NO793406L

NO793406L - POWER CABLE AND PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF SUCH CABLES

Info

Publication number: NO793406L
Application number: NO793406A
Authority: NO
Inventors: Peter Carstensen; Sven Helge Poulsen
Original assignee: Nordiske Kabel Traad
Priority date: 1978-10-27
Filing date: 1979-10-24
Publication date: 1980-04-29
Also published as: GB2032678B; FI793363A; GB2032678A; SE8004671L; WO1980000895A1

Description

Elektrisk kraftkabel og fremgangsmåte til fremstilling av en slik kabel. Electric power cable and method for producing such a cable.

Foreliggende oppfinnelse angår en elektrisk kraftkabel med fast, ekstrudert isolasjon og særlig kraftkabel med forbedret motstand mot korrosjon, f.eks. som følge av mekanisk ødeleggelse av den ytre kappe såvel som forbedret motstand mot dannelsen av såkalt "water trees" som skal forklares nærmere nedenfor. The present invention relates to an electric power cable with fixed, extruded insulation and in particular power cable with improved resistance to corrosion, e.g. as a result of mechanical destruction of the outer sheath as well as improved resistance to the formation of so-called "water trees" which will be explained in more detail below.

Oppfinnelsen angår videre en fremgangsmåte til fremstilling av en slik kabel. The invention further relates to a method for producing such a cable.

En typisk kraftkabel som kan forbedres ifølge oppfinnelsen omfatter følgende komponenter: A typical power cable that can be improved according to the invention includes the following components:

1) En leder f.eks. av kopper eller aluminium,1) A leader e.g. of copper or aluminium,

2) et indre halvledende sjikt (ledende skjerm) f.eks. av kryssbundet polyetylen kopolymer inneholdende halvledende 2) an inner semi-conductive layer (conductive screen) e.g. of cross-linked polyethylene copolymer containing semiconducting

partikler som f.eks.kjønnrøk,particles such as secondhand smoke,

3) et isolasjonssjikt f.eks. av polyetylenblanding, en kryssbundet polyetylenblanding, en etylen-propylen-gummiblanding 3) an insulation layer, e.g. of polyethylene blend, a cross-linked polyethylene blend, an ethylene-propylene rubber blend

eller en butylgummiblanding,or a butyl rubber compound,

4) et ytre ekstrudert termoplastisk eller kryssbundet halvledende sjikt (isolerende skjerm) som kan eller ikke være lett avrivbart fra isolasjonssjiktet. Istedet for å ekstru-dere sjiktet, kan halvledende partikler f.eks. grafitt anbringes ved en form for papensling eller pågnidning eller kan påføres i form av et lakk eller malingssjikt som inneholder et egnet bindemateriale, 5) en metallskjerm, f.eks. av kopper eller aluminium i form av tråd eller bånd, 6) en ytre kappe f.eks. av polyetylen eller polyvinylklorid. 4) an outer extruded thermoplastic or cross-linked semi-conductive layer (insulating screen) which may or may not be easily tearable from the insulating layer. Instead of extruding the layer, semi-conducting particles can e.g. graphite is applied by a form of paper brushing or rubbing or can be applied in the form of a varnish or paint layer containing a suitable binding material, 5) a metal screen, e.g. of copper or aluminum in the form of wire or ribbon, 6) an outer sheath e.g. of polyethylene or polyvinyl chloride.

Denne generelle kombinasjon kan naturligvis modifiseres i samsvar med den antatte bruk av kabelen. En felles ut-førelsesform omfatter tre ledere som er forsynt med sjikt .2)-4) og en felles metallskjerm eller særskilte metallskjermer i eri felles kappe. Også halvledersjiktene 2) og 4) kan være inne-holdt, særlig når det gjelder lavspente kabler. This general combination can of course be modified in accordance with the intended use of the cable. A common design comprises three conductors which are provided with layer .2)-4) and a common metal shield or special metal shields in a common jacket. Semiconductor layers 2) and 4) can also be contained, particularly when it comes to low-voltage cables.

Hittil har det vært et problem å forsyne slike kabler med tilstrekkelig motstand mot korrosjon, f.eks. som Until now, it has been a problem to provide such cables with sufficient resistance to corrosion, e.g. as

følge av mekanisk ødeleggelse av den ytre kappe, sammen med tilstrekkelig motstand mot ødeleggelse av isolasjonen på grunn av det velkjente fenomen som kalles "water-treeing" eller "electrochemical treeing". due to mechanical destruction of the outer sheath, together with sufficient resistance to destruction of the insulation due to the well-known phenomenon called "water-treeing" or "electrochemical treeing".

Dette fenomen som enda ikke er fullt ut forstått, opptrer når vann utenfra trenger inn i visse områder av isolasjonen hvor det hersker et elektrisk felt. Små hulrom fylt med vann og/eller vannfylte kanaler dannes og disse vokser og forener seg til en form i likhet med et tre. En mekaniske for slik tredannelse er beskrevet i detalj i britisk patentskrift nr. 1.477.764 som også foreslår visse forholdsregler mot dette problem. This phenomenon, which is not yet fully understood, occurs when water from outside penetrates into certain areas of the insulation where an electric field prevails. Small cavities filled with water and/or water-filled channels are formed and these grow and unite into a shape similar to a tree. A mechanism for such wood formation is described in detail in British Patent No. 1,477,764 which also suggests certain precautions against this problem.

Det nevnte patentskrift foreslår å innføre i isolasjonen en vannoppløselig elektrolytt delvis eller helt i størrelsesorden 10 -7-1 vekt% av plastisolasjonen som kan være sammensatt f.eks. av polyetylen, kryssbundet polyetylen, etylen-propylengummi eller butylgummi. The aforementioned patent suggests introducing into the insulation a water-soluble electrolyte partially or completely in the order of 10 -7-1% by weight of the plastic insulation which can be composed of e.g. of polyethylene, cross-linked polyethylene, ethylene-propylene rubber or butyl rubber.

Fortrinnsvis er elektrolytten en sterk elektrolytt som f.eks. natriumklorid eller natriumsulfat. Preferably, the electrolyte is a strong electrolyte such as e.g. sodium chloride or sodium sulfate.

Denne løsning er imidlertid ødeleggende i visse henseender fordi det er vanskelig å oppnå en homogen fordeling av elektrolytten selv i form av mikropartikler og det er vanskelig hvis ikke umulig å unngå at noen avartiklene vil ligge i eller nær isolasjonsoverflaten hvor de kan danne sete for "water trees" når de løses opp eller eventuelt lekker ut. Hvis partiklene ikke er homogent fordelt slik at det dannes ansamling-er eller hvis konsentrasjonen i deler av kabelenen overskrider den øvre grense på 1 vekt%, vil isolasjonskarakteristikkene bli uheldig påvirket og/eller infiltrasjon av vann som følge av osmotisk trykk kan oppstå. However, this solution is destructive in certain respects because it is difficult to achieve a homogeneous distribution of the electrolyte even in the form of microparticles and it is difficult if not impossible to avoid that some of the articles will lie in or near the insulation surface where they can form seat for "water trees" when they dissolve or possibly leak. If the particles are not homogeneously distributed so that accumulations are formed or if the concentration in parts of the cable exceeds the upper limit of 1% by weight, the insulation characteristics will be adversely affected and/or infiltration of water as a result of osmotic pressure may occur.

Da tilstedeværelsen av vann og et elektrisk felt er viktig for dannelse og vekst av "water-treeing", kan en løsning av problemet Være å anvende isolasjonssjikt med et vanntett eller ugjennomtrengelig metallskjerm f.eks. ekstrudert bly-, eller aluminium eller i form av bånd som er foldet eller sveiset rundt kabelkjernen. As the presence of water and an electric field is important for the formation and growth of "water-treeing", a solution to the problem can be to use an insulating layer with a waterproof or impermeable metal screen, e.g. extruded lead, or aluminum or in the form of tape that is folded or welded around the cable core.

Slike kabler er imidlertid kostbare og vanskeligeHowever, such cables are expensive and difficult

å håndtere særlig i forbindelse med arbeidet.Foruten er det en viss risiko for mekanisk ødeleggelse som resulterer i inntrengning av vann eller fuktighet. to handle especially in connection with the work. In addition, there is a certain risk of mechanical destruction resulting in the ingress of water or moisture.

En slik løsning er beskrevet i britisk patentskrift nr. 1.258.221 (U.S.-patentskrift nr.. 3.590.141) gjeldende én elektrisk kabel som øyensynlig har forbedret motstanden mot fuktighet. For å oppnå dette forsynes isolasjonen med to beskyttende metallskjermer, f.eks. av aluminium, med limte sømm-er og et sjikt av hygroskopisk materiale mellom disse. Det hygroskopiske materiale kan velges blant et antall materialer, f.eks. papir, tekstil, blandinger av polymere materialer og forskjellige salter, f.eks. CaCl2, Na2S04og NaCl. Such a solution is described in British Patent No. 1,258,221 (U.S. Patent No. 3,590,141) relating to an electrical cable which apparently has improved resistance to moisture. To achieve this, the insulation is provided with two protective metal screens, e.g. of aluminium, with glued seams and a layer of hygroscopic material between them. The hygroscopic material can be selected from a number of materials, e.g. paper, textile, mixtures of polymeric materials and various salts, e.g. CaCl2, Na2SO4 and NaCl.

Denne løsning er omstendelig og resulterer i en meget stiv kabel som lett kan ødelegges ved bøyning. Videre blir det osmotiske trykk øket ved saltene ved tilstedeværelse av fuktighet og det er derfor meget sannsynlig at de beskyttende skjermer blir ødelagt. This solution is cumbersome and results in a very stiff cable that can easily be damaged by bending. Furthermore, the osmotic pressure is increased by the salts in the presence of moisture and it is therefore very likely that the protective screens will be destroyed.

I norsk utlegningsskrift nr. 140.249 er det videre foreslått en elektrisk kraftkabel som omfatter en leder forsynt med en eller flere sjikt av ekstrudert polymerisk isolasjon såvel som et indre og et ytre halvledende sjikt for utenpå og atskilt fra den ytre overflate av lederen et isolasjonssjikt som inneholder vannoppløselige materialer som på i og for seg kjent måte begrenser og stabiliserer den relative fuktighet i omgivelsene inkludert isolasjonen av lederen, til en verdi som ikke overskrider 70%. In Norwegian explanatory document no. 140,249 it is further proposed an electric power cable which comprises a conductor provided with one or more layers of extruded polymeric insulation as well as an inner and an outer semi-conductive layer for the outside and separated from the outer surface of the conductor an insulation layer containing water-soluble materials which, in a manner known per se, limit and stabilize the relative humidity in the surroundings, including the insulation of the conductor, to a value that does not exceed 70%.

Dette forslag er basert på den erfaring at dannelsen av "water trees" er nær knyttet til hulrom eller forurensning i selve isolasjonen og på isolasjonens overflate, særlig forurensning i form av salter. Eksperimenter har imidlertid vist at hvis den relative fuktighet i isolasjonen er lavere enn en bestemt grense som synes å ligge på ca. 7 0%, svarende til luftfuktigheten over vann som er mettet med NaCl, vil slike "water trees", ikke begynne å utbre seg selv om det ér forurens-ninger i isolasjonen. Disse eksperimenter ér beskrevet i . IEEE Trans. Electr. Insul. Vol. EI-12 Nr. 6, Desember 1977. This proposal is based on the experience that the formation of "water trees" is closely linked to cavities or pollution in the insulation itself and on the surface of the insulation, especially pollution in the form of salts. However, experiments have shown that if the relative humidity in the insulation is lower than a certain limit, which seems to lie at approx. 70%, corresponding to the humidity above water saturated with NaCl, such "water trees" will not begin to spread even if there is contamination in the insulation. These experiments are described in . IEEE Trans. Electr. Ins. Vol. EI-12 No. 6, December 1977.

De nevnte materialer som er i stand til å minske den relative fuktighet kan velges blant: a) ikke flyktige materialer som når de oppløses i vann reduserer damptrykket over løsningen i forhold til damptrykket for rent vann ved samme temperatur. Egnede materialer av denne art er vannoppløselige salter. b) Salter som danner stabilie hydrater, slik som CaCl2, MgCl2og Mg(C104)2. The aforementioned materials which are able to reduce the relative humidity can be chosen from: a) non-volatile materials which, when dissolved in water, reduce the vapor pressure above the solution in relation to the vapor pressure of pure water at the same temperature. Suitable materials of this nature are water-soluble salts. b) Salts that form stable hydrates, such as CaCl2, MgCl2 and Mg(C104)2.

c) Anhydrider av syre og baser, slik som P2°5eHer H2S2°7"c) Anhydrides of acids and bases, such as P2°5eHer H2S2°7"

d) Materialer som er i stand til fysisk adsorpsjon av vann på d) Materials capable of physical adsorption of water on

overflaten, f.eks. siliciumoksydgel og molekylære sikter. the surface, e.g. silica gel and molecular sieves.

Slike fuktighetsreduserende materialer som er an-ordnet i et sjikt på utsiden av og atskilt fra det andre halvledende sjikt kan ikke gi en vanntett barriere. Hensikten med disse materialer er å minske den relative fuktighet i isolasjonen med en bestemt prosentsats. Such moisture-reducing materials which are arranged in a layer on the outside of and separated from the other semi-conductive layer cannot provide a waterproof barrier. The purpose of these materials is to reduce the relative humidity in the insulation by a certain percentage.

Som angitt ovenfor må det aktive materialet anbringes et sted mellom isolasjonen og kabelens omgivelser. Særlig hvis det er foreslått å blande det aktive materialet i et plast-materiale som ekstruderes ovenpå den allerede ekstruderte As indicated above, the active material must be placed somewhere between the insulation and the cable's surroundings. Especially if it is proposed to mix the active material in a plastic material which is extruded on top of the already extruded one

isolasjonsskjerm, eller materialet sintres inn i isolasjons-skjermen og omgis av bånd eller en kappe for å hindre utvasking av materialet. insulation screen, or the material is sintered into the insulation screen and surrounded by tape or a jacket to prevent the material from being washed out.

Videre kan særlig sjikt som inneholder det aktive materiale ekstruderes på et fjerde fortrinnsvis isolerende sjikt utenpå det felles ytre halvledende sjikt eller materialet kan inneholdes i eller adsorberes inn i sjiktet. Furthermore, a particular layer containing the active material can be extruded onto a fourth preferably insulating layer outside the common outer semi-conductive layer or the material can be contained in or adsorbed into the layer.

Selv om disse hovedprinsippser for å hindre dannelsen av "water-tree" synes å være meget fordelaktige, vil et antall forbedringer i visse henseender synes fordelaktig før slike kabler trygt kan tåle langvarig anvendelse. Although these main principles for preventing the formation of "water-tree" appear to be very advantageous, a number of improvements in certain respects would appear advantageous before such cables can safely withstand long-term use.

Først og fremst hersker det stor fordom mot å anvende• salter som er korrosive i seg selv i en kabel som ut over de ovenfor nevnte polymere sjikt også inneholder en metallskjerm vanligvis av kopper eller aluminium utenpå det ytre halvledende sjikt. Det må ventes at mere eller mindre konsentrerte saltopp- løsninger, eventuelt dannet som fuktighetsdiffusjon.inn i kabelen, vil øke en galvanisk korruksjon av metallskjermen som endog kan være mere ødeleggende for kabelen enn "water■trees". First of all, there is a great prejudice against using • salts which are corrosive in themselves in a cable which, in addition to the above-mentioned polymeric layers, also contains a metal shield, usually of copper or aluminum, outside the outer semi-conductive layer. It must be expected that more or less concentrated saline solutions, possibly formed as moisture diffusion into the cable, will increase galvanic corrosion of the metal screen, which can even be more destructive to the cable than "water■trees".

Videre kan tilstedeværelsen av salt i et fast polymermateriale resultere i rissdannelser i polymeret som følge av osmotisk trykk slik at vann kan få fri adgang til kabelen. Furthermore, the presence of salt in a solid polymer material can result in cracking in the polymer as a result of osmotic pressure so that water can gain free access to the cable.

Det ovenfor nevnte gjelder problemer i forbindelse med dannelsen av "water tree", men et annet viktig og mere generelt problem er å begrense så langt som mulig den uheldige virkning av lokal mekanisk ødeleggelse av kabelen, f.eks. når . det slås hull i det ytre mest beskyttende sjikt, nemlig kabel-kappen. The above-mentioned concerns problems in connection with the formation of "water tree", but another important and more general problem is to limit as far as possible the adverse effect of local mechanical destruction of the cable, e.g. when . a hole is punched in the most protective outer layer, namely the cable jacket.

Faren for en slik lokal ødeleggelse er særlig den at vann kan trenge inn og utbre seg i kabelens lengderetning. The danger of such local destruction is in particular that water can penetrate and spread in the lengthwise direction of the cable.

Dette har naturligvis mange uheldige følger, f.eks. at detThis naturally has many unfortunate consequences, e.g. that it

ytre halvledende sjikt hvis det er av den lett avrivbare art,outer semi-conductive layer if it is of the easily peelable type,

kan løsne fra isolasjonssjiktet og at metallskjermen og karbon i det halvledende sjikt kan virke som et elektrisk element ved tilstedeværelsen av vann og føre til alvorlig korrodering av skjermen. can detach from the insulation layer and that the metal screen and carbon in the semi-conductive layer can act as an electrical element in the presence of water and lead to serious corrosion of the screen.

I kabler av den ovenfor nevnte art hvor også salterIn cables of the above-mentioned type where also salts

er tilstede, er faren for korrosjon av metallskjermen ytterligere øket. is present, the risk of corrosion of the metal screen is further increased.

Det er kjent å motvirke følgende av slik mekanisk ødeleggelse ved å forsyne kabelen med et sjikt av en viskos pasta som er i stand til å tette små hull i sjiktet. Slike pastaser inneholder imidlertid, hvis de skal være tilstrekkelig flytende, ofte stoffer slik som olje som lett trer inn i de direkte underliggende sjikt og får disse til å svelle. En følge av slik svelling er at det halvledende sjikt kan bli isolerende og resultere i svekkelse av kabelens egenskaper. It is known to counteract the consequences of such mechanical destruction by providing the cable with a layer of a viscous paste which is capable of sealing small holes in the layer. Such pastes, however, if they are to be sufficiently liquid, often contain substances such as oil which easily penetrate the directly underlying layers and cause them to swell. A consequence of such swelling is that the semi-conductive layer can become insulating and result in a weakening of the cable's properties.

Det er videre kjent å anvende ringformede i avstand anordnede sperreelementer mellom kabelkjernen og kappen for å stoppe eller bremse fremtrengning av vann i lengderetningen av kabelen. Andre kjente forholdsregler for å hindre vanninntrengning i kabelens lengderetning er å fylle mellomrom i kabelen med pulvere , f.eks. cellulosederivater som i kontakt med vann enten sveller eller danner en sterkt viskos fase og således fysisk hindrer fremtrengning av vann. It is also known to use ring-shaped, spaced apart blocking elements between the cable core and the jacket to stop or slow down the penetration of water in the longitudinal direction of the cable. Other known precautions to prevent water ingress in the cable's longitudinal direction are to fill spaces in the cable with powders, e.g. cellulose derivatives which in contact with water either swell or form a highly viscous phase and thus physically prevent the penetration of water.

■.Selv om flere løsninger er foreslått når-det■.Although several solutions have been proposed when-that

gjelder problemer med inntrengning av vann eller fuktighet i elektriske kablér, har ingen av disse løsninger definitivt' løst problemet, fordi de enten er fokusert ensidig på mekanisk ødeleggelse eller på dannelsen av "water trees" og har generalt bragt inn nye ulemper i stedet for de overvundne ulemper. Det er således fremdeles ingen løsning som i større grad kan hindre på teknisk eller økonomisk akseptabel måte begge problemer ved inntrengning av vann uten å resultere i nye uheldige følger. as regards problems with the penetration of water or moisture in electrical cables, none of these solutions have definitively solved the problem, because they are either focused one-sidedly on mechanical destruction or on the formation of "water trees" and have generally introduced new disadvantages instead of the overcome disadvantages. There is thus still no solution that can to a greater extent prevent in a technically or economically acceptable way both problems in the case of water ingress without resulting in new unfortunate consequences.

Hensikten med oppfinnelsen er å tilveiebringe enThe purpose of the invention is to provide a

slik løsning. Særlig er hensikten med oppfinnelsen å tilveiebringe elektriske kabler som: 1) effektivt motvirker opptreden av "water trees" for lange perioder, such a solution. In particular, the purpose of the invention is to provide electrical cables which: 1) effectively counteract the appearance of "water trees" for long periods,

2) ikke har noen iboende fare for korrosjon,2) has no inherent danger of corrosion,

3) effektivt motvirker eller i det minste begrenser vanninntrengning såvel som spredning av vann i kabelens lengderetning når kabelen ødelegges mekanisk, 4) ikke gir noen risiko for svelling av halvledende og isolerende sjikt, 3) effectively counteracts or at least limits water penetration as well as the spread of water in the cable's longitudinal direction when the cable is mechanically destroyed, 4) does not present any risk of swelling of the semi-conducting and insulating layer,

5) ikke påvirker kabelens elektriske karakteristika, og5) does not affect the cable's electrical characteristics, and

6) muliggjør vanlig tilknytningsarbeide.6) enables regular connection work.

Dette oppnås ved kabelen ifølge oppfinnelsen som kan være av enhver vanlig type som er nevnt ovenfor, omfattende en eller flere, f.eks. tre ledere som er forsynt med et isolasjonssjikt og eventuelt et indre og ytre halvledende sjikt og en metallskjerm, og erkarakterisert vedminst ett skillesjikt rundt metallskjermen og minst ett ytre sjikt av pastaformet materiale med høy grad av motstand mot vann og inneholdende ett eller flere fuktighetsreduserende materialer. This is achieved by the cable according to the invention which can be of any common type mentioned above, comprising one or more, e.g. three conductors which are provided with an insulating layer and possibly an inner and outer semi-conductive layer and a metal shield, and are characterized by at least one separation layer around the metal shield and at least one outer layer of paste-shaped material with a high degree of resistance to water and containing one or more moisture-reducing materials.

Fortrinnsvis er de fuktighetsreduserende materialer valgt blant de ovenfor nevnte vannoppløselige salter eller salter som danner stabile hydrater. De mest foretrukne blandinger er CaCl2, MgCl2og LiCl. Preferably, the moisture-reducing materials are selected from among the above-mentioned water-soluble salts or salts which form stable hydrates. The most preferred mixtures are CaCl2, MgCl2 and LiCl.

Skillesjiktet kan ha tilstrekkelig stoppevirkningThe separation layer can have a sufficient stopping effect

for å hindre inntrengning av vann som eventuelt inneholder opp-løst salt og derved hindrer korrosjon av den direkte underliggende metallskjerm. Videre må det motstå oljelignende stoffer to prevent the penetration of water that may contain dissolved salt and thereby prevent corrosion of the directly underlying metal screen. Furthermore, it must resist oil-like substances

og tilsetningsstoffer som er tilstede i det pastaformede materiale for'å sikre tilfredsstillende flyteegenskaper, fordi deres inntrengning vil være ødeleggende for de direkte under-... liggende halvledende og isolerende sjikt. and additives present in the pasty material to ensure satisfactory flow properties, because their penetration will be destructive to the directly underlying semiconducting and insulating layers.

Et egnet materiale for et slikt skillesjikt når det gjelder sperrevirkning er et polyestermateriale som kan formes til en film slik som polyetylentereftalat. A suitable material for such a separating layer in terms of barrier effect is a polyester material which can be formed into a film such as polyethylene terephthalate.

For å oppnå maksimal sikkerhet er det som skillesjikt å foretrekke og anvende et materiale som foruten å ha de nødvendige sperreegenskaper også har selvtettende egenskaper eller i det minste tettende egenskaper under innvirkning av varme. Når et slikt sjikt anbringes f.eks..ved folding eller fortrinnsvis vikling av materiale i form av et bånd rundt metallskjermen, behøver det ikke være nødvendig å anvende en særskilt tetningsbearbeidelse fordi varme fra den etterfølgende påføring av det varme pastasjikt vil tilveiebringe tetning i overlappingen i det foldede sjikt eller de enkelte viklinger og videre bevirke en sammentrekning av skillesjiktet som gir det nødvendige trykk for tetningen for å hindre ødeleggelse av trådene i metallskjermen under fremstillingen og håndteringen av kabelen. In order to achieve maximum safety, it is preferable to use a material as a separating layer which, in addition to having the necessary barrier properties, also has self-sealing properties or at least sealing properties under the influence of heat. When such a layer is applied, e.g. by folding or preferably wrapping material in the form of a band around the metal screen, it is not necessary to apply a special sealing treatment because heat from the subsequent application of the hot paste layer will provide a seal in the overlap in the folded layer or the individual windings and further cause a contraction of the separation layer which provides the necessary pressure for the seal to prevent destruction of the threads in the metal screen during the manufacture and handling of the cable.

Et særlig egnet materialet er en film av en polyester av ovenfor nevnte art som er laminert på en eller begge sider av polyetylen. A particularly suitable material is a film of a polyester of the above-mentioned kind which is laminated on one or both sides of polyethylene.

En slik laminert film kombinerer fordelaktig denSuch a laminated film advantageously combines it

gode mekaniske styrke og de utmerkede sperreegenskaper for polyestermateriale , særlig mot organiske oppløsningsmidler, og gode tetningsegenskaper ved polyetylen og derved muliggjør fritt valg blant et stort antall pastaformede materialer og tilleggs-stoffer. good mechanical strength and the excellent barrier properties of polyester material, especially against organic solvents, and good sealing properties of polyethylene, thereby enabling a free choice among a large number of paste-shaped materials and additives.

Egnedeolyesterfilmer markedsføres under vare-Suitableolyester films are marketed under the

(R) (r) (r) (R) (r) (r)

merkene Hostaphan , Mylar og Melinex .brands Hostaphan, Mylar and Melinex.

Alternativt kan skillesjiktet bestå av et ekstruder-bart polymert materiale med de nevnte sperreegenskaper, som kan ekstruderes på metallskjermen og derved gi den ytterligere fordel å holde den underliggende skjerm på plass. Alternatively, the separating layer can consist of an extrudable polymeric material with the aforementioned barrier properties, which can be extruded onto the metal screen and thereby give it the additional advantage of holding the underlying screen in place.

Når det gjelder, det pastaformede materiale er de kritiske kriteria flyteegenskapene ved den anvendte temperatur såvel som.brukstemperaturen, motstanden mot vann og evnen til å inneholde tilstrekkelige mengder av fuktighetsreduserende tilleggsstof f er samtidig som f lyteegenskapene opprettholdes når vann absorberes av tilsetningsstoffene. I tillegg hertil må tilsetningsstoffene ikke ha noen uheldig innvirkning på strømningsegenskapene for det pastaformede materialet. As far as the pasty material is concerned, the critical criteria are the flow properties at the temperature used as well as the use temperature, the resistance to water and the ability to contain sufficient amounts of moisture-reducing additives while maintaining the flow properties when water is absorbed by the additives. In addition to this, the additives must not have any adverse effect on the flow properties of the paste-shaped material.

Det pastaformede materialet må videre ha slike egenskaper og tilsetningsstoffene må være inkorporert på. sådan måte at de ikke vil være lett å vaske ut av det pastaformede materialet. The paste-shaped material must also have such properties and the additives must be incorporated. such way that they will not be easily washed out of the pasty material.

I denne henseende kan det være fordelaktig å anvende to pastaformede sjikt av hvilke bare det indre inneholder fuktighetsreduserende tilsetningsstoffer. In this respect, it can be advantageous to use two paste-shaped layers of which only the inner contains moisture-reducing additives.

Egnede materialer for det pastaformede sjikt er f.eks.: a) blandinger av et lavmolekylært polymert materiale valgt blant polyisobutylen, ataktisk polypropylen og ataktisk polybuten med et naturlig eller syntetisk voks med smeltepunkt på ca. 50-250°C, fortrinnsvis 100-175°C og viskositet på ca. 10 3 -10 cP ved anvendelsestemperaturen. b) Blandinger som inneholder ca. 5 .til 70 vektdeler polyisobutylen (viskositet 20 .000 - 500 .000 cP ved 20°C)', ca. 95 til 30 vektdeler ataktisk polypropylen eller ataktisk polybuten, og opptil ca. 1 vektdel av en oksyderende stabilisator (fortrinnsvis sterisk hindret fenol). c) Mineraloljeprodukter på parafin- eller aromatisk basis fortykket med leire, f.eks. i form av bentonitt, sluminium-stearatborat, pyrogenisk silisiumoksyd, f.eks. "Aerosil (R)", Suitable materials for the pasty layer are, for example: a) mixtures of a low molecular weight polymeric material selected from polyisobutylene, atactic polypropylene and atactic polybutene with a natural or synthetic wax with a melting point of approx. 50-250°C, preferably 100-175°C and viscosity of approx. 10 3 -10 cP at the application temperature. b) Mixtures containing approx. 5 to 70 parts by weight of polyisobutylene (viscosity 20,000 - 500,000 cP at 20°C), approx. 95 to 30 parts by weight of atactic polypropylene or atactic polybutene, and up to approx. 1 part by weight of an oxidizing stabilizer (preferably sterically hindered phenol). c) Mineral oil products on a paraffinic or aromatic basis thickened with clay, e.g. in the form of bentonite, aluminum stearate borate, fumed silica, e.g. "Aerosil (R)",

og/eller kjønnrøk.and/or secondhand smoke.

d) Petroleum eller petroleumgelé med smeltepunkt på ca. 50-60°C. d) Petroleum or petroleum jelly with a melting point of approx. 50-60°C.

■e) Gummilignende kopolymere av etylen og alifatiske umettede ■e) Rubber-like copolymers of ethylene and aliphatic unsaturated

estere, f.eks. vinylasetat, metylakrylat eller metylmetakrylat inneholdende ca. 30 yekt% estermonomer. esters, e.g. vinyl acetate, methyl acrylate or methyl methacrylate containing approx. 30 wt% ester monomer.

f) Blandinger av butylgummi, polyisobutylen, tykningsmiddel, harpiks og mykner, f.eks. 50-100 vektdeler butylgummi, 50-100 f) Mixtures of butyl rubber, polyisobutylene, thickener, resin and plasticizer, e.g. 50-100 parts by weight butyl rubber, 50-100

vektdeler polyisobutylen, 1-15 vektdeler tykningsmiddel, 1-20 vektdeler hydrogenert harpiks, 100-500 vektdeler mykner, f.eks. 100 vektdeler "Esso butyl 065", 100 vektdeler "Vistamex LM-MS", 5 vektdeler "Hi-Sil 233", 10 vektdeler parts by weight polyisobutylene, 1-15 parts by weight thickener, 1-20 parts by weight hydrogenated resin, 100-500 parts by weight plasticizer, e.g. 100 parts by weight "Esso butyl 065", 100 parts by weight "Vistamex LM-MS", 5 parts by weight "Hi-Sil 233", 10 parts by weight

"Staybilite ester", 350 vektdeler dietylheksyleftalat."Staybilite ester", 350 parts by weight diethylhexyl phthalate.

g) Polyisobutylen med molekylarvekt på ca.- 100.0.00 eller . ,, blandinger av polyisobutylen og asfalt eller bit urne n. " -■ ... h) Produkter på asfalt- eller bitumenbasis inneholdende oljelignende og/eller gummimaterialer for å sikre tilfredsstillende flyteegenskaper og lette anvendelsen av det pasta- g) Polyisobutylene with a molecular weight of approx. 100.0.00 or . ,, mixtures of polyisobutylene and asphalt or bit urne n. " -■ ... h) Products on an asphalt or bitumen basis containing oil-like and/or rubber materials to ensure satisfactory flow properties and facilitate the application of the paste-

formede sjikt, f.eks. 90 vektdeler asfalt 85/40, 8 vektdeler rapsefrøolje 50/50 og 2 vektdeler 60% gummilateks. shaped layers, e.g. 90 parts by weight asphalt 85/40, 8 parts by weight rapeseed oil 50/50 and 2 parts by weight 60% rubber latex.

Alle de ovenfor nevnte materialer og blandinger kan modifiseres og/eller gjøres billigere ved tilsetning av nøy- All the above-mentioned materials and mixtures can be modified and/or made cheaper by the addition of

trale fyllstoffer som f.eks. kalsiumkarbonat, kalsiummagnesium-karbonat og leire i et kvantum opp til 300 vektdeler pr. 100 vektdeler av de nevnte materialer og blandinger. tral fillers such as e.g. calcium carbonate, calcium magnesium carbonate and clay in a quantity of up to 300 parts by weight per 100 parts by weight of the aforementioned materials and mixtures.

Det fuktighetsreduserende materiale eller materialerThe moisture-reducing material or materials

er inkorporert og homogenisert i fyllstoffet og de ufylte pastaformede materialer eller blandinger, slik at mengden av aktivt materiale pr. cm 2 overflate av den ferdige kabel fortrinnsvis ikke er mindre enn 0,01 g/cm 2fortrinnsvis ikke mere"is incorporated and homogenized in the filler and the unfilled paste-shaped materials or mixtures, so that the amount of active material per cm 2 surface of the finished cable is preferably not less than 0.01 g/cm 2 preferably not more"

enn o,1 g/cm^.than o.1 g/cm^.

Ved en ytterligere utførelsesform av kabelen kanIn a further embodiment of the cable can

det anvendes to eller flere avvekslende skillesjikt og pastaformede sjikt eller et indre halvledende pastaformet sjikt uten fuktighetsreduserende materialer, et skillesjikt og ett eller flere ytre pastaformede sjikt.. two or more alternating separating layers and paste-shaped layers are used or an inner semi-conductive paste-shaped layer without moisture-reducing materials, a separating layer and one or more outer paste-shaped layers..

Ved nok en utførelsesform kan det anvendes etIn yet another embodiment, a

pulver med svellende egenskaper av den ovenfor nevnte art mellom skillesjiktet og metallskjermen. Dette har den fordel at inn-ieiringen av metallskjermen hindrer kontakt med det direkte underliggende halvledende sjikt i en viss lengde som kan komme i fare hvis et indre pastaformet materiale anvendes. Således vil ingen innvirkning skje på de elektriske egenskaper av kabelen og pulveret kan lett anbringes uten tilsmussingsproblemer. powder with swelling properties of the kind mentioned above between the separation layer and the metal screen. This has the advantage that the enclosing of the metal shield prevents contact with the directly underlying semi-conductive layer for a certain length which could be endangered if an internal paste-shaped material is used. Thus, there will be no impact on the electrical properties of the cable and the powder can be easily applied without soiling problems.

Alle de ovenfor nevnte utførelsesformer tar sikte påAll of the above-mentioned embodiments aim at

å oppnå den ønskede motstand i samsvar med den tilsiktede anvendelse og anbringelsessted for den ferdige kabel. to achieve the desired resistance in accordance with the intended use and location of the finished cable.

Det er klart at den karakteristiske kombinasjon avIt is clear that the characteristic combination of

et skillesjikt og et pastaformet sjikt som inneholder fuktighets-hindrende materialer effektivt oppfyller de ovenfor.nevnte formål 1)-6). . Opptreden av "water trees" motvirkes således ved det fuktighetsreduserende materiale i de pastaformede-sjikt. a separating layer and a pasty layer containing moisture-blocking materials effectively fulfill the above-mentioned purposes 1)-6). . The occurrence of "water trees" is thus counteracted by the moisture-reducing material in the paste-shaped layers.

Ingen iboende fare for korrosjon forekommer som-følge av skillesjiktet som videre hindrer svelling av direkte underliggende sjikt og letter fjerningen av det pastaformede sjikt uten tilsmussing av kabelen, slik at en gjenopprettelse av det pastaformede sjikt i kabelskjøter lett kan oppnås. No inherent danger of corrosion occurs as a result of the separation layer, which further prevents swelling of the directly underlying layer and facilitates the removal of the paste-shaped layer without soiling the cable, so that a restoration of the paste-shaped layer in cable joints can be easily achieved.

Vanninntrengning og spredning av vann i lengderetningen motvirkes effektivt ved det pastaformede sjikt som er selvhelende når mekanisk skade opptrer. Water penetration and spreading of water in the longitudinal direction is effectively countered by the paste-shaped layer which is self-healing when mechanical damage occurs.

Alt i alt blir kabelens elektriske:egenskaper upå-virket av kombinasjonen. All in all, the cable's electrical properties are unaffected by the combination.

Oppfinnelsen gjelder videre en fremgangsmåte til fremstilling av kabler av den ovenfor nevnte type og denne fremgangsmåte erkarakterisert vedat en kabelkjerne som består av en eller flere ledere som på kjent måte er forsynt med et isolasjonssjikt, og eventuelt et indre og ytre halvledende sjikt og en metallskjerm, forsynes med et skillesjikt rundt metallskjermen og minst ett sjikt av pastaformet materiale med høy grad av motstand mot vann og med ett eller flere fuktighetsreduserende materialer rundt skillesjiktet, hvoretter en ytre kappe anbringes ved ekstrudering på vanlig måte. Fortrinnsvis anbringes skillesjiktet ved vikling, folding eller ekstrudering. The invention further relates to a method for producing cables of the above-mentioned type and this method is characterized by a cable core consisting of one or more conductors which are provided in a known manner with an insulating layer, and possibly an inner and outer semi-conductive layer and a metal shield, is provided with a separating layer around the metal screen and at least one layer of paste-shaped material with a high degree of resistance to water and with one or more moisture-reducing materials around the separating layer, after which an outer jacket is applied by extrusion in the usual way. The separation layer is preferably applied by winding, folding or extrusion.

Oppfinnelsen skal nedenfor forklares nærmere under henvisning til tegningen. Fig. 1 viser et tverrsnitt av en utførelsesform av en kraftkabel ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 viser skjematisk fremstilling av en kabel ifølge oppfinnelsen. Fig. 1 viser bestanddelene av en vanlig kraftkabel, nemlig lederen 1 som er omgitt av et indre halvledende sjikt 2, et isolasjonssjikt 3, et ytre halvledende sjikt 4 og en metallskjerm 5, alt med vilkårlig materiale og tykkelse. The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing. Fig. 1 shows a cross-section of an embodiment of a power cable according to the invention. Fig. 2 shows a schematic representation of a cable according to the invention. Fig. 1 shows the components of a normal power cable, namely the conductor 1 which is surrounded by an inner semi-conductive layer 2, an insulating layer 3, an outer semi-conductive layer 4 and a metal screen 5, all of arbitrary material and thickness.

Skillesjiktet 6 kan være et foldet, viklet eller ekstrudert sjikt som forklart ovenfor og er omgitt av et pastaformet sjikt 7 som inneholder fuktighetsreduserende materiale. Ytterst er anbragt en kappe 8. The separating layer 6 can be a folded, wound or extruded layer as explained above and is surrounded by a paste-shaped layer 7 containing moisture-reducing material. A cover 8 is placed at the end.

Som nevnt ovenfor kan det pastaformede sjikt 7 bestå av to sjikt av hvilke bare det innerste sjikt inneholder fuktighetsreduserende materiale. ■ As mentioned above, the paste-shaped layer 7 can consist of two layers of which only the innermost layer contains moisture-reducing material. ■

Ved en ikke vist utførelsesform' kan et halvledende pastaformet eller et pulverformet sjikt med svellende- egen- " •'• skaper anbringes mellom det halvledende sjikt 4 og skillesjiktet 6 og også et fuktighetsreduserende pastaformet sjikt 7 kan omgi et ytterligere skillesjikt og et ytterligere pastaformet sjikt. In an embodiment not shown, a semi-conductive paste-shaped or a powder-shaped layer with swelling properties can be placed between the semi-conductive layer 4 and the separating layer 6 and also a humidity-reducing paste-shaped layer 7 can surround a further separating layer and a further paste-shaped layer .

På fig. 2 blir lederen eller lederne som er forsynt med sjiktene 2-5 ifølge fig. 1 på i og for seg kjent måte ført fra en trommel 10. Eventuelt pulver eller halvledende pastaformet materiale tilføres ved 11 hvoretter skillesjiktet anbringes ved vikling ved 12 eller folding eller ekstrudering. Kabelen passerer så en posisjon 13 hvor varmt pastaformet materiale påføres fortrinnsvis i form av en flytende strøm ned på kabelen og spres over kabelens omkrets. Ved utløpet fra 13 passerer kabelen i én innretning som fjerner overskytende pastaformet materiale og går så direkte inn i en ekstruder 14 som anbringer den ytre kappe. In fig. 2, the conductor or conductors provided with layers 2-5 according to fig. 1 in a manner known in and of itself led from a drum 10. Any powder or semi-conductive paste-shaped material is supplied at 11 after which the separation layer is placed by winding at 12 or folding or extrusion. The cable then passes a position 13 where hot pasty material is applied preferably in the form of a liquid stream down the cable and spread over the cable's circumference. At the outlet from 13, the cable passes through one device which removes excess pasty material and then goes directly into an extruder 14 which applies the outer jacket.

Den ferdige kabel vikles opp på en trommel 15. Hvisønskelig kan en eller flere pastapåføringsinn-retninger og/eller viklingsinnretninger anbringes mellom inn-retningene 13 og 14. Ved en annen utførelsesform av oppfinnelsen kan kabelen fra trommelen 10 allerede være forsynt med skillesjiktet og eventuelt et direkte underliggende sjikt av pulver eller halvledende pastaformet matériale. The finished cable is wound up on a drum 15. If desired, one or more paste application devices and/or winding devices can be placed between the devices 13 and 14. In another embodiment of the invention, the cable from the drum 10 can already be provided with the separation layer and possibly a directly underlying layer of powder or semi-conductive paste material.

Oppfinnelsen er ovenfor beskrevet særlig med henblikk på høyspenningskraftkabler som er forsynt med halvledende sjikt. Oppfinnelsen er imidlertid ikke begrenset til slike kabler, idet de karakteristiske prinsipper like godt kan anvendes på andre typer elektrisk kabel og tråder hvor motstand mot korrosjon og dannelse av "water trees" er av viktighet. The invention is described above particularly with regard to high-voltage power cables which are provided with a semi-conducting layer. However, the invention is not limited to such cables, as the characteristic principles can just as well be applied to other types of electric cable and wires where resistance to corrosion and the formation of "water trees" is important.

Claims

1 Electric power cable with fixed, extruded insulation and improved resistance to corrosion and the formation of so-called "water trees", where one or more conductors are provided with an insulating layer and possibly an inner and outer semi-conductive layer, a metal screen and an outer sheath, characterized by at least one separating layer around the metal screen and at least one outer layer of paste-shaped material with a high degree of resistance to water and containing one or more moisture-reducing materials.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the moisture-reducing material is selected from a group of water-soluble salts, salts that form stable hydrates, acidic and basic anhydrides and materials that are capable of physical adsorption that are capable of reducing the relative humidity in the surroundings at a value that does not exceed 10%.

3. Cable according to claim 1 or 2, characterized in that the salt is CaCl,,, MgCl2 or LiCl.

4. Cable according to claim 1, characterized in that the separating layer consists of a polyester material with barrier properties against water and oil-like substances.

5. • Cable according to claim 4, characterized in that the separating layer has self-sealing properties or sealing properties under the influence of heat.

6. Cable according to claim 5, characterized in that the separating layer consists of polyester material laminated on at least one side with polyethylene.

7. Cable according to claim 1, characterized in that the paste-shaped material is selected from the group consisting of a) mixtures of low molecular weight polymer material selected from polyisobutylene, atactic polypropylene and atactic polybutene, and a natural or synthetic wax with a melting point of approx. 50-250°C, preferably 100-175°C, and viscosity of approx. 3 5 10 -10 cP at application temperature, b) mixtures containing approx. 5-70 parts by weight polyisobutylene (viscosity 20,000-500,000 cP at 20°C), approx. 95-30 parts by weight atactic polypropylene or atactic polybutene, and up to approx. 1 part by weight of an oxidation stabilizer, preferably sterically hindered phenol, c) mineral oil products on a paraffinic or aromatic basis 'pre-thickened with clay, e.g. in the form of bentonite, aluminum stearate borate, pyrogenic silicon oxide, e.g. e.g. "Aerosil (S) ", and/or secondhand smoke, • d) petroleum or petroleum jelly with a melting point of approx. 50-60°C, e) rubber-like copolymers of ethylene and aliphatic unsaturated esters, e.g. vinyl acetate, methyl acrylate or methyl methacrylate containing approx. 30% by weight of ester monomer, f) mixtures of butyl rubber, olyisobutylene, thickener, resin, and plasticizer, e.g. 5 0-100 parts by weight butyl rubber, 50-100 parts by weight polyisobutylene, 1-15 parts by weight thickener, 1-20 parts by weight hydrogenated resin, 100-500 parts by weight plasticizer, e.g. 100 parts by weight "Esso butyl 065", 100 parts by weight "Vistamex LM-HS", 5 parts by weight "Hi-Sil 233", 10 parts by weight "Staybelite ester", 350 parts by weight diethylhexyl phthalate, g) polyisobutylene with a molecular weight of approx. 100,000 or mixtures of polyisobutylene and asphalt or bitumen, and h) asphalt or bitumen-based products containing oil-like and/or rubber materials to ensure satisfactory flow properties and facilitate the application of the pasty layer, e.g. 90 parts by weight asphalt 85/40, 8 parts by weight rapeseed oil 50/50 and 2 parts by weight 60% rubber latex.

8 Cable according to claim 1 or 7, characterized by two paste-shaped layers of which only the innermost contains moisture-reducing materials.

9. Cable according to one of the preceding claims, characterized by two or more alternating separating layers and paste-shaped layers.

10. Cable according to one of the preceding claims, characterized by a semi-conductive paste-shaped layer without moisture-reducing material between the separating layer and the directly underlying metal screen.

11. Cable according to one of claims 1-9, characterized by a powder with swelling properties, between the separation layer and the directly underlying metal screen.

12.. Method for producing a cable according to claim 1,• characterized in that a cable core consisting of one or more conductors which in a known manner consists of one or more conductors which in a known manner are provided with a; insulation layer and possibly an inner and outer semi-conductive layer and a metal shield, are provided with a separation layer around the metal shield, and at least one layer of paste-shaped material with a high degree of resistance to water and with one or more moisture-reducing materials around the separation layer, after which an outer jacket is placed at extrusion in the usual way.

13. Method according to claim 12, characterized in that the separation layer is placed by winding, folding or extrusion.