AT253027B - Geschichtetes und imprägniertes Dielektrikum für ein Gleichstrom-Leistungskabel - Google Patents

Description

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  Geschichtetes und imprägniertes Dielektrikum für ein
Gleichstrom-Leistungskabel 
Die Erfindung betrifft ein geschichtetes und mit einem flüssigen oder halbfesten   Isolierstoff impräg-   niertes Dielektrikum für ein Gleichstrom-Leistungskabel, das Spannungen von wenigstens 100 KV standhalten soll. 



   Der Potentialgradient im Dielektrikum solcher Kabel hängt vom spezifischen Widerstand des für das Dielektrikum verwendeten Materials ab. Da der spezifische Widerstand dieses Materials stark von der Viskosität abhängt, die ihrerseits eine Funktion der Temperatur ist, ergibt sich, dass sich während derEr-   wärmungs- und   Abkühlungsperioden des Kabels die Verteilung des Potentialgradienten im Kabeldielektri-   kum starkgegenüber jenen Verhältnissen ändernkann,   bei denen das Dielektrikum vom thermischen Standpunkt aus stabilisiert ist. 



   Neuere Untersuchungen haben erwiesen, dass bei einer Abkühlung des Kabels infolge der damit verbundenen raschen Änderung der elektrischen Parameter der Isoliermaterialien eine erhebliche Unabgeglichenheitder Verteilung der elektrischen Ladungen innerhalb des Dielektrikums auftreten kann. Diese Ladungen, die normalerweise   als"Raumladungen"bezeichnet   werden und im dielektrischen Körper während des Kabelbetriebes auftreten, sind auch infolge von Schwankungen der angelegten Spannung und insbesondere infolge von Schwankungen der elektrischen Belastung unregelmässig verteilt. 



   Die Bewegungen der Raumladungen erfolgen insbesondere während Übergangsphasen elektrischer und thermischer Natur und dauern auch nach Beendigung dieser Phasen über lange Perioden an, wobei sich ihr Abklingen in einer langen Zeit verlängert. 



   Eine unabgeglichene Verteilung der Raumladungen kann zu örtlichen Konzentrationen des elektrischen Gradienten führen und für den Kabelbetrieb sehr schädlich sein. 



     Diese Erscheinung ist besonders auffällig in einem geschichtetenDielektrikum,   d. h. in einem Dielektrikum, das aus mehreren Lagen von wendelförmig gewickelten Streifen besteht und bei dem die zwischen den Streifen verbleibenden Hohlräume mit einem flüssigen oder halbfesten Isolierstoff ausgefüllt sind. In diesem Falle werden in bezug auf dielektrische Festigkeit die besten Ergebnisse erzielt, wenn der Wert des spezifischen Widerstandes des Dielektrikums innerhalb definierter Grenzen gehalten wird. 



   Der obere Grenzwert des spezifischen Widerstandes muss hinreichend niedrig sein, um eine rasche Verteilung der Raumladungen zu ermöglichen und so eine Konzentration derselben zu vermeiden. Die untere Grenze wird offensichtlich durch jenen Wert festgelegt, der noch eine gewisse Sicherheit gegen übermä- ssigen Streustrom vermittelt, der seinerseits zu einer Durchlochung des Dielektrikums infolge thermischer Instabilität führen könnte. Um die gewünschten Verhältnisse in einem geschichteten und imprägnierten Dielektrikum zu erhalten, kann sowohl das die Isolierstreifen bildende Material als auch der Isolierstoff, mit dem diese Streifen imprägniert werden, entsprechend gewählt werden. 



   Das Kennzeichen eines gemäss der Erfindung ausgebildeten geschichteten und imprägnierten Dielektrikums für ein Gleichstrom-Leistungskabel, das Spannungen von wenigstens 100 KV standhalten soll, besteht darin, dass es durch Zusatz antistatischer Stoffe mit ionischer Leitfähigkeit, wie Metallseifen, oder 

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 mit elektronischer Leitfähigkeit, wie geblasenem Bitumen, zu dem das geschichtete Dielektrikum bildenden, isolierenden Bandmaterial und bzw. oder zur Imprägnierungsmasse einen stabilen spezifischen Widerand zwischen   1015     und 1016 Ohm.   cm, gemessen nach einer Minute bei   200c   und einem Potentialgradienten von 50 V/mm aufweist. 



   Ein derartiges Dielektrikum kann industriell mit Isolierstreifen, beispielsweise aus Papier, hergestellt werden, die mit ionisierbaren Salzen mit antistatischen Eigenschaften, wie beispielsweise Karbonaten von Alkalimetallen oder Alkylphosphaten, die teilweise mit Aminen modifiziert oder mit Stoffen kombiniert sind, die infolge vorherrschender elektronischer Leitfähigkeit antistatische Eigenschaften aufweisen, wie   beispielsweise Anilinsehwarz,   Polymere von Poly-acen-chinonen oder Polyvinyl-apthracen-Derivate, imprägniertsind.

   Alternativ können die Isoliereigenschaften der imprägnierten Masse, die beispielsweise aus einem Bereich eines Mineralöls für Kabel und Polyisobutylen besteht, durch den Zusatz eines in diesem   Gemisch löslichen Stoffes   modifiziert werden, der eine ionische Leitfähigkeit aufweist, wie beispielsweise Metallseifen und Bleinaphthenat,   oder von Stoffen, die eine überwiegend elektronische Leitfähigkeit   haben, wie beispielsweise hochkondensierte polyzyklische Verbindungen, z. B. Bitumen von Rohöl, das in Gegenwart von   Eisen- (Ii)-chlorid   als Katalysator geblasen worden ist. 



   Als Beispiel für den Anteil des antistatischen Stoffes, der dem flüssigen   Mineralöl zugesetzt werden   soll, sei angegeben, dass einem Mineralöl, das 2% Polyisobutylen als Verdickungsmittel enthält,   0, 5 Gew.-% Bleinaphthenat oder die gleiche   Menge von geblasenem Bitumen, bezogen auf das Gesamtgewicht des Öles, beizumengen ist. 



   Im Rahmen der Erfindung kann ein Zusatz ein und desselben antistatischen Stoffes sowohl zu den Isolierstreifen als auch zum Imprägnierstoff erfolgen ; es kann auch ein Zusatz eines vorgegebenen antistati-   sehen Stoffes zu   den Isolierstreifen und ein Zusatz eines andern antistatischen Stoffes zur Imprägniermasse erfolgen. So kann beispielsweise ein Karbonat eines Alkalimetalles dem Papier und geblasenes Bitumen dem Imprägnierstoff zugesetzt werden. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Geschichtetes und imprägniertes Dielektrikum für ein Gleichstrom-Leistungskabel, das Spannungen vonwenigstens 100 KV standhalten soll, dadurch gekennzeichnet, dass es durch Zusatz antistatischer Stoffe mit ionischer   Leitfähigkeit,   wie Metallseifen, odermit elektronischer Leitfähigkeit, wie   geblasenem Bitumen, zu dem das geschichtete Dielektrikum bildenden, isolierenden Bandmaterial und bzw. oder zur Imprägniermasse einen stabilen spezifischen Widerstand zwischen 10 und 10 Ohm.. cm,    gemessen nach einer Minute bei   20 C   und einem Potentialgradienten von 50 V/mm, aufweist.

Claims (1)

1. 2. Dielektrikum nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallseifen, wie z. B. Bleinaphthenat, im Imprägnierungsöl in einer Menge von 0, 1 bis 5 Gen.-% des Gesamtgewichtes des Öles gelöst sind.

   3. Dielektrikum nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass das geblasene Bitumen im Imprägnierungsöl in einer Menge von 0, 1 bis 5 Gel.-% des Gesamtgewichtes des Öles gelöst ist.