CH334090A - Cable fitting - Google Patents

Cable fitting

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CH334090A
CH334090A CH334090DA CH334090A CH 334090 A CH334090 A CH 334090A CH 334090D A CH334090D A CH 334090DA CH 334090 A CH334090 A CH 334090A
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CH
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cable fitting
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German (de)
Inventor
Tech Weissenberger Georg Dr Sc
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Brugg Ag Kabelwerke
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02GINSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00Cable fittings
    • H02G15/02Cable terminations
    • H02G15/06Cable terminating boxes, frames or other structures
    • H02G15/064Cable terminating boxes, frames or other structures with devices for relieving electrical stress
    • H02G15/068Cable terminating boxes, frames or other structures with devices for relieving electrical stress connected to the cable shield only

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  • Cable Accessories (AREA)

Description

  

      Kabelarmatur       Wenn bei einem Kabel der zum Beispiel  aus Blei oder Kupferband bestehende, geerdete  Metallmantel an einem Kabelende plötzlich  aufhört, so wird die Feldstärke längs der  Oberfläche stark vergrössert. Dies ist aus       Fig.    1 ersichtlich, in welcher das Kabel einen  Leiter 1, das     Dielektrikum    2 und den Metall  mantel 3 aufweist. Wie aus den eingetragenen  Feldlinien hervorgeht, ist an der Oberfläche  des     Dielektrikums    eine Feldstärke E vorhan  den, -die eine     tangentiale    Komponente Et hat.

    Infolge der Konzentration der Feldlinien am  Ende des Mantels 3 und infolge der Brechung  der Feldlinien beim Übergang von der Luft  in das     Dielektrikum    verläuft die Spannung  längs des Weges X auf der Oberfläche des       Dielektrikums    vom Ende des Metallmantels 3  bis zum freien Kabelleiter 1 über die Länge 1  nicht linear, sondern so wie es die in     Fig.    2  in     ausgezogenen    Linien dargestellte Kurve A  zeigt. Die     tangentiale    Feldstärke Et längs der    Oberfläche  
EMI0001.0011     
    ist an der Stelle x = 0 besonders gross.

    Erreicht die     tangentiale    Feldstärke Et die  Durchschlagsspannung der Luft, so treten       CTleitentladungen    auf, die den Überschlag in       tangentialer    Richtung einleiten.  



       Fig.    3 zeigt, wie dieser Übelstand bei einem  Kabel behoben werden kann, bei welchem das  den Leiter 1 umgebende     Dielektrikum    2 aus  Papier besteht.. Über dieses     Dielektrikum    2    wird hier eine aus getränktem Kabelpapier       bestehende        Wickelkeule    4 aufgebracht, und  der Metallmantel- 3 wird bei 5 trichterförmig  erweitert und bildet über der     Wickelkeule    4  einen Erdbelag 5. Wie aus den in dieser Figur  eingetragenen Feldlinien hervorgeht, kann auf  diese Weise eine Reduktion der     tangentialen     Spannung erreicht werden.

   Der Spannungs  verlauf längs der Kabeloberfläche ist, wie die  Kurve B in     Fig.    2 zeigt, bedeutend günstiger.  



       Fig.    4 zeigt eine ähnliche Lösung für ein  Kabel, bei dem das     Dielektrikum    2 aus Kunst  stoff besteht. Es wird hierbei ein Blechtrich  ter 6 auf das Kabel aufgesetzt und dessen       zylindrischer    Teil mit dem Metallmantel 3  bzw. dem darunter befindlichen Halbleiter  belag 7 leitend verbunden. Der Raum zwischen  dem     Kabeldielektrikum    2 und dem Blech  trichter 6 wird durch einen Kunststoff 8,  z. B. ein Kunstharz, ausgefüllt. Auch bei die  ser Anordnung wird die     tangentiale    Kompo  nente der     Feldstärke    reduziert.  



  Eine andere Möglichkeit der Herabsetzung  der     tangentialen    Beanspruchung zwischen dem  Ende des Metallmantels und dem. Kabelleiter  besteht darin, dass man das     Kabeldielektri-          kum    mit einem halbleitenden Belag versieht.  Der     Spannungsverlauf    ist dann so, wie es die  Kurve C in     Fig.    2 zeigt.  



  Mit den Anordnungen nach     Fig.    3 und 4  kann wohl die     tangentiale    Komponente der  Feldstärke, jedoch nicht deren radiale Kom  ponente an der engsten Stelle der Wickel-      keule 4 bzw. der aus Kunststoff bestehenden  Keule 8 herabgesetzt werden. Wenn zum Bei  spiel an der Stelle 9 in     Fig.    3 bei der Mon  tage Luft eingeschlossen worden ist, so tritt  in diesem Hohlraum eine     amal    grössere Feld  stärke als im     Kabeldielektrikum    auf. Unter  Umständen kann die Feldstärke in diesem  Hohlraum bedeutend grösser sein als an der  Leiteroberfläche. Die eingeschlossene Luft  ionisiert und die Isolation wird mit der Zeit  zerstört. Es tritt dann an dieser Stelle ein  Durchschlag .ein.

   Bei der Anordnung nach       Fig.    4 ist ebenfalls eine     Hohlraumbildung     möglich, indem sich beim Giessen der Kunst  stoffkeule an deren engsten Stelle     Lunker    bil  den     kann,    wie bei 10 in     Fig.    4 angedeutet  ist. Da ferner der Blechtrichter 6, der Kunst  stoff 8 und der Kunststoff 2 verschiedene       Wärme-Ausdehnungskoeffizienten    haben, kön  nen     Wärmespannungsrisse    auftreten. In die  sen Hohlräumen bzw. Rissen kann wiederum  Ionisation bzw. ein Durchschlag auftreten.  



  Dieser Nachteil soll durch die Kabelarma  tur mit einer aus     Dielektrikum    bestehenden  Keule mit äusserem geerdetem Belag gemäss  der Erfindung dadurch behoben werden, dass  zwischen dem     Kabeldielektrikum    und dem  Erdbelag der Keule eine wenigstens halb  leitende Lage vorhanden ist, welche vom     Erd-          belag    des Kabels ausgeht und sich in den Be  reich des     Dielektrikums    der Keule hinein  erstreckt, damit die radiale Komponente der  Feldstärke an keiner Stelle des     Dielektrikums     der Keule so gross werden kann, dass in einge  schlossenen Hohlräumen ein Glimmen auftre  ten kann.  



  In den     Fig.    5 bis 7 der beiliegenden Zeich  nung sind Ausführungsbeispiele des Erfin  dungsgegenstandes dargestellt.  



  In     Fig.    5 bezeichnet 11 die über das     Kabel-          dielektrikum    2 aufgebrachte Wickelkeule und  12 die- trichterförmige Erweiterung des Me  tallmantels 3, welche den Erdbelag der Wickel  keule 11 bildet. über dem     Kabeldielektrikiun    2  befindet sich ein leitender oder halbleitender  Belag 13, welcher mit dem. Metallmantel 3  verbunden ist und bis zur Stelle 14 reicht.  Durch diesen Belag 13 wird die Feldstärke    zwischen dem     Kabeldielektrikum    und dem  Erdbelag 12 der Keule 11 an der engsten  Stelle der letzteren herabgesetzt. Der Belag 13  verhindert, wie ersichtlich, dass elektrische  Feldlinien in das Gebiet. der Wickelkeule ein  dringen, in welchem sich die Luftblasen 15 be  finden.

   Die ausserhalb dieses Gebietes befind  liche Luftblase 16 wird zufolge der hier vor  handenen kleinen Feldstärke nicht glimmen.  



  Als leitender oder halbleitender Belag 13  kommen folgende Stoffe in Betracht:  1. Halbleiterpapier.  



  2.     Glimmschutzlack    oder     Mischung    von       Cellonlack    mit     Siliciumkarbid.     



  3.     Kunstharzanstrich    mit aufgestäubtem  und nachher ausgehärtetem Halbleiterpulver.  4. Aufgedampfter Metallbelag.  



  5. Durch     Metallspritzverfahren    aufge  brachter Metallbelag.  



       Fig.    6 zeigt eine als     Innenraum-Endver-          schluss    ausgebildete Kabelarmatur. Der Kunst  stoffmantel 17 des Kabels ist bis zur Stelle     ca     zurückgeschnitten. Ferner ist das Kupfer  band 18 des Kabels vom Kabelende her bis  zur Stelle b und das Halbleiterpapier 19 bis  zur Stelle c abgewickelt und dort fixiert. 20 ist  das aus Kunststoff bestehende     Dielektrikum     des Kabels. Die aus Kunststoff bestehende  Keule 21 wird mittels einer     Kunstharzmasse     22 auf dem Kabel fixiert, welche Kunstharz  masse in den Zwischenraum zwischen der  Keule 21 und dem     Kabeldielektrikum    20 ein  gegossen und bei Zimmertemperatur ausge  härtet wird.

   Das Halbleiterpapier 19 ist hier  bei durch den     Kunstharzbelag    22 gegen Feuch  tigkeit geschützt. Die Kunststoffkeule 21 weist  aussen einen geerdeten Halbleiterbelag 23 auf  und 24 ist ein ebenfalls geerdeter Blech  trichter.  



  Statt der     Kunstharzmasse    22 können zwi  schen der Keule 21 und dem     Kabeldielektri-          kum    auch nichttrocknende Öle angewendet  werden.  



       Fig.    7 zeigt eine als     Freiluftendverschluss     ausgebildete Kabelarmatur. Hierbei ist zwi  schen dem     Kabeldielektrikum    25 und der aus  Kunststoff bestehenden Keule 26 eine halblei  tende Lage 27 vorhanden, die sich vom. Erd-           belag    des Kabels aus über einen Teil der.  Keule 26 erstreckt. Ferner ist hier zwischen       Kabeldielektrikum    25 und Keule 26 ein auf  der Zeichnung nicht ersichtlicher Zwischen  raum vorhanden. Dieser Zwischenraum und  der Raum     zwischen        Dielektrikum    25 und dem  Isolator 28 ist durch eine elastische aus einem       Öl-Harzgemisch,    z.

   B. einer Mischung aus  Mineralöl, Kolophonium und     Polyisobutylen,     bestehende Hochspannungsmasse 29 ausge  füllt, durch welche bei den grossen Tempera  turschwankungen, denen dieser     Endversehluss     ausgesetzt ist,     Wärmespannungsrisse    zwischen  der aus Kunststoff bestehenden Keule und  dem     Kunststoffdielektrikum    des Kabels ver  mieden werden, da diese Masse 29 bei den  auftretenden Temperaturen noch elastisch ist.  



  Die beschriebene Kabelarmatur kann nicht  nur als     Endverschluss,    sondern auch als     Ver-          bindungs-    oder Sperrmuffe ausgebildet sein.  Ferner kann sie bei Masse- und bei     ölkabel     angewendet werden.



      Cable armature If the earthed metal sheath, for example made of lead or copper tape, suddenly stops at one end of the cable, the field strength along the surface is greatly increased. This can be seen from Fig. 1, in which the cable has a conductor 1, the dielectric 2 and the metal jacket 3. As can be seen from the field lines entered, a field strength E is present on the surface of the dielectric, which has a tangential component Et.

    As a result of the concentration of the field lines at the end of the jacket 3 and as a result of the refraction of the field lines at the transition from the air to the dielectric, the voltage runs along the path X on the surface of the dielectric from the end of the metal jacket 3 to the free cable conductor 1 over the length 1 not linear, but as shown by curve A shown in solid lines in FIG. 2. The tangential field strength Et along the surface
EMI0001.0011
    is particularly large at the point x = 0.

    If the tangential field strength Et reaches the breakdown voltage of the air, then Cconductive discharges occur, which initiate the flashover in the tangential direction.



       3 shows how this inconvenience can be remedied in a cable in which the dielectric 2 surrounding the conductor 1 is made of paper. A winding lobe 4 made of impregnated cable paper is applied over this dielectric 2, and the metal jacket 3 is applied widened in a funnel shape at 5 and forms a soil covering 5 above the winding lobe 4. As can be seen from the field lines entered in this figure, a reduction in the tangential tension can be achieved in this way.

   The course of tension along the cable surface is, as curve B in Fig. 2 shows, significantly more favorable.



       Fig. 4 shows a similar solution for a cable in which the dielectric 2 consists of plastic. Here, a Blechtrich ter 6 is placed on the cable and its cylindrical part with the metal jacket 3 or the underlying semiconductor lining 7 is conductively connected. The space between the cable dielectric 2 and the sheet metal funnel 6 is through a plastic 8, for. B. a synthetic resin filled. Even with this arrangement, the tangential component of the field strength is reduced.



  Another way of reducing the tangential stress between the end of the metal shell and the. Cable conductors consist of providing the cable dielectric with a semiconducting coating. The voltage profile is then as shown by curve C in FIG. 2.



  With the arrangements according to FIGS. 3 and 4, the tangential component of the field strength, but not its radial component, can be reduced at the narrowest point of the winding lobe 4 or the lobe 8 made of plastic. If, for example, air has been trapped in the Mon days at the point 9 in FIG. 3, an amal greater field strength occurs in this cavity than in the cable dielectric. Under certain circumstances, the field strength in this cavity can be significantly greater than on the conductor surface. The trapped air ionizes and the insulation is destroyed over time. A breakdown then occurs at this point.

   In the arrangement according to FIG. 4, a cavity formation is also possible in that when the plastic is poured, the plastic lobe can billow at its narrowest point, as indicated at 10 in FIG. Furthermore, since the sheet metal funnel 6, the plastic 8 and the plastic 2 have different coefficients of thermal expansion, thermal stress cracks can occur. In turn, ionization or breakdown can occur in these cavities or cracks.



  This disadvantage is to be eliminated by the Kabelarma ture with a lobe consisting of dielectric with an external grounded coating according to the invention in that an at least semi-conductive layer is present between the cable dielectric and the earth coating of the lobe, which extends from the earth coating of the cable and extends into the area of the dielectric of the lobe, so that the radial component of the field strength at no point in the dielectric of the lobe can become so large that a glow can occur in enclosed cavities.



  In Figs. 5 to 7 of the accompanying drawing voltage, exemplary embodiments of the invention are shown.



  In FIG. 5, 11 denotes the winding lobe applied over the cable dielectric 2 and 12 the funnel-shaped extension of the metal jacket 3, which forms the earth covering of the winding lobe 11. Above the cable dielectrics 2 is a conductive or semiconducting coating 13, which with the. Metal jacket 3 is connected and extends to point 14. This covering 13 reduces the field strength between the cable dielectric and the earth covering 12 of the lobe 11 at the narrowest point of the latter. As can be seen, the covering 13 prevents electric field lines from entering the area. penetrate the winding club, in which the air bubbles 15 be found.

   The air bubble 16 located outside this area will not glow because of the small field strength present here.



  The following substances can be used as the conductive or semiconductive coating 13: 1. Semiconductor paper.



  2. Corona protective varnish or mixture of cellon varnish with silicon carbide.



  3. Synthetic resin coating with dusted and subsequently hardened semiconductor powder. 4. Vaporized metal coating.



  5. Metal coating applied by metal spraying.



       6 shows a cable fitting designed as an interior end closure. The plastic jacket 17 of the cable is cut back to the point approx. Furthermore, the copper band 18 of the cable is unwound from the cable end to point b and the semiconductor paper 19 to point c and fixed there. 20 is the plastic dielectric of the cable. The plastic lobe 21 is fixed by means of a synthetic resin compound 22 on the cable, which synthetic resin compound is poured into the space between the lobe 21 and the cable dielectric 20 and cured out at room temperature.

   The semiconductor paper 19 is protected against moisture here by the synthetic resin coating 22. The plastic lobe 21 has an earthed semiconductor coating 23 on the outside and 24 is a likewise earthed sheet metal funnel.



  Instead of the synthetic resin compound 22, non-drying oils can also be used between the lobe 21 and the cable dielectric.



       7 shows a cable fitting designed as an open-air termination. Here is between tween the cable dielectric 25 and the leg 26 made of plastic, a semiconducting tende layer 27 is available, which extends from. Earth covering of the cable from over part of the. Club 26 extends. Furthermore, there is a space not visible in the drawing between the cable dielectric 25 and lobe 26. This gap and the space between the dielectric 25 and the insulator 28 is formed by an elastic made of an oil-resin mixture, e.g.

   B. a mixture of mineral oil, rosin and polyisobutylene, existing high-voltage mass 29 fills out through which at the large temperature fluctuations to which this Endversehluss is exposed, thermal stress cracks between the plastic lobe and the plastic dielectric of the cable are avoided, as this mass 29 is still elastic at the temperatures occurring.



  The cable fitting described can be designed not only as an end closure, but also as a connecting or locking sleeve. It can also be used for ground and oil cables.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Kabelarmatur mit einer aus Dielektrikum bestehenden Keule mit äusserem geerdetem Belag, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kabeldielektrikum und dem Erdbelag der Keule eine wenigstens halbleitende Lage vorhanden ist, welche vom Erdbelag des Kabels ausgeht und sich in den Bereich des Dielektrikums der Keule hinein erstreckt, damit die radiale Komponente der Feldstärke an keiner Stelle des Dielektrikums der Keule so gross werden kann, da.ss in eingeschlosse nen Hohlräumen ein Glimmen auftreten kann. UNTERANSPRÜCHE 1. PATENT CLAIM Cable fitting with a lobe consisting of dielectric with an outer grounded coating, characterized in that an at least semiconducting layer is present between the cable dielectric and the earth covering of the lobe, which starts from the earth covering of the cable and extends into the area of the dielectric of the lobe, so that the radial component of the field strength cannot become so large at any point in the dielectric of the lobe that a glow can occur in enclosed cavities. SUBCLAIMS 1. Kabelarmatur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die wenigstens halbleitende Lage sich zwischen dem Kabel dielektrikum und dem Dielektrikum der Keule befindet. 2. Kabelarmatur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die wenigstens halbleitende Lage aus Halbleiterpapier be steht. 3. Kabelarmatur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die wenigstens halbleitende Lage aus Glimmschutzlack be steht. . 4. Kabelarmatur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die wenigstens halbleitende Lage aus einem Gemisch aus Halbleiterpulver und Kunstharz besteht. 5. Kabelarmatur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum der Keule aus -Kunststoff besteht. 6. Cable fitting according to patent claim, characterized in that the at least semiconducting layer is located between the cable dielectric and the dielectric of the lobe. 2. Cable fitting according to claim, characterized in that the at least semiconducting layer is made of semiconductor paper. 3. Cable fitting according to claim, characterized in that the at least semiconducting layer is made of corona coating be. . 4. Cable fitting according to claim, characterized in that the at least semiconducting layer consists of a mixture of semiconductor powder and synthetic resin. 5. Cable fitting according to claim, characterized in that the dielectric of the lobe consists of plastic. 6th Kabelarmatur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das Dielektrikum der Keule aus Harz besteht. 7. Kabelarmatur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ka- beldielektrikum und der Keule eine Kunst stoffschicht vorhanden ist. B. Kabelarmatur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kabeldielektrikum und der Keule eine Harz schicht vorhanden ist. 9. Kabelarmatur nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass zwischen dem Ka- beldielektrikum und der Keule eine Schicht aus elastischer Masse vorhanden ist. 10. Cable fitting according to patent claim, characterized in that the dielectric of the lobe consists of resin. 7. Cable fitting according to claim, characterized in that a plastic layer is present between the cable dielectric and the lobe. B. Cable fitting according to claim, characterized in that a resin layer is present between the cable dielectric and the lobe. 9. Cable fitting according to claim, characterized in that a layer of elastic mass is present between the cable dielectric and the lobe. 10. Kabelarmatur nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kabeldielektrikum und der Keule ein nicht trocknendes öl vorhanden ist. 11. Kabelarmatur nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Kabeldielektrikum und der Keule eine Kabel ausgussmasse vorhanden ist. 12. Kabelarmatur nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens halbleitende Lage einen abgestuften Quer schnitt aufweist. Cable fitting according to claim, characterized in that a non-drying oil is present between the cable dielectric and the lobe. 11. Cable fitting according to claim, characterized in that a cable casting compound is present between the cable dielectric and the lobe. 12. Cable fitting according to claim, characterized in that the at least semiconducting layer has a stepped cross-section.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2083602A1 (en) * 1970-03-26 1971-12-17 Siemens Ag
FR2083603A1 (en) * 1970-03-26 1971-12-17 Siemens Ag

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