DE848215C - Hochspannungskabelendverschluss - Google Patents

Description

• Hochspannungskabelendverschluß Bei der Herstellung von Endverschlüssen für elektrische Hochspannungskabel wurden bisher der Kabelmantel und die Kabelabschirrnung über eine bestimmte Kabellänge entfernt, so daß dort die Kabelisolation frei liegt. Diese wird dann in einem rohrförmigen Isolator, gewöhnlich aus Porzellan, eingebracht, wobei (IL-i- Zwischenraum rnit -Isolieröl oder Isolationsmasse oder einem anderen 1solations-\\cr-kstoft ausgefüllt wird. Das untere Ende des Isolators ist auf einer metallischen Grundfläche angeor'clrret, welche mit denn Kabelmantel verbunden ist. Das @@l@ere l@.nde des Isolators trägt die Endklemme.
• Die Erfindung bezieht sich auf einen Kabelendversch@uti dieser :\rt und betrifft insbesondere Mittel zuni geeig»rten Vorteilen des elektrischen Feldes über die Oberfläche der ;Kabelisolation vom Oberen Frrde her, wo der Leiter austritt, zum anderen Ende, wo er geerdet ist. Das bedingt eine leitende Oberflächenschicht an der 'Innen- und an der Außenseite des Isolatorrohres über seine gesamte Länge, wobei diese Schichten zusammengenommen eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit aufweisen, die bewirkt, daß die elektrische Längsfeldverteilung auf dem Rohr und damit auch auf der Oberfläche der Kabelisolation durch den Spannungsabfall infolge des Fließens des Ableitungsstromes durch sie bestimmt und nicht wesentlich durch Kapazitäteinflüsse gestört wird. .\ußerdem ist die äußere Schicht erheblich leitfähiger als die innere Schicht. Diese .-XrbeitsbedingUngen l:önrren erreicht werden, ohne daß der Ableitungsstroin größer als einige Mikroampere ist. Infolgedessen ist der durch den Ableitungsstrom bedingte Verlust vernachlässigbar klein.
• Aus der vorstehenden Erläuterung geht hervor, daß eine Schicht der hier in Betracht kommenden Art eines leitfähigen Leiters keineswegs ein guter Leiter im gewöhnlichen Sinne wili muß: Sie ist vielmehr nur ein Leiter im Vergleich zum Isolierinaterial, auf welchem sie angeordnet ist, d.li. ein Halbleiter.
• Die Arbeitsbedingungen zum Erzielen der gewünschten Wirkung durch die stromführende Schicht sind derart, daß die Schicht im wesentlichen über die gesamte Oberfläche, auf welcher sie angebracht ist, kontinuierlich sein und im großen und ganzen einen gleichen Widerstand pro Längeneinheit über das gesamte Rohr haben muß. Eine Kontinuität in Richtung parallel zur Rohrachse ist dabei wesentlich; eine Umfangskontinuität ist von weniger großer Bedeutung. So kann eine Anzahl von Materialstreifen aus einem iMaterial von geeigneter Leitfähigkeit, die in Längsrichtung angeordnet und in Umfangsrichtung im Abstand vorgesehen sind, derart, daß sie die gesamte Oberfliiche bis auf enge Schlitze zwischen den Streifen ausfüllen, brauchbar sein.
• Dadurch, daß die Leitfähigkeit der äußeren Leiterschicht wesentlich größer als diejenige der Innenschicht ist, wird die Längsfeldverteilung nicht wesentlich durch die Zunahme der Leitfähigkeit der äußeren Oberfläche infolge von anhaftender Feuchtigkeit oder infolge von Schmutzablagerung auf die Oberfläche des Isolators, insbesondere bei nebligem Wetter, gestört. Durch das Vorsehen der Schicht auf der Innenseite wird eine Äquipotentialschicht in der Nähe des Kabeldielektrikums geschaffen und eine ungefähre Gleichheit der Potentialdifferenz zwischen jedem Punkt auf der Innenfläche und der benachbarten Stelle auf der Außenfliiche sichergestellt, wodurch das Isolationsmaterial des Rohres in einem weitgehenden Maße von radialen elektrischen Beanspruchungen entlastet wird.
• Beim erfindungsgemäßen Kabelendverschluß kann die Innenfläche des Isolators vorzugsweise mit nur einem kleinen Spiel über der Kabelisolierung angeordnet sein.
• Der Isolator wird vorzugsweise aus Porzellan finit stromleitenden Schichten, die als stromleitende Glasuren ausgebildet sind, hergestellt. Geeignete stromleitende Glasuren können in der im britischen Patent 577 748 erwähnten Weisehergestellt werden.
• Doch können auch andere `Isolatorformen und stromleitende Schichten Anwendung finden. So kann das Rohr beispielsweise aus kunstharzgetränkten Papierschichten oder aus Nichtfaserwerkstoff bestehen, wobei die stromleitenden Schieliten metallische Farben oder Metallfolien sein können. Diese Mittel sind nur beispielsweise und keineswegs erschöpfend angegeben.
• Wenn der Isolator eine große Länge hat, so ist es von Vorteil, die Länge in mehrere Abschnitte aufzuteilen und Attsgleichsverliindtingen zwischen den inneren und äußeren Schichten an einigen oder an allen Verbindulilgsstöf)en \ orzilselien.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar in einem Liingsschnitt.
• Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Porzellanisolator mit stromleitenden Schichten an der Außen- und Innenfläche, die als Glasuren ausgebildet sind, bedeckt. Die gestrichelten Linien unterhalb der Oberflächen des Isolators sollen das Vorhandensein von stromleitenden Schichten auf diesen Oberflächen andeuten. Der Isolator besteht aus drei Teilen 15, i6 Und 17. Wenn sie zusammen benutzt werden, so dienen sie der Cbertragulig von besonders hohen Spannungen. Bei einer niedrigen Spannung können zwei Abschnitte oder es kann auch nur ein Abschnitt je nach Bedarf verwendet werden. Bei solch einer Gruppe eines dreiteiligen Isolatorrohres für eine der Adern eines Dreiphasensysteins für 132 kV, also einem SVsteln mit 76,2 kV zwischen jedem Leiter und Erde, sind geeignete Widerstandswerte für jeden Rohrabschnitt 5o Mn für die äußere Oberfläche und 25o MD für die innere Oberfläche (Verhältnis @i:5). In einem solchen aus einzelnen Al>sclinitten bestehenden Isolator werden die beiden Oberfliichen vorzugsweise an den Stößen zwischen den Teilen 15 und 16 und zwischen den Teilen r6 und 17, ebenso wie an jedem Ende miteinander verbunden, wodurch irgendwelche wesentlichen Potentialdifferenzen zwischen den Potentialen an der inneren Oberfläche und den entsprechenden Punkten an der äußeren Oberfläche vermieden werden (entsprechende Punkte sind diejenigen, welche auf der gleichen radialen Linie von der Achse des Rohres aus liegen).
• Die metallische Grundplatte des Kabelendverschlusses besteht aus dem Flansch 18, einer sich nach unten erstreckenden lfufle iy und einer oberen Muffe 20, die alle miteinander mechanisch und elektrisch verbunden sind. Die Muffe (i9 ist mit dem Kabelmantel 6 über eine innere Metallfüllung verbunden, die im geschmolzenen Zustande eingebracht wird, und z\var bei 21, sowie über einen Metallverschluß 22. Die -Muffe 20 nimmt das eine Ende des Abschnittes 17 des Isolators auf, welches in bekannter Weise mit Portlandzement verbunden ist, welcher eine genügende Leitfähigkeit zwischen der Muffe 2o und der stromleitenden Glasur auf der Außenfl'iche des Isolatorabschnittes 17 herstellt.
• Über das Ende des Kabelmantels 6 ragt eine kurze Länge der stromleitenden Abschirmung g heraus, welche an der Außenseite der Kabelisolation io liegt. Diese Abschirmung besteht aus perforiertem metallisiertem Papier. Mit seinem äußeren Ende wird ein hohler konischer Metallkörper vi verbunden, welcher sich nach außen in eine entsprechende Aushöhlung an der Innenfläche des Isolators 'i7 erstreckt, wodurch hier für die gewünschte elektrische Feldverteilung im Gebiet zwischen der Abschirmung 9 und der stromleitenden Glasur auf der Innenfl<iclie des Isolators i.7 Sorge getragen wird.

  leas untere Ktide (ler Inneufläche des Isolators 17

  ist mit einer Schicht vmi wesentlich höherer Leit-

  f:iliigl;c@t, als sie die Glasur hat, verseben; lebpids-

  W se mird sie durch l:lektroaufla;gerung von ._IIe-

  tall im Gebiet z%Visclieti (ler unteren Kante des

  Isolators und der (tlterett Kante des konischen Kör-

  11e1-> t i hergestellt. l )lese Schicht ist mit 23 be-

  zeichnet. ('in eitre Verbindung zwischen dieser

  Schicht und dem <@rundhö rller 18 Vorzusehen, sind

  Vier IZontaktlllattfedenl ad itn gleichen Allstand um

  die .\ttsslrtrt(n@@ im ( @rttn(lkürper so Vorgesehen.

  (1a1.1 sie sich nach ((heil erstrecken und die l:ttden

  des @s(ll:tt(lr@ überlappen. Auf diese \\'eise, AS eine

  elektrische \ erl(in(ltmg zwischen dem (IutWA-per

  iK 11n(1 der .\lischirnlung o und den beiden Strom-

  le@tet@(@cti (il;tsttrschichten auf der inneren und

  ;i.ulleren ()1(crfl;iclic (IS Is(llatora1)sclnlittes 17 her-

  ;gestellt.

  Viu- die \erl>itt(lutig der beiden Abschnitte 17

  mul toi hal(eii ihre henachl(arten linden Flansche 2>>

  und -(), VOtt (ledert jeder .m lsolatorabschnitr an-

  zementiert ist. Ileittl Zusaninienbau der Abschnitte

  wird z\Vischen (letz beiden Flanschen ?5 und 26

  eitle \IctaHschcil(e < eingelegt, wobei die drei

  'Feile durch (lie 1,OIZetl -S miteinander Verbunden

  sind. In der N;ilie des Kaides einer jeden inneren

  (>llerfl;iche dieser Abschnitte sind Bänder mit guter

  Leitf;iliiAeit V(lrgeselieti, lleisllielsweise mittels

  l:hhtnitiic(lerschlags Von \lctall (lletallisierung),

  \Vie lief -() un(1 30 gezeigt, leergestellt. An der

  inneren Kante der Scheibe -7 sind vier Kontakt-

  1>lattte(@ern 3 t V(ngesehen, Welche sich nach oben

  und »ach unten crstrerhen und eine elektrische N'er-

  ldn(lttrlg mit (letz l# lächert =9 un(1 30 herstellen, wo-

  durch eitle ztt@erlä ssige Str(mhcitungsverbindung

  z\Vischen den Innentlachen dieser beiden Abschnitte

  hergestellt tVir(1 und auller<let die inneren und

  ä ulieren Oberflüchen ;tn (In Stößen miteinander

  Verilttti(leti \Verden.

  1)i(# Abschnitte t; und 10 \VCrden miteinander

  in der gleichest Weise \Vie (lie Allschnitte 16 und 17

  Verllun(len.

  I)ie Kappe auf (lern (ilmren Ende des Abschnitts

  1 5 bestellt ans eitlem Grundring und einer Muhe 3=

  s(l\Vie (lern @lattl>tl;iirper 33. Der erstere ist am

  011erett ]`title (Ies Allschnitts 1,3 des Isolators an-

  zementiert und trägt den 1l.itil)tl«irper der Kaplee

  auf scitwr Wrcn Mäclic. Itn llauptkö rper 33 sitzt

  der Kletilnicnatlschlul.i 4, der an seinem unteren

  Kmle eitlen MM 34 trägt, in welchem ein Stift 35

  atn ()1(er('tr lalle des J@ontaktstücks 13 steckt.

  welcher (Irii I_citer 1- des Kabels aufnitnnit

  und mit i1111( befestigt ist srnvie 1n Strommt-

  Verl>int@uttg ntit der Klemme 4 über das nacligiel>ige

  \-crlüti(lutigsntittel 14 steht. litt l)and 36 mit guter

  ist all der limentEichr des Isolators r5

  an (lesseti (lllci-eni lalle V(lrgcselten. Mittels dieser

  Randverbindung wird über die Kontaktblattfedern 3;, die an (lern Hauptkörper 33 sitzen, eine Stromlehen(h \'erllin(lung hergestellt. Wie aus der Zeichnung hervorgeht, ist nur ein kleiner Zmischenraum zwischen den Innenflächen des rohrförmigen Isolators und der Außenfläche der Kabelisolation vorhanden. wobei dieser Zwischenraum wesentlich laeitwr als llisher üblich ist. Dieser Zwischenraute kann niit 1 solatit»isvergußniasse oder -öl ganz. oder zutn "heil ausgefüllt werden, und zwar bis zii einer 1 1)11e, \V(> (lie radiale Beanspruchung im Ratim des elektrischenhel(lcsn ttreinenverhültnisniüßiglaeinen \\-ert mehr hat. Alternativ können auch andere Vülltnigsarten zur Anwendung kommen, beispielswIse kotlip-intiertes Gas, Schichtwicklungen oller Itolt re.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. flochsllantnnigskalwlendverschluß miteiner elektrischen Feldlängsverteilung an der 1solation des Kabelendes, die durch den Spalinutrgsabfall über die Oberfläche eitles TsAatorrohres bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, (lall der Isolator eine ausreichend leitfähige, in I.iiiigsriclitting kontinuierliche Schicht auf der lnlieriseite und eine gleichartige, alter wesentlich leitfähigere Schicht auf der Außenseite aufweist. -. Ilochspanintngskabelendverschluß nach Anspruch ,i, dadurch gekennzeichnet, daß die AM Schicht in Längsrichtung einett Widerstand von ungefähr t NIL) pro kV der Arbeits-11()tetitiaI(lifferenz zwischen den Enden (les Isolat(ns hat. 3. 1 I(lchspannungskalwlendver schluß nach Angwuch i, dadurch gekennzeichnet, (laß der lsolamr aus mehreren Rohral-isclmitten (15, 16 und i7) mit potentialausgleichenden Verbin-(lttt1gsteitte111 (27) zwischen der Innen- und der :\uLienHäche an einigen der Verl)in(luitgsstöße zwischen den Abschnitten besteht. .l. Hochspannungskabelendverschluß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß eine \ Mündung zwischen einer stromleitenden Oberflächenschicht und einem benachbarten Abschnitt oller einem anderen Teil über eine örtlich begrenzte Schicht (29 oder 3o) mit verIältndmädg hoher Leitfähigkeit, die Tiber der leitfähigen Schicht Vorgesehen ist, mittels eines hontakteleteents (31), das darauf preßt, besteht. Hochspatinungskabelendverschluß nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, (laß das 1 solau)rrohr aus Porzellan besteht, das an beiden Flächen stromleitende Glasuren attftVeist, wolle) die Glasuren stromleitende Schichten mit Verschiedener Leitfähigkeit in Lä ngsriclttmW, z. 11. im Verhä httis i : 5 hallen.