DE19828501A1

DE19828501A1 - Elektrische Hochspannungsleitung

Info

Publication number: DE19828501A1
Application number: DE1998128501
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dlugas; Lothar Kundinger; Manfred Sikora; Klaus Schwamborn
Original assignee: Eilentropp KG
Current assignee: Eilentropp KG
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2000-01-05
Anticipated expiration: 2018-06-27
Also published as: DE19828501C2

Abstract

Bei einer elektrischen Hochspannungsleitung, insbesondere einer Zündleitung, ist der elektrische Listenleiter (1) von einer ersten leitfähigen Schicht (2) aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Fluorpolymer umgeben; diese erste Schicht (2) wird überdeckt von einer isolierenden zweiten Schicht (3) aus einem Fluorpolymer, das aus der Schmelze verarbeitbar ist (Fig).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Hochspannungsleitung, insbesondere eine Hochspannungszündleitung für die Regel- und Umrichtertechnik.

Bekannt sind bereits elektrische Zündleitungen mit mehrschichtiger Umhüllung (DE-A1-24 12 164), bei denen auf den metallischen Leiter zunächst eine Isolierung aus vernetzbaren Kunststoffen und darüber eine ebenfalls vernetzbare Kunststoffschicht hoher Temperatur- und Flammbeständigkeit aufgebracht und anschließend beide Schichten gemeinsam vernetzt werden. Das zu diesem Zweck verwendete Polyethylen oder auch chlorsulfonierte Polyethylen erfüllen jedoch nicht die derzeitigen Forderungen nach einer hinreichenden Hochspannungsfestigkeit.

Hier führt auch eine andere bekannte Zündleitung nicht weiter, bei der als Isolierung des elektrischen Leiters ein peroxidisch vernetzbares Polyethylen verwendet wird (DE-C1-196 42 668). Als Verbindung zu einer äußeren Mantelschicht aus Siliconkautschuk dient eine Skinschicht aus peroxidisch vernetzbaren Polyolefinen. Abgesehen von dem kostenträchtigen Aufwand bei der Herstellung besteht bei einem solchen Vielschichtigen Aufbau der Zündleitung die erhöhte Gefahr von Lufteinschlüssen und damit von Glimmentladungen bei Hochspannung. Hinzu kommt, daß bei Verwendung von Siliconkautschuk freie Siliciumatome sich nachteilig auf Schaltvorgänge vorwiegend im Gleichstrombereich auswirken.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Hochspannungsleitung zu schaffen, die auch bei erhöhter Spannungsbeanspruchung frei von Glimmentladungen im Isolationsbereich ist.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß bei einer mehrschichtigen Umhüllung des Leiters mindestens eine der Schichten aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Fluorpolymeren besteht. Dabei ist von besonderer Bedeutung, die den Leiter umschließende erste Schicht aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Fluorpolymeren herzustellen.

Wird für die elektrische Hochspannungsleitung gleichzeitig eine hinreichende Flexibilität gefordert, so wird man den elektrischen Leiter zweckmäßig als Litzenleiter aufbauen. In diesem Fall hat es sich nach der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, die erste Schicht aus den Fluorpolymeren leitfähig auszubilden. Diese Schicht übernimmt damit gleichzeitig die Funktion einer Leiterglättung zur Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes. Diese Maßnahme trägt damit wesentlich zur Erhöhung der elektrischen Durchschlagsspannung bei.

Für die Zwecke der Erfindung geeignete thermoplastisch verformbare Fluorpolymere sind z. B. solche auf der Basis von Polyvinylidenfluorid und Polytrifluorchlorethylen sowie solche von thermoplastischen Copolymeren des Vinylidenfluorids und des Trifluorchlorethylens. Als besonders vorteilhaft hat es sich in Durchführung des Erfindung erwiesen, insbesondere für die den Leiter umschließende Schicht, die auch leitfähig ist, ein Perfluoralkoxy-Polymer (PFA) zu verwenden. Handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Hochspannungsleitung um eine elektrische Zündleitung, also ein Kabel geringer äußerer Abmessungen, beträgt die Wanddicke dieser Schicht vorteilhaft 0,1 bis 0,5 mm.

Die die Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes bewirkende erste Schicht kann in Durchführung der Erfindung aus einem aus der Schmelze nicht verarbeitbaren leitfähigen Fluorpolymeren bestehen, z. B. aus einem leitfähigen Polytetrafluorethylen (PTFE) oder aus einem mit höchstens 2 Gew.-% Fluormonomeren modifiziertem Polytetrafluorethylen. In diesen Fällen wird diese Schicht zweckmäßig aus einem aus den genannten Werkstoffen hergestellten Wickelband bestehen, dessen Dicke etwa 15 bis 250 µm, vorzugsweise 30 bis 100 µm beträgt. Als zweite isolierende Schicht kann dann ebenfalls ein aus der Schmelze nicht verarbeitbares Fluorpolymer, ggf. auch in modifizierter Form, verwendet werden, oder auch ein Fluorpolymer, das aus der Schmelze zu verarbeiten ist.

Wird dagegen in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Vergleichmäßigung des elektrischen Feldes die erste Schicht aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Fluorpolymeren bestehen, dann wird man die zweite Schicht ebenfalls aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Fluorpolymeren herstellen. Geeignet hierfür ist ein Polytetrafluorethylen , dem 1 bis 30 Gew.-% thermoplastisch verformbare Fluorpolymere zugesetzt sind. Für die Durchführung der Erfindung geeignete Fluorpolymere sind vor allem aber auch ein Tetrafluorethylen - Perfluoralkylvinylether Copolymerisat (TFA/PFA) oder in bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ein Tetrafluorethylen/ Hexafluorpropylen Copolymer (FEP).

Wenn, wie bereits ausgeführt, die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine elektrische Zündleitung betrifft, dann wird man entsprechend der Wanddicke der ersten Schicht von 0,1 bis 0,5 mm die der zweiten Schicht in der Größenordnung von 0,5 bis 3,5 mm betragen lassen. Bei entsprechenden Leiterabmessungen mit einem Durchmesser von 0,8 bis 2,0 mm ergibt sich damit eine Zündleitung geringer äußerer Abmessungen bei, entsprechend dem Schichtenaufbau und der gewählten Werkstoffkombination, gleichzeitiger hoher Spannungsfestigkeit und Zuverlässigkeit auch in einer ölverschmutzten und oder mit aggressiven Medien durchsetzten Umgebung.

Im in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel sei die Erfindung noch einmal erläutert.

Mit 1 ist der elektrische Leiter einer Hochspannungszündleitung bezeichnet, wie sie für die Regel- und Umrichtertechnik benötigt werden. Er besteht aus einer Vielzahl von Einzeldrähten, ist also als Litzenleiter aufgebaut. Darüber angeordnet ist die erste Schicht 2 aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Fluorpolymeren, hier aus einem Perfluoralkoxy - Polymer (PFA). Dieser Werkstoff ist durch Zugabe von beispielsweise Ruß oder Graphit leitfähig gemacht, bei seiner Extrusion auf den Leiter wird die Oberfläche des Litzenleiters durch Ausfüllen der äußeren Zwickel vergleichmäßigt, bei Anlegen einer Hochspannung auftretende Feldstärkenverzerrungen und die Gefahr von Glimmentladungen sind vermieden. Eine erfindungsgemäße, mit einer zweiten Schicht 3 als Isolierung aufgebaute elektrische Hochspannungszündleitung weist daher eine Durchschlagsspannung < 75 KV auf.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die zweite Schicht 3 aus einem Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen Copolymer (FEP) in der natürlichen Farbe, diese Schicht ist also durchscheinend oder durchsichtig.

Die erfindungsgemäße Zündleitung weist bei hoher Hochspannungsfestigkeit äußerst geringe äußere Abmessungen auf. Mit den oben im einzelnen angegebenen Werten der Wandstärken für die einzelnen Schichten sowie den angegebenen Werten für die Durchmesser des elektrischen Leiters sind problemlos flexible Leitungen mit Außendurchmessern von 3,0 bis 5,0 mm herstellbar.

Claims

1. Elektrische Hochspannungsleitung, insbesondere Hochspannungszündleitung mit einer den Leiter umgebenden mehrschichtigen Umhüllung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Schichten aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Fluorpolymeren besteht.

2. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung zweischichtig aufgebaut ist und die den Leiter umschließende erste Schicht aus einem aus der Schmelze verarbeitbaren Fluorpolymeren besteht.

3. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung zweischichtig aufgebaut ist und die den Leiter umschließende erste Schicht aus einem aus der Schmelze nicht verarbeitbaren Fluorpolymeren besteht.

4. Hochspannungsleitung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorpolymer der ersten Schicht leitfähig ist.

5. Hochspannungsleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Schmelze verarbeitbare Fluorpolymer ein Perfluoralkoxy-Polymer (PFA) ist.

6. Hochspannungsleitung nach Anspruch 2 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der den Leiter umgebenden Fluorpolymer- Schicht 0,1 bis 1,0 mm beträgt.

7. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die den Leiter umschließende erste Fluorpolymer- Schicht von einer zweiten aus einem Fluorpolymer aufgebauten Schicht umgeben ist.

8. Elektrische Hochspannungsleitung mit einer den Leiter umgebenden ersten Schicht aus einem aus der Schmelze nicht verarbeitbaren, leitfähigen Fluorpolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß diese erste Schicht von einer zweiten Schicht aus einem aus der Schmelze ebenfalls nicht verarbeitbaren Fluorpolymeren umgeben ist.

9. Hochspannungsleitung nach Anspruch 3 oder 8. dadurch gekennzeichnet, daß das Fluorpolymer ein Polytetrafluorethylen (PTFE) ist.

10. Hochspannungsleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Schmelze nicht verarbeitbare Polytetrafluorethylen ein mit höchstens 2 Gew.-% Fluormonomeren modifiziertes Polytetrafluorethylen ist.

11. Hochspannungsleitung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Schmelze nicht verarbeitbare Polytetrafluorethylen ein mit 1,5 bis 3,5 Gew.-% Siliconöl modifiziertes Polytetrafluorethylen ist.

12. Hochspannungsleitung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht aus einem aus der Schmelze verarbeitbarem Fluorpolymeren besteht.

13. Hochspannungsleitung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Schmelze verarbeitbare Fluorpolymer ein Polytetrafluorpolymer ist, dem 1 bis 30 Gew.-% thermoplastisch verformbarer Fluorpolymere zugesetzt sind.

14. Hochspannungsleitung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Schmelze verarbeitbare Fluorpolymer ein Tetrafluorethylen/ Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP) ist.

15. Hochspannungsleitung nach Anspruch 12 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das aus der Schmelze verarbeitbare Fluorpolymer ein Tetrafluorethylen-Perfluoralkylvinylether Copolymerisat (TFA/PFA) ist.

16. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke der zweiten Schicht 0,5 bis 3,5 mm beträgt.

17. Hochspannungsleitung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch daß der elektrische Leiter ein Litzenleiter ist.