DE3226380A1

DE3226380A1 - Hochspannungskabel

Info

Publication number: DE3226380A1
Application number: DE19823226380
Authority: DE
Inventors: Masakazu Tokyo Hasegawa; Isao Ichikawa Chiba Kaji; Motoyuki Sakura Chiba Ono; Michio Chiba Takaoka; Shigeki Yachiyo Chiba Yagi
Original assignee: Fujikura Ltd; Fujikura Cable Works Ltd
Current assignee: Fujikura Ltd; Fujikura Cable Works Ltd
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1982-07-15
Publication date: 1983-02-17
Also published as: AU8574082A; DE3226380C2; FR2509921B1; AU544611B2; FR2509921A1

Description

THE FUJIKURA CABLE WORKS, LIMITED, 5-1, 1-chome, Kiba, Koto-ku, Tokyo/Japan

Hochspannungskabel

Die Erfindung geht aus von einem Hochspannungskabel mit einem Kabelleiter, der von einer Leiterisolation umhüllt ist und mit einer den Kabelleiter außerhalb der Leiterisolation umgebenden Leiterabschirmung.

Der Aufbau von End- oder Zwischenspleißstellen bei solchen Hochspannungskabeln ist seit langem bekannt. Hierbei wird eine elektrisch nicht leitende Umhüllung um den Kabelleiter herum aufgebracht, und diese elektrisch nicht leitende Umhüllung wird von einer Isolationsverstärkung mit kondensatorähnlichem Aufbau umgeben, indem auf die elektrisch nicht leitende Umhüllung abwechselnd ein elektrisch nicht leitendes und ein elektrisch Leitendes Band aufgewickelt werden.

Bei einen solchen Aufbau müssen jedoch das elektrisch leitende und das elektrisch nicht leitende Band von Hand herumgewickelt werden, was verhältnismäßig viel Arbeit erfordert. Darüber hinaus können in dem elektrisch leitenden Band leicht Falten und Verwerfungen auftreten, die bereits bei niedriger Spannung zu einem dielektrischen Durchbruch führen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß sich das elektrische Feld an den Kanten des elektrisch leitenden Bandes konzentriert, was zu einer hohen Belastung der Isolationszwischenschicht führt.

Beispiele für Ausführungen von End- oder Zwischenspleißstellen,bei denen diese Nachteile behoben sind, sind in dem japanischen Patent Showa 46-39,037 und in der US-PS 3538 241 beschrieben.

In der JP-PS 46-39,037 ist eine Endspleißstelle erläutert. Bei dem dort beschriebenen Spleißstellenaufbau ist ein biegsames, elektrisch nicht leitendes Geflecht in einer bestimmten Form um die Leiterisolation am Ende des Kabels herumgewickelt. Auf das elektrisch nicht leitende Geflecht aus Gummi oder Kunststoff ist in vorbestimmten Abständen ein Leitlack aufgetragen, so daß auf diese Weise Elektroden gebildet sind, die aus elektrisch leitenden Schichten einer bestimmten Breite bestehen. Auf der Außenfläche des Geflechts ist eine isolierende Abdeckung aufgebracht .

Um jedoch bei der bekannten Spleißstelle die hohe Spannungsbelastung in der Nähe der Leiterabschirmung zu verringern, werden die Abstände der Elektroden verringert,und somit erhöhen sich elektrostatischen Kapazitäten. Um die Spannungsbelastung zwischen den Elektroden zu verringern, ist es notwendig, die Anzahl der Elektroden zu erhöhen und folglich die Abstände zwischen den Elektroden zu verkleinern. Es müssen deshalb sowohl das Kunststoff oder Gummi bestehende Geflecht und die elektrische nicht leitende Abdeckung dünner gemacht werden. Die Herstellung eines solchen dünnen, elektrisch nicht leitenden Geflechts ist unpraktisch. Auch ist es schwierig, das Geflecht um die Leiterisolation

am Ende des Kabels herumzuwickeln. Die durch das Auftragen von Leitlack gebildeten Elektroden weisen eine zylindrische oder planare Form auf, wodurch sich an den jeweiligen Elektroden Kanten ergeben, die in ihrer Nähe große Feldgradienten erzeugen. Um die zwischen den Lagen des auf diese Weise aufgewickelten Geflechts entstandenen Hohlräume oder Lunker zu beseitigen und so die elektrische Spannungsfestigkeit zu verbessern, wird das elektrisch nicht leitende Geflecht nach dem Aufwickeln außerdem noch gelegentlich unter Hitzeeinwirkung geformt. Diese Wärmeverformung bewirkt häufig eine Deformation der Elektroden und ein Wegfließen von Kunststoff, das die äußere iso- _: lierende Abdeckung bildet, was zu einem Verschieben der Elektrodenanordnung und damit zu einer Änderung der Verteilung der elektrostatischen Kapazitäten führt. Da die Elektroden durch den Auftrag von Leitlack gebildet sind, treten wenn das Geflecht unter mechanische' Spannung kommt Beschädigungen auf, bspw. ein Ab- oder Aufplatzen des Leitlacks.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, unter Vermeidung der oben erwähnten Nachteile ein Hochspannungskabel zu schaffen, das an seiner Endoder Zwischenspleißsteile durch einfaches Festlegen der Elektrodenabstände und der Elektrodengröße eine geeignete Verteilung der elektrostatischen Kapazitäten und eine ausreichende Spannungsfestigkeit aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist. das erfindungsgemäße Hochspannungskabel durch die Merkmale des Hauptanspruches gekennzeichnet.

Die Spleißstelle eines Hochspannungskabels enthält einen Kabelleiter, eine den Kabelleiter umgebende Leiterisolation, sowie eine Leiterabschirmung aus einem auf der Leiterisolation aufgewickelten, elektrisch leitenden Band, das den Kabelleiter umgibt,und schließlich eine Isolationsverstärkung, die zur kapazitiven Steuerung der Spannungsbzw. Feldverteilung zwischen dem Kabelleiter und der Leiterabschirmung eine Vielzahl von kugelförmigen Elektrodenkörpern enthält, die in der Isolationsverstärkung verteilt angeordnet sind. Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus ergeben sich bei der erfindungsgemäßen Spleißstelle des Hochspannungskabels elektrostatische Kapazitäten zwischen einer Vielzahl von kugelförmigen Elektrodenkörpern, die sich in der Isolationsverstärkung befinden. Damit sind die elektrostatischen Kapazitäten sowohl in radialer als auch in axialer Richtung bezüglich des Kabelleiters verteilt. Als Folge hiervon hält der Aufbau der Spleißstelle die Spannung zwischen dem Kabelleiter und der Leiterabschirmung aus. Außerdem bestehen die Elektroden aus kugelförmigen Körpern ohne Kanten., so daß kein stark inhomogenes elektrisches Feld erzeugt wird. Schließlich tritt fast nie eine Deformation beim Formen auf.

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Darüber hinaus können die Abstände der Elektroden sehr klein gemacht werden, so daß die hohe Spannungsbelastung in der Nähe der Leiterabschirmung leicht beherrscht werden kann. Durch die Anordnung der Elektrodenkugeln ist es möglich, in dem gesamten Spleißstellenabschnitt die geeigneten elektrostatischen Kapazitäten vorzusehen. Bei einer Endspleißstelle kann insbesondere der lineare Abstand zwischen der Leiterabschirmung und dem blank liegenden Abschnitt des Kabelleiters kurz ausgeführt sein, so daß , eine kompakte Endspleißstelle möglich ist.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Hochspannungskabel gemäß der Erfindung, mit einer Endspleißstelle, die eine Isolationsverstärkung aufweist, in einer Seitenansicht,

Fig. 2 das Herstellungsverfahren für die als Band oder Folie ausgeführte Isolationsverstärkung nach Fig. 1, in einer Seitenansicht,

Fig. 3 das Herstellungsverfahren nach Fig. 3, in einer Draufsicht,

Fig. 4 ein anderes Herstellungsverfahren für eine band- oder folienförmige Isolationsverstärkung nach Fig.·1, in einer Seitenansicht,

Fig. 5 ein Hochspannungskabel mit einer Zwischenspleißstelle gemäß der Erfindung, in einem Längsschnitt und in einer Seitenansicht,

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Fig. 6 eine als guitimielastischer Konus ausgeführte Isolationsverstärkung, in einem Längsschnitt,

Fig. 7 ein Hochspannungskabel mit einer Endspleißstelle, auf der der gummielastische Konus nach Fig. 6 aufgesetzt ist, in einer Seitenansicht,

Fig. 8 ein Hochspannungskabel mit einer Endspleißstelle gemäß der Erfindung, die eine als Wärmeschrumpfschlauch ausgebildete.Isolationsverstärkung nach Fig. 1 enthält, geschnitten und in einer Seitenansicht,

Fig. 9 ein Hochspannungskabel mit einer Zwischenspleißstelle gemäß der Erfindung, mit einem Wärmeschrumpfschlauch als Isolatiohsverstärkung nach Fig. 1, in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 10, 11, 12

drahtförmige,elektrisch nicht leitende Materialien mit kreisförmiger, quadratischer und dreieckiger Querschnittsgestalt, die zum Aufbau der Isolationsverstärkung nach Fig. 1 um die Leitisolation herumgewickelt werden und eine Vielzahl von Elektrodenkugeln enthalten, in perspektivischer Darstellung,

Fig.13 ein Hochspannungskabel mit einer Endspleißstelle gemäß der Erfindung, auf die draht-'förmiges Material nach Fig. 10 zur Ausbildung der Isolationsverstärkung aufgewickelt ist,

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Fig. 14 die in einem Gefäß angeordnete Endspleißstelle nach Fig. 13 für besonders hohe Spannungen, in einer Seitenansicht,

Fig. 15 ein Hochspannungskabel mit einer Zwischenspleißstelle gemäß der Erfindung, bei der die Spannung bzw. der Feldverlauf an der elektrischen Trennstelle zwischen den Kabelabschirmungen jeder Phase eines dreiphasigen Stromkreises mittels einer Isolationsverstärkung, in der die Elektroden eingebettet sind, gesteuert is£, in einer Seitenansicht,

Fig. 16 die elektrische Trennstelle nach Fig. 15, in einer vergrößerten Schnittdarstellung, und

Fig. 17 ein Ausschnitt aus der bandförmigen Isolationsverstärkung, zum Ausfüllen der elektrischen Trennstelle nach Fig. 16, in einer perspektivischen Darstellung.

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Anhand der Figuren sind Ausführungsbeispiele erläutert.

Als Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 der Spleißstellenaufbau an einem Kabelende eines Hochspannungskabels veranschaulicht, das eine Aderisolierung 11 enthält, sowie einen an seinem Endabschnitt abisolierten oder blanken Leiter 10. Ab einem vorbestimmten Abstand von dem abisolierten Ende des Leiters 10 in axialer Richtung, d.h. ab einer vorbestimmten linearen Entfernung, ist auf der Leiterisolation 11 eine Leiterabschirmung 12 belassen, während ein (nicht dargestellter) Kabelmantel entfernt ist. In dem der vorbestimmten Entfernung entsprechenden Abschnitt ist auf der Leiterisolation 11 eine Isolationsverstärkung 13 aufgebracht. In der Isolationsverstärkung 13 sind eine Vielzahl von Elektroden bildende Kugeln 15 in einen aus Kunststoff, bspw.Äthylenpropylen-Kautschuk oder vernetztem Polyäthylen hergestellten Isolator 14 · eingebettet. Für die Elektrodenkugeln 15 wird ein elektrisch leitendes kugelförmiges Material oder ein halbleitendes kugelförmiges Material verwendet. Im Falle der elektrisch leitenden kugelförmigen Körper wird Stahl, Eisen oder Aluminium verwendet. Im Falle der halbleitenden kugelförmigen Körper wird jeweils eine elektrisch leitende Kugel als Kern und eine halbleitende Beschichtung des Kerns aus Kohlenstoff oder Kunststoff verwendet. Alternativ kann als Kern jeweils auch eine aus einem isolierenden Material bestehende? Kugel, bspw. aus Glas, vorgesehen sein. Der Durchmesser dieser Elektrodenkugeln liegt zwischen etwa 0,5 und 10 mm:-Die Verteilungsdichte der Kugeldispersion in dem Isolator 14 kann frei eingestellt werden. Die Verteilungsdichte neben der Leiterabschirmung kann

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somit größer sein als die anderer Abschnitte, während die Verteilungsdichte in dem Mittelabschnitt der Isolationsverstärkung gleichförmig sein kann.

Anstelle einer Erhöhung der Verteilungsdichte kann auch der Durchmesser der Elektrodenkugeln vergrößert und der Abstand der Elektrodenkugeln verringert werden, um denselben Effekt zu erreichen.

Im folgenden ist nunmehr eine Vorrichtung zur Her-r stellung der Isolationsverstärkung in 13 beschrieben.

Wie aus der Seitenansicht des Herstellungsverfahrens in Fig. 2 und der Draufsicht desselben Verfahrens in Fig. 3 ersichtlich, wird ein in einem Fülltrichter 20 enthaltenes Isolationsmaterial einer Extrudermaschine 21 zugeführt und aus einer Spritzgußdüse 22 (T-die) extrudiert, wodurch eine breite Isolationsfolie 23 hergestellt wird. Kurz nach dem Extrudieren werden Elektrodenkugeln 25 aus einem Elektrodenkugelneinfülltrichter 24 auf die weiche Isolationsfolie aufgegeben, um sie auf der Folie zu verstreuen, wie dies von Zeit zu Zeit erforderlich ist. Die Isolationsfolie 23 wird mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit in die Vorwärtsrichtung vorgeschoben und gelangt in der Mitte zwischen zwei Rollen 26 hindurch, wo die auf der Folie 23 verstreuten Elektrodenkugeln in die Isolationsfolie 23 eingedrückt oder eingebettet werdqn. Die Isolationsverstärkung 13 wird in der Weise erzeugt, daß die auf diese. Weise hergestellte Isolationsfolie 23 um die Leiterisolierung 11 herumgewickelt wird. Hierbei kann

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r-.15

die Haftung zwischen der· Leiterisolierung 11 und der Isolationsverstärkung 13 durch Heißverformen erhöht werden, so daß sich eine elektrisch feste Grenzfläche bzw. Verbindungsstruktur ergibt. Die Isolationsfolie oder das -band 23 kann auch, wie in Fig. 4 dargestellt, einen Sandwich-Aufbau aufweisen, wobei die Elektrodenkugeln 25 auf einem der Isolationsbänder oder -folien 23a verteilt werden und dann das andere Isolationsband bzw. die -folie 23b darüber gelegt wird.

Ferner kann ein Bauteil mit derselben Gestalt wie die Isolationsverstärkung 13 auch durch Spritzqießen, bspw. durch Spritzen von Äthylenpropylen-Kautschuk, her gestellt werden, in dem eine Vielzahl von Elektrodenkugeln vorher eingebettet sind. In diesem Falle ist es mit Hilfe zweier Spritzgußzylinder, die nach dem Doppelspritzgußverfahren arbeiten, möglich, die beiden Abschnitte mit der jeweils höheren und der niedrigeren Verteilungsdichte der Elektrodenkugeln 25 in einer einzigen Spritzgußform herzustellen.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel handelte es sich um den Spleißstellenaufbau am Ende eines Hochspannungskabels. Wie in Fig. 5 gezeigt, kann die Erfindung jedoch auch an einer Zwischenspleißstelle eines Hochspannungskabels verwendet werden.

In Fig. 5 sind zwei Kabelleiter 10 und 10 mittels einer Muffe 16 miteinander verbunden. Die Kabelleiter 10, 10 sind von Leiterisolierungen 11, 11

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umgeben, wobei ein Endabschnitt jedes Kabelleiters 10,10 frei liegt.

Auf den freiliegenden Abschnitten der Kabelleiter 10, 10,der Muffe 16 sowie den Leiterisolationen 11,

11 ist eine ihnen gemeinsame Isolationsverstärkung 13 aufgebracht. Die Isolationsverstärkung 13 enthält wiederum eine Vielzahl von Elektrodenkugeln 15, die in den Isolator 14 eingebettet sind. Die Isolationsverstärkung 13 ist von der Leiterabschirmung

12 umgeben. Diese Leiterabschirmung 12 umgibt auch

die sich durch die.Abschirmung 12 hindurch erstreckende Leiterisolation 11. Auch an dieser Zwischenspleißstelle des Hochspannungskabels wird die Spannung bzw. der Spannungsverlauf zwischen den Kabelleitern 10, 10 und der Leiterabschirmung 12 durch die Verteilung der elektrostatischen Kapazitäten beherrscht, die von den in der Isolationsverstärkung 13 verteilt angeordneten Elektr.odenkugeln 15 gebildet werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 ist ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des Spleißstellenaufbaus an dem Ende eines Hochspannungskabels beschrieben.

Fig. 6 zeigt einen gummielastischen Konus, der als Isolationsverstärkung 13 ausgebildet ist. Der gummielastische Konus wird bspw. aus dehnbarem Äthylenpropylen-Kautschuk hergestellt und ist in Radialrichtung erweiterbar. In seinem Inneren sind eine Vielzahl von Elektrodenkugeln verteilt angeordnet. Der gummielastische Konus wird vorher

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in einer Fabrik hergestellt. Wie sich aus Fig. 7 ergibt, wird der gummielastische Konus auf der Leiterisolation 11 befestigt. Wenn das Kabelende eine hohe Spannung anschalten soll, hspw. 66 kV oder mehr, kann der gummielat;tische Konus in einer (nicht veranschaulichten) Porzellanröhre und einem Isolationsgas eingeschlossen sein. Beispielsweise kann SF_C in die Geschlossene Röhre eingefüllt ο

und unter Druck gesetzt werden.

Als weiteres Ausführungsbeispiel ist nunmehr anhand der Fig. 8 und 9 eine aus einem Wärmeschrumpfschlauch hergestellte aufgeschrumpfte Isolationsverstärkung 13 beschrieben.

Fig. 8 zeigt den Spleißstellenaufbau am Ende eines Hochspannungskabels. Als Isolationsverstärkung 13 wird ein Wärmeschrumpfschlauch durch Extrudieren von vernetztem Polyäthylen, vernetzten) Äthylenpropylen-Kautschuk oder vernetztem Silicon-Kautschuk als Materialbeispiel für den Wärmeschrumpfschlauch aus einer Extrudiermaschine hergestellt, wobei in dem Material für den Wärmeschrumpfschlauch Elektrodenkugeln 25 verteilt angeordnet sind. Der auf diese Weise hergestellte Wärmeschrumpfschlauch wird auf der Leiterisolation befestigt und umhüllt den Kabelleiter 10.

Der besagte Wärmeschrumpfschlauch kann auch durch Umwickeln der Leiterisolation 11 mit einem Wärmeschrumpfband gebildet werden, indem vorher die Elektrodenkugeln 15 dispergiert angeordnet sind und daß anschließend geformt wird. Der, wie oben beschrieben, montierte Wärmeschrumpfschlauch wird mittels Aufheizens durch heiße Luft oder einer

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elektrischen Heizeinrichtung geschrumpft. In Fig.9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Spleißstellenaufbaus an einem Zwischenabschnitt des Hochspannungskabels,unter Verwendung eines Wärmeschrumpfschlauches dargestellt. Die teilweise blanken bzw. freiliegenden Kabelleiter 10, 10 sind mittels einer Muffe 16 miteinander verbunden. Die Isolationsverstärkung 13 umgibt die Muffe 16 und die blanken Abschnitte der Kabelleiter 10, 10 ober- bzw. außerhalb eines isolierenden Zwischenstücks 17. Die Isolationsverstärkung 13 überdeckt außerdem einen Teil der die Kabelleiter 10,10 umhüllenden Leiterisolationen 11,11, indem sie sich auf diesen erstreckt. Die Isolationsverstärkung 13 und die Leiterisolationen 11,11 sind schließlich von der Leiterabschirmung 12 umhüllt. Bei diesem Spleißstellenaufbau wird also der Spannungsverlauf bzw. die Spannung zwischen den Kabelleitern 10,10 und der Leiterabschirmung 12 durch die Verteilung der elektrostatischen Kapazitäten beherrscht, die von den in der Isolationsverstärkung 13 dispergiert angeordneten Elektrodenkugeln 15 gebildet sind.

Bei einem weiteren, in den Fig. 10 bis 14 veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist die Isolationsverstärkung . dadurch gebildet, daß eine Isolationswicklung, in der eine Vielzahl von Elektrodenkugeln 15 eingebettet sind, schraubenförmig um den Kabelleiter 11 herumgewickelt wird und diesen überdeckt.

Gemäß Fig. 10 sind in einen drahtförmigen Isolator 18 mit kreisförmigem Querschnitt etwa 2 mm im

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Durchmesser betragende Elektrodenkugeln 15 äquidistant eingebettet. Das bei.der drahtförmigen Isolation 18 verwendete Isolationsmaterial ist ein Gummi oder ein Kunststoff, wie Polyäthylen oder vernetztes Polyäthylen. Der Durchmesser der drahtförmigen Isolation variiert entsprechend dem Durchmesser der darin eingebetteten Elektrodenkugeln, ist jedoch so festgelegt, daß die Elektrodenkugeln 15 vollständig umhüllt sind. Darüber hinaus kann der Zwischenraum zwischen benachbarten Elektrodenkugeln 15 etwa gleich deren Durchmesser sein.

Die Querschnittsgestalt der drahtförmigen Isolation 18 ist jedoch nicht auf die Kreisform beschränkt. Wie in Fig. 11 veranschaulicht, kann die Querschnittsgestalt quadratisch oder, wie Fig. 12 zeigt,, dreieckig. sein.

Eine beispielsweise eine kreisförmiger Quer-, schnittsgestalt aufweisende drahtförmige Isolation 18 ist, wie Fig. 13 zeigt, .um die den Kabelleiter 10 umhüllende Leiterisolation 11 herumgewunden und wird dann geformt, so daß sich die Isolationsverstärkung 13 ergibt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird wiederum die Spannung bzw. Spannungsverteilung zwischen dem Kabelleiter 10 und der Abschirmung 12 durch die Verteilung der elektrostatischen Kapazitäten, die sich durch die Verteilung von Elektrodenkugeln in der drahtförmigen Isolation 18 ergibt, beherrscht.

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Wenn die Spannung an dem Ende eines Hochspannungskabels einen Wert zwischen 6 und 22 kV aufweist, ist der in Fig. 13 gezeigte Spleißstellenaufbau ausreichend. Pur den Fall jedoch, daß die Spannung 66 kV oder mehr beträgt, ist es - wie in Fig. gezeigt - zweckmäßig, den in Fig. 13 veranschaulichten Spleißsstellenaufbau iri einem Porzellanrohr 19 einzuschließen und das Innere mit einem Isolationsgas, bspw. SF,, zu füllen und unter Druck zu setzen.

Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele betreffen einen Spleißstellenaufbau, der die zwischen einem Kabelleiter und der Leiterabschirmung auftretende Spannung aushält. Als nächstes wird anhand der Fig. 15,16 und 17 ein Ausführungsbeispiel des Speißstellenaufbaus beschrieben, bei dem die elektrische Trennstelle zwischen den Leiterabschirmungen 12a,12a verbessert ist. Dieser Spleißstellenaufbau hält sowohl die in der elektrischen Trennstelle der jeweiligen Phase hervorgerufene und normalerweise auftretende Spannung als auch eine anormale überspannung aus, die in der entsprechenden Phase eines dreiphasigen Stromkreises mit Kreuzverbundtechnik auftritt.

Aus Fig. 15 ist zu ersehen, daß eine Isolation 17 die Leiterisolation 11,11, die Muffe 16 und die blanken Abschnitte der Kabelleiter umgibt, wobei die Leiterisolation 11,11 ihrerseits die mittels der Muffe 16 miteinander verbundenen

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Kabelleiter 10,10 umhüllt. Kabelabschirnmngen 12a und 12b umgeben dann.die Isolation 17, während an den.Spitzen der Abschirmungselektroden Elektroden 30 und 31 ausgebildet sind. Der zwischen den Abschirmungselektroden 30 und 31 der Kabelabschirmungon ausgebildete Bereich wird als elektrische Trennstelle 32 bezeichnet. Um die Leiterabschirmungen 12a und 12b herum ist einschließlich der elektrischen Trennstelle 32 eine Isolationsverstärkung 9 angeordnet. Die elektrische Trennstelle 32 ist in Fig. 16 vergrößert gezeichnet. In der Lücke zwischen der Elektrode 30 am Ende der Leitcrabschirmung 12a und der Elektrode 31 am Ende der anderen Leiterabschirmung 12b ist die Isolationsverstärkung 14 angeordnet, in der eine Vielzahl von Elektrodenkugeln dispergiert vorgesehen sind, wodurch die elektrische Trennstelle 32 ausgefüllt wird. Hierzu wird eine Folie aus Äthylenpropylen-Kautschuk oder vernetztem Polyäthylen für die Isolationsverstärkung 14 entsprechend Fig. 17 verwendet. Die Elektrodenkugeln 15 bestehen aus einem elektrisch leitenden, kugelförmigen Material oder einem halbleitenden kugelförmigen Material, ähnlich dem im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 · beschriebenen. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die normalerweise induzierte Spannung oder auch die anormale Überspannung zwischen den Elektroden 32 und 30 der elektrischen Trennstelle 3 2 auftreten, so werden diese Spannungen durch die elektrostatischen Kapazitäten zwischen den Elektrodenkugeln 15 beherrscht.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. W. Scherrmann Dr.-lng.R.Rüger

7300 Esslingen (Neckar), Webergasse 3. Postfach

14. JUÜ 1982 Stuttgart (07 11) 35 65

35 9619 p~ τ , . , Telex 07 256610 smru

Telegramme Patentschutz Esslingenneckar

Patentansp rtiche

.) Hochspannungskabel mit einem Kabelleiter, der von einer Leiterisolation umhüllt ist,und mit einer den Kabelleiter außerhalb der Leiterisolation umgebenden Leiterabschirmung, dadurch gekennzeichnet, daß an einer End- oder Zwischenspleißstelle auf der Leiterisolation (11) eine Isolationsverstärkung (13) aufgebracht ist, in deren Inneren eine Vielzahl von Elektroden bildenden Kugeln (15) verteilt angeordnet sind, durch die auf kapazitive Weise der Spannungsverlauf zwischen dem Kabelleiter (10) und der Leiterabschirmung (12) bestimmt ist.
2. Hochspannungskabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Endspleißstelle der Kabelleiter (10) endseitig freiliegt und in dem Bereich zwischen dem abisolierten Ende des Kabelleiters (11) und dem Ende der Leiterabschirmung (12) auf der Leiterisolation (11) die Isolationsverstärkung (13) aufgebracht ist, die die den Kabelleiter (10) umgebende Leiterisolation (11) umhüllt.
3. Hochspannungskabel nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß an einer Zwischenspleißstelle beide Kabelleiter (10) endseitig abisoliert und mittels einer Muffe (16) elektrisch leitend miteinander verbunden sind, und daß die Leiterabschirmung (12) die Isolationsverstärkung (13) umhüllt, die beide

abisolierten Enden der Kabelleiter (10) und die zugehörigen Leiterisolationen (11) umgibt.

4. Hochspannungskabel nach den Ansprüchen 1,2

oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsverstärkung (13) von einem auf die Leiterisolation (11) aufgewickelten, elektrisch nicht leitenden Band (23) gebildet ist, in das eine Vielzahl von kugelförmigen Elektrodenkörpern (15) verteilt eingebettet ist und das nach dem Aufwickeln entsprechend geformt ist.

5. Hochspannungskabel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsverstärkung(13)einen gummielastischen Konus aufweist, der auf der den Kabelleiter (10) umgebenden Leiterisolation (11) befestigt ist.

6. Hochspannungskabel nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsverstärkung (13) ein auf der den Kabelleiter (10) umgebenden Leiterisolation (11) befestigter Wärmeschrumpfschlauch ist, in dem eine Vielzahl von Elektrodenkugeln (15) verteilt angeordnet sind.

7. Hochspannungskabel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeschrumpfschlauch vernetztes Polyäthylen, vernetzten Äthylenpropylen-Kautschuk oder vernetzten Silicon-Kautschuk enthält.

8. Hochspannungskabel nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationsverstärkung (13) von einem auf die Leiterisolation (11) aufgewickelten, elektrisch nicht leitenden, drahtförmigen Material (18) gebildet ist, in das eine Vielzahl von Elektrodenkugeln (15) äquidistant eingebettet sind und das nach dem Aufwickeln geformt ist.

9. Hochspannungskabel nach Anspruch 8 _f dadurch gekennzeichnet, daß das drahtförmige, elektrisch nicht leitende Material (18) aus Polyäthylen, vernetztem Polyäthylen oder Gummi besteht.

10. Hochspannungskabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des drahtförmigen, elektrisch nicht leitenden Materials (18) etwa 2 mm beträgt.

11. Hochspannungskabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgestalt des elektrisch nicht leitenden, drahtförmigen Materials (18) etwa kreisförmig ist.

12.. Hochspannungskabel nach Anspruch 8, dadurch, gekennzeichnet, daß die Querschnittsgestalt des elektrisch nicht leitenden, drahtförmigen Materials (18) etwa quadratisch ist.

13. Hochspannungskabel nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgestalt des elektrisch nicht leitenden, drahtförmigen Materials (18) etwa dreieckig ist.

14. Hochspannungskabel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Leiterabschirmung (12) zwei Elektrodenbereiche (30,31) aufweist, die eine elektrische Trennstelle (32) bilden, in die die Isolationsverstärkung (13) eingefügt ist.

15. Hochspannungskabel nach den Ansprüchen 1,2,3,4, 5,6,8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenkugeln (15) elektrisch leitende, kugelförmige Körper aus Stahl, Eisen, Kupfer oder Aluminium sind, die verteilt in der Isolationsverstärkung (13) angeordnet sind.

16. Hochspannungskabel nach den Ansprüchen 1,2,3,4, 5,6,8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenkugeln (15) halbleitende, kugelförmige Körper sind, die aus einem mit elektrisch halbleitenden Kunststoff umhüllten Kern bestehen und in der Isolationsverstärkung (13) verteilt angeordnet sind.

17. Hochspannungskabel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern aus elektrisch leitendem Material besteht.

18. Hochspannungskabel nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß dor Kern aus einem elektrisch nicht leitenden Material besteht.

19. Hochspannungskabel nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrisch nicht leitende Material Glas ist.

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20. Hochspannungskabel nach den Ansprüchen 1,2,3,4, 5,6,8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Elektrodenkugeln zwischen 0,5 nun und 10 mm liegt.