DE1198886B

DE1198886B - Geschichtete und mit einem fluessigen oder gasfoermigen Medium gefuellte Hochspannungs-isolierung fuer einen koaxialen elektrischen Leiter

Info

Publication number: DE1198886B
Application number: DES75399A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Ulrich Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1961-08-22
Filing date: 1961-08-22
Publication date: 1965-08-19
Also published as: US3160703A

Description

Geschichtete und mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium gefüllte Hochspannungsisolierung für einen koaxialen elektrischen Leiter Die Isolierung koaxialer elektrischer Leiteranordnungen, beispielsweise von Kabeln od. dgl., wird vorwiegend aus geschichteten Stoffen, insbesondere aus Papierbändern, aufgebaut, die in der Regel mit einem mehr oder minder viskosen Trägermaterial, beispielsweise mit Öl, durchtränkt werden. Wesentlich für eine solche Isolierung ist, daß das Potential des elektrischen Feldes von seinem Höchstwert unmittelbar an der Oberfläche des Leiters innerhalb der geschichteten Isolierung auf den Wert Null abgebaut wird. Dieser Abbau des Potentials des elektrischen Feldes erfolgt also vollständig innerhalb der geschichteten Isolierung, so daß beispielsweise der auf die Isolierung aufgebrachte Mantel das Potential Null aufweist. Sofern der Mantel nicht von vornherein metallisch ist, kann man das bekanntlich dadurch erreichen, daß zwischen Außenmantel und geschichteter Isolierung eine metallische Abschirmung angeordnet wird. Beim Aufbau solcher geschichteten Isolierungen für höhere Spannungen ist man derart vorgegangen, daß man am Ort der höchsten Feldstärke, d. h. am Leiter, Isolierstoffe höherer elektrischer Festigkeit angeordnet hat, d. h., unmittelbar am Leiter wurden die eine höhere Durchschlagfestigkeit aufweisenden Teile der Isolierung vorgesehen.
Die Erfindung beschreitet einen grundsätzlich neuen Weg zur Erhöhung der Durchschlagfestigkeit geschichteterHochspannungsisolierungen für koaxiale elektrische Leiter, innerhalb deren das Potential des elektrischen Feldes vom Höchstwert auf den Wert Null abgebaut wird. Bei dem neuen elektrischen Leiter ist erfindungsgemäß der die 50%-Äquipotentialfläche des elektrischen Feldes enthaltende Teil der geschichteten Isolierung hinsichtlich der Durchschlagfestigkeit höherwertiger ausgeführt als die übrigen Teile der Isolierung.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei einer geschichteten Isolierung eines koaxialen elektrischen Leiters, innerhalb deren das Potential des elektrischen Feldes vom Höchstwert auf den Wert Null abgebaut wird, die zu Glimmerscheinungen und damit schließlich zu einem Durchschlag der Isolierung führenden Vorentladungen durch das Auftreten von Raumladungen nicht unmittelbar am Leiter, sondern in dem die 50%-Äquipotentialfläche des elektrischen Feldes enthaltenden Teil der Isolierung auftreten. Durch umfangreiche Versuche hat es sich nämlich gezeigt, daß diese Vorentladungen im Bereich der 50%-Äquipotentialfläche die Ursachen für Durchschläge der Isolierung sind.
Für die Erfindung kommt es also nicht darauf an, daß durch eine Unterteilung der Isolierung in Zonen mit voneinander abweichenden Dielektrizitätskonstanten eine Potentialsteuerung erreicht wird, sondern für die Erfindung ist es wesentlich, daß sich das hinsichtlich der Durchschlagfestigkeit höchstwertige Isoliermaterial, das bei der betreffenden Isolierung verwendet wird, in dem die 50%-Äquipotentialfläche enthaltenden Teil der Isolierung befindet. Dies wird in Durchführung des Erfindungsgedankens beispielsweise dadurch erreicht, daß im Bereich der 50%-Äquipotentialfläche wesentlich dünnere Papierschichten als in den übrigen Lagen der Isolierung vorgesehen werden, da die Durchschlagfestigkeit einer geschichteten und getränkten Papiersolierung bekanntlich von der Papierdicke abhängt. Es können in dem die 50%-Äquipotentialfläche der Isolierung enthaltenden Teil aber auch besonders verdichtete Papiere vorgesehen werden.
Die Wirkung der Erfindung kann gegebenenfalls noch dadurch gesteigert werden, daß im Bereich der 50%-Äquipotentialfläche leitende oder schwach leitende Einlagen angeordnet werden.
In der Zeichnung ist zur Erläuterung der Erfindung ein Querschnitt durch ein Hochspannungskabel als Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Leiter 1 ist mit der geschichteten Isolierung 2 versehen, die in bekannter Weise aus aufgesponnenen dünnen Papierbändern aufgebaut ist, die mit einem geeigneten Tränkmittel, beispielsweise Öl, durchtränkt sind. Darüber liegen der äußere Mantel 3 sowie gegebenenfalls weitere, nicht dargestellte Korrosions- und Schutzschichten. Im Bereich der 50%-Äquipotentialfläche sind bei diesem Kabel innerhalb der Isolierung 2 einige Lagen 4 aus höherwertigen, beispielsweise dünneren oder dichteren Papierbändern angeordnet. Die Stärke dieser Schicht höherwertiger Isolierung richtet sich dabei nach den Abmessungen des Kabels bzw. Leiters und der vorgesehenen Spannung.

Claims

Patentansprüche: 1. Geschichtete und mit einem flüssigen oder gasförmigen Medium gefüllte Hochspannungsisolierung für einen koaxialen elektrischen Leiter, innerhalb deren das Potential des elektrischen Feldes von dem Höchstwert auf den Wert Null abgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, daß der die 50%-Äquipotentialfläche des elektrischen Feldes enthaltende Teil der geschichteten Isolierung hinsichtlich der Durchschlagfestigkeit höherwertiger ausgeführt ist als die übrigen Teile der Isolierung.
2. Geschichtete Hochspannungsisolierung nach Anspruch 1, bestehend aus mehreren Schichten aus Papierbändern unterschiedlicher Stärke, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierbänder der im Bereich der 50%-Äquipotentialfläche des elektrischen Feldes befindliche Schicht dünner und/oder dichter als die Papierbänder der übrigen Schichten der Isolierung sind.
3. Geschichtete Hochspannungsisolierung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch leitende oder schwachleitende Einlagen im Bereich der 50 o/o-Äquipotentialfläche. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 577109; deutsche Auslegeschrift Nr. 1053 056; USA.-Patentschriften Nr. 2191995, 2 988 467; Zeitschrift Transactions AIEE, Vol. 59, Dezember 1940, S. 660 bis 663.