DE1640274C

DE1640274C - Cable with graded insulation

Info

Publication number: DE1640274C
Authority: DE
Inventors: Stephen Stratford Mac Kenzie Burton Thornley jun Monroe Conn Zysk (V St A)
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Publication date: 1972-12-14

Description

3. Elektrisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, nommen worden sind.3. Electrical cable according to claim 1 or 2, have been taken.

dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten aus Erfindungsgemäß enthält ein isoliertes Elektrokabelcharacterized in that the layers according to the invention contains an insulated electrical cable

einem Äthylen-Propylen-Copolymer bestehen. einen metallischen Leiter und eine abgestufte Isolation,consist of an ethylene-propylene copolymer. a metallic conductor and a stepped insulation,

4. Elektrisches Kabel nach einsm der vorher- die den Leiter in mehreren Lagen umgibt, wobei jede gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, 30 Schicht eine verschiedene Dielektrizitätskonstante bzw. daß der Titandioxyd-Füllstoff mit etwa 0,5 bis relative Dielektrizitätskonstante besitzt, die vom Leiter 3 Gewichtsprozent eines Vinylsilans behandelt ist. aus gesehen, nach außen hin in fallender Ordnung4. Electrical cable after one of the previous one, which surrounds the conductor in several layers, each going claims, characterized in that 30 layer has a different dielectric constant or that the titanium dioxide filler has about 0.5 to relative dielectric constant that of the conductor 3 percent by weight of a vinyl silane is treated. seen from the outside, in descending order

5. Elektrisches Kabel nach einem der vorher- abgestuft ist. Jede Isolationslage besteht aus einem gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, vernetzten, durch Wärme härtbaren Polyäthylendaß die innerste Schicht etwa 25 bis 75 °/„ der Ge- 35 material, und in eine oder mehrere Lagen ist ein Titansamtwandstärke der abgestuften Isolation aus- dioxyd-Füllmaterial in variierenden Mengen einvermacht, leibt, die von der Zahl der Lagen und der gewünschten5. Electrical cable according to one of the previously graded. Each insulation layer consists of one going claims, characterized in that crosslinked, heat-curable Polyäthylendaß the innermost layer is about 25 to 75% of the material, and in one or more layers there is a titanium velvet wall thickness the graded insulation made of dioxide filler material in varying amounts, depends on the number of layers and the desired

relativen Dielektrizitätskonstante abhängen. Dies wirddepend on the relative dielectric constant. this will

im folgenden noch im einzelnen erklärt werden. Einwill be explained in detail below. A

40 isoliertes Kabel mit diesem Aufbau weist eine hohe Durchschlagsspannung und geringe Leistungsverluste auf und kann bis zu hohen Temperaturen beansprucht40 insulated cable with this structure has a high breakdown voltage and low power loss and can withstand high temperatures

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches werden. Außerdem werden eine Armierung des LeitersThe present invention relates to an electrical will. In addition, the conductor is reinforced

Kabel aus einem metallischen Leiter und einer den und metallische Abdeckteile vermieden, so daß da-Cable made of a metallic conductor and one of the and metallic cover parts avoided, so that there-

Leiter umgebenden abgestuften Isolierung, die aus 45 durch die Installation des Kabels wesentlich erleichtertConductor surrounding stepped insulation, which makes it much easier to install the cable from 45

zwei Schichten zusammengesetzt ist, aus einem poly- wird.two layers is composed of one poly- will.

meren Material besteht und deren Titandioxydgehalt In F i g. 1 ist ein erfindungsgemäßes Kabel von ab-meren material and its titanium dioxide content in FIG. 1 is a cable according to the invention from

in der äußeren Isolierschicht geringer ist als in der gestufter Bauweise gezeigt. Das Kabel wird allgemeinin the outer insulating layer is less than shown in the stepped construction. The cable becomes general

inneren Isolierschicht. mit 10 bezeichnet, und es enthält einen inneren me-inner insulating layer. denoted by 10, and it contains an inner me-

Ein elektrisches Kabel mit abgestufter Isolierung 50 tallischen Leiter 12, der in Form eines verdrilltenAn electrical cable with stepped insulation 50 metallic conductor 12, which is in the form of a twisted

der vorgenannten Art ist bereits aus der USA.-Patent- Kabels gezeigt ist, obwohl er selbstverständlich auchthe aforementioned type has already been shown from the USA patent cable, although it goes without saying that it is also

schrift 3 287 489 bekannt. Das aus der genannten einen massiven Leiter enthalten kann. Allgemein istdocument 3,287,489 known. That can contain a solid head from the above. General is

USA.-Patentschrift bekannte elektrische Kabel weist eine Halbleiterlage 14, ζ. B. ein Band, um den me-USA.-Patent known electrical cable has a semiconductor layer 14, ζ. B. a ribbon to

jedoch gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform tallischen, verdrillten Leiter herum angebracht, umhowever, according to a preferred embodiment, metallic, twisted conductors are attached around

noch eine dritte Isolierschicht auf, deren Titandioxyd- 55 einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Leiterstill has a third insulating layer, the titanium dioxide 55 of which ensures good electrical contact between the conductor

gehalt gegenüber der benachbarten Isolierschicht und der Isolation herzustellen und um weiterhin Be-content compared to the adjacent insulating layer and the insulation and to continue

wiederum höher ist. lastungen abzuschirmen und dadurch alle Belastungenagain is higher. shield loads and thereby all loads

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zu- der einzelnen Adern auszugleichen. Wie in der FigurIn contrast, the invention has the task of compensating for the individual wires. As in the figure

gründe, ein elektrisches Kabel der eingangs genannten dargestellt, enthält das Kabel 10 eine innere Isolier-reasons, an electrical cable of the aforementioned shown, the cable 10 contains an inner insulating

Art so zu verbessern, daß es für hohe Spannungen ge- 60 schicht 16 und eine äußere Isolierschicht 18. Es wirdArt to be improved so that it is 60 layer 16 and an outer insulating layer 18 for high voltages

eignet ist und dabei nur relativ geringe Leistungs- aber darauf hingewiesen, daß ein Kabel in abgestuftciis suitable and thereby only relatively low power but it should be noted that a cable in graduated ci

Verluste aufweist. Darüber hinaus sollen die elektri- Bauart, das in den Bereich dieser Erfindung fällt, auchHas losses. In addition, the electrical types falling within the scope of this invention are also intended

sehen Eigenschaften des Kabels gegenüber Feuchtig- mehr als zwei Isolierschichten enthalten kann. Da«see the properties of the cable in relation to moisture - it can contain more than two layers of insulation. There"

keitseinflüssen stabil sein. Kabel besitzt gewöhnlich auch eine zweite Halbleiter-be stable under the influence of external factors. Cable usually also has a second semiconductor

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß dadurch 65 schicht oder ein Band 20, z. B. ein nylonimprägnierteiThese tasks are according to the invention thereby 65 layer or a tape 20, z. B. a nylon impregnated egg

gelöst, daß das polymere Material ein vernetztes Poly- Band, eine metallische Bewehrung 22, wie eine Kupfer-solved that the polymeric material is a cross-linked poly tape, a metallic reinforcement 22, such as a copper

äthylen, ein vernetztes Copolymeres des Äthylens oder umhüllung, und darüber eine äußere Umhüllungethylene, a cross-linked copolymer of ethylene or sheath, and over it an outer sheath

eine Mischung des Polyäthylens und anderer Poly- (nicht gezeigt) aus üblichem Material. Alle Isolationsa mixture of polyethylene and other poly (not shown) of common material. All isolation

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schichten des Kabels sind aus einem vernetzten Poly- gewiesen, daß auch Mischungen ode? Copolymere vonlayers of the cable are made of a cross-linked poly- so that mixtures or? Copolymers of

äthylenmaterial aufgebaut, und die relative Dielektrizi- Äthylen verwendbar sind.ethylene material built up, and the relative dielectric ethylene are usable.

tätskonstante der aufeinanderfolgenden Isolations- Eine oder mehrere der Isolationsschichten entlagen nimmt von der innersten zur äußersten Schicht halten einen Titandioxyd-Füllstoff, um die relative ab. Vernetztes Polyäthylen hat z. B. eine bekannte re- 5 Dielektrizitätskonstante der Schicht zu beeinflussen, lative Dielektrizitätskonstante, deren Wert dadurch Der Ausdruck »Füllstoff« bezieht sich, wenn er nachvergrößert werden kann, daß Titandioxyd-Füllmaterial folgend und in den Ansprüchen in Verbindung mit vor dem Härten in die Masse gemischt wild. Die in- Titandioxyd verwendet wird, auf Titandioxyd, das in nerste Lage der Isolation ist so aufgebaut, daß sie die dem Polyäthylenmaterial enthalten ist, um die relative höchste relative Dielektrizitätskonstante hat und die io Dielektrizitätskonstante der behandelten Isolierschicht äußerste Lage die niedrigste. Dies wird dadurch er- meßbar zu verändern, und er wird im allgemeinen in reicht, daß der Gehalt an Titandioxyd-Füllstoff ver- einer Menge von nicht weniger als 10 Teilen pro ändert wird, wobei die innerste Isolationslage den 100 Teile Polymer verwendet. Dadurch unterscheidet höchsten Prozentsatz an Titandioxydzusatz enthält sich der Zusatz von einem färbenden Pigment. Der und der Gehalt an Füllstoffzusatz in jeder ier auf- 15 Titandioxydzusatz besitzt eine charakteristische Teileinanderfolgenden Lagen vom Leiter nach außen hin chengröße von etwa 0,2 bis 0,4 Mikron (mittlerer abnimmt. Der Unterschied der relativen Dielektrizi- Durchmesser) und ein spezifisches Gewicht von etwa tätskonstanten zwischen der innersten und äußersten 3,9 bis 4,1. Es ist weiterhin festgestellt worden, daß die Isolationsschicht für ein Kabel ist wunschgemäß so Rutil-Kristallstruktur besonders brauchbar ist. Der groß wie möglich, und vorzugsweise sollte der Unter- 20 Wert der relativen Dielektrizitätskonstanten für eine schied bei einer Messung in einem Temperaturbereich Isolationsschicht wird durch eine gesteigerte Menge zwischen etwa 20 und 100⁰C nicht weniger als 1,5 be- an Titandioxyd-Füllstoff vergrößert, und bei der ertragen. Zweckmäßigerweise sollte die Differenz nicht findungsgemäßen abgestuften Bauait enthält die inkleiner als 2 sein, wenn nach ASTM D 150 (American nerste Lage die größte zugesetzte Menge. Folglich verSociety for Testing Materials, Philadelphia) geprüft 25 ringert sich der Wert der relativen Dielektrizitätskonwird. Die relative Dielektrizitätskonstante einer jeden stanten der aufeinanderfolgenden Isolationsschichten Isolationsschicht ist relativ stabil, wenn in dem vor- von der innersten Lage, welche die größte relative Digenannten Temperaturbereich gemessen wird. Bei der elektrizitätskonstante besitzt, zur äußersten Lage, bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform ent- welche die niedrigste relative Dielektrizitätskonstante hält die innerste Schicht genügend Titandioxyd, um 30 besitzt.constant of the successive insulation layer One or more of the insulation layers removed takes from the innermost to the outermost layer a titanium dioxide filler to keep the relative off. Cross-linked polyethylene has z. B. to influence a known re 5 dielectric constant of the layer, the relative dielectric constant, the value of which thereby Crowd mixed wild. The in-titanium dioxide used is based on titanium dioxide, which is built up in the nerste layer of the insulation in such a way that it contains that of the polyethylene material, has the highest relative dielectric constant and the dielectric constant of the treated insulating layer, outermost layer, has the lowest. This becomes measurable by changing, and it is generally sufficient, that the content of titanium dioxide filler is changed in an amount of not less than 10 parts each, the innermost insulation layer using the 100 parts polymer. This means that the highest percentage of titanium dioxide added differs between the additive and a coloring pigment. The and the content of filler additive in each of the titanium dioxide additive has a characteristic partial successive layers from the conductor to the outside small size of about 0.2 to 0.4 microns (mean decreases. The difference in the relative dielectric diameter) and a specific weight of approximately constant between the innermost and outermost 3.9 to 4.1. It has also been found that the insulation layer for a cable is as desired so that the rutile crystal structure is particularly useful. As large as possible, and preferably should be the lower value of the relative dielectric constant for a different when measured in a temperature range insulating layer is by an increased amount between about 20 and 100 ⁰ C not less than 1.5 be of titanium dioxide filler enlarged, and at the endure. Appropriately, the difference should be less than 2, if according to ASTM D 150 (American nerste layer the largest amount added. Consequently, Society for Testing Materials, Philadelphia) is tested 25 the value of the relative dielectric conw is reduced. The relative dielectric constant of each constant of the successive insulation layers, insulation layer, is relatively stable if in the front of the innermost layer, which has the greatest relative temperature range, is measured. In the case of the electrical constant, the preferred embodiment according to the invention, for the outermost layer, which has the lowest relative dielectric constant, the innermost layer has enough titanium dioxide to contain 30%.

dieser Lage eine relative Dielektrizitätskonstante von Im allgemeinen enthält die äußerste Isolierschicht mehr als 4,2 zu geben. Ferner weist das abgestufte keinen Titandioxydzusatz, falls es jedoch erwünscht Kabel eine relative Dielektrizitätskonstante von nicht ist, kann auch diese einen relativ kleinen Betrag an mehr als 4 auf, wenn in dem vorgenannten Tempera- Titandioxyd enthalten, wobei dieser lediglich als färturbereich gemessen wird, und einen Leistuhgsverlust- 35 bendes Pigment verwendet wird,
faktor, der nicht über 1 °/₀ beträgt. Die relative Di- Wie vorstehend bereits ausgeführt, besitzt vernetztes elektrizitätskonstante hängt von Faktoren ab, wie der Polyäthylen eine bekannte relative Dielektrizitätskon-Differenz zwischen den relativen Dielektrizitätskon- stante von ungefähr 2,25. Um einen abgestuften stanten der Isolationsschichten, der tatsächlichen re- Aufbau mit dem gewünschten Bereich der relativen lativen Dielektrizitätskonstanten jeder Schicht und 40 Dielektrizitätskonstanten zwischen den Isolationsder Schichtdicke jeder Lage. Deshalb sollte das Kabel schichten zu schaffen, enthält die innerste Schicht so aufgebaut sein, daß seine relative Dielektrizitätskon- nicht weniger als 100 Teile Titandioxyd-Füllstoff pro stante nicht unerwünscht hoch ist, wodurch die Lei- 100 Teile vernetztes Polyäthylen und vorzugsweise 115 stungsverluste möglichst klein gemacht werden, wie es bis 125 Teile Füllstoff auf 100 Teile Polyäthylen. Wenn vorstehend dargelegt ist. 45 weniger als 100 Teile Titandioxyd-Füllstoff in der Die Polymerverbindung für die Isolierschichten des innersten Schicht verwendet werden, wird der geabgestuften Kabels enthält ein Polyäthylenmaterial. wünschte Bereich für die relative Dielektrizitätskon-Der Ausdruck »Polyäthylenmaterial«, wie er hier be- stante zwischen der innersten und äußersten Schicht nutzt wird, schließt Polyäthylen, Mischungen von nicht erreicht. Andererseits ist es im allgemeinen nicht Polyäthylen mit anderen Polymeren sowie Copoly- 50 notwendig, mehr als etwa 125 Teile Titandioxydzusatz mere von Äthylen mit anderen polymerisierbaren Ma- auf 100 Teile Polyäthylen zu verwenden, weil für die terialien ein. Polyäthylen kann allein oder in Verbin- meisten bekannten Hochspannungskabel kein weiterer dung mit einem oder mehreren anderen Polymeren sichtbarer Vorteil erzielt wird. Im allgemeinen enthält verwendet werden, dieses hängt aber weitgehend von die äußerste Isolationsschicht keinen Titandioxydden an das Endprodukt gestellten Anforderungen ab. 55 zusatz, es sei denn, der Zusatz wird auf Wunsch als Andere geeignete Polymere zur Mischung und/oder färbendes Pigment verwendet. Das heißt, das Titan-Copolymerisation mit Äthylen eiühalten z. B. Vinyl- dioxyd macht die Polyäthylenisolation weiß; aus acetal, Äthyl und Acryiat, Propylen, Äthylen-Pro- Gründen der Qualitätskontrolle kann es wünschenspylen-Copolymere.Äthylen-Propylen-Terpolymereund wert sein, nicht mehr als 5 Teile Titandioxyd und vor-Buten-1, wobei die Mischung oder das Copolymere 60 zugsweise etwa 2 bis 3 Teile Titandioxyd pro 100 Teile nicht weniger als 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise 70 Polyäthylen zu gebrauchen. Das Titandioxyd kann bis 90 Gewichtsprozent, Äthylen enthält und ein jedoch in der äußersten Schicht insgesamt entfallen, anderes Polymermaterial den Rest bildet. Bei einer be- oder ein anderes färbendes Pigment oder ein Farbstoff vorzugten Ausführungsform sind alle Isolations- kann in der äußersten Schicht verwendet werden, schichten der abgestuften Bauweise aus vernetzten! 65 Wenn es gewünscht wird, die äußerste Schicht schwarz Polyäthylen aufgebaut. Obgleich die Erfindung nach- zu färben, kann z. B. eine geringe Menge Ruß in der folgend unter besonderer Bezugnahme auf Polyäthylen Größenordnung von 2 bis 4 Teilen während des Mischbeschrieben wird, so sei doch ausdrücklich darauf hin- Vorganges dem Polyäthylen einverleibt werden. Wer-this layer gives a relative dielectric constant of in general the outermost insulating layer contains more than 4.2. Furthermore, the graded no titanium dioxide additive, but if it is desired cable a relative dielectric constant of not, this can also have a relatively small amount of more than 4 when contained in the aforementioned temperature titanium dioxide, which is only measured as the temperature range, and a loss of performance pigment is used,
factor not exceeding 1 ° / ₀ . The relative dielectric constant, as stated above, depends on factors such as the polyethylene has a known relative dielectric constant difference between the relative dielectric constant of approximately 2.25. In order to have a graded constant of the insulation layers, the actual construction with the desired range of the relative latent dielectric constants of each layer and 40 dielectric constants between the insulation of the layer thickness of each layer. Therefore, the cable should create layers, the innermost layer should be constructed in such a way that its relative dielectric constant is not less than 100 parts titanium dioxide filler per constant, whereby the line 100 parts crosslinked polyethylene and preferably 115 stungsverluste as small as possible be made as it is up to 125 parts filler to 100 parts polyethylene. When set out above. 45 less than 100 parts titanium dioxide filler in the The polymer compound used for the insulating layers of the innermost layer, the graduated cable contains a polyethylene material. Desired range for the relative dielectric con-The term "polyethylene material" as it is used here between the innermost and outermost layers, excludes polyethylene, mixtures of not achieved. On the other hand, it is generally not necessary to use polyethylene with other polymers and copoly- 50, more than about 125 parts of titanium dioxide additive mers of ethylene with other polymerizable materials for 100 parts of polyethylene, because one for the materials. Polyethylene alone or in combination with most known high-voltage cables cannot achieve any further advantage with one or more other polymers. Generally does not contain any titanium dioxide, but this largely depends on the requirements placed on the end product from the outermost insulation layer. 55 additive, unless the additive is used as Other Suitable Polymers for Mixing and / or Coloring Pigment on request. That is, the titanium copolymerization with ethylene eiühalten z. B. Vinyl dioxide makes the polyethylene insulation white; from acetal, ethyl and acrylate, propylene, ethylene-pro- For quality control reasons, it may be desirable spylene-copolymers.Ethylene-propylene terpolymers and worth not more than 5 parts of titanium dioxide and pre-butene-1, the mixture or the copolymer 60 preferably about 2 to 3 parts of titanium dioxide per 100 parts not less than 50 percent by weight, preferably 70 polyethylene. The titanium dioxide can contain up to 90 percent by weight of ethylene and one, however, is omitted in the outermost layer altogether, with another polymer material making up the remainder. In the case of a preferred embodiment or another coloring pigment or dye, all insulation layers, layers of the graded construction, can be used in the outermost layer, are crosslinked! 65 If desired, the outermost layer can be made up of black polyethylene. Although the invention to color after-, z. B. a small amount of soot in the following with particular reference to polyethylene of the order of 2 to 4 parts during mixing is described, so it should be expressly incorporated into the process of the polyethylene. Who-

den in dem abgestuften Aufbau mehr als zwei Isolationsschichten verwendet, so liegt der Gehalt an Titandioxyd-Füllstoff für die Zwischenschichten zwischen dem der inneren und äußeren Schichten. Besitzt ein abgestuftes Kabel z. B. drei Schichten, dann sollte der Gehalt an Zusatz für die mittlere Schicht so genügend sein, daß diese eine relative Dielektrizitätskonstante besitzt, die ungefähr zwischen der der inneren und äußeren Schichten liegt.If more than two insulation layers are used in the stepped structure, the content is applied Titanium dioxide filler for the intermediate layers between the inner and outer layers. Owns a tiered cable e.g. B. three layers, then the content of additive should be sufficient for the middle layer be that this has a relative dielectric constant which is approximately between that of the inner and outer layers lies.

Erfindungsgemäß wird der Titandioxyd-Füllstoff mit einem Alkoxysilan behandelt, welches vorzugsweise aus niederem Alkylalkoxysilan, Alkenylalkoxysilan und Alkinylalkoxysilan ausgewählt ist. Halogenierte Silane, wie Chlorsilane, sind dann, wenn sie während der Herstellungsstufe der härtbaren Masse einverleibt worden sind, wegen ihrer korrodierenden Wirkung und weiterhin wegen ihrer nachteiligen Auswirkungen auf die elektrischen Eigenschaften nicht wünschenswert. Wenn jedoch der Titandioxydzusatz mit dem Chlorsilan in einem getrennten Verfahren vorbehandelt und dann zur Entfernung der chlorhaltigen Nebenprodukte weiterbehandelt worden ist und der behandelte Zusatz dann mit dem Polyäthylen verbunden wird, kann ein solches Chlorsilan verwendet werden, ohne daß sich irgendeine korrodierende Wirkung bei der Betriebsanlage oder der Vorrichtung bemerkbar macht. Bei der Anwendung der Erfindung werden allgemein der Titandioxyd-Füllstoff und das Alkoxysilan dem polymeren Material getrennt zugesetzt und in einem Banbury-Mischer vermischt. Während dieses Mischvorganges überzieht das Alkoxysilan anscheinend den Füllstoff oder wirkt mit diesem zusammen. Der Titandioxyd-Füllstoff wird mit etwa 0,2 bis 3 Gewichtsprozent Alkoxysilan behandelt. Ein Überschuß an Alkoxysilan wirkt anscheinend wie ein Weichmacher, der folglich die Zugfestigkeit und die elektrischen Eigenschaften der gehärteten Verbindung herabsetzt und deshalb zu vermeiden ist. Geeignete Alkoxysilane enthalten z. B. Methyl-triäthoxy-silan, Methyl-tri-(2-methoxyäthoxy)-silan, Dimethyldiäthoxysilan, Allyltrimethoxysilan und die Vinylsilane wie z. B. Vinyl-tri-(2-methoxyäthoxy)-silan, Vinyl-triäthoxy-silan und Vinyl-trimethoxy-silan.According to the invention, the titanium dioxide filler is treated with an alkoxysilane, which is preferably is selected from lower alkylalkoxysilane, alkenylalkoxysilane and alkynylalkoxysilane. Halogenated Silanes, such as chlorosilanes, are used when they are used during the production stage of the hardenable composition have been incorporated because of their corrosive effects and continue to do so for their adverse effects undesirable on the electrical properties. If, however, the titanium dioxide additive pretreated with the chlorosilane in a separate process and then to remove the chlorine-containing By-products has been further treated and the treated additive is then bonded to the polyethylene such a chlorosilane can be used without being corrosive Makes noticeable effect on the plant or the device. In applying the invention Generally, the titanium dioxide filler and the alkoxysilane are added to the polymeric material separately and mixed in a Banbury mixer. During this mixing process, the alkoxysilane is coated apparently the filler or cooperates with it. The titanium dioxide filler is approx Treated 0.2 to 3 percent by weight alkoxysilane. An excess of alkoxysilane appears to act like a Plasticizer, which consequently increases the tensile strength and electrical properties of the cured compound and should therefore be avoided. Suitable alkoxysilanes contain z. B. methyl-triethoxy-silane, Methyl-tri- (2-methoxyethoxy) -silane, Dimethyldiäthoxysilan, Allyltrimethoxysilan and the vinylsilanes like z. B. vinyl-tri- (2-methoxyethoxy) -silane, vinyl-triethoxy-silane and vinyl trimethoxy silane.

Wie bereits erwähnt, kann Titandioxyd in der äußersten Isolationsschicht forlgelassen werden. An Stelle von Titandioxyd können hier andere Füllstoffe für die üblichen Zwecke, z. B. zum Färben der Isolationsschicht, eingelagert werden. Der Füllstoff ist mit etwa 0,2 bis 3 Gewichtsprozent eines Alkoxysilans behandelt, wie dies in bezug auf das Titandioxyd be- so schrieben ist. Der Gehalt an Füllstoff in der Isolationsschicht kann sich zwischen etwa 25 und 45 Gewichtsprozent der Masse, vorzugsweise zwischen etwa 30 und 40 Gewichtsprozent bewegen. Geeignete Füllstoffe können Aluminiumsilicat, Aluminiumoxyd, Calciumsilicat, Magnesiumsilicat und Mischungen derselben umfassen. Der Zusatz kann bestimmte inerte Verunreinigungen wie Metalloxyde enthalten, die bis zu etwa 5 Gewichtsprozent des Füllstoffes ausmachen. Die Füllstoffe sind bezeichnenderweise gebrannt, um den Feuchtigkeitsgehalt auf weniger als 0,5 Gewichtsprozent zu vermindern, und sie enthalten Teilchen mit Durchmessern in der Größenordnung von 2 Mikron Durchmesser und einem spezifischen Gewicht von etwa 2,5 bis 2,8. Jedoch ist auch ein Magnesiumsilicatzusatz anwendbar, der eine plattenförmige Struktur,-eine Teilchengröße von nicht mehr als 6 Mikron und wünschenswerterweise eine spezifische Oberflächenzone von 18 bis 20 m² pro Gramm, entsprechend dei BET-Gas-Absorptionsmethode, und ein spezifische! Gewicht von ungefähr 2,7 bis 2,8 besitzt. Falls gewünscht, kann der Masse für Färbungszwecke eine kleine Menge Titandioxyd in der Größenordnung von ungefähr 2 bis 3 Teilen pro 100 Teile des Polymers zugefügt werden.As already mentioned, titanium dioxide can be left in the outermost insulation layer. Instead of titanium dioxide, other fillers for the usual purposes, e.g. B. to dye the insulation layer, are stored. The filler is treated with about 0.2 to 3 percent by weight of an alkoxysilane, as described with respect to the titanium dioxide. The filler content in the insulation layer can range between approximately 25 and 45 percent by weight of the mass, preferably between approximately 30 and 40 percent by weight. Suitable fillers can include aluminum silicate, aluminum oxide, calcium silicate, magnesium silicate, and mixtures thereof. The additive can contain certain inert impurities, such as metal oxides, which make up about 5 percent by weight of the filler. The fillers are typically calcined to reduce the moisture content to less than 0.5 weight percent and contain particles having diameters on the order of 2 microns in diameter and a specific gravity of about 2.5 to 2.8. However, a magnesium silicate additive which has a plate-like structure, a particle size of not more than 6 microns, and desirably a specific surface area of 18 to 20 m ² per gram according to the BET gas absorption method, and a specific! Has a weight of approximately 2.7 to 2.8. If desired, a small amount of titanium dioxide, on the order of about 2 to 3 parts per 100 parts of the polymer, can be added to the composition for coloring purposes.

Wegen der Abstufung in der relativen Dielektrizitätskonstante muß bei der Herstellung jede Schicht gesondert zusammengesetzt werden. Bei einem typischen Mischverfahren werden das Polymer, der Titandioxyd-Füllstoff und, falls gewünscht, Alkoxysilan und die anderen Zusätze wie Antioxydationsmittel, beispielsweise in einem Banbury-Mischer, gründlich vermischt. Während dieser Mischoperation wird der Zusatz mit dem Alkoxysilan versetzt, wodurch das Problem der elektrischen Festigkeit des Füllstoffes in Hinblick auf Wasser überwunden wird. Daraufhin wird der Mischung ein geeignetes Härtemittel, zweckmäßig ein tertiäres Peroxyd, zugesetzt, um bei der Härtung eine Vernetzung des Polymers zu bewirken. Der Misch Vorgang mit anwesendem Härtemittel wird innerhalb eines Temperaturbereiches vorgenommen, der hoch genug ist, um das Mischmaterial zur Verarbeitung genügend verformbar zu machen, der aber unterhalb der Reaktionstemperatur oder Entmischungstemperatur des Härtemittels liegt, so daß während des normalen Arbeitsganges keine oder nur eine geringe Entmischung des Härtemittels auftritt. Die resultierende zusammengemischte Mischung wird anschließend z. B. durch Spritzguß in einem kontinuierlichen Verfahren verarbeitet. Jede Schicht wird getrennt auf das Kabel gespritzt, um so eine abgestufte Isolationsumhüllung auf dem Kabel zu erzielen. Das hergestellte Erzeugnis wird dann gehärtet, beispielsweise durch übliche Dampfvulkanisierung bei etwa 17,6 kg/cm² und 204 bis 21O⁰C.Because of the gradation in the relative dielectric constant, each layer must be assembled separately during manufacture. In a typical mixing procedure, the polymer, titanium dioxide filler and, if desired, alkoxysilane and the other additives such as antioxidants are mixed thoroughly, for example in a Banbury mixer. During this mixing operation, the alkoxysilane is added to the additive, thereby overcoming the problem of the electrical strength of the filler with respect to water. A suitable hardener, expediently a tertiary peroxide, is then added to the mixture in order to bring about crosslinking of the polymer during hardening. The mixing process with the hardening agent present is carried out within a temperature range which is high enough to make the mixed material sufficiently deformable for processing, but which is below the reaction temperature or demixing temperature of the hardening agent, so that little or no demixing during normal operation of the hardener occurs. The resulting blended mixture is then e.g. B. processed by injection molding in a continuous process. Each layer is sprayed separately on the cable in order to achieve a graduated insulation coating on the cable. The product obtained is then cured, for example by conventional steam vulcanization at about 17.6 kg / cm ² and 204 to 21O ⁰ C.

Zweckmäßigerweise ist das im Verfahren verwendete Härtemittel ein Peroxyd, vorzugsweise ein tertiäres Peroxyd, und es ist wenigstens durch eine Struktureinheit der FormelThe hardening agent used in the process is expediently a peroxide, preferably a tertiary one Peroxide, and it is at least one structural unit of the formula

C—C—O—O—C—CC-C-O-O-C-C

gekennzeichnet, welches sich bei einer Temperatur über 130° C zersetzt. Die Verwendung dieser Peroxydhärtemittel, die die Vernetzung der Polymerverbindungen bewirken, ist aus den USA.-Patentschriften 3 079 370 und 2 888 424 bekannt Ein anderes brauchbares Härtemittel besteht aus hochmolekularen acetylenischen Diperoxydverbindungen, die in der USA.-Patentschrift 3 214 422 beschrieben werden.marked, which decomposes at a temperature above 130 ° C. The use of these peroxide hardeners, which bring about the crosslinking of the polymer compounds is from the USA patents 3,079,370 and 2,888,424 known Another useful hardener consists of high molecular weight acetylenic Diperoxide compounds described in U.S. Patent 3,214,422.

Der Anteil des verwendeten Peroxydhärtemittels hängt weitgehend von den mechanischen Eigenschaften, die von dem gehärteten Erzeugnis gewünscht werden, beispielsweise von der Dehnungsbeanspruchung in heißem Zustand, ab. Ein Bereich von etwa 0,5 bis 10 Gewichtsteilen Peroxyd pro 100 Teile Gesamtgehalt an polymerem Material genügt den meisten Anforderungen, und das übliche Verhältnis liegt bei etwa 3 bis 4 Teilen Peroxyd. 1; inem typischen Herstellungsverfahren wird bei Verwendung eines tertiären Peroxyds ate Härtemittel die Zusammenmischung einer Temperatur von etwa 100 bisThe proportion of the peroxide hardener used depends largely on the mechanical properties, which are desired by the cured product, for example the elongation stress in hot condition. A range of about 0.5 to 10 parts by weight peroxide per 100 parts total of polymeric material satisfies most requirements and the usual ratio is about 3 to 4 parts peroxide. 1; A typical manufacturing process is when using a tertiary peroxide curing agent admixing a temperature of about 100 to

130"C und vorzugsweise bei 100 bis -120⁰C vorgenommen. Falls die Mischung bei einer Temperatur durchgeführt wird, die viel höher als das angegebene Maximum ist, wird sich das Peroxyd zersetzen und dadurch eine vorzeitige Aushärtung von wenigstens einem Teil der polymeren Verbindungen verursachen. Folglich wird die Verbindung schwierig zu verarbeiten sein, und das Endprodukt weist eine ungleichmäßige oder aufgerauhte Oberfläche auf.130 C and made "preferably at 100 to -120 ⁰ C. If the mixture is carried out at a temperature which is much higher than the specified maximum, the peroxide will decompose and thereby cause premature curing of at least a portion of the polymeric compounds As a result, the joint will be difficult to process and the final product will have an uneven or roughened surface.

Die Erfindung wird an Hand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the following examples.

example 1

In Tabelle 1 sind Mischungsvorschriften angegeben, nach denen eine Anzahl Isolationsmassen mit üblichen Mitteln auf einem heizbaren Zwei-Rollen-Gummiwalzwerk hergestellt worden sind. Die in Tabelle 1 aufgeführten Anteile sind Gewichtsteile:In table 1 mixing instructions are given, according to which a number of insulation masses with usual Means have been produced on a heated two-roller rubber mill. The in table 1 The proportions listed are parts by weight:

Tabelle MischungsvorschriftenMixing rules table

BestandteileComponents

Polyäthylen ..'. Polyethylene .. '.

l^-Dihydro^^^-trimethylchinolinl ^ - Dihydro ^^^ - trimethylquinoline

Titandioxyd Titanium dioxide

Vinyllri-(2-methoxyäthoxy)-silan .. Mcthyltri-(2-methoxyäthoxy)-siian . Di-A-cumylperoxyd (98°/„ aktiv) .Vinyl tri (2-methoxyethoxy) silane .. methyltri- (2-methoxyethoxy) silane. Di-A-cumyl peroxide (98% active).

100100

3,553.55

100100

1,75
1151.75
115

3,553.55

100100

1,75
115
3,451.75
115
3.45

3,553.55

100100

1,75
1151.75
115

3,45
3,553.45
3.55

l,2-Dihydro-2,2,4-trimelhylchinolin dient als Antioxydationsmittel, und Di-a-cumylperoxyd (90% aktiv) wird als Härter verwendet. Die Probekörper wurden 6 Minuten lang bei 180°C durchgehärtet und 4 Stunden lang auf 100" C erhitzt.1,2-Dihydro-2,2,4-trimelhylquinoline acts as an antioxidant, and di-a-cumyl peroxide (90% active) becomes used as a hardener. The specimens were cured for 6 minutes at 180 ° C and 4 hours on 100 "C heated.

Die Mischungen wurden zu Platten geformt, und jede Probe wurde in bezug auf ihre elektrischen Eigenschaften bewertet. Die brgebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt:The mixtures were formed into plaques and each sample was tested for its electrical properties rated. The results are shown in Table 2:

Tabelle 2
Eigenschaften der Platten-ProbekörperTable 2
Properties of the plate specimens

MessungMeasurement

Spezifischer Widerstand (I) Specific resistance (I)

LeistungsverIuslfaktor/°/₀ (2) Power loss factor / ° / ₀ (2)

Relative Dielektrizitätskonstante (3) Dielektrische Festigkeit (4)Relative dielectric constant (3) Dielectric strength (4)

3250
0,23
4,093250
0.23
4.09

10051005

4810
0,14
4,264810
0.14
4.26

13461346

4521
0,17
4,384521
0.17
4.38

11151115

4996
0,18
4,354996
0.18
4.35

12201220

(1) ASTM (American Society for Testing Materials, Philadelphia), modifizierte Messung D-257;(1) ASTM (American Society for Testing Materials, Philadelphia), modified measurement D-257;

(2) ASTM Messung D-150;(2) ASTM measurement D-150;

(3) ASTM Messung D-150;
{4) ASTM Messung D-149.(3) ASTM measurement D-150;
{4) ASTM measurement D-149.

Eine weitere Prüfung der Probekörper B, C und D unter starker Feuchtigkeit und bei hohen Temperaturen zeigte folgende Ergebnisse:Another test of specimens B, C and D under high humidity and at high temperatures showed the following results:

Tabelle 3
An den Probekörpern gemessene EigenschaftenTable 3
Properties measured on the test specimens

MessungMeasurement BB. CC. DD. 7 Tage bei 75" C mit H₂O ge7 days at 75 "C with H ₂ O ge tränkt, geprüft bei R. T.soaks, tested by R. T. Leistungsverlustfaktor/%Power loss factor /% 3,213.21 0,690.69 0,390.39 Relative DielektrizitätskonRelative dielectric con stante trocken bei 100 °/„constant dry at 100 ° / " 5,165.16 4,324.32 4,274.27 Leislungsverlusl;faktor/°/₀ Performance loss; factor / ° / ₀ 0,540.54 0,540.54 0,580.58 Relative DielektrizitätskonRelative dielectric con stante stante 3,213.21 3,743.74 3,653.65

5555

Tabelle 3 veranschaulicht, daß zur Erzielung stabiler elektrischer Eigenschaften unter feuchten Bedingungen der mit Alkoxysilan behandelte Titandioxyd-Füllstoff Ecwissc Vorteile aufweist und deshalb vorzuziehen ist.Table 3 illustrates how to achieve stable electrical properties under humid conditions the alkoxysilane-treated titanium dioxide filler Ecwissc has advantages and is therefore preferable.

Weiterhin besaß der Probekörper C eine Zugfestigkeit von 2620 und eine Dehnbarkeit von 340°/„, wobei beide Werte bei Raumtemperatur gemäß ASTM D-413 gemessen wurden, und der Probekörper zeigte dabei vorzügliche physikalische Eigenschaften. Obwohl die Messungen an Platten durchgeführt wurden, sind sie bezeichnend für gute physikalische und elektrische Eigenschaften bei Kabeln, und sie entsprechen weitgehend den bei dem abgestuften Kabel gezeigten Ergebnissen, die in den folgenden Beispielen dargelegt werden. ·Furthermore, the test specimen C had a tensile strength of 2620 and an extensibility of 340 ° / ", where both values were measured at room temperature according to ASTM D-413, and the specimen showed thereby excellent physical properties. Although the measurements were made on plates, they are indicative of good physical and electrical properties in cables, and they largely correspond the results shown for the graded cable set forth in the following examples will. ·

Example 2

In den folgenden Beispielen wurden die Isolationsmassen mit üblichen Vorrichtungen in einem Banbury-Mischer gemischt, auf einen Drahtleiter gespritzt und dann unter Druck dampfgehärtet.In the following examples, the insulation masses were mixed with conventional equipment in a Banbury mixer mixed, injected onto a wire conductor and then steam cured under pressure.

Es wurde ein typisches abgeschirmtes Kabel hergestellt, das geeignet war, eine Spannung \ on 35 kV gegen Erde zu führen, und mit einer horn onen Isolation versehen war, die eine Wandstärke von 8,763 mm auf einem 2/0-AWG-(American Wire Gage)Kupferleiter aufwies. Die Isolation bestand aus einem mitA typical shielded cable capable of carrying a voltage of 35 kV was made against earth, and with a horn on isolation which had a wall thickness of 8.763 mm on a 2/0 AWG (American Wire Gage) copper conductor exhibited. The isolation consisted of a with

Aluminiumoxyd gefüllten, vernetzten Polyäthylen, das etwa 50 Teile Aluminiumsilicat-Füllmaterial pro 100 Teile Polyäthylen enthielt. F i g. 3 zeigt die Belastungskurve für diese Isolation. Auf der Abszisse der Kurve ist die Wandstärke der Isolation in mils (I mil entspricht 0,0254 mm) und auf der Ordinate die Beanspruchung in Volt pro mil aufgetragen. Aus dem Wert der Durchschlagsspannung für das Isolationsmaterial, der durch die Spannungssprungmessung bestimmt wurde und woraus sich ergab, daß das Kabel bei einer Spannung von 123,8 kV zerstört wurde, und aus den Abmessungen des Kabels kann man die Spannungsbelastungskurve bestimmen, die die über der Isolationsschicht bestehende Spannung angibt. Diese wird durch die gestrichelte Linie in F i g. 3 gezeigt.Alumina-filled, cross-linked polyethylene, which is about 50 parts of aluminum silicate filler material per 100 Containing parts of polyethylene. F i g. 3 shows the load curve for this insulation. On the abscissa of the curve is the wall thickness of the insulation in mils (corresponds to I mil 0.0254 mm) and the stress in volts per mil is plotted on the ordinate. From the Value of the breakdown voltage for the insulation material, which is determined by the voltage jump measurement and from which it was found that the cable was destroyed at a voltage of 123.8 kV, and from the dimensions of the cable one can determine the voltage load curve which the over indicates the existing voltage of the insulation layer. This is indicated by the dashed line in FIG. 3 shown.

F i g. 3 zeigt ebenfalls die Belastungskurve für ein beschichtetes Kabel von abgestufter Bauart, das zwei Lagen einer, erfindungsgemäßen Isolation besaß, die auf einen 2/0-AWG-Kupferleiter aufgespritzt waren, »o Die innere Isolationsschicht enthielt vernetztes Polyäthylen, das mit 115 Teilen Titandioxyd-Füllstoff pro 100 Teile Polyäthylen vermischt war, die, bezogen auf das Gewicht des Füllstoffes, mit 3 Gewichtsprozent Vinyl-tri-(2-methoxyäthoxy)-si!an behandelt worden as waren. Weiterhin hatte die innere Isolationsschicht eine relative Dielektrizitätskonstante von 4,8.F i g. Figure 3 also shows the loading curve for a coated cable of the stepped type, the two Possessed layers of insulation according to the invention, which were sprayed onto a 2/0 AWG copper conductor, »o The inner insulation layer contained cross-linked polyethylene with 115 parts of titanium dioxide filler per 100 parts of polyethylene was mixed, based on the weight of the filler, with 3 weight percent Vinyl-tri- (2-methoxyethoxy) -si! An treated as was. Furthermore, the inner insulation layer had a relative dielectric constant of 4.8.

Die äußere Isolationsschicht enthielt vernetztes Polyäthylen ohne einen Titandioxydzusatz und besaß eine relative Dielektrizitätskonstante von 2,4. Die gesamte Wandstärke der Isolation betrug 8,763 mm, und davon entfielen auf die innere Isolationsschicht 30%. Bei der Spannungssprungmessung wurde das Kabel bei 175 kV zerstört. Die Spannungsbeanspruchung für eine einzelne Isolationsschicht wurde wie oben bestimmt, und sie ist durch die ausgezogene Kurve dargestellt. Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß die über der Isolationsschicht abfallende Spannung neu verteilt und dadurch der Nutzungsfaktor für das Kabel wesentlich vergrößert worden ist. Im Vergleich dazu ist die Spannungsbeanspruchung der Einschichtisolierung in der Nähe des Leiters sehr hoch und nach außen hin sehr niedrig. Der Leistungsverlustfaktor des Kabels beträgt 0,41 % und die relative Dielektrizitätskonstante 2,94, wodurch aufgezeigt wird, daß das Kabel geringe Leistungsverluste haben wird.The outer insulation layer contained and possessed crosslinked polyethylene without the addition of titanium dioxide a relative dielectric constant of 2.4. The total wall thickness of the insulation was 8.763 mm, and 30% of this was accounted for by the inner insulation layer. During the voltage jump measurement, the cable was destroyed at 175 kV. The voltage stress for a single insulation layer was determined as above, and it is represented by the solid curve. From the diagram it can be seen that the The voltage that drops across the insulation layer is redistributed and thus the utilization factor for the Cable has been enlarged significantly. In comparison, the voltage stress of the single-layer insulation very high near the conductor and very low on the outside. The power loss factor of the Cable is 0.41% and the relative permittivity is 2.94, indicating that the Cable will have little power loss.

Example 3

Für ein Kabel in abgestufter Bauart mit zwei Isolierschichten ist es vorteilhaft, das Kabel mit im wesentlichen gleichen maximalen Steilheiten an der Leiteroberfläche und an der Berührungsfläche zwischen den Lagen herzustellen; denn, falls die Steilheit an diesen Berührungsflächen höher und die Kabelausführung schwach ist, z. B. dadurch, daß an dieser Grenzschicht Hohlräume vorhanden sind, kann eine Überbeanspruchung und als Folge eine Zerstörung der Isolation auftreten. Der weite Bereich für die Werte der relativen Dielektrizitätskonstante für zwei Isolationsschichten ist besonders wünschenswert, um die größte Steilheit auf den niedrigsten Punkt zu verringern. Wenn die Isolationsschichten weiterhin im wesentlichen gleiche Dicken besitzen, ist der Ausfluß der Spritzmaschine fast gleich, und dadurch wird die Herstellung erleichtert.For a cable of a stepped design with two layers of insulation, it is advantageous to use the cable with essentially same maximum steepnesses on the conductor surface and on the contact area between to produce the layers; because, if the steepness of these contact surfaces is higher and the cable version is weak, e.g. B. by the fact that cavities are present at this boundary layer, a Overstress and, as a result, a destruction of the insulation occur. The wide range for the values the relative dielectric constant for two layers of insulation is particularly desirable in order to achieve the decrease the steepest slope to the lowest point. If the insulation layers are still in have essentially the same thickness, the outflow of the injection molding machine is almost the same, and thus the Manufacturing facilitated.

In F i g. 4 wurde die Beanspruchungskurve (gestrichelte Linie) für ein 69-kV-Kabel mit einer einzelnen Isolationsschicht und einer Wandstärke von 16,51 mm dargestellt. Die Isolation bestand aus der gleichen Verbindung wie die in F i g. 3 angeführte Einschichtisolierung. Das der F i g. 4 entsprechende Kabel wurde bei 215 kV zerstört. Die Beanspruchungskurve (ausgezogene Linie) wurde auch für ein Kabel mit abgestufter Bauart dargestellt, das den gleichen Aufbau und die gleiche relative Dielektrizitätskonstante wie das abgestufte Kabel entsprechend F i g. 3 besaß, allerdings mit der Ausnahme, daß die innere und äußere Isolationsschicht im wesentlichen die gleiche Dicke hatten. Die Kurve zeigt weiterhin, daß nicht iur die Spannungsverteilung neu ist, sondern daß diese Neuverteilung beeinflußt werden kann und daß weiterhin die größte Steilheit an der Grenzschicht wesentlich verringert worden ist. Der Leistungsverlustfaktor betrug 0,75°/₀ und die relative Dielektrizitätskonstante 3,51, und dadurch werden geringe Leistungsverluste für das Kabel angezeigt. In Fig. 4 shows the stress curve (dashed line) for a 69 kV cable with a single insulation layer and a wall thickness of 16.51 mm. The insulation consisted of the same compound as that in FIG. 3 single-layer insulation. That of the F i g. 4 corresponding cables were destroyed at 215 kV. The stress curve (solid line) was also shown for a cable with a stepped design, which has the same structure and the same relative dielectric constant as the stepped cable according to FIG. 3, with the exception that the inner and outer insulation layers were essentially the same thickness. The curve also shows that it is not just the stress distribution that is new, but that this redistribution can be influenced and that the greatest steepness at the boundary layer has furthermore been significantly reduced. The power dissipation factor was 0.75 ° / ₀ and the relative dielectric constant was 3.51, which indicates little power loss for the cable.

In F i g. 5 ist die Kurve (gestrichelte Linie) für ein 230-kV-Kabel mit einer Einschichtisolierung aus vernerztem Polyäthylen aufgetragen, welches mit Aluminiumoxyd gefüllt ist und eine Wandstärke von 53,34 mm aufweist. Das Kabel wurde bei 450 kV zerstört. Weiterhin wurde die Beanspruchungskurve (ausgezogene Linie) für ein Kabel mit abgestufter Bauart und drei Isolationsschichten aufgetragen. Die Dicke der innersten Schicht betrug 15°/„ der Gesamtwandstärke, und diese Schicht besaß eine relative Dielektrizitätskonstante von 4,8; die Zwischenschicht besaß 30°/„ der Gesamtwandstärke und eine relative Dielektrizitätskonstante von 3,2; die äußerste Schicht hatte eine Dicke von 55°/₀ der Gesamtwandstärke und besaß eine relative Dielektrizitätskonstante von 2,4, Das Kabel zeigte eine Durchschlagsspannung von 670 kV und verdeutlichte damit wiederum die Überlegenheit der abgestuften Bauart.In Fig. 5 shows the curve (dashed line) for a 230 kV cable with a single-layer insulation made of crosslinked polyethylene, which is filled with aluminum oxide and has a wall thickness of 53.34 mm. The cable was destroyed at 450 kV. The stress curve (solid line) for a cable with a stepped design and three insulation layers was also plotted. The thickness of the innermost layer was 15% of the total wall thickness, and this layer had a relative dielectric constant of 4.8; the intermediate layer had 30% of the total wall thickness and a relative dielectric constant of 3.2; the outermost layer had a thickness of 55 ° / _{0 of} the total wall thickness and had a relative dielectric constant of 2.4. The cable showed a breakdown voltage of 670 kV and thus again demonstrated the superiority of the graded design.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

1 2 patent application form and / or copolymer of ethylene is where patent claims. .n ^ innermost layer dn mk an Alkoxys.ian be

1. Electrical cable made of a metallic titanium dioxide filler traded in an amount of Head and a layer surrounding the head - no less than 100 parts of filler per 100 parts of the graded insulation consisting of two layers - 5 polyethylene, copolymers of ethylene or one is composed of a polymeric material mixture of polyethylene with other polymers exists and whose titanium dioxide content is incorporated in the outer and / or copolymers of ethylene. Insulation layer is less than in the inner insulation If you use an electrical cable with more than layer, characterized in that two insulating layers, the titanium dioxide must polymeric material a cross-linked polyethylene, io filler content of the individual insulating layers remove a cross-linked copolymer of ethylene or one on the outside. That is, the innermost layer Mixture of polyethylene and other insulation polymers have the highest dielectric constant or and / or copolymer of ethylene, wherein in has relative dielectric constant.

the innermost layer is coated with an alkoxysilane. The invention is explained below with reference to the drawings of post-treated titanium dioxide filler in an amount. In these drawings shows
of not less than 100 parts of filler on F i g. 1 is a perspective view of one of the 100 parts of polyethylene, copolymers of the scope of the present invention falling ethylene or a mixture of polyethylene with stepped cable, with parts of the layers for other polymers and / or copolymers for better illustration of its structure ethylene is incorporated. 20 are drawn,

2. Electrical cable according to claim 1, characterized in that F i g. 2 denotes a cross section along the line 2-2d, that the insulation from more than Fig. 1,

consists of two layers and that the titanium dioxide F i g. 3, 4 and 5 graphs showing the

Show filler content of the individual insulation layers after voltage stress of insulated cables and

decreases on the outside. 25 the listed for better explanation of the invention