DE3420500A1

DE3420500A1 - Vpe-isoliertes hoechstspannungskabel mit endverschluss

Info

Publication number: DE3420500A1
Application number: DE19843420500
Authority: DE
Inventors: Uwe 5060 Bergisch Gladbach Amerpohl; Heinrich 5204 Lohmar Weber
Original assignee: Felten and Guilleaume Energietechnik AG
Current assignee: Felten and Guilleaume AG
Priority date: 1984-06-01
Filing date: 1984-06-01
Publication date: 1985-12-05
Also published as: DE3420500C2

Description

VPE-isoliertes Höchstspannungskabel mit Endverschluß
Die Erfindung betrifft ein VPE-isoliertes Höchstspannungs-Einleiterkabel mit einem Endverschluß nach dem Oberhegriff des Anspruchs 1. Sie ist besonders auf die Ausbildung des Endverschlusses mit einer auf das Kabelende aufschiebbaren, vorgefertigten Isolierkeule mit integriertem Feldsteuertrichter für Kabel mit Nennspannungen von über 220 kV gerichtet.
In der DE-PS 23 46 567 ist bereits ein aufschiebbarer Endverschluß aus einer Isolierkeule mit einem integrierten Felds teuertrichter (beide aus Silikonkautschuk) beschrieben, der für kunststoffisolierte Mittelspannungs-Ein leiterkabel bestimmt ist. Sein Einsatz im Isolatorgehäuse eines Endverschlusses für PE-isolierte 110 kV-Einleiterkabel ist in dem Aufsatz von J. Friedrich "Neue Garniturengeneration für PE-isolierte Höchstspannungskabel" in Z. ETZ-A, Heft 3/1976, Seiten 160-62 (Bilder 2 und 3) gezeigt und beschrieben. g Die mit einem Untermaß ihrer Bohrung von einigen % vorgefertigte Isolierkeule aus elastomerem Silikonkautschuk erhält beim Aufschieben auf die Kabelisolierung eine entsprechende elastische Spannung (Vorspannung), die den erforderlichen Preßsitz der Keule auf dem Kabel sicherstellt.
Dies ist jedoch bei Kabeln für 220 kV und höher wegen der erforderlichen größeren Dicke von Kabelisolierung und Endverschluß-Isolierkeule sowie der größeren Baulänge mit dem bekannten Aufschieb-Endverschluß nicht zu erreichen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den kekannten Aufschieb-Endverschluß für den Einsatz bei Kabeln für 220 kV und höher auszubilden, so daß der Preßsitz auf dem Kabelende, optimale Feldsteuerung und einfache Montage erreicht werden.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Wesentlich ist hierbei, daß die Isolierkeule mit dem integrierten Feldsteuertrichter aus zwei hohlzylindrischen, koaxialen Bauteilen (Innen- und Außenteil) lzesteht, und daß der Außenteil mit gleichmäßiger elastischer Spannung presscnd (und damit hohlstellenfrei) auf den Innenteil geschoben ist, womit auch die Spannung des Innenteils gegenüber dem Kabel erhöht ist. Die im Außen- und Innenteil integrierten Teile des Feldsteuertrichters ergänzen sich zu einem einheitlich geformten und wirkenden Steuertrichter.
Der Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Einsatzmöglichkeit der Aufschieb-Endverschlüsse auf Kabel für 220 kV und höher (bis über 400 kV) erweitert ist und die Einfachheit von Herstellung ind Montage beibehalten ist.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, von welchen die Ansprüche 2 und 3 die Ausbildung des Steuertrichters, und die Ansprüche 4 bis 6 die Ausbildung der Isolierkeule (mit einem Ringspalt, mit Befestigung, Dichtung und Kontaktierung und mit einer Preßsitzverstärkung) betreffen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
Es zeigen Fig. 1 eine Isolierkeule mit integriertem Feldsteuertrichter, aufgeschoben auf die teilweise abgesetzte Isolierung am Ende des Kabels, im Halbschnitt (ohne das sie umgebende Isolatorgehäuse und ohne Kopf- und Fußarmatur) und Fig. 2 diese Isolierkeule in Ansicht, im (teilweise gezeichneten) Isolatorgehäuse im Schnitt.
Bezeichnet sind mit 1 Isolierkeule mit integriertem Feldsteuertrichter, beide aus elastomerem Silikonkautschuk 2 Innenteil der Isolierkeule, hohlzylindrisch und an den Außenrändern abgeschrägt 3 Innenteil des Steuertrichters 3t -oben: Trichtererweiterung 32 -in der Mitte: Trichterrohr 33 -unten: Rohrfortsatz 4 Außenteil der Isolierkeule, wie Innenteil hohlzylindrisch und an den Außenrändern abgeschrägt 5 Außenteil des Steuertrichters 51 -oben: Trichterrand 52 -in der Mitte: Rohransatz, längs der Innenwand des Außenteils der Isolierkeule 53 Rohrverlängerung unten 6 Ringspalt unten zwischen Innen- und Außenteil des Steuertrichters 7 Dichtbuchse aus Metall oder Rohrstutzen der Kabeleinführung 71 Befestigungsschelle 8 Kabel, 220 kV VPE-isoliert 81 Kabelmantel 82 Schirmdrähte, abgebogen und geerdet 83 Wickel aus leitfähigem Band über der Leitschicht 84 äußere Leitschicht 85 Kabelisolierung aus VPE 9 Isolatorgehäuse mit angeformten Schirmen aus Porzellan, trägt Kopf- und Fußarmatur 91 Isolatorinnenraum, zwischen Gehäuse und Isolierkeule mit Isoliermasse gefüllt Bei dem dargestellten Beispiel ist in der Fig. 2 das übliche Isolatorgehuse 9 des Endverschlusses mit seinen angeforten Schirmen aus Porzellan (oder Kunststoff) angedeutet. Dieses Gehäuse trägt die Kopf- und Fußarmatur des Endverschlusses, die jedoch nicht eingezeichnet sind. Im unteren (kabelseitigen) Bereich des Gehäuses ist die Isolierkeule 1 mit den integrierten Feldsteuertrichter mit Preßsitz auf das abgesetzte Kabelende, genauer die Isolierung 85 und äußere Leitschicht 84 des Kabels 8, aufgeschoben. Der zwischen Gehäuse und Isolierkeule befindliche Innenraum 91 ist mit Isoliermasse auf Silikonbasis gefüllt.
Einzelheiten der erfindungsgemäßen Isolierkeule sind in der Fig. 1 dargestellt und sind aus der Bezugszeichenliste und den Ansprüchen zu entnehmen. Hierzu noch folgende Erläuterungen: Die Außenfläche des Keulen-Innenteils 2 ist nach oben (zur Kopfarmatur hin) leicht konisch verjüngt ausgebildet, damit das Entformen nach dem Guß der Keule und insbesondere das Aufschieben des Keulen-Außenteils 4 auf den Innenteil 2 erleichtert wird. Die Bohrung des Außenteils 4 ist dementsprechend konisch ausgebildet, so daß der Außen- auf dem Innenteil satt aufsitzt. Auch der Außenteil 4 ist bezugleich seiner Bohrung und Wandstärke so bemessen, daß er im aufgeschobenen Zustand mit der notwendigen Vorspannung von über 3 % auf dem Innenteil 2 festsitzt und beide Teile eine das Kabel fest umschließende Einheit bilden.
Im Innenteil 2 und Außenteil 4 der Isolierkeule sind Bereiche aus elektrisch leitfähigem, elastomeren Silikonkautschuk 3 bzw. 5 dergestalt integriert (die Keule ist um den Trichter gegossen), daß sie bei aufgeschobenem Außenteil einander zu einem für die Steuerung des elektrischen Feldes in dem Endverschluß besonders ausgebildeten Steuertrichter ergänzen.
Dabei ist die Trichtererweiterung 31 des Steuertrichter-Innenteils gegenüber dem Rohransatz 52 des Steuertrichter-Außenteiis ein Stück nach unten (zur Fußarmatur hin) versetzt. Dies hat folgende Gründe: Zum einen ist es eine Montagehilfe, damit beim Aufschieben des Außenteils der Trichterrand 51 nicht unter die Trichtererweiterung 31 des Innenteils rutscht, was eine unerwünschte Feldverzerrung geben würde. Zum zweiten ist es eine Verbesserung der Feldsteuerung, da die Forderung nach einer möglichst geringen Tangential-Feldstärke an der Grenzfläche der Kabelisolierung 85 zur Keulenisolierung 2 um so besser erfüllt wird, je länger die dazu parallel liegende Trichterstufe ist. Und zum dritten ist es eine Typenvereinfachung, da man m Keulen-Außenteil nur einen Typ braucht und die verschiedenen Kabelabmessungen nur mit entsprechend verschiedenen Keulen-Innenteilen 2+3 auszugleichen braucht.
Der Steuertrichter-Innenteil 3 ist so gestaltet und beessn, daß er irn unteren Bereich mit seinem Trichterrohr 32 nd dessen Fortsatz 33 die äußere Leitschicht 84 des r.a't1s, die an ihrem Ende leicht konisch abgesetzt ist, le:trisch kontaktierend und elastisch pressend umfaßt.
in Ycntaktierung kann mittels eines Wickels aus leitfä-@@igem Band 83 verstärkt werden, das um den Trichter-Rohrfortsatz 33 und weiter abwärts um die äußere Leitschicht 4 £s Kabels bis zu dessen abgebogenem Schirm 82 gewickelt ist. Zum unteren Abschluß des Endverschlusses wird eine ii'Jliche Fußarmatur mit einem Kaheleinführungstrichter verwendet, der samt den Dichtungen einerseits (oben) am Fuß des Isolatorgehäuses 9 und andererseits (unten) um den XaDelmantel 81 festgelegt ist.
In einer anderen Ausführungsform ist der Rohrfortsatz 33 kies Steuertrichter-Innenteils stärker ausgebildet und ist ter Kabelmantel 81 in unmittelbarer Nähe der Isolierkeule 1 ai-esetzt, womit die Bewicklung 83 der äußeren Leitschicht entfällt. Hier wird nun statt der üblichen Fußarmatur mit Kabeleinführungstrichter die in Fig. 1 angedeutete metallene Dichtbuchse 7, welche an der Rohrverlängerung 53 des Steuertrichter-Außenteils mittels einer Schelle 71 befestigt ist, so weitergebildet, daß sie das Isolatorgehäuse 9 gegenüber dem eingeführten Kabel 8 abdichtet. Sie dient zugleich der Erdung des Steuertrichters 3+5, wogegen die abgebogenen Drähte des Kabelschirms 82 gesondert geerdet sind. Der Vorteil dieser Ausführung liegt in einer erheblichen Vereinfachung der Montage.

Claims

Ansprüche: 1. VPE-isoliertes Höchstspannungs-Einleiterkabel mit Endverschluß, bei dem im unteren (kabelseitigen) Bereich des Isolatorgehäuses (9) eine Isolierkeule (1) mit einem integrierten Feldsteuertrichter, beide aus elastomerem Silikonkautschuk auf die Kabelisolierung (85) mit Preßsitz aufgeschoben ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Isolierkeule (1) samt dem Steuer trichter aus einem hohlzylindrischen Innenteil (2+3) und einem ebensolchen Außenteil (4+5) besteht und der Außenteil auf den sich nach oben leicht verjungenden Innenteil hohlstellenfrei und pressend aufgeschoben ist.
2. Kabel mit Endverschluß nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Außenteil (5) des Steuertrichters oben als divergierender und abgerundeter Trichterrand (51) und in der Mitte längs der Innenwand des Außenteils (4) der Isolierkeule als Rohr (52) ausgebildet ist, und daß der Innenteil (3) des Steuertrichters den Außenteil (5) zu einem vollständigen und einheitlichen Steuertrichter (3+5) ergänzt, indem er oben als Trichtererweiterung (31) und in der Mitte als Trichterrohr (32) ausgebildet ist, das die ganze Wandstärke des Innenteils (2) der Isolierkeule einnimmt.
3. Kabel mit Endverschluß nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Trichtererweiterung (31) des Steuertrichter-Innenteils gegenüber dem Rohransatz (52) des Steuertrichter-Außenteils ein Stück nach unten versetzt ist.
4. Kabel mit Endverschluß nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß am Fuß der Isolierkeule (1) zum einen der Außenteil (4) der Keule bis auf das Rohr (52) des Steuertrichters abgeschrägt ist und dieses Rohr eine aus der Keule vorragende Verlängerung (53) hat, und zum anderen das Trichterrohr (32) zum Kabel hin abgeschrägt ist und es einen Fortsatz (33) hat, so daß am Fuß der Keule (1) zwischen Außen- und Innenteil des Steuertrichters (3+5) ein Ringspalt (6) gebildet ist.
5. Kabel mit Endverschluß nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zum einen am Fuß der Rohrverlängerung (53) des Steuertrichters eine Dichtbuchse (7) mittels einer Schelle (71) oder der Rohrstutzen einer Kabeleinführung befestigt ist, und zum anderen der Rohrfortsatz (33) des Steuertrichters innen die äußere Leitschicht (84) kontaktierend umfaßt und außen mit einem leitfähigen Band (83) umwickelt ist, das wetter nach unten bis zum abgebogenen und geerdeten Schirm (82) des Kabels gewickelt ist.
6. Kabel mit Endverschluß nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Rohrfortsatz (33) des Steuertrichter-Innenteils für den Preßsitz verstärkt ausgebildet ist.