CS201852B1

CS201852B1 - High-voltage cable terminal

Info

Publication number: CS201852B1
Application number: CS717378A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Tichy; Pavol Slaninka; Stefan Mikus; Miroslav Fajfr
Original assignee: Vladimir Tichy; Pavol Slaninka; Stefan Mikus; Miroslav Fajfr
Priority date: 1978-11-03
Filing date: 1978-11-03
Publication date: 1980-11-28

Description

(54) Vysokonapaťová káblová koncovka(54) High voltage cable terminal

II

Vynález sa týká problematiky ukončovania vysokonapaťových káblov. Účelom vynálezu je vytvorenie technicky a ekonomicky výhodnějších koncoviek, vhodných najma pre 1 až 35 kV, ako aj káble pre vyššie, až najvyššie napatie celoplastového i klasického typu.The invention relates to the problem of terminating high voltage cables. The purpose of the invention is to provide technically and economically advantageous terminals suitable for at least 1 to 35 kV, as well as cables for higher to highest voltage of both plastic and classical types.

Žily vysokonapaťových káblov sa ukončuji! tzv. káblovými koncovkami, ktoré v mieste, kde končí tienenie izolácie žily majú upravovat’ elektrické pole tak, aby v mieste přípoje— nia a ukončenia nenastal elektrický prieraz, Vhodné rozdelenie elektrického poTa sa docie— Tuje pole riadiacim! elementární, ktoré sú súčasťou káblovej koncovky. Riadenie elektrického pol’a riadiacim elementom inéže tu pritoin byť kapacitně alebo odporové, hovoříme potom o kapacítnom alobo odporovom riadení elektrického pol’a.High-voltage cable cores are terminating! called. With the cable terminals, at the point where the shield insulation ends, the electric field should be adjusted so that no electrical breakthrough occurs at the connection and termination point. Appropriate distribution of the electric field is achieved by the control field! elementary, which are part of the cable termination. The control of the electric field and the control element, otherwise here either the capacitance or the resistance, we are talking about capacitive or resistive control of the electric field.

Pri konstruovaní koncovky s kapacitným riadením elektrického poTa vychádza sa z permi— tivity zvoleného materiálu a výpočtoin sa stanovuje vhodný tvar pole riadiaceho elementu. Vodivost’ izolačnýcli materiálov sa zanedbává. Pole riadiaei element, deflektor koncovky je z kovového alebo nekovového materiálu o vysokej vodivosti, dotýká sa polovodivého tienenia izolácie žily kábla a je úplné alebo sčasti zakrytý izolačným obalom koncovky,When constructing a terminal with a capacitive control of the electric field, the starting point of the selected material is taken into account and the suitable shape of the control element field is determined. The conductivity of the insulating materials is neglected. The control element, the terminal deflector is made of metallic or non-metallic material of high conductivity, touches the semiconductor shield of the cable core insulation and is completely or partially covered by the insulating sleeve of the terminal,

Px'i odporovom riadení elektrického poTa sa vychádza z vodivosti použitých materiálov a pri návrhu koncovky sa permitlvita použitých materiálov zanedbává. Pole riadiaei element takejto koncovky má tvar rúrky, ktorá je z vhodného materiálu určitej vodivosti, dotýká sa povrchu izolácie žily kábla a je v dotyku s polovočLivým tienením žily, Riadiaei element je umiestnený v izolačnom obale koncovky.The resistance of the electric field is based on the conductivity of the materials used and the design of the terminal ignores the permittivity of the materials used. The control element of such a terminal is in the form of a tube which is of a suitable material of a certain conductivity, touches the surface of the insulation of the cable vein and is in contact with the semi-conductive shield of the conductor.

Koncovky, ktoré majú kapaoitné riadenie elektrického póla, sú poměrně krátké, relativné sú účinné a možno ich aplikovat’ aj pre káble na najvyššie napátie. Ich nevýhodou je však komplikovaný tvar pole riadiaoeho elementu a z toho vyplývajúca náročná technológia ioh výroby. Ďalšou nevýhodou je ťažko zvládnutelné technologioké vyhotovenie koncoviek a prefabrikátov s plynulým prechodom od polovodivej vrstvy izoláeie žil na pole riadiaci element. Vmiestach přechodu vznikajú vzduohové medzery, éo vedie k výbojom na týchto miestach a tým aj k značnej poruchovosti takýchto koncoviek.Terminals that have a capacitive electric pole control are relatively short, relatively efficient, and can be applied to the highest voltage cables. However, their disadvantage is the complicated field shape of the control element and the consequent sophisticated technology and production. Another disadvantage is the difficult to handle technological design of the terminals and prefabricates with a continuous transition from the semiconducting layer of the insulation of the cores to the field control element. There are air gaps in the transition points, leading to discharges at these points and thus to a considerable failure rate of such terminals.

Koncovky s odporové riadeným elektrickým polom majú sice jednoduchý tvar, rozloženio a tvar elektrického póla sú tu však menej výhodné ako u koncoviek s kapacitně riadiaoim elementom, a preto musia byť podstatné dlhšie, Z toho dóvodu nie sú vhodné pre káble na vyššie a najvyššie napátia, najmá nad 30 kV.Resistance-controlled terminals have a simple shape, but the distribution and shape of the electric pole are less favorable than those with capacitive control elements and therefore have to be substantially longer, therefore they are not suitable for higher and highest voltage cables, above 30 kV.

Nevýhody doterajšieho stavu sa odstraňujú podlá vynálezu riešením, ktoré je charakterizované tým, že v izolačnom obale z materiálu o vodivosti najviac ÍO*³^ l/ohm,m relativné j permitivite váčšej než 2,2 je pole riadiaci element tvaru rotačného telesa, výhodné komolého kužela s válcovitou dutinou, ktorý na jednom konci alebo na oboch koncooh je zakončený válcovitou časťou a v smere osi od vstupného konoa k výstupnému konců velkost’ vonkajšleho priemeru pole riadiaoeho elementu je plynulé, lineárně alebo stupňovité sa zmenšujúca a je přitom z takého materiálu, ktorého vodivost’ je 10“^ až 10“^ l/ohm.m a relativná permitivita je vačšia než 2,2, Altematívnym riešením podlá vynálezu je vyhotovenie charakterizované tým, že pole riadiacim elementom koncovky je teleso z koncentricky navrstvenýoh válcovitých časti, majúcioh odlišnú dlžku a odlišný vohkajši priemer, ktoré sú přitom usporiadané odstupňováním podlá ich vonkajšieho priemeru tak, že smerom od vstupného konoa k výstupnému konců velkost’ válcovitých časti je zostupná.Disadvantages of the prior art are eliminated according to the invention by a solution characterized in that in an insulating container of a material having a conductivity of at most 10 * ³ µl / ohm, m relative permittivity greater than 2.2, the field control element of the rotary body shape is preferred. a cylindrical cavity which, at one end or both ends, is terminated by a cylindrical part and in the direction of the axis from the inlet cone to the outlet ends the outer diameter of the control element field is continuous, linear or stepwise decreasing and Relative permittivity is greater than 2.2. An alternative solution according to the invention is an embodiment characterized in that the field control element of the terminal is a body of concentrically superimposed cylindrical parts having a different length and a different length. larger diameter, which in this case are arranged according to a graduation according to FIG their outer diameter such that the size of the cylindrical portion is descending from the inlet end to the outlet end.

Riešením podlá vynálezu sa získavajú výrobky, ktorých rozhodujúoe technické parametre sú v porovnaní s doterajšimi stavom podstatné vyššie, ich výroba je podstatné jednoduohšia, efektívnejšia, V případe prefabrikovania, kde koncovky sú vytvořené ako násuvné, lisovacie formy sú jednoduohšie, kvalita výrobkov je vyššia, výrobné náklady sú nižšie, Pri koncovkách vyrobených vinutím z pások, jednoduchý tvar pole riadiaoeho elementu znižuje prácnosť a zvyšuje kvalitu konoovky. V případe použitia zmršťovaoioh materiálov, rúrok, dosahuje sa značné skrátenie dlžky konoovky, umožní sa zmenšenie rozmerov rozvodovýoh skrini a ušetři sa priestor v rozvodniaoh.The solution according to the invention yields products whose decisive technical parameters are substantially higher compared to the prior art, their production is substantially simpler, more efficient. In the case of prefabrication, where the terminals are designed as plug-in, compression molds are simpler, product quality is higher, the cost is lower. For terminals made from tape winding, the simple array shape of the control element reduces labor and improves the quality of the connector. In the case of shrinking pipe materials, the length of the terminal box is considerably shortened, the dimensions of the distribution box are reduced and space in the distribution boxes is reduced.

Podstatu riešenia podlá vynálezu konkretizujú příklady, ktoré sa uvádzajú v čLalšom a sú ilustrované na připojených dvoch sohematiokých vyobrazeniaoh. Obr. 1 znázorňuje, v axi. álnom řeze, uplatnenie prefabrikovaného typu nasúvaoej koncovky s kompaktným pole riadiacim elementom 1 a v spojeni s ukončovanou káblovou žilou. Na obr.2 je alternativa s koncovkou, ktorej pole riadiaci element 1 bol vytvořený navinutím z pások, resp. navrstvenim zmršťovaoích rúrok. Pole riadiaoi element 1 na obr, 1 má tvar komolého kužela a v danom případe je na obooh koncoch zakončený válcovitými časťami A a B. Vonkajší priemer pole riadiaoeho elementu 1 sa smerom k výstupnému konců, t.j. k straně určenej k vývodu jadra fi pripojenej káblovej žily k strana určenej k vývodu jadra £ pripojenej káblovej žily postupné zmenšuje. Na obr. 2 je pole riadiaci element 1 z koncentricky usporiadaných válcovitých častí a, b, c, d, ktorýoh osová dlžka a radiálny priemer sú odlišné, a přitom rozměry vonkajšieho priemeru týohto častí sú v smere k vývodu, ukončenia jadra 2 postupné menšie. Vytvořené telesá pole riadiaceho elementu 1 sú svojou vnútornou válcovitou dutinou na vstupném konci připojené k tieneniu na výstupnom konoi k izolácii £ pripojenej káblovej žily, Izolačný obal 4, ktorý obopína teleso pole riadiaceho elementu 1 po celom vonkajšom obvode, na vstupnom konci na izoláciu 2, a jádro pripojenej káblovej žily. Je přitom samozřejmé, že tento princip je možné analogicky uplatnit’ aj pri spojovaní káblov, napr, v hybridných spojkách pre oeloplastové a klasické káble.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The examples set forth in the following and illustrated in the accompanying two diagrammatic drawings illustrate the invention. Fig. 1 shows, in axi. In the case of vertical cuts, the application of a prefabricated type of slip-on terminal with a compact field control element 1 and in connection with the terminated cable vein. In Fig. 2 there is an alternative with a terminal whose field control element 1 was formed by winding from the tapes, respectively. by laminating shrink tubes. The control element element array 1 of FIG. 1 is frustoconical in shape and, in the present case, ends at both ends with cylindrical portions A and B. The outer diameter of the control element element array 1 s toward the outlet ends, i. to the side intended to lead the core 6 of the connected cable vein to the side intended to lead the core 6 of the connected cable vein gradually decreases. In FIG. 2, the field control element 1 is of concentrically arranged cylindrical portions a, b, c, d, which axial length and radial diameter are different, while the dimensions of the outer diameter of these portions are progressively smaller in the direction of the outlet, the core end 2. The formed element bodies of the control element 1 are connected by their inner cylindrical cavity at the inlet end to the shielding at the outlet end to insulate the connected cable vein, the insulating sleeve 4, which surrounds the field element of the control element 1 over the outer periphery, and the core of the attached cable vein. It goes without saying that this principle can be applied by analogy to cable splicing, for example, in hybrid couplings for oeloplastic and conventional cables.

Příklad 1Example 1

Na obr. 1 je přiklad prefabrikovanéj koncovky pre kabel na menovitó napatie 22 kV,In FIG. 1 is an example of a prefabricated terminal for a 22 kV rated voltage cable;

Pole riadiaci element 1 koncovky má tvar komolého kužel’a, je z etylén—propylénového terpolyméru s obsahom sadzi, měrné vodivost’ tohoto materiálu je 10 ' l/ohm.m, permitivita 2,8, Celková dížka pole riadiaceho elementu je 100 mm. Izolačný obal il· je z etylón-propylénovóho terpolyméru, resp. do vonkovného prostredia zo silikonového kaučuku. Celková dížka koncovky je 180 mm. Najváčší vonkajši priemer koncovky je 100 mm. Tvar a rozměry koncovky vyplynuli z konštrukčnóho riešeniá podl’a vynálezu, pri uplatnění požiadavky takého rovnoměrného elektrického namáhania rozhrania medzi pole riadiacím elementom 1 a povrchom izolácie 2, žily, ktoré je tu najviac 0,2 kV/mm.The control element 1 of the terminal element is frustoconical, made of ethylene-propylene terpolymer containing carbon black, the specific conductivity of this material is 10 'l / ohm.m, the permittivity 2.8, The total length of the control element field is 100 mm. The insulating cover 11 is made of an ethylene-propylene terpolymer, respectively. for outdoor use of silicone rubber. Total terminal length is 180 mm. The largest outer diameter of the terminal is 100 mm. The shape and dimensions of the terminal arose from the design of the invention, applying the requirement of such a uniform electrical stress on the interface between the field control element 1 and the insulation surface 2 of the core, which is at most 0.2 kV / mm.

Příklad 2Example 2

Typ montovanej koncovky pre kabel na menovitó napatie 22 kV, ktorý je znázorněný na obr. 2, má pole riadiaci element 1 zo štyroch na seba nasunutých zmršťovacioh rúrok o dížkach 130 mm, 90 mm, 50 mm, 20 mm. Najvačší priemer takto vytvořeného telesa pole riadiaceho elementu 1. je 36 mm. Zmršťovacie rúrky sú zo zosieťovateTnóho polyetylénu plněného sadzami, vodivost’ materiálu je j x 10“ 1/ m, jeho permitiviva lé. Tvar a rozměry pole riadiaceho elementu JL vyplynuli z konštrukčnóho riešeniá podl’a vynálezu a uplatněním požiadavky, že elektrické namáhanie rozhrania medzi pole riadiacim elementom 1 a povrchom izolácie 2 žily je po celej dížke rovnoměrné a nepřesahuje hodnotu 0,1 kV/mm.The type of terminal fitted for the 22 kV rated voltage cable shown in FIG. 2, the field control element 1 has four shrink tubes, each 130 mm, 90 mm, 50 mm, 20 mm long. The largest diameter of the thus formed field body of the control element 1 is 36 mm. The shrinkable tubes are of carbon black-filled crosslinkable polyethylene, the conductivity of the material is j x 10 " The shape and dimensions of the field of the control element 11 resulted from the design according to the invention and by applying the requirement that the electrical stress of the interface between the field control element 1 and the insulation surface 2 of the core is uniform throughout the length and does not exceed 0.1 kV / mm.

Izolačný obal 4 tejto koncovky je vytvořený z izolačných samospojitefných. silikonových pások, ktorých permitivita je 3,0. Celková dížka koncovky je 200 mm, najvačší priemer 60 mm.The insulating sleeve 4 of this terminal is formed of insulating self-bonding. silicone tapes whose permittivity is 3.0. The total length of the ending is 200 mm, the largest diameter is 60 mm.

Riešenie podl’a vynálezu možno využiť predovšetkým v kébelovniach, resp. výrobniach, kde sa produkujú prefabrikované typy spojovacích a ukončovacích armatur pre vysokonapáťové káble, ale rovnako aj v rozvodných a v montážnych organizáciách a pri stavbách a'Opravách elektrického rozvodu aj priamo u příslušných užívatel’ov.The solution according to the invention can be used in particular in the dormitories, respectively. production plants where prefabricated types of connection and termination fittings for high-voltage cables are produced, but also in distribution and assembly organizations, and in the construction and repair of electrical wiring, directly to the users concerned.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION IN

1, A high-voltage cable terminal, characterized in that in an insulating shell (l) of a material having a conductivity of not more than 10 "* ®l / ohm and having a relative permittivity greater than 2.2, the field 1 'is a rotating body-shaped element (l). preferably a frustoconical conical with a cylindrical cavity which at one end or both ends is terminated by a cylindrical portion (A, B) and in the direction of the axis from the inlet end to the outlet end the outer diameter of the control element (1) is continuous, linear or stepped It decreases and is made of a material whose conductivity is 10 to 10 .mu.m and the permittivity is greater than 2.2.

2. The high-voltage cable terminal according to claim 1, characterized in that the field control element (1) of the terminal is a body of concentrically stacked cylindrical parts (a, b, o, d) having different length and outer diameter which are arranged in a stepwise manner according to their outer diameter such that the size of the cylindrical portions (a, b, c, d) is descending from the inlet end to the outlet end.