CH635700A5

CH635700A5 - Heavy-current cable, and a method for its production

Info

Publication number: CH635700A5
Application number: CH457678A
Authority: CH
Inventors: Jarle Sletbak; Arild Botne
Original assignee: Elektrisitetsforsyning
Priority date: 1977-04-28
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1983-04-15
Also published as: ES235675Y; JPS5416690A; GB1584501A; ZA782266B; AU518380B2; FI64866B; NO140249C; MX144377A; NL7804447A; FR2389204B1; IT1094114B; DD136080A5; AR216791A1; CA1116257A; AU3551578A; IN147280B; SE7804694L; NO771479L; FI64866C; BR7802680A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Starkstromkabel gemäss dem Oberbegriff des ersten Anspruches.

Es ist ein bekanntes Problem, dass insbesondere bei Starkstromkabel für höhere Spannungen in der Isolation sogenannte Wasserbäumchen oder elektrochemische Bäumchen entste65

hen, welche die elektrischen Eigenschaften der Isolation beeinflussen. Es wird angenommen, dass Verunreinigungen und Lunker das Wachstum der Bäumchen anregen, welche zu einem Zusammenbruch der Isolation führen können. In der Vergangenheit wurden verschiedene Gegenmassnahmen vorgeschlagen, um die Bildung solcher Wasserbäumchen zu eliminieren oder mindestens zu vermindern.

Das Problem der Elimination oder Reduktion der Bildung von Lunkern und Bäumchen in Polymer-Kabelisolationen wurde meistens in Zusammenhang mit Vernetzungsprozessen näher betrachtet. Solche Prozesse bestehen darin, dass der isolierte Leiter durch eine Zone hoher Temperatur und hohen Druckes und daraufhin durch eine Kühlzone geführt wird, welch letztere auch unter Druck stehen kann. Es hat sich gezeigt, dass, wenn eine Polymer-Isolation einer feuchten und heissen Atmosphäre, wie sie in einem Dampfvernetzungszylinder vorkommt, ausgesetzt wird, eine grosse Anzahl von Lunkern in der Kabelisolation auftreten.

Während die Anstrengungen zur Lösung des Problems der Verunreinigungen meistens dahingehen, dass das Rohmaterial verbessert wird, wird das Problem der Lunker während der Kabelherstellung angegangen. Verschiedene Verfahren wurden vorgeschlagen, bei welchen das übliche Verfahren der Erwärmung mit Dampf durch eine Erwärmung mit inertem Gas, durch Verwendung einer langen Düse und Ausnützung der dabei entstehenden Reibungswärme, oder durch Erhitzen mit Silikonöl ersetzt wird. Die Verfahren zur Erwärmung wurden verschiedentlich verändert. Weitere Verfahren befassen sich mit den üblichen Wasserkühlsystemen, um Wasser und Feuchtigkeit auch in dieser Stufe aufzuschalten. Trotzdem garantiert keiner der bekannten Prozesse eine lunkerfreie Isolation im Endprodukt.

Dies wird teilweise durch den Umstand verursacht, dass Wassermoleküle im Rohmaterial vorhanden sind, teilweise aber auch durch den Umstand, dass eine geringe Anzahl von Wassermolekülen üblicherweise während des Vernetzungsvor-ganges durch chemische Reaktion innerhalb der Polymer-Isola-tion entstehen, und teilweise durch die Tatsache, dass Wassermoleküle höchstwahrscheinlich in die Isolation eindringen, wenn das Kabel nicht in einer vollständig trockenen Umgebung installiert ist.

Die Lösung des Problems der Verhinderung oder mindestens Reduktion des Eintrittes von Wasser in ein installiertes Kabel ist im «Stand der Technik» ausführlich beschrieben, indem wasserdichte Metallabschirmungen um den Kabelkern angebracht werden. In einem Artikel «Kabelisolierungen aus Kunststoff» von Prof. Dr. G. Wanser und Dr. Ing. F. Wiznero-wics in «Kunststoffe 67» (1977) 5, Seite 275-279, wird dies erwähnt als mögliche Lösung für die Verhinderung des Eindringens von Wasser in das Kabel. Solche Schirme können aus extrudiertem Blei oder Aluminium sein, können aber auch Stahl- oder andere Metallbänder sein, welche um den Kabelkern gewickelt und verschweisst werden.

Während und nach der Inbetriebsetzung eines mit Metall abgeschirmten Kabels besteht immer das Risiko, dass die Abschirmung mechanisch beschädigt wird, so dass Wasser oder Feuchtigkeit durch die Abschirmung durchdringen kann. Es wurden verschiedene Gegenmassnahmen vorgeschlagen, um einen Längsfluss des Wassers im Kabel zu verhindern, d.h. jenen Zustand zu verhindern, bei welchem der Kabelkern nicht nur am Beschädigungspunkt dem Wasser oder der Feuchtigkeit ausgesetzt wird, sondern auch über eine beträchtliche Länge auf beiden Seiten der Beschädigung. Für diesen Zweck wurden sogenannte Wasserstopps in regelmässigen Intervallen längs des Kabels angeordnet, und es gab auch Vorschläge, welche eine komplette Füllung aller Hohlräume des Kabels mit einem wasserabstossenden Compound vorsahen. Um solche Compound-Füllungen so wirksam als möglich zu machen, kön

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nen die Metallabschirmungen gewellt oder mit anderen geeigneten Formen versehen sein. Solche Gegenmassnahmen wurden z.B. im US Patent Nr. 3 943 271 beschrieben. Am Schluss kann noch die Kabelinstallation in dichten Rohren erwähnt werden.

Aus dem oben erwähnten Artikel in «Kunststoffe 67» kann entnommen werden, dass der zerstörerische Effekt von Feuchtigkeit in extrudierten Isolationen erst 1974 entdeckt wurde und dass die Bezeichnung «Wasserbäumchen» in dieser Zeit kreiert wurde. Ein anderer Typ von Bäumchenbildung wurde jedoch schon bereits früher im Zusammenhang mit der Installation von Starkstromkabeln mit Kupferleitern in Umgebungen mit hohem Wasserstoffsulfidgehalt festgestellt. Dies wurde in der DT-AS Nr. 2 049 105 im Jahre 1969 beschrieben. Es wurde zu jener Zeit bereits beschrieben, dass ein starkes elektrisches Feld, welches als Bäumchen bezeichnet wurde, entstehen kann, und diese Bäumchen wurden Sulfidbäumchen genannt, um sie von den bekannten elektrischen Bäumchen zu unterscheiden.

Im letztgenannten Patent wurde insbesondere beschrieben, wie Wasserstoffsulfid, welches auf dem Meeresboden vorhanden ist, in die polymere Kabelisolation zum Kupferleiter vordringt, wo dann Kupfersulfide erzeugt werden. Diese Sulfide bewirken die Bildung von Sulfidbäumchenkristallen in der Isolation, wodurch die Isolation zerstört wird.

Während die Bildung von Sulfidbäumchen davon abhängig ist, dass ein Kupferleiter vorhanden ist und die Umgebung mit Wasserstoffsulfid angereichert ist, werden Wasserbäumchen unabhängig vom Leitermaterial und dem Wasserstoffsulfidgehalt der Umgebung erzeugt. Aus dem vorgenannten Artikel in «Kunststoffe 67» ist jedoch bekannt, dass das Wachstum der Wasserbäumchen durch Salzlösungen angeregt wird. Beide Arten von Bäumchenbildung (Sulfid- und Wasserbäumchen) können natürlich überwunden werden, wenn ein wasserdichter Metallschirm verwendet wird.

In der oben erwähnten DT-OS 2 049 105 wurde vorgeschlagen, das Problem der Sulfidbäumchen dadurch zu bewältigen, dass eine Lage von wasserunlöslichen Salzen direkt auf den Kupferleiter oder ausserhalb der Isolation angeordnet wurde. Der Zweck dieser Salzschichten besteht darin, eine Sulfidsperre zu erzeugen, damit mögliche wasserlösliche Sulfide der Umgebung mit der Salzschicht zusammenwirken und eine Schicht von wasserunlöslichen Sulfiden bilden. Eine solche Sulfidsperre bewirkt jedoch weder eine Verhinderung noch eine Reduktion des Eindringens von Wasser in die Isolation, so dass Wasserbäumchen weiterhin entstehen können.

In DT-OS Nr. 2 537 283 ist eine Lösung des Wasserbäumchenproblems beschrieben. In diesem Patent wird ausgesagt, dass der Grund für die Entstehung von Wasserbäumchen der folgende ist: In der Kunststoffisolation sind kleine Lunker vorhanden, welche Wasser aus der Umgebung aufnehmen, und wenn das chemische Potential des Wassers durch ein elektrisches Feld reduziert wird, werden die kleinen wassergefüllten Lunker grösser und bilden Wasserbäumchen. Um das elektrische Feld und dadurch die Bäumchenbildung zu reduzieren, wird in das Isoliermaterial ein Elektrolyt gemischt. Es ist wichtig, dass der Elektrolyt so gleichmässig als möglich im Isoliermaterial verteilt ist, und es wird ein Mischungsverhältnis von 10~7:1 Gew.-% des Isoliermaterials erwähnt. Diese Lösung muss als eher risikobehaftet angesehen werden, da die Zugabe von elektrolytischem Material zur Isolation das Wachstum von Wasserbäumchen höchstwahrscheinlich anregt.

Wie bereits erwähnt, wurden verschiedene Varianten der Vernetzung angegeben, um die Bildung von Lunkern im Isoliermaterial zu reduzieren. Das übliche Dampfvernetzen gefolgt von einer Wasserkühlung stellt jedoch einen billigen und einfachen Prozess dar und bildet den Gegenstand eines Artikels «The new crosslinking method of crosslinked Polyethylene cables with ultrasonic wave» in «Fujikura Technical Review»

(1974), Seite 40-57. In diesem Artikel wird ausgesagt, dass der Vernetzungsprozess beschleunigt werden soll, um die Zeit zu vermindern, während welcher das Isoliermaterial der Feuchtigkeit ausgesetzt wird, und zwar durch Verwendung von Ultraschallenergie während des Prozesses, und dass das Isoliermaterial während des Vernetzungs- und Kühlprozesses durch eine feuchtigkeitsabsorbierende Schicht geschützt wird.

In DT-OS Nr. 2 519 574 wird gesagt, dass das feuchtigkeitsabsorbierende Agens Calziumoxyd (CaO) sehr wirksam,sei. Obwohl in diesem Patent verschiedene feuchtigkeitsabsorbierende Agenzien erwähnt sind, ist dieses doch hauptsächlich auf CaO, MgO, CaS04(.2H20) und Si02-Gel konzentriert. Alle diese Agenzien haben eine sehr geringe Löslichkeit in Wasser, und die relative Feuchtigkeit einer gesättigten Lösung ist nahezu 100%. Das bedeutet, dass, wenn eine CaO oder eine diese Agenzien enthaltende Schicht gesättigt ist, die Schicht und deren Umgebung eine relative Feuchtigkeit von 100% aufweisen. Der Hauptzweck der in dieser Schrift beschriebenen Erfindung besteht darin, ein Eindringen von Dampf in die Isolation während des Dampfvernetzvorganges zu verhindern, so dass keine Mikrolunker in der Isolation gebildet werden. Die Erfindung stützt sich ab auf die Theorie, dass, wenn die Bildung von Mikrolunkern in der Isolation während des Vernetzungsprozesses vermieden wird, im fertigen Kabel keine Wasserbäumchen entstehen, selbst wenn dieses in feuchter oder nasser Umgebung installiert wird. Die Erfindung schreibt daher vor, dass die CaO-Schicht vor dem Dampfvernetzen aufgebracht wird und dass die Schicht keine Wirkung mehr hat, wenn der Vernetzungsprozess abgeschlossen ist, weil das aktive Agens mit Dampf gesättigt ist und keine feuchtigkeitsabsorbierende Fähigkeit mehr hat. Die Dicke der feuchtigkeitsabsorbierenden Schicht soll daher nach dieser Patentanmeldung auf die Zeit abgestimmt werden, während welcher das Kabel in der Vernetzungsstufe ist, d.h. je länger die Kabelisolation im Dampfvernetzungszylinder verweilt, um so dicker muss die Schicht sein. Dies daher, um sicherzustellen, dass die Schicht wirksam ist, solange der Dampfvernetzungsprozess dauert. Es werden aber auch Versuche mit einem Kabel erwähnt, welches ausserhalb der Kabelisolation (und zwischen dem Leiter und der Kabelisolation) mit einer kombinierten Halbleiter/CaO-Schicht versehen ist, bei welchen die Isolation keine Wasserbäumchen zeigte, nachdem das Kabel 30 Tage in Wasser getaucht war. Diese Prüfzeit muss jedoch als viel zu kurz betrachtet werden, um beweisen zu können, dass das Verfahren einen wirksamen Langzeitschutz des Kabels ergibt, wenn dieses in feuchter Umgebung installiert ist. Weiter muss CaO als für einen Langzeitschutz ungeeignet betrachtet werden, wegen der bereits erwähnten hohen relativen Feuchtigkeit. Es wird sogar gesagt, dass die äussere feuchtigkeitsabsorbierende Schicht nach dem Vernetzen der Isolation entfernt werden könne, und dass, falls die Schicht verbleibt, diese mit einer Abdeckung versehen werden soll, vermutlich einer wasserdichten Abdeckung.

Im Gegensatz zu dem, was in der erwähnten DT-OS Nr.2 519 574 vorgeschlagen wurde, bezweckt die vorliegende Erfindung die Erzeugung eines Kabels, welches unabhängig ist von feuchtigkeitsdichten Schirmen, welches jedoch die Kabelisolation gegen die Bildung von Wasserbäumchen während der ganzen Lebensdauer des Kabel, d.h. während mindestens 30 Jahren schützt.

Der Hauptzweck der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Starkstromkabel zu erhalten, welches nicht anfällig ist für die Bildung von Wasserbäumchen in der Isolation und welches die vorerwähnten Nachteile bekannter Kabel nicht aufweist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 11 genannten Merkmale. In abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des Kabels und des Verfahrens zur Herstellung dieses Kabels angegeben.

Versuche haben gezeigt, dass, wenn die relative Feuchtig5

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keit in der Isolation unter einem gewissen Grenzwert liegt,

keine Wasserbäumchen zu wachsen beginnen, selbst wenn Lunker und Verschmutzungen in der Isolation vorhanden sind.

Diese Grenze scheint bei ungefähr 70% relativer Feuchtigkeit zu liegen, was der Feuchtigkeit in Luft oberhalb Wasser ent- 5 spricht, welches mit NaCl gesättigt ist.

Einer der Vorteile von Starkstromkabeln mit einer Schicht gemäss den Merkmalen der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Bildung von Wasserbäumchen in der Isolation stark reduziert wird, selbst wenn die Isolation Lunker und Ver- io unreinigungen enthält. Die Erfindung verzichtet auf unnötige Gegenmassnahmen zur Reduktion von Lunkern und Verunreinigungen, gibt aber wesentliche Fortschritte an zur Erzeugung von besseren und sichereren Starkstromkabeln.

Weiter ist es bei Verwendung der vorliegenden Erfindung 15 nicht notwendig, die Kabel mit teuren wasserdichten Metallabschirmungen zu versehen.

Um den gewünschten Effekt zu erreichen, sollte das die Feuchtigkeit reduzierende Material eine gleichmässige Verteilung aufweisen, d.h. die ganze Oberfläche des Kabels soll damit 20 bedeckt sein.

Die wasserlöslichen Materialien sind auf einer äusseren und von der äusseren halbleitenden Schicht des Kabels getrennten Schicht aufgebracht und bilden keine wasserdichte Sperre. Der Zweck dieser Materialien besteht darin, die relative Feuchtig- 25 keit der Isolation auf einen bestimmten Prozentwert zu beschränken. Die relative Feuchtigkeit der Isolation wird beim Vorhandensein von Wasser auf einen Wert reduziert, welcher typisch ist für das verwendete Material, d.h. die relative Feuchtigkeit ist die gleiche wie in einer Atmosphäre oberhalb einer 30 gesättigten Lösung des verwendeten Materials in Wasser.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt eines erfindungsgemässen Kabels; und 35

Fig. 2 schematisch eine Anlage zur Herstellung des Kabels gemäss Fig. 1.

Es gibt verschiedene bekannte Materialien, welche für die Erläuterung dieser Erfindung verwendet werden können und welche die Fähigkeit zur Reduktion der relativen Feuchtigkeit 40 aufweisen. Die folgenden können genannt werden:

1. Nichtflüchtige Materialien, welche, wenn sie in Wasser gelöst werden, den Dampfdruck oberhalb der Lösung relativ zu jenem reduzieren, welcher für reines Wasser bei der gleichen

Temperatur vorhanden wäre. Wasserlösliche Salze sind ein 45 Beispiel für geeignete Materialien.

2. Salzbildende stabile Hydrate, wie z.B. CaCh + 2H2O = CaCb • 2H2O MgCh und Mg(C104>2.

3. Saure und basische Anhydride, wie z.B. P2O5 + 3H2O = 2H3PO4 H2S2O7 (=H2S04 + SO3) + H2O — 2H2SO4. 50

4. Materialien, welche für physikalische Adsorption geeignet sind, wie z.B. Silikagel und sogenannte Molekularsiebe, welche an der Oberfläche Wasser adsorbieren.

Die letztgenannte Gruppe von Materialien, nämlich Silikagel und Molekularsiebe, welche eine sehr grosse Oberfläche 55 oder Porosität aufweisen, besitzen den Nachteil, dass, wenn einmal die Oberfläche mit Wasser gesättigt ist, sie keine feuchtig-keitsreduzierende Wirkung mehr haben. Diese Materialien sind daher nicht geeignet, wenn eine Langzeitwirksamkeit gewünscht wird. 60

In bezug auf die Langzeitwirksamkeit haben Versuche gezeigt, dass sich die beiden ersten Gruppen von Materialien am besten eignen. Versuche haben auch gezeigt, dass diese Materialien einen hohen Widerstand gegen Auswaschen aufweisen. 65

Beispiele von Salzen, welche den gewünschten Effekt haben, sind in einem Artikel «The properties of water-salt systems in relation to humidity» von R. G. Wylie - publiziert

1965 in einem Buch von A. Wexler: «Humidity and Moisture», Band III im Verlag Chapman and Hall - beschrieben. Von den erwähnten Salzen sind nur jene mit einer relativen Feuchtigkeit unterhalb 70% geeignet, doch kann die Liste solcher wasserlöslicher Salze nicht als vollständig betrachtet werden.

Der Kern 1 eines elektrischen Starkstromkabels, auf welches die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, kann von konventionellem Aufbau sein, d.h. ein metallischer Leiter mit irgendeiner Konfiguration und irgendeinem Material, welcher mit einer Schicht eines halbleitenden Materials 2 belegt ist, gefolgt von einer oder mehreren Schichten einer extrudier-ten polymeren Isolation 3 der gewünschten Dicke und einer äussern Schicht aus halbleitendem Material 4. Eine Schicht 5 enthält ein Material, welches eine bekannte Fähigkeit zur Reduktion und Stabilisierung der relativen Feuchtigkeit ihrer Umgebung auf einen durch das Material bestimmten Wert aufweist, welche Schicht im folgenden als aktive Schicht bezeichnet wird. Die aktive Schicht 5 kann als vierte Schicht von polymerem Material extrudiert werden. Ferner können mehr als eine aktive Schicht vorgesehen werden, die aufeinander extrudiert oder angeordnet werden. Als Variante kann die aktive Schicht in Form eines Bandes vorgesehen werden, welches um den Kabelkern gewickelt oder gefaltet wird. Wiederum ist es möglich, zwei oder mehr Bänder zu wickeln oder zu falten oder es kann auch eine Kombination von extrudierten Schichten und gewickelten oder gefalteten Schichten vorgesehen werden. Ausserhalb der aktiven Schicht wird eine Deckschicht 6 vorzugsweise aus polymerem Material vorgesehen.

Die Dicke der aktiven Schicht in bezug auf den Kabeldurchmesser kann in der gleichen Grössenordnung sein wie jene der halbleitenden Schichten. Für die Lebensdauer der aktiven Schicht ist wichtig, dass das Kabel einen hinreichenden Betrag von aktivem Material pro Oberflächeneinheit aufweisen soll. Die Menge des aktiven Materials muss daher so ausgelegt sein, dass eine gewünschte Lebensdauer unter bestimmten Bedingungen (Temperatur, Feuchtigkeit der Umgebung, Wasserdurchlässigkeit des Decklagenmaterials) erhalten wird. Ein Gehalt von 0,01-0,1 g/cm2 wird als Beispiel betrachtet, welches gute Resultate für die Lebensdauer des Kabels ergibt. Es ist nun zu bemerken, dass, selbst wenn das aktive Material gesättigt wird, indem es der Feuchtigkeit ausgesetzt wird, die feuchtig-keitsstabilisierende und -reduzierende Wirkung so lange erhalten bleibt, als aktives Material übrigbleibt. Die relative Feuchtigkeit des Isoliermaterials wird nur graduell ansteigen auf Werte, bei welchen Wasserbäumchen wachsen, wenn das aktive Material graduell verbraucht ist.

Fig. 2 zeigt schematisch ein vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemässen Starkstromkabels. Der Kabelkern 1 wird von einem Abwickelhaspel 10 zu einem von mehreren Extrudern 11,12,13 zum Aufbringen der innern Halbleiterschicht 2, der Isolation 3 und der äussern Halbleiterschicht 4 geführt, worauf die vernetzbare(n) Schichten) in einer Vernetzungseinrichtung 14 vernetzt wird (werden).

Wenn das Kabel mit der aktiven Schicht 5 versehen ist, wird es in einem Extruder 15 mit einer Deckschicht 6 versehen, worauf das Kabel auf einem Aufwickelhaspel 16 aufgewickelt wird. Wenn während des Vernetzungsprozesses Dampf verwendet wird, wird die aktive Schicht 5 z.B. in einem Extruder 17 aufgebracht, und zwar gerade nachdem das Kabel mit der Isolation 3 und den halbleitenden Schichten 2 und 4 die Vernetzungseinrichtung passiert hat. Dadurch wird sichergestellt, dass die aktive Schicht voll wirksam ist, sobald das Kabel fertiggestellt ist. Wenn im Vernetzungsprozess kein Dampf verwendet wird und eventuell auch keine Wasserkühlung, ist es möglich, die aktive Schicht 5 direkt nach dem Aufbringen der äusseren Halbleiterschicht und vor dem Vernetzungsprozess aufzubringen, wie das durch den Extruder 18 angedeutet ist.

Das aktive Material kann einem Extruder in Form von fein-

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verteiltem Pulver oder Granulat zugeführt werden. Eine extrudierten Halbleiterschicht, 3,4 mm Isolation von mit Schicht von solchem aktivem Pulver kann auch erreicht wer- Dampf vernetztem Polyäthylen und einer extrudierten äussern den, indem man das Kabel von der Extrusion der äussern Halbleiterschicht (3fach extrudiert). Über der äussern halblei-Abdeckung oder dem Aufbringen eines Deckbandes durch tenden Schicht wurde eine Lage von gekrepptem Russpapier einen solches Pulver enthaltenden Behälter durchlaufen lässt. 5 mit 75% Überlappung gewickelt. Die aktive Schicht von Prüf-Als Variante kann das aktive Material in einer Lösung verteilt kabel Nr. 1 wurde erhalten, indem das fertigbewickelte Kabel sein, durch welche das Extrudergranulat vor der Extrusion durch einen Behälter mit einer gesättigten wässerigen Lösung durchläuft. Eine solche aktive Lösung kann auch in einer Isola- von CaCh gezogen wurde, welche Schicht daraufhin getrock-tionsschicht adsorbiert werden, welche über die äussere halb- net wurde, wonach ein 0,5 mm dicker Schrumpfschlauch über leitende Schicht extrudiert wird, indem man das Kabel durch io das Kabel gezogen und darauf aufgeschrumpft wurde. Beim die Lösung laufen lässt. Die aktive Schicht kann aber auch halb- Testkabel Nr. 2 wurde der Raum zwischen der trockenen leitend gemacht werden. Ein aktives aufwickelbares Band kann Bewicklung mit Russpapier und dem Schrumpfschlauch mit auch auf diese Weise hergestellt werden. Das aktive Material einer gesättigten wässerigen Lösung von CaCh gefüllt, bevor kann auch in ein aufgewickeltes Band oder in eine extrudierte der Schlauch geschrumpft wurde. Testkabel Nr. 3 war ein Schicht gesintert werden, um rasches Auswaschen zu verhin- ts Bezugskabel ähnlich dem Kabel Nr. 2 und gleich hergestellt, dern. Versuche haben gezeigt, dass die Auswaschzeit für das mit der Ausnahme, dass anstelle der CaCh-Lösung reines Was-aktive Material unter solchen Bedingungen wesentlich höher ser verwendet wurde. Alle Testkabel wurden in Wasser ist als die erwartete Lebensdauer des Kabels. Als praktische getaucht und bei Raumtemperatur geprüft. In den in Tabelle I Prüfung des Prinzips des Verwendens von wasserlöslichen gezeigten Intervallen wurden 5 mm lange Muster der Isolation Materialien gemäss vorliegender Erfindung als aktive Schicht 20 entfernt und im Mikroskop untersucht zur Zählung der Wasserwurden Langzeitversuche mit Kabeln durchgeführt. Die Test- bäumchen und zur Messung von deren Länge. Die mittlere kabel waren für eine Nennspannung von 12 kV ausgelegt mit Grösse «x» ist in (im angegeben, während «s» die Verteilung einem Aluminiumleiter von 35 mm2 Querschnitt, einer innern der Wasserbäumchen angibt.

Kabel-Tests in Wasser bei Raumtemperatur (20 °C) Spannung 20 kV Frequenz: 50 Hz

Kabel Aktive Test Bäumchen in Isolation Bäumchenbildung von Halbleiterschichten aus

(schlaufenförmig) innere Schicht äussere Schicht

Nr. Schicht Intervall Anzahl Länge Vert. Anzahl Länge Vert. Anzahl Länge Vert.

(h) pro mm x(|im) s pro mm x(|im) s pro mm x(|im) s

1

Trockenes CaCh

5312

0

2

Gesättigtes CaCh

8602

0

3

keine

1921

21,6

20

13

0,8

50

14

0

9495

15

50

0,5

160

0,5

260

Die Resultate der Tabelle I zeigen, dass die aktive Schicht ten wässerigen Lösung vorhanden ist, ein beträchtlicher Altevoll wirksam ist gegen die Bildung von Wasserbäumchen. 40 rungseinfluss besteht, kann man sehen, dass selbst ein so einfa-Wenn man noch in Betracht zieht, dass bei Kabelmuster Nr. 2 ches Ausführungsbeispiel eine beträchtliche Lebensdauer auf-wegen des Umstandes, dass CaCh nur in Form einer gesättig- weist.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Gegen Wassereinflüsse beständiges elektrisches Starkstromkabel mit einem Innenleiter (1), welcher mit einer oder mehreren Schichten (3) von polymerem Isoliermaterial wie auch mit einer innern (2) und einer äussern (4) halbleitenden 5 Schicht versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb der äussern Halbleiterschicht (4) und davon getrennt eine aktive Schicht (5) vorhanden ist, welche wasserlösliches Material enthält, welches die relative Feuchtigkeit der Kabelisolation auf einen 70% nicht übersteigenden Wert begrenzt und sta- io bilisiert.
2. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserlösliche Material in Wasser lösliche Salze sind.
3. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserlösliche Material ein Salz aus der Gruppe von Sai- is zen ist, welche stabile Hydrate bilden.
4. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material CaCh ist.
5. Kabel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Material MgCk ist.

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6. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Schicht (5) halbleitend ist.
7. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass über die aktive Schicht eine isolierende Schicht (6) aus polymerem Material aufgebracht ist. 25
8. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Schicht (5) in Form eines schraubenli-nienförmig gewundenen Bandes aufgebracht ist.
9. Kabel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Schicht pro cm2 ihrer Oberfläche min- 30 destens 0,01 g aktives Material enthält.
10. Kabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Schicht (5) wasserlösliches Material enthält, welches die relative Feuchtigkeit der Kabelisolation auf einen 50% nicht übersteigenden Wert begrenzt und stabilisiert. 35
11. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Starkstromkabels nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Schritte: Durchgang des elektrischen Leiters (1) durch einen oder mehrere Extruder (11-13) zum Aufbringen der innern halbleitenden Schicht (2), einer oder mehreren Isolations- 40 schichten (3) und der äussern halbleitenden Schicht (4), wobei mindestens eine der genannten Schichten (2-4) aus vernetzbarem polymerem Material besteht; entweder Vernetzen der vernetzbaren Schichten (2-4) und anschliessendes Aufbringen der aktiven Schicht (5), oder Aufbringen der aktiven Schicht (5) 45 und anschliessendes Vernetzen der vernetzbaren Schichten (2-4).
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Schicht (5) vor dem Vernetzen aufgebracht wird, und dass beim Vernetzen kein Dampf verwendet wird. 50
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Aufbringen der aktiven Schicht (5) durch Extrusion dem zu extrudierenden granulierten polymeren Material das aktive Material als feinverteilte Kristalle beigegeben werden.
14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, 55 dass mit dem aktiven Material eine gesättigte Lösung hergestellt wird, die durch das granulierte polymere Material vor der Extrusion der aktiven Schicht (5) adsorbiert wird.