BR9713938B1 - terminaÇço para um cabo elÉtrico de potÊncia. - Google Patents
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Description
"TERMINAÇÃO PARA UM CABO ELÉTRICO DE POTÊNCIA".
Campo da Invenção
A presente invenção relaciona-se ao controle de tensão elétrica emais particularmente a um método e um arranjo para controlar a tensão elétrica emuma região de alta intensidade de campo elétrico associado com um equipamentoelétrico de alta tensão.
Fundamento da Invenção
É bem conhecido empregar meios de controle de tensão paracontrolar a tensão elétrica em uma região de alta intensidade de campo elétricodevido a uma descontinuidade da blindagem em cabo de alta tensão ouequipamento elétrico, por exemplo, em buchas elétricas, e juntas ou terminaçõesde cabos de alta tensão. Tais meios de controle de tensão compreendem cones detensão e fitas ou artigos tubulares de material semicondutivo de controle de tensão.
Esta invenção é dirigida para os meios de controle de tensão compreendendo ummaterial de controle de tensão de alta permissividade e fornece um desempenhomelhor na extinção da descarga corona, na tensão suportada de freqüência depotência e na tensão suportada de impulso, quando comparado com o desempenhodos arranjos da arte anterior usando tais meios de controle de tensão. Parapropósitos de ilustração, esta invenção é descrita primariamente numa utilizaçãocomo uma terminação de um cabo de alta tensão. A invenção pode ser aplicada,entretanto, a outro cabo elétrico ou equipamento onde o controle de tensão édesejado.
Um cabo de alta tensão típico inclui um condutor internocircundado por uma blindagem condutora que é, por vez, circundada por ummaterial isolante que é blindagem, em alguns exemplos, e blindagem metálica.Terminando tal cabo, é usual remover ou cortar cada camada sucessiva do cabopara expor a camada abaixo. Corte da blindagem eletricamente semicondutoraprovoca uma descontinuidade no campo elétrico resultando em alta tensão elétricaà extremidade da blindagem. A alta tensão elétrica pode induzir descargas elétricasa ocorrer, que por sua vez tendem a causar ruptura do isolamento do cabo. AvJfcLtatensão elétrica pode ser controlada por meios de controle de tensão elétrica.
Terminações de cabo de corrente alternada de alta tensão sãogeralmente testadas nos EUA sob o padrão de procedimento de teste padrão IEEE48-1990. Este procedimento descreve, inter-alia, testes de projeto a seremrealizados pelo fabricante para obter informação do desempenho de umaterminação de cabo de alta tensão.
Os testes de projeto do procedimento IEEE que sãoparticularmente úteis na determinação da eficácia de uma terminação tendo umarranjo de controle de tensão, incluem o "Teste de Tensão de Extinção deDescarga Parcial (Corona)", o "Teste de Tensão Suportada de Freqüência dePotência" e o "Teste de Tensão Suportada a Impulso Atmosférico". No teste detensão de extinção de descarga, a descarga elétrica na terminação é medida emespecificas tensões aplicadas e tem que estar abaixo de valores específicos. Nostestes de tensão suportada de freqüência de potência, a tensão especificada éaplicada ao cabo e deveria ser suportada sem descarga elétrica ou outra disrupçãodielétrica. No teste de tensão suportada a impulso, os impulsos de valor e de formade onda específicos são aplicados ao cabo e deveriam ser suportados sem descargaelétrica ou outra disrupção dielétrica. A tensão na qual as descargas elétricasocorrem deveria estar acima de valores específicos. O desempenho de descarga, atensão de freqüência de potência e a tensão de impulso da terminação deveriaatender aos requisitos publicados nos procedimentos de Teste Padrão IEEE padrão48-1990.
O uso de material de controle de tensão em terminações de cabode alta tensão não produzem sempre terminações que atendem aos requisitos dedesempenho sob impulso dos procedimentos de teste IEEE. A fim de atender aeste requisito, o arranjo de controle de tensão pode ser ampliado pelo uso dedefletores de chuva. Enquanto defletores são tipicamente empregados comterminações de uso externo para outros propósitos, eles não são geralmenteempregados quando a teraiinação do cabo é instalada para uso interno. Corrçp. ouso de defletores aumenta o custo da terminação e requer espaço adicional aoredor do cabo, é desejável ser possível se dispensar o uso de tais defletores e aindaassim atender ao desempenho sob o impulso desejado.
A presente invenção, fornece um novo arranjo quesignificantemente melhora o desempenho de descarga de terminação, de tensão defreqüência de potência e de tensão de impulso com ou sem o uso de defletores.Enquanto a presente invenção seja primariamente descrita em conexão com umaterminação de um cabo, ela é conveniente para emprego com junções de cabos dealta tensão e outros equipamentos de alta tensão incluindo buchas elétricas ebuchas passantes.
Sumário da Invenção
A presente invenção inclui uma manga de isolamento elastoméricoelasticamente recuperável que é fornecida com um suporte interno ou "núcleo" queretém a manga em uma condição esticada. A manga é colocada sobre o cabo depotência e o núcleo é desenrolado e removido, permitindo a manga contrair emcontato com o cabo. Entre a manga e o núcleo é disposto um sistema de controlede tensão, em duas partes, consistindo de um material de controle de tensãoconformável desprovido de preenchimento, não pegajoso, circundado por um tubode controle de tensão elastomérico. Tanto o material de controle de tensãoconformável como o tubo de controle de tensão tem alta permissividade (maior doque 10). Como aqui empregado, "Permissividade" ou "Permissividade Relativa" ésinônimo de constante dielétrica e o seu valor relativo é a razão do fluxo elétricogerado por um campo elétrico em um meio em relação ao gerado pelo mesmocampo elétrico em no vácuo.
A presente invenção define as relações entre as permissividades domaterial de controle de tensão conformável e o tubo de controle de tensão, asespessuras de ambos os membros, e o comprimento do material de controle detensão conformável que se estende da borda da camada de blindagem condutivado cabo.
Em uma primeira concretização da invenção, o material àecontrole de tensão conformável é disposto em contato com a extremidade cortadada blindagem do cabo e se estende ao longo do isolamento do cabo. Em umasegunda concretização da invenção, um material de controle de tensãoconformável está também em contato com a extremidade cortada do isolamento docabo e terminal de conexão.
Breve Descrição dos Desenhos
A presente invenção será descrita com respeito aos desenhos emanexo, onde os mesmos números referem-se as mesmas partes nas diversas vistas,e onde:
a Figura 1 é uma vista de seção transversal de uma manga determinação de controle de tensão da presente invenção com defletores de chuva;
a Figura 2 é uma vista de seção transversal de uma manga determinação de controle de tensão da presente invenção sem defletores de chuva;
a Figura 3 é uma vista de seção transversal de uma manga determinação de controle de tensão da presente invenção quando aplicada a um caboelétrico de potência;
a Figura 4 é uma vista de seção transversal de uma concretizaçãoalternativa da manga de terminação de controle de tensão da presente invençãoquando aplicada a um cabo elétrico de potência;
a Figura 5 é uma vista de seção transversal de ainda outraconcretização alternativa da manga de terminação de controle de tensão dapresente invenção quando aplicada a um cabo elétrico de potência; e,
a Figura 6, mostra nos Gráficos 1 e 2 os níveis de desempenhomelhorado exibidos pelas primeira e segunda concretizações da terminação objetoda presente invenção.
Descrição da Concretização Preferida
A Figura 1 ilustra uma montagem de terminação, geralmenteindicada como 10, de acordo com uma concretização da presente invençãíOAterminação 10 mostrada na Figura 1 é uma manga tubular pré esticada 12,suportada na condição esticada por um núcleo 14, cujo núcleo 14 é facilmenteremovível. A terminação 10 é tipicamente designada como "TPE" (Tubo Pré-Esticado). Tal terminação 10 está ilustrada na patente US 3.515.798, incorporadaaqui por referência. Preferivelmente o núcleo 14 é um núcleo espiral rígido emuma peça tendo voltas adjacentes interconectadas em uma configuração helicoidalfechada, como descrita na patente U.S. 3.515.798. A manga externa 12 épreferivelmente de borracha de silicone, embora uma larga variedade de materiaispossa ser usado em quanto eles possuam a resistência requerida de arco e trajeto,resistência a ultravioleta e capacidade para esticar e recuperar substancialmentesuas dimensões originais quando o núcleo 14 é removido.
A montagem de terminação da Figura 1 é primariamente destinadapara uso externo e assim inclui defletores de chuva 16 que aumentam ocomprimento de trajeto ao longo do comprimento da manga 12. O espaço énormalmente mais critico em aplicações abrigadas, de forma que os defletores dechuva 16 são normalmente dispensados nestas situações, como mostrado na Figura2. Cada terminação 10 é aplicada como mostrado na Figura 3 a um cabo elétricode potência 22 que tem um dispositivo de terminação adequado tal como oterminal de conexão 24 mostrado encrespado ao condutor 26 do cabo 22.
Para aplicar o terminal de conexão 24 e assim terminar o cabo 22,o cabo 22 deve estar preparado pela remoção de uma predeterminadocomprimento do isolamento 28 cobrindo o condutor 26 e um maiorpredeterminado comprimento de blindagem semicondutiva 30 cobrindo oisolamento 28. O corte da blindagem 30 causa uma descontinuidade do campoelétrico ao redor do condutor 26 e resulta em alta tensão elétrica à extremidade dablindagem 30. A alta tensão pode induzir descarga elétrica a ocorrer, que por suavez pode causar disrupção do isolamento 28 do cabo 22 ou da manga determinação 12. A presente invenção é destinada a controlar estas altas tensõeselétricas para evitar esses resultados indesejáveis.
O controle de tensão elétrica na concretização preferida éfornecido na terminação 10 pelo uso combinado de um tubo de controle de tensão18 de alta permissividade alinhando uma parte da manga 12, e um material decontrole de tensão conformável 20 dentro do tubo de controle de tensão 18. Aespessura do tubo de controle de tensão 18 e do material de controle de tensãoconformável 20, o comprimento do material de controle de tensão conformável 20e a permissividade de ambos tubo de controle de tensão 18 e material de controlede tensão conformável 20 são controlados para cumprir o desejado controle detensão dentro da terminação 10.
O tubo de controle de tensão 18 de alta permissividade é descritogenericamente na patente U.S. 4.363.842, que está incorporado aqui porreferência. O artigo descrito naquela patente foi um tanto o quanto modificadopara produzir o tubo de controle de tensão 18 preferido definido pela seguintecomposição:
Partes em peso
Nordel 1470 (Marca registrada para uma borracha monomérica de etileno /propileno / dieno comercialmente disponível da DuPont) 50
Nordel 1440 (Marca registrada para uma borracha monomérica de etileno /propileno / dieno comercialmente disponível da DuPont) 50
Oxido de Zinco (Processo Francês) 5,0Negro de Carbono AR060 (um grau N754, negro de carbono de grandetamanho de partícula comercialmente disponível de J. M. Huber) 71,3 5
Mica Mineralítica 4X (comercialmente disponível de Thompson HaywardChemical) 20
D-148 (Marca Registrada para um auxílio de processo comercialmentedisponível de Ventron) 2,0
Struktol WB - 16 (Marca Registrada para uma mistura de sabão ácidogorduroso, predominantemente cálcio, disponível de Struktol Company) 2,0
EF (A - 172) D-50 (Marca Registrada de um agente de acoplamento desilano vinil pré dispersado em uma cera de hidrocarboneto comercialmenteO material de controle de tensão conformável está descrito nopedido de patente norte-americano de n° de série 08/524.390 depositado em 6 desetembro de 1995 que corresponde ao pedido brasileiro PI9610113-0 depositadoem 8 de agosto de 1996. Este pedido patente está aqui incorporada por referência.
O material de controle de tensão conformável 20 é composto de um componentede resina que consiste de uma mistura de duas resinas poliméricas; polímeros deepialoidrina e polímeros isolantes tendo um fator de dissipação elétrica (tan 5) demenos que 1.
Polímeros de epialoidrina adequados para uso são os polímeroselastoméricos de uma epialoidrina em forma de homopolímero ou copolímero.Tais polímeros são preparados por polimerização do material monomérico emmassa ou em solução com catalisadores organometálicos, e podem serhomopolímeros, copolímeros, terpolímeros, etc. Exemplos de homopolímerosincluem epicloroidrina, ou epibromoidrina; copolímeros úteis incluemcopolímeros de epialoidrinas com óxidos alquilênicos, e copolímeros comepóxidos, por exemplo, oxido de propileno, oxido de etileno, oxido de buteno, eéteres de epóxi tal como éter etilglicidílico, éter alilglicidílico e similar; Xaispolímeros são disponíveis da Zeon Chemicals, Inc.
Polímeros de epialoidrina preferidos incluem copolímeros comóxidos de alquileno, particularmente etileno e óxidos de propileno.
O componente de resina também contém um polímero isolantetendo uma tan á de menos que um. Polímeros úteis incluem silicone, EPM ouEPDM e borrachas de hidrocarboneto. Silicones úteis incluem silicones que sãofluidos a temperatura ambiente e silicones em goma; silicones em goma sãopreferidos para fácil composição e processamento; os mais preferidos são aquelessilicones em goma tendo uma dureza de cerca de 30.
Elastômeros de silicone disponíveis comercialmente incluemaqueles silicones fluidos disponíveis como Dow Corning DC 10.000, e similar, esilicones em goma disponíveis como Elastosil® R300/30 de Wacker SiliconesCorporation e Silastic® GP31 da Dow Corning, e similar.
Esta formulação produz um material de controle de tensão 20conformável não pegajoso compreendendo:
a) cerca de 100 partes de um componente de resina contendo
1) cerca de 20% a cerca de 80% de um polímero de epialoidrina, e
2) correspondentemente, cerca de 80% a cerca de 20% de umpolímero de isolamento tendo uma tan á de menos que um,
b) cerca de 8 a cerca de 200 partes de um enchimento selecionadode um grupo consistindo de titanato de bário e silicato de alumínio hidratado, e
c) de zero a 30 partes de um plastificante.
Materiais de controle de tensão elétrica não pegajosos preferidoscompreendem:
a) cerca de 100 partes de um componente de resina contendo
1) cerca de 20% acerca de 80% de um polímero de epialoidrina, e
2) correspondentemente, cerca de 80% a cerca de 20% de umpolímero de silicone tendo uma tan á menos que um,b) de cerca de 8 a cerca de 200 partes de titanato de bário, e
c) de zero a 30 partes de um plastificante.
Como estabelecido anteriormente, a mais alta tensão elétrica deum cabo 22 preparado ocorre à extremidade cortada da blindagem de isolamentosemicondutivo 30. A presente invenção coordena dois componentes fixados a umaespecífica relativa geometria baseada nas suas permissividades para fornecercontrole de tensão.
O material de controle de tensão conformável interno 20 éposicionado a estender-se em ambas direções da face cortada da blindagem 30 edeveria ter uma espessura suficiente para preencher o degrau radial da superfícieexterna do isolamento do cabo 28 para a superfície externa da blindagem 30.0tubo de controle de tensão 18 cobre o material de controle de tensão conformávele se estende além do material de controle de tensão conformável 20 em ambasdireções da face da blindagem 30.
A tensão elétrica interna máxima em um isolamento de cabo 28 éprimariamente afetada pela permissividade do material de controle de tensãoconformável 30. A equação para melhor expressar a tensão máxima é mostradaabaixo:
S máximo interno = (V / (R In (R/r))) A
onde:
A =1,69-1,63 X IO"2 Sp;
V é a tensão aplicada;
R é o raio externo do isolamento do cabo;
r é o raio interno do isolamento do cabo; e
Ep é a permissividade do material de controle de tensão conformável.
A permissividade do material de controle de tensão conformáveldeve ser alta o suficiente para prevenir sua disrupção na tensão suportada defreqüência de potência máxima requerida para o cabo e sua terminaçãoincorporada para obter a categoria de tensão requerida de acordo com os testespadrão de indústria. Os esforços disruptivos para os materiais de controle de tensãoconformável testados foram cerca de 11800 V/mm. Os valores mínimos parapermissividade do materiais de controle de tensão conformável em níveis detensão selecionadas são mostradas na tabela abaixo:
<table>table see original document page 11</column></row><table>
Como pode ser visto, a permissividade do material de controle detensão conformável deveria ser de pelo menos cerca de 16.
Quando a faixa de tensão for de 15 a 69 kV, o valor preferido paraa permissividade será maior do que 22, e mais preferivelmente, maior do que 25.
A máxima tensão elétrica ao longo da superfície externa da mangade terminação 12 adjacente a cada extremidade da blindagem do cabo 30 ou aextremidade do composto de controle de tensão 20 é afetado por muitosparâmetros.
A relação matemática que melhor define o valor desta tensãomáxima é dada pela equação:
<formula>formula see original document page 11</formula>
onde:
<formula>formula see original document page 11</formula>
onde;
Sp é a permissividade do material de controle de tensão conformável;St é a permissividade do tubo de controle de tensão;
Ip é o comprimento do material de controle de tensão conformável sobreo isolamento do cabo em mm;
tt é a espessura do tubo de controle de tensão em mm; e
tp é a espessura do material de controle de tensão conformável em mm.
Esta relação matemática dada pela equação acima assume umaespessura da manga de terminação 12 de cerca de 2 mm. Esta espessura sendo amais fina que suportará uma disrupção de tensão através da manga 12 paraconservar o material. Uma espessura aumentada da manga 12 também reduzirá atensão na superfície externa da manga 12.
As máximas tensões externas permissíveis, S, devem estar abaixode um nível que causaria a disrupção elétrica do ar durante as condições deimpulso. Foi verificado que a intensidade de disrupção de impulso para asterminações está na faixa de cerca de 3.000 e 9.200 V/mm. A concretizaçãopreferida deveria manter a tensão nos níveis de impulso requeridos de cerca de3.150 V/mm. Este fator permite que seja calculada uma máxima quantidade para Btal como mostrado na equação acima. Os máximos valores permissíveis para B emtensões de interesse estão listados na tabela abaixo:
<table>table see original document page 12</column></row><table>
Da equação para B mostrada acima pode ser visto que o aumentona permissividade do material de controle de tensão conformável 20 e nocomprimento do material de controle de tensão conformável 20 tende a aumentar atensão na superfície externa da manga 12, embora isto seja deslocado um poucopelo último termo da equação para B, onde pode ser visto que o produto dapermissividade e pelo comprimento do material de controle de tensão conformável20 tende a diminuir esta tensão. Aumentos tanto na permissividade e como naespessura do tubo de controle de tensão 18 tendem a diminuir a tensão nasuperfície externa da manga 12. Como estabelecido acima, espessura aumentadada manga de terminação 12 também reduzirá a tensão na superfície externa damanga 12.
Entretanto, esta espessura é mantida em um mínimo requeridopara prevenir a disrupção da manga 12 nela mesmo, aproximadamente 2 mm, poiso material de silicone do qual a manga 12 é feita é relativamente caro.
Na prática, é preferido que a espessura do material de controle detensão conformável 20 seja de pelo menos 1 mm, mais preferivelmente entre 2 e 3mm, para garantir que o material 20 preencha completamente o degrau naextremidade de corte da blindagem 30. O comprimento do material conformável20 é de pelo menos 10 mm, preferivelmente de 25 a 50 mm, ao longo doisolamento do cabo 28. Em adição, é preferido que o material conformável seestenda cerca de 10 mm no topo da blindagem do cabo 30 para garantir um contatointimo com a blindagem 30. Entretanto, tal extensão não deve ser tão longa, nem énecessária, caso haja contato suficiente entre o material de controle de tensãoconformável 20 e a blindagem do cabo 30.
Em uma primeira concretização da invenção, onde o composto decontrole de tensão está posicionado somente adjacente à extremidade de corte dablindagem do cabo 30, o tubo de controle de tensão 18 tem preferivelmente cercade 60 mm de comprimento, sendo verificado que um comprimento maior do tubode controle de tensão não tem qualquer efeito adicional para quaisquerpermissividades do tubo 18 menores do que 50. Para evitar limitações na faixa detamanhos de cabo com os quais a terminação de controle de tensão possa serusada, o tubo de controle de tensão 18 não deveria se estender além daextremidade de corte do isolamento do cabo 28 e não deveria se estender além doponto de corte de quaisquer camadas posteriores (por exemplo, qualquerblindagem metálica) além da blindagem do cabo 30. A espessura do tubo 18 épreferivelmente de pelo menos 1 mm e mais preferivelmente entre 2 e 3 mm.
A manipulação destes vários parâmetros permite a previsão, porexemplo, da necessária permissividade do tubo de controle de tensão 18, a serdeterminada com base nas dimensões dadas ou permite a previsão de quedimensões os dois componentes de controle de tensão devem assumir para asdadas permissividades dos materiais.
O uso do sistema de controle de tensão de dois componentesacima descrito, consistindo do material de controle de tensão conformável 20 e dotubo de controle de tensão 18, melhora enormemente o controle de tensão face asaproximações deitas no passado, permitindo assim tanto um desempenho elétricoaperfeiçoado para um dado comprimento de terminação como uma redução docomprimento de terminação (cerca de 40% dos dispositivos anteriores) em umdado nível de desempenho. Certamente, tais vantagens podem ser combinadaspara produzir uma terminação algo mais curta com um desempenho elétricomelhorado. Desde que todos os componentes possam ser carregados no núcleo 14da terminação 10, a aplicação dos componentes é um processo de passo único e éassim muito econômico e conveniente.
O uso do sistema de controle de tensão de dois componentesacima descrito (tendo um material de controle de tensão conformável em contatocom a extremidade da blindagem do cabo e se estendendo ao longo do isolamentodo cabo, e então sendo coberto por um tubo de controle de tensão polimérico)melhora dessa forma enormemente o controle de tensão face o sistema do estadoda técnica que lida com a tensão adjacente onde o terminal de conexão se torna aárea de mais alta tensão. Por exemplo, em uma terminação sem controle de tensão,a tensão adjacente à blindagem de corte do cabo pode ser aproximadamente 100vezes maior do que a tensão em um terminal de conexão de terminação, talvez de1.000 kV/cm no corte de blindagem e 10 kV/cm no terminal de conexão. Osistema de controle de tensão de dois componentes é efetivo na redução da tensãoadjacente à blindagem ao ponto onde a tensão superficial no terminal de conexão éa tensão predominante na superfície da terminação.
Até a introdução do sistema de controle de tensão de doiscomponentes, não houve interesse em direcionar o controle de tensão no terminalde conexão da terminação, pois a tensão adjacente ao terminal de conexão erapequena se comparada com a tensão adjacente da blindagem cortada. Entretanto, agrande redução no tensão adjacente do corte de blindagem permite que o controlede tensão adjacente ao terminal de conexão seja enfrentado. O controle de tensãoadjacente ao terminal de conexão se torna importante pois os comprimentos determinação mais curtos que são possíveis com o sistema de controle de tensão dedois componentes provoca tensões elétricas nas proximidades do terminal deconexão que podem se elevar a um nível que pode ser significante. (Deve sernotado que o nível de tensão perto do terminal de conexão é ainda baixo quandocomparado com o nível de tensão que existia na terminação anterior pelaintrodução do sistema de controle de tensão de dois componentes exposto acima).
As terminações do estado da técnica, incluindo a inventivaterminação mostrada nas Figuras 1 a 3, utilizam um composto selante de silicone40 adjacente ao final do terminal de conexão da terminação para remover vaziosde ar ao redor do terminal de conexão e para prover um selo estanque ao meioambiente. Foi verificado que pela substituição do composto de selo de silicone 40com o composto de controle de tensão aqui exposto, a tensão elétrica adjacente aoterminal de conexão é significantemente reduzida. Em particular, esta segundaconcretização da inventiva terminação tendo uma primeira região de material decontrole de tensão 20 (em contato com a extremidade de corte da blindagem 30) euma segunda região de material de controle de tensão 21 (em contato com aextremidade de corte do isolamento do cabo 28 e terminal de conexão) exibe ummelhorado desempenho em tensão suportada CA e um melhorado desempenho detensão suportada sob impulso.
Os níveis de desempenho melhorado exibidos pela primeira esegunda concretizações das inventivas terminações estão ilustrados nos Gráficos 1e 2 mostrados na Figura 6.
Os gráficos 1 e 2, mostrados na Figura 6, comparam odesempenho de uma terminação tubular sem o composto de controle de tensão(Controle), com uma teraiinação tubular com somente o composto de controle detensão conformável adjacente à extremidade de corte da blindagem do cabo 30(Concretização 1), e com o composto de controle de tensão conformável adjacentetanto na extremidade de corte da blindagem 30 como na extremidade de corte doisolamento 28 e no terminal de conexão (Concretização 2). Um tubo de controle detensão é usado em todos exemplos. Embora os gráficos ilustrem o desempenho determinações tubulares, seriam esperados desempenhos similares relativamentemelhorados nas utilizações com terminações de saias.
Como pode ser visto nos Gráficos 1 e 2, a introdução de umaprimeira região de composto de controle de tensão 20 adjacente à extremidade decorte da blindagem 30 produz um desempenho superior em uma terminação semcomposto de controle de tensão, e o uso de uma segunda região de composto decontrole de tensão 21 adjacente à extremidade de corte do isolamento 28 e aoterminal de conexão resulta em uma terminação que exibe até um melhordesempenho para um dado comprimento de terminação. Consequentemente, paraum dado nível de desempenho, as terminações podem ser feitas mais curtas.
Será reconhecido que são possíveis múltiplas variações dasegunda concretização da terminação objeto da invenção, dependendo daparticular aplicação a ser dada para a terminação. Em particular, o tubo de controlede tensão polimérico 18 pode ser omitido da terminação inteira (não mostrada), oupode se estender entre a primeira e a segunda regiões de material de controle detensão 20, 21, ou pode ser disposto sobre somente uma ou ambas as regiões dematerial de controle de tensão conformável 20, 21. A Figura 4 mostra o tubo decontrole de tensão 18 se estendendo entre a primeira e a segunda regiões dematerial de controle de tensão 20, 21, enquanto a Figura 5 mostra o tubo decontrole de tensão 18 se estendendo somente sobre a primeira região de materialde controle de tensão 20. A primeira e a segunda regiões de material de controle detensão 20, 21 podem também se estender através da terminação de forma que aprimeira e a segunda regiões 20,21 contatem uma a outra (não mostrado).
Como descrito acima, o material de controle de tensãoconformável é preferivelmente composto de uma mistura de polímeros deepialoidrina e polímeros de isolamento tendo um fator de dissipação elétrica demenos que 1, e uma permissividade ep de pelo menos cerca de 16, preferivelmenteentre cerca de 20 e 50.
O uso do sistema de controle de tensão descrito acima, consistindode duas regiões de material de controle de tensão conformável, melhoraconsideravelmente o controle de tensão sobre tentativas feitas no passado, e assimpermite um desempenho elétrico melhorado para um dado comprimento determinação ou permite uma redução no comprimento de terminação em um dadonível de desempenho. Como todos os componentes podem ser acondicionados nonúcleo 14 da terminação 10, a aplicação dos componentes é um processo de passoúnico e assim é muito econômico e conveniente.
Claims (9)
1. Terminação (10) para um cabo elétrico de potência incluindo umcondutor interno (26), um isolamento elétrico (28) circundando o condutor (26) e umablindagem semicondutiva (30) circundando o isolamento (28), onde a blindagem (30)é removida de um comprimento predeterminado e o isolamento (28) é removido deum comprimento predeterminado menor para expor o condutor (26), caracterizadapelo fato de compreender:uma primeira região (20) de material de controle de tensãoconformável, com permissividade maior que 10, em contato com uma extremidade decorte da blindagem (30) do cabo e se estendendo ao longo do isolamento (28) do cabo;uma segunda região (21) de material de controle de tensãoconformável, com permissividade maior que 10, disposta em contato com umaextremidade de corte do isolamento (28) do cabo;uma camada de isolamento elétrico polimérica (12) se estendendo deuma primeira extremidade da terminação para uma segunda extremidade daterminação, a camada de isolamento elétrico (12) disposta sobre a primeira (20) e asegunda (21) regiões de material de controle de tensão conformável compermissividade maior que 10; e,um tubo de controle de tensão polimérico (18) se estendendo entre aprimeira (20) e a segunda (21) regiões de material de controle de tensão conformável.
2. Terminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelofato de que o tubo de controle de tensão polimérico (18) está disposto sobre a primeiraregião (20) de material de controle de tensão conformável.
3. Terminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelofato de que o tubo de controle de tensão polimérico (18) está disposto sobre a segundaregião (21) de material de controle de tensão conformável.
4. Terminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelofato de que a primeira (20) e a segunda (21) regiões de material de controle de tensãoconformável contatam uma a outra.
5. Terminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada, pelofato de que a permissividade Sp do material de controle de tensão conformável é pelomenos 16.
6. Terminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelofato de que a permissividade Sp do material de controle de tensão conformável está nafaixa de 20 e 50.
7. Terminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelofato de que o comprimento da primeira região (20) de material de controle de tensãoconformável, a espessura da primeira região (20) de material de controle de tensão e aespessura do tubo de controle de tensão (18) são definidas pela seguinte equação, ondeB é o parâmetro usado para calcular a máxima tensão elétrica externa na superfícieexterior da camada de isolamento (28) adjacente à extremidade de corte da blindagem(30) do cabo, e onde:<formula>formula see original document page 19</formula>onde;Sp é a permissividade do material de controle de tensão conformável;St é a permissividade do tubo de controle de tensão;Ip é o comprimento do material de controle de tensão conformável sobre oisolamento do cabo em mm;t[ é a espessura do tubo de controle de tensão em mm; etp é a espessura do material de controle de tensão conformável em mm.
8. Terminação de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelofato de que B é menor do que cerca de 0,56.
9. Terminação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelofato de que o material de controle de tensão conformável é composto de uma misturade polímeros de epialoidrina e polímeros de isolamento tendo um fator de dissipaçãoelétrica de menos que 1.
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