DE3233324A1

DE3233324A1 - Plastic-insulated electrical medium- or high-voltage cable

Info

Publication number: DE3233324A1
Application number: DE19823233324
Authority: DE
Inventors: Hans Jürgen Dr.rer.nat. 3012 Langenhagen Klöppner; Hermann Uwe Dr.rer.nat. 3000 Hannover Voigt
Original assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Current assignee: Kabelmetal Electro GmbH
Priority date: 1982-09-08
Filing date: 1982-09-08
Publication date: 1984-03-08

Abstract

Plastic-insulated electrical medium- or high-voltage cable with an increased concentration of ketones which are capable of tautomerism, or derivatives thereof, between the conductor surface and the internal surface of the insulation.

Description

Kunststoffisoliertes elektrisches Mittel- oder HochspannungskabelPlastic-insulated electrical medium or high voltage cable

Die vorliegende Erfindung betrifft ein ein- oder mehradriges elektrisches kunst stoffisoliertes Mittel- oder Hochspannungskabel mit über dem Leiter angeordneter Leitschicht aus einem extrudierfähigen Isoliermaterial, an die sich die Isolierung aus einem ebenfalls extrudierfähigen, vernetzbaren Kunststoffmaterial anschließt.The present invention relates to a single or multi-core electrical Plastic-insulated medium or high voltage cable with a cable arranged above the conductor Conductive layer made of an extrudable insulating material to which the insulation is attached made of a likewise extrudable, crosslinkable plastic material.

Bekanntlich werden zum Abbau hoher elektrischer Feldstärken an der Leiteroberfläche eines elektrischen Kabels sogenannte Leiterglättungenyoder auch innere Leitschichten genannt, verwendet. Neben dem Einsatz von durch Graphit oder Ruß leitfähig gemachten Papier- oder Gewebebändern kommen vor allem leitfähige Polymermischungen in Betracht, die durch Extrusion auf den durchlaufenden Leiter aufgebracht werden. Da eine solche Leitschicht wesentlich zur Feld-Vergleichmäßigung in Leiternähe beiträgt und damit auch maßgeblichen Einfluß auf die elektrische Beanspruchung der sich anschließenden Isolierung ausübt, kommt es darauf an, daR bei ansc."ließenden Bearbeitungsgängen, etwa einem Jernetzungsprozeß, Einflüsse vermieden werden, die eine dauerhafte mechanische Verbindung im Grenzflächenbereich in Frage stellen. Das gilt insbesondere dort, wo Materialien mit stark unterschiedlichen Eigenschaften aneinander stoßen, etwa zwischen Leiteroberfläche und sogenannter Leiterglättung.As is known, to reduce high electric field strengths on the Conductor surface of an electrical cable so-called conductor smoothing, or also called inner conductive layers. In addition to the use of graphite or Paper or fabric tapes made conductive with carbon black are primarily made of conductive polymer mixtures into consideration, which are applied to the continuous conductor by extrusion. Since such a conductive layer contributes significantly to the field equalization in the vicinity of the conductor and thus also a decisive influence on the electrical stress of the subsequent Isolation, it is important that with subsequent processing steps, such as a cross-linking process, avoiding permanent mechanical influences Question the connection in the interface area. This is especially true there where materials with very different properties collide, for example between conductor surface and so-called conductor smoothing.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, in dem angesprochenen Grenzbereich, der wegen der erhöhten elektrischen Feldstärke besonderer Beachtung bedarf, dafür zu sorgen, daß der durch Extrusion der inneren Leitschicht (Leiterglättung) homogene Übergang zwischen Leiteroberfläche und extrudierter Leitschicht auch unter dem Einfluß nachfolgender Bearbeitungsgänge oder der nachfolgenden Inbetriebnahme des Kabels erhalten bleibt.The invention is therefore based on the object in the addressed Limit area, which should be given special attention because of the increased electric field strength requirement, to ensure that the extrusion of the inner conductive layer (conductor smoothing) homogeneous transition between conductor surface and extruded conductive layer also under the influence of subsequent processing steps or the subsequent commissioning of the cable is retained.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß der Bereich zwischen Leiteroberfläche und innerer Oberfläche der Isolierung mit tautomeriefähigen Ketonen oder Ketonabkömmlingen angereichert ist. Hierunter versteht man Verbindungen, die in einer protonenaktiven Enol-Form auftreten können, etwa in der folgenden Form: Die Anwesenheit dieser Zusätze im Polymermaterial der inneren Leitschicht sowie im Grenzflächenbereich Leiteroberfläche - Leitschicht gewährleistet einen homogenen Übergang zwischen metallischer und halbleitender Grenzschicht und führt zu einer deutlichen Verbesserung der Grenzflächenhaftung vor allem auch in-Fällen, in denen die Isolierung des Kabels einem Vernetzungsprozeß, etwa der peroxidischen Vernetzung in einem Dampfrohr oder der sogenannten Feuchtigkeitsvernetzung nach Aufpfropfen von Alkoxisilanen auf das Polymermaterial unterworfen wird.This object is achieved according to the invention in that the area between the conductor surface and the inner surface of the insulation is enriched with tautomeric ketones or ketone derivatives. These are compounds that can occur in a proton-active enol form, for example in the following form: The presence of these additives in the polymer material of the inner conductive layer as well as in the interface area between the conductor surface and the conductive layer ensures a homogeneous transition between the metallic and semiconducting boundary layer and leads to a significant improvement in the interfacial adhesion, especially in cases in which the insulation of the cable involves a crosslinking process, such as the is subjected to peroxidic crosslinking in a steam pipe or the so-called moisture crosslinking after grafting alkoxysilanes onto the polymer material.

Bekannt ist es zwar (DE-PS 23 52 450),Isoliermaterialien gegen elektrische Beanspruchungen dadurch zu stabilisieren, daß diesen Werkstoffen aromatische Öle in Kombination mit aromatischen Ketonen bzw aromatenhaltigen Hydroxyl-Verbindungen zugegeben werden, diese Maßnahme dient jedoch einem ganz anderen Zweck. Abgesehen davon, wird nach der Erfindung auch nicht das Isoliermaterial Mit Ketonen oder deren Abkömmlingen angereichert, sondern der Bereich an der Leiteroberfläche bzw. in seiner unmittelbaren Nähe.Although it is known (DE-PS 23 52 450), insulating materials against electrical To stabilize stresses by adding aromatic oils to these materials in combination with aromatic ketones or aromatic hydroxyl compounds admittedly, this measure serves a completely different purpose. Apart from that of which, according to the invention, the insulating material with ketones or their Enriched descendants, but the area on the conductor surface or in its close proximity.

In Durchführung der Erfindung nat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Ketone oder deren Abkömmlinge im Polymermaterial der Leitschicht unterzubringen. Diese Zusätze können dann schon vor der Extrusion in das leitfähige Polymermaterial eingemischt und bereits homogen verteilt auf den Leiter aufgebracht werden.In carrying out the invention, of course, it has proven to be advantageous to accommodate the ketones or their derivatives in the polymer material of the conductive layer. These additives can then be added to the conductive polymer material before extrusion mixed in and applied to the conductor in a homogeneously distributed manner.

In diesem Zusammenhang kann es mitunter vorteilhaft sein, nicht die Ketone unmittelbar oder zumindest nicht in der gesamten erforderlichen Menge dem Polymenaterial zuzusetzen, sondern diese der mechanischen Stabilisierung der Grenzflächebereiche dienenderl Zusätze bei der Kabelherstellung erst entstehen zu lassen. Das kann in Durchführung der Erfindung dadurch erreicht werden, daß dem leitfähigen Polymermaterial Vernetzungsmittel oder Vernetzungshilfsmittel, wie Peroxide, zugegeben werden, die z. B. im Falle der peroxidischen Vernetzung beim vernetzungswirksamen Zerfall Ketone bilden. So kann auf diese Weise im leiternahen Bereich durch Einsatz des allgemein verwendeten Dicumylperoxids beim 7erfall als Keton das Acetophenon gebildet werden, das für die Zwecke der Erfindung geeignet ist.In this context, it can sometimes be beneficial, not that Ketones immediately, or at least not in the full amount required Adding polymer material, but this the mechanical stabilization of the interface areas Only to allow useful additives to arise during the cable production. That can be done in Implementation of the invention can be achieved in that the conductive polymer material Crosslinking agents or crosslinking auxiliaries, such as peroxides, are added, the z. B. in the case of peroxidic crosslinking in the crosslinking disintegration ketones form. In this way, in the area close to the ladder, by using the general dicumyl peroxide used, acetophenone is formed as a ketone when it falls, which is suitable for the purposes of the invention.

Insbesondere in deri Fällen, wo - wie bei der sogenannten Feuchtigkeitsvernetzung -die Peroxide nur als Vernetzungshilfsmittel verwendet werden, nämlich dazu dienen, um Radikal stellen am Polymermolekül für die aufzupfropfenden Silane zu schaffen, reicht die bei deren Zerfall entstehende Acetophenonmenge in der Regel nicht aus, die Grenzflächenbereiche chemisch-mechanisch zu stabilisieren.Especially in those cases where - as with so-called moisture crosslinking -the peroxides are only used as a crosslinking aid, namely serve to to create radical positions on the polymer molecule for the silanes to be grafted on, the amount of acetophenone produced when they break down is usually not sufficient, to stabilize the interface areas chemically and mechanically.

Hier haut es sich in Weiterführung der Erfindung als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Ketone oder deren Abkörnmlinge unmittelbar vor der Extrusion der Leitschicht gesondert auf den Leiter aufgebracht, z. B. aufgeträufelt, werden. Als geeignet hierfür hat sich das bereits erwähnte Acetophen erwiesen, aber auch Keto-Abkömmlinge, beispielsweise die Oxime, können auf diese Weise in den Bereich hoher Feldstärke in Leiternähe eingebracht werden.Here it turns out to be particularly advantageous in a continuation of the invention proven when the ketones or their derivatives immediately prior to extrusion the conductive layer applied separately to the conductor, for. B. instilled, are. The above-mentioned acetophen has proven to be suitable for this, but also Keto descendants, such as the Oximes, can get into the area this way high field strength in the vicinity of the conductor.

Je nach Verne-tzungsart und Leitermaterial können die zugegebenen Keton-Mengen zwischen 0,05 und 5 Ges.; liegen. Für den Fall eines Alurniniumleiters und einer Vernetzung der Isolierung und/oder Leitschicht durch Feuchtigkeit hat sich eine Menge von 0,2 bis 2 Gew. % als am vorteilhaftesten erwiesen.Depending on the type of cross-linking and conductor material, the added Amounts of ketone between 0.05 and 5 total; lie. In the case of an aluminum conductor and a crosslinking of the insulation and / or conductive layer by moisture an amount of 0.2 to 2% by weight has proven to be most advantageous.

Claims

Patent claims 9 single or multi-core electrical plastic-insulated Medium or low voltage cables with a conductive layer over the conductor an extrudable insulating material to which the insulation is also made from extrudable, crosslinkable plastic material, characterized in that that the area between the conductor surface and the inner surface of the insulation Enriched with tautomeric ketones (keto-enol tautomerism) or ketoab ommlingen is.

2. Cable according to claim 1, characterized in that the ketones or the derivatives of which are accommodated in the polymer material of the conductive layer.

3. Cable according to claim 1, characterized in that as a tautomeric Ketone which is acetophenone used.

4. Cable according to claim 1, characterized in that as keto descendants Oximes are used.

5. A method for manufacturing a cable according to claim 1 or one the folenden, characterized in that the ketones or their derivatives before the extrusion of the conductive polymer material can be approached.

6. A method for producing a cable according to claim 1 or one the following, characterized in that the ketones or their derivatives are directly before the extrusion of the conductive layer separately applied to the conductor, z. B. thrown up, will.