DE3226380C2

DE3226380C2 - Kabelgarnitur

Info

Publication number: DE3226380C2
Application number: DE19823226380
Authority: DE
Inventors: Masakazu Tokio/Tokyo Hasegawa; Isao Ichikawa Chiba Kaji; Motoyuki Sakura Chiba Ono; Michio Chiba Takaoka; Shigeki Yachiyo Chiba Yagi
Original assignee: FUJIKURA CABLE WORKS Ltd TOKIO/TOKYO JP
Current assignee: FUJIKURA CABLE WORKS Ltd TOKIO/TOKYO JP
Priority date: 1981-07-17
Filing date: 1982-07-15
Publication date: 1985-06-13
Also published as: DE3226380A1; AU544611B2; AU8574082A; FR2509921A1; FR2509921B1

Abstract

Ein Hochspannungskabel mit einem Kabelleiter, der von einer Leiterisolation umhüllt ist, und mit einer den Kabelleiter außerhalb der Leiterisolation umgebenden Leiterabschirmung trägt an einer End- oder Zwischenspleißstelle eine Isolationsverstärkung, die auf der Leiterisolation befestigt ist. Die Isolationsverstärkung enthält eine Vielzahl von verteilt darin angeordneten Elektrodenkugeln. Die zwischen dem Kabelleiter und der die Leiterisolation umgebenden Leiterabschirmung anliegende Spannung wird durch die elektrostatischen Kapazitäten zwischen den Elektrodenkugeln in ihrem Verlauf bestimmt.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Kabelgarnitur nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Die in der DE-OS 29 44 121 beschriebenen Mittel zur Feldsteuerung an einer End- oder Zwischenspleißstelle bestehen aus einem Rohr aus elatischem Isolationsmaterial, in dem elektrisch leitende Elektroden eingebettet sind. Der so erhaltene Isolationskörper wird unter entsprechender Aufweitung mit seiner durchgehenden öffnung auf die Leiterisolation koaxial aufgeschoben.

Die in dem Isolationskörper enthaltenen Elektroden bestehen aus einer dünnen Metallfolie, die je Elektrode etwa exponentialtrichterförmige Gestalt aufweist und im montierten Zustand den Kabelleiter koaxial umgibt.

Wegen der extrem geringen Stärke der Elektroden entstehen scharfe Kanten mit einem entsprechend großen Feldgradienten, der für eine hohe Spannungsbelastung der Isolation in der Umgebung der Kanten führt

Außerdem kann der Feldverlauf bei dieser Anordnung nur in verhältnismäßig großen Sprüngen gesteuert werden, denn einer Verkleinerung des Abstands zwisehen den Elektroden sind Grenzen durch die sonst entstehende kapazitive Belastung gesetzt.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist obendrein, daß in dem Iso lationskörper durchgehende elektrische Leiter

vorhanden sind, die in der Nähe des Kabelleiters beginnen und bis dicht unter die Oberfläche des Isolationskörpers führen. Trotz großen Außendurchmessers eines solchen Isolationskörpers müssen weitere Isolationen vorgesehen werden, um eine an der End- oder Zwischenspleißstelle vorgesehene elektrisch leitende Ummantelung an dem Isolationskörper ml· den Steuerelektroden vorbeizuführen, weil sonst Durchschläge zu befürchten wären.

Schließlich setzt diese Ausführung der Steuermittel eine exakte Anpassung an das jeweilige Starkstromkabel voraus, weshalb je Starkstromkabel entsprechend konfigurierte Steuermittel bereitzuhalten sind.

Eine weitere Ausführungsform von Kabelgarnituren ist in der DE-AS 19 11 212 beschrieben. Hierbei wird eine elektrisch nicht leitende Umhüllung um den Kabelleiter herum aufgebracht, und diese elektrisch nicht leitende Umhüllung wird von Feldsteuermitteln mit kondensatorähnlichem Aufbau umgeben, indem auf die elektrisch nicht leitende Umhüllung abwechselnd ein elektrisch nicht leitendes und ein elektrisch leitendes Band aufgewickelt werden.

Bei einem 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 Beides konzentriert, was zu einer hohen Belastung der Isolationszwischenschicht führt.

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 dia 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 elektrischen 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 isolierende Abdeckung bildet, was zu einem Verschieben der Elektrodenanordnung und damit zu einer Ändesiing 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 de·. Leitlacks.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Kabelgarnitur zu schaffen, bei der an den Steuermitteln zur kapazitiven Steuerung des elektrischen Feldes Felstärkespitzen weitgehend vermieden sind und die bei kleiner Kapazität eine gleichmäßigere Felsteuerung ermöglichen, sodaß eine bessere Spannungsfestigkeit erhalten wird.

Zu^r Lösung dieser Aufgabe ist die erfindungsgemäße Kabelgarnitur durch die Merkmale des Hauptanspruches gekennzeichnet.

Die Verwendung der Kugeln hat dabei den wesentlichen Vorteil, daß die elektrostatischen Kapazitäten verhältnismäßig sehr fein verteilt sind und damit eine gleichmäßigere Feldsteuernng zulassen. Außerdem ermöglichen die Kugeln die elektrostatische Feldsteuerung sowohl in radialer als auch in axialer Richtung, bezogen auf den Kabelleiter. Als Folge hiervon gibt es keinen elektrischen Leiter, der sich in radialer Richtung, bezogen auf den Kabelleiter, über einen großen Bereich erstreckt, womit die Kabelgarnitur ohne weiteres die Süannung zwischen dem Kabelleiter und der leitenden Ummantelung aushalten kann. Da obendrein die Kugeln keine Kanten aufweisen, entsteht an ihrer Oberfläche kein stark inhomogenes elektrisches Feld, und die Spannungsbelastung der Isolation wirkt verringert. Schließlich besteht auch nicht die Gefahr, daß die Kugeln beim Formen bzw. Einbringen in das !solationsrnatcrial deformiert werden.

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

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Kabelgarnitur schematisch dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Starkstromkabel mit Steuermitteln zur kapazitiven Steuerung des elektrischen Feldes, in einer Seitenansicht,

F i g. 2 das Herstellungsverfahren für die als Band oder Folie ausgeführten Steuermittel nach Fig. 1, in einer Seitenansicht,

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

Fig.4 ein anderes Herstellungsverfahren für die Steuermittel nach Fig. 1, mit band- oder folienförmigem Isolationsmaterial, in einer Seitenansicht,

F i g. 5 die Kabelgarnitur für eine Zwischenspleißstel-Ie, in einem Längsschnitt und einer Seitenansicht,

F i g. 6 die als gummielastischer Konus ausgeführten Steuermittel, in einem Längsschnitt,

F i g. 7 die Endspleißstelle eines Starkstromkabels, mit dem gummielastischen Konus nach F i g. 6, in einer

Seitenansicht,

F i g. 8 die Endspleißstelle eines Starkstromkabels mit Steuermitteln zur kapazitiven Feldsteuerung unter Verwendung eines Wärmeschrumpfschlauches, geschnitten und in einer Seitenansicht,

F i g. 9 die Kabelgarnitur an einer Zwischenspleißstel-Ie eines Starkstromkabels mit Steuermitteln, unter Verwendung eines Wärmeschrumpfschlauches, in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. ΊΟ, 11, 12 drahtförmige, elektrisch nichtleitende Materialien mit kreisförmiger, quadratischer und dreieckiger Querschnittsgestalt, die zum Aufbau der Steuermittel nach Fig. 1 um die Leiterisolation herum gewikkelt werden und in denen die Vielzahl der Elektrodenkugeln eingebettet ist, in perspektivischer Darstellung,

Fig. 13 die Endspleißstelle eines Starkstromkabels, auf die drahtförmiges Material nach F i g. 10 zur Ausbildung der Steuermittel aufgewickelt ist,

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

Fig. 15 eine Kabelgarnitur an einer Zwischenspleißsteile eines Starkstromkabels unter Verwendung der Steuermittel zur Steuerung des Spannungs- bzw. Feldverlaufs an der elektrischenTrennstelle zwischen den leitenden Ummantelungen jeder Phase eines dreiphasigen Stromkreises, wobei die Steuermittel die in dem Isolationsmaterial eingebetteten Kugeln enthalten, in einer Seitenansicht,

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

Fig. 17 einen Ausschnitt aus dem bandförmigen Isolationsmaterial für die Steuermittel zum Ausfüllen der eleKtrischen Trennstelle nach F i g. 16, in einer perspektivischen Darstellung.

Anhand der Figuren sind Ausführungsbeispiele erläutert

Als Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 der Spleißstellenaufbau an einem Kabelende eines Starkstromkabels veranschaulicht, das eine Leiterisolation 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 leitende Ummantelung 12 belassen, während ein (nicht dargestellter) Kabelmantel entfernt ist. In dem der vorbestimmten Entfernung entsprechenden Abschnitt sind aus der Leiterisolation 11 Steuermittel 13 zur Kapazitiven Steuerung des elektrischen Feldes aufgebracht Die Steuermittel 13 bestehen aus einer Vielzahl von Elektroden bildenden Kugeln 15, die in einen aus Kunststoff, bspw. Äthylenpropylen-Kautschuk oder vernetzten! Polyäthylen hergestellten Isolator 14 eingebettet sind. 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 leitenden Ummantelung 12 kann somit größer sein als die anderer Abschnitte, während die Verteilungsdichte in dem Mittelabschnitt der Steuermittel 13 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 Herstellung der Steuermittel 13 beschrieben.

Wie aus der Seitenansicht des Herstellungsverfahrens in F i g. 2 und der Draufsicht desselben Verfahrens in Fi g. 3 ersichtlich, wird ein in einem Fülltrichter 20 enthaltenes Isolationsmaterial einer Extrudermaschine 21 zugeführt und aus einer Spritzgußdüsc 22 (T-die) extru diert, wodurch eine breite Isolationsfolie 23 hergestellt wird. Kurz nach dem Extrudieren werden Elektrodenkugeln 25 aus einem Elektrodenkugeleinfülltrichter 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 werden. Die Steuermittel 13 werden in der Weise erzeugt, daß die auf diese Weise hergestellte Isolationsfolie 23 um die Leiterisolierung 11 herumgewickelt wird. Hierbei kann die Haftung zwischen der Leiterisolierung 11 und dem Isolationsmaterial der Steuermittel 13 durch Heißverformen erhöht werden, so daß sich eine elektrisch feste Grenzfläche bzw. Verbindungsstruklur 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 236 darüber gelegt wird.

Ferner kann ein Bauteil mit derselben Gestalt wie die Steuermitte! 13 auch durch Spritzgießen, bspw. durch Spritzen von Äthylenpropylen-Kautschuk, hergestellt 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 handelt es sich um den Spleißstellenaufbau am Ende eines Siarksiröiükäbeis. Wie in F i g. 5 gezeigt, kann die Erfindung jedoch auch an einer Zwischenspleißstelle eines Starkstromkabels verwendet werden.

In F i g. 5 sind zwei Kabelleiter 10 und 10 mittels einer Muffe 16 miteinander verbunden. Die Kabelleiter 10,10 sind von Leiterisolierungen 11, 11 umgeben, wobei ein Endabschnitt jedes Kabelleiters 10,10 frei liegt.

Auf den freiliegenden Abschnitten des Kabelleiter 10, 10, der Muffe 16 sowie den Leiterisolationen 11,11 sind die Steuermittel 13 zur Feldsteuerung aufgebracht Die Steuermittel 13 enthalten wiederum eine Vielzahl von Elektrodenkugeln 15, die in den Isolator 14 eingebettet sind. Die Steuermittel 13 sind von der leitenden Ummantelung 12 umgeben. Diese leitende Ummantelung 12 umgibt auch die sich durch die leitende Ummantelung 12 hindurch erstreckende Leiterisolation 11. Auch an dieser Zwischenspleißstelle des Starkstromkabels wird die Spannung bzw. der Spannungsverlauf zwischen

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den Kabelleitern 10,10 und der leitenden Ummantelung 12 durch die Verteilung der elektrostatischen Kapazitäten gesteuert, die von den in dem Isolator 14 verteilt angeordneten Elektrodenkugeln 15 gebildet werden.

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

F i g. 6 zeigt einen gummielastischen Konus, der die Steuermittel 13 bildet. 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 in einer Fabrik hergestellt. Wie sich aus F i g. 7 ergibt, wird der gummielastische Konus auf der Leiterisolation 11 befestigt. Wenn das Kabelende eine hohe Spannung anschalten soll, bspw. 66 kV oder mehr, kann der gummielastische Konus in einer (nicht veranschaulichten) Porzellanröhre und einem Isolationsgas eingeschlossen sein. Beispielsweise kann SFb in die geschlossene Röhre eingefüllt und unter Druck gesetzt werden.

Als weiteres Ausführungsbeispiel sind nunmehr anhand der Fig.8 und 9 einen Wärmeschrumpfschlauch aufweisende Steuermittel 13 beschrieben.

F i g. 8 zeigt den Spleißstellenaufbau am Ende eines Starkstromkabels. Für die Steuermittel 13 wird ein Wärmeschrumpfschlauch durch Extrudieren von vernetztem Polyäthylen, vernetztem Äthylenpropylen-Kautschuk oder vernetztem Silicon-Kautschuk als Materialbeispiel für den Wärmeschrumpfschlauch aus einer Extrudiermaschine hergestellt, wobei in dem Material für den Wärmeschrumpfschlauch die Elektrodenkugeln 15 verteilt angeordnet sind. Der auf diese Weise hergestellte Wärmeschrumpfschlauch wird auf der Leiterisolation 11 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 elektrischen Heizeinrichtung geschrumpft. Fig.9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Spleißstellenaufbaus an einem Zwischenabschnitt des Starkstromkabels, unter Verwendung eines Wärmeschrumpfschlauches dargestellt Die teilweise blanken bzw. freiliegenden Kabelleiter 10, 10 sind mittels einer Muffe 16 miteinander verbunden. Die Steuermittel 13 umgeben die Muffe 16 und die blanken Abschnitte der Kabelleiter 10,10 ober- bzw. außerhalb eines isolierenden Zwischenstücks 17. Die Steuermittel 13 überdecken außerdem einen Teil der die Kabelleiter 10, 10 umhüllenden Leiterisolationen 11, 11, indem sie sich auf diesem erstrecken. Die Steuermittel 13 und die Leiterisolationen 11,11 sind schließlich von der leitenden Ummantelung 12 umhüllt. Bei diesem Spleißstellenaufbau wird also der Spannungsverlauf bzw. die Spannung zwischen den Kabelleitern 10, 10 und der leitenden Ummantelung 12 durch die Verteilung der elektrostatischen Kapazitäten beherrscht die von den in dem Isolationsmateria] 14 dispergiert angeordneten Elektrodenkugeln 15 gebildet sind.

Bei einem weiteren, in den F i g. 10 bis 14 veranschaulichten Ausführungsbeispiel sind die Steuermittel 13 dadurch gebildet, daß eine Isolationswicklung, in der eine Vielzahl von Elektrodenkugeln 15 eingebettet sind, schraubenförmig um die Leiterisolation 11 herumgewik-

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60 kelt wird und diese überdeckt.

Gemäß Fig. 10 sind in einen drahtförmigen Isolator 18 mit kreisförmigem Querschnitt etwa 2 mm im Durchmesser betragende Elektrodenkugenln 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 18 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 F i g. 11 veranschaulicht, kann die Querschnittsgestalt quadratisch oder, wie F i g. 12 zeigt, dreieckig sein.

Eine beispielsweise eine kreisförmiger Querschnittsgestalt 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 Steuermittel 13 ergeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird wiederum die Spannung bzw. Spannungsverteilung zwischen dem Kabelleiter 10 und der leitenden Ummantelung 12 durch die Verteilung der elektrostatischen Kapazitäten, die sich durch die Verteilung von Elektrodenkugeln in der drahtförmigen Isolation 18 ergibt, gesteuert.

Wenn die Spannung an dem Ende eines Hochspannungskabels einen Wert zwischen 6 und 22 kV aufweist, ist der in Fig. 13 gezeigte Spleißstellenaufbau ausreichend. Für den Fall jedoch, daß die Spannung 66 kV oder mehr beträgt, ist es — wie in Fig. 14 gezeigt — zweckmäßig, den in Fig. 13 veranschaulichten Spleißstellenaufbau in einem Porzellanrohr 19 einzuschließen und das Innere mit einem Isolationsgas, bspw. SF₆, zu füllen und unter Druck zu setzen.

Die oben erläuterten Ausführungsbeispiele betreffen einen Spleißstellenaufbau, der die zwischen einem Kabelleiter und der leitenden Ummantelung auftretende Spannung aushält. Als nächstes wird anhand der Fig. 15, 16 und 17 ein Ausführungsbeispiel der Spleißstellenaufbaus beschrieben, bei dem die elektrische Trennstelle zwischen den leitenden Ummantelungen 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 Fi g. 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 Kabelleiter 10, 10 umhüllt Leitende Ummantelungen 12a und 126 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 leitenden Ummantelungen ausgebildete Bereich wird als elektrische Trennstelle 32 bezeichnet. Um die leitenden Ummantelungen 12a und 12£> 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 leitenden Ummantelung 12a und der Elektrode 31 am Ende der anderen leiten-

den Ummantelung 126 ist der Isolator 14 angeordnet, in dem eine Vielzahl von Elektrodenkugeln 15 dispergiert vorgesehen sind, wodurch die elektrische Trennsteile 32 ausgefüllt wird. Hierzu wird eine Folie aus Äthylenpropylen-Kautschuk oder vernetzten! Polyäthylen für den 5 Isolator 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 F i g. 1 beschrie- io benen. Wenn bei diesem Ausführungsbeispiel die normalerweise induzierte Spannung oder auch die anormale Überspannung zwischen den Elektroden 31 und 30 der elektrischen Trennstelle 32 auftreten, so werden diese Spannungen durch die elektrostatischen Kapazitäten 15 zwischen den Elektrodcnküge'.n 15 gesteuert.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Kabelgarnitur für ein Starkstromkabel, das mit einer leitenden Ummantelung auf der Leiterisolation versehen ist, mit Isolationsmaterial aufweisenden Steuermitteln zur kapazitiven Steuerung des elektrischen Feldes an einer End- oder Zwischenspleißstel-Ie zwischen dem Kabelleiter und der elektrisch leitenden Ummantelung, wobei in dem Isolationsmaterial der Steuermittel elektrisch leitende Steuerelemente eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerelemente von einer Vielzahl von verteilt angeordneten Kugeln (15) gebildet sind.

2. Kabelgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer Endspleißstelle die in dem Isolationsmaterial eingebetteten Kugeln (15) um die Leiterisolation (11) herum zwischen dem abisolierten Ende des Kabelleiters (10) und dem Ende der leitenden Ummantelung (12) verteilt angeordnet sind.

3. Kabelgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle einer Zwischenspleißstel-Ie die in dem Isolationsmaterial eingebetteten Kugeln (15) um die beiden abisolierten und miteinander verbundenen Enden der Kabelleiter (10) sowie die zugehörige Leiterisolation (11) herum verteilt angeordnet sind und daß die leitende Ummantelung (12) das die Kugeln (15) enthaltende Isolationsmaterial umhüllt.

4. Kabelgarnitur nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (13) von einem auf die Leiterteolation (11) aufgewickelten elektrisch nicht leitenden Band (23) gebildet sind, in das die Vielzahl der Kugeln (15) eingebettet ist und das nach dem Aufwickeln entsprechend geformt ist.

5. Kabelgarnitur nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (13) einen gummielastischen Konus aufweisen, der auf der den Kabelleiter (10) umgebenden Leiterisolation befestigt ist.

6. Kabelgarnitur nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermitte! (13) einen auf der den Kabelleiter (10) umgebenden Leiterisolation (11) befestigten Wärmeschrumpfschlauch aufweisen, in dem die Vielzahl der Kugeln (15) verteilt angeordnet ist.

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

8. Kabelgarnitur nach den Ansprüchen 1,2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (13) auf die Leiterisolation (11) aufgewickeltes, elektrisch nicht leitendes, draht^förmiges Material (18) aufweisen, in dem die Viezahl der Kugeln (15) äquidistant eingebettet sind und das nach dem Aufwickeln geformt ist.

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

10. Kabelgarnitur nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des drahtförmigen, elektrisch nicht leitenden Materials (18) etwa

2 mm beträgt

11. Kabelgarnitur nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgestak des elektrisch nicht leitenden, drahtförmigen Materials (18) etwa kreisförmig ist

IZ Kabelgarnitur nach Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsgestalt des elektrisch nicht leitenden, drahtförmigen Materials (18) etwa quadratisch ist.

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

14. Kabelgarnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leitende Ummantelung (12) zwei Elektrodenbereiche (30, 31) aufweist, die eine elektrische Trennstelle bilden, in die die Steuermittel (13) eingefügt sind.

15. Kabelgarnitur nach den Ansprüchen 1,2,3,4,5, 6, 8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (15) aus Stahl, Eisen, Kupfer oder Aluminium bestehen.

16. Kabelgarnitur nach den Ansprüchen 1,2,3,4,5, 6, 8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (15) halbleitende Körper sind, die aus einem mit elektrisch halbleitendem Kunststoff umhüllten Kern bestehen.

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

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

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

20. Kabelgarnitur nach den Ansprüchen 1,2,3,4,5, 6, 8 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kugeln (15) zwischen 0,5 mm und 10 mm liegt.