PL162491B1 - Kabel elektroenergetyczny - Google Patents

Abstract

Kabel elektroenergetyczny z ekranem wraz z izolacją na żyle roboczej, przedstawiony na rysunku, zawie57) ra-jący pod żyłą powrotną (4) niemetaliczny ekran (3) za­ ' mykający pole elektryczne oraz nad tą żyłą taśmę izolacyjną (5) oraz z powłoką zewnętrzną, w którym niemetaliczny ekran ι/lub taśma izolacyjna mają naniesioną warstwę ochronną z polimeru nieprzewodzącego oraz środki pęczniejące w wodzie, zaś niemetaliczny ekran ma postać płaskiego wyrobu włókienniczego, który to wyrób zawiera włókna elektroprzewodzące, znamienny tym, ze na powierzchni ekranu niemetalicznego (3) i/lub taśmy izolacyjnej (5) przylegającej do żyły powrotnej (4) znajduje się warstwa mieszaniny polimerów hydrofitowych i hydrofobowych o temperaturze mięknięcia powyżej 160°C, w której to mieszaninie polimer, względnie polimery hydrofitowe mają postać proszku pęczniejącego pod wpływem wody, a polimer, względnie polimery hydrofobowe, rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, stanowią lepiszcze wiązące proszki hydrofitowe z podłożem, przy czym mieszanina polimerów jako polimery hydrofitowe zawiera takie związki jak sole amonowe lub sole metali alkalicznych polikwasu akrylowego, poltkwasu metakrylowego, karboksymetylocelulozy, zaś jako polimery hydrofobowe etery alkilowe celulozy, acylocelulozy, nitrocelulozy oraz żywice syntetyczne z grupy żywic kalafoniowych, maleinowych i alkidowych oraz tym, ze ekran niemetaliczny (3) zawiera w swym składzie co najmniej 60% włókien elektroprzewodzących o temperaturze mięknięcia powyżej 200°C,..

Description

Przedmiotem wynalazku jest kabel elektroenergetyczny z ekranem nitmetalicznym i m^ealiczną żyłą powrotną zabezpieczony przed rozprzestrzenianym sią wody wzdłuż jego osi.

Znane są kable elektroenergetyczne zawierające na powierzchni ekranu niemetalccznego i włókienniczej taśmy izolacyjnej przyklejone polimery, zapobiegające rozprzestrzenianiu sią wody wzdłuz kabla w wyniku tworzenia sią pod wpływem wody warstwy spącznionego żelu, który unltmolliwla dalsze przenikanie tej wody. W tych kablach ekranem niemetalicztmm przeważnie jest taśma z włókniny klejowej, zawierające w całej swej ma9ie sadze przewodzące związane z włóknem za pomocą żywicy sklejającej włókniną. Yłóólenniczę taśmą izolacyjną w tych kablach stanowi analogiczna włóknina bez dodatku sadzy. Obie te włókniny przylegają do żyły powrotnej. Na powierzchniach przylegania do żyły powrotnej włókniny te posiadają naniesione proszki polimerów hydrofiOwych pęczniejących pod wpływem wody. Są to proszki przyklejone do powoerzihnl włókien ze pomocą żywic termoplastycznych o temperaturze topnienia poniżej 13O°C. Używanie żywic o takiej ttlpet8turzt topnienie ze stosowanej techniki nanoszenia. Polega ona na nasypywaniu na poeltrzihnlę włókniny mieszaniny proszku z żywicy termoplastycznej z proszkiem pęiznletącym pod wpływem wody i obróbce termicznej, w wyniku której nastąpuje nad topnienie proszku termoplastycznego i przyklejenie go wraz z proszkom hydroflOwym do powwerzchni włókniny. Niekiedy warstwa mieszaniny proezków termoplastycznego i hydrofiOwego nakrywana jest cienką włókniną o tym samym składzie, co włóknina, na którą są naniesione. Ma to na celu zabezpieczenie proszków przed odrywaniem sią podczas dalszych operacj technologicznych, takich jak nawoJanle czy przewijanie. Przytoczone rozwiązania kabli elektrOenergetycznych dają dobre wyniki w ograniczonym zakresie. Można je

162 491 stosować w przypadkach, gdy wynat^iina jest stosunkowo niska, Jednosekundowa obciążalność zwarciowa żyły powrotnej, w przybliżeniu nie przekraczająca 7 kA. Przy wiazej obciążalności zwai^i^l-o^^], na przykład 9,8 kA, następuje wtapianie żyły powrotnej w warstwę żywicy termoplastycznej, co pogarsza parametry eksploatacyjne kabla. W Jeszcze innych znanych rozwięzaniach warstwę pęczniejącego proszku hydrofitowego Jest przyklejona do powierzchni niemetalicznego ekranu i/Uub taśmy izolacyjnej ze pnnocę kleju wodnego. Więżę eię to z częściową dezaktywację proszku hydrofitowego w trakcie Jego przyklejania co powoduje, że przy ponownym kontakcie tego proszku z wodę tworzy się znacznie wolniej epęczniony żel, co z kolei pogarsza jakość uszczelnienia. .

Z polskiego opisu patentowego nr 141 682 znany Jeet ekran niemetaliczny w postaci płaskiego wyrobu włókienniczego wytworzonego z włókien poliekrylonitrytowych zawierajęcego co najmniej 5% tych włókien posiadaJęcych na swej powierzchni siarczki miedzi względnie siarczki srebra.

Kibel elektroenergetyczny według wynalazku pokazany na rysunku charakteryzuje eię tym, że na powlerzchrię taśmy izolacyjnej 5 tego kabla 1/lub ekranu niemetalicznego 3 przylegeJęcę do żyły powrotnej 4 naniesiona Jeet jednym ze znanych sposobów mieszanka polimerów hydrofitowych z hydrofobowymi o tempera turze mięknięcia powyżej 160°C. w skład mieszaniny polimer hydrofitowy ma postać proszku 1 wykazuje zdolność do tworzenia apęcznionego żelu przy kontakcie z wodą. Jako polimery hydrofitowe mieszanina zew!.era: sole amonowe lub sole motali alkalicznych polikwaeu akrylowego, polikweeu matekrylowego, karbokeymetylocelolozy. Hydrofobowy składnik mieszaniny jeat rozpuszczalny w rozpuszczalnikach organicznych. W stanie rozpuszczonym stanowi on lepiszcze, ze pomocę którego warstwa proszku hydrofitowego jest trwale zwięzana z podłożem. Olko polimery hydrofobowe mieszanina zawiera takie zwięzki jak: etery alkitowe celulozy, acytocelutozy, nitrocelulozy oraz żywice syntetyczne z grupy żywic kalafoniowych, maleinowych 1 alkidowych. Ekran niemetaliczny kabla 3, zamykający pole elektryczne, jest płaskto wyrobem włókienniczym, który w ewym okładzie zawiera co najmniej 60% włókien elekt«przewodzących. Sę to włókna poliekrykonitrylowe zawierające mieszaninę siarczków miedzi z siarczki! srebra w ilości 0.37% w etoeunku do mesy włókien w przeliczeniu na sumę miedzi oetalicznej i srebra lβaelicznego. Włókna alaktroprzwodzęce maję temperaturę mięknięcia powyżej 200°C, dla pozostałych włókien wchodzęcych w ekład ekranu temperatura ta wynoai powyżej 170°C. Nieprzewodzące polimery tworzące warstwę ochronną ekranu naniesione w ilości 0,1-1% suchego polimeru w etoaunku do maay e^kranu maj^ę tomporatur^ę mięknięcia powyżej 15O°^C. ^W rozwi^ązoniu nedłu^g wynalazku aoże ^być etosowana taśma izolacyjna włókiennicza lub inna z zachowaniom warunku, że jej oporność etoośna włatoiwo tydzie powyżej 1⁰θ Si cm. Może to b^yć płaski wyrób włókienniczy^, zawiaraj^ąc^y w ewym stoadzie co najmniej ⁶% wtokien o temperaturze mięknięcie powyżej ²0⁰°^C oraz 0-4% innycfi wtokien o temperaturze mięknięcia ^powyżaj ¹⁷⁰°^C ^ze^jony żywic^ę w i tości 0,110% w etoaunku do maay wyrobu. Może to być również folia z poliestru o temperaturze mięknięcia ^powyżaj ²⁰⁰°C.

^stosowanie na ekran niemtaliczny wyrobu włókienniczego w poetaci włókniny Matowato, która charakteryzuje się dobrą przewodnością cieplną, elektryczną przy znacznej odporności cieplnej oraz od^(^t^l^l^r^^.e skorelowanie z temperaturę mięknięcie warstwy mieezaniny polimerów hydrofitowych 1 hydrofobowych ummoliwiło Jednocześnie podwyższenie odporności kable na termiczne oddziaływanie prądów zwarciowych. Jak i na szkodliwe rozprzee trzeniam^ się wody wzdłuż oei kabla. Sposób połączenia proszku hydrofitowego z podłożem ze pomocę środka hydrofobowego powoduue, ze proszek hydrofitowy przy kontakcie z wodę tworzy bardzo szybko epęczniony żel, co zapewnia doskonałą Jakość uszczelnienie. Ponadto stwierdzono, że odporność termiczna na starzenie wyraźnie wzrasta w przypadku zastosowania włókna poliakrytonitrylowego posiadającego na swej powierzchni siarczki miedzi w liθ8zanlnia z siarczkami srebra, koordynacyjnie związane z grupami nitrytowymi tych włókien.

Przykład I. Na aluminiową żyłę roboczą 1 kabla elektroenergetycznego typu YH/KXS na napięcie znamionowe 20 kv nałożono podczas jednej operacji technologicznej poprzez wytłoczenie ekran zabezpieczający 2 z izolacją. W następnej operacji nawinięto ekran

162 491 niemetaliczny 3 w postaci 60 mm pasków włókniny przeszywanej o oporności skrośnej właściwej 5xl0³ Si cm. Stanowiąca e^kran niemetaliczn^y włó^knina zawiera w swym siadzie 90% elektroprzewodzęcych włókien Nittril-Static II-gieJ generacji, których właściwości elektroprzewodzące zostały nadane poprzez koordynacyjne więżenie z grupami nitrylowymi włókna siarczków miedzi w komminnaci z siarczkiem srebra, oraz 10% Jedwabiu poliestoowego. Włóknina Jest przepojona polioctnnmm winylu w ilości 2% w s^c^^tjnku do masy włókien. Na powierzchnię ekranu 3 naniesiona warstwa mieszaniny soli sodowej polikwasu akrylowego i roztworu etylocelulozy tak, ze po odparowaniu rozpuszczalnika grubość tej warstwy wynosi około 0,15 mm, a stosunek wagowy suchych składników 3:1. Na ekran niemtaliczny nałożono żyłę powrotną 4 z drutów miedzianych i miedzianej taśmy przeciwskrętnej oraz taśmę izolacyjnę 5 o oporności właśiwej ΙΟ^β cm z włókniny przesz^anej. Ta wł^nina zawiera w swym siadzie ⁶⁰% włókien poliakrylonitrylonych, 20% włókien poliemidowyJh i 20% jedwabiu poliamidowego. Włóknina Jest przepojona al^tjinanem sodu w ilości 3% w stosunku do masy włókna, Na przylegajęceJ do żyły powrotnej 4 powierzchni taśmy izolacyjnej naniesiona jest warstwa mieszaniny soli sodowej polikwasu akrylowego i roztworu nitrocelulozy tak, że po odparowaniu rozpuszczalnika grubość tej warstwy wynosi około 0,1 mn, a stosunek wagowy suchych składników 4:1. W końcu nałożono na kabel poprzez wtłoczenie powłokę poliwinHowę 6 odpornę na temperaturę kabla 90°C. W otrzemanye kablu 1-no sekundowa obclężalność zwarciowa żyły powrotnej wynosi 10 kA, a temperatura żyły powrotnej w czasie przepływu prędu zwarciowego

300°C. Zarazem kabel w przypadku umieszczenia Jego końca w wodzie wykazuje całkowite odporność ne rozprzestrzenianie się wody wzdłuż Jego osi.

Przykład II. Wykonany został kabel tak Jak opisano w przykładzie I z tym, że na przylegajęcę do żyły powrotnej 4 powierzchnię taśmy izolacyjnej 5 naniesiona Jeet warstwa mieszaniny soli sodowej kstlok8yDitylocelulozy i roztworu metylocelulozy tek, że po odparowaniu rozpuszczalnika grubość tej warstwy wynosi 0.15 mm, a stosunek wagowy suchych składników 3:1. Tak wykonany kabel posiada zbliżone parametry eksploatacyjne Jak kabał opisany w przykładzie 1.

Przykład IH. Wykonany został kabel tak Jak opisano w przykładzie I z tym, że ekran nieeetaliczny 3 zawiera w swym składzie 80% elektroprenwodzących włókien Nitryl-Stetic H genarraCi, 10% włókien Anilana oraz 10% Jedwabiu poliestoowsgo, a na jego powierzchnię przylegającą do żyły powrotnej 4 naniesiona Jeet warstwa mieszaniny soli potomnej polikwasu mmeekrylowego i roztworu acetylocelulozy tak, że po odparowaniu rozpuszczalnika grubość tej warstwy wynosi 0,17 mm, a stosunek wagowy suchych składników 4:1. Tak wykonyny kabel posiada takie eam parametry eksploatacyjne Jak kabel opisany w przykładzie I.

Przykład IV. Wykonany został kabel tak jak opisano w przykładzie I z tym, że w miejsce włókienniczej taśmy izolacyjnej zastosowano taśmę z folii polieatrcwej o temperaturze mięknięcia powyżej 200°C. Tak wykonyny kabel wykazuje tekę sarnę ^sekundowę olciążalność zwarciowę jak kabel opisany w przykładzie I, ale o 20% gorszę odporność na rozprzestrzenianie się wody wzdłuż osi kabla.

Zakład Wydawnictw (JP RP. Nakład 90 egz. Cena 10000 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Kabel elektroenergetyczny z ekranem wraz z izolację na żyle roboczej, przedstawiony na rysunku zawierający pod żyłę powrotną /4/ niemetaliczny ekran /3/ zamykający pole elektryczne oraz nad tą żyłą taśmą izolacyjną /5/ oraz z powłoką zewnętrzną, w którym niemetaliczny ekran i/Uub taśma izolacyjna mają naniesioną warstwą ochronną z polimeru nieprzewodzącego oraz środki pęczniejące w wodzie, zaś niemeealiczny ekran ma postać płaskiego wyrobu włókienniczego, który to wyrób zawiera włókna elektroprzewodzące, znamienny t y m, że na powierzchni ekranu niemetalicznego /3/ i/Uub taśmy izolacyjnej /5/, przylegającej do żyły powrotnej /4/ znajduje sią warstwa mieszaniny polimerów hydrofiOwych i ^hydrofobow^yc^h o Umparaturze mięknięcia ^powyżej 160°^ w ItforeJ to mieszaninie ^polimer wzglądnie polimery hydrofiOwe mają postać proszku pęczniejącego pod wpływem wody, a polimer wzglądnie polimery hydrofobowe, rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych, stanowią lepiszcze wiążące proszki hydrofiOwe z podłożem, przy czym mieszanina polimerów jako polimery hydrofiOwe zawtera takie związki jak sole amonowe lub sole alkalicznych polikwasu akrylowego, polikwasu metakrylowego, karboksymmtyOli Olozy, zes jako polimery hydrofobowe: etery alkllowa celulozy, acyOceluOzy, nitrocelulozy oraz żywice syntetyczne z grupy żywic kalafoniowych, maleinowych i alkidowych, oraz tym, ze ekran niemetalOzny /3/ zawiera w swym składzie co najmniej 60% włókien alθkttoprzowodzęcyih o temperaturze mięknięcia powyżej 2°Λ, ^którymi 8^ą włkna ^pol¹a^kryOⁿittyOwa zamierające w swym składzie meazaniną siarczków miedzi i srebra, zaś pozostałe włókna wchodzące w skład ekranu /3/ temperatur mięknięcia powyze^{j 17}°°^ a taśma izolacyjna /5/ ma ^postać ^płas^kiego wyrobu włókienniczego za^^ara]t^cego w swym składzie co najmniej 60% włókien o temperaturze miękn^cie ^powyzej 2OO°C^, zaś pozostałe o t^pees^^e mt^t^r^i.^ącia ^powyżej ¹⁷⁰°C luti taśma izolac^yjna jest folią ^Ι^βηο^'^ o tampeeβtuΓza mięknięcia powyżej ²⁰⁰°C.