CS226347B1 - High-voltage cable - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU 226347 (11) (Bl)

(22) Přihlášené 20 08 82(21) (PV 6096-82) (51,Jnt Cl.3H 01 B 7/28 (40) Zverejnené 29 07 83

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (45) Vydané 15 10 85 (75)

Autor vynálezu TICHÝ VLADIMÍR doe. ing. CSc., ŘEPKA JÁN ing., BRATISLAVA,

HOLÍÍK MIROSLAV ing., PEZINOK, SYNAK DUŠAN ing. CSc., BRATISLAVA (54)Vysokonapáfový kábel i

Predmetom vynálezu je zdokonalená konštrukcia vysokonapaťového kábla s jednou aleboviacerými izolačnými vrstvami z polymérnych materiálov, ktorého vlastnost izolácie sa v prie-behu doby životnosti nezhoršujú z titulu vzniku "vodných stromčekov" v izolácii, spfisobenýchprenikáním vody do Izolácie z lanového jadra. "Vodné" alebo "elektrochemické stromčeky'.’ sú najma v oblasti vn a vvn silnoprúdovýchkáblov poruchové miesta v izolácii, ktoré značné zhorSujú elektrické vlastnosti izolácie.Vznikájú v izolácii vtedy, ak sa v nej nachádza voda a ich veTkost a rýchlosť rastu je zá-vislé, okrem iného, na elektrickom namáhaní a teplotnom spáde. Experimentálně bolo zistené(Elektrizitatswirtschaft str. 79 číslo 26/1980), že elektrická pevnost izolácie zo zosiete-ného polyetylénu káblov s lanovaným jadrom po dvoch až troch tisícoch hodinách klesne na po-lovicu, ak v lanovanom jadre kábla bola voda a kábel bol připojený na striedavé napátie.

Voda, ktorá do kábelovej izolácie sa mdže dostat cez jádro, je podstatné nebezpečnaj-šia ako voda, ktorá sa do izolácie dostává cez káblový plášť alebo voda, ktorá v izoláciizostáva po technologickom procese. NebezpeČnejšia je z toho dčvodu, že sa z jadra dostávábezprostředné do miest najvyššieho gradientu elektrického poTa kábla. V súčasnosti sa zamedzuje prenikaniu vody do izolácie z prostredia, v ktorom je kábeluložený, t. j. prenikaniu vody cez plášt kábla, používáním vodu nepriepustných pláštov,ktoré sú celokovové, alebo kombinované s kovových fólií a polymérnych materiálov. Axiálne-mu šíreniu vody pod plášťom sa zabraňuje vyplněním priestoru medzi pláštom a tienením nadizoláciou vhodnými výplňovými materiálmi. 226347 226347

Prenikaniu vody z jadra do izolácie sa zabraňuje tak, že jadrá káblov sa robia jednp-drdtové. Toto riešenie je ale vhodné len pre malé prierezy jadier a z ddvodov dilatáciejadier sa pře vn a vvn káble neodporů2a.

Do viacdrdtového lanovaného jadra mdže voda vniknút počas výrobnéhoprocesu, počasskladovanla ak jeho konce nie sú dostatočne utěsněné, v prlebehu montáže, pri ppruche káblazapríčinenej či už elektrickým prierazom izolácie alebo mechanickým porušením kábla von-kajším zásahem. Voda sa v jadre šíři axiálně do poměrně velkých dížok a cez polovodivúvrstvu vniká do izolácie. Pri poruche kábla zapríčinenej vodou v jadre je potom potřebnévyměnit celú dížku kábla, v ktorej sa nachádza voda.

Uvedené nedostatky odstraňuje riešenie podTa vynálezu, ktorého podstata je v tom, žemedzi jadrom a vnútornou polovodivou vrstvou vysokonapaťového kábla je vytvořená z kovovějpásky vodotěsná medzivrstva v tvare súvislej rúrky tesne obopínajúcej vonkajší obvod jadratak, že okraje kovověj pásky sa pozitivně prekrývajú minimálně dva milimetre a v miesteprekrytia sú přeložené tesniacou páskou polymérneho materiálu, výhodné polytetrafluóretylé-nu o hrúbke od 0,02 až 0,08 mm a šírke vačšej, ako je šířka prekrytia. Vodotěsná medzi-vrstva je vytvořená z kovověj pásky ako Spirálovitá súvislá rúrka alebo ako axiálna súvislárúrka. V případe hliníkového jadra je kovové páska z hliníka, o hrúbke 0,05 až 0,15 mma v případe měděného jadra je kovová páska z médi o hrúbke 0,02 až 0,1 mm. Výhodou riešenia podTa vynálezu je to, že kovová páska vodotěsně obaluje jádro vysoko-napaťového kábla po celom jeho povrchu, okraje pásky sa prekrývajú a v mieste prekrytia jeuložené tesniaca páska, pričom obalovanie alebo ovijanie jadra kovovou páskou sa uskutočňujev jednej operácii s vytláčením polovodivej a izolačnej vrstvy kábla. Pri vytlačovaní polo-vodivej vrstvy nad jádro pdsobí na kovovú pásku tlak o velkosti niekolko desiatok MPa,čím je zabezpečené ddkladné utesnenie miesta prekrytia kovověj pásky. Na polovodivú vrstvunad jadrom sa súčasne vytláča aj izolačná vrstva, čím sa na miesto prekrytia písobiacitlak ešte zvýši. Tým vznikne ddkladné utesnenie miesta prekrytia pásky a zabránenie pre-nikania vody z jadra do izolácie. Ďalšou výhodou riešenia je, že ovinutím jadra kovovoupáskou sa docieli aj zmenšenie zatekania polovodivého materiálu medzi drOty lanovanéhojadra, ku ktorému dochádza při vytlačovaní polovodivej vrstvy. Ekonomický přínos vynálezuje vo zvýšení životnosti a prevádzkovej spolehlivosti vn a vvn káblov, v znížení ich poru-chovosti zamedzením vzniku "vodných stromčekov". V prípadoch, kedy voda do jadra vniklaa ddjde k prierazu kábla, nie je potřebné vymienať celu dížku kábla, v ktorého jadre sa vo-da nachádza, ale len dížku potřebná na vyhotovenie spojky. Tým vznikájú úspory na kábli,na výkopových a montážnych prácach. Kábel podlá vynálezu je možné vyrábať s menšou zmetkovitosťou, pretože nie je potřebnévyřadit dlžky káblov, do ktorých sa připadne voda do jadra dostala pri technolog!ckom pro-cese. U kábla podlá vynálezu je zároveň množstvo polovodivého materiálu zatečeného medzidrSty jadra menšle v porovnaní s káblámi, ktorých jádro nie je obalené kovovou páskou.

Na priloženom obr. 1 je znázorněný rez vysokonapaťovým káblom podlá vynálezu a na obr. 2 je detail miesta prekrytia okrajov kovověj pásky v rozvinutom stave.

Lanové jádro J. je obalené v pozdlžnom smere alebo Spirálovité ovinuté kovovou páskou2, ktorá vytvára vodotesnú medzivrstvu a tesne obopína lanované jádro J.· V mieste prekrytia6 okrajov kovověj pásky £ je přeložená tesniacou páskou J například z polytetrafluóretylé-nu. Nad kovovou' páskou £ je extrúderom vytlačená polovodivá vrstva 4 a izolačná vrstva £,ktoré zatesnia kovovú pásku 2 na profile jadra J,» 2íw zároveň dfikladne utesnia miesto pre-krytia 6 okrajov kovověj pásky 2. Tým mdže vnikat voda z jadra J. len připadne cez miesto 6prekrytia kovověj pásky 2, zatialčo u káblov bežnej konštrukcie preniká voda do izoláciepo celom obvode lanovaného jadra J_· 3 226347

Množstvo vody a rýchlosť prenikania vody z jadra J. u doteraz používaných konštrukeiíje možné matematicky vyjádřit vzťahmi:

Množstvo vody: Q = p1 . G . t (A)

Tlak vody: p2(t) = P1 * 1 ~ e” ” ” θ " kde Q je množstvo vody preniknutej do izolácie p, je tlak vody v jádře t je doba prenikania vody p^(t) je tlak vody v polovodivej vrstvě, ktorý je funkciou Sasu kde Λ ji · a G = b . - (C)

L 273 + T 1 = - . - (D)

273 V b = D . S (E) kde D je difdzne konstanta S je konstanta rozpustnosti podTa Fickovho a Henryho zákona d je stredný priemer polovodivej vrstvy nad jadrom

T je teplota v °C 7 je objem polovodivej vrstvy L je hrúbka polovodivej vrstvy.

Pre případ, že jádro vysokonapatového kábla je obalené kovovou páskou podl’a vynálezu,budú platit vztahy: Q' = p, · «' · t ’p2(t) = P, · <’ “ β "«· G · 1 ) kde h G' = b . -

i + L h je hrúbka tesniacej pásky i je dlžka prekrytia. Z porovnania vzťahov pre množstvo vody preniknutej do izolácie Q a Q' a rýchlosťouprenikania vody Pj(t) 8 p2(t) ^P1^705

ť_ O = i + L ji. dt G' h L

Claims (5)

1. 226347 4 Q'_ G'_ h . L Q G (i + L) π . d V naSom příklade při priemere jadra d = 20 mm, hrúbke polovodivej vrstvy L = 0,8 mm,dížke prekrytia i = 5 mm a hrúbke tesniaoej vrstvy h = 0,05 mm vychádza, že ť/t = 9110a Q'/Q =1,1. 10-4. Znamená to, že rýehlosť prenikania vody z jadra do izolácie v případe konStrukciekébla podl’a vynálezu bude ,0 000-krát menšia ako u doteraz používanéj konštrukcie a zarovnaký čas prenikne do izolácie 10 000-násobne menej vody. PREDMET VYNÁLEZU

   1. Vysokonapaťový kábel pozostávajúci z viacdrítováho lanovanáho jadra s výtlačnélisovanou izoláciou z polymérnych materiálov a s vnútornou a vonkajšou polovodivou vrstvouvyznačujúci sa tým, že medzi jadrom (1) a vnútornou polovodivou vrstvou (4) je vytvořená z kovověj pásky (2) vodotěsná medzivrstva v tvare súvislej rúrky tesne obopínajúoej vonkajší obvod jadra (1) tak, že okraje kovověj pásky (2) sa pozitivně prekrývajú minimálně 2 mma v mieste (6) prekrytia sú přeložené tesniacou páskou (3) z polymérneho materiálu, vý-hodné polytetrafluóretylénu o hrúbke od 0,02 až 0,08 mm a šírke (i) vačšej ako je šířkaprekrytia.
2. 2. Vysokonapaťový kábel, vyznačený tým, že vodotěsná medzivrstva je vytvořená z kovo-věj pásky (2) ako Spirálovitá súvislá rúrka..
3. 3. Vysokonapaťový kábel podl’a bodu 1 , vyznačený tým, že vodotěsná medzivrstva je vy-tvořená z kovověj pásky (2) ako axiálna súvislá rúrka.
4. 4. Vysokonapaťový kábel podlá bodu 1, vyznačený tým, že v případe hliníkového jadra(1) je kovová páska (2) z hliníka o hrúbke 0,05 až 0,15 mm.
5. 5. Vysokonapaťový kábel podlá bodu 1, vyznačený tým, že v případe měděného jadra (1)je kovová páska (2) z médi o hrúbke 0,02 až 0,1 mm. 2 výkresy