DE2154082A1

DE2154082A1 - Endmuffe für Hochspannungskabel

Info

Publication number: DE2154082A1
Application number: DE19712154082
Authority: DE
Inventors: William Charles StClair Shores; Kelley James Kenneth Carleton; Mashikian Matthew Serop Huntington Woods; Mich. McMurray (V.StA.)
Original assignee: Detroit Edison Co
Current assignee: DTE Energy Co
Priority date: 1970-11-04
Filing date: 1971-10-29
Publication date: 1972-05-10
Also published as: IT941074B; FR2116385B1; US3673305A; BE774834A; GB1363247A; CA943200A; CH545022A; FR2116385A1

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmarin Dr. R. Koenlgsberger - Dlpl.-Phys. R. Holzbauer - Dr. F. Zumstein Jun.

TBLBFON: ÜAmSL-NR. ==».1 ' _β MÜNCHEN 2. TELEX 529978 BRÄUHAUSSTRASSE 4/III

TELEGRAMME: ZUMPAT POSTSCHECKKONTO: MÜNCHEN 91139

BANKKONTO: BANKHAUS H. AUFHÄUSER

S¹Q 3.33 (Iih) ko/ko

Case 3-257/DE 1

DETROIT EDISON COMPANY, DET¹ViT

Endmuffe für Hochspannungskabel,

Gegenstand der Erfindung ist eine Endmuffe, die am Ende eines isolierten Hochspannungskabels angebracht ist, um ein PeId aufzubauen,, das sich im wesentlichen gleichförmig vom Erdpotential am Kabelmantel zum Leitungspotential am Ende der Kalbemuffe ändert. Es wird erreicht, daß sich das Peldpotential in einer Weise allmählich verringert, die sich einer linearen Abnahme der Feldstärke pro JDängenvinheit nähert, indem eine Vielzahl von Ka|)azitäten verwendeb wird, die aus alternierenden Ringen aus elektrisch leitendem und elektrisch isolierendem Material aufgebaut sind. Die Iloihe von Ringen kann in Gruppen geteilt sein, die in einer alitieren isolierenden Abschirmung angeordnet sind und bausfceinarbig miteinander verbunden werden können, um eine Kabel endmuffe. "on

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einer länge zu bilden, die durch die Betriebsbedingungen bestimmt ist.

Bs sind Einrichtungen zum Verbinden von aufeinanderfolgenden Bausteinen oder Elementen vorgesehen, welche Metallringe umfassen, die Endelemente der Reihe von Kapazitäten bilden und mit ineinander eingreifenden Bajonettverschlüssen versehen sind, um eine mechanische Verbindung zwischen den Bauelementen zu liefern, wobei ein Überschlag zwischen den Elementen verhindert wird.

Erfindungsgemaß ist ein Harz vorgesehan, das mit Kohlenstoff durchsetzt ist, um ihm eine meßbare Leitfähigkeit zu geben, und das so geformt ist, daß es als Entlastungskegel in der Anordnung wirkt.

Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt einer erfindungsgemäß aufgebauten Kabelendmuffe.

Eig. 2 zeigt einen Schnitt eines Elementes, welches zur Herstellung eines in Fig. 1 gezeigten Aufbaues verwendet werde, η kann.

Fig. 3 zeigt in Schnitt eine flexible Abschirmung zur Verwendung in Verbindung mit einem Endelement, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. '

Fig. 4 zeigt in einem vergrößerten Ausschnitt einen Verbindungnnchllfez an ei ziem Ende eines Elementes.

Fifi. 5 ißt ein Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 4.

Piß. 6 zeigt im Satiiiibfc das Ineinandergreifen zwischen <1 on VVt'üindungß el erneuten an den ent^e^u^e .«etsten Enden dyr aufainandütfoL^enden ÜLomonto.

VIr,- 7 üeii;t eine ab^fJwnmieLto <;ioiu'.nf iccn■: fcrukti on.

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Pig. 8 zeigt einen Schnitt durch eine weitere Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 9 zeigt in einer graphischen Darstellung die nichtlineare Stromspannungs-Kennlinie des dielektrischen Materials in den Kapazitäten.

In Pig. 1 ist eine Kai) el end muffe zum Anbringen an einem Hochspannungskabel gezeigt, wobei ein Teil dieses Kabels mit 10 bezeichnet i3t, das eine metallische, leitende Abschirmung hat, die in der Darstellung der Pi;.nr zurückgeschoben i3t, um bei 14 zu enden. Die Isolation des Kabels, die mit 16 bezeichnet ist, erstreckt sich im allgemeinen durch die Muffe und endet am oberen "£nde, v/o sie mit einer Unterlegscheibe 18 in Eingriff ist. Der metallische Leiter oder die Seele des Kabels ist mit 20 bezeichnet.

Die Endtnuffe selbst umfaßt eine im allgemeinen zylindrische Metallabschirmung 22 mit sich radial erstreckenden Planschen 24 und 26. An dem unteren Plansch 26 ist durch ein geschraubtes Befestigungselement 28 eine untere Klemtna 30 befestigt, die mit 32 bezeichnete Klemmenansätze aufweist, mit denen die Klemme dicht gegen die äußere metallische Abschirmung 12 des Kabels in Eingriff gebracht werden kann.

Angrenzend an das untere Ende der Kabelmuffe ist eine flexible Abschirmung 34 vorgesehen, die aus einem geeigneten Polymermaterial, wie z.B. Polyurethan, geformt ist, aber mit einer kleinen Menge von leitenden Teilchen, wie z.B. Kohlenstoff, versehen ist, um eine meßbare Leitfähigkeit zu erzeugen. Die Abschirmung ist, wie es dargestellt ist, so geformt, daß sie eine im allgemeinen konisch geformte innere Oberfläche 36 aufweist, die in der Zeichnung konvex dargestellt ist, und die mit dem entsprechend geformten unteren Ende einer flexiblen, isolierenden Hülse 38 in Berührung ist. Die Abschirmung 34 und der Teil der flexiblen Hülse 38 in dei* Metallabschirmung 22 bilden eine elektrische Spannungsentlastungsanordnung. Die

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flexible isolierende Hülse 38 kann aus demselben Material, z.B. Polyurethan, gebildet werden, mit der Ausnahme, daß sie keine leitenden Teilchen enthält. Die Abschirmung 34 und die Hülse 38 sind chemisch miteinander verbunden.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, steht die innere Oberfläche der Hülse 38 mit der äußeren Oberfläche der Isolation 16 in Berührung, die an dem Hochspannungskabel vorgesehen ist.

Die flexible, isolierende Hülse 38 umgibt eine Konstruktion 39_f die eine Vielzahl von Bauelementen umfaßt, von denen jedes * eine Reihe miteinander verbundener Kapazitäten umfaßt, die durch leitende Ringe 40 gebildet werden, welche durch elektrisch isolierende Ringe 42 aus einem Material mit einer hohen mechanischen Festigkeit und einer hohen Dielektrizitätclconntanten getrennt sind. Bevorzugte Materialien für diesen Zweck, die sich für die Verwendung bei allen hier beschriebenen Ausführungen formen der Erfindung eignen, werden später im einzelnen beschrieben.

Den zylindrischen Aufbau aus alternierenden metallischen Ringen 40 und isolierenden Ringen 42 jedes Elementes umgibt ein äußerer Isolatorring 46. Die Ringe 46 sind rings um die eingebauten Kapazitäten geformt oder auf andere Weise dauerhaft befestigt, und jeder ist angrenzend, an sein oberes Ende mit Teilen 48 versehen, die in entsprechend geformten Ausnehmungen 50 sitzen können, die an der Unterseite des nächsten anschließenden Ringes vorgesehen sind. Dichtungsmittel, wie z.B. O-Ringe 52, sand vorgesehen. Die Ringe können mechanisch durch geeignete Mittel miteinander verbunden sein, wie z.B. durch die Bajcnettverbindungskonstruktion, die in den Fig. 2 und 4 bis 6 im Detail gezeigt ist.

Am oberen Ende der Kabelendmuffe ist eine Endkappe oder Abdeckung 54 vorgefallen, rlio einen äußeren Umfangsflansoh 53 aufweint, der

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so gebogen ist, daß or den oberen Teil 48 des obersten Isolationaringes 46 umschließt. Die Abdeckung 54 wird durch geeignete Mittel in ihre lage festgehalten, z.B. durch eine Klemme 56, die cit der abisolierten Seele 20 des Kabels in Eingriff ist. In der Abdeckung 54 ist eine leitende Peder 58 vorgesehen, die mit dem obersten Metallring 40 in Eingriff ist und den oberen Metallring 40 mit der Endkappe 54 elektrisch verbindet. Ebenso befindet sich zwischen der Unterlegscheibe 18 und der Unterseite der Peder 58 eine zusätzliche Peder 60, welche die vertikale Bewegung der isolierenden Hülse 38 begrenzt,

Die Hinge 46, welche den äußeren isolierenden Körper 4 ί bilden, sind aus einem geeigneten durchschlag.»- und kriech»tromfeston, hoehteciperaturbeständigen und wettex'f oaten, isolierenden, .pi'-l/meren Material hergestellt, K₁B. aus einem System aus cyclisch aliphabischmn Ejjoxyharz und Harbor, aus aminen mit Füllstoffen und Zusätzen.

Die in Reihe miteinander verbundenen Kondensatoren oder Kapazitäten, die aus den Ringen 40 und 42 bestehen, können natürlich in eine integrale Konstruktion vorgegosjen warden, indem das isolierende Material in der Form eines iooLierunden Harzes in flüssigem Zustand zwischen die Metallringe gespritzt wird, oder indem die metallischen Ringe abv/eohaelnd mit dom Harz angeordnet werden, und die Anordnung einem Druck unterworfen wird, um eine Verbindung zwischen dem Metall un! den isolierenden Ringen au erhaiton.

Anstelle einer kontinuierlichen, flexiblen, inöliere mi -nn Hülse kann eine Kor« truk tion vervjendet werden, wie sie am beaten in den Fig. ?. bis 6 dargestellt int. Hier int jeder der äußeren, isolierenden Hinge mit 62 bezeichnet, und jeder tmthäLt einen Abschnitt der inneren, flexiblen iUiljt <, die hi or ulfe 64 bezeichnet ict, wobei deren oborou End« 1.onkav ist, wie mit 66

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bezeichnet ist, um den unteren, konvex zulaufenden Endteil 68 dea nächsten anschließenden Elementes aufzunehmen. Das in Pig, 2 dargestellte Element ist zwischen der flexiblen Hülse 64 und dem äußeren, isolierenden Ring 62 mit einer Reihe von alternierenden, in Serie geschalteten Kondensatoren versehen, die durch abvjechselnde Metallringe 70 und isolierende Ringe gebildet werden. Der obere Ring der Reihe ist mit 74 bezeichnet und mit einer Schlitzkonstruktion versehen, die.am besten in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist und eine ochlüsselloohförmige Öffnung 76 umfaßt, die sich nach innen erstreckende Flansche 78 einschließt, welche sv/iachen sich einen Raum 80 bilden, in welchen die Verriegelungsstruktur des nächsten anschließenden Elements eintreten kann. Der unterste Metallring, der Dit 82 bezeichnet int, hat einen Aufbau, wie er am besten in Fig. 6 dargestellt ist und umfaßt sich nach unten erstreckende, mit einem Kopf verschanz Zapfen 84. Die Köpfe ler Zapfen paijcjen durch den vergrößerten kreisförmigen Teil dar schlüsselloohförriigen Öffnung 70 und bei einer entnprech mden Drehung zwischen den Teilen bewegen aiu sich in eine 3tollung unter dem Flansch 78, wie am besten in Fig. β dargestellt i3t. Mit diener Anordnung ist nicht nur eine zwangläufige und starre ■---;'■ mechanische Verbindung zwischen den Elementen gegeben, sondern dio Einrichtung zur Verbindung der Elemente liefert auch eine elektrostatische Abschirmung rings üb die Verriegelungszapfen, welche elektrische Entladungen unter Hochspannungsbe&ingurgen verhindert.

Da der -in den Fig. 4 bio 6 im einzelnen gezeigte Bajonettverbindungsschlitz nicht in-einer einzelnen Scheibe durch Maschinenbearbeitung horge3teilt werden kann, wird der obore Ring aus zwei Scheiben gebildet, dio mit 74a und 74b bezeichnet sind, Auf diese Weise ist der Raum, in dem die mit Köpfen versehenen Zapf on 84 aufgenommen v/erden, ein /oll ständig ge£5ohlossener « Raum, der vollständig von flotnll umgeben ist und oinen Parailay'sohon iiälig tildut, VHt? am besten In Pig. 6 d&rgeötellt lat,

). D M I Ml / Π K I I ^{BAD 0R}'G'NAL

ist der untere Ring 82 in Oberfläohenberührung mit dem oberen Ring 74a, welcher wiederum in Oberflächenberiihrung mit dem , Abschlußring 74b ist.

Der Aufbau, der aus einer Anordnung von einer Vielzahl von Elementen, wie sie in Pig. 2 dargestellt sind, entsteht, schließt einen kurzen Abschnitt einer flexiblen Abschirmung 86 , welche den ^: geeignet geformten Abschirmungsabschnitt 88, der aus einem flexiblen polymeren Material, wie z.B. Polyurethan, gebildet ist, das Teilchen aus einem leitenden . Material enthält, und den zusammenwirkenden, flexiblen Htilsunabschnitt 90 ein, der mit dem Abschirmungsabschnitt 64 der Anordnung zusammenwirkt. Natürlich ist die flexible Abschirmung 66 in eine metallische Abschirmung eingeschlossen, wie sie in Pig. 2 gezeigt ist, und der obere Planech 24 der Abschirmung 22 ist in diesem Pail mit schlüssellochfb'rmigen Schlitzen versehen, die zu mit Köpfen versehenen Zapfen 84 gehören, um das unterste Element an der metallischen Abschirmung 22 zu befestigen.

In Pig. Ά iBt eine etwas verschiedene Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In diesem Pail ist die untere metallische Abschirmung mit 92 bezeichnet und mit nach außen sich erstreckenden Planschen 94 und 96 versehen, wobei der untere Flansch mit Öffnungen versehen ist, wie mit 98 bezeichnet ist, um mit einer Kabelklemme verbunden zu werden, wie sie in Fig.1 mit 30 bezeichnet ist. Die in Fig. 7 dargestellte Konstruktion ist völlig aus Bauelementen aufgebaut und jedes Element, das im allgemeinen mit 100 bezeichnet ist, umfaßt einen äußeren isolierenden Ring 102, dessen äußere Oberfläche so geformt ist, daß die dargestellten, glatt gekrümmten Plansche gebildet werden. Jedes Element umfaßt einen inneren, isolierenden Hülsenabaohnitt 104, der mit der äußeren Oberfläche der Isolationν 1OG in Berührung steht, die an dem Hochopannungskabel ausgebildet ist. Pine andere Möglichkeit ißt, daß sich die innere

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Oberfläche der Hülsenabsohnitte in einem Abstand von der Isolationsschicht des Kabele befindet, um einen Zwischenraum zu liefern, in den Öl eingefüllt werden kann. In jedem Fall ist die flexible, isolierende Abschirmung, die in der Metallabschirmung 92 vorgesehen ist, so geformt, daß sie dicht mit der Isolation 106 des Kabels in Berührung steht und eine dichtende Verbindung liefert. In diesem Fall umfaßt die flexible isolierende Abschirmung wieder einen geformten Teil 108, der leitende Teilchen enthält und einen Entlastuigokonus bildet, und einen inneren Teil 110, der ebenfalls aus demselben flexiulen, isolierenden Material, wie der Teil 108, gebildet sein kann, aber die leitenden Teilchen nicht enthält.

Die Abschnitte 104 der'flexiblen Hülse angeben Reihen von Kondensatoren, die metallische Ringe 112 umfa^en, die sich mit isolierenden Ringen 114 abwechseln. Diese sind in jedem Element vorgesehen. Der metallische Ring 116 am unteren Ende jedes Elementes enthält einen sich nach unten erstreckenden, innen-mit Gewinde versehenen Rand 118. Dieser Ring sitzt auf einem sich nach innen erstreckenden Flansch 120, der als ein Teil des isolierenden Ringes 100 ausgebildet ist. Der oberste Metallring jedes Elementes, der mit 122 bezeichnet ist, enthält einen sich nach außen erstreckenden, außen mit einem Gewinde versehenen Rand 124, der in den sich nach unten erstreckenden Rand 118 des nächsten anschließenden Elementes eingeschraubt werden kann. Die Metallabschirmung 92 enthält einen sich nach oben erstreckenden, außen mit einem Gewinde versehenen Rand 126, der durch den sich nach unten erstreckenden, mit einem Innengewinde versehenen Rand an dem untersten Element in Schraubverbindung gebracht werden kann.

Eine metallische Kappe oder Abdeckung 128 ist vorgesehen, die einen sich nach unten erstreckenden, innen mit.einem Gewinde versehenen Rand aufweist, um auf den sich nach oben erstreckenden, außen mit einem Gewinde versehenen Rand 124. an dem' obersten Element geschraubt werden c?u können.

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Eine mit Gewinde versehene Abschlußhülse 132 ist an der ab isolierten Seele 134 des Hochspannungskabels durch Quetschen, Löten oder auf andere Weise angebracht. Diese Abschlußhülse erstreckt sich durch eine Öffnung 136, die in der Kappe 128 vorgesehen ist, und i3t mit einem oberen Arretierteil 138 in Eingriff, welches einen sich ausdehnenden Balg und eine Feuchtigkeitsdichtung enthält, um die Ausdehnung des in der Einheit vorgesehenen Öls au ermöglichen.

Die isolierenden Eülsenabschnitte 104 können weggelassen werden, und der Raum zwischen der Kabelisolierung 106 und der inneren Oberfläche, die durch die sich abwechselnden, leitenden und isolierenden Ringe 112,114**20 und 122 gebildet wird, kann mit öl. gefüllt werden, das sich in den Kaum in der Kappe ausdehnen kann, welcher mit 140 bezeichnet ist.

In Fig. 8 ist eine weitere abgewandelte Ausführungsfora der Erfindung dargestellt, bei der die im allgemeinen ringförmige metallische Abschirmung 150 radiale Plansche 152 und 154 aufweist. Die Konstruktion ist in der Figur auf einer ™ragestruktür 156 mit Hilfe von Befestigungsschrauben 158 angebracht. In der Metallabschirmung 150 befindet sich eine flexible Abschirmung 160, deren Innenoberfläche konisch zuläuft, wie mit 162 bezeichnet ist, und ist mit der entsprechend geformten Außenoberfläche einer kurzen, flexiblen, isolierenden Abschirmung 164 in Eingriff. Die Abschirmung 160 enthält wieder leitende Teilchen, um ihr eine meßbare leitfähigkeit zu geben, und die Abschirmungen 160 und 164 dienen als elektrische Spannungsentlastunganordnung. Es seil an dieser Stelle erwähnt werden, daß die flexiblen, isolierenden ibschirtcungen, die mit 34,108,88 und 160 bezeichnet sind, aus elastischem, poiymprem Material, wie z.B, einem flexiblen Polyurethan oder Silioiumkautsehuk, hergestellt sein können, das so gebildet ist, das es einen Widerstand in der Größenordnung von 10 JX on»

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Die Kabelmuffe umfaßt einen äußeren, röhrenförmigen Isolator 166 mit ringförmigen, sich nach außen erstreckenden, gekrümmten Rippen oder Planschen 167 und einer inneren,zylindrischen Oberfläche 168. An seinem oberen Ende hat der isolierende Ring 166 einen sich radial nach innen erstreckenden Flansch 170,und in gleicher Yfeise ist ein sich nach innen erstreckender Planach 172 anschließend an aein unteres Ende vorgesehen. Zwischen den Planschen 170 und 172 ist eine Kondensa-toranordnung durch sich abwechselnde, leitende Ringe 174 und isolierende Ringe 176 vorgesehen. Am oberen Ende der Kondensatoranordnung befindet sich ein metallischer Ring 178, der einen sich nach oben erstreckenden Plansch 180 mit einem Außengewinde aufweist. Am unteren Ende der Kondensatoranordnung ist ein metallischer Ring 102 mit einem sich nach unten erstreckenden Plansch 184 mit Innengewinde vorgesehen. Die metallische Abschirmung 150 ist mit einem sich nach oben erstreckenden, mit einem Außengewinde versehenen Plansch 186 ausgestattet, der in den Plansch 184 geschraubt ist. Am oberen Ende der Kabelmuffe ist eine Kappe 188 vorgesehen, die einen sich nach unten erstreckenden, mit einem Innengewinde versehenen Plansch 190 aufweist, der mit dem Flansch 180 in Eingriff ist, und ebenso eine elektrische Verbindung zwischen den abisolierten elektrischen Kabel 192 und dem obersten Ring 178 der Anordnung von in Reihe geschalteten Kondensatoren bildst.

In der Kondensatoranordnung, die durch die Ringe 174 und 176 gebildet wird, befindet sich eine isolierende Hülse 194, deren Innencberfläche sich in einem Abstand von der äußeren Oberfläche der Isolation 196 des Hochspannungakabels befindet, wobei der mit 198 bezeichnete Raum zwischen iLmen für die Aufnahme von Öl gebildet wird, welches sich nach oben in den Raum 200 erstrecken kann, der in der K.-ippe 188 vorgesehen ist. Per flexible, isolierende Fiilsenabnchnibfc 164 int dicht und abdichtend mit der äußeren Güerfläehe der Isolation 196, die an dem Kabel vorgesehen irjfc, In "Eingriff und, um eine dicht lieSeude Berührung sicherzustellen, int eine ünterleg·-

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scheibe 202 vorgesehen, welche mit dem unteren Ende der fle xiblen, isolierenden Abschirmung 160 in Eingriff ist. Auf diese Unterlegscheibe wird ein kontinuierlicher Druck mit Hilfe eines Ringes' 204 ausgeübt, der an der Unterseite der metallischen Abschirmung 150 durch Schrauben 206 befestigt ist, die mit Druckfedern 208 ausgestattet sind, die sich zwischen den Köpfen der Schrauben und der unteren Oberfläche des Ringes 204 · erstrecken.

Zusätslich sind mit 210 und 212 bezeichnete O-Ringdichtungen vorgesehen. Ebenso sind mit 214 bezeichneteO-Ringezwischen einer mit Gewinde versehenen Dichtungsmutter 216, die mit einem mit Gewinde versehenen Verbindungsstück 218 in Eingriff ist, welches wiederum dichtend mit dem oberen Ende der abisolierten Kabelseele 292 in Eingriff steht, und der Kappe 188 vorgesehen.

Auch wenn in Fig. 8 nur ein einsiges Elenent geseilt ist, können natürlich für die Anwendung bei höheren Spannungen mehrere solcher Elemente angeordnet werden, indem die mit Gewinde versehenen Flansche 180,18/5 zusammengeschraubt werden.

Die Materialien, die bei der Herstellung der isolierenden, flachen Ringe, welche sich mit den leitenden, flachen Ringen abwechseln, verwendet werden, schließen Kombinationen von Kunstharzen und Füllstoffen ein. Der Harz kann wärraehürtend oder thermoplastisch sein und aus der Gruppe Epoxy-, Polyester-, Silicium-, Polysulfid-, Polyurethan-Harz und Kombinationen hiervon und ebenso Polyolefin- und Acrylonitrilbutadienstyrol-Harz ausgewählt sein. Die Füllstoffe sind keramische Stoffe und kennen Barium-, Wismut', Blei- oder Strontiumverbindungen in der Form von Niobaten, Silikaten, Tantalaten oder Zirkonaten oder Oxydenνon Lanthan und Titaη sein.

Eine Korabination der Harze und der Füllstoffe erseugt eine dielektrische Grundmasse mit einer hohen Dielektrizitätskonstanten.' welche die gewünschten Eigenschaften zeigt.

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Der Strom, der in einer Schicht dieser Grundmasse durch eine Spannung erzeugt wird, die über dieser Schicht angelegt wird, ändert sieh j η einer nicht-linearen V/eise in bezug auf diese Spannung, wie in Pig. 9 dargestellt ist. Diene Kichtlinearitcit hat eine gewünschte Wirkung, da sie die Neigung hat, die Spannung Über irgendeinem Teil der Kabelmuffe, der einem großen Leckstrom ausgesetzt ist, zu begrenzen. In Pig. 9 verringert die Nichtlinearität die Spannung von 13 kV (linearer Toil) auf 10 kV für einen Leckstrotn von 0,5 mArap.

Außerdem nimmt die Dielektrizitätskonstante der Grundaiasse mit * der Temperatur zu. Experimetelle Untersuchungen haben z.B. gezeigt, daß die Dielektrizitätskonstante bei 80⁰C etwa das Doppelte der bei 25⁰C betrug. Wenn daher ein Teil der Kabelmuffe überhitzt wird (z.B. infolge eines Örtlichen hohen Potentialgradienten), nimmt die Kapazität dieses Teiles automatisch zu, •. was bewirkt, daß ein geringerer Anteil der Spannung durch den erhitzten Abschnitt übernommen wird. Der Spannungsgradient wird daher automatisch geregelt.

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Claims

Patentansprüche

n ο b durch eine langgestreokte, röhrenförmige, flexible, isolierende Harzhülse, die einen geformten Abschnitt an einem Ende einschließt, der elektrisch leitende Teilchen enthält, um eine meßbare Leitfähigkeit zu·liefern und eine elektrische Spannungsentlastungsanordnung zu bilden, durch eine Reihe von sich abwechselnd berührenden flachen Leitenden und nicht-leitenden Ringen, die diese Hülse umgeben und eine Vielzahl von in Reihe geschaltoten Kondensatoren biLden, durch einen röhrenförmigen, äußeren Isolator, der diese Ringe umgibt, durch ein Hochspannungskabel, das eino geerdete Abschirmung, eine Isolierung in dieser Abschirmung und eine Seele in dieser Isolierung aufweist, wobei ein End teiL dieses Kabels, bei dem die Abschirmung entfernt ist, sich durch diese Hülso erstreckt und seine Seele außerhalb des Ende3 dieser Hülse abisoliert ist, durch eine Einrichtung zum elektrisch leitenden Verbinden der Abschirmung mit einem leitenden Ring an einem Ende dieser Reihe von Ringen und durch eine Einrichtung sum elektrischen Verbinden der abisolierten Seele mit einem leitenden Ring am anderen Ende dieser Reihe.
2. Kabelmuffe nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet, daß der geformte Teil der Hülse ein flexibles, festes Harz umfaßt, der leitende Teilchen enthält.
3. Kabelmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des geformten Teils dieser Hülse nach vorne und radial nach außen auf das abisolierte Ende des Kabels hin konisch verläuft.
4. KubeLiauffo nach Anspruch J5, daduroh gekennaelchnat, dal) die

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HUlse und ihr geformter Endteil aus demselben flexiblen, festen, isolierenden Material gebildet sind und sich nur darin unterscheiden, daß der geformte Endteil leitende Teilchen enthält.
5. Kabelmuffe n.tch Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Isolierung und die eingebauten, in Reihe geechalteten Kondensatoren eine Vielzahl von gleichen !lementen.bilden.
6. Kabelmuffe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dor nlittlere Teil der Kabelmuffe aus- Elementen aufgebaut ißt, und daß jeder Ring dieser äußeren Isolierung eine kurze Reihe dieser sich abwechselnden leitenden und nicht- leitenden Ringe und einen kurzen Abschnitt dieser flexiblen, isolierenden Hülse in sich einschließt.
7. Kabelmuffe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Endringo in jedem laolatorring metallische Ringe sind, wobei diese Endriage mechanische Verriagelungseinriehtungen aufweisen, um sie mit den anschließenden Elementen zu verbinden.
B. Kabelmuffe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daö die Verriegelungseinrichtung einen mit Gewinde versehenen.Rand einschließt.
9. Kabelmuffe nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung einen Bajonettverschluß einschließt.
10. Kabelmuffe nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der geformte Endteil der Hülae eine zylindrische, äuöere Oberfläche hat und In einer HötailhUlne aufgenommen ist.
11, Kabelmuffe nach Anspruch 10, dadurch gokennzalehnet, daß der

Und teil diener itJollsroKion Hilly8 zur Abdichtung

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dicht in die Hetallhülse eingeschlossen ist.
12. Kabelmuffe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,daß der Teil dieser flexiblen isolierenden Hülse in der Reihe von eich abwechselnden leitenden und isolierenden Ringen sich in einem radialen Abstand von der Isolierung des in ihm liegenden !Teiles des Kabels befindet, so daß ein Raum für die Aufnahme von Öl gebildet wird.
13. Kabelmuffe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine hohle Kappe in Eingriff mit dem Ende dieses äußeren Isolators ist, wodurch eine Aus de hnung skatnmer für das ölgebildet wird, welches das Kabel in dieserKabelmuffe umgibt.
14· Kabelmuffe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Isolatorring einen eich radial nach innen erstreckenden Flansch aufweist, und daß sich die mit Gewinde versehenen Ränder an den Endringen an deren inneren Rändern befinden, um einen kreisförmigen Raum zwischen diesen Ringen zu bilden, in welchen sich die Plansche erstrecken.
15. Kabelmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierenden Ringe, welche sich mit den leitenden Ringen abwechseln, aus Kunotstoffen mit einem keramischen Füllmaterial gebildet sind, welches aus der Gruppe von Niobaten, Silikaten, Titanaten und Zirkonaten von Barium, Wisrcut, Blei und Strontium und den Oxyden von Lanthan und Titan ausgewählt iet.
16. Kabelmuffe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff, aus dem diese Ringe gebildet sind, aus der Gruppe Epoxy-, Polyester-ϊ Silizium-, Polysulfid, Urethan-Hara * und Kombinationen hiervon und Polyolefin und Acrylonitrilbutadienstyrol ausgewählt ist.

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17. _ Kabelmuffe, gekennzeichnet durch einen röhrenförmigen, äußeren Isolator, durch welchen das Ende eines Hochspannungskabela führt, dessen geerdete Abschirmung über die Länge dieser Kabelmuffe zurückgeschoben ist, und dessen Iso]iorun£ bis auf das Ende des Kabels an dem Ende der Kabalmuffe weiterführt, wo die Seele abisoliert int, durch eine Reihe von flachen, sich abwechselnden isolierenden und leitenden Ringen in. diesem Isolator, die sich radial in einem Abstand von dein Kabelteil in ihrem Inneren befinden, wobei die Endringe dieser Reihe Ketallringe sind, durch eine hohle Kappe, die das äußere Ende abschließt, wobei der Raum in diesen Ringen als eine Expansionskaimner für das Öl in dem Raum zwischen dem Hochspannungskabel und dieser Reihe von Ringen dient, und durch eine Einrichtung zum elektrisch leitenden Verbinden des Metallringes an dem äußeren Ende dieser Reihe mit dem abisolierten Seelenende.
18. Kabelmuffe nach Anspruch 17» gekennzeichnet durch eine isolierende Dichtung, die das Kabel an dem inneren Ende der Kabelmuffe umgibt und dichtend mit der freiliegenden Kabelisolierung in Berührung ist, und durch eine Metallhülse, die das innere Ende dieses äußeren Isolators trägt, die isolierende Dichtung umgibt und den angrenzenden leitenden Endring dieser Reihe mit dem Ende des geerdeten Mantels des Hochsi^annungskabels elektrisch verbindet.
19. Kabelmuffe nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der l'.eil der isolierenden Dichtung in der Metallhülse einen geformten Endteil mit meßbarer Leitfähigkeit umfaßt, der rait der angrenzenden Struktur zusammenwirkt, un eine elektrische SpannungsentlastungsanOrdnung zu bilden.
20. Element aura Zusammensetzen mit einer Vislzahl von gleichen Elementen, um eine kapazitiv abgestufte Kabelmuffe zu bil-

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den, gekennzeichnet durch eine Reihe von flachen, sich abwechselnden isolierenden und leitenden Ringen in Endberührung miteinander, die eine Vielzahl von in Reihe geschal· teten Kondensatoren bilden, durch einen ringförmigen isolierenden Körper, der dauerhaft rings um diese Reihe von sich abwechselnden isolierenden und leitenden Ringen befestigt ist und diese Reihe von einem Ende zum anderen umgibt, wobei die äußere Oberfläche dieses Körpers so geformt ist, daß sie mit gleichen Elementen an der äußeren Oberfläche glatte, gekrümmte, in einem axialen Abstand angeordnete ringförmige Rippen bildet, und durch mechanische Yerbindungseinrichtungen an den Enden dieses Elementes.
21. Element naoh Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinrichtung Bajonettverbindungen umfaßt.
22. Element nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die" Bajonettverbindungen ein Paar von Metallplatten umfassen, dio flache Oberflächen in gegenseitiger Berührung und miteinander verbunden aufweisen, wobei eine dieser Platten mit einer Öffnung versehen und auf der Seite, die mit der anderen Platte in Berührung ist, mit einer Rille versehen ist, um einen vollständig geschlossenen Faraday'sehen Käfig für die Aufnahme eines mit einem Kopf versehenen Zapfens zu bilden, der den anderen Teil der Bajonettverbindung darstellt.
23. Kabelmuffe» gekennzeichnet durch eine/ langgestreckte Reihe· von in Endberührung stehenden, eich abwechselnden isolierenden und leitenden Ringen, die eine·' Gruppe von in Reihe geschalteten Kondensatoren bilden, durch eine isolierende Hülse innerhalb dieser Kondensatoren, und durch einen im allgemeinen röhrenförmigen, isolierenden Körper, der diese Kondensatoren umgibt, wobei die isolierenden Ringe aus einer dielektrischen Grundmaa?? ~ bestehen, die eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweist,

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deren Wert mit der Temperatur anwächst.

24· Kabelmuffe, gekennzeichnet durch

eine langgestreckte Reihe von in Endberührung stehenden, sich abwechselnden isolierenden und leitenden Ringen, die eine Gruppe von in Reihe geschalteten Kondensatoren bilden, durch eine isolierende Hülse innerhalb dieser Kondensatoren und durch einen im allgemeinen röhrenförmigen isolierenden

Körper, der diese Kondensatoren umgibt, wobei die isolierenden Ringe aus einer dielektrischen Grundmasse gebildet sind, die eine hohe Dielektrizitätskonstante und eine nicht-lineare Beziehung zwischen der angelegten Spannung und dem resultierenden Strom hat, die bei Anwachsen de'? Spannung einen Strom erzeugt, der größer ist als der Stromwert, der erzeugt würde, wenn die Stroinspannungskennlinie linear wäre.

25· Kabelmuffe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das dielektrische Material eine nicht-lineare Beziehung zwischen der angelegten Spannung und dem daraus folgenden Strom hat, die bei Zunahme der Spannung einen größeren Strom als den Stromwert erzeugt, der erzeugt würde, wenn die Stromspannungskennlinie linear wäre.

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