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Verfahren zur dielektrischen Prüfung der in verlegten Hochspannungskabeln
eingebauten Verbindungsmuffen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren
zur dielektrischen Prüfung von Kabelverbindungsmuffen. Mit den bisherigen Mitteln
ist es nicht möglich, Kabel und Muffe getrennt voneinander, sondern nur gemeinsam
zu prüfen. Aus der Messung des Kabels mit Muffen kann aber nicht auf die Muffenqualität
geschlossen werden, da die Kapazität der Muffe nur einen Bruchteil der Gesamtkapazität
beträgt. Es ist daher bereits vorgeschlagen worden, die Muffen so auszubilden, daß
die Muffenisolation nach dem Einbau der Muffen unabhängig von der Kabelisolation
geprüft werden kann. Zu diesem Zweck ist bei Hochspannungskabeln mit Strahlungsschutz
der Strahlungsschutz der Muffe von dem Strahlungsschutz des Kabels getrennt und
gegen das Muffengehäuse sowie gegen den Strahlungsschutz und den Metallmantel dies
Kabels isoliert «-orden; bei Kabeln ohne Strahlungsschutz ist in die Muffenisolation
eine der Muffenlänge entsprechende metallische Einlage gebracht worden, die ebenfalls
gegen das Muffengehäuse und gegen den Metallmantel des Kabels isoliert ist. Der
metallische Belag jeder Muffe ist mit einer aus dem Muffengehäuse herausführenden
und hiergegen isolierten Zuleitung verbunden und dient als Meßbelag. Der durch den
Kabelleiter der Muffe, das darüber befindliche Dielektrikuin und den Meßbelag gebildete
Kondensator kann in einer an sich bekannten Meßeinrichtung, beispielsweise in einer
Scheringbrücke, der dielektrischen Prüfung unterzogen werden, wobei der Kabelleiter
und der durch das Muffengehäuse hindurchgeführte Hilfsleiter als Zuleitungen dienen.
Eine derartige Meßanordnung ist in der Abb. i der Zeichnung dargestellt. Der Strahlungsschutz
e des Kabels ist von dem Strahlungsschutz b der Muffe getrennt und hiergegen durch
zwischengewickelte Papierlagen c isoliert. Der Kabelleiter ist mit a und das Dielektrikum
der Muffe mit h bezeichnet; d ist der Hilfsleiter, der das Muffengehäuse,
-das in der Zeichnung nacht dargestellt ist, isoliert durchsetzt. Der Hilfsleiter
dient zum Anschluß des Strahlungsschutzes b der Muffe an die Meßeinrichtung; er
wird nach der Messung mit dein Muffengehäuse leitend verbunden. Die Meßeinrichtung
ist eine Scheringbrücke. Sie besteht aus dem Vergleichskondensator C'2, dem regelbaren
Kondensator C4 mit dem zugehörigen Widerstand R4, dem regelbaren Widerstand R3 und
dem Galvanometer g. Der Meßstrom wird dem Transformator T entnommen. Mit Hilfe der
beschriebenen Einrichtung kann der absolute Wert des Verlustwinkels der Muffenisolation
bei verschiedenen Spannungen und damit der Ionisierungspunkt, der ein Kriterium
für die Qualität der Isolation bildet, ermittelt werden.
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Geschieht die Herstellung des Kabelnetzes in der Weise, daß zunächst
eine Kabellänge verlegt und darauf reit der nächsten Kabellänge, die sich noch auf
dem Haspel befindet, vor deren Verlegung durch eine Muffe verbunden wird, so ist,
wenn diese Muffe vor der Verlegung der zweiten Kabellänge gemessen
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soll, das beschriebene Verfahren ohne weiteres anwendbar. Es ist aber dann sehr
nachteilig, wenn die Muffen erst nach der Verlegung sämtlicher Kabellängen gemessen
werden sollen, da dann mit wachsender Entfernung der Muffen vom Kabelende die Meßleitung
d eine immer größere Länge bekommt, wobei durch die Induktion des Kabelleiters und
durch die Eigenkapazität der Hilfsleitungen Unsicherheiten in dem Meßergebnis entstehen.
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Erfindungsgenäß wird deshalb vorgeschlagen, die langen Hilfsleitungen
unnötig zu machen, indem keine absoluten Messungen, sondern statt dessen Vergleichsmessungen
vorgenommen werden. Zu diesem Zweck werden immer von je zwei nebeneinanderliegenden
Verbindungsmuffen derjenigen Kabel, die in einem gemeinsamen Graben verlegt sind,
die Differenz der Verlustwinkel der Isolationen der beiden Muffen gemessen, Zoobei
die beiden Kapazitäten der Muffen die beiden Vergleichszweige einer an sich bekannten
Meßbrücke bilden. Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß von zwei
hintereinanderliegenden Muffen ein und desselben Kabels die Differenz -der Verlustwinkel
gemessen wird.
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An sich ist es bekannt, zur Bestimmung zweier Größen diese Größen
in einer Meßbrücke miteinander zu vergleichen. Jedoch sind diese allgemeinen Verfahren
im vorliegenden Falle nicht anwendbar. Da es die vorliegende Erfindung möglich macht,
die Muffenisolation unabhängig von der Isolation verlegter Kabel in einfacherWeise
zu messen, stellt sie einen erheblichen Fortschritt dar.
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Bei dem neuen Verfahren wird nur die Differenz der Verlustwinkel der
beiden Muffen gemessen. An der Einstellung der Brücke ist aber ohne weiteres zu
ersehen, welche die schlechtere Muffenwicklung ist. Ist die Differenz der Verlustwinkel
klein, sind also auch die Qualitätsunterschiede der Dielektrika beider Muffen gering,
so kann auf eine gleichmäßige und gute Qualität der Muffenwicklungen geschlossen
werden; denn da die Muffenwicklungen fast immer von Hand hergestellt -werden, kommt
es praktisch kaum vor, daß zwei Wicklungen gleich schlecht ausfallen. Zur Bestätigung
der Richtigkeit dieser Annahme kann unter Umständen noch eine Hilfsmessung vorgenommen
werden, indem die Muffen eines Vergleichszweiges der Brücke geigen eine ausgetauscht
-werden oder indem das eingangs beschriebene Meßverfahren benutzt wird, das hier
nicht nachteilig wirkt, da es hierbei nicht auf die Genauigkeit der gemessenen Werte,
sondern nur auf die Feststellung ankommt, ob große Verlustwinkelwerte vorhanden
sind oder nicht. Sind mehrere Muffen vorhanden, deren Isolationen miteinander verglichen
werden können, und bestehen Unterschiede in den V erlustw inkelwer ten der Muffenisolationen,
so ist es möglich, hieraus die Ionisierungskurven für die Muffenisolationen aufzustellen.
Dies ist auch dann immer ohne weiteres möglich, wenn nach dem eingangs beschriebenen
Verfahren eine einzige Absolutmessung gemacht und die nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren ermittelten Differenzwerte berücksichtigt -werden.
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Die Abb. a der Zeichnung zeigt die Ausführung der Meßanordnung gemäß
der Erfindung bei einer Kabelanlage, bei der beispielsweise die Muffen A, B und
C nebeneinanderliegen. Die Kapazitäten der Muffen <1 und B sind in der ersichlichen
Weise in zwei Zweige einer Scheringbrücke geschaltet, wobei der Anschluß durch kurze
Leitungsstücke f und f' und durch die Kabeladern aI und a= erfolgt.
Nach der Messung werden die Zuleitungen f und f' mit den zugehörigen
Muffengehäusen verbunden, um die Verbindung zwischen dem Strahlungsschutz der Muffen
und dem des Kabels herzustellen.
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Das angegebene Verfahren kann aber nicht nur zur einmaligen Messung
der Differenzen der Verlustwinkel, sondern in vorteilhafter Weise auch zu späteren
Kontrollmessungen der einzelnen Muffen verlegter Kabel angewendet werden, da lange
Hilfsleitungen nicht notwendig sind. Es braucht nur der Zuleitungsdraht des Strahlungsschutzes
der Muffen vor jeder neuen Messung vom Muffengehäuse gelöst und die Meßanordnung
in der angegebenen Weise getroffen werden.
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Nach dem weiteren Vorschlag der Erfindung wird der dielektrische Zustand
der Verbindungsmuffen von verlegten Hochspannungskabeln dauernd überwacht. Dies
geschieht bei einer Drehstromanlage beispielsweise in der Weise, daß die isolierten
Zuleitungen der drei Verbindungsmuffen, die mit den isolierten metallischen Einlagen
der Muffen in Verbindung stehen, miteinander verbunden werden und daß von dieser
Verbindungsstelle über ein \ ull,instrument oder eine Signaleinrichtung eine Verbindung
zur Erde hergestellt wird. Sind die Isolationen der drei Muffen gleichwertig, so
fließt kein Strom nach Erde. Steht aber in einer Muffe ein Durchschlag bevor, dem
bekanntlich eine schnelle Veränderung des Verlustwinkels vorausgeht, so fließt über
die schlechte Muffe und die Signaleinrichtung ein Strom nach Erde. Dadurch wird
der bevorstehende Durchschlag angezeigt oder der Durchschlag durch Auslösung von
Schaltvorrichtungen verhütet. Die dauernde Überwachung kann auch in der Weise erzielt
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@'.. rbindungsmuffen ein und desselben Kabels, wie oben beschrieben, in einer Scheringbrücke
miteinander verglichen werden, wobei aber das Nullinstrument durch eine Signaleinrichtung
ersetzt wird. Die miteinander zu vergleichenden Muffen können zu einer oder zu mehreren
nebeneinanderliegenden Kabelanlagen gehören. Voraussetzung ist nur, daß die Muffen
für den Vergleich genügend ähnlich sind.
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Das zur Prüfung von Verbindungsmuffen beschriebene Verfahren kann
sinngemäß auch bei Hochspannungsdurchführungsisolatoren oder an Teilen einer Kabelstrecke
angewendet werden. Beii Durchführungen wird, falls eine metallische Einlage in dem
Dielektrikum vorhanden ist, diese Einlage oder andernfalls der gegen Erde isoliert
angebrachte Durchführungsflansch als Meßbelag benutzt.