CH321282A - High voltage cables - Google Patents

High voltage cables

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CH321282A
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Description

  

  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.



  High voltage cable The invention relates to a high voltage cable.



  The usual high-voltage cable has a conductive core made of saponified wires on which several layers of paper insulating tape are wound. The whole thing is covered with a lead or other protective coat. The laying of such cables causes considerable costs, of which a large part belenden for connecting abutting Ka or a cable end and a certain device to which it is connected, eg. B. a transformer or a cable termination is used up.



  In order to avoid electrical breakdown through the cable insulation, it is common to form the sheath cut back so far that there is a sufficient distance from the sheath over the surface of the paper insulation to the conductor. The problem is to obtain a sufficiently low value of the potential gradient along the exposed paper web to prevent the currents creeping along the surfaces from breaking through. Since the creep length is quite significant, measures are necessary to ensure a fairly even distribution of the potential along this path.

   So far, attempts have been made to achieve this even distribution of the potential by additionally wrapping tape around the cable by hand. Since this winding by hand is very troublesome and even more troublesome when the work has to be carried out in a confined space such as a manhole, many man-hours are necessary. to carry out this manual work, so that the costs of the cable connection make up an essential part of the overall system. The high labor costs are increased even further if the designer strives for the ideal of short cable connections between the individual parts of the devices.

   In these cases the cost of the cable ends is so high that this type of construction has been abandoned.



  By the invention, these earlier difficulties can be completely eliminated, so that, for. B. for high voltage cables a simple and effective connection of the cable lengths of the cable is given, which brings a large saving in labor costs with it.

   The high-voltage cable according to the invention is characterized by a centrally located electrical conductor, a protective sheath that surrounds the conductor in Ab, a number of layers of high-voltage insulating tape that is wound around the electrical conductor's to in the space between the conductor and the sheath to act as insulation, the jacket at least cut back from one end of the conductor and the exposed insulation layer is tapered to form a lengthened creepage path between the conductor and jacket, at least one concentric between certain layers of the high-voltage insulating tape Location of a metallic electrically conductive material,

   which is exposed as a result of the conical formation of the insulation and results in a potential gradient along the cone, which is of uniform value, is also characterized by a second electrical conductor that is verbun to the central conductor and the extension thereof, an outer jacket that the second conductor is sheathed and has the same diameter as the first outer sheath, a number of layers of high-voltage insulating tape that is wound around the second electrical conductor to act as insulation in the space between the second conductor and the second sheath, the ends, which are formed by the tape, are conically shaped,

   in order to form an extended creepage distance between the second conductor and the second jacket, one of the last-mentioned ends lying at the first-mentioned cone, which is formed by the insulation wound around the first-mentioned central conductor and complements the first-mentioned cone to form a cylinder, and at least one concentric layer of metallic, electrically conductive material lying between layers of the high-voltage insulating tape, the ends of which lie at the cone complementing the cylinder and result in a uniform value of the potential gradient along the cone surface.



  In the accompanying drawings, two embodiments of the subject invention are illustrated.



  FIG. 1 shows a longitudinal section through two cable lengths of a high-voltage cable which are connected to one another according to the invention, FIG. 2 shows an enlarged longitudinal section through the coupling shown in FIG. 1, FIG. 3 shows another illustration similar to FIG Embodiment of the invention.



  In Fig. 1 and 2, the two high voltage cable lengths to be connected 1 and 2 consist of the lead sheaths 3 and 4, the Iso lations 5 and 6 from z. B. oil-impregnated batiste paper, styrenate paper or the like chen and the conductors 7 and B. In the cable lengths 1 and 29, several electrically conductive inserts 9 and 1.0 are arranged . These A layers, which can be made of a thin metal foil, subdivide the insulation layers 5 and 6. The conductive layers 9 and 10 are concentric zii the insulation layers 5 and 6 and the central conductive wires are arranged.

   As will be described later in detail, the conductive layers 9 and 10 receive an electrical potential that is derived from their capacitance. depends: in such a way that when the cable ends are cut in a certain bevel, a uniform distribution of the potential along the end surface formed by the cut is achieved.



  When preparing the connection who exposed the conductors 7 and 8 of the cable and cut the cable ends at an angle, as already explained. so that they taper conically. As a device for making the connection, the coupling 11 is available. This coupling is factory-made so that the time required at the construction site to connect the cables is greatly reduced.



  The coupling 11 has a sleeve 12 which lies within a casing (Fig. 2). The wrapping consists. ans the insulating tape layers 15, which alternate with the electrically conductive layers 16. The whole is enclosed by the lead jacket 18. The ends of the sheath are tapered inwards so that they match the conical mating ends of the cables. The sleeve 12 is: provided with a right and a left thread at their En. In the same way, the ends of the conductors 7 and 8 have corresponding threads 13 and 14, onto which the threaded parts of the sleeve 12 can be screwed. The cables are connected by turning the coupling 11.

   The electrically conductive connection of the cable ladder is: guaranteed by the socket 12. When the mechanical connection has been ordered, the lead sheaths 3, 4 and 18 are connected to one another. The connection point is dried and filled with the insulating compound 17 in the usual way.



  In high-voltage cables, the value of the radial potential gradient is very high, so that if the cables were cut through at their end perpendicular to the longitudinal axis of the cable, an electrical breakdown would occur because of the small distance between the sheath and the conductor. As already mentioned, it has previously been proposed to increase the distance between the jacket and the conductor, which is considered for leakage currents, by cutting the cable ends conically.

   It was then necessary to wind additional insulating tape by hand on the exposed cut, whereby a satisfactory distribution of the potential along this surface was achieved by changing the shape at places with higher potential gradients by winding sufficient insulating tape and thus lengthening the creep path that there was a corresponding, lower potential gradient also at these points.



  The insertion of concentric conductive inserts (e.g. layers) between the insulating layers of the high voltage cables divides the cable into a number of concentric capacitors, which are arranged between the jacket and the conductor. These conductive layers assume a potential that is determined by the capacitance between the cable jacket, the metal layers and the conductor. By cutting the end of the cable at a corresponding bevel, the potential between the jacket and your conductor is evenly distributed without additional insulating tape having to be attached along the surface of the cut.



  If the cable is to end in a cable end closure, then only the porcelain bushing of the closure needs to be pushed over the cable end and the usual oil-tight connection between the insulation and the conductor and between the insulation and the sheath has to be established.



  The quality of the cable length connections described here is better than that of the current connections. Since the coupling can be manufactured in the factory, only a few steps on the part of the fitter are necessary on the construction site. The possibility of human error is also greatly reduced, so that the cable connections in the entire system are of consistently high quality.



  The ease with which the cable length connection can be made on site also reduces the time during which the cable insulation is exposed to the humidity of the atmosphere. The time taken by the drying process is therefore also much less. The final results are lower cost and higher quality cable length connections.



  In Fig. 3 a further embodiment is shown in which the coupling 19 has a central conductive sleeve 12 which is surrounded by the insulating layers 15 separated by the conductive layers 16 and by an outer jacket 18. One end part 20 of the envelope 15-16-18 is conical on the outside, while the other end part 21 is hollow and conical. The head 7 of the cable is screwed at its protruding end into the socket 12 at the end 21 of the hitch 19 development. A short central conductor 22 is screwed or otherwise secured into the sleeve 12 at the opposite end. It protrudes slightly from the end of part 20.

   The part 20 can be inserted into a coupling similar to the coupling 11 shown in FIGS. 1 and 2.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Hochspannungskabel, gekennzeichnet durch einen zentral angeordneten elektrischen Leiter, einen Schutzmantel, der den Leiter in Abstand umgibt, eine Anzahl Lagen von Hochspannungsisolierband, das um den elek trischen 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, PATENT CLAIM High-voltage cable, characterized by a centrally arranged electrical conductor, a protective sheath which surrounds the conductor at a distance, a number of layers of high-voltage insulating tape which is wound around the electrical conductor in order to act as insulation in the space between the conductor and the sheath, wherein the jacket is cut back little least from one end of the conductor and the exposed insulation layer is tapered to form an extended creepage distance between the conductor and the jacket, at least one concentric layer of a metallic electrically conductive material between certain layers of the high-voltage insulating tape , der infolge der konischen Aus bildung der Isolation freiliegt und entlang dem Konus einen Potentialgradienten er gibt, der von einheitlichem Wert ist, ferner gekennzeichnet durch einen zweiten elektri schen Leiter, der mit dem zentralen Leiter verbunden ist und dessen Verlängerung dar stellt, einen Aussenmantel, der den zweiten Leiter umhüllt und den gleichen Durch messer besitzt wie der erste Aussenmantel, eine Anzahl Lagen von Hochspannungs isolierband, das um den zweiten elektrischen Leiter gewunden 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 ver laufend geformt sind, which is exposed as a result of the conical formation of the insulation and along the cone he gives a potential gradient that is of uniform value, further characterized by a second electrical conductor's which is connected to the central conductor and the extension of which is an outer jacket, the the second conductor envelops and has the same diameter as the first outer jacket, a number of layers of high-voltage insulating tape, which is wound around the second electrical conductor to act as insulation in the space between the second conductor and the second jacket, the ends , which are formed by the band, are conically shaped ver running, um einen verlängerten Kriechweg zwischen dem zweiten Leiter und dem zweiten Mantel zu bilden, wobei eines von den letztgenannten Enden bei dem erst genannten Konus liegt, der von der um den erstgenannten zentralen Leiter gewundenen Isolation gebildet ist und den erstgenannten Konus zu einem Zylinder ergänzt, und wenig stens eine zwischen Lagen des Hochspan nungsisolierbandes liegende konzentrische Lage aus metallischem elektrisch leitendem Werkstoff, deren Enden bei dem zum Zylin der ergänzenden Konus liegen und entlang der Konusfläche einen einheitlichen Wert des Potentialgradienten ergeben. UNTERANSPRÜCHE 1. to form an extended creepage path between the second conductor and the second jacket, one of the last-mentioned ends lying at the first-mentioned cone, which is formed by the insulation wound around the first-mentioned central conductor and complements the first-mentioned cone to form a cylinder, and At least one concentric layer of metallic electrically conductive material lying between layers of the high-voltage insulating tape, the ends of which lie at the cylinder of the complementary cone and result in a uniform value of the potential gradient along the conical surface. SUBCLAIMS 1. Kabel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der zweitgenannte Leiter eine Hülse ist, die Gewinde besitzt, mittels dessen die Hülse auf das Ende des zentralen Leiters aufgeschraubt ist. 2. Kabel nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Raum zwischen den aneinanderstossenden Enden mit konisch ver laufender Oberfläche mit Kabelausgussmasse gefüllt ist. Cable according to claim, characterized in that the second-mentioned conductor is a sleeve which has threads by means of which the sleeve is screwed onto the end of the central conductor. 2. Cable according to claim, characterized in that the space between the abutting ends with a conical ver running surface is filled with cable pouring compound.
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