BE1009865A3

BE1009865A3 - Kabelvoeg.

Info

Publication number: BE1009865A3
Application number: BE9500975A
Authority: BE
Original assignee: Raychem Sa Nv
Priority date: 1994-11-28
Filing date: 1995-11-27
Publication date: 1997-10-07
Also published as: GB9523013D0; GB2295501B; GB9423998D0; GB2295501A; NL1001759C2; NL1001759A1

Abstract

Een hoogspanningskabelvoeg voor drie-kernige kabels wordt gevormd door het samenvoegen en individueel isoleren van de kabelkernen (1). Isolerende afstandhouders (7) scheiden de kernen (1), die zijn omsloten binnen een dikke stijve isolerende behuizing (11), die is afgedicht door eindfittingen (9) op de kabelmantels (2). Een elektrische continuïteit/afschermlaag (14) strekt zich langs het buitenoppervlak van de voegomhulling (11,9) uit. Het inwendige van de omhulling (11,9) is gevuld met een koud-gietbare isolerende vulstof.

Description

Kabelvoeg
Deze uitvinding heeft betrekking op hoogspanningskabelvoegen tussen dnekernige kabels.

De uitvinding heeft algemeen betrekking op het verbinden van elektrische spanningskabels voor een 17, 5 kV systeemspanning, maar deze is ook geschikt voor lagere spanningen, zoals 15 kV of 10 kV en ook voor hogere spanningen, zoals 24 kV. Een voordelige toepassing betreft het verbinden van papier-geïsoleerde, lood-beklede kabels, maar de uitvinding is ook geschikt voor het vormen van een overgangsverbinding van een papieren kabel naar een polymere kabel.

In bekende voegen voor dergelijke kabels maakt men gebruik van warmteknmpbare polymere technieken en geschikte kits zijn verkrijgbaar van Raychem, waann een of meer herstelbare moffen met geschikte elektrische eigenschappen door warmte op hun plaats rondom de kabel worden gekrompen. Een andere technologie IS het gebruik van olie als isolatiemedium, waarblj de olie bij een verhoogde temperatuur in een stijve cilindrische metaalbus wordt geschonken waarbij met eindfittingen de samengevoegde geleiders en afdichtingen op de kabels worden omsloten. De bus kan worden geleverd met een inwendige isolatle die dunner is dan de buswand. De eindfittingen kunnen zijn gemaakt van metaal of naar keuze kan men polymere warmtekrimpbare vormdelen toepassen.

De kabelgeleiders worden vnjgemaakt, verbindingselementen, zoals krimpdelen, aangebracht en elke kern wordt dan individueel opnieuw geïsoleerd. Een isolerend kernspreidstuk kan worden toegepast om de kernen in het gebied van de geïsoleerde verbindingsorganen fysisch te scheiden.

Het is in sommige toepassingen echter niet mogelijk of niet gewenst gebruik te maken van warmtekrimptechnotogie. Het olie/metaalbus-type verbinding heeft echter de volgende nadelen : het betrekkelijk hoge gewicht van de metalen bus ; het feit dat het metaal corrosie kan vertonen wanneer de verbinding in de grond wordt ingegraven ; het feit dat de olie moet worden verhit alvorens deze schenkbaar wordt en het inherente gevaar van het moeten werken met hete olie.

GB-A-2269712, GB-A-358188, US-A-3845235 en US-A-3996081 beschnj- ven elektrische kabelvoegen, maar elk is alleen geschikt voor het omsluiten binnen een stijf buitenisolatle-orgaan van een voeg tussen kabels die een enkele kern hebben. Hoewel elke kern van een dne-kernige kabel in theorie afzonderlijk op de wijze als beschreven in deze publikatie zou kunnen worden omsloten, zou de resulterende voeg ingewikkeld, omvangrijk en zeer tljdrovend te produceren zljn.

Een dergelijke drie-kernige kabelvoeg wordt beschreven in GB-A-881 866. GB-A- 1387366 beschrijft een één-kernige kabelvoeg waarin de samengevoegde geleiders binnen een buisvormig isolatie-orgaan zijn opgesteld dat zelf is opgesteld binnen een Isolerende verbinding die aanwezig is binnen een buitenmetaalkast die radiaal op afstand daarvan staat.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding te voorzien in een vereenvoudigde hoogspanningsvoeg waarmee tenminste sommige van de nadelen als boven vermeld voor bekende voegen worden overwonnen of tenminste verminderd.

Aldus wordt in een aspect van de onderhavige uitvinding voorzien in een hoogspanningskabelvoeg tussen twee kabels, waarvan elk drie kernen heeft, waarblj achtereenvolgende lagen van elke kabel worden afgestript, de geleiders van een kabel worden verbonden met respectieve geleiders van de andere kabels, elke gelelderverblnding Individueel wordt geïsoleerd, de kernen van elkaar worden gescheiden door een Isolerende afstandhouderopstelling, de verbonden kernen worden omringd door, en zijwaarts op afstand gehouden van, een stijf betrekkelijk dik Isolerend buisvormlg orgaan, het isolerende buisvormige orgaan wordt gelast aan elke kabel,

het gebied aanwezig binnen het isolerende buisvormige orgaan en dat de verbonden geleiders omringt nagenoeg geheel wordt opgevuld met een schenkbaar isolatlemedium, en waarbij de voeg omvat een elektrisch geleidende betrekkelijk dunne laag die volledig rondom het daartegenaan liggende stijve Isolerende buisvormige orgaan nagenoeg langs zijn gehele lengte is opgesteld en die elektrisch met de geleldende aardmantel of het scherm van elke kabel IS verbonden, waardoor afscherming van de voeg wordt geleverd.

Aldus heeft het isolerende buisvormige orgaan een grotere wanddikte dan de dikte van de geleidende laag en levert het isolerende orgaan bij voorkeur een structureel harde behuizing rondom het voeggebied.

Een voeg volgens de onderhavige uitvinding geeft aldus de mogelijkheid dat een enkel stijf isolerend buisvormig orgaan alle kernen van de voeg omslult, waardoor de kosten, de ingewikkeldheid en omvang ervan worden verminderd. De kernen worden niet alleen individueel geïsoleerd, maar ook tevens gescheiden door de afstandhouderopstelling, welke één of meer algemeen spaakvormige afstandhouders kan omvatten voor het versterken van de elektrische isolatie daartussen.

Verder kan het buisvormige orgaan zelf een harde omhulling leveren voor mechanische bescherming van de voeg, waardoor aldus de noodzaak van elke

extra structuur vervalt. blektnsche continultelt over ae voeg, voor aardstromen ot elektromagnetische afscherming, kan dan geschikt worden geleverd door een geleidende component die direct op het buitenoppervlak van het buisvormige orgaan wordt gemonteerd, waardoor aldus de omvang wordt verminderd. Men verkrijgt aldus een eenvoudige en goedkope voegconstructle.

Het stljve buisvormige isolerende orgaan kan b. v. worden gevormd geëxtru- deerd als een buis of het kan worden gevormd in een buisvormige vorm gedurende de constructie van de voeg, b. v. zoals door sluiting van twee halve hulzen rondom de voeg. De wanddikte van het orgaan langs tenminste een deel en bij voorkeur langs de gehele lengte daarvan is tenminste 5 mm en ligt binnen het traject van 3 mm tot 10 mm.

Het isolerende orgaan wordt geschikt gevormd van polymeer matenaal, bij voorkeur polyethyleen, maar men kan ook PVC, acrylpolymer of een ander geschikt polymeer toepassen.

Het voordeel van het stijve buisvormige orgaan, dat elektrisch isolerend is en bij voorkeur een wanddikte van meer dan 5 mm heeft, is dat het functioneel een deel kan vormen van de primaire isolatie van de voeg, d. w. z. het kan de Isolatle tussen de fasen (van een kabelvoeg in een drie-fasen elektrisch voedingssysteem) en de aardafscherming van de voeg leveren. De voeg heeft een elektrisch geleiden de laag die volledig rondom de buitenkant van het isolerende orgaan is opgesteld en elektnsch is verbonden met de geleidende aardingsmantel of het scherm van elke kabel, waardoor continuïteit over de voeg wordt geleverd.

Deze laag, het voegaardingsscherm, kan worden geleverd in de vorm van een metaalgaas, b. v. van koper, dat rondom het buisvormige orgaan wordt gewikkeld of het kan anderszins worden aangebracht door bij voorbeeld metaalversproeling of extrusle in de vorm van een geleidende bekleding op het buisvormige orgaan gedurende of na de fabricage daarvan.

Een verder voordeel van het stijve buisvormige orgaan, dat elektrisch isolerend is, indien dat in de kernen van de kabels binnen de voeg niet centraal zijn gelokaliseerd, hetzij in het begin of later gedurende de werkzaamheid van de voeg, een vermindering in hun afstand van het buisvormige orgaan of zelfs contact daarmee minder waarschijnlijk zal resulteren in elektrische doorslag dan het geval zou zljn blJ een metalen bus of een andere metaallaag die direct rondom de verbindingen is voorzien.

Het zal ook duidelijk zijn dat een Isolerend buisvormig orgaan niet vatbaar 15 voor corrosie-effecten door zuren of zouten in de grond en men kan algemeen verwachten dat dit significante gewichtsbesparingen biedt met betrekking tot een metalen orgaan dat anderszins equivalent is, b. v. in structurele stijfheid.

De Individuele isolatie van de geleiders kan worden geleverd door moffen met een omwentelende werking, als beschreven in het Europese octrooi nr. 0. 210. 807 en als verkocht onder het Raychem handelsmerk RAYVOLVE of door andere koudaangebrachte moffen of door warmtekrimpbare moffen.

Bij voorkeur is de isolerende vulstof een koude vulstof, d. w. z. één die blj omgevingstemperatuur schenkbaar is. Een geschikt isolerend vulstofmedium omvat (a) een plantaardige olie en een verenigbare hars, met ongeveer 40 tot 100 gewichtsdelen van de olie en 60 tot 0 gewichtsdelen van de hars ; (b) een latex zodanig gekozen dat deze in staat is een gel met het olie/harsmengsel te vormen ; (c) een droogmiddel, aanwezig in een voldoende hoeveelheid om water uit de latex bij mengen daarmee te absorberen en (d) een inerte vulstof aanwezig In een hoeveelheid van 0 tot 75 gew. % van de totale samenstelling.

Onder "hars" verstaat men hienn houthars (kolofonium), gemodificeerde houthars, houtharsdenvaten, koolwaterstofharsen, terpeenharsen en bitumen. Dergelijke samenstellingen
EMI4.1
vormen het onderwerp van de Britse octrooiaanvrage nr. 9400079. waarvan het onderwerp nu te vinden 15 octrooiaanvrage nr. PCT/GB94/02763,
1,waarvan de gehele inhoud hierin als referentie wordt opgenomen.

Wanneer de kabel een afgeschermde kabel 15, is het noodzakelijk de afscher- ming over de voeg te handhaven en men kan dit geschikt bereiken door een geleldende laag die volledig rondom het isolatie-orgaan wordt aangebracht.

De voeg wordt bij voorkeur bedekt door een buitenmof van isolerend matenaal, welke het stijve isolerende orgaan en de geleldende laag omsluit en die wordt afgedicht op elke kabel. Deze buitenmof kan een warmteherstelbare polymere mof zijn of kan een koud-aangebrachte mof zijn.

De voeg van de uitvinding kan tussen meer dan twee kabels aanwezig zijn.

De kabels kunnen meer dan drie kernen bevatten.

Een hoogspanningsvoeg volgens de onderhavige uitvinding wordt nu bij wlJze van voorbeeld beschreven onder verwijzing naar de bijgaande tekening, die een 17, 5 kV dne-kernige papieren kabel afgeschermde voeg in dwarsdoorsnede- zijaanzicht toont.

Wanneer men naar de tekening verwijst, dan omvat elke kabel dne geïsoleerde kabelkernen 1 (waarvan er slechts twee te zien zijn) die zich buiten een metalen kabelhuls 2 uitstrekken die binnen een kabelmantel of bus 3 aanwezig is. De geleiders van de kernen 1 van de twee kabels zljn elektrisch en mechanisch met elkaar verbonden door schroefverbindingsorganen 4 die zijn omsloten In een holtevullende mastik 5 en bedekt door een isolerende RAYVOLVE mof 6. De samengevoegde en geïsoleerde kernen 1 worden aan elke kant van de verbindingsorganen 4 gescheiden door een drie-weg isolerend kernspreidstuk 7.

Het voeggebied is omsloten binnen een 7 mm dikke stijve polyethyleen cilindrische buis 11 die een sluitfitting 9 aan elk uiteinde heeft waardoor de diameter wordt verminderd en die bij 12 aan de kabelhuls 2 aan elke kant is gelast onder vorming van een voegomhulling. De sluitingen 9 hebben een daardoorheen gaande poort 10 en de buis 11 is daardoorheen gevuld met een koud schenkbaar isolatiemateriaal 8 die alle tussenrulmtes tussen en rondom de samengevoegde kernen 1 en de spreidstukken 7 bezet. De isolatie en afdichting van het voeggebled wordt aldus voltooid.

Een aardscherm in de vorm van een vertind kopergaas 14 IS rondom de buis 1, sluitingen 9 voorzien en strekt zlch over de voeg uit. Een aardcontlnuïtelts- geleider 15 strekt zich over de voeg in elektrische verbinding met de metalen kabelhuls 2 aan elke kant uit. Het vlechtsel 14 en de geleider 15 zijn aan de kabelhulzen 2 bevestigd door rolveren 13 om te zorgen voor een goede aardverbin- ding. Tenslotte wordt een polymere warmteherstelbare buitenste beschermmof 16 op zijn een plaats gekrompen waardoor deze van de kabelmantel 3 aan een kant van de voeg naar de mantel 3 aan de andere kant uitstrekt.

Claims

CONCLUSIES 1. Hoogspanningskabeivoeg tussen twee kabels, waarvan elk drie kernen heeft, waarbij achtereenvolgende lagen van elke kabel worden afgestript, de geleiders van een kabel worden verbonden met respectieve geleiders van de andere kabels, elke geleiderverbinding individueel wordt geïsoleerd, de kernen van elkaar worden gescheiden door een isolerende afstandhouderopstelling, de verbonden kernen worden omringd door, en zijwaarts op afstand gehouden van, een stljf betrekkelijk dik isolerend buisvormig orgaan, het isolerende buisvormige orgaan wordt gelast aan elke kabel, het gebied aanwezig binnen het isolerende buisvormige orgaan en dat de verbonden geleiders omringt nagenoeg geheel wordt opgevuld met een schenkbaar isolatiemedium,

en waarbij de voeg omvat een elektrisch geleidende betrekkelijk dunne laag die volledig rondom het daartegenaan liggende stijve isolerende buisvormige orgaan nagenoeg langs zijn gehele lengte is opgesteld en die elektrisch met de geleidende aardmantel of het scherm van elke kabel is verbonden, waardoor afscherming van de voeg wordt geleverd.
2. Kabelvoeg volgens conclusle 1, met het kenmerk, dat het isolerende vulstofmedium nagenoeg bij omgevingstemperatuur in het verbindingsgebied is geschonken.
3. Kabelvoeg volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het stijve Isolerende buisvormige orgaan een wanddikte van tenminste 3 mm langs tenminste een deel en bij voorkeur de totale lengte heeft.
4. Kabelvoeg volgens één van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het stijve isolerende orgaan een cilinder met nagenoeg uniforme diameter omvat en de voeg twee eindfittingen omvat die op respectieve ulteinden van de cilinder afdichtend werken en verminderde diameter hebben zodat zij afdichten werken op respectieve delen van de kabels.
5. Kabelvoeg volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat elke eindfitting een daardoorheen gaande opening voor het opnemen van het vulmatenaal en/of voor het kunnen uitdrijven van lucht rondom de verbinding heeft.
6. Kabelvoeg volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de eindfittingen zijn gemaakt van elektrisch isolerend materiaal.
7. Kabelvoeg volgens een van de conclusies 4-6, met het kenmerk, dat de eindfittingen stljf zijn of naar keuze zijn hersteld op hun plaats door het daaraan <Desc/Clms Page number 7> toevoeren van warmte.
8. Kabelvoeg volgens één van de voorafgaande conclusies, omvattende een beschermende buitenmof van een Isolerende laag die het stijve isolerende orgaan omsluit en afdicht op elke kabel.
9. Kabelvoeg volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het isolerende vulstofmedium omvat (a) een plantaardige olie en een verenigbare hars omvattende ongeveer 40 tot 100 gewichtsdelen van de olie en 60 tot 0 gewichtsdelen van de hars ; (b) een latex zodanig gekozen dat deze een gel met het olle/harsmengsel kan vormen ; (c) een droogmiddel, aanwezig in voldoende hoeveelheid om water uit de latex bij mengen daarmee te absorberen en (d) een inerte vulstof aanwezig In een hoeveelheid van 0 tot 75 gew. % van de totale samenstelling.