SE512745C2 - Electric DC cable with insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for producing such cable - Google Patents
Electric DC cable with insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for producing such cableInfo
- Publication number
- SE512745C2 SE512745C2 SE9802681A SE9802681A SE512745C2 SE 512745 C2 SE512745 C2 SE 512745C2 SE 9802681 A SE9802681 A SE 9802681A SE 9802681 A SE9802681 A SE 9802681A SE 512745 C2 SE512745 C2 SE 512745C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- composition
- compound
- cable
- formula
- cable according
- Prior art date
Links
- 238000009413 insulation Methods 0.000 title claims abstract description 73
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 70
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 34
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 title claims abstract description 29
- -1 polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 29
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 42
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 38
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000004703 cross-linked polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229920003020 cross-linked polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 22
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 16
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerol Natural products OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims abstract description 7
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims abstract description 5
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims abstract description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 15
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims description 13
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 claims description 13
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 9
- 239000003431 cross linking reagent Substances 0.000 claims description 8
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 4
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 3
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 claims description 2
- FLCAEMBIQVZWIF-UHFFFAOYSA-N 6-(dimethylamino)-2-methylhex-2-enamide Chemical compound CN(C)CCCC=C(C)C(N)=O FLCAEMBIQVZWIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 abstract description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 28
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 18
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 16
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 16
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 13
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 10
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 8
- PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N distearyl thiodipropionate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCSCCC(=O)OCCCCCCCCCCCCCCCCCC PWWSSIYVTQUJQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 239000000123 paper Substances 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 7
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 7
- 101100023124 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) mfr2 gene Proteins 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 6
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 6
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 5
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 5
- 229920013716 polyethylene resin Polymers 0.000 description 5
- VFBJXXJYHWLXRM-UHFFFAOYSA-N 2-[2-[3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoyloxy]ethylsulfanyl]ethyl 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoate Chemical compound CC(C)(C)C1=C(O)C(C(C)(C)C)=CC(CCC(=O)OCCSCCOC(=O)CCC=2C=C(C(O)=C(C=2)C(C)(C)C)C(C)(C)C)=C1 VFBJXXJYHWLXRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 4
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920005678 polyethylene based resin Polymers 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 description 4
- WPMYUUITDBHVQZ-UHFFFAOYSA-N 3-(3,5-ditert-butyl-4-hydroxyphenyl)propanoic acid Chemical compound CC(C)(C)C1=CC(CCC(O)=O)=CC(C(C)(C)C)=C1O WPMYUUITDBHVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 230000003373 anti-fouling effect Effects 0.000 description 3
- QYMGIIIPAFAFRX-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;ethene Chemical compound C=C.CCCCOC(=O)C=C QYMGIIIPAFAFRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 3
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 3
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N docosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 3
- 229920006245 ethylene-butyl acrylate Polymers 0.000 description 3
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 3
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 3
- 235000019197 fats Nutrition 0.000 description 3
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 3
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- YODZTKMDCQEPHD-UHFFFAOYSA-N thiodiglycol Chemical compound OCCSCCO YODZTKMDCQEPHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229950006389 thiodiglycol Drugs 0.000 description 3
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009489 vacuum treatment Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 1-octene Chemical compound CCCCCCC=C KWKAKUADMBZCLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QLZJUIZVJLSNDD-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylidenebutanoyloxy)ethyl 2-methylidenebutanoate Chemical compound CCC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(=C)CC QLZJUIZVJLSNDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XOUQAVYLRNOXDO-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-5-methylphenol Chemical compound CC1=CC=C(C(C)(C)C)C(O)=C1 XOUQAVYLRNOXDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1-pentene Chemical compound CC(C)CC=C WSSSPWUEQFSQQG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N Acetophenone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC=C1 KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021357 Behenic acid Nutrition 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920005601 base polymer Polymers 0.000 description 2
- 229940116226 behenic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N dodecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCC(O)=O POULHZVOKOAJMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 2
- 229920006244 ethylene-ethyl acrylate Polymers 0.000 description 2
- 239000005042 ethylene-ethyl acrylate Substances 0.000 description 2
- 229920006225 ethylene-methyl acrylate Polymers 0.000 description 2
- 239000005043 ethylene-methyl acrylate Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 2
- 231100000817 safety factor Toxicity 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 125000003696 stearoyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N (9Z,12Z)-9,10,12,13-tetratritiooctadeca-9,12-dienoic acid Chemical compound C(CCCCCCC\C(=C(/C\C(=C(/CCCCC)\[3H])\[3H])\[3H])\[3H])(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-NTGFUMLPSA-N 0.000 description 1
- WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N (E)-8-Octadecenoic acid Natural products CCCCCCCCCC=CCCCCCCC(O)=O WRIDQFICGBMAFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HXIQYSLFEXIOAV-UHFFFAOYSA-N 2-tert-butyl-4-(5-tert-butyl-4-hydroxy-2-methylphenyl)sulfanyl-5-methylphenol Chemical compound CC1=CC(O)=C(C(C)(C)C)C=C1SC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C=C1C HXIQYSLFEXIOAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 20:1omega9c fatty acid Natural products CCCCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O LQJBNNIYVWPHFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WWJCRUKUIQRCGP-UHFFFAOYSA-N 3-(dimethylamino)propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CN(C)CCCOC(=O)C(C)=C WWJCRUKUIQRCGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIGWAXDAPKFNCQ-UHFFFAOYSA-N 4-isopropylbenzyl alcohol Chemical compound CC(C)C1=CC=C(CO)C=C1 OIGWAXDAPKFNCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 9-Heptadecensaeure Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O QSBYPNXLFMSGKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005639 Lauric acid Substances 0.000 description 1
- AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]-2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound O=C(CCNC(=O)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F)N1CC2=C(CC1)NN=N2 AFCARXCZXQIEQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005642 Oleic acid Substances 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N Oleic acid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 240000005572 Syzygium cordatum Species 0.000 description 1
- 235000006650 Syzygium cordatum Nutrition 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N alpha-linolenic acid Chemical compound CC\C=C/C\C=C/C\C=C/CCCCCCCC(O)=O DTOSIQBPPRVQHS-PDBXOOCHSA-N 0.000 description 1
- 235000020661 alpha-linolenic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000701 coagulant Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000010735 electrical insulating oil Substances 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical group 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 235000019256 formaldehyde Nutrition 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N isooleic acid Natural products CCCCCCCC=CCCCCCCCCC(O)=O QXJSBBXBKPUZAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000002648 laminated material Substances 0.000 description 1
- 239000002346 layers by function Substances 0.000 description 1
- OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N linoleic acid group Chemical group C(CCCCCCC\C=C/C\C=C/CCCCC)(=O)O OYHQOLUKZRVURQ-HZJYTTRNSA-N 0.000 description 1
- 229960004488 linolenic acid Drugs 0.000 description 1
- KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N linolenic acid Natural products CC=CCCC=CCC=CCCCCCCCC(O)=O KQQKGWQCNNTQJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N n-Octanol Natural products CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N oleic acid Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC(O)=O ZQPPMHVWECSIRJ-KTKRTIGZSA-N 0.000 description 1
- 235000021313 oleic acid Nutrition 0.000 description 1
- 125000001117 oleyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])/C([H])=C([H])\C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000011101 paper laminate Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 230000035900 sweating Effects 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N tetradecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCC[14C](O)=O TUNFSRHWOTWDNC-HKGQFRNVSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B3/00—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
- H01B3/18—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
- H01B3/30—Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
- H01B9/00—Power cables
- H01B9/02—Power cables with screens or conductive layers, e.g. for avoiding large potential gradients
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Organic Insulating Materials (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Processes Specially Adapted For Manufacturing Cables (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Description
Åülflmllil »alliiiüiiwliiiiiäuitm lat. 512 745 av utrustning eftersom systemets effektfaktor alltid är ett och en möjlighet att använda en given isoleringstjocklek eller isolationsavstånd vid en högre drifts- spänning. Mot dessa mycket betydande fördelar måste man väga den höga kost- naden för anslutningsutrustningen för omvandling av AC till DC och för omvändning av DC tillbaka till AC. För en given överföringseffekt är emellertid anslutningskostnaderna konstanta och därför blev DC-överföringssystem eko- nomiska för de system som inbegrep långa distanser. DC-teknologi blir sålunda ekonomisk för system avsedda för överföring över långa distanser såsom när överföringsdistansen i typiska fall överstiger den längd för vilken besparingarna i överföringsutrustning överstiger kostnaden för anslutningsanläggningen. Åül fl mllil »alliiiüiiwliiiiiiuitm lat. 512 745 of equipment because the system power factor is always one and one possibility to use a given insulation thickness or insulation distance at a higher operating voltage. Against these very significant advantages, one must weigh the high cost of the connection equipment for converting AC to DC and for converting DC back to AC. For a given transmission power, however, the connection costs are constant and therefore DC transmission systems became economical for the systems that included long distances. DC technology thus becomes economical for systems intended for transmission over long distances, such as when the transmission distance typically exceeds the length for which the savings in transmission equipment exceed the cost of the connection facility.
En viktig fördel med DC-drift är elimineríngen av praktiskt taget dielektriska förluster, varigenom en betydande vinst i effektivitet och besparingar i utrust- ning erbjudes. DC-låckströmmen är av sådan liten storlek att den kan ignoreras vid märkströmsberälniingar, under det att i AC-kablar dielektriska förluster för- orsakar en betydande reduktion i märkström. Detta är av avsevärd betydelse för system med högre spänningar. På samma sätt är hög kapacitans ej en nackdel i DC-kablar. En typisk DC-överföringskabel innefattar en ledare och ett isole- ringssystem omfattar ett flertal skikt, såsom en inre halvledande skärm, en iso- leringsbaskropp och en yttre halvledande skärm. Kabeln kompletteras även med hölje, armering etc. för att motstå vattenpenetration och eventuellt mekaniskt slitage eller krafter under produktion, installation och användning.An important advantage of DC operation is the elimination of practically dielectric losses, whereby a significant gain in efficiency and savings in equipment is offered. The DC cover current is of such a small size that it can be ignored during rated current calculations, while in AC cables dielectric losses cause a significant reduction in rated current. This is of considerable importance for systems with higher voltages. Similarly, high capacitance is not a disadvantage in DC cables. A typical DC transmission cable comprises a conductor and an insulation system comprises a plurality of layers, such as an inner semiconductor shield, an insulating base body and an outer semiconductor shield. The cable is also supplemented with casing, reinforcement, etc. to resist water penetration and any mechanical wear or forces during production, installation and use.
Nästan samtliga de DC-kabelsystem som hittills tillhandahållits har varit avsedda för sjökabelförbindelser eller landkabeln som är förbunden med dem.Almost all of the DC cable systems provided so far have been intended for submarine cable connections or the land cable connected to them.
För långa förbindelser våljes kabeltyp med homogen massaimpregnerad pap- persisolering eftersom det ej finnes några restriktioner avseende längd på grund av tryckfordringar. Den har tillhandahållits för driftspänningar på 450 kV. Hit- tills har en kropp isolerad med väsentligen helt och hållet pappersisolering impregnerad med en elektrisk isoleringsolja använts men användning av lami- nerat material såsom ett polypropenpapperslaminat överväges för användning vid spänningar upp till 500 kV för att dra fördel av ökad impulsstyrka och redu- cerad diameter. 512 745 3 Liksom i fallet med AC-överföringskablar är transienta spänningar en faktor som måste tas med i beräkningen vid bestämning av isoleringstjockleken för DC-kablar. Det har framkommit att det mest besvärliga tillståndet inträffar när en transient spänning med motsatt polaritet till driftspänningen pálägges på systemet när kabeln är fullt belastad. Om kabeln är ansluten till ett luftled- ningssystem inträffar ett sådant förhållande vanligtvis som ett resultat av blixt- transienter.For long connections, the cable type with homogeneous pulp-impregnated paper insulation is chosen as there are no length restrictions due to pressure requirements. It has been provided for operating voltages of 450 kV. Heretofore, a body insulated with substantially entirely paper insulation impregnated with an electrical insulating oil has been used, but the use of laminated material such as a polypropylene paper laminate is contemplated for use at voltages up to 500 kV to take advantage of increased impulse strength and reduced diameter. . 512 745 3 As in the case of AC transmission cables, transient voltages are a factor that must be taken into account when determining the insulation thickness of DC cables. It has been found that the most troublesome condition occurs when a transient voltage of opposite polarity to the operating voltage is applied to the system when the cable is fully loaded. If the cable is connected to an overhead line system, such a condition usually occurs as a result of lightning transients.
Strängsprutad homogen isolering baserad på en polyeten, PE, eller en tvärbun- den polyeten, XLPE, har i nästan 40 år använts för kabelisolering för AC-över- föring och distribution. Möjligheten av att använda XLPE och PE för DC-kabel- isolering har därför undersökts under många år. Kablar med sådan isolering har samma fördel som den massaimpregnerade kabeln genom att för DC-över- föring ñnnes icke några begränsningar på, kretslängd och de har även en poten- tial för att fungera vid högre temperaturer. Ifråga om XLPE, 90°C i stället för 50°C för konventionella massaimpregnerade DC-kablar, varigenom sålunda en möjlighet att öka överföringsbelastningen erbjudes. Det har emellertid icke varit möjligt att erhålla den fullständiga potentialen av dessa material för kablar i full skala. Det antages att ett av huvudskälen är framkallande av rymdladdning i dielektrikurnet vid utsättning för ett DC-fält. Sådana rymdladdningar förvränger spänningsfördelningen och består under långa tidsperioder beroende på den höga resistiviteten för polymererna. Rymdladdningar i en isoleringskropp vid utsättning för krafterna i ett elektriskt DC-fålt ackumuleras verkligen på ett sätt så att ett polariserat mönster liknande en kondensator bildas. Det finns två grundläggande typer av rymdladdningsackumuleringsmönster som skiljer sig i polaritet för rymdladdningsackumuleringen med hänsyn till polariteten. Rymd- laddningsackumuleringen resulterar i en lokal ökning vid vissa punkter hos det aktuella elektriska fältet i förhållande till det fält, som skall tas med i beräk- ningen när man överväger de geometriska dimensionerna och dielektriska egen- skaperna för en isolering. Den ökning som noteras i det aktuella fältet kan vara 5 eller t.o.m. lO gånger det avsedda fältet. Det planerade fältet för en kabelisole- ring måste sålunda innefatta en säkerhetsfaktor som tar hänsyn till detta avse- värt högre fält, vilket resulterar i användning av tjockare och / eller dyrbarare iillllih. til I. . v.. .i |....l|i\ . man. .;. 512 745 4 material i kabelisoleringen. Uppbyggnaden av rymdladdningsackumulering är ett långsamt förfarande varför detta problem accentueras när polariteten för kabeln efter att den utnyttjats under en lång tidsperiod med samma polaritet kastas om. Som ett resultat av omkastningen överlagras ett kapacitetsfålt på det fält som erhålles som resultat av rymdladdningsackumuleringen och punkten för maximal fåltspänning flyttas från grânsytan och in i isoleringen. Försök har orts att förbättra situationen genom användning av tillsatsmedel för att redu- cera isolationsresistansen utan att allvarligt påverka de andra egenskaperna.Extruded homogeneous insulation based on a polyethylene, PE, or a cross-linked polyethylene, XLPE, has been used for almost 40 years for cable insulation for AC transmission and distribution. The possibility of using XLPE and PE for DC cable insulation has therefore been investigated for many years. Cables with such insulation have the same advantage as the mass-impregnated cable in that for DC transmission there are no restrictions on the circuit length and they also have the potential to operate at higher temperatures. In the case of XLPE, 90 ° C instead of 50 ° C for conventional mass-impregnated DC cables, thus offering an opportunity to increase the transmission load. However, it has not been possible to obtain the full potential of these materials for full scale cables. It is assumed that one of the main reasons is the induction of space charge in the dielectric core when exposed to a DC field. Such space charges distort the voltage distribution and last for long periods of time due to the high resistivity of the polymers. Space charges in an insulating body when exposed to the forces of an electric DC field are actually accumulated in such a way that a polarized pattern similar to a capacitor is formed. There are two basic types of space charge accumulation patterns that differ in polarity for the space charge accumulation with respect to polarity. The space charge accumulation results in a local increase at certain points of the current electric field in relation to the field to be taken into account when considering the geometric dimensions and dielectric properties of an insulation. The increase noted in the current field can be 5 or t.o.m. 10 times the intended field. The planned field for a cable insulation must thus include a safety factor that takes into account this considerably higher field, which results in the use of thicker and / or more expensive iillllih. to I.. v .. .i | .... l | i \. MAN. .;. 512 745 4 materials in the cable insulation. The build-up of space charge accumulation is a slow process, so this problem is accentuated when the polarity of the cable after it has been used for a long period of time with the same polarity is reversed. As a result of the reversal, a capacity field is superimposed on the field obtained as a result of the space charge accumulation and the point of maximum field voltage fl is superimposed from the boundary surface and into the insulation. Attempts have been made to improve the situation by using additives to reduce the insulation resistance without seriously affecting the other properties.
Hittills har det icke varit möjligt att tävla med de elektriska prestanda som uppnås med kablar isolerade med impregnerat papper och icke några kommer- siella DC-kablar med polymerisolering har installerats. Framgångsrika labora- torietester har emellertid redovisats för en 250 kV kabel med en maximal påkånning av 20 kV/ mm med användning av XLPE-isolering med mineralfyll- medel (Y. Maekawa et al, Research and Development of DC XLPE Cables, JiCable'91, sid. 562-569). Detta påkänningsvärde kan jämföras med 32 kV/ mm som användes som ett typiskt värde för massaimpregnerade papperskablar.Until now, it has not been possible to compete with the electrical performance achieved with cables insulated with impregnated paper and no commercial DC cables with polymer insulation have been installed. However, successful laboratory tests have been reported for a 250 kV cable with a maximum stress of 20 kV / mm using XLPE insulation with mineral fillers (Y. Maekawa et al, Research and Development of DC XLPE Cables, JiCable '91, pp. 562-569). This stress value can be compared to 32 kV / mm which was used as a typical value for pulp impregnated paper cables.
En strängsprutad hartskomposition för AC-kabelisolering omfattar i typiska fall ett polyetenharts som baspolymer kompletterad med olika tillsatsmedel såsom ett peroxid-tvärbindningsmedel, ett anvulkningsfördröjande medel och en anti- oxidant eller ett system av antioxidanter. Ifråga om en strängsprutad isolering är även de halvledande skärmarna i typiskt fall strängsprutade och omfattar en hartskomposition som förutom baspolymeren och ett elektriskt ledande eller halvledande fyllmedel omfattar väsentligen samma typ av tillsatsmedel. De olika strängsprutade skikten i en isolerad kabel är i allmänhet ofta baserade på ett polyetenharts. Polyetenharts betyder vanligtvis och i denna ansökan ett harts baserat på polyeten eller en sarnpolymer av eten, vari etenmonomeren utgör en större del av massan. Polyetenhartser kan sålunda vara sammansatta av eten och en eller flera monomerer som är sampolymeriserbara med eten. LDPE, låg- densitets-polyeten, är idag det dominerande isoleringsbasrnaterialet för AC- kablar. För förbättring av de fysikaliska egenskaperna för den strängsprutade isoleringen och dess förmåga att motstå nedbrytning och sönderdelning under inverkan av de betingelser som råder under framställning, frakt, läggning och 512 745 5 användning av en sådan kabel omfattar den polyetenbaserade kompositionen i typiska fall tillsatsmedel såsom: - Stabiliserande tillsatsmedel, exempelvis antioxidanter, elektroneliminerings- medel för att motverka sönderdelning beroende på oxidation; strålning etc.; - smörjningstillsatsmedel, exempelvis stearinsyra, för ökning av bearbetbarhet; - tillsatsmedel för ökad förmåga att motstå elektrisk påkänning, exempelvis en ökad vattenträdsbeständighet, exempelvis polyetylenglykol, silikoner etc.; och - tvärbindningsmedel såsom peroxider, vilka vid upphettning sönderdelas till fria radikaler och initierar tvärbindning av polyetenhartset, ibland använt i kombination med - omättade föreningar som har förmåga att öka tvärbindningstätheten; - anvulkningsfördröjningsmedel för undvikande av förtidig tvârbindning.An extruded resin composition for AC cable insulation typically comprises a polyethylene resin as the base polymer supplemented with various additives such as a peroxide crosslinking agent, a scorch retardant and an antioxidant or system of antioxidants. In the case of an extruded insulation, the semiconductor screens are also typically extruded and comprise a resin composition which, in addition to the base polymer and an electrically conductive or semiconducting filler, comprises essentially the same type of additive. The various extruded layers in an insulated cable are generally often based on a polyethylene resin. Polyethylene resin usually and in this application means a resin based on polyethylene or a copolymer of ethylene, wherein the ethylene monomer constitutes a larger part of the pulp. Thus, polyethylene resins may be composed of ethylene and one or more monomers which are copolymerizable with ethylene. LDPE, low-density polyethylene, is today the dominant insulation base material for AC cables. To improve the physical properties of the extruded insulation and its ability to withstand degradation and decomposition under the influence of the conditions prevailing during manufacture, shipping, laying and use of such a cable, the polyethylene-based composition typically comprises additives such as: - Stabilizing additives, such as antioxidants, electron eliminators to counteract decomposition due to oxidation; radiation etc .; lubricating additives, for example stearic acid, for increasing machinability; additives for increased ability to withstand electrical stress, such as increased water tree resistance, such as polyethylene glycol, silicones, etc .; and - crosslinking agents such as peroxides, which on heating decompose into free radicals and initiate crosslinking of the polyethylene resin, sometimes used in combination with - unsaturated compounds capable of increasing the crosslinking density; scorching retardant to avoid premature crosslinking.
Antalet av olika tillsatsmedel är stort och de möjliga kombinationerna därav är väsentligen obegränsade. Vid val av ett tillsatsmedel eller en kombination eller grupp av tillsatsmedel är målet att en eller flera egenskaper skall förbättras medan andra skall bibehàllas eller om möjligt även förbättras. I realiteten är det emellertid alltid nästan omöjligt att förutse alla möjliga bieffekter av en föränd- ring i systemet av tillsatsmedel. I andra fall är de förbättringar som eftersträvas av sådan dignitet att några mindre negativa mäste accepteras även om det alltid är ett mål att reducera sådana negativa effekter till ett minimum.The number of different additives is large and the possible combinations thereof are essentially unlimited. When choosing an additive or a combination or group of additives, the goal is for one or more of your properties to be improved while others are to be maintained or, if possible, also improved. In reality, however, it is always almost impossible to predict all possible side effects of a change in the system of additives. In other cases, the improvements sought by such dignity are that some minor negatives must be accepted, even if it is always a goal to reduce such negative effects to a minimum.
En typisk polyetenbaserad hartskomposition för användning som en sträng- sprutad, tvärbinden isolering i en AC-kabel omfattar: 100 viktdelar lågdensitets-polyeten (922 kg/ m3) med smältindex (MFRZ) av 0,4 - 2,5 g/ 10 minuter, 0,1 - 0,5 phr (delar per hundra delar harts) av en antioxidant, exempelvis SANTONOX R® (Flexsys Co.) med den kemiska benämningen 4,4'-tio-(bis(6-tert- butyl-m-kresol), eller andra antioxidanter eller kombination av antioxidanter, 1,0 - 2,5 phr av ett tvärbindningsmedel, DICUP R® (Hercules Chem.) med den kemiska benämningen dikumylperoxid.A typical polyethylene-based resin composition for use as an extruded, crosslinked insulation in an AC cable comprises: 100 parts by weight of low density polyethylene (922 kg / m 3) with a melt index (MFRZ) of 0.4 - 2.5 g / 10 minutes. 0.1 - 0.5 phr (parts per hundred parts of resin) of an antioxidant, for example SANTONOX R® (Flexsys Co.) with the chemical name 4,4'-thio- (bis (6-tert-butyl-m- cresol), or other antioxidants or combination of antioxidants, 1.0 - 2.5 phr of a crosslinking agent, DICUP R® (Hercules Chem.) with the chemical name dicumyl peroxide.
Det är emellertid välkänt att alla tvärbundna polyetenkompositioner som använ- des som strängsprutad isolering i AC-kabelsystem uppvisar stark tendens att L.. ul lim 'li NN nlíni» i i 512 745 6 ackumulera rymdladdning under DC-elektrisk påkânning, vilket sålunda gör dem olämpliga att använda i isoleringssystem för DC-kablar. Det är även känt att utsträckt avgasning, dvs. exponering av den tvärbundna kabeln vid höga temperaturer för ett högt vakuum under långa tidsperioder, kommer att resul- tera i en något minskad tendens till rymdladdningsackumulering under DC- spänningspåkänning. Det antages vanligtvis att vakuumbehandlíngen avlägsnar peroxidsönderdelníngsprodukterna, såsom "acetofenon" och "kumylalkohol", från isoleringen varigenom rymdladdningsackumulering reduceras. Avgasning är ett tidsödande satsvist förfarande jämförbart med impregneríng av pappers- isoleringar och sålunda dyrbart. Det är därför fördelaktigt om behovet av avgas- ning undanröjes.However, it is well known that all crosslinked polyethylene compositions used as extruded insulation in AC cable systems have a strong tendency to accumulate space charge during DC electrical stress, thus rendering them unsuitable. to use in insulation systems for DC cables. It is also known that extensive degassing, ie. Exposure of the crosslinked cable at high temperatures to a high vacuum for long periods of time will result in a slightly reduced tendency for space charge accumulation during DC voltage. It is generally believed that the vacuum treatment removes the peroxide decomposition products, such as "acetophenone" and "cumyl alcohol", from the insulation thereby reducing space charge accumulation. Degassing is a time consuming batch process comparable to impregnation of paper insulations and thus expensive. It is therefore advantageous if the need for degassing is eliminated.
Ett ändamål enligt uppfinningen är att tillhandahålla en isolerad DC-kabel med ett elektriskt isoleringssystem lämplig för användning som en överförings- och distributíonskabel i kabelnåt och installationer för DC-överföring och distribu- tion av elektrisk kraft. Kabeln skall omfatta en homogen strängsprutad ledariso- lering som kan anbringas och bearbetas utan behov av någon långvarig tids- ödande satsvis behandling såsom impregnering eller avgasning, dvs. vakuum- behandling av kabeln. Genom detta reduceras produktionstiden och sålunda produktionskostnaderna för kabeln varigenom möjligheten av en väsentligen kontinuerlig eller åtminstone halvkontinuerlig framställning av kabelísolerings- systemet erbjudes. Vidare skall pålitligheten, de låga underhållsfordringarna och den långa livslängden för konventionella DC-kablar omfattande en massa- irnpregnerad pappersbaserad isolering bibehållas eller förbättras. Dvs. kabeln enligt föreliggande uppfinning skall ha stabila och oföränderliga dielektriska egenskaper och en hög och oföränderlig elektrisk hållfasthet. Kabelisoleringen skall uppvisa en låg tendens till rymdladdningsackumulering, en hög DC- genombrottshållfasthet, en hög impulshållfasthet och ett högt isolationsmot- stånd. Ersättning av det impregnerade papperet eller cellulosabaserad tape med strängsprutad polymerisolation skall som en extra fördel öppna för en ökning i elektrisk hållfasthet och sålunda medge en ökning i driftspänningar, göra kabeln lätthanterlig och förbättra robustheten. 512 745 7 Ett ändamål enligt uppfinningen även att tillhandahålla en kabel omfattande en strängsprutad, tvärbunden isolation baserad på polyeten som har låg eller icke någon rymdladdningsackumulering i isolationen under DC-elektriska påkänningar, varigenom alla problem som hör samman med rymdladdnings- ackumulering elimineras eller åtminstone reduceras väsentligt. Den skall även tillhandahålla kapacitet att reducera sâkerhetsfaktorer i konstruktionsvärden som användes för dimensionering av kabelisolationen.An object of the invention is to provide an insulated DC cable with an electrical insulation system suitable for use as a transmission and distribution cable in cable nets and installations for DC transmission and distribution of electrical power. The cable must comprise a homogeneous extruded conductor insulation that can be applied and processed without the need for any long-term time-consuming batch treatment such as impregnation or degassing, ie. vacuum treatment of the cable. This reduces the production time and thus the production costs for the cable, thereby offering the possibility of a substantially continuous or at least semi-continuous production of the cable insulation system. Furthermore, the reliability, low maintenance requirements and long life of conventional DC cables comprising a mass-impregnated paper-based insulation must be maintained or improved. Ie. the cable according to the present invention shall have stable and unchanging dielectric properties and a high and unchanging electrical strength. The cable insulation must have a low tendency to space charge accumulation, a high DC breakthrough strength, a high impulse strength and a high insulation resistance. Replacement of the impregnated paper or cellulose-based tape with extruded polymer insulation should, as an additional benefit, allow for an increase in electrical strength and thus allow an increase in operating voltages, make the cable easy to handle and improve robustness. An object of the invention is also to provide a cable comprising an extruded, cross-linked insulation based on polyethylene which has low or no space charge accumulation in the insulation under DC electrical stresses, thereby eliminating or at least reducing all problems associated with space charge accumulation. substantially. It shall also provide the capacity to reduce safety factors in design values used for dimensioning the cable insulation.
Ett ytterligare ändamål är att tillhandahålla en metod för tillverkning av isole- ringen för en sådan isolerad DC-kabel enligt föreliggande uppfinning. Förfaran- det enligt denna aspekt av föreliggande uppfinning för anbiíngning och bearbet- ning av ledarisolationen skall vara väsentligen fritt från driftsteg som kräver långvarig satsvis behandling av fullständiga kabellängder eller långa längder av kabelkänia. Förfarandet skall även uppvisa en potential för att användas på ett kontinuerligt eller halvkontinuerligt sätt för framställning av långa längder av DC-kabel.A further object is to provide a method of manufacturing the insulation for such an insulated DC cable according to the present invention. The method according to this aspect of the present invention for attaching and machining the conductor insulation shall be substantially free of operating steps which require long-term batch processing of complete cable lengths or long lengths of cable ties. The process must also have the potential to be used in a continuous or semi-continuous manner for the production of long lengths of DC cable.
Det har nu överraskande framkommit att utomordentliga resultat med avseende på ackumulering av rymdladdning under inverkan av ett DC-elektriskt fält kan uppnås genom införlivning i XLPE-kompositioner för elektriska kablar av ett specifikt glycerolfettsyraestertillsatsmedel, eventuellt i kombination med ytterli- gare tillsatsmedel.It has now surprisingly been found that excellent results with respect to the accumulation of space charge under the influence of a DC electric field can be obtained by incorporating into XLPE compositions for electric cables a specific glycerol fatty acid ester additive, possibly in combination with additional additives.
Föreliggande uppfinning tillhandahåller sålunda en DC-elektrisk kraftkabel omfattande en ledare och ett strängsprutat, tvärbundet, homogent isolations- system omfattande minst tre skikt anordnade runt ledaren, som utmårkes av att det strängsprutade isolationssystemet omfattar en polyetenbaserad massa till vilken tillsatsmedel innefattande ett Wårbindningsmedel, ett anvulkningsför- dröjande medel, en antioxidant och ett tillsatsmedel omfattande en glycerolfett- syraester med den allmänna formeln (I) R1o(c3H5(oR2)o)nR3 (i) maunm» n m» m 512 745 8 vari n 2 1, lämpligen, beroende på kommersiell tillgänglighet, n = 1-20 och ännu lämpligare n = 3-8, Rl, RQ och R3, som är lika eller olika, betecknar väte eller resten av en karb- oxylsyra med 8-24 kolatomer, med det förbehållet att det finns minst två fria OH-grupper och minst en rest av en karboxylsyra med 8-24 kolatomer i molekylen. I det fail att RQ och Rs båda betecknar väte-(H)-atomer och Rl = R kommer karboxylresterna hos formeln att anta den enkla formen (II) RO(CH2CH(OI-I)CH2O)nl-I (II) Den blandade polyetenbaserade isoleringen strängsprutas i typiska fall och upphettas till en förhöjd temperatur under en tidsperiod som är tillräckligt lång för att tvärbinda isoleringen. Temperaturen och tidsperioden regleras så att tvärbindningsförfarandet optimeras.The present invention thus provides a DC electric power cable comprising a conductor and an extruded, cross-linked, homogeneous insulation system comprising at least three layers arranged around the conductor, characterized in that the extruded insulation system comprises a polyethylene-based mass to which additive comprising a warp binder, an additive binder delaying agent, an antioxidant and an additive comprising a glycerol fatty acid ester of the general formula (I) R10 (c3H5 (oR2) o) nR3 (i) maunm »nm» m 512 745 8 wherein n 2 1, suitably, depending on commercial availability, n = 1-20 and more preferably n = 3-8, R1, R1 and R3, which are the same or different, denote hydrogen or the remainder of a carboxylic acid having 8-24 carbon atoms, with the proviso that there is at least two free OH groups and at least one residue of a carboxylic acid having 8-24 carbon atoms in the molecule. Failing that RQ and Rs both represent hydrogen (H) atoms and R1 = R, the carboxyl residues of the formula will take the simple form (II) RO (CH2CH (OI-I) CH2O) nl-I (II) The mixed the polyethylene-based insulation is typically extruded and heated to an elevated temperature for a period of time long enough to crosslink the insulation. The temperature and time period are regulated so that the crosslinking process is optimized.
Kabelisolationssystemet kan anbringas på ledaren med ett väsentligen konti- nuerligt förfarande utan behov av långvariga satsvisa behandlingar såsom exempelvis vakuumbehandling. Den låga tendensen till rymdladdningsackumu- lering och den ökade DC-genombrottshållfastheten för konventionella DC-kablar omfattande en impregnerad pappersisolering bibehálles eller förbättras. Isole- ringsegenskaperna för DC-kabeln enligt föreliggande uppfinning uppvisar en all- män långtidsstabilitet så att livslängden för kabeln bibehålles eller ökas.The cable insulation system can be applied to the conductor with a substantially continuous procedure without the need for long-term batch treatments such as vacuum treatment. The low tendency of space charge accumulation and the increased DC breakthrough strength of conventional DC cables comprising an impregnated paper insulation are maintained or improved. The insulation properties of the DC cable according to the present invention show a general long-term stability so that the service life of the cable is maintained or increased.
Föreliggande uppfinning tillhandahåller även en metod för framställning av en DC-kabel såsom beskrevs i det föregående. I den mest allmänna formen omfat- tar förfarandet för framställning av en isolerad DC-kabel omfattande som en ledare en strängsprutad tvärbunden polyetenbaserad ledarisolation följande steg: - Utläggning eller på annat sätt framställning av en ledare med vilken som helst önskad form och konstitution; - blandning av en polyetenbaserad hartskompositíon omfattande till- 512 745 satser av ett tvârbindningsmedel, ett anvulkningsfördröjande medel, antioxidant och ett rymdladdningsreducerande tillsatsmedel - strängsprutning av den blandade polyetenbaserade hartskompositio- nen för framställning av en ledarisolation anordnad runt ledaren i DC-kabeln (lämpligen anbringas treskikts-isolationssystemet omfat- tande isolationsskiktet kompletterat med de tvâ halvledande skär- marna med användning av ett verkligt trippelstrångsprutningsför- farande) - tvärbindning av den strängsprutade isoleringen - vari enligt föreliggande uppfinning ett rymdladdningsreducerande tillsatsmedel omfattande en glycerolfettsyraester med den allmänna formeln (I) sâttes till polyetenhartset vid blandning; 121o(c3H5(oR2)o)nR3 (I) vari n 2 1, Rl, RQ och RS, som är lika eller olika, betecknar väte eller resten av en karboxylsyra med 8-24 kolatomer, med det förbehållet att det finns minst två fria OH-grupper och minst en rest av en karb- oxylsyra med 8-24 kolatomer i molekylen, - och vari den blandade polyetenbaserade hartskompositionen sträng- sprutas och tvärbindes vid en förhöjd temperatur och anbringat tryck och under en tidsperiod som är tillräckligt lång för att tvârbinda isole- ringen.The present invention also provides a method of manufacturing a DC cable as described above. In the most general form, the process for manufacturing an insulated DC cable comprising as a conductor an extruded crosslinked polyethylene based conductor insulation comprises the following steps: - Laying or otherwise manufacturing a conductor of any desired shape and constitution; mixing of a polyethylene-based resin composition comprising 512,745 additives of a crosslinking agent, a scorch retardant, antioxidant and a space charge reducing additive - extrusion of the mixed polyethylene-based resin composition to produce a conductor insulation is arranged around the conductor the insulation system comprising the insulation layer supplemented with the two semiconducting screens using a true triple extrusion process) - crosslinking the extruded insulation - wherein according to the present invention a space charge reducing additive comprising a glycerol fatty acid ester of the general formula (I) when mixing; 121o (c3H5 (oR2) o) nR3 (I) wherein n 2 1, R1, RQ and RS, which are the same or different, represent hydrogen or the residue of a carboxylic acid having 8-24 carbon atoms, provided that there are at least two free OH groups and at least one residue of a carboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms in the molecule, - and wherein the mixed polyethylene-based resin composition is extruded and crosslinked at an elevated temperature and applied pressure and for a period of time sufficient to cross-tie the insulation.
Andra sârskiljande kännetecken och fördelar hos föreliggande uppfinning kom- mer att framgå av följande beskrivning och bifogade patentkrav.Other distinguishing features and advantages of the present invention will become apparent from the following description and appended claims.
För att använda strängsprutad polyeten eller tvärbunden polyeten (XLPE) som isolation för DC-kablar måste flera faktorer tas med i beräkningen. Den vikti- ._ _.a_,.__._*-,,.m,l,. 512 745 10 gaste frågan är rymdladdningsackumuleringen under DC-spänningspåkänning.To use extruded polyethylene or crosslinked polyethylene (XLPE) as insulation for DC cables, fl your factors must be taken into account. The weight- ._ _.a _, .__._ * - ,,. M, l ,. 512 745 10 most common question is the space charge accumulation during DC voltage.
Föreliggande uppfinning åstadkommer sådan betydande minskning i rymdladd- ningsackumuleríng som i typiska fall inträffar i en DC-kabel i drift genom inför- livning av en liten mängd av ett tillsatsmedel med den allmänna strukturen (I) in i polyetenen eller den tvärbindningsbara polyetenblandningen. Föreningen med den allmänna strukturen (I) är en mono- eller polyglyceroleter där minst en OH-grupp bildar en ester med en karboxylsyra med 8-24 kolatomer. Föreningen med struktur (I) är lämpligen en monoester, dvs. den innehåller en karboxyl- syrarest med 8-24 kolatomer per molekyl. Den esterbildande karboxylsyran bil- dar vidare lämpligen ester med en primär hydroxylgrupp hos glycerolföreningen.The present invention provides such a significant reduction in space charge accumulation that typically occurs in a DC cable in operation by incorporating a small amount of an additive of general structure (I) into the polyethylene or crosslinkable polyethylene blend. The compound of general structure (I) is a mono- or polyglycerol ether in which at least one OH group forms an ester with a carboxylic acid having 8 to 24 carbon atoms. The compound of structure (I) is suitably a monoester, i.e. it contains a carboxylic acid residue with 8-24 carbon atoms per molecule. The ester-forming carboxylic acid further suitably forms ester with a primary hydroxyl group of the glycerol compound.
Föreningen med formel (I) kan innefatta 1-20, lämpligen 1-15, företrädesvis 3-8 glycerolenheter, dvs. n i formeln (I) är 1-20, lämpligen 1-15 och företrädesvis 3-8.The compound of formula (I) may comprise 1-20, preferably 1-15, preferably 3-8 glycerol units, i.e. n in formula (I) is 1-20, preferably 1-15 and preferably 3-8.
När Rl, RQ och R3 i formel (I) icke betecknar väte, betecknar de resten av en karboxylsyra med 8-24 kolatomer. Dessa karboxylsyror kan vara mättade eller omättade och grenade eller ogrenade. Åskädliggörande, icke-begränsande exempel på sådana karboxylsyror är laurinsyra, myristinsyra, palmitinsyra, stearinsyra, oljesyra, linolsyra, linolensyra och behensyra. När karboxylresten är omättad kan omättnaden utnyttjas för bindning av föreningen med struktur (I) till etenpolymeren hos kompositionen och sålunda effektivt förhindra migre- ring av föreningen med struktur (I) från kompositionen.When R 1, R 4 and R 3 in formula (I) do not represent hydrogen, they represent the residue of a carboxylic acid having 8-24 carbon atoms. These carboxylic acids may be saturated or unsaturated and branched or unbranched. Illustrative, non-limiting examples of such carboxylic acids are lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and behenic acid. When the carboxyl residue is unsaturated, the unsaturation can be used to bond the compound of structure (I) to the ethylene polymer of the composition and thus effectively prevent migration of the compound of structure (I) from the composition.
I formel (I) kan Rl, RQ och Rs beteckna samma karboxylsyrarest, såsom stea- royl, eller olika karboxylrester, såsom stearoyl och oleyl.In formula (I), R 1, R 5 and R 5 may represent the same carboxylic acid residue, such as stearoyl, or different carboxyl residues, such as stearoyl and oleyl.
För att förhindra migrering och utsvettning skall föreningen med struktur (I) vara kombinerbar med den komposition i vilken den införlivas och i synnerhet med etenbashartset hos kompositionen.To prevent migration and sweating, the compound of structure (I) must be compatible with the composition in which it is incorporated and in particular with the ethylene base resin of the composition.
Föreningarna med struktur (I) är kända kemiska föreningar eller kan framstäl- las medelst kända metoder. En förening med formel (I) där n = 3 är sålunda kommersialiserad som Atmer® 184 (eller 185) av ICI, Storbritannien, och en där 512 745 ll n i genomsnitt är 8, som har en fettsyrarest per molekyl, kan erhållas från ICI under beteckningen SCS 2064®. Andra kända kommersiella föreningar som kan beskrivas med formel (II) år TST 221® (n = 6 och R = linolsyrarest (omâttad C18-syra)), TST 2l5® (n = 6 och R = stearinsyra (mättad C18-syra)) och TST 216® (n = 6 och R = behensyra (omâttad CQQ-syral) alla levererade av Danisco, Danmark.The compounds of structure (I) are known chemical compounds or can be prepared by known methods. A compound of formula (I) wherein n = 3 is thus commercialized as Atmer® 184 (or 185) by ICI, UK, and one where 512,745 μl is on average 8, which has one fatty acid residue per molecule, can be obtained from ICI under the designation SCS 2064®. Other known commercial compounds which can be described by formula (II) are TST 221® (n = 6 and R = linoleic acid residue (unsaturated C18 acid)), TST 215® (n = 6 and R = stearic acid (saturated C18 acid)) and TST 216® (n = 6 and R = behenic acid (unsaturated CQQ acid) all supplied by Danisco, Denmark.
Föreningen med formel (I) införlivas i kompositionen enligt uppfinningen i en mängd som år effektiv för inhibering av rymdladdningsackumulering under DC- påkänning. Detta innebär vanligtvis att föreningen med formel (I) införlivas i en mängd av ungefär 0,05-Z viktprocent, lämpligen 0,1-l viktprocent, av komposi- tionen.The compound of formula (I) is incorporated into the composition of the invention in an amount effective to inhibit space charge accumulation under DC stress. This usually means that the compound of formula (I) is incorporated in an amount of about 0.05% by weight, preferably 0.1-1% by weight, of the composition.
Förutom föreningen med formel (I) kan kompositionen för blandníngarna för DC-kablarna enligt föreliggande uppfinning innefatta konventionella tillsats- medel, såsom antioxidanter, för att motverka sönderdelning beroende på oxida- tion, strålning etc.; smörjande tillsatsmedel, såsom stearinsyra; tvärbindnings- tillsatsmedel, såsom peroxider, vilka sönderdelas vid upphettning och initierar tvårbindning; och andra tillsatsmedel, såsom anvulkningsfördröjande medel och kompatibiliseringsmedel. Den totala mängden tillsatsmedel, innefattande före- ningen med formel (I) i kompositionen enligt föreliggande uppfinning skall icke överstiga ungefär 10 viktprocent av kompositionen.In addition to the compound of formula (I), the composition of the mixtures of the DC cables of the present invention may comprise conventional additives, such as antioxidants, to counteract decomposition due to oxidation, radiation, etc .; lubricating additives such as stearic acid; crosslinking additives, such as peroxides, which decompose on heating and initiate crosslinking; and other additives, such as scorch inhibitors and compatibilizers. The total amount of additives comprising the compound of formula (I) in the composition of the present invention should not exceed about 10% by weight of the composition.
Förutom föreningen med formel (I) och andra konventionella och valfria tillsats- medel som nämnts ovan omfattar kompositionen enligt uppfinningen över- vägande en etenpolymer såsom tidigare angivits. Valet av och kompositionen för etenpolymeren varierar beroende på huruvida kompositionen är avsedd som ett isolerande skikt hos en elektrisk kabel eller som ett inre eller yttre halvledande skikt hos en elektrisk kabel.In addition to the compound of formula (I) and other conventional and optional additives mentioned above, the composition of the invention predominantly comprises an ethylene polymer as previously indicated. The choice and composition of the ethylene polymer varies depending on whether the composition is intended as an insulating layer of an electric cable or as an inner or outer semiconductor layer of an electric cable.
En komposition för ett isolerande skikt hos en elektrisk kabel enligt uppfin- ningen kan exempelvis omfatta ungefär 0,05 till ungefär 2 viktprocent av före- ningen med formel (I) tillsammans med andra konventionella och valfria tillsats- lllJ lll 512 745 12 medel; 0 till ungefär 4 viktprocent av ett peroxidtvärbindriingsmedel; varvid återstoden av kompositionen väsentligen består av en etenpolymer. Sådan eten- polymer är lärnpligen en LDPE, dvs. en etenhomopolymer eller en sampolymer av eten och en eller flera ot-olefiner med 3-8 kolatomer, såsom l-buten, 4-metyl- l-penten, l-hexen och 1-okten. Mängden av oc-olefinsammonomeremerna) kan ligga inom området från ungefär 1 till ungefär 40 viktprocent av etenmonome- ren. En sampolymer av eten tillsammans med mindre mängder, dvs. upp till 5 viktprocent av en eller flera polär(a) sammonomer(er), exempelvis vinylacetat, metylakrylat, etylakrylat, butylakrylat eller dirnetylamino-propylmetakrylarnid (DMAPMA) kan även användas.A composition for an insulating layer of an electric cable according to the invention may, for example, comprise about 0.05 to about 2% by weight of the compound of formula (I) together with other conventional and optional additives; 0 to about 4% by weight of a peroxide crosslinking agent; wherein the remainder of the composition consists essentially of an ethylene polymer. Such an ethylene polymer is obligatory an LDPE, ie. an ethylene homopolymer or a copolymer of ethylene and one or more otolenes having 3-8 carbon atoms, such as 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene and 1-octene. The amount of the oc-olefin comonomer monomers) can range from about 1% to about 40% by weight of the ethylene monomer. A copolymer of ethylene together with minor amounts, i.e. up to 5% by weight of one or more polar (a) comonomer (s), for example vinyl acetate, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate or dimethylaminopropyl methacrylate (DMAPMA) may also be used.
På liknande sätt kan en komposition för ett halvledande skikt hos en elektrisk kabel omfatta ungefär 0,05 till ungefär 2 viktprocent av en förening med formel (I) tillsammans med andra konventionella och valfria tillsatsmedel; ungefär 30-80 viktprocent av en etenpolymer; kolsvart i en mängd som är minst tillräck- lig för att göra kompositionen halvledande, lämpligen ungefär 15-45 viktprocent kolsvart; 0 till ungefär 30 viktprocent av en akrylnítril-butadien-sampolymer; och O till ungefär 4 viktprocent av ett peroxidtvärbindningsmedel. I detta sarn- manhang är etenpolymeren en etensampolymer med den sammansättning som beskrevs för isoleringsskiktet eller en etensampolymer, såsom EVA (eten-vinyl- acetat), EMA (eten-metylakrylat), EEA (eten-etylakrylat) eller EBA (eten-butyl- akrylat).Similarly, a composition for a semiconductor layer of an electric cable may comprise about 0.05 to about 2% by weight of a compound of formula (I) together with other conventional and optional additives; about 30-80% by weight of an ethylene polymer; carbon black in an amount at least sufficient to render the composition semiconducting, preferably about 15-45% by weight of carbon black; 0 to about 30% by weight of an acrylonitrile-butadiene copolymer; and 0 to about 4% by weight of a peroxide crosslinking agent. In this context, the ethylene polymer is an ethylene copolymer having the composition described for the insulating layer or an ethylene copolymer, such as EVA (ethylene-vinyl acetate), EMA (ethylene-methyl acrylate), EEA (ethylene-ethyl acrylate) or EBA (ethylene-butyl acrylate). acrylate).
En DC-kabel enligt föreliggande uppfinning med ett strängsprutat, tvärbundet isolationssystem omfattande en tvärbunden polyetenkomposition, XLPE, och ett tillsatsmedel med struktur (I) uppvisar betydande fördelar såsom: - En väsentligt reducerad tendens för rymdladdningsackumulering och följakt- ligen en ökad DC-genombrottshållfasthet.A DC cable according to the present invention with an extruded, crosslinked insulation system comprising a crosslinked polyethylene composition, XLPE, and an additive of structure (I) has significant advantages such as: - A significantly reduced tendency for space charge accumulation and consequently an increased DC breakthrough strength.
Kabeln i följande exempel enligt föreliggande uppfinning erbjuder även god pres- tanda och stabilitet för det strängsprutade kabelisolationssystemet även när höga temperaturer har använts under strängsprutning, tvärbindning eller annan högtemperaturs-konditionering. 512 745 13 DC-kabeln enligt föreliggande uppfinning erbjuder möjlighet till framställning med ett väsentligen kontinuerligt förfarande utan något tidsödande satsvist steg såsom impregnering eller avgasning, varigenom man öppnar för betydande reduktion i framstållningstid och sålunda produktionskostnader utan att ris- kera den tekniska prestandan för kabeln.The cable in the following examples according to the present invention also offers good performance and stability for the extruded cable insulation system even when high temperatures have been used during extrusion, crosslinking or other high temperature conditioning. The DC cable of the present invention offers the possibility of manufacturing by a substantially continuous process without any time consuming batch step such as impregnation or degassing, thereby allowing for significant reduction in manufacturing time and thus production costs without compromising the technical performance of the cable.
För att ytterligare underlätta förståelsen av uppfinningen kommer nägra åskåd- liggörande, icke-begränsande exempel att anges nedan. I exemplen är alla kom- positioner angivna som viktdelar per hundra viktdelar harts, såvida icke något annat anges.To further facilitate the understanding of the invention, some illustrative, non-limiting examples will be set forth below. In the examples, all compositions are given as parts by weight per hundred parts by weight of resin, unless otherwise indicated.
Föreliggande uppfinning kommer att beskrivas närmare i detalj under hänvis- ning till ritningania och exemplen. Figur 1 visar en bild i genomskâniing av en kabel för högspänningslikströmsöverföring av elektrisk kraft enligt en utförings- form av föreliggande uppfinning. Figur 2 visar konfigurationen för testplattorna.The present invention will be described in more detail with reference to the drawings and examples. Figure 1 shows a cross-sectional view of a cable for high voltage DC power transmission according to an embodiment of the present invention. Figure 2 shows the configuration of the test plates.
Figurerna 3 till 14 visar rymdladdningsregistreríngar för mätningar på plattor med XLPE-kompositioner som användes i tidigare isolerade AC-kablar och för kompositioner enligt föreliggande uppfinning.Figures 3 to 14 show space charge recordings for measurements on plates with XLPE compositions used in previously insulated AC cables and for compositions according to the present invention.
DC-kabeln enligt den utföringsform av föreliggande uppfinning som visas i figur 1 omfattar från centrum och utåt: - En kablad rnångtrådig ledare 10; - en första strângsprutad halvledande skärm 11 anordnad runt och utanför ledaren 10 och innanför en ledarisolering 12; - en strängsprutad ledarisolering 12 med en strângsprutad tvårbunden kompo- sition; - en andra strängsprutad halvledande skärm 13 anordnad på utsidan av ledar- isoleringen 12; - en metallisk skärm 14; och - ett yttre hölje eller mantel 15 anordnad på utsidan av den metalliska skärmen 14.The DC cable according to the embodiment of the present invention shown in Figure 1 comprises from the center and outwards: a wired wire conductor 10; a first extruded semiconductor screen 11 arranged around and outside the conductor 10 and inside a conductor insulation 12; an extruded conductor insulation 12 with an extruded crosslinked composition; a second extruded semiconductor screen 13 arranged on the outside of the conductor insulation 12; a metallic screen 14; and - an outer casing or sheath 15 arranged on the outside of the metallic screen 14.
.JJ 512 745 14 DC-kabeln kan när så bedömes lämpligt ytterligare kompletteras på olika sätt med olika funktionella skikt eller andra kännetecken. Den kan exempelvis kompletteras med en förstärkning i form av metalltrådar på utsidan av den yttre strängsprutade skärmen 13, en förseglingsmassa eller ett vattensvällande pul- ver infört i metall/ polymer-gränsytorna eller ett system av fuktspärrskikt upp- nått genom exempelvis ett korrosionsbeständigt metall-polyeten-laininat och longitudinell vattenförsegling uppnàdd genom vattensvällningsmaterial, exem- pelvis band eller pulver under manteln 15. Ledaren behöver icke vara kablad utan kan vara av vilken som helst önskad form och konstitution såsom en kab- lad mångtrådig ledare, en homogen ledare eller en segrnentformad ledare..JJ 512 745 14 The DC cable can, when deemed appropriate, be further supplemented in various ways with different functional layers or other characteristics. It can be supplemented, for example, by a reinforcement in the form of metal wires on the outside of the outer extruded screen 13, a sealing compound or a water-swelling powder introduced into the metal / polymer interfaces or a system of moisture barrier layer obtained by, for example, a corrosion-resistant metal-polyethylene laminate and longitudinal water seal obtained by water swelling material, for example tape or powder under the sheath 15. The conductor need not be wired but may be of any desired shape and constitution such as a wired multi-wire conductor, a homogeneous conductor or a segregated conductor .
Den testplatta 20 som användes för mätning av rymdladdningsfördelningen som visas i figur 2 omfattar två halvledande elektroder 21 tillverkade av en kolsvart- fylld etensampolymer och ísoleringskroppen 22 med den komposition som anges itabell 1.The test plate 20 used to measure the space charge distribution shown in Figure 2 comprises two semiconductor electrodes 21 made of a carbon black-filled ethylene copolymer and the insulating body 22 having the composition shown in Table 1.
Figurerna 3, 5, 7, 9, 11 och 13 visar fördelningen av rymdladdning i godtyckliga enheter i "spänning-på"-tillstånd som en funktion av avstånd från den jordade elektroden. På liknande sätt visar figurerna 4, 6, 8, 10, 12 och 14 fördelningen av rymdladdning l godtyckliga enheter i "spänning-av"-tillstånd som en funktion av avstånd från den jordade elektroden (observera att skalorna i "spänning-på"- tillståndet och "spänning-av"-tillståndet år olika).Figures 3, 5, 7, 9, 11 and 13 show the distribution of space charge in arbitrary units in the "on-voltage" state as a function of distance from the grounded electrode. Similarly, Figures 4, 6, 8, 10, 12 and 14 show the distribution of space charge in arbitrary units in the "voltage-off" state as a function of distance from the grounded electrode (note that the scales in the "voltage-on" state the state and the "voltage-off" state are different).
För att underlätta förståelsen av uppfinningen kommer några åskådliggörande, icke-begränsande exempel att anges nedan. I de följande exemplen framställdes testplattor med olika kompositioner och utsattes för mätningar av rymdladd- ningsackumulering genom registrering av rymdladdningsprofilerna. Profilerna registrerades med användning av Pulsed Electro Acoustic (FEM-tekniken. PEA- tekniken är välkänd inom tekniken och beskrives av Takada et al. i IEEE Trans.To facilitate understanding of the invention, some illustrative, non-limiting examples will be set forth below. In the following examples, test plates with different compositions were prepared and subjected to measurements of space charge accumulation by recording the space charge profiles. The probes were recorded using Pulsed Electro Acoustic (FEM technology. The PEA technology is well known in the art and is described by Takada et al. In IEEE Trans.
Elec. Insul., vol. El-22 (nr 4), sid. 497-501 (1987). Rymdladdningsprofilerna som visas i de följande exemplen är antingen "spänning-på", dvs. registrerade rymd- laddningsprofiler under elektrisk påkånning efter 3 timmars DC-spânnings- anbringníng, eller "spänning-av", dvs. registrerade rymdladdningsproñler 512 745 15 omedelbart efter jordning av elektroderna (före jordning anbringades en DC- spänning under 3 timmar).Elec. Insul., Vol. El-22 (No. 4), p. 497-501 (1987). The space charge coils shown in the following examples are either "voltage-on", ie. registered space-charge probes under electric stress after 3 hours of DC voltage application, or "voltage-off", ie. recorded space charge rays 512 745 immediately after grounding the electrodes (before grounding, a DC voltage was applied for 3 hours).
De kompositioner som visas i tabell 1 framställdes alla på konventionellt sätt genom blandning av komponenterna i en strängsprumingsanordning. Testplat- torna tillverkades i ett tvåstegsförfarande. I det första steget pressformades iso- leringen från ett strängsprutat band vid 130°C i 10 minuter till cirkulära plattor med en diameter av 210 mm och en tjocklek av 2 mm. I det andra förfarandet monterades två 'halvledande elektroder i centrum på varje sida av de cirkulära isoleringsplattorna och aggregatet upphettades till 180°C i 15 minuter i en elektrisk press såvida icke något annat anges. Högtemperaturcykeln ordes för att fullborda tvärbindningen. Testplattorna kyldes därefter till omgivande tem- peraturer och tryckf Mylar®-ñ1mer användes som bärare under pressforrn- ningen. De halvledande elektroderna tillverkades av en kommersiell produkt, LE O500® fràn Borealis, Sverige. Denna blandning omfattar eten-butqylakrylat-sam- polymer och acetylensvart. Dimensionerna för dessa elektroder var I mm i tjocklek och 50 mm i diameter. Figur 2 visar konfigurationen och dimensio- nerna för testplattorna.The compositions shown in Table 1 were all prepared in a conventional manner by mixing the components in an extruder. The test plates were manufactured in a two-step process. In the first step, the insulation was press-molded from an extruded strip at 130 ° C for 10 minutes into circular plates with a diameter of 210 mm and a thickness of 2 mm. In the second method, two semiconductor electrodes were mounted in the center on each side of the circular insulation plates and the assembly was heated to 180 ° C for 15 minutes in an electric press unless otherwise indicated. The high temperature cycle is ordered to complete the crosslinking. The test plates were then cooled to ambient temperatures and Mylar® number presses were used as carriers during molding. The semiconductor electrodes were manufactured from a commercial product, LE O500® from Borealis, Sweden. This mixture comprises ethylene-butyl acrylate copolymer and acetylene black. The dimensions of these electrodes were 1 mm in thickness and 50 mm in diameter. Figure 2 shows the configuration and dimensions of the test plates.
Rymdladdningsprofilerna för testplattorna registrerades med en anordning för PEA-analys vid 50°C. En elektrod var jordad och den andra hölls vid en spän- ning av +40 kV, dvs. den elektriska fåltstyrkan i plattan var 20 kV / mm. I rymd- laddningsproñlerna i figurerna 3-14 redovisas den elektriska laddningen per volymenhet som en funktion av testplattetjocklek, dvs. noll är positionen för den jordade elektroden och x anger avståndet från den jordade elektroden i riktning mot högspännings-(+40 kV)-elektroden. I "spänning-pá"-tillstándet registrerades rymdladdningsprofilen efter 3 timmars spänningsanbringning. I "spänning-av"- tillståndet registrerades rymdladdningsprofilen omedelbart efter jordning av högspänningselektroden (dvs. efter 3 timmar vid +40 kV). Rymdladdningsproñ- lema anges i godtyckliga enheter av laddning per volym isolering. Den förstärk- ning som användes under "spänning-av" högre än under "spänning-på". De skalor som användes för alla prov i endera tillståndet är emellertid jämförbara. .im lt lMm . Hllllxll Fitlut fl;- g i -..í-'Hil .Åll 512 745 16 Exempel 1, 2 och 3 år jåmförelseexempel. Kompositionen för isoleringsmateria- let i dessa exempel motsvarar den uppfinning som beskrives i svenska patent- ansökan nr 9704825-0 (1997-12-22).The space charge samples for the test plates were recorded with a device for PEA analysis at 50 ° C. One electrode was grounded and the other was kept at a voltage of +40 kV, ie. the electric field strength in the plate was 20 kV / mm. In the space charge probes in Figures 3-14, the electric charge per unit volume is reported as a function of test plate thickness, ie. zero is the position of the grounded electrode and x indicates the distance from the grounded electrode in the direction of the high voltage (+ 40 kV) electrode. In the "on-off" state, the space charge profile was recorded after 3 hours of voltage application. In the "voltage-off" state, the space charge profile was recorded immediately after grounding of the high voltage electrode (ie after 3 hours at +40 kV). The space charge problems are stated in arbitrary units of charge per volume of insulation. The gain used during "voltage-off" is higher than during "voltage-on". However, the scales used for all samples in either state are comparable. .im lt lMm. Hllllxll Fitlut fl; - g i - .. í-'Hil .Åll 512 745 16 Examples 1, 2 and 3 years comparative examples. The composition of the insulation material in these examples corresponds to the invention described in Swedish patent application no. 9704825-0 (December 22, 1997).
EXEMPEL l En 2 mm tjock testplatta av polyeten med komposition A (se tabell 1) utrustad med två halvledande elektroder och tvärbunden vid 180°C i 15 minuter testades vid 50°C i en anordning för PEA-analys. Plattan var insatt mellan två plana elektroder och utsattes för ett 40 kV direktspänningselektriskt fält. Dvs. en elektrod jordades och den andra elektroden hölls vid en spånningspotential av +40 kV. Rymdladdníngsprofilen som visas i figur 3 registrerades i det s.k. "spän- ning-påfl-tillståndet efter 3 timmars exponering för DC-spänningspåkänning.EXAMPLE 1 A 2 mm thick polyethylene test plate of composition A (see Table 1) equipped with two semiconductor electrodes and crosslinked at 180 ° C for 15 minutes was tested at 50 ° C in a PEA analyzer. The plate was inserted between two flat electrodes and subjected to a 40 kV direct voltage electric field. Ie. one electrode was grounded and the other electrode was maintained at a voltage potential of +40 kV. The space charge profile shown in Figure 3 was recorded in the so-called "voltage-on fl state after 3 hours of exposure to DC voltage.
Laddningen per volymenhet redovisas i godtyckliga enheter som en funktion av testplattetjocklek, dvs. 0 är vid den jordade elektroden och x anger avståndet från den jordade elektroden i riktning mot +40 kV-elektroden.The charge per volume unit is reported in arbitrary units as a function of test plate thickness, ie. 0 is at the grounded electrode and x indicates the distance from the grounded electrode in the direction of the +40 kV electrode.
Figur 4 visar rymdladdningsproñlen omedelbart efter jordning av högspännings- elektroden vid slutet av 3 timmars högspänningselektriñering i det s.k. "spän- ning-av"-tillstà.ndet. Laddningen per volymenhet redovisas i godtyckliga enheter (olika det som användes i "spänning-pà"-tillståndet) som en funktion av test- plattetjocklek, dvs. O år den jordade elektroden och x anger avståndet från den jordade elektroden i riktning mot den ursprungliga högspänningselektroden.Figure 4 shows the space charge coil immediately after grounding of the high voltage electrode at the end of 3 hours of high voltage electrification in the so-called "voltage-off" condition. The charge per unit volume is reported in arbitrary units (different from that used in the "voltage-on" state) as a function of test plate thickness, ie. 0 is the grounded electrode and x indicates the distance from the grounded electrode in the direction of the original high voltage electrode.
EXEMPEL 2 För att testa effekten av avlägsnande av allt flyktigt material från isoleringssys- temet behandlades en testplatta av samma typ som i exempel 1 och tvärbunden vid 180°C i 15 minuter i ett högt vakuum vid 80°C i 72 timmar. Efter denna behandling registrerades rymdladdriingsproñlerna. Figur 5 visar "spânning-på"- tillståndet och ñgur 6 "spånning-av"-tillstàndet. 512 745 17 EXEMPEL 3 För att testa effekten av tvårbindningsbetingelser tvårbands en testplatta av samma typ som i exempel 1 vid 250°C i 30 minuter. Testplattan testades i en anordning för PEA-analys. Figur 7 visar "spâ.nning-pà"-tillståndet och ñgur 8 "spårming-aW-tülståndet.EXAMPLE 2 To test the effect of removing all volatile material from the insulation system, a test plate of the same type as in Example 1 was treated and crosslinked at 180 ° C for 15 minutes in a high vacuum at 80 ° C for 72 hours. After this treatment, the space charge profiles were recorded. Figure 5 shows the "voltage-on" state and ñgur 6 the "voltage-off" state. EXAMPLE 3 To test the effect of crosslinking conditions, a test plate of the same type as in Example 1 was crosslinked at 250 ° C for 30 minutes. The test plate was tested in a device for PEA analysis. Figure 7 shows the "voltage-on" state and ñgur 8 "the tracking-aW state.
EXEMPEL 4 En 2 mm tjock testplatta av polyeten med komposition B (se tabell 1) utrustad med två halvledande elektroder och tvärbunden vid l80°C i 15 minuter testades vid 50°C i en anordning för PEA-analys. Plattan infördes mellan två plana elekt- roder och utsattes för ett 40 kV direktspänningselektriskt fält. Dvs. en elektrod jordades och den andra elektroden hölls vid en spänningspotential av +40 kV.EXAMPLE 4 A 2 mm thick polyethylene test plate with composition B (see Table 1) equipped with two semiconductor electrodes and crosslinked at 180 ° C for 15 minutes was tested at 50 ° C in a PEA assay device. The plate was inserted between two planar electrodes and exposed to a 40 kV direct voltage electric field. Ie. one electrode was grounded and the other electrode was maintained at a voltage potential of +40 kV.
Rymdladdningsprofilen som visas i figur 9 registrerades i det s.k. "spänning-på"- tillstàndet efter 3 timmars utsättning för DC-spånningspåkänning. Laddningen per volymenhet redovisas i godtyckliga enheter som en funktion av testplatte- tjocklek, dvs. O är den jordade elektroden och x anger avståndet från den jor- dade elektroden i riktning mot +40 kV-elektroden.The space charge profile shown in Figure 9 was recorded in the so-called "voltage-on" - the condition after 3 hours of exposure to DC voltage. The charge per volume unit is reported in arbitrary units as a function of test plate thickness, ie. O is the grounded electrode and x indicates the distance from the grounded electrode in the direction of the +40 kV electrode.
Figur 10 visar rymdladdningsprofilen omedelbart efter jordning av högspån- ningselektroden vid slutet av 3 timmars högspänningselektriñering i det s.k. "spänning-av"-tillståndet. Laddningen per volymenhet redovisas i godtyckliga enheter (olika det som användes i "spänning-på"-tillståndet) som en funktion av testplattetjocklek, dvs. O år den jordade elektroden och x anger avståndet från den jordade elektroden i riktning mot den ursprungliga högspårmingselektro- den.Figure 10 shows the space charge coil immediately after grounding of the high voltage electrode at the end of 3 hours of high voltage electrification in the so-called "power-off" state. The charge per unit volume is reported in arbitrary units (different from that used in the "voltage-on" state) as a function of test plate thickness, ie. 0 is the grounded electrode and x indicates the distance from the grounded electrode in the direction of the original high-tracking electrode.
EXEMPEL 5 För att testa effekten av avlägsnande av allt flyktigt material från isoleringssys- temet behandlades en testplatta av samma typ som i exempel 4 och tvårbunden vid l80°C i 15 minuter i ett högt vakuum vid 80°C i 72 timmar. Efter denna lllhl mn: lill l | nnmuwnn ._ "m- H n* j 512 745 18 behandling registrerades rymdladdningsprofilerna. Figur 1 1 visar " spänning- på"-tillståndet och figur 12 "spänning-av"-tillståndet.EXAMPLE 5 To test the effect of removing all volatile material from the insulation system, a test plate of the same type as in Example 4 was treated and crosslinked at 180 ° C for 15 minutes in a high vacuum at 80 ° C for 72 hours. After this lllhl mn: lill l | nnmuwnn ._ "m- H n * j 512 745 18 the space charge probes were recorded. Figure 1 1 shows the" voltage-on "state and Figure 12 the" voltage-off "state.
EXEMPEL 6 För att testa effekten av tvärbindningsbetingelserna tvärbands en testplatta av samma typ som i exempel 4 vid 250°C i 30 minuter. Testplattan testades i en anordning för PEA-analys. Figur 13 visar 'spänning-påfl-tillståndet och figur 14 "spänning-av" -tillstándet Vid jämförelse av rymdladdningsprofilerna i exempel 1, 2 och 3 med rymdladd- ningsprofilema i exempel 4, 5 och 6 är det uppenbart att föreningen med formel (I) är ett extremt effektivt ryrndladdningsreduktionsmedel. Det framgår klart av tabell 2 att den rymdladdning som ackumuleras under liknande betingelser är mer än 50 % lägre när en förening med formel (I) sättes till isoleringskompositio- 11.611.EXAMPLE 6 To test the effect of the crosslinking conditions, a test plate of the same type as in Example 4 was crosslinked at 250 ° C for 30 minutes. The test plate was tested in a device for PEA analysis. Figure 13 shows the 'voltage-on' state and fi gur 14 the "voltage-off" state. When comparing the space charge probes of Examples 1, 2 and 3 with the space charge probes of Examples 4, 5 and 6, it is obvious that the compound of formula (I ) is an extremely effective tube discharge reducing agent. It is clear from Table 2 that the space charge that accumulates under similar conditions is more than 50% lower when a compound of formula (I) is added to the insulation composition.
För att visa styrkan för rymdladdningsackumuleringsnedtryckníngseffekten av föreningen med formel (I) genomfördes följande experiment som redovisas i exempel 7, 8 och 9.To demonstrate the potency of the space charge accumulation suppression effect of the compound of formula (I), the following experiments were performed as described in Examples 7, 8 and 9.
EXEMPEL 7 För att kontrollera eventuellt koncentrationsberoende av föreningen med formel (I) testades en 2 mm tjock testplatta av polyeten med komposition C (se tabell l), utrustad med två halvledande elektroder och tvärbunden vid l80°C i 15 minuter, vid 50°C i en anordning för PEA-analys. Ryrndlacldningsprofilerna i "spänning-på"-tillstånd och "spänning-av"-tillstånd var identiska med ñgur 9 resp. 10. 512 745 19 EXEMPEL 8 För att kontrollera inverkan av antioxidantsystemet på den rymdladdningsredu- cerande styrkan för föreningen med formel (I) framställdes tre testplattor av komposition D, E resp. F (se tabell 1) och testades såsom beskrevs i exempel 1.EXAMPLE 7 To check for any concentration dependence of the compound of formula (I), a 2 mm thick polyethylene test plate of composition C (see Table 1), equipped with two semiconductor electrodes and crosslinked at 180 ° C for 15 minutes, at 50 ° C was tested. in a device for PEA analysis. The ripple charge conditions in the "on-voltage" state and the "voltage-off" state were identical with ñgur 9 and 9, respectively. EXAMPLE 8 To check the effect of the antioxidant system on the space charge reducing strength of the compound of formula (I), three test plates of composition D, E and F (see Table 1) and tested as described in Example 1.
Alla tre testplattorna visade rymdladdníngsprofiler i både "spánning-på"-till- stånd och "spånning-aW-tillstånd som var identiska med figur 9 resp. figur 10.All three test plates showed space charge profiles in both "voltage-on" states and "voltage-aW states that were identical to Figure 9 and Figure 10, respectively.
EXEMPEL 9 För att undersöka inverkan av andra tillsatsmedel på den rymdladdningsredu- cerande styrkan för en förening med formel (I) framställdes tre olika komposi- tioner G, H resp. I (se tabell 1) och testades såsom beskrevs i exempel 1. Alla tre testplattorna visade rymdladdningsprofiler i både "spånning-på"-til1stånd och "spänning-av"-tillstånd som var identiska med figur 9 resp. figur 10.EXAMPLE 9 To investigate the effect of other additives on the space charge reducing strength of a compound of formula (I), three different compositions G, H and I (see Table 1) and tested as described in Example 1. All three test plates showed space charge profiles in both "voltage-on" states and "voltage-off" states that were identical to Figures 9 and 9, respectively. figure 10.
Det är uppenbart av resultaten i exempel 7, 8 och 9 att tíllsatsen av en förening med formel (I) år ett effektivt rymdladdningsreducerande medel i ett mycket brett område av tvärbundna polyetenkompositioner. m Ni nliill iii! 512 745 20 TABELL 1 Sarnmansâttning för XLPE-isoleringsblandningar Blandning nr A B C LDPE*, MFR2=0,8 100 100 100 LDPE*, MFR2=2 - - _ Irganox 1035** 0,2 0,2 0,2 Irganox PS 802*** 0,4 0,4 0,4 Antioxidant 3 - - - Antioxidant 4 - - - Förening med formel (1): - 0,6 0,9 Polyglycerylmono-fettsyraester (SCS 2064)**** N-metylpyrrolidon - - - Kompatibíliseríngsmedel 1 - - - Kompatibiliseringsmedel 2 - - - Dikumylperoxid 1,8 1 ,8 1,8 Anvulkningsfördröjande mede1***** f 0,4 0,4 0,4 Totalt 102,8 103,4 103,7 *LDPE, lågdensitets-polyeten, dvs. polyeten framställd genom radíkalpolymeri- safion vid högt tryck (densitet = 0,922 g/ cmß).It is apparent from the results of Examples 7, 8 and 9 that the addition of a compound of formula (I) is an effective space charge reducing agent in a very wide range of crosslinked polyethylene compositions. m Ni nliill iii! 512 745 TABLE 1 Composition for XLPE Insulation Mixtures Mixture No. ABC LDPE *, MFR2 = 0.8 100 100 100 LDPE *, MFR2 = 2 - - _ Irganox 1035 ** 0.2 0.2 0.2 Irganox PS 802 * ** 0.4 0.4 0.4 Antioxidant 3 - - - Antioxidant 4 - - - Compound of formula (1): - 0.6 0.9 Polyglyceryl mono-fatty acid ester (SCS 2064) **** N-methylpyrrolidone - - - Compatibility agent 1 - - - Compatibility agent 2 - - - Dicumyl peroxide 1,8 1,8 1,8 Antifouling delay coefficient ***** f 0,4 0,4 0,4 Total 102,8 103,4 103,7 * LDPE, low density polyethylene, i.e. polyethylene produced by radical polymerization at high pressure (density = 0.922 g / cmß).
**Irganox 1035®, diester av 3-(3,5-di-tert-buty1-4-hydroxifeny1)propionsyra och tiodíglykol, Ciba-Geigy.** Irganox 1035®, diester of 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid and thiodiglycol, Ciba-Geigy.
***Irganox PS 802®, di-steaxyl-tío-dípropionat, Ciba-Geigy.*** Irganox PS 802®, di-steaxyl-thio-dipropionate, Ciba-Geigy.
****ICI, Storbritannien *****2,4-dífeny1-4-metylpenten-1, Nofmer MSD®, Nippon Oil and Fats. 512 745 21 TABELL 1 (forte) Sammansâttziing för XLPE-isoleringsblandningar Blandning nr D E F LDPE*, MFR2=0,8 100 100 100 LDPE*, MFR2=2 - - - Irganox 1035** 0,15 0,2 0,2 Irganox PS 802*** - - - Antioxidant 3 0,08 - - Antioxidant 4 - 0,2 0,2 Förening med formel (1): 0,6 0,6 0,35 Polyglycerylmono-fettsyraester (SCS 2064)**** N-metylpyrrolidon - - - Komgatibiliseringsmedel 1 - - - Kompatibiliseringsmedel 2 - - - Dikumylperoxid 1 ,8 1 , 8 1 ,8 Anvulkningsfördröjande mede1***** 0,4 0,4 0,4 Totalt 103,3 103,2 102,95 *LDPE, lågdensitets-polyeten, dvs. polyeten framställd genom radikalpolymeri- sation vid högt tryck (densitet = 0,922 g/ cm3).**** ICI, UK ***** 2,4-diphenyl-4-methylpentene-1, Nofmer MSD®, Nippon Oil and Fats. 512 745 21 TABLE 1 (forte) Composition for XLPE insulation mixtures Mixture no DEF LDPE *, MFR2 = 0.8 100 100 100 LDPE *, MFR2 = 2 - - - Irganox 1035 ** 0.15 0.2 0.2 Irganox PS 802 *** - - - Antioxidant 3 0.08 - - Antioxidant 4 - 0.2 0.2 Compound of formula (1): 0.6 0.6 0.35 Polyglyceryl mono-fatty acid ester (SCS 2064) *** * N-methylpyrrolidone - - - Coagulant 1 - - - Compatibility 2 - - - Dicumyl peroxide 1, 8 1, 8 1, 8 Anti-fouling delay co-***** 0.4 0.4 0.4 Total 103.3 103.2 102.95 * LDPE, low density polyethylene, i.e. polyethylene produced by radical polymerization at high pressure (density = 0.922 g / cm3).
"Irganox l035®, diester av 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxifeny1)propionsyra och tiodiglykol, Ciba-Geigy.Irganox 1035®, diester of 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid and thiodiglycol, Ciba-Geigy.
***Irganox PS 802®, di-stearyl-tio-dipropionat, Ciba-Geigy.*** Irganox PS 802®, di-stearyl-thio-dipropionate, Ciba-Geigy.
****ICI, Storbritannien *****2,4-difeny1-4-mety1penten-1, Nofrner MSD®, Nippon Oil and Fats. _.....àl\l...f...au| Nu... . 512 745 22 TABELL 1 (forts.) Sanimansâttiiíng för XLPE-isoleringsblandningar Blandning nr G H I LDPE*, MFR2=O,8 100 - 100 LDPE*, MFR2=2 - 100 - Irganox 1035** 0,2 0,2 0,2 Irganox PS 802*** 0,4 0,4 0,4 Antioxidant 3 - - - Antioxidant 4 - - _ Förening med formel (1): 0,35 0,35 0,7 Polyglyceiylmono-fettsyraester (SCS 2064)**** N-metylpyrrolidon 0,07 0,05 0,07 Kompatibiliseringsmedel 1 - 0,35 - Kompatíbiliseringsmedel 2 0,25 - - Dikumylperoxid 1,8 1,8 1,8 Anvulkníngsfördröjande mede1***** 0,4 0,4 0,4 Totalt 103,47 103,55 103,57 *LDPE, lågdensitets-polyeten, dvs. polyeten framställd genom radikalpolymeri- sauon vid hög: nya; (densitet = 0,922 g/cmß).**** ICI, UK ***** 2,4-diphenyl-4-methylpentene-1, Nofrner MSD®, Nippon Oil and Fats. _..... àl \ l ... f ... au | Now... . 512 745 22 TABLE 1 (continued) Sanimansattiing for XLPE Insulation Mixtures Mixture No. GHI LDPE *, MFR2 = 0.8 100 - 100 LDPE *, MFR2 = 2 - 100 - Irganox 1035 ** 0.2 0.2 0.2 Irganox PS 802 *** 0.4 0.4 0.4 Antioxidant 3 - - - Antioxidant 4 - - _ Compound of formula (1): 0.35 0.35 0.7 Polyglyceyl mono-fatty acid ester (SCS 2064) ** ** N-methylpyrrolidone 0,07 0,05 0,07 Compatibilizer 1 - 0,35 - Compatibilizer 2 0,25 - - Dicumyl peroxide 1,8 1,8 1,8 Antifouling delay 1 ***** 0,4 0, 4 0.4 Total 103.47 103.55 103.57 * LDPE, low density polyethylene, i.e. polyethylene produced by radical polymerization at high: new; (density = 0.922 g / cm 3).
**Irganox 1035®, diester av 3-(3,5-di-tert-buty1-4-hydroxifenyhpropionsyra och tiodíglykol, Ciba-Geigy.** Irganox 1035®, diester of 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionic acid and thiodiglycol, Ciba-Geigy.
***Irganox PS 802®, di-stearyl-tío-dipropionat, Ciba-Geigy.*** Irganox PS 802®, di-stearyl-thio-dipropionate, Ciba-Geigy.
****ICI, Storbritannien *****2A-difenyl-flf-metylpenten-1, Nofmer MSD®, Nippon Oil and Fats. 512 745 23 TABELL 2 Relatíva ømfattningar av den ackumulerade rymdladdníngen i "spänning-av"- tillstånd (efter 3 timmars DC-elektñfieríng vid 20 kV/mm) EXEMPEL 1 2 3 4 5 6 Komposition enligt tabell 1 e , A A A B B B Tvårbindningstemperatur, °C 1 80 1 80 250 180 180 250 Efter bearbetning (80°C/ 72 - + - - + - timmar/ vakuum) Relativ omfattning av rymdladdning i 1 00 '70 160 50 35 60 "spånning-av" -tillstånd Figur nr I 4 6 8 1 O 1 2 1 4**** ICI, UK ***** 2A-diphenyl- fl f-methylpentene-1, Nofmer MSD®, Nippon Oil and Fats. 512 745 23 TABLE 2 Relative summaries of the accumulated space charge in the "voltage-off" state (after 3 hours of DC electrification at 20 kV / mm) EXAMPLE 1 2 3 4 5 6 Composition according to Table 1 e, AAABBB Crosslinking temperature, ° C 1 80 1 80 250 180 180 250 After processing (80 ° C / 72 - + - - + - hours / vacuum) Relative extent of space charge in 1 00 '70 160 50 35 60 "voltage-off" state Figure no. I 4 6 8 1 O 1 2 1 4
Claims (18)
Priority Applications (11)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9802681A SE512745C2 (en) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | Electric DC cable with insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for producing such cable |
| ARP990103854A AR019993A1 (en) | 1998-08-06 | 1999-08-03 | AN ISOLATED ELECTRIC CABLE OF CONTINUOUS CURRENT AND A METHOD FOR MANUFACTURING |
| PCT/SE1999/001335 WO2000008655A1 (en) | 1998-08-06 | 1999-08-04 | An electric dc-cable with an insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for manufacturing such cable |
| AU55415/99A AU760355B2 (en) | 1998-08-06 | 1999-08-04 | An electric dc-cable with an insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for manufacturing such cable |
| MXPA01001363A MXPA01001363A (en) | 1998-08-06 | 1999-08-04 | An electric dc-cable with an insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for manufacturing such cable. |
| CN99811805A CN1322362A (en) | 1998-08-06 | 1999-08-04 | Electric dc-cable with insulation system comprising extruded polyethylene composition and method for manufacturing such cable |
| JP2000564209A JP2002522875A (en) | 1998-08-06 | 1999-08-04 | DC power cable having an insulating coating made of extruded polyethylene and a method of manufacturing the same |
| EP99941942A EP1103052A1 (en) | 1998-08-06 | 1999-08-04 | An electric dc-cable with an insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for manufacturing such cable |
| CA002339541A CA2339541A1 (en) | 1998-08-06 | 1999-08-04 | An electric dc-cable with an insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for manufacturing such cable |
| KR1020017001528A KR20010072260A (en) | 1998-08-06 | 1999-08-04 | An electric dc-cable with an insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for manufacturing such cable |
| NO20010592A NO20010592L (en) | 1998-08-06 | 2001-02-05 | Electric DC cable with insulation system comprising extruded polyethylene material and method of making the cable |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9802681A SE512745C2 (en) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | Electric DC cable with insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for producing such cable |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9802681D0 SE9802681D0 (en) | 1998-08-06 |
| SE9802681L SE9802681L (en) | 2000-02-07 |
| SE512745C2 true SE512745C2 (en) | 2000-05-08 |
Family
ID=20412208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9802681A SE512745C2 (en) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | Electric DC cable with insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for producing such cable |
Country Status (11)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1103052A1 (en) |
| JP (1) | JP2002522875A (en) |
| KR (1) | KR20010072260A (en) |
| CN (1) | CN1322362A (en) |
| AR (1) | AR019993A1 (en) |
| AU (1) | AU760355B2 (en) |
| CA (1) | CA2339541A1 (en) |
| MX (1) | MXPA01001363A (en) |
| NO (1) | NO20010592L (en) |
| SE (1) | SE512745C2 (en) |
| WO (1) | WO2000008655A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2379761B (en) * | 2001-06-08 | 2005-11-02 | Hewlett Packard Co | System and method for appliance adaptation and evolution |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8257782B2 (en) | 2000-08-02 | 2012-09-04 | Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. | Electrical cable for high voltage direct current transmission, and insulating composition |
| US6903263B2 (en) | 2000-12-27 | 2005-06-07 | Pirelli, S.P.A. | Electrical cable, particularly for high voltage direct current transmission or distribution, and insulating composition |
| US7459635B2 (en) * | 2003-07-25 | 2008-12-02 | Prysmian Cavi E Sistemi Energia S.R.L. | Continuous process for manufacturing electrical cables |
| ES2381768T3 (en) * | 2006-10-16 | 2012-05-31 | Basf Se | Insulation composition for stabilized medium and high voltage |
| WO2009148811A1 (en) | 2008-06-05 | 2009-12-10 | Union Carbide Chemicals & Plastics Technology Llc | Method for producing water tree-resistant, trxlpe-type cable sheath |
| CN102231295A (en) * | 2011-04-20 | 2011-11-02 | 大连沈特电缆有限公司 | Copper clad aluminum core polyethylene insulation direct current high pressure cable |
| WO2015090644A1 (en) * | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Abb Technology Ltd | A method for providing an insulated high voltage power cable |
| WO2016131478A1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-25 | Abb Technology Ltd | Electric power cable and process for the production of electric power cable |
| EP3142206B1 (en) * | 2015-09-11 | 2018-05-23 | ABB Schweiz AG | High voltage dc insulator for isolating a line subjected to direct current and method of manufacturing the same |
| WO2018094018A1 (en) * | 2016-11-16 | 2018-05-24 | Dow Global Technologies Llc | Composition with balance of dissipation factor and additive acceptance |
| US10703496B2 (en) * | 2017-04-21 | 2020-07-07 | General Electric Company | Propulsion system for an aircraft |
| CN109180969B (en) * | 2018-07-06 | 2020-11-10 | 三峡大学 | Salt crosslinked polyethylene molecular structure under external electric field and method for analyzing construction of salt crosslinked polyethylene molecular structure under external electric field |
| CN115651105B (en) * | 2022-10-25 | 2023-08-18 | 哈尔滨理工大学 | Grafted modified crosslinked polyethylene water tree resistant insulating material and preparation method and application thereof |
| CN117946552A (en) * | 2024-02-27 | 2024-04-30 | 北京安优伟业科技开发有限公司 | Insulating coating material for bare conductor coating and preparation method thereof |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT1136539B (en) * | 1980-06-30 | 1986-08-27 | Pirelli | PERFECTED AERIAL LINE CONDUCTOR |
| GB2120449B (en) * | 1982-05-11 | 1986-06-18 | Standard Telephones Cables Ltd | Power cables |
-
1998
- 1998-08-06 SE SE9802681A patent/SE512745C2/en unknown
-
1999
- 1999-08-03 AR ARP990103854A patent/AR019993A1/en not_active Application Discontinuation
- 1999-08-04 CA CA002339541A patent/CA2339541A1/en not_active Abandoned
- 1999-08-04 JP JP2000564209A patent/JP2002522875A/en active Pending
- 1999-08-04 MX MXPA01001363A patent/MXPA01001363A/en unknown
- 1999-08-04 KR KR1020017001528A patent/KR20010072260A/en not_active Withdrawn
- 1999-08-04 EP EP99941942A patent/EP1103052A1/en not_active Withdrawn
- 1999-08-04 WO PCT/SE1999/001335 patent/WO2000008655A1/en not_active Ceased
- 1999-08-04 CN CN99811805A patent/CN1322362A/en active Pending
- 1999-08-04 AU AU55415/99A patent/AU760355B2/en not_active Ceased
-
2001
- 2001-02-05 NO NO20010592A patent/NO20010592L/en not_active Application Discontinuation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2379761B (en) * | 2001-06-08 | 2005-11-02 | Hewlett Packard Co | System and method for appliance adaptation and evolution |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1322362A (en) | 2001-11-14 |
| KR20010072260A (en) | 2001-07-31 |
| AU5541599A (en) | 2000-02-28 |
| MXPA01001363A (en) | 2002-04-24 |
| NO20010592D0 (en) | 2001-02-05 |
| NO20010592L (en) | 2001-02-22 |
| AR019993A1 (en) | 2002-03-27 |
| EP1103052A1 (en) | 2001-05-30 |
| SE9802681D0 (en) | 1998-08-06 |
| WO2000008655A1 (en) | 2000-02-17 |
| CA2339541A1 (en) | 2000-02-17 |
| JP2002522875A (en) | 2002-07-23 |
| SE9802681L (en) | 2000-02-07 |
| AU760355B2 (en) | 2003-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SE512745C2 (en) | Electric DC cable with insulation system comprising an extruded polyethylene composition and a method for producing such cable | |
| US3433891A (en) | Graded insulated cable | |
| EA018317B1 (en) | Low, medium or high voltage cable comprising cross-linkable polyolefin composition comprising dihydrocarbyl tin dicarboxylate as silanol condensation catalyst | |
| EP1046177B1 (en) | An electric dc-cable with an insulation system | |
| CN111349286A (en) | Cable with improved high temperature aging resistance | |
| EP0978127B1 (en) | Insulated electric cable | |
| US20140017494A1 (en) | Insulations containing non-migrating antistatic agent | |
| US20020039654A1 (en) | Electric DC-cable with an insulation system | |
| US20180158573A1 (en) | Power transmission cable | |
| WO2017084709A1 (en) | Electric power cable and process for the production of electric power cable | |
| KR20230093628A (en) | Resin composition for shielding electromagnetic waves and cable for shielding electromagnetic waves using thereof | |
| KR20180131310A (en) | High Voltage direct current power cable | |
| KR20200078402A (en) | Cable comprising an easily peelable semi-conductive layer | |
| JPH07111846B2 (en) | DC power cable | |
| JPH07107806B2 (en) | Power cable | |
| WO2023241803A1 (en) | Cable | |
| JP3414581B2 (en) | Composition for semiconductive layer of power cable | |
| KR20230103829A (en) | Insulating composition for cable and cable comprising insulation layer formed from the same | |
| CN114141407A (en) | Cables for Aerospace | |
| JP3963228B2 (en) | Insulated wire | |
| MXPA00007989A (en) | An electric direct current cable | |
| KR20190110064A (en) | Electric cable comprising a readily peelable polymer layer | |
| CN114141408A (en) | Cable for limiting partial discharge |