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Zur Herabsetzung des Aufwandes an Isolierstoffen, Mantelwerkstoff
und Werkstoff für Schutzschichten und Bewehrungen ist es bekannt, den Leitern von
Mehrleiter-Starkstromkabeln einen kreissektorähnlichen Querschnitt zu geben. Aus
fabrikatorischen Gründen ist es jedoch nicht möglich, den Leiter mit genauer Sektorform
herzustellen, sondern sie erhalten als Begrenzung zwei radial liegende Ebenen, die
miteinander und mit der äußeren Zylinderfläche durch mehr oder weniger scharfe Abrundungen
verbunden sind.
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Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß in der Isolierung solcher
Sektorleiter ungünstige Tängentialbeanspruchungen entstehen können, und hat zur
Aufgabe, diese durch geeignete Gestaltgebung der Leiter zu beseitigen. Bei der üblichen
Gestaltgebung von Sektorleitern gehen die radial liegenden ebenen Flächen unmittelbar
in die Zylinderflächen der abgerundeten Kanten über. An der Übergangsstelle ist
also in der Isolierung einerseits das Potentialgefälle zwischen zwei ebenen Flächen,
andererseits das der Anordnung von zwei parallelen Zylindern entsprechende vorhanden.
Dies ergibt an zwei sehr nahe beieinanderliegenden Punkten gleichen Abstandes von
der Leiteroberfläche im Innern der Isolierung Potentialdifferenzen, die erhebliche
Tangentialbeanspruchungen zur Folge haben, da ja die Punkte mit dem verschiedenen
Potential durch den unvermittelten übergang von Zylinderoberfläche zur Ebene sehr
nahe beieinanderliegen.
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Da aber gerade in tangentialer Richtung die dielektrische Festigkeit
der üblichen aus Bändern geschichteten Isolierung sehr gering ist, kann an solchen
Stellen leicht ein frühzeitiges Glimmen auftreten, das im Läufe der Zeit die Isolierung
zerstört.
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Gemäß der Erfindung werden daher bei Sektorleitern für Hochspannungskabel
die Profilbegrenzungsrinien aus Kurven gebildet, deren Krümmungshalbmesser sich
stetig ändern bzw. an den Stellen, an denen Kurven verschiedener Krümmung ineinander
übergehen, zumindest von derselben Größenordnung sind.
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In der Zeichnung ist ein Dreileiter-Starkstromkabel mit Sektorleitern
der bisher üblichen Gestalt (Fig. r) einem gleichen Kabel mit gemäß der Erfindung
gestalteten Sektorleitern (Fig.2) gegenübergestellt, und zwar sind Kabel angenommen,
deren Leiter z mit einer üblichen getränkten Papierbandisolierung 2 versehen sind
und einen gemeinsamen Schutzmantel 3 besitzen, über dem übliche Korrosionsschutzschichten
und Bewehrungen angeordnet sein können. Bei dem Kabel nach Fig. z bilden die Begrenzung
der Sektoren radial verlaufende ebene Flächen r r und äußere Zylinderbögen 12 und
gehen unmittelbar in die die Kantenabrundungen bildenden Zylinderflächen 13 über.
Bei dem Kabel nach der Erfindung gemäß Fig. 2 ist dagegen die Sektorumgrenzung aus
Parabeln bzw. Hyperbeln so zusammengesetzt, daß die Krümmungshalbmesser sich stetig
ändern und insbesondere auch an den Stellen, in denen die einzelnen Kurven ineinander
übergehen, zumindest von derselben -Größenordnung sind. Neben Parabeln und Hyperbeln
sind z. B. auch Ellipsenausschnitte zur Bildung der Sektorbegrenzung geeignet.
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Durch die erfindungsgemäße Gestaltung der Sektoren wird die Potentialverteilung
in der Isolierung so beeinflußt; daß Tangentialbeanspruchungen weitgehend beseitigt
sind. Dadurch ist es auch möglich, diese Sektorleiter bei solchen Kabeln zu verwenden,
die keine Metallisierung der Einzeladern besitzen.
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Besonders vorteilhaft ist die Erfindung auch bei Kabeln mit Gasfüllung
der Isolierung zu verwenden. Bei solchen Kabeln befindet sich der größere Elektrodenabstand
an der Stelle der kleineren Krümmungsradien der Zwickelräume; ist der Zwickelraum,
wie das bei gasgefüllten Kabeln der Fall ist, hohl, so hat er eine Herabsetzung
der mittleren Dielektrizitätskonstante der entsprechenden Feldröhre zur Folge, so
daß die sich daraus ergebende Erniedrigung der Beanspruchung eine Verkleinerung
des Krümmungsradius ermöglicht. Die kontinuierlich nach innen zunehmende Vergrößerung
der Profilkrümmungsradien läuft parallel mit der Verkleinerung des Zwickelraumes.
Die Beanspruchung, die also durch Vergrößerung der mittleren Dielektrizitätskonstante
und den geringer werdenden Elektrodenabstand vergrößert wird, wird durch die Vergrößerung
der Krümmungsradien wieder vergleichmäßigt, d. h. mehr über die Dicke der ganzen
Isolierung verteilt.