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Prüfkabelendverschluß für Hochspannungskabel Wenn elektrische Hochspannungskabel
einer Prüfung unterworfen werden, welche das Anlegen der Betriebshöchstspannung
oder eines höheren Potentials zwischen dem Leiter und der zu prüfenden nichtleitenden
Schutzschicht bzw. der dielektrischen Ab-
schirmung des Kabelkerns mit sich
bringen, ist es notwendig, zeitweilig Vorkehrungen zu treffen, um am Ende des Kabelkerns
die elektrischen Beanspruchungen des Kabeldielektrikums herabzusetzen.
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Bei der Routineprüfung von Hochspannungskabeln war es bisher allgemein
üblich, auf das freigelegte Dielektrikum am Ende jedes zu prüfenden Kabels einen
Papier-Endverschlußkegel aufzubringen und bei Beendigung der Prüfung diesen Endverschlußkegel
abzuwickeln und wegzuwerfen. Diese Methode * der Vorbereitung eines Kabelendes
ist nicht nur zeitraubend, sondern zusätzlich dazu muß der Endverschlußkegel durch
geschickte Kabelleger hergestellt werden.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine verbesserte Einrichtung für den
Endverschluß eines sich in der Prüfung befindlichen Hochspannungskabels zu schaffen.
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Die Erfindung geht aus von einem Prüfkabelendverschluß für Hochspannungskabel,
bestehend aus einem gegossenen Endverschlußkegel, einem Ölvorratsbehälter und einer
Anschlußeinrichtung für die Herstellung einer Verbindung mit dem Kabelleiter und
ist dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter teilweise vom Endverschlußkegel
und teilweise von einem auf diesem sitzenden rohrförmigen Körper gebildet und derart
geformt ist, daß das darin befindliche Öl einen Teil der Isolation des Kabelleiters
bildet, daß die Bohrung des Endverschlußkegels an dessen weiterem Ende im Durchmesser
zunimmt, um eine kegelstumpfförmige Endwand zu bilden, die mit der Achse des Endverschlußkegels
einen solchen Winkel einschließt, daß sie im Betrieb im wesentlichen eine Äquipotentialfläche
bildet, und daß die Verbindungseinrichtung einen Metallstab oder ein Rohr aufweist,
welcher oder welches im Betrieb durch den ölvorratsbehälter hindurchführt, um so
eine elektrische Verbindung mit dem Kabelleiter herzustellen.
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Diese verbesserte Einrichtung für den Endverschluß eines sich in der
Prüfung befindlichen Hochspannungskabels stellt eine radikale Abkehr von der normalen
Praxis dar, da der Endverschlußkegel, der einen Teil des Kabelendverschlusses bildet,
ein vorgeformter Gußkörper aus synthetischem Harz ist. Folglich ist nach Beendigung
der Prüfung der Kabelendverschluß leicht vom Kabel zu lösen und derselbe Kabelendverschluß
immer wieder zu verwenden. Diese neue Praxis vermindert in beträchtlichem Maß die
Zeit, die erforderlich ist, um das Ende eines Kabels für die Routine-I-lochspannungsprüfung
vorzubereiten. Darüber hinaus kann die Vorbereitung des Kabels auch durch weniger
geschultes Personal ausgeführt werden.
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Außerdem ist der Kabelendverschluß so konstruiert, daß sowohl der
gegossene Verschlußkegel als auch das Öl im Vorratsbehälter einen Teil der
Isolation sowohl für den blanken Leiter als auch für die elektrische Verbindung
zu diesem, welche durch den Vorratsbehälter hindurchführt, bilden. Dies bedingt
das Vorsehen einer im wesentlichen äquipotentialen Zwischenfläche zwischen dem
Öl und dem gegossenen Verschlußkegel und das Befestigen des ölvorratsbehälters
am Verschlußkegel in solcher Weise, daß das Öl dem blanken Kabelleiter und
den diesem benachbarten Teil des Verbindungsstückes umgibt.
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Wenn der Kabelendverschluß für die Verwendung bei höheren Spannungen
bestimmt ist, wird es vorgezogen, den gegossenen Endverschlußkegel mit einer Reihe
von nach außen vorstehenden Rippen zu versehen, die mit dem gegossenen Körper einstückig
ausgebildet werden können.
Die Elektrode des gegossenen Endverschlußkegels
ist vorzugsweise eine leitende Schicht, die durch Auf-
sprühen oder anderweitiges
Niederschlagen eines leitenden Materials auf einer Oberfläche eines Teils des gegossenen
CY Körpers hergestellt wird. Alternativ kann die Elektrode auch vollständig in dem-
gegossenen Endverschlußkegel eingebettet sein oder kann teilweise frei liegen. In
diesem letzteren Fall kann sie aus einer Metallfolie oder einem Metallgewebe bestehen
oder eine leitende Schicht sein, die durch Aufsprühen oder anderweitiges Niederschlagen
eines leitenden Materials auf einer Oberfläche eines Teils des Endverschlußkegels
gebildet wird, bevor das Gießen des Verschlußkegels beendet ist. In allen Fällen
wird es vorgezogen, daß die innere leitende Oberfläche der Elektrode eine kontinuierliche
glatte Kurve ist. Sollten sich in dieser Kurve, ir-endwelche Unterbrechungen befinden,
so ist es zweclmäßig, wenn sich solche Unterbrechungen bzw. Diskontinuitäten, wenn
sie einen ]deinen Radius haben, entfernt von dem gekrümmten Ende des Endverschlußkegels
in Erscheinung treten. Es wird vorgezogen, den Endverschlußkegel aus einem Epoxyharz
herzustellen, welches einen feinverteilten Siliciumoxydfüllstoff enthält, und den
Verschlußkegel unter Vakuum zu gießen, Der rohrförmige Körper, der einen Teil des
Ölvorratsbehälters bildet, besteht vorzugsweise aus einem unteren zylindrischen
Teilstück, das vorübergehend oder dauernd am Endverschlußkegel befestigt ist, und
aus einem oberen zugespitzten Teilstück, das in eine kleine öffnung ausläuft, in
welcher die Anschlußeinrichtung mit Paßsitz sitzt.
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Der Metallstab oder das Metallrobr, wrIcher bzw. welches die Anschlußeinri#--litung
bildet, ist vorzugsweise in einem zylindrischen Körper aus synthetischem Harz eingebettet,
der durch Gießen, vorzugsweise unter Vakuum, hergestellt wird. Wenn für die Verwendung
bei höheren Spannungen bestimmt, ist dieser Körper vorzugsweise mit einer Reihe
von nach außen vorstehenden Rippen vers#,>hen, die vorzugsweise mit dem Körper einstückig
ausgebildet sind. Das dem Kabelleiter ab(Yewandte Ende der Anschlußeinrichtung wird
zweelmäßig r-nit einem schalenförrnigen Harzflansch versehen, der ebenfalls mit
dem Körper ein Stück bilden kann, wobei der Flansch einen solchen Durchmesser hat,
daß der radiale Leck-bzw. Kriechweg entlang der Oberfläche des Flansche-s -von ausreichender
Länge is4 um einen überschlag -von der Kante der Scheibe zu verhindern.
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Bei der Vorbereitung des Endes eines Kabelkerns für eine Hochspannungsprüfurig
unter Verwendung ,des verbesserten Kabelexidverschlusses wird die Schutzummantelui#g
des Kabels weggeschnitten, um die dielektrische Abschirmung des Kerns freizulegen,
und die dielektrische Abschirmung wi - rd weggüschnitten, um nur ein
kurzes Stück der Abschirmung zu be# lassen. E a dielektrisch er Körper von geringer
radialer Dicke wird auf das freigelegte Dielektrikum auf, ,gebracht oder auf diesem
aufgebaut, um als Füllstoff zwischen dem Kern und dem darauf zu befestigenden gegossenen
Verschlußkegel zu )Adrken, wobei das Ende des dielektrischen Körpers, welches in
der Nähe des Endes der dielektrischeii Abschirmung liegt, zugespitzt ist Der Endverschlußke
gO mit dem darauf .angebrachten rohrförmigen Körper wird dann über dem dieloktrischen.
Körperbefi,-stigt, und eine leitende Schicht wird Über dem zugespitzten Ende des
dielektrischen Körpers aufgebracht, um eine, Verbindung zwischen der dielektrischen
Abschirmung und der Elektrode des Verschlußkegels zu bilden, und schließlich wird
der ölvorratsbehälter mit Isolieröl gefüllt.
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Die Relativlängen des freigelegten Dielektrikums des Endverschlußkegels
sind vorteilhaft solcherart, daß das obere äußerste, Ende vom kegelstumpfförniigen
konischen Ende des Endverschlußkegels sich unterhalb des oder etwa in Höhe mit dem
Ende des Nichtleiters des Kerns befindet, wobei in allen Fällen das Ende des Nichtleiterkabels
in das öl eintauchen muß.
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Wenn die Anschlußeinrichtung als Metallrohr und der Kabelleiter als
feste Litze ausgebildet sind, so kann die Verbindung zwischen dem Rohr und der Litze
mittels eines Metallstiftes, welcher in das Ende des Leiters eingedrückt und in
das Ende des Rohrs eingepaßt wird, hergestellt werden, Bei einem Hohlkernleiter
kann ein Metallbauteil in das Rohr eingeführt wer-den, wobei dies#,r Ba ut e il
eine- n . Metallstift aufweist, welcher in das Rohr des Verbindungsrohrs
eingepaßt wird.
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Zum besseren Verständnis der Erfindung und -zur leichteren Anwendung
derselben in dpr ]Praxis soll diese nimmehr an Hand der sie beispielsweise wiedergebenden
Zeichnung, welche einen Kgbelendverschluß entsprechend einer erfindungsgeniäßen
Anweyldungsform wiedergibt, und der Beschreibung des - ah ,
erfindungsgemäßen
Verf rens und der Vorrichtung zum Befestigen eines vorübergehenden Verschlusses
an elektrischen Kabelkernen näher erläutert werden und zwar zeigt F i
g. 1 einen Schnitt durch den Endverschlußkegel, F i g? 2 einen
Schnitt durch die Anschlußeinrichtung, Fig. 3 einen Teilschnitt des Kabelendverschlusses
in Verbindung mit dem Endedes Xabelkerns, während F! g. 4 einen Schnitt durch
die, Verbindung zwischen der Anschlußeinrichtung und der Kabelader emäß F i
g. 3 in einem größeren Maßstab wiedergibt.
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Der in F i g. 1 gezeigte Endve - rschlußkegel
1 besteht aus einem zylindrischen Körper 2, welchfraus einem Epoxyliarz vakuumgegossen
ist, wobeidas Epoxyharz einen fzinverteillen Siliciumdioxydfüllstpff aufweist. Der
Körper 2 weist eine glatte gleichförmige Bohrung 3 auf. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit
soll der Körper 2 mit seiner Achse senkrecht auf das Ende des Kabelkerns aufgepaßt
beschrieben und erläutert werden.
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Das untßre Teilstück. des Körpers 2 besteht aus einem dünnwandigen
Rohr 4, welches an seinem unteren Ende einen sich verjüngenden Messingring
.5
aufweist. Der Ring 5 ist um das dünnwandige Rohr 4 und das sich
an seinem unteren Ende bis zur Wandstärke, Null verjüngende dünnwandige Rohr gepaßt,
um so diß Bohrung 3 des Endverschlußkegels 1 zu verstärken.
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Das dÜnnwandige Rohr 4 des Harzkörpers 2 erweitert sich nach oben
zu einem dickeren rohrförmigen Teilstück 6, welches mit einer sich nach außen
hin erweiternden ringförmigen Nut 11 versehen ist. Eine Metallschicht
10, welche an der Innenfläche vom oberen Rand des Ringes 5 aus beginnt
und sich -über die Oberfläche der nach außenhin erweiterten Nut 11
erstreckt,
ist auf die äußere Oberfläche des sich verjÜngenden dünnwandigen Rohrs 4 aufgespritzt.
Die leitende Schicht 10 vergrößert sich allmählich im Durchmesser in demjenigen
Teilstück, welches sich
vom Ring 5 weg erstreckt, und diese,
allmähliche Zunabme im Durchmesser setzt sich bei dem sich nach unten erstreckenden
Teilstück in der nach außen hin erweiterten Nut 11 fort.
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Am oberen Ende des dickeren rohrförmigen Teilstücks 6 erweitert
sich die Bohrung 3 im Durchmesser zu einer kegelstumpfförmigen Wandung
8, welche im wesentlichen eine Äquipotentialfläche bildet, wenn der Endverschlußkegel
im Betrieb ist. Der obere Rand des röhrenförmigen Teilstücks 6 ist weggeschnitten,
um eine Stufe 12 zur Aufnahme eines Rohrs 13 aus einem durchscheinenden Plastikmaterial,
welches die ölbehälterwand bildet, zu formen. Der Körper 2 ist mit drei horizontal
angeordneten Radialrippen 7 versehen.
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Eine Anschlußeinrichtung, welche sich für den Gebrauch zusammen mit
dem Endverschlußkegel 1 eignet, weist ein Verbindungsstück 16 auf,
welches in F i g. 2 gezeigt ist. Es besteht aus einem Kupferrohr
17, welches in einen vakuumgegossenen Epoxyharzkörper 18 eingebettet
ist, um eine Stange zu bilden, welche am oberen Ende eine Anzahl von Rippen
19
aufweist. Das Ende des gegossenen oder sonstwie geformten Körpers
18 gegenüber jenem, welches die Verbindung mit der Ader des Kabels herstellt,
ist mit einem einstückig ausgebildeten Flansch 20 versehen, wobei die Oberfläche
des Flansches mit dem Ende des Kupferrohrs 17 fluchtet oder bündig ist.
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Wie F i g. 3 zeigt, wird, wenn der Endverschlußkegel
1 auf einen Kabelkern 23 aufgepaßt ist, ein ausreichender Teil des
Dielektrikums 24 freigelegt, um sicherzustellen, daß das Ende des Dielektrikums
sich etwa in gleicher Höhe mit der Spitze des kegelstumpfförmigen Teilstücks
8 am oberen Ende des Körpers 2 befindet. Eine Rolle oder ein Wickel 22 aus
imprägniertem Papier von kleinem Durchmesser wird auf das freigelegte Dielektrikum
24 aufgebracht, um als ein Füllstück zwischen dem Kabelkern 23 und dem geformten
Körper 2 des Endverschlußkegels 1
zu dienen, wenn der Endverschlußkegel auf
das Ende des Kabelkerns aufgepaßt ist.
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Die elektrische Verbindung zwischen dem Ende der dielektrischen Abschirmung
25 des Kerns 23 und dem Metallring 5 am unteren Ende des Endverschlußkegels
1 kann vorteilhaft durch Umwickeln mit Leitungsdraht 26 erfolgen,
aber auch andere Anordnungen oder Ausbildungen einer leitenden Schicht können zur
Anwendung kommen. Beispielsweise kann stromleitendes Material auf das sich verjüngende
Ende des darüberliegenden Papierrohres 22, welches auf dem Dielektrikum 24 sitzt,
aufgesprüht werden, und die so gebildete Schicht kann sich in ausreichendem Maß
über die dielektrische Abschirmung und über den Metallring des Endverschlußkegels
weg erstrecken, um so eine gute elektrische Verbindung sicherzustellen.
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Die elektrische Verbindung nach dem Leiter 27
des Kabelkerns
23 wird durch Bauteile des Verbindungsstückes 16 hergestellt, wie
dies besonders ausführlich in F i g. 4 gezeigt ist. Das Ende des Verbindungsstückes
16, das sich gegenüber dem Flansch 20 befindet, wird mit dem Leiter
27 mittels eines Metallstiftes 28 verbunden, welcher am einen Ende
zugespitzt ist, um ihn in den Leiter eindrücken zu können, und am anderen Ende einen
gleichbleibenden Durchmesser hat, der etwa gleich dem Innendurchmesser des Kupferrohres
17 ist, so daß das Kupferrohr auf ihn aufgepaßt werden kann. Die Verbindung
nach dem oberen Ende des Verbindungsstückes 16 kann beispielsweise durch
Einfügen eines Stiftes in das obere Ende des Kupferrohres 17 hergestellt
werden, Wenn der Kabelendverschluß mit dem Ende des Kabelkerns 23 verbunden
ist, wird das Rohr 13,
das den ölbehälter bildet, mit Isolleröl gefüllt.
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Der oben beschriebene besondere Kabelendverschluß ist zum Prüfen von
132-kV-Kabeln geeignet. Bei Benutzung des gleichen Kabelendverschlusses für 66-k-V-Kabel
erübrigt es sich, Rippen am Körper des Kegels und am Verbindungsstück vorzusehen.
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Die erfindungsgemäße Anwendung des Kabelendverschlusses weist den
Vorteil auf, daß eine viel kürzere Länge des Nichtleiters freigelegt zu werden braucht,
als wenn ein Papierendverschlußkegel auf den Nichtleiter aufgebracht oder aufgebaut
wird, und als Folge der Anwendung des vorgeformten Endverschlußkegels verringert
sich die Zeit, welche zum Anbringen des Verschlusses nötig ist, erheblich. Das mit
Rippen versehene, beschriebene Verbindungsstück ermöglicht ein einfaches und vorteilhaftes
Verfahren zur Herstellung einer Verbindung mit dem Kabelleiter.