DD155663A1 - Feldbegrenzungsschicht fuer ein vorzugsweise srahlenvernetztes polyaethylen-mittelspannungskabel - Google Patents

Abstract

Feldbegrenzungsschicht fuer ein vorzugsweise strahlenvernetztes Polyaethylen-Mittelspannungskabel, wobei Leiterglaettung, Isolierung und leitfaehige Feldbegrenzung des Kabels in einem Arbeitsgang aufgebracht werden. Ziel der Erfindung ist es, dass sich die aeussere leitende vernetzte Schicht der Aderumhuellung leicht abschaelen laesst und hohlraumfrei an der Isolierung haftet. Aufgabengemaess wird mit einer Strahlendosis von 20 Mrad der erforderliche Vernetzungsgrad erreicht und waehrend der Bestrahlung eine Aufschaeumung durch freiwerdende Radiolysegase unterdrueckt. Erfindungsgemaess besteht das leitfaehige Compound aus 35 bis 75 Gew.-% Aethylenvinylacetat, 10 bis 35 Gew.-% Leitruss. Die Erfindung ist auf die Kabelindustrie beschraenkt.

Description

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Feldbegrenzungsschicht für ein vorzugsweise strahlenvernetztes Polyäthylen-Mittelspannungskabel

Anwendungsgebiet der Erfindung . .

Die Erfindung betrifft eine Feldbegrenzungsschicht für ein vorzugsweise strahlenvernetztes Polyäthylen-Mittelspannungskabel, wobei leiterglättung, Isolierung und leitfähige FeIdbegrenzung des Kabels im gleichen Arbeitsgang und üblicherweise die leiterglättung und die Isolierung im Tandemverfahren und die äußere Feldbegrenzung durch Co-Extrusion mit Hilfe eines Doppelspritzkopfes aufgebracht werden< > Leiterglättungj Isolierung und Feldbegrenzungsschicht werden anschließend durch Bestrahlung mit energiereichen Elektronen gemeinsam vernetzt.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Für die Herstellung von Endabschlüssen, Abzweig- und Verbindungsmuffen ist es erforderlich, daß die äußere Feldbegrenzungsschicht ohne großen Kraftaufwand rückstandsfrei von der Isolierung entfernt werden kann. Andererseits ist aber auch Bedingung, daß diese Schicht "elektrisch" so fest auf der Isolierung haftet, daß sie ihre Funktion als Feldbegrenzungsschicht voll erfüllen kann, Eigse an sich widersprüchlichen Forderungen der "elektrischen Verschweißung" von äußerer leitschicht und Isolierung auf der einen und der leichten Abmantelbarkeit auf der anderen Seite führen zu einer erheblichen Eingrenzung der in Frage kommenden Materialien. · Um das Abschälen der leitenden -Aderschirmschicht von der

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Isolierung zu ermöglichen, sind "bereits mehrere Verfahren mit unterschiedlichem Erfolg erprobt worden, wie beispielsweise das SuIfonieren der Isolation oder Beschichten der Isolation mit Trennmitteln vor dem Aufbringen der leitenden Absehirm- schicht. Andere Verfahren basieren auf der Verwendung von Trennmitteln, die dem leitfähigen Polymer direkt eingearbeitet sind (EE-OS 27 23 488). Es ist auch der Einfluß des Vinylacetatanteils von EVA auf die Haftfestigkeit an PE bekannt und es wird als günstigstes Basisharz ein EVA mit einem Vinylacetatanteil von 27 - 45 Gew.-^ angegeben (DE-OS 26 20 105). I>es weiteren wird die Verwendung von leitfähigen Zwischenschichten beschrieben, deren mechanische Festigkeit kleiner als die der Isolierung und kleiner als die der äußeren Leit-' •schicht ist (DE-OS 24 30 792).

Darüber hinaus wird als Basismaterial für die leitfähige Peldbegrenzung Polybuten, Polypropylen oder Polystyrol empfohlen (DS-OS 27 29 067).

Die Verwendung eines synthetischen Materials, das in Gegenwart von Peroxiden abgebaut wird, ist ebenfalls bekannt (DE-OS 25 52 895)· In Jedem Pail wird die Leitfähigkeit der Mischung in bekannter Weise durch Zumischen von Euß erreicht. Sämtlichen beschriebenen Verfahren haftet der Nachteil an, daß die vorgeschlagenen Werkstoffe den spezifischen Anforderungen der Strahlenvernetzung in vielen Punkten nicht gerecht v/erden. Bei der Auswahl der Werkstoffe für die EeIdbegrenzung von strahlenvernetzten Starkstromkabeln ist zu berücksichtigen, daß diese Materialien mit einer Strahlendosis von 20 Mrad den erforderlichen Vernetzungsgrad erreichen müssen. 20 Mrad ist die Strahlendosis, die notwendig ist, um die Polyäthylenisolierung nach den Richtlinien der verbindlichen Kabelvorschriften zu vernetzen (z.B. IEC-Dokument Mi·.20 A (Central Office) 30).

Polypropylen, Polyisobutylen, Polystyrol oder Butylkautschuk erreichen unter diesen Bedingungen nicht den erforderlichen Vernetzungsgrad, der als ein Maß für die Wärmeformbeständigkeit anzusehen ist.

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Polyisobutylen gehört sogar zu der Gruppe von Werkstoffen, die unter Strahleneinwirkung abgebaut werden. EVA-Typen mit niedrigem VA-Anteil vernetzen zwar schon gut bei-geringeren Strahlendosen, haben aber den Wachteil einer zu starken Haftung an PE und sind damit nicht mehr schälbar. Höher prozentige EVA-Typen vernetzen ebenfalls gut, neigen aber bei der Bestrahlung zur Abhebung bzw. Aufschäumung der leitfähigen Schicht durch freiwerdendes Radi.olysegas.

Ziel der Erfindung

Die erfindungsgemäße Lösung soll es ermöglichen, daß sich insbesondere für den Spannungsbereich 6 kV bis 30 kV die äußere leitende vernetzte Schicht der Aderumhüllung für Montagezwecke leicht abschälen läßt und hohlraumfrei an der Isolierung haftet.

Darlegung des Wesens der E_rfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Feldbegrenzungsschicht für ein vorzugsweise strahlenvernetztes Polyäthylen-Mittelspannungskabel zu finden, die mit einer Strahlendosis von 20 Mrad den erforderlichen Vernetzungsgrad erreicht und während der Bestrahlung eine Aufschäumung durch freiwerdende Radiolysegase unterdrückt. Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß das leitfähige Compound aus ·

35 bis 75 Gew.-$ Ä'thylenvinylacetat 10 bis 35 Gew.-^ thermoplastisches Polyurethan 10 bis 50 Gew.-^ leitruß ^:

sowie weitere Zusätze, wie Gleitmittel, Stabilisatoren und Vernetzungsaktivatoren bis zu 10 Gew.-^ besteht. Zweckmäßigerweise wird von einem niedrig- bis mittelprozentigem Äthylenvinylacetat-Copolymer ausgegangene Die verhältnismäßig hohe Neigung von EVA mit geringem Vinylacetat-Anteil zum Verschweißen mit Polyäthylen wird überraschenderweise durch Zusatz des polaren thermoplastischen Polyurethans so_a gesteuert, bis die.gewünschte Haftfestigkeit erreicht wird. ;

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Durch die leichte Vernetzbarkeit des Ithylenvinylacetats wird der erforderliche Vernetzungsgrad erzielt. Der PUR-Anteil des Compounds trägt zu einer wesentlichen Erhöhung der T/ärmeformbeständigkeit des sich bei der Bestrahlung erwärmenden Materials bei. Demzufolge können frei werdende Radiolysegase keine Aufschäumung bzw. Blasenbildung des anfänglich noch thermoplastischen Materials bewirken. Die Erfindung soll an einem Ausfuhrungsbeispiel näher beschrieben werden.

Ausführungsbeispiel

E^ne leitfähige Aderschirmung aus einer Mischung von 100 Teilen A'thylenvinylacetat (11$ VA-Anteil)

40 Teilen thermoplastisches Polyurethan (Shore-Härte A 80)

und · 65 Teilen Leitruß . .

wird im Co-Extrusionsverfahren auf eine Polyäthylenisolierung gebracht und anschließend mit einer Strahlendosis von 20 Mrad vernetzt. .

Die Haftfestigkeit der Feldbegrenzungsschicht beträgt 12 M/cm (18O° Anordnung, Abziehgeschwindigkeit 50 mm/min). Sie läßt sich rückstandsfrei von der Isolierung entfernen« Der Vernetzungsgrad (hot-set-Test) nach IEC 20 A(Central Office) beträgt 95 $·

Claims (2)

2 2 6539 Erfindungsanspruch:

1« Peldbegrenzungsschicht für ein vorzugsweise strahlenvernetzt es Polyäthylen-Mittelspannungskabel, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Compound aus

35 bis 75 Gew.-# Äthylenvinylacetat

10 bis 35 Gew.-$ thermoplastisches Polyurethan

und 10 bis 50 Gew.-^ Leitruß

besteht«

2» Peldbegrenzungsschicht nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Compound Stabilisatoren, Gleitmittel und
Vernetzungsaktivatoren bis zu 10 Gew»-$ enthält»