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Leiterdurchführung, insbesondere fiir Kabelendverschlüsse.
Es ist bekannt, dass bestimmte Stellen einer Leitungsanlage, insbesondere Durchführungen oder Kabelendverschlüsse durch die Randbeanspruchungen und die damit verbundene Gefahr von Über- schlägen mit ihren schädlichen Folgen am meisten gefährdet sind. Man hat nun bereits versucht, bei Endversehlüssen die Überschlagsgefahr dadurch zu vermindern, dass man in die Isolierung der Wickelkeulen metallische Einlagen einbettet. Es ist jedoch mit diesen metallischen Einlagen nicht gelungen, die Spannungsverteilung in der Längsrichtung auf der Oberfläche genügend gleichmässig zu gestalten, um die Keule kürzer und damit den ganzen Endverschluss leichter und billiger machen zu können.
Um nämlich eine praktisch gleichmässige Spannungsverteilung auf der Oberfläche bis zum Leiterende zu erzielen, wäre eine so grosse Anzahl von Einlagen nötig, dass die Wickelkeule und dadurch der End- verschluss sehr lang und sehr dick würde, was wiederum mit Rücksicht auf die Kosten unwirtschaftlich wäre.
In der Fig. 1 ist die Spannungsverteilung in einem Endverschluss durch Kurven veranschaulicht.
Die Kurve a zeigt die Spannungsverteilung in einem Endverschluss, dessen Isolation lediglich aus getränktem Papier besteht. Die Kurve c stellt die Spannungsverteilung dar, wenn nach Fig. 2 fünf metallische Einlagen in der bisher üblichen Weise in die Isolation eingebettet sind, während die Gerade b die theoretisch günstigste, vollkommen gleichmässige Spannungsverteilung wiedergibt. Die ungleiche, sprunghafte Spannungsverteilung der Kurve c lässt immer noch Strahlungserscheinungen auf der Oberfläche der Wickelkeule zu, wodurch der Überschlag und die Zerstörung des Endverschlusses eingeleitet werden.
Den Gegenstand der Erfindung bildet nun eine Leiterdurchführung, insbesondere für Kabelendverschlüsse, bei der eine bedeutend bessere Spannungsverteilung und eine wesentlich höhere Überschlagsfestigkeit erzielt ist, indem (entweder unter Verzicht auf metallische Einlagen oder auch mit solchen gemeinsam) Einlagen in die Isolation eingebettet sind, deren Widerstand gegenüber der eigentlichen im allgemeinen aus getränkte Papier bestehenden Isolierung gering ist, deren Leitfähigkeit jedoch erheblich niedriger ist als die der metallischen Einlagen. Solche Einlagen können vorteilhaft Papierbänder sein, denen bereits bei der Herstellung bestimmte Mengen Russ, Graphit od. dgl. beigemischt sind.
Ihr Vorteil gegenüber den metallischen Einlagen besteht darin, dass entlang jeder einzelnen Schicht nach dem Leiterende hin die Spannung bereits wesentlich abfällt. so dass die auf die Oberfläche induzierte Spannung erheblich gleichmässiger wird als bei Verwendung von nur metallischen Einlagen, bei denen im Bereich jeder einzelnen Einlage eine annähernd gleich hohe Spannung auf die Oberfläche der Wickelkeule induziert wird, worauf die starke Wellung der Kurve c zurückzuführen ist. Die Kurve d zeigt die Spannungsverteilung, wenn statt fünf metallischer Einlagen fünf solche verminderten Widerstandes von gleichen Abmessungen, wie die metallischen Einlagen verwendet werden.
Man kann jedoch die Spannungsverteilung auch bei Benutzung metallischer Einlagen bedeutend verbessern, wenn man diese so bemisst, dass sie gegeneinander und gegen den Leiter sämtlich gleich grosse Kapazität besitzen, wodurch nicht nur wie
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verteilung auch in radialer Richtung zustande kommt. Man ordnet die Einlagen dabei so an, dass die oberste Einlage bis etwa in die Mitte des Keulenteiles reicht. Unter die oberste Einlage lässt man dann die nächstfolgende greifen, weit unter diese dann die nächste und so fort, so dass sich die benachbart liegenden Einlagen gegenseitig stark influenzieren ; dadurch erhält man dann eine gleichmässige Spannungsverteilung auf sämtliche Einlagen, die ihrerseits wieder der Keulenoberfläche durch Influenz eine gleich-
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mässigere Spannung aufzwingen.
Bei einer derartigen Anordnung ergibt sich etwa die Spannungsverteilung nach Kurve e. Aus demselben Grunde jedoch, durch den die Wellung der Kurve c zustande kommt, hat auch die Kurve e noch eine verhältnismässig starke Wellung. Eine weitere Annäherung an die theoretisch günstigste Gerade, also eine Abflachung der Kurve e kann man dadurch erreichen, dass man statt der kapazitätsgleichen metallischen Einlagen kapazitätsgleiche Einlagen aus einem Material verminderten Widerstandes gegenüber der Isolierung verwendet, da durch sie die an der Oberfläche der Keule induzierte Spannung vergleichmässigt wird.
Eine besonders günstige Wirkung ergibt sich, wenn kapazitätsgleiche Metalleinlagen abwechselnd mit solchen verminderter Leitfähigkeit eingebettet sind. Hiedurch erhält man die Spannungsverteilung nach Kurve f.
Um ausserdem etwa noch auftretende lokale Strahlungen auf der Oberfläche zu verhindern, ist zweckmässig an die Oberfläche auf ein bestimmtes Stück hin eine verhältnismässig dünne Schicht aufzubringen, deren Widerstand in gleicher Weise verringert ist, wie der Widerstand der Einlagen. Ferner kann man eine übermässig hohe Beanspruchung des Isoliermaterials an den Enden der einzelnen Einlagen dadurch verhindern, dass man an den Enden einen flachen Ring, z. B. ein dünnes Band anbringt, dessen Widerstand etwas grösser ist als der der entsprechenden Einlagen.
Die Fig. 3 zeigt eine Wickelkeule, in die gemäss der Erfindung nicht kapazitätsgleiche Einlagen aus einem Material verminderten Widerstandes in die Isolierung eingebettet sind.
Fig. 4 zeigt eine Wickelkeule mit Einlagen verminderten Widerstandes, deren Kapazität gegeneinander und gegen den Leiter gleich ist.
PATENT-ANSPRÜCHE.
1. Leiterdurchführung, insbesondere für Kabelendverschlüsse, in deren Isolierung leitende oder halbleitende Einlagen eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlagen so bemessen sind, dass sie gegeneinander und gegen den Leiter gleich grosse Kapazität haben.
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Conductor entry, especially for cable terminations.
It is known that certain points in a line system, in particular bushings or cable terminations, are most at risk from the edge stresses and the associated risk of flashovers with their harmful consequences. Attempts have already been made to reduce the risk of rollover in the case of end seals by embedding metallic inlays in the insulation of the winding lobes. However, with these metallic inserts it has not been possible to make the stress distribution in the longitudinal direction on the surface sufficiently uniform to be able to make the club shorter and thus the entire end closure lighter and cheaper.
In order to achieve a practically even distribution of tension on the surface up to the end of the conductor, such a large number of inserts would be necessary that the winding cone and thus the end seal would be very long and very thick, which in turn would be uneconomical with regard to costs.
In FIG. 1, the stress distribution in an end closure is illustrated by curves.
Curve a shows the stress distribution in an end closure, the insulation of which consists only of impregnated paper. Curve c represents the stress distribution when, according to FIG. 2, five metallic inserts are embedded in the insulation in the usual manner, while straight line b reproduces the theoretically most favorable, completely uniform stress distribution. The uneven, abrupt voltage distribution of curve c still allows radiation phenomena on the surface of the winding lobe, whereby the flashover and the destruction of the end closure are initiated.
The subject of the invention is now a conductor bushing, in particular for cable terminations, in which a significantly better voltage distribution and a significantly higher flashover resistance is achieved by (either without metallic inserts or also together with such) inserts are embedded in the insulation, their resistance compared to the actual insulation, which generally consists of impregnated paper, is low, but its conductivity is considerably lower than that of the metallic inserts. Such inserts can advantageously be paper tapes to which certain amounts of carbon black, graphite or the like have already been added during manufacture.
Their advantage over metallic inserts is that the voltage drops significantly along each individual layer after the conductor end. so that the voltage induced on the surface is considerably more uniform than when using only metallic inserts, in which an approximately equally high voltage is induced on the surface of the winding cone in the area of each individual insert, which is the reason for the strong undulation of curve c. Curve d shows the voltage distribution if, instead of five metallic inserts, five such reduced resistance of the same dimensions as the metallic inserts are used.
However, the voltage distribution can also be significantly improved when using metallic inserts if these are dimensioned in such a way that they all have the same capacitance against each other and against the conductor, whereby not only how
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distribution also comes about in the radial direction. The inlays are arranged in such a way that the topmost inlay extends roughly into the middle of the leg part. Then the next one can be gripped under the topmost insert, then the next one far below it, and so on, so that the neighboring inserts strongly influence one another; this then results in an even distribution of stress on all the inserts, which in turn gives the club surface an equal
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impose more moderate tension.
With such an arrangement, the stress distribution according to curve e results. However, for the same reason that the undulation of the curve c comes about, the curve e also has a relatively strong undulation. A further approximation to the theoretically most favorable straight line, i.e. a flattening of the curve e, can be achieved by using, instead of the metallic inserts of the same capacitance, inserts of the same capacitance made of a material with reduced resistance to the insulation, since they cause the voltage induced on the surface of the lobe is equalized.
A particularly beneficial effect is obtained when metal inserts of the same capacity are embedded alternately with those of reduced conductivity. This gives the stress distribution according to curve f.
In order to prevent any local radiation still occurring on the surface, it is advisable to apply a relatively thin layer to the surface on a specific piece, the resistance of which is reduced in the same way as the resistance of the inserts. Furthermore, you can prevent an excessively high stress on the insulating material at the ends of the individual inserts by placing a flat ring, e.g. B. attaches a thin band, the resistance of which is slightly greater than that of the corresponding deposits.
3 shows a winding lobe in which, according to the invention, inserts of a material of reduced resistance that do not have the same capacitance are embedded in the insulation.
Fig. 4 shows a winding lobe with inserts of reduced resistance, the capacitance of which is equal to one another and to the conductor.
PATENT CLAIMS.
1. Conductor bushing, especially for cable terminations, in the insulation of which conductive or semiconducting inserts are embedded, characterized in that the inserts are dimensioned so that they have the same capacitance against each other and against the conductor.