Die Erfindung betrifft einen Endenahschluss für
Hochspannungskabel.
Zwecks Potentialsteuerung an den Kabelenden kommen vornehmlich mit einer sogenannten Wickelkeule versehene Porzellan-Endenabschlüsse in Betracht. wobei am unteren
Konusteil derselben ein als Deflektor dienender Drahtbund gewickelt ist. Bei Oelkahel werden auch vorgefertigte, mit leitenden Einlagen gesteuerte Wickelkeulen in diesen Porzellan-Endenabschlüssen montiert. Dagegen wird bei kunststoffisolierten Kaheln die Bewicklung der Kabelenden.
zwecks Herstellung der entsprechenden Wickelkeule, direkt an der Baustelle durchgeführt. Neuerdings können bei mit
Polyäthylen isolierten Kabeln auch verschweisste Potentialsteu erkeulen, ebenfalls direkt an der Baustelle. hergestellt werden, wobei jegliche Lunkerstellen bzw. Luftspalte zwischen der
Kabelisolierung und der Keule weitgehend eliminiert werden.
Die bekannten Hochspannungskabel-Endenabschlüsse weisen einige Nachteile auf. Die heute verwendeten Porzellan Endenabschlüsse, sowohl für Oelkahel und Gasdruckkabel wie auch für kunststoffisolierte Kabel, sind schwer und teuer. Sie sind ferner technisch kompliziert, so dass sie präzise Wickelarbeit und zeitraubende Montage an der Baustelle erfordern. Ferner benkitigen sie. je nach Kabelaufbau, eine Lötplombe am Metallmantel bzw. eine passende Stopfhüchse am äusseren Kunststoff-Schutzmantel. Diese dienen einerseits zur Befestigung des Trichterteils und andererseits zur Abdichtung der eingegossenen Isoliermasse im Endenabschluss. Bei Verwendung von Wickelkeulen aus Kunststoffbiindern an kunststoffisolierten Kabelenden besteht die Gefahr.
dass sich zwischen Aderisolation und Wickel. aher auch zwischen den einzelnen Lagen des Wickels Luftspalte bzw.
Lunkerstellen bilden. Hier kann hei Betriebsspannung Ionisation einsetzen, die zum Durchschlag im Endenabschluss bzw. zur Zerstörung desselben führt. Bei verschweissten PotentialsteuerungskeLllen sind diese Mängel weitgehend eliminiert. die Herstellung derselben an den Baustellen ist jedoch wesentlich komplizierter. teuer und zeitraubend und kann nur von labormässig ausgebildeten Monteuren durchgeführt werden.
Die Erfindung verfolgt zur Überwindung der genannten Schwierigkeiten und Mängel der Endenabschliisse an Hochspannungskabeln mit z.B. Kunststoffisolierung.
insbesondere mit PE- oder XLPE-Isolierung, aber auch mit z.B. Papier-Isolierung, einen anderen Weg. Die Endenab schliisse werden hierdurch montagetechnisch einfacher, rXiumlich kleiner. wirtschaftlich giinstiger. elektrisch sicherer und gewichtsmässig leichter. Das präzise Wickeln der Kunststoff-Bänder zur Herstellung einer Wickelkeule fiillt gänzlich weg. so dass die Montage der Endenabsehlüsse durch einen wenig ausgebildeten Monteur in wesentlich kürzerer Zeit als üblich durchgeführt werden kann.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass eine als konisches Rohr ausgebildete. elastisch dehnbare Potentialsteuerungskeule auf die Isolierung des Kabels aufgezogen ist.
Hierbei ist nicht nur eine wesentlich vereinfachte Montage durch die Verwendung vorfabrizierter Teile möglich, es wird vor allem eine sichere hochspannungsfeste Verbindung zwischen der Kabelisolierung und dem Endenabschluss erzielt.
Aufgrund des festen Sitzes des Endenabschlusses auf der Kabelisolierung ist sowohl Spaltbildung zwischen den berührenden Flächen wie auch Lufteinschluss, die zu Glimmerscheinungen Anlass geben könnten, weitgehend vermieden.
Das konische Rohr der Potentialsteuerungskeule kann als gegossener oder gespritzter Vollwandkörper ausgebildet sein, in dem zusätzlich der Halbleiter-Deflektor eingebettet ist, der u iederum aus gleichem elastisch verformbaren Material mit elektrisch gut leitenden Zusätzen bestehen kann.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemiissen Endenabschlusses mit einer Potentialsteuerungskeule ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
Der Aufbau des Kabels, für den dieser Endenahschluss u.a.
bestimmt ist, ist bekannt und wird daher im folgenden nur summarisch dargestellt. Der stromführende Leiter 1.
iiblicherweise mit einem gespritzten Leiterschirm versehen, weist ein Dielektrikum bzw. eine Leiterisolation 2 auf. In der Zeichnung sind ferner abgebildet die Halbleitenibschirmung, bestehend aus Graphitschicht 3 und Halbleiterhtinder 4 sowie die Metallabschirmung, bestehend aus Cu-Bänder 5. Der übliche Schutzmantel des Kabels 6 ist ebenfalls in der Zeichnung zu sehen.
Die Potentialsteuerungskeule 7 besteht aus dem Halbleiter-Deflektor 8, dem darin eingebetteten Metalldrahtspiralring 9, einer Anzahl damit elektrisch verbundener Metalldrsihte I 10 sowie der Isolation 11.
Die Keule wird als doppelkonischer Vollwandkörper hergestellt. Der Halbleiter-Deflektor 8 ist auf diese Weise in der Isolation 11 eingebettet, ebenso wird der Metalldrahtspiralring 9 in den Deflektor X eingebettet. Der Deflektor 8 und die Isolation ii bestehen vorzugsweise aus einem kaltvernetzten Elastomer mit Zusätzen. Damit lässt sich die Keule im Spritzoder Giessverfahren vorfertigen und muss bei der Montage nur noch auf das Kabel aufgeschoben werden. Das bisher übliche Bewickeln an Ort und Stelle sowie die Bereitstellung der dafür notwendigen Werkzeuge und Geräte fällt weg, und das Aufschieben kann auch von ungeübte Personal durchgeführt werden.
Vor dem Aufschieben der Keule auf das abgesetzte Kabelende werden die Halbleiter- sowie Metallabschirmungen in der dargestellten Weise mittels selbsklebendem Halbleiterband 12 leicht überwickelt. Dies bezweckt. dass einerseits die scharfen Kanten der abgesetzten Cu-Band-Abschirmung überdeckt sind und andererseits die Cu-Dr;ihte der Keule in geeigneter Weise eingebettet werden können.
Bei der Montage erfährt die Keule eine starke radiale Dehnung, wodurch das Isoliermaterial radial stark zusammengepresst wird, so dass allfällig noch vorhandene Lunkerstellen geschlossen werden.
Der Metalldrahtspiralring 9 besteht aus einem spiralförmig aufgewundenen Draht, dessen Enden nach dem Aufwinden zusammengebogen worden sind. Er ist mit den Driihten 10 verlötet und damit elektrisch leitend und mechanisch fest mit ihnen verbunden. Durch diese Anordnung wird bezweckt. dass die im Halbleiter-Deflektor endenden Drähte 10 keine scharfen Spitzen mehr aufweisen, wodurch ihre Spitzenwirkung in wirksamer Weise unterbunden ist. Der Metalldrahtspiralring wird mit einem etwas kleineren Innendurchmesser als derjenige des Deflektors an dessen unterem Ende bei leicher Spannung aufgesetzt und im Halbleiter-Material eingebettet.
Dadurch wird erreicht, dass er infolge der Elastizität der Metalldrahtspirale nach dem Aufsetzen auf den Deflektor 8 und der dadurch bedingten Aufweitung einen ständigen Druck auf den letzteren ausübt und diesen damit gut an die Graphitschicht 3 der Halbleiterabschirmung des Kabels anpresst.
Die Drähte 10 dienen zur Herstellung einer elektrisch leitenden und mechanisch festen Verbindung zwischen der
Potentialsteuerungskeule 7 und der metallischen Abschirmung 5 des Kabels, die üblicherweise aus Kupferbändern oder aber auch aus Kupferdrähten besteht. Sie werden mittels einer Bride
13 an das Kupferband fest angepresst. Die Drähte 10 werden anschliessend mit einer weiteren Bride 14, die den Schutzman tel 6 umfasst und damit den eventuellen Mantelrückzug verhindert, sowie einer Abstandhalter- bzw. Tragbride 15 befestigt und als verdrillte Seile 16 über geeignete Kabelschuhe
17 an die Erdungsschraube 18 angeschlossen. Die dielektri sche Belastbarkeit der Potentialsteuerungskeule wird hierdurch wesentlich verbessert.
Bei dieser Innenraum-Ausführung des Endenabschlusses wird die Potentialsteuerungskeule vom Kabel, das an die Abstandhalter- bzw. Tragbride befestigt wird, getragen.
Ist eine Freiluftaufstellung des dargestellten Endenabschlusses vorgesehen, so kann die Potentialsteuerungskeule zweckmässig in einem Isoliergehäuse untergebracht werden, wobei der Hohlraum zwischen dem Gehiiuse und der Potentialsteuerungskeule mit einer isolierenden Giessmasse ausgefüllt sein kann.
The invention relates to an end closure for
High voltage cables.
For the purpose of controlling the potential at the cable ends, porcelain end terminations provided with what is known as a winding cone come into consideration. being at the bottom
Conical part of the same a wire bundle serving as a deflector is wound. At Oelkahel, prefabricated winding cones controlled with conductive inserts are installed in these porcelain ends. In contrast, with plastic-insulated cables, the wrapping of the cable ends.
for the purpose of producing the corresponding winding club, carried out directly on the construction site. Lately with
Polyethylene insulated cables also welded potential controls, also directly at the construction site. are produced, with any voids or air gaps between the
Cable insulation and the lobe are largely eliminated.
The known high-voltage cable end terminations have some disadvantages. The porcelain ends used today, both for oil and gas pressure cables and for plastic-insulated cables, are heavy and expensive. They are also technically complex, so that they require precise winding work and time-consuming assembly at the construction site. They also kite. Depending on the cable structure, a soldering seal on the metal jacket or a suitable stuffing sleeve on the outer plastic protective jacket. These serve, on the one hand, to attach the funnel part and, on the other hand, to seal the cast insulating compound in the end closure. There is a risk of using winding cones made of plastic ties on plastic-insulated cable ends.
that is between the core insulation and the winding. Also between the individual layers of the roll air gaps or
Form cavities. Here ionization can set in at the operating voltage, which leads to breakdown in the end termination or to its destruction. With welded potential control cells, these deficiencies are largely eliminated. however, the production of these at the construction site is much more complicated. expensive and time-consuming and can only be carried out by technicians trained in the laboratory.
In order to overcome the difficulties and deficiencies of the terminations on high voltage cables with e.g. Plastic insulation.
especially with PE or XLPE insulation, but also with e.g. Paper insulation, another way. As a result, the end seals are simpler in terms of assembly technology and are considerably smaller. economically more favorable. electrically safer and lighter in weight. The precise winding of the plastic tapes for the production of a winding club is completely eliminated. so that the assembly of the ends can be carried out by a less trained fitter in a much shorter time than usual.
According to the invention, this is achieved in that a tube is designed as a conical tube. elastically stretchable potential control lobe is drawn onto the insulation of the cable.
In this case, not only is assembly possible through the use of prefabricated parts, but above all a secure, high-voltage-resistant connection between the cable insulation and the end termination is achieved.
Due to the tight fit of the end termination on the cable insulation, the formation of gaps between the contacting surfaces and air inclusions, which could give rise to glimmering phenomena, are largely avoided.
The conical tube of the potential control lobe can be designed as a cast or injection-molded solid wall body, in which the semiconductor deflector is also embedded, which in turn can consist of the same elastically deformable material with highly electrically conductive additives.
An embodiment of the end termination according to the invention with a potential control lobe is shown in the accompanying drawing.
The structure of the cable for which this end shunt, etc.
is determined, is known and is therefore only summarized in the following. The live conductor 1.
Usually provided with a sprayed conductor screen, has a dielectric or conductor insulation 2. The drawing also shows the semiconductor shield, consisting of graphite layer 3 and semiconductor substrate 4, and the metal shield, consisting of Cu strips 5. The usual protective sheath of the cable 6 can also be seen in the drawing.
The potential control lobe 7 consists of the semiconductor deflector 8, the metal wire spiral ring 9 embedded therein, a number of metal wires I 10 electrically connected to it, and the insulation 11.
The club is made as a double-conical solid wall body. The semiconductor deflector 8 is embedded in the insulation 11 in this way, and the metal wire spiral ring 9 is also embedded in the deflector X. The deflector 8 and the insulation ii preferably consist of a cold-crosslinked elastomer with additives. This means that the club can be prefabricated using the injection molding or casting process and only needs to be pushed onto the cable during assembly. The usual wrapping on the spot and the provision of the necessary tools and devices are no longer necessary, and it can also be pushed on by inexperienced personnel.
Before the club is pushed onto the remote end of the cable, the semiconductor and metal shields are slightly wrapped in the manner shown by means of self-adhesive semiconductor tape 12. This is intended. that on the one hand the sharp edges of the separated copper tape shield are covered and on the other hand the copper wires of the lobe can be embedded in a suitable manner.
During assembly, the club experiences a strong radial expansion, whereby the insulating material is strongly compressed radially, so that any cavities that may still be present are closed.
The metal wire spiral ring 9 consists of a spirally wound wire, the ends of which have been bent together after being wound up. It is soldered to the wires 10 and thus electrically conductive and mechanically firmly connected to them. This arrangement is intended. that the wires 10 ending in the semiconductor deflector no longer have any sharp tips, whereby their tip effect is effectively prevented. The metal wire spiral ring with a slightly smaller inner diameter than that of the deflector is placed on its lower end with light tension and embedded in the semiconductor material.
This ensures that, due to the elasticity of the metal wire spiral, after it has been placed on the deflector 8 and the resulting expansion, it exerts constant pressure on the latter and thus presses it well against the graphite layer 3 of the semiconductor shielding of the cable.
The wires 10 are used to produce an electrically conductive and mechanically strong connection between the
Potential control lobe 7 and the metallic shielding 5 of the cable, which usually consists of copper strips or copper wires. You will be means of a bride
13 firmly pressed against the copper tape. The wires 10 are then attached to a further strap 14, which includes the Schutzman tel 6 and thus prevents the possible retraction of the jacket, and a spacer or support strap 15 and as twisted ropes 16 over suitable cable lugs
17 connected to the ground screw 18. The dielectric strength of the potential control lobe is significantly improved as a result.
In this interior version of the end termination, the potential control lobe is carried by the cable that is attached to the spacer or support bracket.
If the end termination shown is to be set up outdoors, the potential control lobe can expediently be accommodated in an insulating housing, the cavity between the housing and the potential control lobe being filled with an insulating casting compound.