omfatter anordningen en ringformet dyse 7, som er anordnet koaksialt med og festet til en sylindrisk blokk som er forsynt med et gjennomgående hull og utgjøres av to deler 8 og 9 som er festet til hverandre. Delen 8 av den sylindriske blokk oppviser et sylindrisk formet hulrom 10 gjennom hvilket passerer strengdelen 15 som dannes i anordningen.

Delen 9 av den sylindriske blokk har et stumpkjegle-formet innvendig hulrom 11 som ved den minste basisflate er forbundet med hulrommet i den ringformede dyse 7.

Inne i hulrommet 11 føres trådene 2 som skal danne den ytterste krone av strengdelen 15 og kjernen 16 av strengen. Denne kjerne er på forhånd blitt fremstilt i en tilsva-rende anordning og er allerede impregnert med fyllstoffmaterialet.

Dessuten er det i den sylindriske blokks del 9 tilstede et gjennomgående hull 12 som kommuniserer med en (ikke vist) ekstruder som besørger innføring i det stumpkjegleformede hulrom 11 av et blandingsmateriale som utgjør et fyllstoff.

Funksjoneringen av anordningen vist på fig. 3 er som følger: Trådene 2 og strengkjernen 16, som er dannet på forhånd og allerede er impregnert, fremføres kontinuerlig mot den ringformede dyse 7. Under denne fremføring trekker trådene 2 og kjernen 16 med seg fyllstoffmaterialet som ekstruderen ved hjelp av det gjennomgående hull 12 har presset inn i det stumpkjegleformede hulrom 11 slik at materialet passerer mellom trådene 2 og således når strengens kjerne 16.

Det tettende fyllstoffmateriale, som av disse elementer hindres i å passere gjennom den ringformede dyse 7 (hvor sammenføringen og sammenpressingen av trådene 2 på den allerede impregnerte kjerne 16 finner sted), fyller alle tomrom-mene mellom trådene og sikrer dessuten at minst ett lag av fyllstofftetningsmaterialet befinner seg mellom trådene 2 og trådene som er anordnet i den radielt sett ytterste stilling på kjernen 16.

I tillegg hertil kan det i anordningen vist på fig. 3 også være anordnet et annet gjennomgående hull 13 (angitt ved brutte linjer) i den sylindriske blokks del 8, hvilket hull kommuniserer med ekstruderen (ikke vist) for dannelse av et lag 14 (angitt ved brutte linjer) av fyllstoffmaterialet rundt den allerede dannede strengdel 15.

I tilfeller hvor det er tilstede et gjennomgående hull 13, blir i den identiske anordning som er plassert på nedstrømssiden for dannelse av strengens neste krone, det gjennomgående hull 12 utelatt, fordi med laget 14 er fyll-stof fmaterialet allerede tilstede for fordeling mellom trådene som skal danne en ny krone på den allerede dannede strengdel.

Ved hjelp av fremgangsmåten og ved hjelp av eksem-plene som er gitt for fyllstoffmaterialene, ble det fremstilt fire spesialkabler ifølge oppfinnelsen. Disse fire kabler ble underkastet tester (som vil bli beskrevet nedenfor), hvis resultater viste at siktemålet med oppfinnelsen ble oppnådd.

Disse fire spesialkabler ifølge oppfinnelsen avviker fra hverandre kun ved at deres ledertetningsmateriale er fremstilt ut fra blandingsmaterialene beskrevet i de ovenfor angitte eksempler og ved at tverrbinding av disse blandingsmaterialer ble utført i de tilfeller hvor dette var mulig.

For øvrig var disse fire spesialkabler ifølge oppfinnelsen av samme struktur, og også dimensjonene av bestanddelene var identiske.

Nærmere bestemt har samtlige fire kabler en leder i form av en streng med en diameter på 8,8 mm, dannet av 37 tråder av tinnplettert kobber, idet hver tråd har en diameter på 3,13 mm, og trådene er anordnet slik at det dannes tre kon-sentriske kroner.

Rundt lederen er det anordnet et 1 mm tykt, tverrbundet lag av et materiale på basis av ethylen-propylengummi, som er i og for seg kjent og er mye brukt for fremstilling av halvledende lag i kabler. Over dette halvledende lag er det tilstede et tverrbundet, isolerende lag av tykkelse 8 mm, av et isolasjonsmateriale på basis av ethylen-propylengummi, som er i og for seg kjent og som er mye brukt for fremstilling av ekstrudert kabelisolasjon.

Et annet halvledende lag, som er identisk med det ovenfor beskrevne, omgir kabelens isolasjonslag.

Kablene ifølge oppfinnelsen og kjente kabler med samme struktur og samme dimensjoner, men med lederne impregnert med kjente fyllmaterialer, ble underkastet tester (beskrevet nedenfor) for bestemmelse av deres evne til å hindre vandring av vann langs lederne.

For utførelse av testene ble det apparat benyttet som er beskrevet i standardene EDF HN 33-S-51, og som består av en 10 m lang, vannfylt slange med diameter 200 mm, som er forsynt med avtagbare lokk for tett avstenging av endeåpningene. I en sentral del av slangen går det ut et lite rør som er festet tett til slangen, og som avsluttes i et glassrør som kommuniserer med et trykkluftbeholder beregnet for å variere trykket av vannet i røret.

Testene for bestemmelse av kablenes evne til å hindre enhver vandring av vann langs lederen, ble imidlertid ikke utført i henhold til de ovennevnte standarder, fordi testbe-tingelsene som foreskrives i henhold til disse standarder, ikke ble ansett for å være tilstrekkelig strenge til å garantere at kabler som tilfredsstiller disse testbetingelser, er virkelige frie - under alle tenkelige betingelser - for enhver risiko for vandring av vann langs kabellederen.

For utførelse av disse tester ble det benyttet 11 m lange kabelstykker. I et sentralt område av hvert kabelstykke, og over en strekning på 5 m, ble lederen, bestående av strengen innsatt med fyllstoffmateriale, blottlagt.

Før kabelstykkene ble testet, og før klargjøring på den ovenfor beskrevne måte, ble kabelstykkene underkastet alternerende bøyninger, idet de ble påviklet og avviklet tre på hverandre følgende ganger på en trommel med en ytre diameter 20 ganger kabelens ytterdiameter. Denne operasjon ble foretatt for å simulere de strengeste påkjenninger som en kabel ville kunne utsettes for under installasjon eller legging av kabelen, hva en undervannskabel angår.

Kabelstykkene ble innført i testapparatet og endene trukket ut gjennom hull i apparatets lokk og holdt fast ved hjelp av pakninger som sluttet omkring det ytre, halvledende lag.

Testene ble utført ved at det ble innført i apparatet både industrivann og sjøvann.

En første serie tester ble utført med vanntrykk inn-stilt på 3 bar i apparatet, idet apparatet deretter fikk stå under disse betingelser i 24 timer.

Etter denne tid ble vanntrykket øket til 50 bar, og dette trykk ble holdt i 24 timer. Etter denne tid ble det fastslått at mens det for de fire stykker kabel ifølge oppfinnelsen ikke ble iakttatt noen utsiving av vann fra kabelen-dene, viste det seg at når det gjaldt de kjente kabelprøver, fant drypping av vann sted fra begge kabelstykkenes ender.

Ved undersøkelse av prøvene av kabler ifølge oppfinnelsen viste det seg at i de tilfeller hvor lederne var fylt med blandingsmaterialer som ikke svellet i kontakt med vann, hadde spor av vann nådd frem til endene av kabelstykkene.

Dette innebærer at kabler ifølge oppfinnelsen, hvis ledere er fylt med blandingsmaterialer som ikke sveller i kon-•takt med vann, vesentlig bedre enn de kjente kabler hindrer vandring av vann langs lederen og gir en absolutt garanti, i de tilfeller hvor kablene benyttes på land, hvor det, dersom et brudd på kabelen skulle oppstå, er utelukket at det vil forekomme vann av et hydrostatisk trykk av samme størrelses-orden som de trykk som gjør seg gjeldende i forbindelse med undervannsinstallasj oner.

For en undervannskabel oppnås en garanti for kabelens evne til å hindre vandring av vann langs lederen - dersom et brudd på kabelen skulle finne sted - ved at kabellederen impregneres med et blandingsmateriale ifølge oppfinnelsen, som er i stand til å svelle ved kontakt med vann.

En andre testserie ble utført med to prøver av kabler ifølge oppfinnelsen, hvor lederne var fylt med to blandingsmaterialer som var svellbare ved kontakt med vann.

For denne andre testserie ble det etter de 24 timer da kabelen var i kontakt med vann av 50 bar og uten endring av dette vanntrykk, festet klemmer til endene av kabellederne som var inneholdt i testapparatet, og det ble sendt strøm gjennom lederen, slik at temperaturen ble bragt opp i 95°C, hvoretter denne temperatur ble holdt i 8 timer. Etter de 8 timer ble klemmene fjernet i 16 timer for å tillate kabelen å avkjøles, samtidig som vanntrykket inne i apparatet fortsatt ble holdt på 50 bar.

Denne termiske syklus på 8 timers oppvarming og 16 timers avkjøling ble gjentatt fem ganger, idet vanntrykket inne i apparatet alltid ble holdt på 50 bar.

Etter denne andre testserie, som var ment å skulle simulere betingelsene for en undervannskabel etter at et brudd har funnet sted etter lang tids drift, viste det seg at intet vann sivet ut fra endene av kabelstykkene.

Ved undersøkelse av kabelstykkene ifølge oppfinnelsen som allerede var blitt underkastet den andre testserie, viste det seg dessuten at svelling av fyllstoffet på innsiden av lederen hadde funnet sted langs en strekning som var mindre enn 1 m lang, begynnende fra den blottede ende av lederen.

De kjente kabler ble ikke underkastet den andre testserie beskrevet ovenfor, da disse kabler ikke var i stand til å bestå den første testserie.

Resultatene av testene viser at kablene ifølge oppfinnelsen oppfyller de ønskede siktemål.

Betingelsene som ble benyttet ved testene, var strengere enn dem ifølge de ovennevnte standarder og spesielt strengere enn betingelsene for simulering av de betingelser hvorunder en kabel (med ekstrudert isolasjon og fylt leder) kan komme til å befinne seg når den er blitt lagt under vann i en dybde på 500 m (svarende til et hydrostatisk vanntrykk på ca. 50 bar) og har vært i drift over lengre tid, etter et brudd på kabelen, da kabelen er utsatt for risiko for vandring av vann langs lederen.

En slik situasjon, som i praksis kan ansees som den alvorligste situasjon som en kabel med ekstrudert isolasjon og fylt leder kan komme opp i, innebærer ingen risiko for vandring av vann langs lederen, idet slik vandring av vann aldri finner sted over større lengder enn 1 m fra den kabel-sone hvor bruddet har funnet sted.

Dette innebærer at uansett arbeidsbetingelser vil kabelen ifølge oppfinnelsen garantere maksimal sikkerhet og pålitelighet mot risiko for enhver tredannelse i kabelisolasjonen, forårsaket av vandring av selv spor av vann langs kabelens leder.

A-t et slikt resultat oppnås, skyldes ganske visst lederens fyllstoff og de betydningsfulle egenskaper dette er i besittelse av.

Med nevnte fremgangsmåte er det således mulig å garantere at fyllstoffet som innføres i lederen, omhyller alle enkelttråder og dessuten fyller opp alt rom mellom disse tråder, slik at man unngår enhver risiko for at vann skal vandre langs lederen.

Claims

1. Elektrisk kabel, omfattende minst én leder (1), et halvledende lag (4) rundt lederen og et isolerende lag (5) ekstrudert rundt det halvledende lag, hvor lederen (1) omfatter flere metalltråder (2) som er viklet sammen og hvor et polymerbasert blandingsmateriale fyller ut ethvert hulrom (3) mellom metalltrådene, karakterisert ved at det polymerbaserte blandingsmateriale som utfyller alle hulrom (3) mellom metalltrådene (2) i lederen (1), har en Mooney-viskositet ved 100°C på mellom 10 og 60 og en Shore-A-hårdhet ved romtemperatur på mellom 10 og 90.

2. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at blandingsmaterialet har en Mooney-viskositet ved 100°C på mellom 20 og 40 og en Shore-A-hårdhet på mellom 50 og 80.

3. Kabel ifølge krav 1 eller 2, hvor blandingsmaterialet som impregnerer lederen, inneholder hygroekspanderbare pulvere og sveller i kontakt med vann, karakterisert ved at de hygroekspanderbare pulvere som inneholdes i blandingsmaterialet på basis av poly-mermaterialer, er hygroekspanderbare pulvere av organisk type, og at blandingsmaterialet oppviser en svelling etter kontakt med vann i 10 sekunder, som er minst 5%, og at den asymptotiske metningssvelling er på minst 40%.

4. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at blandingsmaterialets svelling etter 10 sekunders kontakt med vann er på minst 10%, og at den asymptotiske metningssvelling er på minst 60%.

5. Kabel ifølge krav 1, karakterisert ved at det i mellomrommene mellom trådene (2) som danner den i radialretningen ytterste krone av strengen som utgjør kabellederen (1) og i den resterende del av strengen er tilstede hygroekspanderbare pulvere av organisk type.

6. Kabel ifølge krav 3-5, karakterisert ved at de hygroekspanderbare pulvere av organisk type er i det vesentlige uoppløselige i vann, at dispersjoner av dem i vann oppviser pH-verdier på mellom 6,5 og 7,5, at de oppviser et tap ved oppvarmning ved 105°C på mindre enn 7%, at de oppviser en vanntilbakeholdel-seskapasitet på mellom 100 og 800 ml vann pr. gram pulver ved en fuktetid på mellom 1 og 5 sekunder, og at pulverene utgjø-res av granuler hvis maksimale dimensjoner er mindre enn 200 um.

7. Kabel ifølge krav 6, karakterisert ved at minst 50% av granulene i det hygroekspanderbare pulver har maksimale dimensjoner som er mindre enn 150 um.