DE2948280C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bildung einer Umhüllung für einen Endverschluß eines abgeschirmten Hochspannungskabels oder eine Spleißung zwischen zwei abgeschirmten Hochspannungskabeln nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, die Verwendung dieser Vorrichtung zum Isolieren eines elektrischen Gegenstandes nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 sowie einen danach hergestgellten Kabelendverschluß oder eine danach hergestellte Kabelspleißung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 14.

Bei einer aus der US-PS 38 16 639 bekannten Vorrichtung der gattungsgemäßen Art werden die zentralen Leiter von zwei Kabeln miteinander verbunden. Darüber wird eine Schicht aus halbleitendem Material gelegt und darüber liegt ein Körper aus einem Material mit einer relativ hohen Dielektrizitätskonstante. Es folgen darüber ein zweiter Körper aus einem Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstante, eine Schicht aus einem halbleitenden Band, eine Abschirmung aus Kupfergeflecht und eine Abdeckung aus einem Kunststoffband. Die Spleißung kann dabei auch aus schrumpfbaren, vorgeformten Hülsen hergestellt werden. Bei einer solchen Kabelspleißung ist insbesondere der Bereich in unmittelbarer Umgebung der Leiter hritisch, da dort hohe Feldstärken auftreten können und die Gefahr der Zerstörung des Materials besteht. Diese Gefahr geht insbesondere von Hohlräumen aus, die sich innerhalb der Kabelspleißung zwischen verschiedenen Materialien bilden. Hohlräume können bei der Verwendung von Schrumpfschläuchen entstehen, da diese nur eine begrenzte Materialdicke auweisen können. Die Materialdicke ist durch die Forderung begrenzt, daß beim Erwärmen eine im wesentlichen gleichmäßige Erwärmung des Schrumpfschlauches über die gesamte Materialdicke stattfindet.

Aus der DE 24 37 791 B2 ist eine Verbindungsmuffe für elektrische Luftkabel bekannt, bei der zwischen dem die Spleißstelle umgebenden Schrumpfschlauch und einer die Zugkräfte aufnehmenden Spiralarmatur eine rohrförmige Stützhülse vorgesehen ist. Zwischen der Stützhülse und dem Schrumpfschlauch entsteht dabei zwangsläufig ein Hohlraum.

Aus der DE 25 34 385 A1 ist eine wärmeschrumpffähige Muffe mit einem elektrisch leitenden Futter bekannt. Die Schrumpfmuffe weist kein feldsteuerndes Material auf. Diese Schrumpfmuffe ist nur zum Aufbringen einer isolierenden Schicht auf die Spleißstelle von Stromschienen geeignet, nicht jedoch zum Umhüllen eines Endverschlusses oder einer Spleißung abgeschirmter Hochspannungskabel.

Eien ähnliche Schrumpfmuffe ist aus der DE-OS 19 41 327 bekannt, wobei die elektrisch leitfähige Schicht durch Hindurchleiten eines Stromes erwärmt wird und dadurch die Wärmerückstellung der Muffe auslöst. Die elektrisch leitfähige Schicht hat keine darüber hinausgehende Funktion.

Aus der DE-OS 23 44 052 ist schließlich eine Kabelspleißung bekannt, die gemäß den Fig. 7 und 8 innen ein Verbindungsstück, darüber einen isolierenden Einsatz und darüber wiederum eine elektrisch leitende Außenhülse aufweist. Da die verschiedenen Schichten getrennt aufgebracht werden, besteht die Gefahr der Bildung von Hohlräumen zwischen den Schichten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kabelendverschluß bzw. einer Kabelspleißung die Spannungsfestigkeit zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Patentansprüche 1, 10 bzw. 14 gelöst.

Dadurch, daß mehrere Schichten ein einheitliches Bauteil bilden besteht zumindest innerhalb des einheitlichen Bauteils nicht die Gefahr von Hohlräumen. Da dieses Bauteil die feldsteuernde Schicht und auf der Außenseite die erste elektrisch isolierende Schicht aufweist, geht von Hohlräumen außerhalb dieses Bauteils praktisch keine Gefahr mehr aus. Dadurch daß im Inneren eine Schicht aus elektrisch leitendem Material vorgesehen ist, geht auch von den manchmal nicht vermeidbaren Hohlräumen unmittelbar angrenzend an den Zentralleiter keine wesentliche Gefahr mehr aus. Diese Schicht aus elektisch leitendem Material liegt unmittelbar an dem Leiter an und hat daher das gleiche Potential wie dieser.

Es können, Isolierschichten mit unterschiedlichen dielektrischen Konstanten verwendet werden, z. B. kann die erste Isolierschicht eine höhe dielektrische Konstante aufweisen als die zweite Isolierschicht. Die Verwendung von Isolierschichten mit unterschiedlichen dielektrischen Konstanten ermöglicht eine bessere elektrische Verwendung der Isolierung. Beispielsweise kann so eine einheitlichere Spannung längs der gesamten Isolierung erhalten werden als es mit einer einzigen Schicht mit einer einheitlichen dielektrischen Konstante möglich wäre.

Es ist weiterhin möglich, Umhüllungen für elektrische Vorrichtungen, z. B. Kabel, zur Verfügung zu stellen, die für einen breiten Bereich von Spannungswerten geeignet sind, wobei man nur einen kleinen Satz relativ einfacher Gegenstände verwendet.

Die verwendeten, hohlen Bauelemente sind im allgemeinen an beiden Enden offen, können jedoch jede gewünschte Form aufweisen. Aus Gründen der einfachen Herstellung hat das einteilige Bauteil, das die Feldsteuerungsschicht umfaßt, zweckmäßig einen einheitlichen Querschnitt im stabilen oder vollständig rückgestellten Zustand, d. h. daß das Verhältnis der Dicken der Schichten über die Länge der Feldsteuerungsschicht konstant ist und daß der Querschnitt im wesentlichen unverändert ist.

Die Umhüllungsvorrichtung kann eine oder mehrere weitere Schichten aufweisen oder beispielsweise eine getrennte, elektrische Isolierkomponente um das einteilige Bauteil. So kann z. B. ein Klebstoff, zwischen den beiden isolierenden Schichten vorhanden sein.

Die Feldsteuerungsschicht kann elektrische Impedanzeigenschaften aufweisen, die ohmisch oder kapazitiv oder eine Kombination von beiden sind. Bevorzugt ist die Feldsteuerungsschicht halbleitend und umfaßt eine polymere Matrix mit darin dispergiert leitendem Füllstoff und insbesondere Ruß.

Polymere Materialien, die als polymere Matrix geeignet sind, sind z. B. Harze, die beispielsweise Polyolefine und Olefin- Copolymere, wie Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen/ Propylen-Copolymere und Polybutene; substituierte Polyolefine, insbesondere halogensubstituierte Polyolefine, wie Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylidenfluorid, Teflon 100 (ein Polytetrafluoräthylen, hergestellt von DuPont), Teflon FEP (ein Copolymer aus Tetrafluoräthylen und Hexafluorpropylen, hergestellt von DuPont), Teflon PFA (ein Copolymer aus Tetrafluoräthylen und Perfluoralkoxy- Molekülteilen, hewrgestellt von DuPont), Tefzel (ein Terpolymer aus Äthylen, Tetrafluoräthylen und einem fluorierten Monomer, hergestellt von DuPont) und Halar (ein Copolymer aus Äthylen und Chlortrifluoräthylen, hergestellt von Allied Chemicals); Polyester, insbesondere segmentierte Copolyester-Polymere, z. B. Hytrel (ein segmentiertes Polyätherester-Copolymer, das sich von Terephthalsäure ableitet, Polytetramethylenätherglykol und 1,4-Butandiol, hergestellt von DuPont); und Polyurethane ableitet.

Beispiele anderer polymerer Materialien, die in der polymeren Matrix verwendet werden können, umfassen Elastomere, die beispielsweise Copolymere von Dienen mit olefinisch ungesättigten Monomeren, z. B. Äthylen/Propylen/nichtkonjugiertes Dien-Terpolymere, Styrol/Butadien-Polymere, Butylkautschuke und Copolymere von Dienen mit ungesättigten polaren Monomeren, wie Acrylnitril, Methylmethacrylat, Äthylacrylat, Vinylpyridin und Methylvinylketon; Halogen enthaltende Elastomere, z. B. Chloroprenpolymere und -copolymere, wie Neopren, chloriertes Polyäthylen, chlorsulfoniertes Polyäthylen und Vitan (ein Copolymer aus Vinylidenfluorid und Hexafluorpropylen, hergestellt von DuPont); Copolymere von Olefinen mit olefinisch ungesättigten Estern, wie elastomere Äthylen/Vinylacetat-Polymere, Äthylen/Acrylsäureester-Copolymer, z. B. Äthylen/Äthylacrylat- und -methacrylat-Copolymere und insbesondere Äthylen/Acrylkautschuke, wie Vamac (ein Terpolymer aus Äthylen, Methylacrylat und einem Curesit-Monomer, hergestellt von DuPont); Acrylkautschuke, z. B. Polyäthylacrylat, Polybutylacrylat, Butylacrylat/Äthylacrylat- Copolymere und Butylacrylat/Glycidylmethacrylat-Copolymere; Silikonelastomere, z. B. Polydiogranosiloxane, Copolymere, Blockcopolymere und Terpolymere von Monomethylsiloxanen, Dimethylsiloxanen, Methylvinylsiloxanen und Methylphenylsiloxanen, Fluorsilikone, z. B. solche, die sich von 2,2,2-Trifluorpropylsiloxan ableiten, und Carboransiloxane; elastomere Polyurethane; und Polyäther, wie Epichlorhydrinkautschuke, enthalten.

Es können auch Gemische der oben erwähnten Elastomeren und Harze verwendet werden. Besonders gute Ergebnisse werden unter Verwendung von Polyolefinen, Olefincopolymeren und halogensubstituierten Olefinpolymeren erhalten.

Man kann Ruß verwenden. Beispielsweise geeignete Ruße, die derzeit im Handel erhältlich sind, sind die Typen HAF, SRF, EPC, FEF und ECF. Die Menge an Ruß in der Spannungsentladungs- bzw. -abstufschicht wird in gewissem Ausmaß von der Art des verwendeten Rußes und der Polymermatrix abhängen, das Material kann z. B. von 5 bis 150 Gew.- Teilen Ruß/100 Gew.-Teile Polymer enthalten.

Alternativ kann man als Feldsteuerungsmaterial eine Zusammensetzung verwenden, die elektrische Widerstandseigenschaften aufweist, wie sie in den GB-PSen 14 70 501, 14 70 502, 14 70 503 und 14 70 504 beschrieben werden. Anstelle der zuvor erwähnten polymeren Materialien kann die Feldsteuerungsschicht einen Fluidüberzug, z. B. einen Kitt oder ein Fett, enthalten. Beispiele für geeignete Materialien werden in der GB-PS 15 26 397 beschrieben. Der Überzug muß selbst keine mechanische Festigkeit aufweisen. Es ist nur erforderlich, daß der Überzug an seiner Stelle während der Anwendung und danach verbleibt.

Das Feldsteuerungsmaterial besitzt im allgemeinen eine Dielektrizitätskonstante, normalerweise über 20. Dies entspricht einer spezifischen Impedanz nahe an 10⁹ Ohm cm. Bevorzugt liegt die spezifische Impedanz im Bereich von 10⁷ bis 10¹⁰ Ohm cm, bestimmt bei einer Frequenz von 50 Hz.

Die Isolierschichten enthalten ein im wesentlichen entladungsresistentes und, obgleich dies nicht wesentlich ist, ein kriechstromfestes Material. Das kriechstromfeste Material ist gegenüber der Bildung dendritischer, kohlenstoffhaltiger, elektrisch leitender Abscheidungen auf seiner Oberfläche unter dem Einfluß von hohen elektrischen Spannungen beständig. Die Isolierschichten können z. B. ein polymeres Material enthalten, wie es oben erwähnt wurde, oder ein Gemisch solcher polymerer Materialien, und sie können einen Anti-Kriechstrom-Füllstoff enthalten. Beispiele für geeignete Materialien, werden in den GB-PSen 10 41 503, 12 40 403, 13 03 432 und 13 37 951 beschrieben. Die Isolierschichten können die gleichen oder unterschiedliche Materialien enthalten.

Die Isolierschichten können eine dielektrische Konstante von 2 bis 4 und einen spezifischen Widerstand von mindestens 10¹⁰ und bevorzugt mindestens 10¹² Ohm cm haben. Die beiden Schichten können im wesentlichen gleiche oder unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, vorausgesetzt, daß jede elektrisch isolierend ist.

Die leitende Außenschicht kann ein gewebtes oder gewirktes oder aus Strängen hergestelltes Metallgeflecht bzw. -netz oder einen leitenden Anstrich umfassen, z. B. eine polymere Matrix mit einem leitenden Füllstoff darin dispergiert, oder ein Netz bzw. Leiter darin eingebettet, die die üblichen, externen Geflechte bzw. Netze ersetzen kann. Die polymere Matrix kann z. B. eines der zuvor erwähnten polymeren Materialien oder ein Gemisch solcher Materialien enthalten, und der leitende Füllstoff kann z. B. Metallteilchen oder leitenden Ruß umfassen. Besonders gute Ergebnisse werden unter Verwendung einer elektrisch leitenden, polymeren Zusammensetzung gemäß der GB-PS 12 94 665 erhalten. Die leitende Außenschicht enthält 10 bis 70 Gew.-Teile an leitendem Füllstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der polymeren Matrix und des Füllstoffs.

Das Material der leitenden Außenschicht besitzt z. B. einen spezifischen Widerstand von weniger als 5×10⁴ Ohm cm oder sogar weniger als 100 Ohm cm.

Ein besonders geeignetes Material für die Isolierschichten sind Äthylpolymere und -copolymere und Elastomere, die Zusatzstoffe enthalten, so daß ein guter Entladungswiderstand erhalten wird.

Die Feldsteuerungsschicht, die erste Isolierschicht, die zweite Isolierschicht und die leitfähige Schicht können unabhängig voneinander wärmerückstellbar sein oder eine oder mehrere der Schichten können elastomer sein.

Die Feldsteuerungsschicht kann eine kontinuierliche Schicht sein, die sich von einem Ende zu dem anderen des Endverschlusses oder der Spleißung erstreckt, und ein einteiliges Bauteil mit einer solchen Feldsteuerungsschicht besitzt den Vorteil, daß es durch Coextrudieren der Schichten hergestellt werden kann. In anderen Ausführungsformen kann sich jedoch die Spannungsentlastungsschicht über nur einen Teil der Länge des einteiligen Bauteils erstrecken, vorausgesetzt, daß sie beim Gebrauch die nötige Feldsteuerung ergibt.

Bei der Herstellung eines Endverschlusses an einem Kabelabschirmende erst recht sich der sich verjüngende Teil zweckmäßig nicht über das Ende der Kabelabschirmung. Es ist vorteilhaft, den konisch verlaufenden Teil anschließend an das Ende der Abschirmung anzubringen, wodurch eine glattere Feldsteuerung möglich wird als in dem Fall, wo der konische Teil am Abschirmungsende endet. Beispielsweise muß sich im Falle abgeschirmter Hochspannungskabel der Feldsteuerungskonus über eine ausreichende Entfernung über dem Dielektrikum von dem Ende der Abschirmung erstrecken, um die erforderliche Feldsteuerung am Ende der Abschirmung zu ergeben.

Wenn sich die Feldsteuerungsschicht nur über einen Teil der Länge des einteiligen Bauteils erstreckt, ist sie im wesentlichen in der Mitte angeordnet, und erstreckt sich über mindestens 60% der Länge des Bauteils und mehr bevorzugt mindestens 75% seiner Länge. Ein Teil der Innenwand des einteiligen Bauteils kann dabei elektrisch leitfähig sein. Ein solcher elektrisch leitender Teil kann beispielsweise um eine Spleißstelle zwischen den zentralen Leitern von zwei Kabeln oder der Verbindung eines Kabelleiters mit einer elektrischen Komponente vorgesehen sein, wodurch der Spleißstelle oder der Verbindung verbesserte elektrische Eigenschaften verliehen werden. Bei einer anderen Anordnung umfaßt die Innenoberfläche des einteiligen Bauteils eine elektrisch leitfähige Schicht, die mittig angeordnet ist und eine Feldsteuerungsschicht auf jeder Seite der elektrisch leitfähigen Schicht aufweist, wobei sich die Feldsteuerungsschichten bis zum Ende erstrecken können oder nicht. Für einige Zwecke werden elektrisch leitende Schichten an den Enden des Bauteils verwendet, um einen Erdkontakt herzustellen, wobei in diesem Fall die Innenoberfläche eine elektrisch leitende Schicht umfaßt, die zwischen den beiden Feldsteuerungsschichten vorgesehen ist und alle drei zwischen den leitenden Endschichten vorgesehen sind.

Es kann vorteilhaft sein, den Raum benachbart dem freigesetzten elektrischen Leiter, z. B. den Raum, der den mit Sicken versehenen, zentralen Leiter einer Kabelspleißstelle umgibt, mit einem porenfüllenden Material zu versehen. Ein solches Material kann ein Fett, z. B. ein Silikonfett, ein Leim oder ein Heißschmelzklebstoff sein. Ein besonders geeignetes, porenfüllendes Material wird in der DE-OS 27 48 317 beschrieben.

Die Abmessungen der Schichten sind abhängig von der Anwendung, und die relativen Dicken der verschiedenen Schichten in den beiden Gegenständen werden auch durch die erforderlichen elektrischen Eigenschaften der Hülle bestimmt werden. Geeignete Abmessungen sind 0,5 bis 4,0 mm, insbesondere 1,0 bis 3,0 mm, für die Feldsteuerungsschicht, 0,5 bis 6,0 mm, insbesondere 1,0 bis 3,0 mm, für die erste Isolierschicht 1,0 bis 20,0 mm, insbesondere 3,0 bis 10,0 mm, für die zweite Isolierschicht und 0,5 bis 4,0 mm, insbesondere 1,0 bis 3,0 mm, für die leitfähige Schicht. Typische Abmessungen für eine Hülle für eine 12 kV Spleißstelle betragen 2 mm für die Feldsteuerungsschicht und für die innere Isolierschicht, 4 mm für die äußere Isolierschicht und 1 mm für die leitende Schicht, während typische Abmessungen für eine 24 kV Spleißstelle 2 mm für die Feldsteuerungsschicht und die Innenschicht, 8 mm für die äußere Isolierschicht und 1 mm für die leitende Außenschicht sind.

Wird ein abgeschirmtes Hochspannungskabel umhüllt, so müssen die Feldsteuerungsschicht und die leitende Schicht in elektrischem Kontakt mit der Abschirmung (und somit miteinannder) mindestens nach der Installation auf dem Kabel liegen. Der elektrische Kontakt zwischen der Feldsteuerungsschicht und der Abschirmung und der leitenden Schicht und der Abschirmung kann direkt oder indirekt sein.

In einer einfachen Form können z. B. die Enden der Hülle profiliert sein, so daß beim Eingriff beide, nämlich die leitende Schicht und die Feldsteuerungsschicht, die Kabelabschirmung berühren und ein indirekter elektrischer Kontakt zwischen diesen beiden Schichten durch die Abschirmung erfolgt. Alternativ können die Enden der Hülle so angeordnet sein, daß die Isolierschichten gerade vor der Feldsteuerungsschicht und der elektrisch leitenden Schicht aufhören, wodurch diese in direkten elektrischen Kontakt kommen, und dann eine übliche Verbindung mit der Abschirmung gemacht wird. Wenn die Feldsteuerungsschicht zwischen der Abschirmung und der leitenden Schicht vorgesehen ist, soll der Spannungsabfall längs dieser Schicht im allgemeinen vernachlässigbar sein, und gegebenenfalls sollte eine getrennte Verbindung mit niedrigem Widerstand vorgesehen sein (z. B. mittels eines leitenden Streifens oder Netzes). Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der indirekte elektrische Kontakt durch leitfähige Elemente hergestellt wird, die auf die Enden der Hülle passen. Solche Elemente können z. B. Metallstreifen oder Netze oder geformte Teile, hergestellt aus leitendem, polymerem Material, die gegebenenfalls wärmerückstellbar sind, sein.

Die geformten Teile können z. B. kreisförmige Elemente sein, die eingerillte Seiten aufweisen und die über die Enden der Umhüllung passen, und mit einem inneren Überzug aus einem Abdichtungsmittel, beispielsweise einem Leim oder Heißschmelzklebstoff, versehen sein können, so daß sie die Enden der Umhüllung schützen. Der innere Überzug aus Abdichtungsmittel sollte entweder leitend sein oder auf solche Weise angeordnet sein, daß leitfähige, geformte Teile die erforderliche elektrische Kontinuität ergeben.

Solche Umhüllungen sind besonders zum Schutz von Endverschlüssen und Spleißstellen von Hochspannungskabeln, z. B. für solche, die bei Spannungen über 8 kV und insbesondere über 12 kV eingesetzt werden, geeignet.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigt

Fig. 1 axiale Schnitte durch zwei unterschiedliche einteilige Bauteile;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch die zweite Isolierschicht und die äußere, elektrisch leitende Schicht;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Hälfte einer Spleißstelle;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch ein einteiliges Bauteil eines anderen Ausführungsbeispiels und

Fig. 5 bis 7 schematisch die Verjüngung einer elektrischen Isolierschicht unter Bildung eines Feldsteuerungskonus.

Die Figuren sind nicht maßstäblich.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform umfaßt das erste Rohr 4 eine elektrisch isolierende Schicht 20 und, auf der Innenoberfläche der Schicht 20, eine elektrisch leitende Schicht 22, die mittig im ersten Rohr 4 angeordnet ist und sich nicht bis zu den offenen Enden 7 und 8 des ersten Rohrs 4 erstreckt. Feldsteuernde Schichten 21 erstrecken sich von den offenen Ende 7, 8 des ersten Rohrs 4 zur elektrisch leitender Schicht 22. Sofern nicht die feldsteuernde Schicht 21 nichtlineare Eigenschaften aufweist, berührt sie die elektrisch leitende Schciht 22 (d. h. die Entfernungen x und y in Fig. 1 sind Null). Die Innenseite des ersten Rohrs 4 ist glatt und ohne Stufen, um unerwünschte Poren zu vermeiden.

Fig. 2 zeigt ein zweites Rohr 11 das eine elektrisch isolierende innere Schicht 12 und eine elektrisch leitende äußere Schicht 13 aufweist.

In Fig. 3 ist die linke Hälfte einer Kabelspleißung dargestellt, die unter Verwendung des ersten, inneren Rohrs 4 von Fig. 1 und des zweiten, äußeren Rohrs 11 von Fig. 2 hergestellt wurde. Die rechte Hälfte der Spleißung (nicht dargestellt) kann im wesentlichen identisch zu der linken Hälfte sein.

Bei der Herstellung der abgeschirmten Spleißung von Fig. 3 wird ein Ende eines Hochspannungskabels 14 abisoliert, so daß eine Länge einer Abschirmung 15, eine Länge eines Dielektrikums 16 und eine Länge des Mittelleiters 17 freigelegt sind. Eine Crumphülse 18 kann über dem freigelegten Mittelleiter 17 und dem freigelegten Mittelleiter des Kabels (nicht dargestellt), an dem die Spleißung angebracht werden soll, angebracht werden, um die gewünschte elektrische Verbindung herzustellen. Ein wärmeschrumpfbares erstes Rohr 4, das zuvor über eines der Kabel geschoben wurde, wird dann um die Spleißung gelegt und erhitzt, so daß es sich rückstellt und an die Spleißung anlegt. Wie aus Fig. 3 erkennbar, ist das erste Rohr 4 so ausgebildet und angebracht, daß sich die elektrisch leitende Schicht 22 um die Crumpverbindung und das benachbarte Ende des freigelegten Dielektrikums 16 von jedem der Kabel rückstellt, während die feldsteuernden Schichten 21 (von denen nur eine in Fig. 3 dargestellt ist) sich um den freigelegten Teil der Kabelabschirmung 15 und den benachbarten Teil des Kabeldielektrikums 16 rückstellen.

Um die Spleißung zu vervollständigen, wird ein wärmeschrumpfbares äußeres, zweites Rohr 11 das zuvor über die Kabel gezogen wurde, um das geschrumpfte innere Rohr 4 gelegt und dann erwärmt,wobei es sich auf das innere, erste Rohr 4 rückstellt, wobei die Anorndung so gewählt wird, daß ein elektrischer Kontakt zwischen den elektrisch leitenden Außenschichten 13 des zweiten Rohrs 11 und der freigelegten Kabelabschirmung 15 erhalten wird. Gegebenenfalls kann eine elektrisch isolierende Porenfüllsubstanz, z. B. ein Fett (nicht dargestellt), an dem Äußeren des Rohrs 4 und/oder im Inneren des Rohrs 11 vorhanden sein, so daß sich zwischen den Rohren 4, 11 nach ihrer Rückstellung keine Poren bilden können. Ein weiteres elektrisch isolierendes Rohr (nicht dargestellt) kann zwischen dem Innenrohr 4 und dem Außenrohr 11 angebracht werden, z. B. durch Schrumpfen eines wärmeschrumpfbaren Rohrs um das Innenrohr 4 nach dessen Installation, und eine elektrische Verbindung zwischen der leitenden Außenschicht 13 und der Kabelabschirmung 15 kann mittels eines Metallstreifens oder -netzes (in Fig. 3 nicht gezeigt) hergestellt werden.

Wie Fig. 3 zeigt, ermöglicht die Erfindung die Herstellung einer relativ dicken Isolierschicht unter Verwendung wäremeschrumpfbarer Teile, die, da sie selbst nicht extrem dick sind, in einer annehmbaren Zeit und ohen Gefahr einer Verkohlung schrumpfen können, die das langwierige Erhitzen begleitet, das erforderlich ist, um eine relativ dicke, elektrisch isolierende, wärmeschrumpfbare Schicht zu schrumpfen.

Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein einteiliges Bauteil 4 aus einer elektrisch isolierenden Schicht 20 mit einer Innenverkleidung aus der feldsteuernden Schicht 21 und der innersten Schichten aus elektrisch leitendem Material 22 und 23 in der Mitte und an den Enden.

In Fig. 5 ist die Verjüngung der Isolierschicht 12 eines zweiten, äußeren Rohres 11 dargestellt, wobei die leitende Schicht 13 mit der Kabelabschirmung 15 in einer Entfernung vom Ende 32 der Abschirmung 15 elektrisch verbunden ist, die im wesentlichen gleich der Stärke der Isolierschicht 12 ist, die über den Abschirmungsenden aufliegt. In Fig. 6 sind die Enden eines sich verjüngenden feldsteuernden Elements am Kabelabschirmungsende 32 ohne elektrische Verbindung der leitenden Schicht 13 mit der Abschirmung 15 dargestellt.

In Fig. 7 ist eine Anordnung dargestellt, bei der das feldsteuernde Element an einer Stelle 34 endet, die in Längsrichtung von der Kabelabschirmung 15 entfernt liegt, wobei durch diese Anordnung eine bessere Feldsteuerung erzielt wird.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiele 1 bis 4

Zur Herstellung von Spleißungen zwischen 24 kV Kabeln werden die Innen- und Außenrohre 4, 11, die den in den Fig. 1 bzw. 2 gezeigten Aufbau haben und die im folgenden aufgeführten Abmessungen besitzen, hergestellt, wobei die Abmessungen, die für die Innen- und Außenrohre 4, 11 angegeben sind, für den vollständig rückgestellten Zustand gelten und in mm angegeben sind:

Innenrohr 4 wird in jedem Fall geformt. Die Isolierschicht 20 enthält modifiziertes Polyolefin, die elektrisch leitende Schicht 22 (ungefähr 2 mm dick) enthält mit Ruß gefülltes Polyolefin und die feldsteuernde Schicht 21 (Schichtdicke etwa 2 mm) enthält halbleitendes, modifiziertes Polyolefin.

Das Außenrohr 11 wird extrudiert; die elektrisch isolierende Innenschicht 12 enthält modifiziertes Polyolefin und die elektrisch leitende Außenschicht 13 (Schichtdicke etwa 2 mm) enthält mit Ruß gefülltes Polyolefin.

Die Rohre 4, 11 werden dann erhitzt und radial auf ungefähr das Doppelte ihrer ursprünglichen Durchmesser expandiert und in expandiertem Zustand abgekühlt. Die so hergestellten, wärmerückstellbaren Rohre 4, 11 werden dann gemäß dem im Zusammenhang mit Fig. 3 beschriebenen Verfahren installiert, und Tests für die durchschnittliche Gebrauchsdauer werden mit den abgeschirmten Spleißungen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen ausgezeichnete elektrische Eigenschaften.

Beispiel 5

Rohre 4, 11 gemäß Beispiel 2 werden in die wärmeschrumpfbare Form überführt und zwischen zwei 24 kV Kabeln installiert. Die Spleißung wird dann 40 kV/AC während 1000 h unterworfen und die Spannung wird anschließend nach jeweils 500 h um 5 kV erhöht. Die Spleiung hält 1000 h bei 40 kV, 500 h bei 45 kV und 300 h bei 50 kV ohne Durchschlag stand. Die Spleißung hält 10 Schuß eines 150 kV Impulses aus und sie widersteht weiterhin 30 min Gleichstrom von 100 kV.

Claims (14)

1. Vorrichtung zur Bildung einer Umhüllung für einen Endverschluß eines abgeschirmten Hochspannungskabels oder für eine Spleißung zwischen zwei abgeschirmten Hochspannungskabeln, wobei die Vorrichtung eine hohle Form mit mindestens einem offenen Ende hat und eine Schicht (21) aus feldsteuerndem Material, darüber eine erste Schicht (20) aus Isolationsmaterial, darüber eine zweite Schicht (12) aus Isolationsmaterial und darüber eine äußere Schicht (13) aus elektrisch leitendem Material aufweist, wobei wenigstens eine der Schichten aus einem elastomeren oder wärmerückstellbaren Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren eine Schicht (22, 23) aus elektrisch leitendem Material vorgesehen ist und daß diese zusammen mit der Schicht (21) aus feldsteuerndem Material und der ersten elektrisch isolierenden Schicht (20) ein einteiliges Bauteil (4) bilden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite isolierende Schicht (12) unmittelbar an einer weiteren Schicht aus elektrisch isolierendem Material anliegt oder daran durch einen Klebstoff haftet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite isolierende Schicht (12) unmittelbar an der ersten isolierenden Schicht (20) anliegt oder daran mittels eines Klebstoffes haftet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (21) aus feldsteuerndem Material an einem oder beiden Enden der Innenfläche der ersten isolierenden Schicht (20) vorhanden ist und die innere leitende Schicht (22, 23) auf der Innenseite der ersten isoliereden Schicht (20) und in axialem Abstand zu der Schicht (21) aus feldsteuerndem Material angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere leitende Schicht (22, 23) auf der Innenseite der Schicht (21) aus feldsteuerndem Material angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (21) aus feldsteuerndem Material auf einem Teil ihrer Innenfläche die innere leitende Schicht (22) aufweist und im Abstand davon an dem oder den offenen Enden ebenfalls die innere leitende Schicht (23) aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste isolierende Schicht (20) aus einem Material mit einer anderen Dielektrizitätskonstante als das Material der zweiten isolierenden Schicht (12) besteht.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die zweite isolierende Schicht (12) an einem oder beiden Enden der Vorrichtung einen Feldsteuerungs-Konus bildet.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein Porenfüllmaterial zur Verringerung des Auftretens von Hohlräumen innerhalb der Vorrichtung.

10. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Isolieren eines elektrischen Gegenstandes, wobei eine Schicht (21) aus feldsteuerndem Material, eine erste isolierende Schicht (20), eine zweite isolierende Schicht (12) und eine äußere leitende Schicht (13) um den Gegenstand herum angeordnet werden und dabei von der elastomeren oder wärmerückstellbaren Eigenschaft zumindest einer der Schichten Gebrauch gemacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die erste isolierende Schicht (20) zusammen mit der Schicht (21) aus feldsteuerndem Material und einer inneren elektrisch leitenden Schicht (22, 23) als Einheit eng anliegend auf dem elektrischen Gegenstand angeordnet werden.

11. Verwendung nach Anspruch 10, wobei der elektrische Gegenstand ein abgeschirmtes elektrisches Kabel (14) mit einem Leiter (17), einer diesen umgebenden Isolierung (16) und einer diese umgebenden Abschirmung (15) aufweist, die Isolierung (16) abgesetzt ist, um ein Stück des Leiters (17) freizulegen, und die Abschirmung (15) ein Stück abgesetzt ist, um die Isolierung (16) freizulegen, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schicht aus feldsteuerndem Material (21) in elektrischer Verbindung mit der Abschirmung (15) befindet und sich über die Isolation (16) erstreckt.

12. Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die zweite isolierende Schicht (12) an einem oder beiden Enden einen Feldsteuerungs-Konus bildet.

13. Verwendung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das durchmesserkleine Ende des Feldsteuerungs-Konus Abstand zu der Abschirmung (15) aufweist, um den Feldsteuerungseffekt zu erhöhen.

14. Kabelendverschluß oder -spleißung hergestellt entsprechend einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei das Kabel einen Leiter (17), eine dieen umgebende Isolation (16) und eine diese umgebende Abschirmung (15) aufweist, die Isolation (16) zur Freilegung eines Stückes des Leiters (17) abgesetzt ist und die Abschirmung (15) zur Freilegung eines Stücks der Isolation (16) abgesetzt ist, mit einer Schicht (21) aus feldsteuerndem Material, einer darüber angeordneten ersten isolierenden Schicht (20), einer darüber angeordneten zweiten isolierenden Schicht (12) und einer äußeren, leitenden Schicht (13), wobei zumindest eine der Schichten aus elastomerem oder wärmerückstellbarem Material besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (21) aus feldsteuerndem Material auf der Innenseite eine Schicht aus elektrisch leitendem Material (22, 23) trägt und sich in elektrischer Verbindung mit der Abschirmung (15) befindet und daß die erste isolierende Schicht (20) zusammen mit der Schicht (21) aus feldsteuerndem Material und der innerhalb dieser angeordneten leitenden Schicht (22, 23) eine bauliche Einheit bildet.