Hochspannungskabel Die Erfindung bezieht sich auf ein Hoch spannungskabel.
Das übliche Hochspannungskabel hat eine leitende Ader aus verseiften Drähten, auf die mehrere Lagen Papierisolierband ge wickelt sind. Das Ganze ist mit einem Blei- oder einem andern Schutzmantel überzogen. Das Verlegen solcher Kabel verursacht be trächtliche Kosten, von denen ein grosser Teil für das Verbinden aneinanderstossender Ka belenden bzw. eines Kabelendes und eines bestimmten Gerätes, an das es angeschlossen wird, z. B. eines Transformators oder eines Kabelendverschlusses, aufgebraucht wird.
Um einen elektrischen Durchschlag durch die Kabelisolierung zu vermeiden, ist es üb lich, die Hülle so weit zurückgeschnitten aus zubilden, dass ein genügender für die Kriech ströme in Betracht kommender Abstand von dem Mantel über die Oberfläche der Papier isolierung zu dem Leiter besteht. Das Pro blem liegt darin, einen genügend niedrigen Wert des Potentialgradienten entlang der freigelegten Papierbahn zu erhalten, um ein Durchschlagen der an den Flächen entlang kriechenden Ströme zu vermeiden. Da die Kriechlänge ziemlich bedeutend ist, sind Massnahmen notwendig, die eine ziemlich gleichmässige Verteilung des Potentials ent lang diesem Wege sicherstellen.
Bisher wurde versucht, diese gleichmässige Verteilung des Potentials dadurch zu erreichen, dass von Hand zusätzlich Band um das Kabel ge wickelt wurde. Da dieses Wickeln von Hand sehr mühsam und noch mühevoller ist, wenn die Arbeit in beschränktem Raum, etwa einem Mannloch, durchgeführt werden muss, sind viele Arbeitsstunden notwendig, . um diese Handarbeiten durchzuführen, so dass die Kosten der Kabelverbindung einen we sentlichen Bestandteil der Gesamtanlage kosten ausmachen. Die hohen Lohnkosten werden noch weiter erhöht, wenn der Kon strukteur das Ideal kurzer Kabelverbindun gen zwischen den einzelnen Teilen der Geräte anstrebt.
In diesen Fällen sind die Kosten der Kabelenden so hoch, dass diese Bauweise aufgegeben wurde.
Durch die Erfindung können diese frühe ren Schwierigkeiten vollständig beseitigt werden, so dass z. B. für Hochspannungs kabel eine einfache und wirksame Verbindung der Kabellängen des Kabels gegeben ist, die eine grosse Ersparnis an Lohnkosten mit sich bringt.
Das Hochspannungskabel nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen zentral angeordneten elektrischen Leiter, einen Schutzmantel, der den Leiter in Ab stand umgibt, eine Anzahl Lagen von Hoch spannungsisolierband, das um den elektri schen Leiter gewunden ist, um im Raume zwischen dem Leiter und dem Mantel als Isolation zu wirken, wobei der Mantel wenig stens vom einen Ende des Leiters zurück- geschnitten und die freiliegende Isolations schicht konisch zulaufend ausgebildet ist, um zwischen Leiter und Mantel einen verlänger ten Kriechweg zu bilden, wenigstens eine zwischen bestimmten Lagen des Hochspan nungsisolierbandes liegende konzentrische Lage eines metallischen elektrisch leitenden Werkstoffes,
der infolge der konischen Aus bildung der Isolation freiliegt und entlang dem Konus einen Potentialgradienten ergibt, der von einheitlichem Wert ist, ferner gekenn zeichnet durch einen zweiten elektrischen Leiter, der mit dem zentralen Leiter verbun den ist und dessen Verlängerung darstellt, einen Aussenmantel, der den zweiten Leiter umhüllt und den gleichen Durchmesser be sitzt wie der erste Aussenmantel, eine Anzahl Lagen von Hochspannungsisolierband, das um den zweiten elektrischen Leiter gewun den ist, um im Raume zwischen dem zweiten Leiter und dem zweiten Mantel als Isolation zu wirken, wobei die Enden, die durch das Band gebildet sind, konisch verlaufend ge formt sind,
um einen verlängerten Kriechweg zwischen dem zweiten Leiter und dem zweiten Mantel zu bilden, wobei eines von den letzt genannten Enden bei dem erstgenannten Konus liegt, der von der um den erstgenann ten zentralen Leiter gewundenen Isolation gebildet ist und den erstgenannten Konus zu einem Zylinder ergänzt, und wenigstens eine zwischen Lagen des Hochspannungsisolier bandes liegende konzentrische Lage aus metallischem elektrisch leitendem Werkstoff, deren Enden bei dem zum Zylinder ergänzen den Konus liegen und entlang der Konus fläche einen einheitlichen Wert des Potential gradienten ergeben.
In der beigefügten Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes veranschaulicht.
Es zeigen Fig.l einen Längsschnitt durch zwei Kabellängen eines Hochspannungskabels, die entsprechend der Erfindung miteinander aer- bunden sind, Fig.2 einen vergrösserten Längsschnitt durch die in Fig. 1 dargestellte Kupplung, Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Darstellung einer andern Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 und 2 bestehen die beiden zu verbindenden Hochapannungskabellängen 1 und 2 aus den Bleimänteln 3 und 4, den Iso lierungen 5 und 6 aus z. B. ölimprägniertem Batistpapier, Styrenat-Papier oder derglei chen und den Leitern 7 und B. In den Kabel längen 1 und<B>29</B> sind mehrere elektrisch leiten de Einlagen 9 bzw.<B>1.0</B> angeordnet. Diese Ein lagen, die aus einer dünnen Metallfolie be stehen können, unterteilen die Isolations schichten 5 und 6. Die leitenden Schichten 9 und 10 sind konzentrisch zii den Isolier schichten 5 und 6 und den zentralen leitenden Adern angeordnet.
Wie später im einzelnen beschrieben wird, nehmen die leitenden Schichten 9 und 10 elektrisches Potential auf, das von ihrer Kapazität. abhängt: derart, dass beim Schneiden der Kabelenden in einer be stimmten Schräge eine gleichmässige Ver teilung des Potentials entlang der durch den Schnitt gebildeten Endoberfläche erreicht wird.
Bei der Vorbereitung der Verbindung wer den die Leiter 7 und 8 der Kabel freigelegt und die Kabelenden schräg zugeschnitten, wie bereits erläutert wurde. so dass sie ko nisch (kegelförmig) zulaufen. Als Vorrichtung zur Herstellung der Verbindung ist die Kupp lung 11 vorhanden. Diese Kupplung ist fabrikmässig hergestellt, so dass die a,af der Baustelle zum Verbinden der Kabel benötigte Zeit stark verringert wird.
Die Kupplung 11 hat eine Hülse 12, die innerhalb einer Umhüllung liegt (Fig. 2). Die Umhüllung besteht. ans den Isolierband schichten 15, die mit den elektrisch leitenden Schichten 16 abwechseln. Das Ganze ist von dem Bleimantel 18 umschlossen. Die Um hüllungsenden laufen nach innen konisch zu, so dass sie zu den konischen Gegenenden der Kabel passen. Die Büchse 12 ist: an ihren En den mit einem Rechts- und einem Links gewinde versehen. In gleicher Weise haben die Enden der Leiter 7 und 8 entsprechende Gewinde 13 und 14, auf welche die Gewinde- teile der Büchse 12 aufschraubbar sind. Die Kabel weiden durch Drehen der Kupplung 11 verbunden.
Die elektrisch leitende Verbin dung der Kabelleiter ist: durch die Büchse 12 gewährleistet.. Wenn die mechanische Ver bindung fertigbestellt ist, werden die Blei mäntel 3, 4 und 18 miteinander verbunden. Die Verbindungsstelle wird getrocknet und tnit der Isoliermasse 17 in üblicher Weise ausgefüllt.
Bei Hochspannungskabeln ist der Wert des radialen Potentialgradienten sehr hoch, so dass, wenn die Kabel an ihrem Ende senk recht zur Längsachse des Kabels durch geschnitten wären, ein elektrischer Durch schlag wegen des geringen Abstandes zwi schen dem Mantel und dem Leiter erfolgen würde. Wie schon erwähnt, ist früher vor geschlagen worden, den für Kriechströme in Betracht kommenden Abstand zwischen dem Mantel und denn Leiter dadurch zu vergrö ssern, dass die Kabelenden konisch zugeschnit ten wurden.
Es war dann nötig, von Hand zusätzliche Isolierbänder auf den freigelegten Schnitt zu wickeln, wobei sich eine zufrieden stellende Verteilung des Potentials entlang dieser Oberfläche erreicht wurde, indem an Stellen höheren Potentialgradienten durch Aufwickeln genügenden Isolierbandes die Formgebung so verändert und der Kriech weg so verlängert wurden, dass sich auch an diesen Stellen ein entsprechender, niedrigerer Potentialgradient ergab.
Das Einfügen konzentrischer leitender Einlagen (z. B. Schichten) zwischen den iso lierenden Schichten der Hochspannungskabel unterteilt das Kabel in eine Anzahl konzen trische Kondensatoren, die zwischen dem Mantel und dem Leiter angeordnet sind. Diese leitenden Schichten nehmen ein Potential an, das von der Kapazität zwischen dem Kabel mantel, den Metallschichten und dem Leiter bestimmt wird. Durch Schneiden des Kabel endes in einer entsprechenden Schräge ergibt sich eine gleichmässige Verteilung des Poten tials zwischen dem Mantel und dein Leiter, ohne dass zusätzliches Isolierband entlang der Oberfläche des Schnittes angebracht werden muss.
Wenn das Kabel in einem Kabelendver- schluss enden soll, dann braucht nur die Por zellanbüchse des Verschlusses über das Kabelende geschoben und die übliche öldichte Verbindung zwischen der Isolierung und dem Leiter und zwischen der Isolierung und dem Mantel hergestellt zu werden.
Die Güte der hier beschriebenen Kabel längenverbindungen ist besser als die der jetzigen Verbindungen. Da die Kupplung fabrikmässig hergestellt werden kann, sind nur wenige Handgriffe des Monteurs an der Baustelle notwendig. Die Möglichkeit eines menschlichen Fehlers wird ebenfalls stark herabgesetzt, so dass die Kabelverbindungen in der gesamten Anlage von gleichmässig hoher Güte sind.
Die Einfachheit, mit der die Kabellängen verbindung auf der Baustelle durchgeführt werden kann, verringert auch die Zeit, wäh rend der die Kabelisolation der Feuchtigkeit der Atmosphäre ausgesetzt ist. Die Zeit, die von dem Trocknungsprozess in Anspruch ge nommen wird, ist daher ebenfalls wesentlich geringer. Die endgültigen Ergebnisse sind niedrigere Kosten und höhere Qualität der Kabellängenverbindungen.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungs form gezeigt, bei der die Kupplung 19 eine mittlere leitende Büchse 12 hat, die von den isolierenden durch die leitenden Schichten 16 getrennten Schichten 15 und von einem äussern Mantel 18 umgeben ist. Ein Endteil 20 der Umhüllung 15-16-18 ist aussen kegel förmig, während der andere Endteil 21 hohl konisch ausgenommen ist. Der Leiter 7 des Kabels ist an seinem herausragenden Ende in die Büchse 12 an dem Ende 21 der Kupp lung 19 geschraubt. Ein kurzer zentraler Leiter 22 ist am entgegengesetzten Ende in die Büchse 12 geschraubt oder in anderer Weise befestigt. Er ragt etwas aus dem Ende des Teils 20 hervor.
Der Teil 20 kann in eine Kupplung ähnlich der in Fig. 1 und 2 gezeig ten Kupplung 11 eingeführt werden.