LONGITUDINALLY WATER-TIGHT ELECTRICAL CABLE AND PROCESS FOR ITS MANUFACTURE

Abstract: 1. An electric cable, the sheath of which surrounds a core which consists of synthetic resin-insulated conductors, wherein the cavities between the individual strands of the core, or between the core and the sheathing, are at least partially filled wiht a powdery mixture, which consists of a large portion of dielectric high-value, highly-cellular polyolefines, in particular polyethylene, or polystyrene, and a smaller portion of substances which are capable of swelling in the presence of moisture, characterised in that the highly-cellular polyolefine either has a surface which is highly fissured by grinding, or is so produced as to have open pores.

Description: Längswasserdichtes elektrisches Kabel Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisches Kabel, dessen Mantel eine aus kunststoffisolierten Leitern bestehende Seele umschliesst, wobei in den Hohlräumen zwischen den einzelnen Adern bzw. zwischen der Seele und dem Mantel mindestens teilweise in Gegenwart von Wasser aufquellende pulverförmige Substanzen eingefüllt sind. Bei nicht gefüllten Kabeln mit kunststoffisolierten Adern können bei Mantelbeschädigungen unter ungünstigen Umständen in kürzester Zeit weite Kabelstrecken mit Wasser vollaufen. Hierdurch kommt es bei Nachrichtenkabeln zu erheblichen Beeinträchtigungen der Ubertragungaeigen- schaften. Eine Reparatur kann in einem solchen Falle sehr aufwendig werden. Aus diesem Grunde ist man bemüht, die Langsausbreitung des Wassers behindernde Substanzen in die Kabel zu fill- len. Die zahlreiche Literatur auf diesem Gebiet zeigt aber, wie schwierig eine in der Praxis einwandfreie Lo- sung dieses Problems ist. Eine der Methoden, mit denen man die Längsdichtigkeit eines Kabels sicherstellen will, besteht im diskontinuierlichen oder kontinuierlichen Einfüllen von Quellpulver in die Hohlräume der Kabelseele (DE-OS 20 06 359). Bei Eintritt von Wasser quillt das Pulver auf ein Mehrfaches seines ursprünglichen Volumens und bildet so einen Stopfen, der das weitere Vordringen des Wassers im Kabel verhindert. Nun sind aber dieQuellpulver zum Teil relativ teuer, so dass sie den Kabelpreis merklich beeinflussen. Jede KabelfUllung verschlechtert die Ubertragungseigenschaften des Kabels. Diese Verschlechterung ist besonders gross bei Verwendung der dielektrisch minderwertigen Quellpulver. Daher ist es auch schon bekannt, ein Stoffgemisch zu verwenden, von dem nur eine Komponente ein quellfähiges Material bildet (DE-OS 22 16 139). Es ist ferner bekannt, anstelle quellfähiger Substanzen nicht benetzbare, also hydrophobe Stoffe, die ein Kapillarsystem bilden, zu verwenden (DE-OS 24 59 597). Derartige Kapillarsysteme müssen aber, wenn sie voll wirksam sein sollen, eine relativ hohe Dichte aufweisen. Diese Forderung ist fertigungstechnisch schwer zu erfüllen. Ausserdem bewirken sie eine starke Verschlechterung der Ubertragungseigen- schaften. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Pulvergemisch anzugeben, das von den Vorteilen der bekannten Substanzen zwar Gebrauch macht, ohne jedoch die Nachteile in nennenswertem Umfange hervortreten zu lassen. Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Pulverfüllung aus einem Gemisch mit einem höheren Anteil von einem dielektrisch hochwertigen Kunststoffpulver mit stark gegliederter Oberfläche und mit einem kleineren Anteil von Quellpulver besteht. Unter einem hochwertigen Kunststoffpulver versteht man in diesem Zusammenhang ein Kunststoffpulver mit niedriger Dielektrizitätszahl und mit niedrigen dielektrischen Verlusten. Das gemahlene Zellpolyolefin-Pulver hat den Vorteil, dass es bei eindringendem Wasser durch den Wasserdruck zusammengeschoben wird und so eine erste Barriere gegen das eingedrungene Wasser bildet. Durch das nicht oder nur schlecht benetzbare Kunststoffpulver wird ferner in den Kabelzwickeln ein Labyrinth gebildet. Die engen Strömungsquerschnitte und die günstigen Kapillareigenschaften bewirken, dass das bei einer Mantelbeschädigung in die Kabelseele eindringende Wasser nur sehr langsam vorankommt, so dass dem quellfähigen Gemischanteil genügend Zeit zum Aufquellen und damit zum Abdichten des Kabelbereiches gegeben ist. Trotz der guten Dichtwirkung hat die erfindungsgemässe ZwickelfUl- lung nur eine DZ von ca. ±= 1,3, und mit ihr werden die Ubertragungseigenschaften gegenüber ungefüllten Kabeln nur noch geringfügig herabgesetzt. Alle bisher bekannten Füllungen haben dagegen deutlich höhere Werte der DZ und ebenfalls eine deutliche Verschlechterung der Ubertra- gungseigenschaften zur Folge. Bevorzugt wird man ein Gemisch verwenden, bei dem die beiden Gemischteile in einem Volumenverhältnis von 70 : 30 stehen. Es sind aber auch Gemische mit einem noch erheblich geringeren Anteil von Quellpulver denkbar. Es wird ferner eine Ausführungsform bevorzugt, bei der der dielektrisch hochwertige Anteil des Gemisches aus gemahlenen, hochverzellten Polyolefinen, insbesondere Polyäthylen oder Polystyrol, besteht. Pulverisiertes Zellpolyäthylen hat eine stark zerklüftete Oberfläche, ist sehr voluminös und enthält in den Teilchen noch Hohlräume. Es bildet bei geringer Schüttdichte, bei niedriger DZ und bei sehr niedrigen, dielektrischen Verlusten ein feines Kapillarsystem. Hierdurch wird bei einer Beimengung eines dielektrisch nicht so hochwertigen Quellpulvers insgesamt noch ein Füllpulver erzielt, dessen dielektrische Eigenschaften bisher nicht erreicht wurden. Das gemahlene Zellpolyolefin-Pulver hat den weiteren Vorteil, dass es für das Quellpulver, das bereits Wasser aufgenommen hat, eine Stütze bildet und so verhindert, dass das bereits gequollene Pulver stark fliessen kann. Durch elektrostatische Anziehung werden die Quellpulverpartikel an die Polyolefinteilchen gebunden, wodurch unangenehmes Stauben des Pulvers weitgehend vermieden wird. Um dieses Stauben noch stärker zu verhindern, können die Teilchen des Polyolefinpulvers vor dem Vermischen mit dem Quellpulver auch mit einem diinnen Ölfilm (z. B. Paraffinöl) überzogen werden. Das würde gleichzeitig auch die Haftung des Pulvergemisches an den Adern verbessern. Es ist ferner möglich, die Teilchen untereinander und mit den Adern durch dünnste, wasserdurchlässige Lacke, z. B. Zelluloselacke, zu verbinden, indem die Teilchen des Gemisches mit einem wasserdurchlässigen Lack überzogen sind. Als quellfähige Komponente des Gemisches wird man ein superabsorbierendes Polymer-Pulver (ein sogenanntes SAP oder Superslurper) bevorzugen. Diese Stoffe können Wasser in der Grösse des 100- bis 1000flachen ihres Eigengewichtes absorbieren. Das Material dieser Stoffe, der sogenannten SAP's, ist Stärke, Zellulose und synthetische Polymere, insbesondere vernetztes Polyacrylat. Um das Fnllpulvergemisch in die Hohlräume des Kabels einzubringen, kann man neben dem üblichen Beschichten der Adern, Vierer oder Grundbündel das Gemisch in einer geeigneten Flüssigkeit suspendieren, die nicht wässrig und leicht verdampfbar ist. Auf diese Weise kann das Pulvergemisch in die Hohlräume des Kabels eingespült werden. Die Bestandteile des Pulvers müssen in diesem Falle eine genügende Dichte aufweisen, weil sie sonst nicht lange genug schwebend in der Flüssigkeit gehalten werden können. Das Zell-Polyolefin-Pulver muss so fein gemahlen werden, dass die Teilchen nur noch wenig geschlossene Zellen enthalten, oder man muss dafür Sorge tragen, dass das Zell-Polyolefin offenporig hergestellt wird. Als Flüssigkeit wird Äthanol oder ein passender Fluorkohlenstoff (Freon, Frigen) vorgeschlagen. Das Einbringen dieser Suspension in die Seele kann mit Hilfe eines Druckrohres erfolgen. Man kann die Seele aber auch durch die kräftig umgewälzte oder beispielsweise mit Ultraschall erregte Suspension führen. Um das Lösungsmittel zu entfernen, wird man dieiSeele durch einen Unterdruckbereich hindurchführen, in der das Dispersionsmittel verdampft und wiedergewonnen werden kann. O Figuren 7 Ansprüche

Claims: PatentansprUche 1. Elektrisches Kabel, dessen Mantel eine aus kunststoffisolierten Leitern bestehende Seele umschliesst, wobei in den Hohlräumen zwischen den einzelnen Adern bzw. zwischen der Seele und dem Mantel mindestens teilweise in Gegenwart von Wasser aufquellende pulverförmige Substanzen eingefüllt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Pulverfüllung aus einem Gemisch mit einem höheren Anteil von einem dielektrisch hochwertigen Kunststoffpulver mit stark gegliederter Oberfläche und mit einem kleineren Anteil von Quellpulver besteht. 2. Elektrisches Kabel nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die beiden Gemischteile in einem Volumenverhältnis von 70 : 30 stehen. 3. Elektrisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der dielektrisch hochwertige Anteil aus gemahlenen, hochverzellten Polyolefinen, insbesondere Polyäthylen oder Polystyrol, besteht. 4. Elektrisches Kabel nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Teilchen des gemahlenen, hochverzellten Polyolefins mit einem dünnen Ölfilm überzogen sind. 5. Elektrisches Kabel nach den Ansprüchen 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Teilchen des Gemisches mit einem wasserdurchlässigen Lack überzogen sind. 6. Elektrisches Kabel nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die quellfähige Komponente des Gemisches ein superabsorbie rendes Polymer-Pulver (ein sogenanntes SAP oder Superslurper) ist. 7. Verfahren zum Einbringen des Pulvergemisches nach den Ansprüchen 1 oder einem der folgenden in das Kabelinnere, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass das Gemisch in eine geeignete Flüssigkeit suspendiert und dann eingespült wird, wonach das Dispersionsmittel vorzugsweise im Vakuum verdampft wird.

Inventors: POLLE, HUBERT, DR.
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1980
Main classification: H01B7
IPC codes: H01B7