SE511215C2 - Dielektrisk gelande komposition, användning därav, isolerad elektrisk DC-kabel omfattande sådan komposition och förfarande för framställning därav - Google Patents

Description

511 215 TEKNIKENS STÅNDPUNKT Elektriskt isolerande oljor och andra dielektriska vätskor används i elektris- ka isoleringssystem för anordningar såsom transformatorer, kondensatorer, reaktorer, kablar och liknande. De dielektriska vätskorna används typiskt i kombination med en porös, fibrös och/ eller laminerad fast del, som är im- pregnerad med den dielektriska vätskan, den elektriskt isolerande oljan, men även som inkapslingsmedel för förhindrande av vattenpenetrering. Den aktiva delen i en impregnerad isolering är den fasta delen. Oljan skyddar isoleringen mot upptag av fukt och fyller alla porer, hålrum eller andra mel- lanrum, varigenom eventuell dielektriskt svag luft i isoleringen ersätts av ol- jan. Impregnering är i typiska fall en tidskrävande och känslig process som utförs efter att den fasta delen av isoleringen har anbringats och kräver nog- grann övervakning och reglering. Impregnering av en DC-kabel avsedd för långdistansöverföring av elkraft, där flera kilometer kabel skall behandlas, uppvisar exempelvis i typiska fall en processcykeltid som sträcker över dygn eller veckor eller till och med månader. Dessutom utförs denna tidskrävande impregneringsprocess enligt en noggrant utvecklad och strängt reglerad pro- cesscykel med specificerad förändring av både temperatur- och tryckförhål- landen i impregneringskärlet och under upphettning, varrnhållning och av- kylning för säkerställande av en fullständig och jämn impregnering av den fiberbaserade isoleringen. Impregnering av andra isoleringssystem omfattan- de dielektriska vätskor såsom transformatorer, kondensatorer och liknande är, ehuru ej lika tidskrävande som impregneringen av en DC-kabel, en känslig process och specifika krav ställs på impregneringsmedlet, det medi- um som skall impregneras och processvariablerna som används vid impreg- neringen.

För att säkerställa ett gott impregneringsresultat är en vätska med låg visko- sitet önskvärd. Vätskan skall även företrädesvis vara viskös vid driftförhål- landen för den elektriska anordningen för undvikande av migrering av väts- 511215 3 kan i den porösa isoleringen. Darcy's lag (1) används ofta för att beskriva flödet av en vätska genom ett poröst medium eller kapillärmedium. (1) : V-JLÅE p. L I denna lag är v den så kallade Darcy-hastigheten för vätskan, definierad som volymflödet dividerat med provarean, k är permeabiliteten hos det porö- sa mediet, AP är tryckskillnaden över provet, p är den dynamiska viskosite- ten för vätskan och L är tjockleken hos provet. Flödeshastigheten för en vätska i ett poröst medium är väsentligen omvänt proportionell mot viskosi- teten. En vätska som uppvisar låg viskositet eller en mycket temperaturbe- roende viskositet vid drifttemperatur kommer att ha en tendens att migrera under inverkan av temperaturfluktuatíoner som normalt förekommer i en elektrisk anordning under drift och även till följd av eventuell temperatur- gradient som byggs upp över en ledarisolering vid drift och kan resultera i att ofyllda hålrum bildas i isoleringen. Temperaturfluktuatíon och tempera- turgradienter förekommer i en högspännings-DC-kabel, varför eventuella problem förknippade med migrering av den dielektriska vätskan noga måste beaktas. Ofyllda hålrum eller andra ofyllda mellanrum eller porer i en isole- ring som används under ett elektriskt högspänt likströmsfält utgör defekter där rymdladdningar tenderar ackumuleras. Ackumulerade rymdladdningar kan under ogynnsamma betingelser initiera dielektrisk nedbrytning genom urladdníngar som försämringar isoleringen och slutligen kan leda till kol- laps. Den ideala dielektriska vätskan bör uppvisa en låg viskositet under impregnering och vara mycket viskös under driftförhållanden.

Konventionella dielektriska oljor använda för impregnering av en porös, fibrös eller laminerad ledarisolering i en elektrisk anordning såsom en DC- kabel uppvisar en viskositet som minskar väsentligen exponentiellt alltefter- som temperaturen ökar. Impregneringstemperaturen måste därför vara vä- sentligt högre än drifttemperaturen för erhållande av den erforderliga 511215 4 minskningen i viskositet pga. det låga temperaturberoendet hos viskositeten vid höga temperaturer. Som en jämförelse är temperaturberoendet hos vis- kositeten vid temperaturer som råder under dríftsbetingelser hög. Små vari- ationer i impregnerings- eller driftförhållanden påverkar prestandan hos den dielektriska vätskan och ledarisoleringen. Oljor väljes därför så att de är till- räckligt viskösa vid förväntade drifttemperaturer för att väsentligen fullstän- digt stanna kvar i isoleringen även under de temperaturfluktuationer som kan ske i den elektriska anordningen under drift. Retentionen bör även vara väsentligen opåverkad av eventuell temperaturgradient som byggs upp över isoleringen. Detta leder typiskt till att man använder en hög impregnerings- temperatur för att försäkra att isoleringen kommer att bli väsentligen full- ständigt impregnerad. En hög impregneringstemperatur är emellertid oför- delaktíg eftersom den riskerar påverka isoleringsmaterialet, ytegenskaperna hos ledaren och främja kemiska reaktioner inom och mellan material som ingår i den anordning som håller på att impregneras. Även energiförbruk- ningen under framställning och de totala produktionskostnaderna påverkas negativt av en hög impregneringstemperatur. En annan aspekt att beakta är den termiska utvidgningen och krympningen av isoleringen som medför att kylningen måste vara reglerad och långsam, vilket kräver ytterligare tid och medför komplexitet till en redan tidskrävande och komplex process. Andra typer av oljeimpregnerade kablar utnyttjar en lågviskositetsolja. Dessa kab- lar omfattar emellertid tankar eller reservoarer längs kabeln eller i förbindel- se med kabeln för säkerställande av att kabelisoleringen förblir fullständigt impregnerad vid cyklisk värmepåverkan vid drift. Med dessa kablar fyllda med lågviskositetsolja föreligger risk för oljeläckage från en skadad kabel.

Därför föredrages en olja med en mycket temperaturberoende viskositet och med en hög viskositet vid drifttemperatur.

För att ge ett lämpligt ökat temperaturberoende i viskositeten hos en kon- ventionell mineralolja är det känt att tillsätta och upplösa en polymer, tex. polyisobuten, i oljan. Detta kan endast åstadkommas för höggradigt aroma- tiska oljor, men oljor av denna typ uppvisar i typiska fall emellertid sämre elektriska egenskaper i jämförelse med mer nafteniska oljor. De senare är 511215 5 oljetyper lämpliga för användning i elektriska isoleringar. En mer aromatisk olja måste i typiska fall behandlas med blekjord för att uppvisa godtagbara elektriska egenskaper. Sådan bearbetning är kostsam och det finns en risk att lerpartiklar med liten storlek kvarstår i oljan om ej en noggrann filtre- rings- eller separationsbearbetning utförs efter denna behandling. Alternativt kan en olja som beskrivits i US-A-3 668 128 omfattande tillsatser av från 1 upp till 50 vikt-% av en alkenpolymer med en molekylvikt i intervallet 100- 900, härledd från en alken med 3, 4 eller 5 kolatomer, t.ex. polybuten väljes för dess låga viskositet vid låga temperaturer. Denna olja uppvisar en låg viskositet vid låga temperaturer, god oxidationsbeständighet och även god beständighet mot gasutveckling, dvs. bildning av vätgas som kan ske, sär- skilt när en olja med låg aromatisk halt, såsom oljan föreslagen i US-A-3 668 128, utsätts för elektriska fält. Oljan enligt beskrivningen i US-A-B 668 128 löper emellertid risken, även om den erbjuder en stor fördel jämfört med den traditionella elektriska isoleringsoljan för impregnering av ñbrösa eller lami- nerade isoleringar, för oljemigrering orsakad av temperaturfluktuationer och / eller temperaturgradientbildning under drift, eftersom lågviskositetsol- jan i typiska fall ej stannar kvar under drift vid förhöjda temperaturer.

Den tidigare ännu ej publicerade intemationella patentansökningen PCT/ SE97 / 01095 beskriver en DC-kabel impregnerad med en gelande die- lektrisk vätska, såsom en olja. Den dielektriska vätskan omfattar ett gelande polymertrillsatsmedel som ger vätskan en termoreversibel övergång mellan ett gelat tillstånd vid låga temperaturer och ett väsentligen newtonskt lätt- flytande tillstànd vid höga temperaturer. Denna väsentliga övergång i visko- sitet sker över ett begränsat temperaturintervall. Vätskan och det gelande polymertillsatsmedlet anpassas för att ge ett termoreversibelt gelande bete- ende med ett vätske-gelövergångsintervall åt vätskan för att passa de önska- de egenskaperna både under impregnering och drift. Vätskan föreligger vid höga temperaturer i ett flytande tillstånd och uppvisar viskositeten hos en lättflytande newtonsk vätska. Vid låga temperaturer föreligger vätskan i ett gelat tillstànd, med viskositeten hos en mycket viskös, elastisk gel. Över- gångstemperaturen bestäms av valet av vätska och tillsatsmedel och halten 511 215 6 av tillsatsmedel. En sådan kabel uppvisar en väsentlig potential för minsk- ning av den tid som erfordras för impregnering men erfordrar fortfarande en strängt reglerad temperaturcykel under impregnering. Det gelande polymer- tillsatsmedlet och den dielektriska vätskan anpassas eller optimeras för att på bästa sätt uppfylla de typiskt i konflikt stående kraven under impregne- ring och användning på kabeln. Det finns inom tekniken en stark önskan att reducera impregneringstemperaturerna och samtidigt öka strömtätheterna i DC-kablarna. Ökade strömtätheter kommer att leda till ökade drifttempera- turer i DC-kabeln när samma ledare och samma ledardimensioner används.

Att uppfylla dessa båda i konflikt stående krav kommer ytterligare att redu- cera klyftan mellan impregneringstemperaturen och drifttemperaturen. Följ- aktligen kommer det att vara svårare att anpassa de speciñka kraven även med sofistikerade gelningssystem. Man måste komma ihåg att ej endast skall väsentligen alla hålrum och mellanrum i kabelisoleringen fyllas av vätskan, utan vätskan skall även hållas kvar i denna isolering när tempera- turen fluktuerar och temperaturgradienter byggs upp under drift. Lämpliga gelningssystem, omfattande oljor och polymerer, för andra syften har disku- terats i publicerade europapatentskriften EP-Al-O 231 402. Denna publika- tion beskriver en gelbildande förening med långsam bildning och termorever- sibla gelningsegenskaper avsedd att användas som ett inkapslingsmedel för såkerställande av en god försegling och blockering av eventuella hålrum i en kabel omfattande en helt igenom solid isolering, såsom en isolering baserad på extruderad polymer. Den långsamt bildade termoreversibla gelande före- ningen omfattar en sammanblandning av en polymer i en naftenisk eller pa- rafñnisk olja, och även utföringsforrner som utnyttjar ytterligare samman- blandningar av en sammonomer och/ eller en segmentsampolymer i en olja betraktas lämpliga som inkapslingsmedel tack vare deras hydrofoba natur och det faktum att de kan pumpas in i mellanrummen vid en temperatur under maximidrifttemperaturen för inkapslingsmedlet självt. Liknande gel- bildande föreningar för samma ändamål, dvs. användning som inkapslings- medel för att hindra vatten att komma in och sprida sig på längden i en ka- bel, är även kända genom de publicerade europeiskapatentskrifterna EP-Al- O 058 022 och EP-Al-O 586 158. 511 215 Det är således önskvärt att åstadkomma en dielektrisk gelande komposition med en terrnoreversibel vätske-gelövergång vid en hög temperatur, och inom ett snävt temperaturintervall. Den gelande kompositionen skulle uppvisa egenskaper varigenom impregneringen kan förbättras och impregneringsti- den förkortas. Den skall uppvisa en hög viskositet vid de temperaturintervall inom vilket anordningen är avsedd att användas, varigenom riskerna för rnigrering och bildning av hålrum vid cyklisk värmepåverkan och/ eller under värmegradienter reduceras. Volymförändringarna vid cyklisk värmepåverkan skall reduceras. Särskilt viktigt är att krympningen vid avkylning efter imp- regnering och eventuella problem förknippade med sådan krympning skall reduceras. Vidare skall den gelande kompositionen uppvisa sådana termis- ka, mekaniska och elektriska egenskaper och stabilitet i dessa egenskaper att detta möjliggör en ökning i belastningen, dvs. en ökning i både drifts- spänningar och strömtätheter använda i anordningen.

Många av de första elektriska försörjningssystemen för överföring och distri- buering av elkraft var baserade på DC-teknologi. Dessa DC-system efterträ- des emellertid snabbt av system som utnyttjade växelström, AC. AC- systemen hade den önskvärda fördelen med enkel transformering mellan ge- nererings-, överförings- och distribueringsspänningar. Utvecklingen av mo- derna elektriska försörjningssystem under första halvan av detta århundra- de var uteslutande baserad på AC-överföringssystem. Under 50-talet fanns det ett växande behov av arrangemang för långöverföring och det stod klart att under vissa omständigheter kunde det finnas fördelar i att använda ett DC-baserat system. De förutsedda fördelarna inkluderar en minskning av problem som erhålles i samband med stabiliteten hos AC-system, en effekti- vare användning av utrustning eftersom systemets effektfaktor alltid är 1 och en möjlighet att använda en given isoleringstjocklek eller isolationsav- stånd vid en högre driftsspänning. Mot dessa mycket betydande fördelar måste man väga kostnaden för anslutningsutrustningen för omvandling av AC till DC och för invertering av DC tillbaka till AC. För en given överförings- effekt är emellertid anslutningskostnaderna konstanta och således är DC- 511 215 8 överföringssystemen ekonomiska för arrangemang som innebär långa di- stanser, såsom för system avsedda för överföring från avlägsna kraftverk till konsumenter men även för överföring till öar och andra system med överfö- ringsavstånd där besparingarna i överföringsutrustning överstiger kostnaden för anslutningsstationen. En viktig fördel med DC-drift är eliminering prak- tiskt taget av dielektriska förluster, varigenom en betydande vinst i effektivi- tet och besparingar i utrustning erbjudes. DC-läckströmmen är av sådan liten storlek att den kan försummas vid märkströmsberäkningar, under det att dielektriska förluster orsakar en väsentlig reduktion i märkström i AC- kablar. Detta är av avsevärd betydelse för system med högre spänningar. På samma sätt är hög kapacitans ej en nackdel i DC-kablar. En typisk DC- överföringskabel inkluderar en ledare och ett ísoleringssystem omfattande ett flertal skikt, såsom en inre halvledande skärm, en isolationskropp och en yttre halvledande skärm. Kabeln är i typiska fall kompletterad med hölje, armering etc., för att motstå vattenpenetreríng och eventuellt mekaniskt sli- tage eller krafter under produktion, installation och användning. Nästan samtliga DC-kabelsystem som hittills tillhandahållits har varit avsedda för sjökabelförbindelser eller landkabeln förbunden med dem. För långa förbin- delser väljs kabeltyp med solid massaimpregnerad pappersisolering eftersom det ej ñnns några restriktioner avseende längd pga. tryckkrav. Den har hit- tills tillhandahållits för driftsspänningar på 450 kV. Dessa spänningar kommer sannolikt att ökas inom en nära framtid. Hittills har en huvudsakli- gen raktigenom pappersisolationskropp impregnerad med en elektriskt isole- rande olja använts, men tillämpning av laminerat material såsom polypro- penpapperslaminat överväges. Liksom i fallet med AC-överföringskablar är transienta spänningar en faktor som måste vägas in vid bestämning av iso- lationstjockleken hos DC-kablar. Det har framkommit att det mest besvärli- ga förhållandet inträffar när en transient spänning av motsatt polaritet till driftstpänningen läggs över systemet när kabeln är fullt belastad. Om kabeln* är ansluten till ett luftledningssystem inträffar ett sådant förhållande vanli- gen som ett resultat av blixttransienter. En kommersiellt tillgänglig isolerad elektrisk DC-kabel, såsom en överförings- eller distributíonskabel utformad för drift vid högspänning, dvs. en spänning över 100 kV, tillverkas typiskt 511 215 9 genom en process omfattande lindning eller spolning av en porös, ñbrös och/ eller laminerad fast isolerad baserad på cellulosa- eller pappersñbrer och impregnering av denna kabel. Impregneringsförfarandet, tiderna och den reglerade bearbetningen som detta innebär har redan beskrivits i det föregå- ende.

Det är således önskvärt att åstadkomma en isolerad DC-kabel med ett elek- triskt isoleringssystem som säkerställer stabila díelektriska egenskaper även vid drift vid höga drifttemperaturer nära impregneringstemperaturen och/ eller under betingelser där isoleringen under drift utsätts för högspänt likströmsfält i kombination med värmefluktuationer och / eller en bildning av en väsentlig värrnegradient i isoleringen. Den använda dielektriska vätskan skall uppvisa ett högt viskositetsindex så att denna under impregnering har en tillräckligt låg viskositet, dvs. en viskositet som kan anses vara lämplig och tekniskt och ekonomiskt gynnsam för impregnering, och den efter im- pregnering har en hög viskositet och elasticitet, dvs. en viskositet som säker- ställer att den under drift, kommer att väsentligen stanna kvar i den porösa, fibrösa och/ eller laminerade isoleringskroppen vid samtliga temperaturer inom intervallet av temperaturer för vilka DC-kabeln är avsedd att fungera i.

DC-kabeln skall således omfatta en dielektrisk vätska med en tillräckligt låg viskositet före och under impregnering, för att säkerställa stabila flödesegen- skaper och flödesbeteende inom dessa intervall, och som uppvisar en vä- sentlig förändring i viskositet vid impregnering, dvs. en förändring i storleks- ordningen 100-tals Pas eller mer. En DC-kabel impregnerad med en vätska som uppvisar ett sådant högt viskositetindex kommer att erbjuda en möjlig- het till en väsentlig reduktion av den långvariga tidskrävande satsvisa be- handling för impregnering av isoleringssystemet. Därigenom erhålles en po- tential för en avsevärd reduktion i tillverkningstid och således tillverknings- kostnader. Tillförlitligheten, kraven på litet underhåll och lång livslängd hos konventionella DC-kablar, omfattande en impregnerad pappersbaseracl iso- lering skall upprätthällas eller förbättras. DC-kabeln skall alltså ha stabila och beständiga dielektriska egenskaper samt en hög och oföränderlig elek- trisk hållfasthet och, som en extra fördel, möjliggöra en ökning av den elek- 511215 10 triska hållfastheten och således medge en ökning av driftsspänningar, för- bättrad hanterbarhet och robusthet hos kabeln.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Enligt föreliggande uppfinning är ett ändamål att åstadkomma ett dielek- triskt gel, som uppvisar en terrnoreversibel vätske-gelövergång vid hög tem- peratur med de önskvärda egenskaper som diskuterats i det föregående.

Detta åstadkoms för ett dielektriskt gel enligt ingressen i patentkrav 1 med hjälp av särdragen i den kännetecknande delen av patentkrav 1. Vidareut- vecklingar av den dielektriska gelen enligt föreliggande uppfinning utrnärkes av särdragen i de följande kraven 2 till 25. Ett annat ändamål är använd- ningen av ett sådant gel i elektriska anordningar. Detta åstadkommes enligt patentkrav 26 till 28. I synnerhet är ett ändamål med föreliggande uppfin- ning att åstadkomma en isolerad elektrisk anordning omfattande en sådant dielektriskt gel som impregneringsmedel i dess impregnerade isoleringssys- tem. Detta åstadkoms för en anordning enligt ingressen i patentkrav 29 med hjälp av särdragen i patentkravet 29. Vidareutveeklingar av DC-kabeln enligt föreliggande uppfinning utmärkes av sårdragen i de följande kraven 30-38.

Kraven 39 till 49 definierar ett förfarande för framställning av en elektrisk anordning enligt föreliggande uppfinning.

BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Det primära ändamålet åstadkommes med en dielektrisk gelande komposi- tion, som uppvisar en terrnoreversibel vätske-gelövergång vid en övergångs- temperatur, Tt, varvid gelen omfattar en olja och en gelator, som enligt före- liggande uppfinning omfattar ett kombinerat gelatorsystem med molekyler av en polymerförening tillsammans med fina dielektriska partiklar med en par- tikelstorlek i nanometerintervallet, företrädesvis en partikelstorlek på 1000 nm eller mindre. Låmpligen används en partikelstorlek från 1 till 1000 nm, och företrädesvis inom intervallet från 10 till 100 nm. Den dielektriska ge- lande kompositionen som omfattar en olja och en gelator uppvisar en termo- n 511 215 reversibel vätske-gelövergång vid en övergångstemperatur, Tt, varvid den gelande kompositionen vid temperaturer under Tt föreligger i ett mycket visköst, elastiskt gelat tillstånd och, vid temperaturer över Tt, föreligger i ett lättflytande väsentligen newtonskt vätsketillstånd. Polymeren och oljan väx- elverkar och bildar ett tredimensionellt, fysikaliskt tvärbundet gelat nätverk vid temperaturer under övergångstemperamren Tt. Typiskt är övergångs- temperaturen Tt ett snävt intervall av temperaturer över 50°C, företrädesvis från 70°C till l50°C. Således utmärkes det gelade nätverket av längre och/ eller mer grenade polymermolekyler eller tvârbindande överbryggningar i oljan som bildats genom den gelande växelverkan mellan den kombinerade gelatorn och oljan, av de utvecklade fysikaliska bindningarna. Nätverket kommer att öka oljans viskositetsindex så att det gelade nätverket i oljan enligt föreliggande uppfinning vid temperaturer under övergängstemperatii- ren Tt uppvisar egenskapema hos ett elastiskt gel.

Enligt en utföringsform är de fina partiklarna inneslutna i det gelade nätver- ket av polymeren. Partiklarna kan antingen vara mekaniskt låsta i nätverket eller fysikaliskt bundna till det gelade nätverket av polymeren. Alternativt är polymermolekylema ympade på de fina partiklarna, men även blandningar med andra typer av fysikaliska och kemiska bindningar kan vara lämpliga beroende på beskaffenheten hos partikeln, polymermolekylen och oljan. De fina partiklarna är företrädesvis jämnt fördelade i det gelade nätverket och ger en förstärkning av det gelade nätverket och isoleringssystemet. Förstärk- ningen är både elektrisk och mekanisk. En annan fördel med de kombinera- de gelatorsystem som används enligt föreliggande uppfinning är att deras gelningskinetik kan modifieras, vilket möjliggör en fördröjd, väsentligt lång- sammare gelning om så önskas. Denna fördröjning kan i vissa fall överstiga 24 timmar.

Enligt en utföringsform omfattar den dielektriska kompositionen silika. Den gelande kompositíonen kan även omfatta andra dielektriska oorganiska par- tiklar med lämpliga elektriska och termiska egenskaper såsom aluminiu- moxid, zirkoniumoxid, kalciumoxid och andra oxider, kiselnitrid, elektriskt 511 215 12 isolerande former av kol, zeoliter, oexpanderad och expanderad glimmer, le- ror, talk och liknande. Partiklarna kan även vara belagda med vilka som helst av de i det föregående nämnda materialen, varvid beläggningen kan anbringas även på metalliska material, t.ex. ñna partiklar av titan belagt med silika. De fina dielektriska partiklarna kan även omfatta organiska ma- terial, såsom cellulosabaserade material, t.ex. cellulosapulver eller mikro- kristallin cellulosa. I typiska fall är den dielektriska vätskan en elektriskt isolerande olja till vilken olika gelningstillsatsmedel satts. Allmänt är lämpli- ga gelningstillsatsmedel för de flesta typer av oljor föreningar såsom: en förening omfattande ett polärt segment som har en tendens att utveckla vätebindningar, företrädesvis föreningar omfattande polära segment och långa opolära kolvätekedjor, sockerbaserade föreningar, föreningar omfattande urea eller diurea, en förening omfattande en segmentsampolymer.

Polymera föreningar som beskrivits i den tidigare men ännu ej publicerade internationella patentansökningen PCT/SE97/01095 kan med fördel använ- das för åtminstone vilken dielektrisk vätska som helst baserad på en mine- ralolja. Gelningstillsatsmedel omfattande en polyalkylsiloxan är väl lämpade åtminstone för en dielektrisk vätska baserad på en silikonolja, under det att gelningstillsatsmedel omfattande en cellulosabaserad förening år lärnpliga för åtminstone vilken dielektrisk vätska som helst baserad på en vegetabilisk olja. Enligt en utföringsforrn omfattar den gelande kompositionen även en tillsats av en tensid för att ytterligare förbättra impregneringen.

En gelande dielektrisk komposition som beskrivits i det föregående omfat- tande olja och ett kombinerat gelatorsystem med molekyler av en polymerfö- rening tillsammans med fina dielektriska partiklar är lämplig för användning 511 215 13 som en del i isoleringssystemet i en elektrisk anordning omfattande en eller flera ledare. Tack vare de dielektriska partiklama dispergerade i den elastis- ka gelen av kompositionen efter gelning är ett ísoleringssytem bestående av en gelad kropp endast omfattande dielektrisk gelande komposition tänkbart, förutsatt att mängden och volymen dielektriska partiklar är tillräcklig. Enligt en föredragen utföringsform ingår den dielektriska gelande kompositionen som impregneringsmedel i ett isoleringssystem omfattande en porös, fibrös och/ eller laminerad dielektrisk kropp impregnerad med den dielektriska ge- lande kompositionen, såsom isolationssytemet i en kabel, en transformator eller dielektrikum mellan elektrodema i en kondensator. Här är det en fördel att gelningskínetiken hos de kombinerade kelatorsystemen använda enligt föreliggande uppfinning kan modifieras, vilket möjliggör en fördröjd, väsen- ligt långsammare gelning om så. önskas. Denna gelning kan ivissa fall över- stiga 24 timmar. Detta resulterar i en minskad krympning när en isolering omfattande ett gelande impregneringsmedel i form av den gelande komposi- tionen enligt uppfinningen används. Som en följd är "efterfyllnings"-steget mindre kritiskt.

En DC-kabel med minst en ledare och ett impregnerat isoleringssystem, vari isoleringssystemet omfattar en fast elektriskt isolerande dielektrisk del med en porös, fibrös och /eller laminerad struktur impregnerad med en dielek- trisk gelande komposition, som enligt uppfinningen omfattar olja och det kombinerade gelatorsystemet med molekyler av en polymerförening tillsam- mans med fina dielektriska partiklar, uppfyller ovanstående ändamål enligt aspekten av uppfinningen avseende en isolerad DC-kabel. Företrädesvis omfattar den dielektriska gelande kompositionen en mineralolja och ett kombinerat gelatorsystem omfattande dielektriska partiklar med en partikel- storlek i nanometeríntervallet och molekyler av en polymerförening. Poly- mermolekylema kan vara ympade på de små partiklarna, men även bland- ningar med andra typer av fysikaliska och kemiska bindningar kan vara lämpliga beroende på beskaffenheten hos partikeln, polymerinolekylen och oljan. Även system där partiklarna infängas i det gelade nätverket vid bild- ning av det gelade nätverket efter avkylning till en temperatur under Tt är 511 215 14 fördelaktiga och ger en förstärkning och Stabilisering av det gelade nätverket samt det totala isoleringssystemet. Komponentema i den dielektriska gelan- de kompositionen och oljan växelverkar och bildar ett tredimensionellt, fysi- kaliskt tvärbundet nätverk vid temperaturer under övergångstemperaturen Tt. Typiskt är övergångstemperaturen Tt ett snävt intervall av temperaturer över 30°C, företrädesvis inom intervallet från 50°C till l20°C. Enligt en utfö- ringsform väljes den dielektriska gelande kompositionen så att den växelver- kar med ytan av den porösa, ñbrösa och/ eller laminerade strukturen, varvid växelverkan mellan den dielektriska gelande kompositionen och ytan av den porösa, ñbrösa och /eller laminerade strukturen antingen kan ge förutsätt- ningar som ökar oljepenetreringen in i hålrum och kapillärmellanrum inom den porösa, ñbrösa och/ eller laminerade strukturen vid fyllning, eller som ökar oljeretentionen inom den porösa, ñbrösa och/ eller laminerade struktu- ren vid drift vid en hög temperatur, fluktuerande temperaturer och /eller un- der en väsentlig temperaturgradient. Beroende på dess beskaffenhet kan således växelverkan med de fasta partiklarna i isoleringen resultera i en för- bättrad våtning som förkortar impregneringstiden, tack vare en ökning i ol- jepenetreringen in till hålrum och kapillärmellanrum inom den porösa, ñbrö- sa och /eller laminerade strukturen vid fyllning. Växelverkan kan även under andra omständigheter öka oljeretentionen inom den porösa, ñbrösa och / eller laminerade strukturen vid drift vid en hög temperatur, fluktuerande tempe- raturer och / eller under en väsentlig temperaturgradient. En annan fördel med de kombinerade gelatorsystemen använda enligt föreliggande uppfin- ning är att deras gelningskinetik kan modiñeras, vilket möjliggör en fördröjd, väsentligt långsammare gelning om så önskas. Denna fördröjning kan i somliga fall överstiga 24 timmar. Detta resulterar i en minskad krympning för en DC-kabel omfattande den gelande kompositionen enligt föreliggande uppfinning. Som en följd är "efterfyllnings"-steget mindre kritiskt.

Enligt en utföringsform omfattar den dielektriska gelande kompositionen som används som impregneringsmedel i DC-kabeln en mineralolja och ett kombinerat gelatorsystem omfattande en segmentsampolymer med ñna die- lektriska partiklar. Partiklar med lämpliga elektriska och termiska egenska- 511215 15 per har befunnits vara oorganiska partiklar såsom silika, alumíníumoxid, zirkoniumoxid, kalciumoxid och andra oxider, kiselnitrid, elektriskt isole- rande forrner av kol, zeoliter, expanderad och oexpanderad glimmer, leror, talk och liknande, belagda partiklar omfattande en beläggning av något av materialen som nämnts i det föregående, varvid beläggningen kan anbringas även på metalliska material, t.ex. fina partiklar av titan belagda med sílika och organiska material, såsom cellulosabaserade material, t.ex. cellulosa- pulver eller mikrokristallin cellulosa. Polymeren kan vara polystyren, en 2- eller 3-segmentsampolymer av styrenbutadienstyren eller styrene- ten/ butenstyren. Kabeln kan när så är lämpligt kompletteras med armering och en förseglande förening eller ett vattensvällande pulver för fyllning av eventuella hålrum i och runt ledaren, andra metall / polymer-gränsytor kan förseglas för att förhindra vatten att spridas längs sådana gränsytor.

Ett förfarande för framställning av en sådan isolerad elektrisk anordning så- som en DC-kabel enligt uppfinningen med ett isoleringssystem impregnerat med en dielektrisk gelande komposition omfattande en olja och en gelator och som uppvisar en termoreversibel vätske-gelövergång vid en övergångs- temperatur, Tt, varvid den gelande kompositionen vid temperaturer under Tt föreligger i ett mycket visköst elastiskt gelat tillstånd och, vid temperaturer över Tt, föreligger i ett lättflytande väsentligen newtonskt vätsketillstånd, omfattar stegen; tillhandahållande av en ledare och en porös, ñbrös och/ eller laminerad struktur av ett fast elektriskt isolerande material förbundna med varandra; impregnering av den porösa, fibrösa och/ eller laminerade strukturen med en dielektrisk vätska, och gelning av den dielektriska gelande kompositionen i närvaro av en gelator som ger den höga viskositeten och elasticiteten hos ett gel till vätskan vid sådana betingelser som anordningen år avsedd att användas under, varvid ett kombinerat gelatorsystem omfattande polymerrnolekyler och fina dielek- 511215 16 triska partiklar med en partikelstorlek i nanometerintervallet framställs. Fö- reträdesvis sätts det kombinerade gelatorsystemet till oljan före impregne- ring och impregneringen utförs vid en temperatur över övergångstemperatu- ren Tt. Enligt en utföringsform är polymermolekylerna ympade pä de fina dielektriska partiklarna. Enligt ett alternativt förfarande avkyls kabeln efter impregnering till en temperatur under Tt, och efter avkylning bildas ett gelat nätverk i den gelande dielektriska kompositionen, varigenom partiklarna in- nesluts i det gelade nätverket. Partiklar-na skall företrädesvis vara jämnt för- delade i det gelade nätverket.

Enligt en utföringsform tillsätts det kombinerade gelatorsystemet till oljan före impregnering och impregneringen utförs vid en temperatur över över- gångstemperaturen Tt, typiskt vid en temperatur under l20°'C,~ företrädesvis vid en temperatur frän 50°C till l20°C.

Enligt ett alternativt förfarande förbehandlas den porösa, ñbrösa och /eller larninerade strukturen med det kombinerade gelatorsystemet före impregne- ring och ímpregneringen utförs vid en reducerad temperatur, typiskt vid en temperatur från O°C till lOO°C, företrädesvis vid en temperatur från 20°C till 70°C. Den lindade isoleringen kan blötläggas i eller sprayas med en lösning omfattande en gelator, torkas och därefter impregneras, men lindas företrä- desvis av band som redan är förbehandlade med gelningstillsatsmedel. Ban- den kan ha förbehandlats redan vid bandframställningen, men behandlingen kan naturligtvis även utföras i ett speciellt behandlingsmoment eller i sam- band med lindningen. Detsamma gäller för vilken som helst typ av band, sä- som ett homogent pappersband, ett homogent polymerband eller ett lamine- rat band av papper och polymerñlmer eller olika polymera filmer eller nät, banor eller nät. Pappersband kan ha belagts genom sprayníng eller ned- sänkning eller på annat sätt kontakt av pappret med en lösning omfattande gelningstillsatsmedlet. Gelningstíllsatsmedlet kan ha satts till polymerñl- mer, band eller liknande genom sprayníng eller extrudering av gelningstill- satsmedlet på polymeren. En beläggning omfattande gelningstillsatsmedlet kan även ha samextruderats med polymerbandet eller -filmen. För en DC- 511 215 17 kabel omfattande en sådan förbehandlad isolering skulle denna utförings- form således säkerställa att oljan bibehåller sina lättflytande väsentligen newtonska egenskaper under den huvudsakliga tiden av fyllningsfasen av impregneringssteget och att gelningstillsatsmedlet därefter när detta bringas i kontakt med oljan och åtminstone delvis upplöses i oljan, ger oljan egen- skaperna hos ett mycket visköst, elastiskt gel. Övergången från lättílytande dielektrisk vätska till ett mycket visköst gel kan beroende på kombinationen av gelningstillsatsmedel och dielektrisk vätska vara ögonblicklig, långsam eller till och med fördröjd. Med ögonblicklig övergång menas att övergången initieras direkt när gelningstillsatsmedlet bringas i kontakt med och löses av den dielektriska vätskan och att övergångskinetiken år sådan att övergången är snabb. Den långsamma övergången initieras även typiskt direkt vid kon- takt mellan vätska och gelningstillsatsmedel men övergångenlbromsad av kinetiken för upplösning och/ eller övergång. En fördröjd övergång med upp till 24 timmar kan typiskt åstadkommas med hjälp av gelningssystemen, gelatorn och anpassad olja, som används i DC-kablama enligt föreliggande uppfinning.

Enligt ytterligare en utföringsform utförs impregneringen i närvaro av en tensid för att ytterligare förbättra vätningen under impregneringen och ger sålunda möjligheter till en förkortad impregneringstid och likaledes till en förbättrad oljepenetrering in i små hålrum. Tensiden kan antingen tíllsättas till den porösa, ñbrösa och /eller laminerade strukturen före impregnering genom en förbehandling eller den kan lösas i den gelande kompositionen fö- re impregnering beroende på vad som bedöms vara lämpligt från fall till fall.

Enligt en utföringsform tillsätts de olika komponenterna i det kombinerade gelatorsystemet, dvs. de fina partiklarna och polymerföreningen, till olika medium för impregnering. Partiklarna tillsätts alltså till den fasta delen och polymeren till oljan eller partiklarna tillsätts och oljan och polymeren till den fasta delen, beroende på vad som är lämpligt. Naturligtvis är det naturliga sättet att tillsätta det kombinerade gelatorsystemet till antingen den fasta delen eller oljan. 511 215 18 Enligt ytterligare en utföringsform är det gelande tillsatsmedlet ojämnt för- delat inom isoleringen så att den uppvisar en koncentrationsgradient för gelningstíllsatsmedlet som ökar inåt ledaren. Genom fördelning av gelnings- tillsatsmedlet på detta sätt inom isoleringen kan flera viktiga aspekter för- bättras; en mer fullständig fyllning för start av gelning säkerställes även för ett ge- lande system som gelar nästan omedelbart; en självläkande förmåga åstadkommas, dvs. en skadad del av isoleringen kan återimpregneras med vätska från andra delar; en gelad vätska som bibehåller sitt mycket viskösa, elastiska gelade tillstånd även när temperaturen runt ledaren ökar pga. höga belastningar erhålles.

För att säkerställa långvarig stabilitet och förbättrade elektriska och meka- niska egenskaper ingår ett gasabsorberande tillsatsmedel i isoleringssystem- et. Ett lämpligt gasabsorberande tillsatsmedel är polyisobuten med låg mole- kylvikt med en molekylvikt lägre än 1000 g/mol.

En DC-kabel enligt föreliggande uppfinning tillförsäkras långvarigt stabila och oförånderliga dielektriska egenskaper och en hög och oföränderlig elek- trisk hållfasthet lika bra som eller bättre än hos en konventionell DC-kabel omfattande sådan porös och /eller laminerad kropp. Detta är särskilt viktigt med avseende på den långa livslängd som sådana installationer i typiska fall är utformade för, och den begränsade tillgången för underhåll på sådana in- stallationer. Det speciella valet och anpassningen av komponenterna i det kombinerade gelatorsystemet, andra tillsatsmedel, och oljor, impregne- ringsmedel, säkerställer isoleringssystemets långvariga stabila egenskaper även när detta används vid förhöjda temperaturer, vid stora termiska fluk- tuationer och/ eller under värmegradienter. Detta möjliggör en förmåga att medge en ökning i driftbelastning både med hänsyn till ökade spänningar 511215 19 och strömtätheter. En ytterligare fördel med en DC-kabel enligt föreliggande uppfinning är att den tack vare tensidkaraktären hos de gelatorer som an- vänds i DC-kablarna enligt föreliggande uppfinning, möjliggör en reduktion i framställningstiden genom förbättrad vätning, vilket erbjuder en möjlig för- kortad impregneringscykel. Även temperaturkånsligheten under tillverkning- en kan väsentligt reduceras genom ett lämpligt val och anpassning av oljan och komponenterna i det kombinerade gelatorsystemet, vilket möjliggör en fördröjd gelning, varigenom efterfyllningsstegets känslighet minskas.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGEN Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas i närmre detalj med hänvis- ning till ritningen och exemplen. Figur lvisar en tvärsnittsvyöver en typisk DC-kabel för överföring av elkraft omfattande en lindad och impregnerad isolering enligt föreliggande uppfinning.

BESKRIVNING AV F ÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER OCH EXEMPEL DC-kabeln i den utföringsform enligt föreliggande uppfinning som visas i fi- gur 1 omfattar från mitten och utåt; en kablad mångtrådig ledare 10; en första halvledande skärm 11 belägen runt och på utsidan av ledaren 10 och inuti en ledarisolering 12; en lindad och impregnerad ledarisolering 12 omfattande ett gelningstillsats- medel som beskrivits i det föregående; en andra halvledande skärm 13 belägen på utsidan av ledarisolering 12; en metallisk skärm 14; och 511 215* 20 en skyddande mantel 15 anordnad på utsidan av den metalliska skärmen 14. Kabeln är vidare försedd med en armering i forrn av metalltrådar, före- trädesvis av rostfritt stål, på utsidan av den yttre extruderade skärmen 13, en förseglande förening eller ett vattensvällande pulver är infört i eventuella mellanrum i och runt ledaren 10. Den enligt föreliggande uppfinning fram- ställda kabeln är lämplig även för användning i ett bipolärt system, antingen omfattande två kablar med separat avskärmning eller två isolerade kablar innefattade i samma skyddande mantel.

EXEMPEL 1 En gelande dielektrisk komposition omfattande en mineralolja och ett kom- binerat gelatorsystem framställdes. Gelatorsystemet omfattadepolystyren- molekyler ympade eller adsorberade på silikapartiklar med en partikelstorlek i nanometerintervallet. Polystyrenmolekylerna i gelatorsystemet kommer sålunda att växelverka med varandra och bilda ett tredimensionellt, fysika- lískt tvärbundet nätverk vid temperaturer under övergångstemperaturen Tt, 50-80°C. Bindníngarna i detta nätverk är tillräckligt starka för att komposi- tionen vid temperaturer under T t 50°C skall uppträda som ett elastiskt eller viskoelastiskt gel. Ett block av ihopbundat poröst, ñbröst papper impregne- rades med den gelande kompositionen som vid temperaturer upp till 50°C helt stannade kvar i den porösa, ñbrösa isoleringen och mellan pappers- skikten.

EXEMPEL 2 Samma gelande komposition som framställdes i exempel 1 användes för att impregnera ett knippe polypropenfilmer, där filmerna var av homogen typ.

Den gelande kompositionen bibehölls fullständigt mellan filmskikten i den laminerade isoleringen. 511215 21 EXEM PEL 3 Samma gelande komposition som framställdes i exempel 1 användes för att impregnera en bunt larninerade polypropen-pappersark, där varje ark om- fattar en polypropenfilm av homogen typ laminerad med en pappersñlm. Den gelande kompositionen kvarhölls fullständigt i pappersdelen av isoleringen och mellan de laminerade skikten.

EXEMPEL 4 En gelande dielektrisk komposition omfattande en mineralolja och ett kom- binerat gelatorsystem framställdes. Gelatorsystemet omfattande styrenbuta- dienstyren-Q-segrnentsampolymerrnolekyler ympade eller adsorberade på silikapartiklar med en paxtikelstorlek i nanometerintervallet. Polystyrenmo- lekylema i gelatorsystemet kommer således att växelverka med varandra och utveckla ett tredimensionellt, fysikaliskt, tvärbundet nätverk vid temperatu- rer under övergängstemperaturen Tt 50°C. Bindníngarna i detta nätverk är tillräckligt starka för att kompositionen vid temperaturer under Tt 50°C skall uppföra sig som ett elastiskt eller viskoelastiskt gel. Ett block av samman- buntat poröst, fibröst papper impregnerades med den gelande kompositio- nen som vid temperaturer upp till 50°C fullständigt stannade kvar i den po- rösa, ñbrösa isoleringen och mellan pappersskikten.

EXEMPEL 5 Samma gelande komposition som framställdes i exempel 4 användes för att impregnera en bunt polypropenñlmer, där filmerna var av homogen typ. Den gelande kompositionen stannade fullständigt kvar mellan filmskikten i den laminerade isoleringen. 511215 22 EXEMPEL 6 Samma gelande komposition som frarnställdes i exempel 4 användes för att impregnera en bunt av laminerade polypropen-pappersark, där varje ark omfattar en polypropenfilm av homogen typ laminerad med en pappersñlm.

Den gelande kompositionen bibehölls fullständigt i pappersdelen av isole- ringen och mellan de laminerade skikten.

EXEMPEL 7 En gelande dielektrisk komposition omfattande en mineralolja och ett kom- binerat gelatorsystem framställdes. Gelatorsystemet omfattande styrene- ten/ butenstyren-IS-segmentsampolymermolekyler ympade eller adsorberade på silikabelagda titanpartiklar med en partikelstorlek i nanometerintervallet.

Polystyrenmolekylerna i gelatorsystemet kommer således att växelverka med varandra och utveckla ett tredimensionellt, fysikaliskt tvärbundet nätverk vid temperaturer under övergångstemperaturen Tt 50-80°C. Bindningarna i detta nätverk är tillräckligt starka, varför kompositionen vid temperaturer under Tt 50°C uppför sig som ett elastiskt eller viskoelastiskt gel. Ett block av sammanbuntat poröst, ñbröst papper impregnerades med den gelande kompositionen som vid temperaturer upp till 50°C fullständigt bibehölls i den porösa, fibrösa isoleringen och mellan pappersskikten.

EXEMPEL 8 Samma gelande komposition som framställdes i exempel 7 användes för att impregnera en bunt av polypropenñlmer, där filmerna var av homogen typ.

Den gelande kompositionen bibehölls fullständigt mellan filmskikten i den laminerade isoleringen. 511 215 23 EXEMPEL 9 Samma gelande komposition som framställdes i exempel 7 användes för att impregnera en bunt av laminerade polypropen-pappersark, där varje ark omfattar en polypropenñlm av homogen typ laminerad med en pappersfilm.

Den gelande kompositionen bibehölls fullständigt i pappersdelen av isole- ringen och mellan de laminerade skikten.

EXEMPEL 10 Exemplen 1 till 9 upprepades, bortsett från att zeolitpartiklar användes istället för silikapartiklar och silikabelagda titanpartiklar, med lika goda re- sultat. Övergångstemperaturen låg i intervallet 50-80°C.

Dessa blandningar i de nämnda exemplen uppvisar en bildning av ett stabilt nätverk och en vätske-gelövergäng vid hög temperatur. Resultaten av dessa exempel har visat det vara sannolikt att med dessa gelatorer tillsatta till en olja som används för impregnering av en ledarisolering i en DC-kabel enligt föreliggande uppfinning, kan snabbare irnpregneringshastigheter och lägre impregneringstemperaturer användas jämfört med konventionellt använda gelande impregneringsmedel. Vidare visar retentionstestet som beskrivits i exemplen att de gelande kompositionema vid temperaturer under Tt beter sig som elastiska kroppar och att oljan vid dessa temperaturer fullständigt bibehålles i den porösa, fibrösa isoleringen och mellan de laminerade skik- ten. Upprepning av detta sista test med avseende på oljeretention för en konventionellt använd isolerande olja visar ett långsamt flöde av olja, som läcker ut från det sammanbuntade blocket. Således reduceras markant ris- ken för hålrum som uppträder under drift och de elektriska egenskaperna hos ledarisoleringen i en anordning enligt föreliggande uppfinning förbättras.

De förbättringar som nämnts i det föregående resulterar sannolikt i en kabel omfattande en lindad pappersisolering impregnerad med det i det föregående beskrivna dielektriska systemet där väsentligen samtliga hälrum i isolering- 511215 24 en är fyllda av det díelektriska irnpregneringsmedlet, dvs. isoleringen är vä- sentligen fullständigt impregnerad. En sådan kabel kömmer sannolikt att efter användning vid förhöjda temperaturer och höga elektriska, väsentligen statiska fält, uppvisa ett mycket lågt antal ofyllda hålrum och således vara mindre känslig för dielektrisk nedbrytning.

Claims (50)

511 215 25 PATENTKRAV

1. Dielektrisk gelande komposition omfattande en olja och en gelator och uppvisande en termoreversibel vâtske-gelövergång vid en övergångstem- peratur, Tt, varvid den gelande kompositionen vid temperaturer under Tt föreligger i ett mycket visköst elastiskt gelat tillstånd och vid temperaturer över Tt föreligger i ett lättflytande väsentligen newtonskt vätsketillstånd, k ä n n e t e c k n a d av att gelatom omfattar ett kombinerat gelatorsystem med molekyler av en polymerförening tillsammans med ñna dielektriska partiklar med en partikelstorlek i nanometerintervallet, företrädesvis en par- tikelstorlek mindre än 1000 nm.

2. Dielektrisk gelande komposition enligt patentkrav l; k ä n n e- t e c k n a d av att de ñna dielektriska partiklarna har en partikelstorlek i intervallet från 1 till 1000 nm.

3. Dielektrisk gelande komposition enligt patentkrav 2, k ä n n e- t e c k n a d av att de fina dielektriska partiklarna har en partíkelstorlek i intervallet från 10 till 100 nm.

4. Dielektrisk gelande komposition enligt något av patentkraven 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k n a d av att polymeren och oljan växelverkar och bildar ett tredimensionellt, fysikaliskt tvärbundet gelat nätverk vid tempe- raturer under övergångstemperaturen Tt.

5. Dielektrisk gelande komposition enligt patentkrav 4, k ä n n e- t e c k n a d av att de fina partiklarna är inneslutna inom det gelade nätver- ket av polymer.

6. Dielektrisk gelande komposition enligt patentkrav 5, k ä n n e- t e c k n a d av att de fina partiklarna är fysikaliskt bunda till det gelade nätverket av polymer. 511 215 26

7. Dielektrisk gelande komposition enligt något av patentkraven 1 till 4, k ä n n e t e c k n a d av att polymermolekylerna är ympade på de fina partiklarna.

8. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående kra- ven, k ä n n e t e c k n a d av att de fina partiklarna är jämnt fördelade inom det gelade nätverket av polymer.

9. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att det gelade nätverket är förstärkt av de fina partiklarna.

10. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att övergångstemperaturen Tt är ett snävt intervall av temperaturer över 30°C, företrädesvis frän 50°C till 120°C.

l 1. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att de fina partiklarna omfattar cellu- losabaserade partiklar.

12. Dielektrisk gelande komposition enligt patentkrav ll, k ä n n e- t e c k n a d av att de fina partiklarna omfattar mikrokristallin cellulosa.

13. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att de fina partiklarna omfattar elek- triskt isolerande oorganiska partiklar.

14. Dielektrisk gelande komposition enligt patentkrav 13, k ä n n e- t e c k n a d av att de fina partiklarna omfattar en metalloxid.

15. Dielektrisk gelande komposition enligt patentkrav 14, k ä n n e- t e c k n a d av att de fina partiklarna omfattar silika. 511215 27

16. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att de fina partiklarna omfattar en ze- olit.

17. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k å n n e t e c k n a d av att de fina partiklarna omfattar en le- få..

18, Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k å n n e t e c k n a d av att polymerföreningen omfattar ett polärt segment med förmåga att bilda våtebindningar.

19. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k å n n e t e c k n a d av att polymerföreningen omfattar polära segment och raka opolära kolvätekedjor lösliga i den dielektriska vätskan.

20. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att polymerföreningen omfattar en sockerbaserad förening.

21. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k å n n e t e c k n a d av att polymerföreningen omfattar en urea eller diurea.

22. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att polymerföreningen omfattar en segrnentsampolymer.

23. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att polymerföreningen omfattar en polyalkylsiloxan. 511 215 28

24. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k ä n n e t e c k n a d av att polymerföreningen omfattar en cellulosabaserad förening.

25. Dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående pa- tentkraven, k ä n n e t e c k n a d av en tensid.

26. Användning av en dielektrisk gelande komposition enligt något av de föregående patentkraven som del i ett isoleringssystem i en elektrisk an- ordning omfattande minst en ledare.

27. Användning av en dielektrisk gelande komposition som en del i ett isoleringssystem enligt patentkrav 26, k ä n n e t e c k n a d ' av att isole- ringssystemet består av en gelad kropp omfattande en dielektrisk gelande komposition med fina partiklar som utgör den dielektriskt starka solida de- len.

28. Användning av en dielektrisk gelande komposition enligt patent- krav 26, k ä n n e t e c k n a d av att ísoleringssystemet omfattar en porös, ñbrös och/ eller laminerad dielektrisk kropp impregnerad med den dielek- triska gelande kompositionen.

29. Isolerad elektrisk anordning med minst en ledare och ett impregne- rat isoleringssystem, vari ísoleringssystemet omfattar en fast elektriskt isole- rande dielektrisk del med en porös, fibrös och /eller laminerad struktur imp- regnerad med en dielektrisk gelande komposition omfattande en olja och en gelator och som uppvisar en terrnoreversibel vätske-gelövergång vid en över- gångstemperatur, Tt, varvid den gelande kompositionen vid temperaturer under Tt föreligger i ett mycket visköst elastiskt gelat tillstånd och vid tem- peraturer över Tt föreligger i ett lättflytande väsentligen newtonskt vätsketill- stånd, enligt något av patentkraven 1 till 24, k ä n n e t e c k n a d av att den dielektriska gelande kompositíonen omfattar olja och ett kombinerat 511 215 29 gelatorsystem med molekyler av en polymerförening tillsammans med fina dielektriska partiklar.

30. Isolerad dielektrisk anordning enligt patentkrav 29, k ä n n e- t e c k n a d av att den dielektriska kompositionen omfattar en mineralolja och ett kombinerat gelatorsystem omfattande dielektriska partiklar med en partikelstorlek i nanometerintervallet och molekyler av en polymerförening.

31. Isolerad dielektrisk anordning enligt patentkrav 29 eller 30, k ä n- n e t e c k n a d av att polymermolekylerna är ympade på de dielektriska partiklarna.

32. Isolerad elektrisk anordning enligt patentkrav 29 eller 30, k ä n- n e t e c k n a d av att partiklarna vid temperaturer under Tt är inneslutna inom det gelande nätverket.

33 Isolerad elektrisk anordning enligt något av patentkraven 29 till 32, k ä n n e t e c k n a d av att den dielektriska gelande kompositionen växelverkar med ytan av den porösa, fibrösa och / eller larninerade struktu- fen.

34. Isolerad elektrisk anordning enligt något av patentkraven 29 till 33, k ä n n e t e c k n a d av att den dielektriska gelande kompositionen omfattar en mineralolja och ett kombinerat gelatorsystem omfattande en segmentsampolymer och ñna dielektriska partiklar.

35. Isolerad elektrisk anordning enligt något av de föregående patent- kraven 29 till 34, k ä n n e t e c k n a d av att den dielektriska gelande kompositionen omfattar en mineralolja och ett gelatorsystem omfattande en segmentsampolymer som omfattar ett oleñnbaserat segment och ett segment med aromatiska ringar i sin skelettstiuktur. 511 215 30

36. Isolerad elektrisk anordning enligt patentkrav 29 till 35, k ä n n e- t e c k n a d av att den dielektriska gelande kompositionen omfattar en po- lystyren.

37. Isolerad elektrisk anordning enligt patentkrav 29 till 35, k ä n n e- t e c k n a d av att den dielektriska gelande kompositionen omfattar en sty- reneten / butenstyren-3-segmentsampolymer.

38. Isolerad elektrisk anordning enligt patentkrav 29 till 35, k ä n n e- t e c k n a d av att den dielektriska gelande kompositionen omfattar en sty- renbutadienstyren-3-segmentsampolymer.

39. Förfarande för framställning av en isolerad elektrisk anordning en- ligt något av patentkraven 29 till 38 omfattande en dielektrisk gelande kom- position omfattande en olja och en gelator och som uppvisar en termorever- sibel vätske-gelövergång vid en övergångstemperatur, Tt, varvid den gelande kompositionen vid temperaturer under Tt föreligger i ett mycket visköst elastiskt gelat tillstånd och, vid temperaturer över Tt föreligger i ett lättfly- tande väsentligt nevvtonskt våtsketillstånd, enligt något av patentkraven l till 24, varvid förfarandet omfattar stegen: tillhandahållande av en ledare och en porös, fibrös och/ eller laminerad struktur av ett fast elektriskt isolerande material förbundna med varandra; impregnering av den porösa, ñbrösa och/ eller laminerade strukturen med en dielektrisk vätska, och gelning av den dielektriska gelande kompositionen i närvaro av en gelator som ger den höga viskositeten och elasticiteten hos ett gel till vätskan vid sådana betingelser som anordningen är avsedd att användas under, k ä n n e t e c k n a t av att ett kombinerat gelatorsystem omfattande poly- mermolekyler och fina dielektriska partiklar med en partíkelstorlek i nano- meterintervallet framställs. 511 215 31

40. Förfarande enligt patentkrav 39, k ä n n e t e c k n a t av att det kombinerade gelatorsystemet tillsätts till oljan före impregnering och att impregneringen utförs vid en temperatur över övergängstemperamren Tt.

41. Förfarande enligt patentkrav 39 eller 40, k ä n n e t e c k n a t av att polymermolekylerna är ympade pä de fina dielektriska partiklarna.

42. Förfarande enligt patentkrav 39, k ä n n e t e c k n a t av att ka- beln efter impregnering avkyls till en temperatur under Tt, och att ett gelat nätverk efter avkylning bildas i den gelande dielektriska kompositionen, varigenom partiklarna innesluts i det gelade nätverket.

43. Förfarande enligt patentkrav 42, k ä n n e t e c k n a t av att par- tiklarna är jämnt fördelade i det gelade nätverket.

44. Förfarande enligt patentkrav 39 till 43, k ä n n e t e c k n a t av att impregneringen utförs vid en temperatur under l20°C, företrädesvis vid en temperatur frän 50°C till l20°C.

45. Förfarande enligt patentkrav 39 till 44, k ä n n e t e c k n a t av att den porösa, ñbrösa och /eller laminerade strukturen förbehandlas med det kombinerade gelatorsystemet före impregnering och att impregneringen ut- förs vid en reducerad temperatur.

46. Förfarande enligt patentkrav 45, k ä n n e t e c k n a t av att imp- regneringen av den förbehandlade strukturen utförs vid en temperatur från O°C till lOO°C, företrädesvis en temperatur från 20°C till 70°C.

47. Förfarande enligt patentkrav 39 till 46, k ä n n e t e c k n a d av att impregneringen utförs i närvaro av en tensid. 511 215 32

48. Förfarande enligt patentkrav 47, k ä n n e t e c k n a t av att den porösa, fibrösa och/ eller laminerade strukturen förbehandlas med tensiden före írnpregnering.

49. Förfarande enligt patentkrav 47, k ä n n e t e c k n a t av att ten- siden löses i den gelande kompositíonen före impregneríng.

50. Dielektrisk gelande komposition enligt något av patentkraven 1 till 25, k ä n n e t e c k n a d av ett gasabsorberande tillsatsmedel, såsom en lågmolekylviktspolyisobuten.