DE2235075A1

DE2235075A1 - Starkstromkabel mit extrudierter isolierung

Info

Publication number: DE2235075A1
Application number: DE19722235075
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Duessel; Horst-Friedrich Di Struckmeyer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1972-07-12
Filing date: 1972-07-12
Publication date: 1974-01-24
Also published as: TR17258A; ATA429073A; IT991131B; AT330270B

Description

Starkstromkabel mit extrudierter Isqlierung Für den störungsfreien Betrieb von Starkstromkabeln mit einer extrudierten Kunststoffisolierung, insbesonlere £ür den Betrieb von Mittel- und Hochspannungskabeln, ist es notwendig, sowohl zwischen der Isolierung und dem Leiter als auch über der Isolierung elektrisch leitende oder elektrisch schwachleitende Schichten vorzusehen, die der Potentialsteuerung dienen. Diese Schichten bestehen in der Regel ebenfalls aus einem extrudierbaren, thermoplastischen oder elastomeren Kunststoff und werden vorzugsweise im gleichen Arbeitsgang extrudiert wie die Isolierung. Zum gleichzeitigen Aufspritzen dieser Schichten werden entweder mehrere hintereinander angeordnete Extruder und/oder sogenannte Mehrfachspritzköpfe verwendet.
Für die Isolierung derartiger Starkstromkabel werden in der Regel thermoplastische oder vernetzbare Polyäthylene oder thermoplastische oder vernetzbare Copolymere des ethylens verwendet. Für die potentialsteuernden Schichten unter und über der Isolierung kommen an sich Kunststoffe gleicher oder auch anderer Art in Frage, denen jedoch, um die erforderliche elektrische Leitfähigkeit zu erreichen, Ruß beigegeben ist.
Bei der Montage von Starkstromkabeln mit einer Kunststoffd isolierung und mit unter und über der Isolierung vorgesehenen elektrisch leitenden Deckschichten kommt es darauf an, daß die auf die Isolierung aufgebrachte Deckschicht Ieicht entfernt werden kann. Insbesondere bei Starkstromkabeln mit einer Isolierung aus einem vernetzten Polyäthylen besteht jedoch bisher die Schwierigkeit, daß die auf die Isolierung aufgebrachte Deckschicht entweder zu wenig an der Isolierung haftet, was sich negativ auf die elektrische Festigkeit des Kabels auswirken kann, oder zu stark mit der Isolierung verbunden ist, was zu Schwierigkeiten bei der Montage des Kabels führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Starkstromkabel mit einer Isolierung aus einem Thermoplast oder Elastomer, bei dem auf die Isolierung eine elektrisch leitende oder elektrisch schwachleitende Schicht aus einem Kunststoff aufgebracht ist, so auszubilden, daß die elektrisch leitende oder elektrisch schwachleitende Schicht fur Nontagezwecke leicht und ohne eine Beschädigung der darunterliegenden Isolierung entfernt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Starkstromkabel aus, bei dem für die elektrisch leitende oder elektrisch schwachleitende Schicht ein vernetzbarer, thermoelastischer Kunststoff auf der Basis von Polyäthylen vorgesehen ist. Gemäß der Erfindung besteht die elektrisch leitende oder elektrisch schwachleitende Schicht aus einem tharmoelastischen Kunststoff auf der Basis eines vernetzbaren, nach dem Aufbringen auf die Isolierung vernetzten chlorierten Polyäthylen.
Unter einem vernetzbaren chlorierten Polyäthylen wird im Rahmen der Erfindung ein Polyäthylen verstanden, bei dem Wasserstoffatome der Polyäthylenkette ungezielt durch Chloratome substituiert sind, wobei der Chlorgehalt 25-48 gew.-% beträgt und die Restkristallinität dieses Stoffes kleiner als 2 % ist, und das vernetzbar ist. Derartige vernetzbare chlorierte Polyäthylene sind an sich bekannt und im Handel erhältlich, beispielsweise von der Fa. Dow Chemical, Midland/USA, unter der Typenbezeichnung cP MX 5235.01 oder von der der Fa. Farbwerke Hoechst AG unter der Bezeichnung IChlorhostäl en11.
Bei einem Starkstromkabel mit einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Deckschicht geht die Deckschicht durch den Yernetzungsvorgang eine gewisse Bindung mit der Kabelisolierung-ein; diese Bindung ia't'für die elektrische Festigkeit und damit für die Lebensdauer des Kabels hinreichend, wobei die mechanische Festigkeit der Bindung nur so groß ist, daß sich die Deckschicht leicht und ohne Verletzung der Isolierung für Montagezwecke abstreifen läßt. Diese -Eigenschaft der Deckschicht wird mit dem Begriff "Bananenschaleneffekt" bezeichnet.
Hinsichtlich der Vernetzung der im Rahmen der Erfindung vorgesehenen Deckschicht hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, die Vernetzung-unter Verwendung son Peroxiden vorzunehmen, die der für die Deckschicht vorgesehenen Mischung in einer Menge von 0,1 bis 5 , vörzugsweise 0,5 - 3 %, zugesetzt sind. Geeignet hierfür sind die zur Vernetzung von Polyäthylen bekannten Peroxide, insbesondere Dicumylperoxid, 1,3-Di-(tert. butyl-peroxi-isopropyl)-benzol und tert.Butylperbenzoat.
Da das im Rahmen der Erfindung für die Deckschicht des Starkstromkabels verwendete Elastomer, also das vernetzte chlorierte Polyäthylen, Chlor enthält, empfiehlt sich der Zusatz von Stabilisatoren, insbesondere Bleiverbindungen, wie fettsauren Bleisalzentw insbesondere Bleistearat in einer Menge von 0,35 bis 0,6 % und dibasisches Bleiphthalat in einer Menge von 0,5 - 3,0 %, sowie Epoxidharzen in einer Menge von 0,5 - 3 %.
Weiterhin kommt die Zugabe von Alterungsschutzmitteln, wie beispielsweise polymerisierte Trimethyldihydrochinoline, in einer Menge bis 1 % in Betracht.
Besonders gute Ergebnisse hinsichtlich der elektrischen Festigkeit eines gemäß der Erfindung ausgebildeten Starkstromkabels und hinsichtlich der AbstreiSbarkeit der Deckschicht lassen sich mit einer Deckschicht erreichen, die aus 40 bis 50 % chloriertem Polyäthylen, 35 bis 50 % eines Leitrußes.und bis zu 20 % eines Weichmachers, Rest Stabilisatoren, Alterungsschutzmittel, Extrudierhilfsmittel und Beschleuniger, besteht.
Durch den Zusatz von Weichmachern können die Flexibilität der Deckschicht und ihre Tieftemperatureigenschaften verbessert werden. Geeignete Weichmacher sind beispielsweise Chlorparaffine oder Dioctyladipat ineiner Menge von 5 bis 20 96.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines'in der Figur dargestellten Ausführungsbeispieles des neuen Starkstromkabels näher erläutert.
Die Figur zeigt ein Einleiter-Mittelspannungskabel 1, auf dessen aus Drähten aufgebautem Leiter 2 zunächst die sogenannte Leiterglättung aus einem elektrisch schwachleitenden Werkstoff aufgebracht ist. Darüber befindet sich dieextrudierte Isolierung 4 aus einem Polyäthylen, das nach dem Aufbringen vernetzt wurde. Auf die Isolierung 4 ist die Deckschicht 5 aus einem elektrisch leitenden Kunststoff aufgebracht. Darüber befindet sich der elektrische Schirm 6 aus einer Kupferbandbespinnung und der äußere Mantel 7 aus Polyvinylchlorid.
Die Leiterglättung 3, die Isolierung 4 und die Deckschicht 5 wurden im gleichen Arbeitsgang mit zwei im Tandem angeordneten Spritzköpfen, von denen der eine als Doppelspritzkopf ausgebildet ist, aufgebracht. Dabei wurde für die Isolierung ein vernetzbares Polyäthylen, für die Leiterglättung 2 ein vernetzbares, durch Zusatz von Ruß elektrisch schwachleitend gemachtes Polyäthylen und für die Deckschicht 5 ein peroxidisch vernetzbares, elektrisch schwachleitendes chloriertes Polyäthylen verwendet.Die Vernetzung aller drei Schichten erfolgte gleichzeitig nach dem Aufbringen der Deckschicht 5.
Für die Deckschicht 5 kommt beispielsweise folgende Mischung in Betracht:-42 % chloriertes Polyäthylen mit einem Chlorgehalt von 35 - 38 5', -42,6 % handelsüblicher, leitfähiger Mittelstruk-turruß, 0,4 % Bleistearat, 1,6 % dibasisches Bleiphthalat, 0,8 % Epoxydharz, 7,0 % Dioctyladipat, 0,8 % Paraffin 0,35 % eines Alterungsschutzmittels, 3,6 % Dicumylperoxid und 0,85 % eines Aktivators, wie Triallylcyanurat.
1 Figur 5 Ansprüche

Claims

Patentansprüche Starkstromkabel mit einer Isolierung aus einem Thermoplast oder einem Elastomer, bei dem auf die Isolierung eine elektrisch leitende oder elektrisch schwachleitende Schicht aus einem vernetzten, thermoelastischen Kunststoff auf der Basis von Polyäthylen aufgebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende oder elektrisch schwachleitende Schicht (5) aus einem thermoelastischen Kunststoff auf der Bas'is eines vernetzbaren, nach dem Aufbringen auf die Isolierung vernetzten chlorierten Polyäthylen besteht.
2. Starkstromkabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende oder elektrisch schwachleitende Schicht unter Verwendung von 0,1 - 5 X eines Peroxids, beispielsweise Dicumylperoxid, vernetzt ist.
3. Starkstromkabel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem vernetzbaren, chlorierten Polyäthylen Stabilisatoren wie beispielsweise Bleiverbindungen und EpoXidharze und gegebenenfalls Alterungsschutzmittel beigesetzt sind.
4. Starkstromkabel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitende oder elektrisch schwachleitende Schicht aus 40 bis 50 % chloriertem Polyäthylen, 35 bis 50 % eines Leitrußes und bis zu 20 % eines Weichmachers, Rest Stabilisatoren, Alterungsschutzmittel, Extrudierhilfsmittel und Beschleuniger, besteht.
5. Starkstromkabel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeicheet, daß als Weichmacher Chlorparaffine oder Dioctyladipat verwendet sind.