DE3752163T2

DE3752163T2 - Füllzusammensetzung für elektrische Kabel und Methode zur Herstellung von Kabeln unter Verwendung der Füllzusammensetzung

Info

Publication number: DE3752163T2
Application number: DE3752163T
Authority: DE
Inventors: Marco Barbaro-Forleo; Fabrizio Marciano-Agostinelli
Original assignee: Pirelli Cable Corp
Current assignee: Pirelli Cable Corp
Priority date: 1986-05-16
Filing date: 1987-02-13
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2007-02-14
Also published as: AU7278087A; EP0517287A2; EP0246726B1; EP0246726A2; DE3752163D1; US4703132A; EP0246726A3; DE3785389T2; AU607909B2; NZ220333A; ES2113393T3; ES2040245T3; EP0517287A3; EP0517287B1; CA1336310C; DE3785389D1; BR8702711A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Füllzusammensetzung für elektrische Kabel, insbesondere Überlandleitungs-Stromkabel, sowie die Herstellung solcher Kabel.
Die Fachwelt weiß, daß eine Kabelisolation durch die Entwicklung und das Fortschreiten von Wasser-/chemischen Bäumen¹ verschlechtert wird, wenn Feuchtigkeit in Bereichen des Isolationsaufbaus des Kabels vorhanden ist und insbesondere in Bereichen mit lokalisierter hoher elektrischer Spannung, die durch Hohlräume, Verunreinigungen und Vorsprünge aus dem Leiter und von Isolationsspannungssteuerschichten verursacht werden. In den Räumen zwischen den Litzen eines mehrlitzigen Leiters vorhandenes Wasser beschleunigt bekanntlich die Wanderung von Wasser/Chemikalien in der Isolierung beträchtlich. Man möchte deshalb alle Räume zwischen solchen Drähten mit einer Füllzusammensetzung füllen, um so ein Eindringen und eine Bewegung von Wasser in solchen Räumen auf ein Minimum zu reduzieren oder zu unterbinden. Siehe beispielsweise US-Patente 4,095,039, 4,104,480, 4,145,567 und 3,943,271.
¹ Kriechspuren infolge von Feuchtigkeit oder chemischer Einwirkung (Anm. d. Übersetzers)
Wie in dem US-Patent 4,095,039 ausgeführt ist, sind einige der zum Stand der Technik gehörenden Füllzusamensetzungen nach dem Altern aufgrund des Verlustes von Haftqualitäten und Aushärtung und Brechen nicht zufriedenstellend. Dieses Dokument beschreibt die Verwendung von Polyisobutylenkautschuk mit niedrigem Molekulargewicht oder von einem Copolymer von Isobutylen-Isopren-Kautschuk mit niedrigem Molekulargewicht und mit 40 bis 150 Gewichtsteilen zugesetztem elektrisch leitendem Ruß oder Graphit als Füllzusammensetzung, wobei eine solche Zusammensetzung eine kittartige Konsistenz bei Zimmertemperatur und eine gute Haftfähigkeit hat, die während des Betriebs des Kabels aufrechterhalten wird.
Ein weiterer Vorteil, der durch die Verwendung der in dem US- Patent 4,095,039 beschriebenen Füllzusammensetzung aufgezeigt wird, besteht darin, daß die Füllzusammensetzung mittels einer Pumpe aufgebracht werden kann, welche die Zusammensetzung zu einem Applikator führt, wo die Räume zwischen den Drähten gefüllt und die Drähte beschichtet werden. Dies bedeutet, daß die Zusammensetzung fließfähig ist und für ihr Aufbringen keine hohen Drucke erfordert. Diese Eigenschaft schließt die Notwendigkeit eines Extrusionskopfes und die Kosten dafür aus, was für einige Füllzusammensetzungen erforderlich ist, die über die Drähte extrudiert werden können.
Das US-Patent 4,145,567 beschreibt eine ähnliche Füllzusammensetzung aus Ethylenpropylenkautschuk, der mit einer wesentlichen Menge von Ruß gemischt ist, so daß er eine kittartige Konsistenz und einen Tropfpunkt über 100ºC erhält.
Es hat sich gezeigt, daß die Füllzusammensetzungen der US-Patente 4,095,039 und 4,145,567 als Füllzusammensetzungen für verseilte Leiter von elektrischen Kabeln recht effektiv sind, es hat sich jedoch auch gezeigt, daß noch einige Probleme vom Standpunkt der Unterbindung des Eindringens und Fließens von Wasser in dem Leiter vorhanden sind, obwohl ein überfüllen der Räume unter der äußeren Schicht der Drähte verhindert wird. So hat man herausgefunden, daß unter bestimmten Bedingungen, beispielsweise der Kabelhandhabung, nachfolgende Herstellungsoperationen und nach beschleunigten zyklischen Alterungstests, die eine zyklische Belastung des installierten Kabels simulieren, ein geringfügiges Eindringen von Wasser in den Leiter und seine Bewegung über eine begrenzte Länge des Leiters auftreten kann, obwohl eine wesentliche Verbesserung erreicht worden ist.
Bei dem Herstellungsvorgang des vollständigen Füllens der Räume zwischen den Litzen ist ferner das Volumen der Füllzusammensetzung schwierig zu steuern, und das Ausmaß der Füllung kann über der Länge des verseilten Leiters variieren. Diesbezüglich ist zu vermerken, daß normalerweise die äußeren Zwischenräume der verseilten Leiter durch die Druckextrusion der Leiterspannungssteuerungsschicht gefüllt werden und daß keine zusätzliche Füllung der Räume erforderlich ist. Wo die Räume zwischen der äußersten Schicht der Drähte und der nächstäußeren Schicht der Drähte mit Füllzusammensetzung überfüllt ist, kann die Extrusion der halbleitenden Spannungssteuerschicht über den verseilten Leiter zu einem Eindringen von Füllzusammensetzung in die äußeren Zwischenräume des Leiters führen, was ein Vorstehen der extrudierten haibleitenden Spannungssteuerungsschicht in die Isolation ergibt. Da solche Vorsprünge zu lokalen hohen elektrischen Beanspruchungen in der Isolation führen, sind solche Effekte äußerst unerwünscht. In manchen Fällen wird es als wünschenswert angesehen, auch die äußeren Zwischenräume des Leiters mit Füllzusammensetzung zu füllen, wobei in diesem Fall ein halbleitendes kautschukgefülltes Band aufgebracht wird, das auf sich selbst über dem vollständig gefüllten Leiter gelegt wird, worauf eine Extrusion der halbleitenden Spannungssteuerschicht folgt. In diesem Fall ist das überfüllen der Räume zwischen der äußersten Schicht der Drähte und der nächstäußeren Schicht der Drähte nicht zu beanstanden und stellt kein Problem dar.
Die vorliegende Erfindung möchte den Widerstand bezüglich des Eindringens und der Bewegung von Wasser zwischen den Drähten und um die Drähte eines elektrischen Kabelleiters herum durch Vorsehen einer verbesserten Füllzusammensetzung der allgemeinen Art verbessern, wie sie in den US-Patenten 4,095,039 und 4,145,567 beschrieben ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun eine Füllzusammensetzung zum Füllen der Zwischenräume zwischen den sich leitend berührenden Litzen eines mehrlitzigen Leiters eines elektrischen Kabels bereitgestellt, wobei die Zusammensetzung eine Klebstoffmischung aus einer polymeren Mischung mit niedrigem Molekulargewicht aufweist, die einen 100-Gramm-Nadeleindringwert bei 25ºC von 50 bis 100 Zehnteln eines Millimeters und Teilchen eines organischen wasserquellfähigen Materials mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 200 um hat.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun auch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kabels mit einer Vielzahl von Schichten aus leitenden Drähten bereitgestellt, welches das Zusammenbringen der leitenden Drähte und das Aufbringen einer Füllzusammensetzung, wie sie oben beschrieben ist, auf wenigstens die Drähte, die die innerste(n) Schicht(en) des Kabels bilden, das Extrudieren einer Schicht aus halbleitendem Material um die äußere Schicht der Drähte herum und das Extrudieren einer Schicht einer Isolation um die Schicht des halbleitenden Materials aufweist.
Gemäß der Erfindung werden die polymere Komponente und die wasserschwellbare Komponente gemischt und zusammen auf den mehrlitzigen Leiter aufgebracht.
Die Füllzusammensetzung nach der Erfindung ist weich und fließfähig, wenn sie aufgebracht wird, und kann auf den Leiter ohne Verwendung einer Extrusionseinrichtung aufgebracht werden. Die Füllzusammensetzung wird auf die Leiterdrähte, ausgenommen in den meisten Fällen die äußere Schicht von Drähten, aufgebracht, wenn sie in konzentrischen Schichten zusammengebracht werden, und danach werden die inneren Schichten der Drähte mit der Füllzusammensetzung darum herum und dazwischen und die äußere Fläche der Leiter durch Extrusion mit einer herkömmlichen halbleitenden Spannungssteuerschicht überdeckt. In diesem Fall füllt die unter Druck extrudierte halbleitende Leiterspannungssteuerungsschicht die Zwischenräume in den äußeren Schichten der Drähte vollständig. Wenn die äußeren Zwischenräume mit Füllzusammensetzung gefüllt sind, wird ein geeignetes halbleitendes, mit Kautschuk gefülltes Band mit überlappung über den vollständig mit Zusammensetzung gefüllten Leiter aufgebracht, worauf die Extrusion der halbleitenden Leiterspannungssteuerungsschicht folgt. Über die abschirmende Schicht wird eine Schicht in Form einer extrudierten Isolation aufgebracht, und gewünschtenfalls können weitere herkömmliche Schichten, wie eine weitere halbleitende abschirmende Schicht oder eine Metallabschirmung über der Isolationsschicht aufgebracht werden.
Die Füllzusammensetzung kann auf die Leiterdrähte in bekannter Weise aufgebracht werden, d.h. ohne daß sie darüber extrudiert wird. In einem bevorzugten Verfahren der Erfindung wird die Zusammensetzung jedoch auf jede Schicht von Drähten in bekannter Weise so aufgebracht, daß sie alle Räume zwischen den inneren Schichten der Drähte und der darauf aufgebrachten Schicht von Drähten füllt. Wenn die darüberliegende Schicht von vorher unbeschichteten Drähten aufgebracht wird, werden die inneren Räume zwischen diesen Drähten und den mit der polymeren Komponente und den feinen Teilchen des quellfähigen Materials beschichteten Drähten durch Überführung von der darunterliegenden gefüllten Schicht von Drähten gefüllt. Die gefüllten und beschichteten Schichten von Drähten, ausgenommen die äußeren Zwischenräume und die Oberfläche der äußersten Schicht der Drähte, die normalerweise nicht gefüllt oder beschichtet werden, gehen durch einen endseitigen Schließkopf hindurch, der alle Drähte und Schichten in innigem Kontakt miteinander anordnet. Danach werden über den Leiter die herkömmliche haibleitende Leiterspannungssteuerungs schicht, eine Isolation usw. extrudiert. Auf diese Weise füllt die halbleitende Leiterspannungssteuerungsschicht alle äußeren Zwischenräume in der äußeren Schicht von Drähten. Natürlich sind alle Räume zwischen den inneren Drähten und den äußeren Drähten durch die polymere Komponente gefüllt.
Zusätzlich zu dem Einschließen der wasserquellfähigen Komponente in die Füllzusammensetzung, die über jede Schicht von Drähten aufgebracht wird, kann die wasserquellfähige Komponente zusätzlich als eine feine Schicht von Teilchen auf eine oder mehrere Schichten der Füllzusammensetzung aufgebracht werden, die über jeder Schicht von Drähten aufgebracht wurde. Wenn somit die polymere Komponente über einer Schicht von Drähten aufgebracht ist, kann sie den feinen Teilchen des quellfähigen Materials ausgesetzt werden, beispielsweise durch Hindurchführen der gefüllten Schicht durch einen Trog, der solche Teilchen enthält, welche pneurnatisch gerührt oder herumgeblasen werden, so daß solche Teilchen an jeder polymeren Komponente haften, die ihnen ausgesetzt ist.
Für das bessere Verständnis der Erfindung werden nun bevorzugte Ausführungen beispielsweise beschrieben, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen wird, in denen:
Fig. 1 ein Blockschema ist, welches ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kabels darstellt,
Fig. 2 eine aufgeschnittene perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kabels ist,
Fig. 3 eine ähnliche Ansicht einer zweiten Ausführungsform des Kabels ist, und
Fig. 4 eine ähnliche Ansicht einer dritten Ausführungsform des Kabels ist.
Fig. 1 ist ein Blockschema, welches die Schritte der bevorzugten Ausführung des Verfahrens der Erfindung darstellt, bei welchem die polymere Komponente und die wasserquellfähige Komponente nur auf die inneren Schichten eines verseilten Leiters 7 aufgebracht werden. Eine Vielzahl von Drähten 8, die auf einer herkömmlichen Kabeltrommel 3 getragen werden, werden gezogen, verseilt und treten in einen Schließkopf 2 ein. Während des Verseilens wird um die Drähte an einem Applikator 1 die Füllzusammensetzung aufgebracht, welche die polymere Komponente und die darin eingemischten Teilchen des wasserquellfähigen Materials aufweist. Gewünschtenfalls werden die Teilchen des wasserquellfähigen Materials zusätzlich gesondert auf die Füllzusammensetzung auf den Drähten aufgebracht, beispielsweise durch Hindurchführen der beschichteten Drähte durch einen geeigneten herkömmlichen Pulverapplikator. Eine solche gesonderte Aufbringung der Teilchen kann jedoch weggelassen werden.
Die nächste Schicht von Drähten 9 wird in ähnlicher Weise über der ersten Schicht von Drähten durch eine Drahttrommel 3a verseilt, und sie werden in ähnlicher Weise mit der Füllzusammensetzung an einem Schließkopf 2a und einem Applikator 1a beschichtet.
Die nächste Schicht von Drähten 10 wird in ähnlicher Weise über den ersten beiden Schichten von Drähten durch eine Drahttrommel 3b verseilt und durch einen Schließkopf 2b gezogen. Bei diesem bevorzugten Verfahren wird jedoch die Füllzusammensetzung nicht auf die die äußere Schicht bildenden Drähte aufgebracht.
Die Drahtanordnung oder der Leiter 7 wird durch eine Ausziehwinde 5 gezogen, und der Leiter 7 wird auf einer Aufwickeltrommel 6 aufgewickelt. Der Leiter 7 wird von der Trommel 6 an einer herkömmlichen Extrusionsstraße abgezogen, wo die halbleitenden Abschirmungen und die Isolation über den Leiter extrudiert werden und gewünschtenfalls andere Schichten von Materialien aufgebracht werden. Wenn die Füllzusammensetzung auf die Drähte 10 aufgebracht wird, kann auf dem Leiter 7 eine Schicht aus einem halbleitenden Band vor dem Aufbringen der ersten halbleitenden Abschirmung oder Spannungssteuerschicht aufgebracht werden.
Gewünschtenfalls kann die Füllzusammensetzung mit der polymeren Komponente und den Teilchen auch auf die die äußere Schicht bildenden Drähte 10 in der gleichen Weise aufgebracht werden, wie sie auf die die inneren Schichten bildenden Drähte aufgebracht wird. Vorausgesetzt, daß eine richtige Steuerung der Menge der Füllzusammensetzung gegeben ist, kann in diesem Fall die Abschirmschicht direkt auf die äußere Oberfläche des Leiters 7 aufgebracht werden, bevorzugt wird jedoch über dem Leiter 7 vor dem Aufbringen der Abschirmschicht eine Schicht eines halbleitenden Bandes aufgebracht.
Obwohl nur drei Schichten von Drähten dargestellt sind, ist offensichtlich, daß nur zwei Schichten oder mehr als drei Drahtschichten vorhanden sein können.
Fig. 2 zeigt ein Kabel mit inneren Drähten, beispielsweise Drähten 8, mit der Füllzusammensetzung 20, die die polymere Komponente und zugemischte Teilchen darauf aufweist und alle Zwischenräume dazwischen füllt. Die Füllzusammensetzung 20 wurde nicht auf die äußeren Drähte 10 aufgebracht, deren äußere Zwischenräume mit einer Schicht 11 aus halbleitendem Material gefüllt sind. Die Schicht 11 ist von einer Schicht 12 aus isolieredem Material überdeckt, die ihrerseits von einer Schicht 13 aus halbleitendem Material überdeckt ist. Bei dieser Ausführung können wie bei den anderen Ausführungen andere Materialschichten die Schicht 13 umschließen
Fig. 3 zeigt ein Kabel ähnlich dem in Fig. 2 gezeigten Kabel, mit der Ausnahme, daß Teilchen 20a des wasserquellfähigen Materials auf die Oberfläche der Füllzusammensetzung 20 aufgebracht werden, die auf die inneren Drähte 8 aufgebracht ist.
Fig. 4 zeigt ein Kabel ähnlich den in Fig. 2 und 3 gezeigten Kabeln mit der Ausnahme, daß die äußeren Drähte 10 ebenfalls mit der Füllzusammensetzung 20 abgedeckt und die Zwischenräume dazwischen damit gefüllt sind, und mit der Ausnahme einer Hinzufügung einer Schicht eines halbleitenden Bandes 14 zwischen den Drähten 10 und der halbleitenden Abschirmung 11.
Die polymere Komponente der Füllzusammensetzung der Erfindung ist ein Polymer, das leicht auf erhöhte Temperaturen über 100ºC gebracht werden kann. Normalerweise bedeutet dies, daß das Polymer ein Polymer mit niedrigem Molekulargewicht, beispielsweise ein Polyisobutylenkautschuk, Isobutylen-Isopren- Copolymerkautschuk oder ein Ethylen-Propylen-Copolymerkautschuk oder ein Gemisch von zwei oder mehr davon mit niedrigem Molekulargewicht ist. Die polymere Komponente kann beispielsweise ein Ethylen-Propylen-Kautschuk gemischt mit einer wesentlichen Menge von Ruß, wie es in den US-Patenten 4,095,039 und 4,145,567 beschrieben ist, oder gemischt mit anderen geeigneten mineralischen Füllstoffen sein. Einem Fachmann sind auch andere Polymere erkennbar, die geeignete Eigenschaften haben. Ein Polymer, das als besonders geeignet ermittelt wurde, ist LM-Polyisobutylen mit niedrigem Molekulargewicht, verkauft von Exxon Chemical Americas, P.O. Box 3272, Houston, Texas unter der Handelsmarke VISTANEX.
Die polymere Komponente sollte keine beträchtliche Shore-A- Härte haben. Ein Versuch zur Bestimmung, ob das Basispolymer akzeptable Eigenschaften hat oder nicht, ist der Penetrometer- Test gehörend zu ASTM DS Durchdringung von bituminösen Materialien. Wie vorher angegeben, sollte der 100-Gramm-Nadel- Eindringwert bei 25ºC der polymeren Mischung 50 bis 100 Zehntel eines Millimeters betragen.
Die wasserquellfähige Komponente der Füllzusammensetzung hat vorzugsweise die folgenden Eigenschaften oder Charakteristika:
a) das Pulver sollte in Wasser im wesentlichen unlöslich sein,
b) der pH-Wert einer wäßrigen Dispersion des Pulvers, die durch Dispergieren von 1 g Pulver in 200 cm³ doppelt destilliertem Wasser erzielbar ist, sollte im Bereich von 6,5 bis 7,5 liegen,
c) der Gewichtsverlust des Pulvers nach dem Erhitzen bei 105ºC sollte weniger als 7% betragen,
d) die Pulverbenetzungszeit (entsprechend dem Zeitablauf zwischen dem Augenblick, in welchem das Pulver in Kontakt mit Wasser gebracht wird, und dem Augenblick, in welchem die Expansion und das Schwellen beginnen) sollte im Bereich von weniger als 1 bis 10 s liegen, unabhängig davon, ob das Wasser Trinkwasser, Wasser für industrielle Zwecke oder Meerwasser ist,
e) die Pulver-Wasser-Absorptionsfähigkeit ausgedrückt in cm³ Wasser absorbiert von 1 g Pulver sollte im Bereich von 10 bis 800 cm³/g liegen oder mehr betragen. Insbesondere sollte die Pulverfähigkeit in bezug auf industrielles Wasser im Bereich von 200 bis 800 cm³/g oder darüber liegen, während seine Fähigkeit zur Absorption von Meereswasser im Bereich von 10 bis 150 cm³/g oder darüber liegen sollte, und
f) die Teilchengröße des Pulvers sollte weniger als 200 um sein, und vorzugsweise sollten wenigstens 50% der Teilchen eines solchen Pulvers eine Größe von weniger als 150 um haben.
Geeignete wasserquellfähige, teilchenförmige Materialien sind beispielsweise Polyacrylate und Polyacrylamide für sich oder copolymerisiert mit natürlichen Polymeren, wie Amiden, Celluloseestern, beispielsweise Methylcellulose, und Celluloseethern, beispielsweise Carboxymethylcellulose. Ein Material, das sich als besonders geeignet erwiesen hat, ist Natriumpolyacrylat vom Typ J-550, verkauft von der Grain Processing Corporation, Muscatine, Iowa.
Das Gewicht der wasserquellfähigen Komponente zu dem Gewicht der polymeren Komponente (PHR) kann über einen ziemlich weiten Bereich variieren, solange erstere in einer Menge vorhanden ist, die für das gewünschte Ergebnis sorgt, was empirisch bestimmt werden kann. Normalerweise ist das Pulver in einer Menge von wenigstens 0,5 PHR bis nicht mehr als 50 PHR, und vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 0,5 PHR bis 20 PHR vorhanden.
Bei den bevorzugten Ausführungen der Erfindung ist die polymere Komponente eine Zusammensetzung, welche Polyisobutylenkautschuk mit niedrigem Molekulargewicht oder Isobutylen-Isopren- Copolymerkautschuk mit niedrigem Molekulargewicht umfaßt. Zu jedem dieser Isobutylenkautschukmaterialien werden 15 bis 150, vorzugsweise 15 bis 50 Gewichtsteile von elektrisch leitendem Ruß oder eines Graphitrnaterials oder von nichtleitendern mineralischem Füllstoff, wie Siliciurndioxid, Talk, Titandioxid, Ton, für jeweils 100 Teile des Isobutylenkautschukmaterials zugesetzt.
Der Zusatz des Rußes macht die Füllzusammensetzung halbleitend. Der Zusatz des Rußes oder der nichtleitenden mineralischen Füllstoffen erfüllt eine wesentliche Funktion dadurch, daß ein Fließen des Isobutylenkautschukmaterials bei Temperaturen bis zu 200ºC verhindert wird. Die Füllzusammensetzung kann somit den Temperaturen widerstehen, die während schwerer Belastungen bei Stromüberlandleitungen auftreten, ohne daß sie erweichen und daß ihre Viskosität so niedrig wird, daß sie aus dem Kabel an den Kabelenden ausfließt oder in Längsrichtung strömt, wo das Kabel eine wesentliche Neigung hat.
Erforderlichenfalls können einige Zusatzmaterialien als Verarbeitungshilfe zugegeben werden, beispielsweise ein Kohlenwasserstofföl, wie es bei der Kautschuk-Compoundierung verwendet wird, oder es können chloriertes Paraffin oder ein Isobutylen-Flüssigweichmacher verwendet werden, um die Isobutylenkautschukmischung auf eine Pumpkonsistenz ohne Verwendung von überschüssiger Wärme zu bringen. Bevorzugt wird jedoch, daß so wenig Verarbeitungshilfe wie möglich oder überhaupt keine verwendet wird, wenn sie nicht erforderlich ist, um eine Pumpkonsistenz zu erreichen. Der Nachteil der Verarbeitungshilfen besteht darin, daß sie in die Isolationsabschirmung wandern und ein Schwellen und eine darauffolgende Reduzierung der Leitfähigkeit der Abschirmung verursachen können.
Wenn Teilchen der wasserquellfähigen Komponente als eine dünne Schicht über einer, mehreren oder allen Schichten der über die konzentrischen Schichten von Drähten aufgebrachten polymeren Komponente aufgebracht werden, sollte die Dicke der Pulverschicht insgesamt mehrere Zehntel bis mehrere Hunderstel eines Mikrons betragen.
Die polymere Komponente hat eine kittartige Konsistenz bei Zimmertemperatur und gute Haftfähigkeit. Einer der hervorstechenden Vorteile der polymeren Komponente ist die Aufrechterhaltung der Haftfähigkeit trotz wiederholten Erhitzens und Kühlens aufgrund von Laständerungen von Hochspannungs-Überlandleitungskabeln. Wesentlich ist, daß die Füllzusammensetzung sowohl ihre Flexibilität als auch ihre Haftfähigkeit beibehält, damit sie zufriedenstellend ist. Wenn die Zusammensetzung spröde wird, trennt sie sich leicht von einer angrenzenden Materialfläche ab oder bricht als Folge einer Expansion oder Kontraktion des Kabels.
Die Füllzusammensetzung der Erfindung dient aufgrund der Teilchen der wasserquellfähigen Komponente, die in der Mischung eingeschlossen sind oder fakultativ als eine dünne Schicht über der Füllzusammensetzung aufgebracht werden, als eine viel effektivere Sperre gegen den Zutritt und die Bewegung von Wasser und erlaubt ein Unterfüllen der Räume zwischen der äußersten Schicht von Drähten und der nächstäußeren Schicht von Drähten, wodurch die Gefahr des Eindringens der Füllzusammensetzung- in die äußeren Zwischenräume des Leiters während der Extrusion der halbleitenden Leiterspannungssteuerschicht auf ein Minimum reduziert wird, was ein unangemessenes Vordringen dieser Schicht in die Isolation verursachen würde, während der Zutritt und die Bewegung von Wasser durch den Leiter noch blockiert werden.
Zur Verwendung zwischen den äußeren Zwischenräumen des verseilten Leiters und der Leiterabschirmung muß die Füllzusammensetzung dieser Erfindung halbleitend sein und ihren Widerstand auch beibehalten. Der Volumenwiderstand der wie oben beschrieben aufgebrachten Füllzusammensetzung überschreitet vorzugsweise 50.000 Ohm-cm nicht, einen Wert, der von der Kabelindustrie für halbleitendes, in Kabeln verwendetes Material aufgestellt wurde.
Die Füllzusammensetzung dieser Erfindung ist nicht als Ersatz für die Leiterabschirmung beabsichtigt. Ihr primärer Zweck besteht darin, einen Haft-Füllstoff bereitzustellen, der an dem Leiter und an der Innenfläche der Leiterabschirmung haftet. Wenn der Leiter Litzen aufweist, wie dies üblicherweise der Fall ist, vermeidet die Füllzusammensetzung Hohlräume in Räumen zwischen den Litzen des Leiters.
Ein Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Kabels mit einer Vielzahl von Schichten aus leitenden Drähten, welches das Zusammenbringen der leitenden Drähte und das Aufbringen der polymeren Mischung von niedrigem Molekulargewicht auf wenigstens die Drähte, welche die innere(n) Schicht(en) des Kabels bilden, das Aufbringen von Teilchen aus dem organischen wasserquellfähigen Material auf die polymere Mischung, das Extrudieren einer Schicht aus halbleitendem Material um die äußere Schicht der Drähte und das Extrudieren einer Schicht einer Isolation um die Schicht aus halbleitendem Material herum umfaßt, ist in der anhängigen Patentanmeldung 87301262.9 (Veröffentlichung 0246727) beschrieben und beansprucht, aus der die vorliegende Anmeldung ausgeschieden wurde.

Claims

1. Füllzusammensetzung (20) zum Füllen der Zwischenräume zwischen den sich leitend berührenden Litzen eines mehrlitzigen Leiters eines elektrischen Kabels, wobei die Zusammensetzung eine Klebstoffmischung aus einer polymeren Mischung mit einem niedrigen Molekulargewicht aufweist, die einen 100-Gramm-Nadeleindringwert bei 25ºC von 50 bis 100 Zehntel eines Millimeters und Teilchen eines organischen wasserquellfähigen Materials mit einer Teilchengröße von nicht mehr als 200 um hat.

2. Füllzusammensetzung nach Anspruch 1, bei welcher die polymere Mischung mit niedrigem Molekulargewicht ein Polyisobutylenkautschuk mit niedrigem Molekulargewicht, ein Isobutylen-Isopren-Copolymerkautschuk, ein Ethylen- Propylen-Kautschuk oder eine Mischung aus zwei oder mehr dieser Kautschuke ist.

3. Füllzusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei welcher das organische wasserquellfähige Material ein Polyacrylat oder Polyacrylamid als solches oder copolymerisiert mit einem natürlichen Polymer oder ein Celluloseether oder Celluloseester ist.

Füllzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher das wasserquellfähige Material Natriumpolyacrylat ist.

5. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Kabels mit einer Vielzahl von Schichten aus leitenden Drähten (8, 9, 10), welches das Zusammenbringen der leitenden Drähte und das Aufbringen einer Füllzusammensetzung (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf wenigstens die Drähte (8, 9), die die innerste(n) Schicht(en) des Kabels bilden, das Extrudieren einer Schicht (11) aus halbleitendem Material um die äußere Schicht der Drähte (10) herum und das Extrudieren einer Schicht (12) einer Isolation um die Schicht des halbleitenden Materials herum aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 5, welches das Zusammenbringen der leitenden Drähte in einer Vielzahl von konzentrischen Schichten und das Aufbringen der Füllzusammensetzung (20) auf alle Schichten außer der äußeren Schicht von Drähten (10) aufweist, so daß die letztere frei von der Füllzusammensetzung auf ihrer radial äußeren Oberfläche ist und die Zwischenräume zwischen den Drähten (8) der jeweiligen Schichten mit der Füllzusammensetzung gefüllt sind.

7. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem die Füllzusammensetzung auf alle Schichten von Drähten aufgebracht wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, welches auch das separate Aufbringen von Teilchen (20a) des organischen wasserquellfähigen Materials auf die Füllzusammensetzung aufweist.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, bei welchem vor dem Extrudieren der Schicht (11) aus halbleitendern Material um die äußere Schicht von Drähten herum die äußere Schicht mit einer Schicht (14) von halbleitendern Band umwickelt wird.