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(11) | EP 0 020 286 A1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG |
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| (54) | Mehradriges Niederspannungskabel mit strahlenvernetzter Aderisolierung |
| (57) Um bei der Montage von mehradrigen Niederspannungskabeln (8) mit strahlenvernetzter
Aderisolierung (2) eine gute Haftfestigkeit zwischen der Aderisolierung und den an
Verbindungsstellen oder an den Kabelenden anzubringenden Giessharzgarnituren sicherzustellen,
wird für die Aderisolierung (2) des Niederspannungskabeis (8) eine modifizierte Mischung
auf der Basis eines Äthylenhomo-oder Copolymers verwendet, die mit einem Füllstoff
angereichert ist. |
[0001] Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der elektrischen Kabel und Leitungen und behandelt die werkstofftechnische Weiterentwicklung von kunststoffisolierten Niederspannungskabeln.
[0002] Im Niederspannungsbereich (bis 6 kV) wurden die altbewährten Massekabel sehr frühzeitig durch kunststoffisolierte Kabel abgelöst. Während in Deutschland zunächst Kabel mit einer extrudierten Aderisolierung aus Polyvinylchlorid Eingang fanden, wurden in anderen Ländern Kabel mit einer Isolierung aus vernetztem Polyäthylen oder aus Äthylen-Propylen-Kautschuk eingesetzt ("Elektrizitätswirtschaft", 1976, Heft 8, Seite 173 ff.). In neuerer Zeit werden auch in Deutschland Niederspannungskabel mit einer Isolierung aus vernetztem Polyäthylen eingesetzt (BBC-Nachrichten, 1975, Heft 7, Seite 431 ff.). Bei der Herstellung derartiger Kabel wird die Aderisolierung nach ihrer Extrusion in aller Regel chemisch vernetzt, wobei Druck und Wärme angewendet werden. Es ist aber auch bekannt, die Aderisolierung von Niederspannungskabeln mittels energiereicher Strahlen zu vernetzen ("Drahtwelt", 1976, Heft 9, Seite 353; "Elektrizitätswirtschaft", 1973, Heft 18, Seite 640 ff.).
[0003] Bei der Montage von kunststoffisolierten Niederspannungskabeln werden überwiegend Gießharzgarnituren verwendet. Im Hinblick auf die unpolare Molekülstruktur sowohl von thermoplastischem als auch von vernetztem Polyäthylen müssen bei Kabeln mit einer Aderisolierung aus Polyäthylen spezielle Gießharze eingesetzt werden, um eine gute Haftung des Gießharzkörpers auf der Aderisolierung zu gewährleisten ("Elektrizitätswirtschaft", 1976, Heft 8, Seite 176; "BBC-Nachrichten", 1975, Heft 7, Seite 432). Es hat sich gezeigt, daß das Haftungsproblem bei Aderisolierungen aus strahlenvernetztem Polyäthylen in verstärktem Maße auftritt.
[0004] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für mehradrige Niederspannungskabel mit einer extrudierten Aderisolierung auf der Basis eines strahlenvernetzten Polymers eine Isoliermischung zu schaffen, die gute Haftungseigenschaften gegenüber Gießharzen aufweist, wie sie zur Herstellung von Gießharzgarnituren an 1-kV-Kabeln üblich sind.
[0005] Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß als Isoliermischung ein Polymer verwendet wird, das
a) aus einem Copolymer aus Äthylen und einem polare Gruppen aufweisenden Comonomer mit einem Comonomeranteil von 2 bis 25 % oder
b) aus einer Mischung aus Polyäthylen und einem Copolymer aus Äthylen und einem polare Gruppen aufweisenden Comonomer mit einem auf die Mischung bezogenen Comonomeranteil von 2 bis 25 % oder
c) aus einer Mischung aus 75 bis 95 Gew.-% thermoplastischem Polyäthylen mit 2 bis 25 Gew.-% ataktischem Polypropylen oder Polyisobutylen oder Polybuten oder-. unvernetztem bzw. unvulkanisiertem Äthylen-Propylen- bzw. Äthylen-Propylen-Dien- oder Natur- oder Styrolbutadien- oder Butyl- oder Polybutadien-Kautschuk
besteht und das mit einem Füllstoff wie Kreide, Kaolin oder Talkum in einer Menge von 10 bis 100, vorzugsweise 30 bis 60 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Polymers angereichert ist.
[0006] Bei einer derart ausgebildeten Isoliermischung wird durch die vom Äthylen oder Polyäthylen abweichenden Komponenten (Comonomer, Harz, Füllstoff) der apolare Charakter der Oberfläche einer strahlenvernetzten Poly- äthylenisolierung aufgehoben, so daß eine ausgezeichnete Haftung zu den für Kabelgarnituren üblichen Gießharzen vorliegt, insbesondere auch zu solchen Gießharzen, wie sie für Niederspannungskabel mit einer Aderisolierung aus Polyvinylchlorid eingesetzt werden.
[0007] Bei dem im Rahmen der Erfindung verwendeten Comonomer handelt es sich vorzugsweise um ein Vinylacetat. Es kommen aber auch andere Comonomere wie beispielsweise Äthylacrylat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Acrylsäure, Acrylsäureester, Methacrylsäure und Methacrylsäureester in Betracht. Ebenso können auch Co- bzw. Terpolymerisate aus Äthylen mit zwei oder mehreren polaren Comonomeren eingesetzt werden.
[0008] Die gemäß der Erfindung vorgesehene Isoliermischung kann weitere Additive enthalten, wie sie für Isoliermischungen üblich sind, insbesondere Farbpigmente und Stabilisatoren wie Antioxidantien und Metalldesaktivatoren.
[0010] Die Figur zeigt ein vieradriges Niederspannungskabel, bei dem jede der Adern 1 bis 4 aus einem massiven Sektorleiter 5 und einer extrudierten Kunststoffisolierung 6 besteht. Die vier miteinnder verseilten Adern sind von dem Innenmantel 7 und dem Außenmantel 8 aus Polyvinylchlorid umgeben.
[0011] Bei den Aderisolierungen 6 handelt es sich um eine strahlenvernetzte Isolierung, für die sich folgende Mischungen als geeignet erwiesen haben:
Mischung 1:
100,0 Teile Äthylenvinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetatgehalt von 8,7 %
40,0 Teile Kreide
0,5 Teile Polym. 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydrochinolin (Anox HB)
Mischung 2:
90,0 Teile Äthylen-Homopolymer (Polyäthylen)
10,0 Teile Äthylen-Propylen-Kautschuk, unvernetzt
40,0 Teile Kreide
0,5 Teile Polym. 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydrochinolin (Anox HB)
Mischung 3:
85,0 Teile Polyäthylen
15,0 Teile Äthylenvinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetatgehalt von 60 %
35,0 Teile Kreide
0,6 Teile Polym. 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydrochinolin (Anox HB)
[0012] Zur Überprüfung der Haftfestigkeit von Gießharzen auf der neuen Aderisolierung wurden zunächst Kabeladern mit extrudierter, strahlenvernetzter Isolierung hergestellt. Dann wurden vom Sektorrücken der Adern Längsstreifen entfernt und zur Beurteilung der Gießharzhafteigenschaften einer Schälfestigkeitsprüfung nach Aushärtung eines Gießharzangusses unterzogen. Hierbei ergab sich, daß die Haftfestigkeit in allen Fällen mehr als 25 N/15 mm betrug. Durch Konditionieren der Aderisolierung, d. h. durch Lagerung bei Raumtemperatur während 24 Std. und anschließende Lagerung bei 80 °C während 24 Std. konnte die Haftfestigkeit auf über 40 N/15 mm gesteigert werden.
a) ein Copolymer aus Äthylen und einem polare Gruppen aufweisenden Comonomer mit einem Comonomeranteil von 2 bis 25 % oder
b) eine Mischung aus Polyäthylen und einem Copolymer aus Äthylen und einem polare Gruppen aufweisenden Comonomer mit einem auf die Mischung bezogenen Comonomeranteil von 2 bis 25 % oder
c) eine Mischung aus 75 bis 95 Gew.-% Polyäthylen mit 2 bis 25 Gew.-% ataktischem Polypropylen oder Polybuten oder Polyisobutylen oder unvernetztem bzw. unvulkanisiertem Äthylen-Propylen- oder Äthylen-Propylen-Terpolymer- oder Natur- oder Styrolbutadien-oder Polybutadien- oder Butyl-Kautschuk
verwendet ist, das mit einem Füllstoff wie Kreide, Kaolin oder Talkum in einer Menge von 10 bis 100, vorzugsweise 30 bis 60 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des Polymers angereichert ist.