DE1765011A1

DE1765011A1 - Insulating papers for electrical cables and cables insulated with these papers

Info

Publication number: DE1765011A1
Application number: DE19681765011
Authority: DE
Inventors: Franco Pasini
Original assignee: Pirelli SpA
Current assignee: Pirelli and C SpA
Priority date: 1967-03-25
Filing date: 1968-03-21
Publication date: 1971-07-01
Also published as: FR1554336A; ES352284A1; SE339840B; NO122079B; AT276521B; BE710750A; US3598691A; CH500562A; GB1190962A

Description

PATENTANWÄLTE 1 7 β Γ fH ΊPATENTANWÄLTE 1 7 β Γ fH Ί

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEAAANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDTDR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEAAANN DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MDNCHEN HAMBURGMDNCHEN HAMBURG

TELEFON= 395314 2000 H AMB U RG 50, 20, 3,68TELEPHONE = 395314 2000 H AMB U RG 50, 20, 3.68

TELEGRAMME: KARPATENT KDNIGSTRASSE 28TELEGRAMS: KARPATENT KDNIGSTRASSE 28

W. 23091/68 VPaW. 23091/68 VPa

Pirelli Soeietä* per Azioni' Mailand (Italien)Pirelli Soeietä * per Azioni 'Milan (Italy)

Isolierpapiere für elektrische Kabel und mit diesen PapierenInsulating papers for electrical cables and with these papers

isolierte Kabel.insulated cables.

Die Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Art von Papier, weLches zur Isolation von elektrischen Kabeln geeignet ist, die ein geschichtetes und imprägniertes Dielektrikum haben und welche elektrische Energie bei sehr hohen Spannungen übertragen sollen.The invention relates to an improved type of paper used for insulating electrical cables is suitable that have a layered and impregnated dielectric and which electrical energy at very high To transmit tensions.

Der gegenwärtige Trend zur übertragung von elektrischer Energie mit stetig sich erhöhenden Spannungen - über 5oo kV schlieüt die Notwendigkeit der Herstellung von Kabelleitungen ein, die für diesen Zweck geeignet sind.The current trend towards the transmission of electrical Energy with constantly increasing voltages - over 500 kV closes the need to manufacture cable lines suitable for this purpose.

Eines der Hauptprobleme, welche bei der Herstellung von Hö'ch3tspannungskabelη auftreten, ist die Auswahl des für ihre elektrische Isolation zu verwendenden Materials. Von diesem Standpunkt aus gesehen, muß dieses Material, hauptsächlich besitzen:One of the main problems that arise in the manufacture of high-voltage cables is the selection of the material to be used for their electrical insulation. From this point of view, this material must, primarily own:

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

a) eine hohe dielektrische Festigkeit, um hohen elektrischen Potentialgradienten zu widerstehen und daher -zulässige Radialabmessungen des Kabels zu ermöglichen,a) high dielectric strength to high electrical To withstand potential gradients and therefore allow permissible radial dimensions of the cable,

b) einen niedrigen Verlustfaktor, um die Energieverluste in dem Dielektrikum innerhalb zulässiger Grenzen zu halten, die, da der Verlustfaktor konstant ist, sich proportional dem Quadrat der Spannung erhöhen.b) a low dissipation factor to keep the energy losses in the dielectric within acceptable limits which, since the dissipation factor is constant, increase proportionally to the square of the voltage.

In dem besonderen Fall, bei dem das Material imprägniertes Papier ist, muß das Papier, um den obengenannten Forderungen gerecht zu werden, gut festgelegte physikalische Eigenschaften haben, beispielsweise darf seine Impermeabilität bzw. Undurchlässigkeit nicht so hoch sein, daß verhindert wird, daß es durch die allgemein verwendeten Flüssigkeiten wie Mineralöle, synthetische Flüssigkeiten oder ihre Mischungen vollständig imprägniert wird.In the particular case where the material is impregnated paper, the paper must meet the above To meet demands, it is allowed to have well-defined physical properties, for example its impermeability or impermeability should not be so high as to prevent it from being passed through commonly used ones Liquids such as mineral oils, synthetic liquids or their mixtures are completely impregnated.

Es scheint notwendig, diesen Ausdruck zu erläutern:It seems necessary to explain this expression:

"impermeabilität des Papiers" bedeutet den Widerstand des Papiers gegen den Durchgang flüssiger oder gasförmiger Medien, und nachstehend wird die Impermeabilität bzw. Undurchlässigkeit des Papiers in Emanueli-«Einheiten (E.U.) bezeichnet."impermeability of paper" means resistance of the paper against the passage of liquid or gaseous media, and below is the impermeability or impermeability of paper in Emanueli units (E.U.) designated.

Die für Kabelisolation verwendeten Papiere müssen weiterhin eine solche Kombination von mechanischen Eigenschaften besitzen, daß sie imstande sind, zu gewährleisten, daß das Umwiokeln des Leiters auf die technologisch genaueste Weise durchgeführt werden kann.The papers used for cable insulation must still have such a combination of mechanical properties possess that they are able to ensure that the winding of the conductor is technologically most accurate Way can be done.

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BAD ORfGfNAt.BAD ORfGfNAt.

Damit die dielektrische Isolation, die aus imprägniertem Papier hergestellt ist, höheren elektrischen Potentialgradienten widerstehen kann, könnte eine mögliche Lösung darin liegen, Papiere von sehr verkleinerter Dicke zu verwenden, um die allgemeine Eigenschaft imprägnierter Papiere auszunutzen, gemäß welcher durch Vermindern ihrer Dicke, wobei die anderen Eigenschaften konstant gehalten werden, ihre Durchbruchs- bzw. Durchschlagsfestigkeit erhöht wird. In diesem Fall sollte jedoch, um eine merkliche Vergrößerung der Durchschlagsfestigkeit zu erhalten, das Papier außerordentlich dünn sein, und infolgedessen würden seine mechanischen Eigenschaften unzureichend sein, um den Umwickelvorgang in richtiger Weise durchzuführen.So that the dielectric insulation, which is made of impregnated Paper made that can withstand higher electrical potential gradients could be a possible solution lie in using papers of very reduced thickness in order to achieve the general property of impregnated papers to take advantage of, according to which by reducing its thickness while keeping the other properties constant, their breakdown or dielectric strength is increased. In this case, however, in order to obtain a remarkable increase in dielectric strength, the paper should be extraordinary be thin and, as a result, its mechanical properties would be insufficient to cope with the wrapping process to perform properly.

Eine mögliche Lösung, diesen Nachteil zu vermeiden, ist in der französischen Patent-schrift 1 4o4 2o9 aufgezeigt, gemäß welcher dünnes Papier verwendet und die Elementarlagen an bestimmten Stellen miteinander verbunden sind. Auf diese Weise ist es möglich, einen Gesamt-Dickenwert zu erhalten, der beinahe gleich dem der üblicherweise verwendeten Papiere ist, und gleichzeitig dem erhaltenen Papier mechanische Eigenschaften zu erteilen, die ausreichen, um einen einwandfreien Umwickelvorgang zu gewährleisten. Ein Papier dieser Art löst, abgesehen davon, daß es ein kompliziertes Herstellungsverfalüen erfordert, nicht das Problem,den Verlustfaktor in dem Dielektrikum zu vermindern, welcher Faktor durch dfc Veränderung derA possible solution to avoid this disadvantage is shown in the French patent specification 1 4o4 2o9, according to which thin paper is used and the elementary layers are connected to one another at certain points. In this way it is possible to obtain an overall thickness value almost equal to that commonly used Paper, and at the same time give the paper obtained mechanical properties that are sufficient to ensure a perfect wrapping process. A paper of this kind, apart from that it requires a complicated manufacturing process, not the problem of reducing the loss factor in the dielectric, which factor by changing the dfc

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Papierdicke nicht beeinflußt wird.Paper thickness is not affected.

Um hohe elektrische Gradienten zu erhalten, würde eine weitere mögliche Lösung darin liegen, das Merkmal auszunutzen, gemäß welchem die elektrische Durchschlagsfestigkeit von Papier sich in Proportion zu seiner Impermeabilität verändert, jedoch hat auch diese Lösung in ihrer praktischen Anwendung Grenzen.To get high electrical gradients, another possible solution would be to use the feature exploit according to which the dielectric strength of paper is in proportion to its impermeability changed, but this solution also has limits in its practical application.

Ein Papier, das einen sehr hohen Impermeabilitätsgrad hat, würde tatsächlich einen so hohen Verlustfaktor haben, daß seine Verwendung für Höchstspannungskabel praktisch unmöglich wäre. Weiterhin könnte ein solches Papier zufolge seiner beträchtlich höheren Impermeabilität nicht vollständig imprägniert werden, wenn es auf dem Kabelleiter in kompakter Weise umgewickelt wird.A paper that has a very high degree of impermeability would actually have such a high loss factor that that its use for high voltage cables would be practically impossible. Furthermore, such a paper could suggest its considerably higher impermeability cannot be completely impregnated when it is on the cable ladder is wrapped in a compact manner.

Die Erfindung bezweckt, Isolierpapiere zu schaffen, welche bei elektrischen Hochstspannungskabeln verwendet werden können, und bei denen die dielektrische Festigkeit auf hohen Werten gleich oder höher als diejenigen der Papiere bleibt, welche gewöhnlich zur Isolation von elektrischen Kabeln verwendet werden, während der Verlustfaktor beträchtlich reduziert wird.The invention aims to provide insulating papers which are used in high voltage electrical cables and in which the dielectric strength is at high values equal to or higher than those of the Papers, which are commonly used to insulate electrical cables, remain while the dissipation factor is reduced considerably.

Das Wesen der Erfindung liegt in einem Isolationspapier, das in elektrischen Kabeln mit einem geschichteten und imprägnierten Dielektrikum verwendet werden soll, und das mehrlagig ist, und eine Gesamtdicke ähnlich der der meist über
lich^reise verwendeten Isolationspapiere für elektrischeThe essence of the invention resides in an insulating paper to be used in electrical cables with a layered and impregnated dielectric, and which is multilayered, and a total thickness similar to that mostly over
Lich ^ travel used insulation papers for electrical

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Kabel hat, und es ist dadurch gekennzeichnet, daß es wenigstens durch eine Schicht geringer Dichte nicht größer als o,7 g/cnr und vorzugsweise nicht größer als 0,6 g/cnr und wenigstens eine Schicht oder Lage gebildet ist, welche eine hohe Impermeabilität nicht kleiner als Io . Io E.U. und vorzugsweise nicht kleiner als 5o . Io E.U. hat, wobei das Verhältnis zwischen der Gesamtdicke der Papierschichten, die eine hohe Inipermeabilität haben, und der Gesamtdicke der Schichten, die eine niedrige Dichte haben, nicht größer als 1 und vorzugsweise nicht größer als 1/2 ist.Has cable, and it is characterized in that it is at least not larger by a layer of low density as 0.7 g / cm2 and preferably no greater than 0.6 g / cm2 and at least one layer or ply which a high impermeability not less than io. Io E.U. and preferably not less than 50. Io E.U. Has, wherein the ratio between the total thickness of the paper layers, which have a high inipermeability, and the The total thickness of the low density layers is not greater than 1, and preferably not greater than 1/2.

Vorstehend und nachstehend bedeutet der Ausdruck "Dichte" in bezug auf das Papier, die scheinbare Dichte, nämlich diejenige Dichte, welche durch Teilen der Masse eines bestimmten Papiervolumens durch das Volumen selbst erhalten wird, um so die Lufträume oder SpJLate zwischen den Zellulosefasern zu berücksichtigen.Above and below the term "density" in relation to the paper means the apparent density, namely the density obtained by dividing the mass of a given volume of paper by the volume itself is so as to create the air spaces or SpJLate between the cellulose fibers to consider.

Bessere Wate des Verlustfaktors werden durch allmähliche Verringerung der Dichte des Papiers, das die Schichten niedriger Dichte bildet, und dem Verhältnis zwischen der Gesamtdicke des Papiers mit höherer Impermeabilität und der des Papiers mit niedriger Dichte erhalten.Better wate's dissipation factor will be achieved by gradually reducing the density of the paper that is being used Forms layers of low density, and the ratio between the total thickness of the paper with higher impermeability and that of the low density paper.

Sehr gute Ergebnisse wurden mit Dichtewerten von etwa o,5 g/cnr und Dickenverhältnissen kleiner als 1/3 erhalten.Very good results have been obtained with density values of about 0.5 g / cm3 and thickness ratios less than 1/3.

Obgleich es, wie oben ausgeführt, bei der Herstellung von Höchstspannungskabeln notwendig ist, für das Isolationspapier möglichst kleine Verlustfaktoren zu wählen, wenn Although it is necessary, as stated above, in the manufacture of extra-high voltage cables to choose the lowest possible loss factors for the insulation paper, if

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hohe Werte dielektrischer Festigkeit erforderlich sind, ist das Papier gemäß der Erfindung imstande, sehr hohe Werte dielektrischer Festigkeit zu liefern, ohne die Verlustfaktorenwerte üblicher Papiere zu überschreiten, wie sie für die Isolation von elektrischen Hochstspannungskabeln verwendet werden.high values of dielectric strength are required, the paper according to the invention is capable of very high values to provide dielectric strength without exceeding the dissipation factor values of common papers as they do for the insulation of electrical high voltage cables be used.

Dieses Ergebnis wird dadurch erhalten, daß den Schichten hoher Impermeabilität außerordentlich hohe Impermeabilitätswerte von über 2oo . Io E.U. und vorzugsweise über 5oo . Io E.U. erteilt werden.This result is obtained in that the layers of high impermeability have extremely high impermeability values of over 2oo. Io E.U. and preferably over 500. Io E.U. be granted.

Obgleich sie durch Werte dielektrischer Festigkeit gekennzeichnet sind, die denen des Papiers mit sehr hoher Impermeabilität analog sind, kann das Papier gemäß der Erfindung bequem imprägniert werden, wenn es auf einem Leiter in kompakter Weise umwickelt bzw. ubereinandergelegt wird, und zu diesem Zweck ist es ausreichend, den Schichten mit niedriger Dichte einen Impermeabilitätswert kleiner als 1 . Io E.U. und vorzugsweise kleiner als o,5 . Io E.U. zu erteilen.Although characterized by dielectric strength values similar to those of very high paper Impermeability are analogous, the paper according to the invention can conveniently be impregnated when it is on a conductor is wrapped or superimposed in a compact manner, and for this purpose it is sufficient to use the layers with low density an impermeability value less than 1. Io E.U. and preferably less than 0.5. Io E.U. granted.

Die Papiere gemäß der Erfindung können durch zwei Schichten oder Lagen gebildet sein, nämlich eine Schicht hoher Impermeabilität und eine Schicht niedriger Dichte oder durch drei Lagen, nämlich eine Lage von niedriger Dichte und zwei benachbarte Lagen hoher Impermeabilität. In dem erstgenannten Fall ist es vorteilhaft, das Papier in solcher Weise anzuordnen, daß die Schicht oder Lage,The papers according to the invention can be formed by two layers or plies, namely one layer high impermeability and a layer of low density or by three layers, namely a layer of low Dense and two adjacent layers of high impermeability. In the former case it is advantageous to use the paper to be arranged in such a way that the layer or layer

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BAD ORIGfNALBAD ORIGfNAL

welche eine hohe dielektrische Festigkeit hat, gegen den Leiter gerichtet ist. Die Verwendung von Papier, welches durch drei Lagen gebildet ist, ist vorteilhaft, wenn ein noch verbessertes Arbeiten hinsichtlich des elektrischen Potentialgradienten erforderlich ist, dem es widerstehen kann, wenn die Papiere auf das Kabel überlappend aufgewickelt sind.which has a high dielectric strength, is directed against the conductor. The use of paper, which is formed by three layers, is advantageous if an even better work in terms of electrical Potential gradient is required, which it can withstand when the papers are wound onto the cable in an overlapping manner are.

In diesem Fall ist die Summe der Dicken der beiden Schichten oder Lagen hoher Impermeabilität etwa gleich der Dicke der einzelnen Schicht hoher Impermeabilität, wie sie in dem Papier verwendet wird, das durch zwei Schichten oder Lagen gebildet ist.In this case the sum of the thicknesses of the two layers or plies of high impermeability is approximately equal to that Thickness of the single layer of high impermeability as used in the paper that is divided by two layers or Layers is formed.

Auf diese Weise ist es weiterhin vorteilhaft möglich, Papiere zu haben, die auf beiden Seiten symmetrisch sind, so daß die Umlegevorgänge erleichtert werden.In this way it is still advantageously possible to have papers that are symmetrical on both sides, like this that the folding operations are facilitated.

Schließlich ist es ratsam, die Papierbänder auf dem Leiter in solcher Weise überlappend anzuordnen, daß die Wickelsteigung größer als die Breite des Bandes selbst ist, um zwischen den Windungen einen offenen Spalt zu belassen.Finally, it is advisable to overlap the paper tapes on the conductor in such a way that the Winding pitch is greater than the width of the tape itself in order to leave an open gap between the turns.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren in Ausführungsbeispielen erläutert.The invention is illustrated below with reference to the figures in Embodiments explained.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform eines Papiers gemäß der Erfindung.Fig. 1 shows an embodiment of a paper according to the invention.

Fig. 2 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Papiers gemäß der Erfindung.Fig. 2 shows a modified embodiment of the paper according to the invention.

Fig. Z> ist ein Längsschnitt des Papiers gemäß Fig. 1,Fig. Z> is a longitudinal section of the paper according to Fig. 1,

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das auf einem Leiter überlappend angeordnet ist.which is arranged in an overlapping manner on a conductor.

Fig. 4 ist eine Ansicht im Längsschnitt des PapiersFig. 4 is a longitudinal sectional view of the paper

gemäß Fig. 2, das auf einem Leiter überlappend angeordnet ist.according to FIG. 2, which is arranged in an overlapping manner on a conductor.

Fig. 1 zeigt ein Papier gemäß der Erfindung derjenigen Art, das durch zwei Schichten oder Lagen gebildet ist. Der Buchstabe A bedeutet die Schicht hoher Impermeabilitat, und der Buchstabe B die Schicht niedriger Dichte, wobei die Buchstaben s und S die jeweilige^ Dicke der beiden Lagen anzeigt,Fig. 1 shows a paper according to the invention of those Kind that is formed by two layers or plies. The letter A means the layer of high impermeability, and the letter B is the low density layer, with the letters s and S being the respective ^ thickness of the two Indicates locations,

Fig. 2 zeigt ein Papier, das durch drei Lagen oder Schichten gebildet ist, nämlich eine solche mit hoher Impermeabilitat an jeder Seite der Lage niedriger Dichte.2 shows a paper which is formed by three plies or layers, namely one with a high impermeability on either side of the low density layer.

Vorgenommene Versuche haben gezeigt, daß das Papier gernaß der Erfindung hat:Tests carried out have shown that the paper is in accordance with the invention:

a) eine dielektrische Festigkeit, welche der eines homogenen Papiers sehr nahe kommt, das eine gleiche Gesamtdicke und eine Impermeabilitat gleich der der Schicht hoher Impermeabilitat hat,a) a dielectric strength which comes very close to that of a homogeneous paper, which has the same total thickness and has an impermeability equal to that of the high impermeability layer,

b) die elektrischen Verluste praktisch gleich denjenigen eines homogenen Papiers sind, das eine gleiche Dicke und eine Dichte gleich der der Schicht niedriger Dichte hat,b) the electrical losses are practically equal to those of a homogeneous paper of the same thickness and has a density equal to that of the low density layer,

c)ein Imprägnationsvermögen gleich dem hat, das es haben würde, falls es nur durch eine Schicht niedriger Dichte gebildet sein würde.c) has an impregnation capacity equal to what it would have if only passed through a low density layer would be educated.

Es läßt sich die Auffassung vertreten, daß das letzt-It can be argued that the ultimate

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BADBATH

^ 765011^ 765011

genannte Merkmal von der Anordnung der Papierschichten in der Wicklung abhängig gemacht werden kann. Insbesondere ist gemäß der Anordnung der Fig. 3* in welcher das Papier in Windungen auf einem Leiter 1 mit einem Zwischenraum 2 zwischen den Windungen überlappend gelegt ist, der Weg des ImprägnierungsmitteLs während des Impragnierprozesses derjenige, wie er durch die Pfeile angedeutet ist.mentioned feature of the arrangement of the paper layers in the winding can be made dependent. In particular, according to the arrangement of FIG. 3 * in which the paper is in Turns on a conductor 1 with a space 2 between the turns overlapping, the path of the Impregnation agent during the impregnation process as indicated by the arrows.

Dieser Weg in den Schichten geringer Dichte folgt teilweise einer Längsrichtung und teilweise einer senkrechten Richtung mit Bezug auf die Lagen. In der Längsrichtung bietet das Papier, das an sich leicht imprägniert würden kann, gegen den Durchgang des Imprägnierungsmittels einen sehr kLoinen Widerstand, da du; das Papier bildenden Z.eLLuLosefasern zum großen T-.'iL auf FLächln parallel, zum KabeLleLter liegen und daher Längs Leitungen erzeugen, in welchen das ÖL oder dgl, fLießen kann, Mach dem Weg, wie er durch die Pfeile in Fig. 'j angedeutet ist, kann das Imprägniermittel in eLnor sehr kurzen Zeit die den Leitern cjunäohst liegenden Schichten erreichen, selbst wenn zutreffend int, daß die ilchicht; A verhältnismäßig undurchlässig ist.This path in the low density layers follows partly a longitudinal direction and partly a perpendicular direction with respect to the plies. In the longitudinal direction, the paper, which itself could easily be impregnated, offers a very slight resistance to the passage of the impregnating agent, since you; cellulosic fibers forming the paper to the large T -. 'iL lie on surfaces parallel to the cable and therefore create longitudinal lines in which the oil or the like can flow, follow the path as indicated by the arrows in Fig. ' j is indicated, the impregnating agent can reach the layers lying closest to the conductors in a very short time, even if it is true that the layer; A is relatively impermeable.

Der Durchgang der Isoliert¹ Lüssigkeit findet je-Joch auch durch die Schicht A statt, wo Lehe, obgLeioh siu ul.ne hohe spezifische Irnperrneabil it,ät hat, die sogar dun Wert von 5oo . Io E.IJ. überschreitet, sie eine stark verkleinerte Dicke (kleiner aLs l/'j der der Schicht B) hat, so daß ihr Widerstand gegen den Durchgang von öl, der der DickeThe passage of the isolated ¹ liquid also takes place through the layer A, where Lehe, obgLeioh siu ul.ne high specific Irnperrneabil it, at which even dun value of 500. Io E.IJ. exceeds, it has a greatly reduced thickness (smaller than 1 / 'j that of the layer B), so that its resistance to the passage of oil, that of the thickness

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Io -Io -

direkt proportional ist, weitgehend vermindert ist. Dies erlaubt die Verwendung von Papier, welches eine Schicht hoher Tmpermeabilität an beiden Seiten der Schicht B, wie in Fig. 4 dargestellt ist, enthält, in welcher die Bezugszeichen A, B, 1 und 2 die gleiche Bedeutung haben wie in Fig. 3. In diesem FaLL können im Hinblick auf die besondere dielektrische E'estigkelt des Papiers die Schichten A eLrie Dicke von der Hälfte des Wertes mit Bezug auf den Fall der Fig. 3 haben, und daher den Durchgang von öl weiterhin erleichtern.is directly proportional, is largely reduced. This allows the use of paper, which is one layer high permeability on both sides of the layer B, as shown in FIG. 4, in which the reference characters A, B, 1 and 2 have the same meaning as in FIG 3. In this case, in view of the special dielectric strength of the paper, the layers A can be used Thickness of half of the value with reference to the case of Fig. 3, and therefore the passage of oil continues facilitate.

Diese Anordnung er Leichtert aui3erdem das gleichmäßige Überlappen der P c|i erbindungen, da die Papierbänder auf beiden Seiten symmetrisch sind, so daß es nicht notwendig u;t, die Lage der Schicht πιLt hoher EmpermeabiLLtUt zu berücks Lchtigen. Dar> beste Merkmal dieser Ausführung Ist jedoch seine Fähigkeit, sehr hohen elektrischen Gradiunten zu widerstehen, wenn dan Kabel arbeitet.This arrangement also facilitates uniformity Overlapping the P c | i bindings because the paper tapes on both sides are symmetrical, so it is not necessary u; t, the location of the layer πιLt high empermeabiLLtUt to be taken into account. The best feature of this design, however, is its ability to operate at very high electrical degrees to withstand when the cable is working.

F,.; Lst eine bekannte; Tatsache, daß die schwachen Suel Len in den KabeLn, we Lohe ein geschichtetes: und impr.^:'V,nu-rtes Dielektrikum haben, die aneinanderstoßenden FUiiimo ?. zwischen den Windungen der Isolation sind. Diese Flaume werden auch "öLüpaLte" genannt, da sie mit dem Imprägniermittel vollständig gefüllt sind.F,.; Lst a well-known; Fact that the weak Suel Len in the cables, we Lohe a layered: and impr. ^: 'V, have only the dielectric, the abutting FUiiimo ?. are between the turns of the insulation. These fluff are also called "oil puffs" because they are completely filled with the impregnating agent.

Je grüßer die radiale Größe diesei>ölspalte ist, desto kLeiner wird der maximale elektrische Gradient, dem das geschichtete und imprägnierte Dielektrikum eines KabelsThe larger the radial size of this oil gap, the greater The maximum electrical gradient that the layered and impregnated dielectric of a cable

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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

- ii -- ii -

widerstehen kann.can resist.

Die Tatsache, daß eine Schicht hoher Impermeabilität auf jeder der beiden gegenüberliegenden Seiten (in radialer Richtung) der ölspalte 2 liegt, ermöglicht eine bessere Bestimmung der radialen Ausdehnung dieser Spalte und erhöht damit den maximalen elektrischen Gradienten, dem dieses Dielektrikum widerstehen kann. Tatsächlich ist festzustellen, daß bei der Ausführungsform der Fig. 3 die ölspalte 2 an einem Ende durch die Schicht geringer Dichte (Schicht kleiner Impermeabilität) begrenzt ist, welche als eine Verlängerung in radialer Richtung des ölspaltes angesehen werden kann.The fact that there is a layer of high impermeability on each of the two opposite sides (in radial Direction) of the oil gap 2, enables a better Determination of the radial extent of this gap and thus increases the maximum electrical gradient that this dielectric has can resist. In fact, it should be noted that in the embodiment of FIG. 3, the oil gap 2 at one end is bounded by the layer of low density (layer of low impermeability), which acts as an extension can be viewed in the radial direction of the oil gap.

Wie oben ausgeführt haben die Papiere gemäß der Erfindung einen Wert dielektrischer Festigkeit, der praktisch gleich dem des Papiers ist, das die Schichten'hoher Impermeabilität bildet, die von dsm Wert der dielektrischen Festigkeit des Papiers geringer Dichte unabhängig ist. Auf diese Weise ist es durch Vermindern der Dichte des Papiers, ^j welches die Schichten niedriger Dichte bildet und des Dickenverhältnisses zwischen den Schichten hoher Impermeabilität und Schichten niedriger Dichte möglich, ein Papier zu erhalten, dessen Wat dielektrischer Festigkeit unverändert bleibt und gleich dem des Papiers mit hoher Impermeabilität ist, jedoch beinahe insgesamt durch ein Papier geringer Dichte gebildet ist.As stated above, the papers according to the invention have a value of dielectric strength which is practical is the same as that of paper, which is the layers of 'high impermeability forms that of dsm value of dielectric Strength of the low density paper is independent. In this way, by decreasing the density of the paper, it is ^ j which forms the layers of low density and the thickness ratio between the layers of high impermeability and low-density layers make it possible to obtain a paper whose dielectric strength remains unchanged remains and is the same as that of the high impermeability paper, but almost entirely through a paper low density is formed.

Infolgedessen hat ein solches Papier einen Energie-As a result, such paper has an energy

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BAD ORIGfNAUBAD ORIGfNAU

..ίΑΙ-'ίίιWK' ν...ίΑΙ-'ίίιWK 'ν.

17660Ί117660-1

faktor niedrigen Dielektrikums und eine niedrige Dielektrizitätskonstante, (welche zusammen den Verlustfaktor bestimmen), die wie bekannt, je kleiner sind, desto kleiner die Dichte des Papiers ist.low dielectric factor and a low dielectric constant, (which together determine the loss factor) which, as is known, the smaller, the smaller is the density of the paper.

Diese Merkmale sind insbesondere vorteilhaft, da gemäß der Formel, welche die dielektrischen Verluste bei Wechselstrom gibtThese features are particularly advantageous since, according to the formula, the dielectric losses in the case of alternating current gives

ρ = κ . £ . V² . tan </ ist,ρ = κ. £. V ² . tan </ is,

in welcher K eine Konstante ist, die von der Größe des Dielektrikums abhängt,in which K is a constant that depends on the size of the dielectric depends,

V ist die angelegte Spannung,V is the applied voltage,

</ ist der charakteristische Verlustwinkel des Dielektrikums, </ is the characteristic loss angle of the dielectric,

£ ist die Dielektrizitätskonstante.£ is the dielectric constant.

Es ist ersichtlich, daß der einzige Weg, dem starken Anstieg der Verluste bei steigender Spannung entgegenzuwirken, der ist, den Verlustfaktor ( Cx tan</ ) zu reduzieren. It can be seen that the only way to counteract the sharp increase in losses with increasing voltage is to that is to reduce the loss factor (Cx tan </).

Um die beträchtlichen Vorteile des Papiers gemäß der Erfindung zu illustrieren, werden nachstehend einige Beispiele gegeben, welche die Ergebnisse der Energiefaktorversuche und der dielektrischen Fentigkeitsversuche vergleichen, die an Kapazitoren ausgeführt wurden, die vollständig imprägniert und durch folgende Teile prepariert wurden:In order to illustrate the considerable advantages of the paper according to the invention, some are presented below Examples are given which show the results of the energy factor tests and the dielectric strength tests compare that were carried out on capacitors that were completely impregnated and prepared by the following parts became:

J. Papier gemäß der Erfindung, das durch das Bezugs-J. Paper according to the invention, which is represented by the reference

109827/1776
BAD109827/1776
BATH

'65011'65011

zeichen C benannt ist, und durch eine Schicht A hoher Irnper-character C, and by a layer A of high imperfection

B
meabilität und eine Schicht/niedriger Dichte gebildet ist»B.
meability and a layer / low density is formed »

2. Papiere, welche durch eine einzige Schicht der Type A oder B gebildet sind.2. Papers which are formed by a single layer of type A or B.

3. Papiere, we Lohe in üblicher Weise für die Isolation von Kabeln verwendet worden, die ein geschichtetes und Imprägniertes Dielektrikum haben.3. Papers, as Lohe have been used in the usual way for the insulation of cables that are layered and impregnated Have dielectric.

example 1

Papier A : Impermeabilität Io . Io E.U.Paper A: Impermeability Io. Io E.U.

: Dicke ο,135 mm: Thickness ο, 135 mm

Papier B : Dichte ο,7 g/cnrPaper B: density ο, 7 g / cnr

: Dicke o,135 mm: Thickness o.135 mm

Papier O : Or.amtdicke o,L35 mmPaper O: Or.amtdicke o, L35 mm

DLck-2nverhältnis zwischen Papiersohicht A und Papierrsohicht D .-- LDLck-2n ratio between paper layers A and paper cover D - L

Results obtained

Papier A Papier U Papier CPaper A Paper U Paper C

tan/r,fii25 °C 2,'fi. Lo'⁵ 2,4 . Lo"'' 2,5 . Lo"-⁵ tan / r, fii25 ° C 2, 'fi. Lo ' ⁵ 2.4. Lo "" 2.5. Lo "- ⁵

Dielektrische Festigkeit Dielectric strength

(rmpuLn) kV/mm I.o5 9o Lo2(rmpuLn) kV / mm I.o5 9o Lo2

example 22

Papier A : Impermeabilität Io . Io E.[J.Paper A: Impermeability Io. Io E. [J.

: Dicke o,135 mm: Thickness o.135 mm

Papier B : Dichte o,5 g/cmPaper B: density 0.5 g / cm

: Dicke o,L35 mm: Thickness o, L35 mm

Papier C : Gesamtdicke o,135 mmPaper C: total thickness o.135 mm

Dickenverhältnis zwischen Papjerschicht A und Papierschicht Thickness ratio between the paper layer A and paper layer ti - Lti - L

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BAD ORIGfNAiBAD ORIGfNAi

l4l4

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!erhaltene Resultate! obtained results

Papierpaper AA. Papierpaper BB. Papier CPaper C tan J bei 25 ⁰Ctan J at 25 ⁰ C 2,73 . Io2.73. Io -3-3 1,75 .1.75. ίο"-⁵ ίο "- ⁵ 1,9L .ΐδ³ 1.9L .ΐδ ³ Dielektrische Festig
keitDielectric strength
speed (Impuls ) kV/mni(Impulse) kV / mni Io5Io5 8o8o [OU[OU Beispiel 3Example 3 Papier APaper A : Impermeabiiitat 5o .: Impermeability 5o. Lo^tj KLo ^tj K

Papier B Papier CPaper B paper C

: Dicke 0,Ij¹J mm: Thickness 0, Ij ¹ J mm

: Dichte 0,6 g/oni3 : Dicke o, L35 nun: Density 0.6 g / oni3: thickness o, L35 now

: Dicke o,L35 mm: Thickness o, L35 mm

Dickenverhaitnis zwischen Papierschicht A und Papierschicht B - .1/2Thickness ratio between paper layer A and paper layer B - .1 / 2

ErhaLtene ResultateResults obtained

CC. Papier A . PapierPaper A. paper itit 12o 8512o 85 BB. 66th PP. apierapier CC. tan J bei 25 °tan J at 25 ° PestigkePestigke 3,4 . lo"⁵ 2,1 . Io3.4. lo " ⁵ 2.1. Io -3-3 2,2, 5 .Lo5 .lo -3-3 DieLektrischeThe electric : Impermeabiiitat 2oo .: Impermeabiiitat 2oo. (Impuls) kV/mm(Pulse) kV / mm L19L19 Beispiel 4Example 4 Papier APaper A IoIo E.UE.U ••

Papier B Papier C Paper B paper C

: Dicke o,L35 mm: Thickness o, L35 mm

; Dichte o,5 g/cnr; Density 0.5 g / cnr

: Dicke o,135 mm : Thickness o.135 mm

: Dicke o,135 mm: Thickness o.135 mm

Dickenverhältnis zwischen Papierschicht A und Papierschicht B * 1/3Thickness ratio between paper layer A and paper layer B * 1/3

109827/1226109827/1226

BAD ORiGiNALBAD ORiGiNAL

Results obtained

Papier A Papier B Papier C tan / bei 25 °C 4,o2 . lo"⁵ 1,8 . lo~⁵ 2,1 . lo"^Paper A Paper B Paper C tan / at 25 ° C 4, o2. lo " ⁵ 1.8. lo ~ ⁵ 2.1. lo" ^

Dielektrische Festigkeit Dielectric strength

.(Impuls ) kV/mm l4o 8o 1?4. (Pulse) kV / mm l4o 8o 1? 4

Versuche, welche mit Papieren ausgeführt wurden, die eine Dicke sehr nahe an o,135 mm haben und aus Arten ausgewählt wurden, wie sie allgemein für die Isolation elektrischer Kabel verwendet werden, haben die folgenden Besultate ergeben.Tests carried out with papers very close to o.135 mm in thickness and selected from among species were as they are commonly used for electrical isolation Cables are used have the following results.

Impermeabilität E.U. 1 ^ j5.1o 6 - lc.Io tan/bei loo ⁰C 2.1ο"⁵ *■ 2,5.1ο"⁵ 2,5.1ο"⁵ - 3Λο''^Ί Dielektrische Festigkeit
(impuls ) kV/mm 9o lcoImpermeability EU 1 ^ j5.1o 6 - lc.Io tan / at loo ⁰ C 2.1ο " ⁵ * ■ 2.5.1ο" ⁵ 2.5.1ο " ⁵ - 3Λο '' ^Ί Dielectric strength
(pulse) kV / mm 9o lco

Aus diesen Beispielen ist ersichtlich, daß die Papiere gemäß der Erfindung haben:From these examples it can be seen that the papers according to the invention have:

a) eine dielektrische Festigkeit, welche sehr nahea) a dielectric strength which is very close

an die eines Papiers mit sehr hoher Impermeabilität herankommt*approaches that of a paper with very high impermeability *

b) einen dielektrischen Energiefaktor, der gleich dem eines Papiers niedriger Dichte ist.b) a dielectric energy factor equal to that of a low density paper.

Kein Papier, unter denen, wie sie heute verwendet werden, zeigt eine Kombination von Werten hoher dielektrischer Festigkeit und niedriger Energieverlustfaktoren, welche mit denen des Papiers gemäß der Erfindung vergleichbar ßind.No paper among those as used today shows a combination of high dielectric values Strength and low energy loss factors comparable to those of the paper according to the invention ßind.

1098?7/1??G
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BADOFHGtNAU

17650Ί117650Ί1

Die Papiere gemäß der Erfindung können auf beliebige Weise hergestellt werden; für ihre Herstellung ist es besonders vorteilhaft, den.Techniken zu folgen, wie sie für die üblichen mehrlagigen Papiere bereits verwendet werden, nämlich Papiermaschinen mit feinen Sieben zu verwenden, die entweder Fourdriniers bzw. Flachbänder oder Zylinder-Vorrichtungen haben.The papers according to the invention can be produced in any desired manner; for their manufacture it is especially advantageous to follow the techniques as they do are already used for the usual multi-ply papers, namely to use paper machines with fine sieves, which have either Fourdriniers or flat belts or cylinder devices.

Diese Maschinen ermöglichen bei der gleichzeitigen Herstellung der einzelnen Schichten das Verbinden dieser Schichten, welche spontan miteinander verbunden werden und ein perfektes massives Fertigprodukt ergeben.These machines make it possible to join the individual layers while they are being produced at the same time Layers that are spontaneously connected to one another and result in a perfect solid finished product.

Es ist erkennbar, daß während bei den üblichen mehrlagigen Papieren die Formungssiebe im allgemeinen mit einem einzigen Papierbreivorrat gespeist werden, für die Herstellung von Papier gemäß der Erfindung wird jedes Sieb mit verschiedenen Papierbreimassen gespeist, für die die gewünschten Eigenschaften aer Impermeabilität und/oder der Dichte in den einzelnen Schichten und infolgedessen in dem Endprodukt erhalten werden.It can be seen that while in the usual multi-ply papers, the forming screens generally with a single stock of paper pulp are fed for the production of paper according to the invention, each screen is fed with different pulp masses for which the desired ones Properties of impermeability and / or density in the individual layers and consequently in the end product can be obtained.

Die vorstehende Beschreibung enthält einige Ausführungsfornien der Erfindung, auf die die Erfindung jedoch nicht be s ehr unk t is t,The above description contains some embodiments the invention, to which, however, the invention is not

09827/1??609827/1 ?? 6

BAD ORfGKMt?'BAD ORfGKMt? '

Claims

1. Insulating paper that can be used in electrical cables, which is a layered and impregnated dielectric that is multilayered and has an overall thickness similar to the insulating paper commonly used for electrical cables characterized in that it is constituted by at least one low density layer of 0.7 g / cm and preferably does not exceed 0.6 g / cnr, and in which at least one layer has a high impermeability, which are not smaller than Io. Io E.U. and preferably not less than 5o. Io E.IJ. is, and the relationship between the total thickness of the paper layers, which have a high level of impermeability, and the total thickness of the layers, which are low in density, no greater than 1, and preferably no greater than 1/2.

2. insulating paper according to claim 1, characterized in that that the impermeability of the low-density layers has a value not higher than 1. Io E.U. and preferably not higher than o, 5. Io E.U. Has.

j5. Insulating paper according to Claim 1 or 2, characterized in that it is formed by a layer of high impermeability and a layer of low density.

4. insulating paper according to one of claims 1 and 2, characterized in that it is through an intermediate layer

109827/1776109827/1776

BAD ORiGfNAL

Io

low density and two layers of high impermeability adjacent to the intermediate layer is formed.

5. Electrical cable with a layered and impregnated Dielectric, characterized in that the insulation is provided by a paper according to one of claims L to is formed, which laps itself in a manner known per se.

6. Electrical cable according to claim 5> characterized in that that the paper is wrapped helically and the pitch angle of the screw is greater than that Width of the paper is to leave a gap between the turns.

7. Electrical cable according to one of claims 5-6 * characterized in that the high impermeability layer of the paper wrapper is directed against the conductor is.

BAD ORJGWALBAD ORJGWAL