SE446570B - Elektrisk kabel innefattande en ledare av milliken-typ sammansatt av flera sektorformade ledande element bildade av hoptvinnade metalltradar - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 446 510 2 Eftersom isoleringsbeläggningar med minimal tjocklek eftersträvas, lämpar sig s.k. "isoleringsemaljlacker", dvs. termo- eller härdplaster, vilka kan bilda filmer och som redan allmänt användes på ledare för framställning av lindningar i w elektriska motorer eller transformatorer.

Det är dock att märka, att inom detta område tjockleken av isoleringsemaljen vid tråddiametrar, som motsvarar trådar av Millikentyp, är av storleksordningen 80'- 100 um, dvs. avsevärt större än de som bör användas på ledare av Millikentyp. Följakt- ligen kan en del av ovannämnda svårigheter, såsom problemen med beläggningens häftning och dess mekaniska hållfasthet, lätt över- vinnas genom anbringande av flera skikt av två eller flera plas- ter med olika fysikaliska och mekaniska egenskaper.

Vad beträffar användning av emaljerade ledare i trans- formatorer, där isoleringsoljan icke får förorenas, är det att märka, att miljön i detta fall är mindre aggressiv än i en kraft- kabel. Följaktligen är det olämpligt att på ledare av Millikentyp använda en emaljlack, även om denna är tillfredsställande för ledare i transformatorer.

Försök har visat, att kända emaljlacker för ledarna i lindningar i elektriska motorer och i transformatorer icke lika väl kan anbringas på ledare av Millikentyp på grund av att en eller flera nödvändiga egenskaper saknas. Sålunda har polyuretan- emaljlacker låg mekanisk beständighet och en otillåtlig benägen- het till sönderdelning i kontakt med papperet och isoleringscfljan under drift, så att oljan förorenas; lika förorenande är poly- esteremaljlacker, enär de är lätt hydrolyserbara. Polyamid-imid- emaljlackerna har svag häftning på metalltråden, medan polyamid- emaljlackerna har låg mekanisk beständighet. Slutligen kan epoxi- emaljlackerna knappast anbringas på en metalltråd i så tunna skikt, som erfordras vid ledare av Millikentyp, då de bildar mycket oregelbundna ytor.

Föreliggande uppfinning avser en isoleringsemalj, vars fysikaliska och mekaniska egenskaper är sådana, att när_den är anbringad som ett skikt med minimal tjocklek på de ledningstrå- dar, som utgör ledare av Millikentyp i en kraftkabel, samtliga Å” ovannämnda krav tillgodoses. ¿ 10 15 20 30 35 446 570 3 Följaktligen avser uppfinningen en kraftkabel innefat- tande en ledare av Millikentyp med cirkulärt tvärsnitt beståen- de av åtminstone fyra sektorformade ledande element, varvid ledaren är pappersisolerad och oljefylld, varje element inne- fattar hoptvinnade ledande metalltrådar, vilka har vardera en isolerande beläggning med en tjocklek av 4 - 10 um och har en kontaktresistans mot strömöverföring från en ledande metalltråd till en annan, vilken är hög i förhållande till metalltrådarnas longitudinella resistans, kännetecknad av att den isolerande be- läggningen består av en förnätad plast med en värmeklass av 120°C, en beständighet mot tvåriktad nötning enligt CEI 55.1 standard av minst 50 cykler, ett värde på värmetryck enligt CEI 55.1 över 170OC och en föroreningseffekt på olja, sedan den âldrats i ett slutet system innefattande denna olja och isole- ringspapper, som är praktiskt taget noll, varvid plasten kan förångas praktiskt taget fullständigt inom svetszonen vid svets- ning av ledarna.

Det har visat sig, att en plast med ovannämnda fysika- liska och mekaniska egenskaper ger en isolerande beläggning, som möter de olika kraven vid framställning, hopkoppling och drift av en kabel med en ledare av Millikentyp.

Närmare bestämt definieras plasten med avseende på fysi- kaliska och mekaniska egenskaper genom sin värmeklass (dvs. den temperatur, vid vilken plasten är beständig under en tid av 20 000 timmar), sin beständighet mot tvåriktad nötning och mot värmetryck. Beständigheten mot tvåriktad hötning mätes enligt normen CEI 55.1 medelst en lämplig stålnâl, som anordnas rät- vinkligt mot längdaxeln av en ledande tråd, som är belagd med ett skikt av förutbestämd tjocklek av försöksplasten, och ger en nötande inverkan på plasten genom att föras alternerande längs den ledande trädens axel under progressivt ökande belast- ning; antalet förskjutningscyklar för nålen tills kortslutning uppstår genom att nålen kommer i kontakt med den ledande tråden utgör index på plastens mekaniska beständighet.

Bedömningen av värmetrycket enligt CEI 55.1 utföres på känt sätt genom att två ledningstrådar, som är belagda med för- söksplasten, anordnas rätvinkligt i kors mot varandra, och ut- sätts för värmekonditionering vid 170OC under en viss tid 10 15 20 025 30 35 446 570 4 (i föreliggande fall 2 minuter); varpå de belastas med en för- utbestämd tyngd under en viss tid (1 minut) och observeras att en kortslutning icke ägt rum.

Vad beträffar föroreningsfaktorn för oljan efter åldring av ledningstråd täckt med föreliggande plast bör anges att denna egenskap är av stor betydelse vad gäller livslängden för en kabel med en ledare av Millikentyp.

Vad beträffar föreliggande uppfinning bedömes denna fak- tor efter två slags åldringsförsök, vilka båda utföres genom att ledande koppartråd, som är belagd med ett plastskikt med en tjocklek av 4 - 10 pm, anbringas i ett slutet rum med både pappe- ret och oljan för kabelisoleringen. I ett försök utsättes syste- met för värmebehandling vid en temperatur av 140°C under 30 dagan och i det andra försöket utsättes systemet för samma värmebehand- ling under 7 dagar med följande värmebehandling vid 20000 under 2 timmar.

Vid båda typerna mäts oljans förlustfaktor i systemet sedan försöket avslutats.

Såsom redan nämnts har föreliggande förnätade plast för beläggning av trådar i en ledare av Millikentyp en förorenings- faktor för oljan enligt ovanbeskrivna definition, som är prak- tiskt taget noll.

Företrädesvis utgöres plasten med ovannämnda fysikaliska och mekaniska egenskaper av en polyvinylacetalplast, såsom en polyvinyl-formalplast, vars förnätning erhålles åtminstone med en fenolplast och en melaminplast i andelarna 10 - 80 delar resp. 0 - 15 delar per 100 delar polyvinylacetalplast.

Lämpligare förnätas polyvinylacetalplasten utom med ovan- nämnda plaster även med ett blockerat isocyanat i en mängd på 10 - 75 delar per 100 delar polyvinylacetalplast.

Lämpligen består även polyvinylacetalplasten av en poly- vinylformalplast, vilken på känt sätt utgöres av en kondensa- tionsprodukt av formaldehyd och en hydrolysprodukt av polyvinyl- acetat. Ovannämnda fenolharts är en kondensationsprodukt av en fenol och formaldehyd, och företrädesvis en kondensationsprodukt av kresol och formaldehyd; melaminplasten utgöres av en konden- --sationsprodukt av melamin och en aldehyd, såsom formaldehyd. Det blockerade isocyanatet, vilket användes såsom ytterligare Ln 10 15 20 25 30 35 446 570 5 förnätningsmedel, utgöres företrädesvis av toluylendiisocyanat blockerat exempelvis med fenol.

Ett sammansättningsexempel på ovannämnda plast, vilken kan användas för att bilda den isolerande beläggningen på ledare av Millikentyp, är följande: polyvinylformalplast (1) 100 viktdelar kresol-formaldehydplast 14 " melamin-formaldehydplast (2) 11 " blockerat isocyanat (3) 60 “ lösningsmedel (xylenol) 553 " utspädningsmedel 368 “ (1) "Formvar" från Monsanto (2) (3) Den "Resimene 882" från Monsanto "Desmodur AP" från Farbenfabriken Bayer sålunda bildade 500 - 3 000 cP anbringas på en diameter av 0,30 - 5 mm, typ. I praktiken leds dessa lösning; de från badet kommande belagda trådarna värmebehandlas, A.G. lösningen med en viskositet av de ledande koppartrâdarna, som har för att bilda ledare av Milliken- trådar genom ett bad med ovannämnda för att härda plasten, i en ugn genom en första zon, som är värmd till omkring 300°C, och sedan genom en andra zon, som är värmd till 400 - 45o°c. i Den förnätade polyvinylacetalplasten, som är avsedd så- som en isolerande beläggning på de ledande trådarna i en part en ledare av Millikentyp, motsvarar, såsom redan nämnts, bättre de krav, som ställes vid framställning och användning av kablar av detta slag såsom, framgår av försök med ledande trådar, vilka belagts på detta sätt. I praktiken har denna plast visat sig äga följande egenskaper: värmeklass 12o°c Dielektrisk hâllfasthet enligt 120 kV/mm CEI 55,1 Beständighet mot tvâriktad nötning (CEI 55,1) 150 cykler Värmetryckvärde (CEI 55,1) 17OOC Inverkan av förorening genom åldring av decylbensen 10 15 20 25 4116 5270 Förlustfaktor rumstemperatur Vid 14000 under 30 dagar: -plastbelagd trâdfdecyl- bensen/papperssystem 4 <1x1o' -decylbensen/pappers- 4 system <1X10_ vid 14o°c under 7 dagar, följa försök, av en behandling vid ZOOOC under 2 timmar: -plastbelagd tråd/decyl- bensen/papperssystem 4_ <1x1o' -decylbensen/pappers- 4 system <1x10_ 1oo°c 5x1o“ 1»1o" 4x1o"4 1x1o"4 Av ovanstående framgår, att vid slutet av det åldrings- vilket utföres på det slutna systemet av tråd belagd med ovanbeskrivna plast, decylbensen och papper, förlustfaktorn är för decylbensen praktiskt taget analog med den, som erhålles vid slutet av det åldringsförsök, vilket utföres på det slutna systemet av decylbensen och papper. Följaktligen är förorening~ en av decylbensen genom försöksplasten praktiskt taget noll.

Vidare bör det observeras att ovannämnda plast har hög vidhäftning på den ledande tråden; vidare har det vid en för- ening av'de ledande trådarna, företrädesvis genom metallsvets- ning under inert gas, visat sig att plasten förångas praktiskt taget fullständigt.

Uppfinningen är icke begränsad till det beskrivna ut- föringsexemplet. ................-.-_f- ...__-a-

Claims (7)

10 20 30 VJ J! 446 570 PÄTENTKRAY

1. Elektrisk kabel innefattande en ledare av Milliken-typ sammansatt av flera sektorformade ledande element bildade av hoptvinnade metalltrådar, varvid varje tråd har en isolerande beläggning, som erbjuder radiell kontaktresistans, vilken är hög i förhållande till den longitudinella resistansen, och består av en förnätad plast, k ä n n e t e c k n a d av att plastbeläggningen består av polyvinylacetal Eörnätad med åtminstone ett fenol-aldehyd- och melaminharts, att beläggning- ens tjocklek är 4 - 10 um, att plasten har en termisk klassi- ficering av minst 12000, d.v.s. motstår nedbrytning under minst 20 000 timmar vid en temperatur av 120oC, en beständighet mot tvåriktad nötning minst lika med 50 cykler enligt normen 55,1 från Comitato Elettrotecnico fimlianq ett värmetrycksvärdc över 170oC enligt normen 55,1 från Comitato Elettrotecnico Italiano och en föroreningseffekt mot olja av i huvudsak noll samt i huvudsak fullständig förångning vid svetstemperaturen.

2. Kabel enligt patentkravet 1, av att den förnätade plasten består av en polyvinylacetalplast, Eörnätad åtminstone medelst en fenol-aldehydplast och en k ä n n e t e c k n a d melaminplast i andelar av 10 - 80 delar resp. O - 15 delar per 100 viktdelar polyvinylacetalplast.

3. Kabel enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att den förnätade plasten består av polyvinylacetalplasten, som även är förnätat medelst ett blockerat isocyanat i en mängd av 10 - 75 delar per 100 delar polyvinylacetalplast.

4. ; Kabel enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att polyvinylacetalplasten består av en kondensationsprodukt av formaldehyd och en hydrolysprodukt av ett polyvinylacetat.

5. Kabeln enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att fenol-aldehydplasten är en kondensationsprodukt av kresol och formaldehyd.

6. Kabel enligt patentkravet 2, av att melaminplasten är en kondensationsprodukt av melamin k ä n n e t e c k n a d och formaldehyd.

7. Kabel enligt patentkravet 3, k ä n n e t e c k n a d av all det blockerade isocyanatct utgöres av ett Ienolbluekerul Loluylendiisocyanat.