FI61772C - Elektrisk hoegspaenningskabel - Google Patents

Description

r i KUULUTUSJULKAISU , η η η 0 JgfiA LBJ O1) UTLAGG NI NGSSKRI FT 617 72 C Patentti myönetty 10 09 19H2

Patent oeddeiat ^ (51) Kv.ik.Vci.3 H 01 B 9/02, 5/16, 17/64 SUOMI—FIN LAND pi) 3653/71+

(22) Hik«ml*pttvt — Ana6knlng*d»g 17.12.7U

^ ^ (23) AlkupUvi— GlMgHuttdag 17.12.7^ (41) Tullut JulklMkal— Bllvlt offantllg j_Q Qg

PatMttl· ja rekUterlhallitut ( NlhrtvUuip*™ j. kuuLjulWtun pvm.-

Patent· och registarttyraltan Ansöktn utii|d odi utl.ikrifMn publictnd 31.05.82 (32)(33)(31) Pyydetty «tuolkuu*—8*f*r<d priorltet (71) N.K.F. Kabel B.V. , Schieweg9, Delft, Hollanti-Holland(NL) (72) Petrus Adrianus Cornells Bentvelsen, den Hoorn, Frederik Hendrik Kreuger, Delft, Marinus Klaas Monteny, Delft, Hollanti-Holland(NL) (7I+) Oy Kolster Ab (5I+) Suurjännitesähkökaapeli - Elektrisk högspänningskabel Tämä keksintö kohdistuu suurjännitesähkökaapeliin, jossa on yksi tai useampia virtaa johtavia sydämiä, joista kullakin on eristävä päällyste, joka ulkopinnaltaan koko pituudeltaan on varustettu erittäin resistiivisellä päällysteellä, jonka resistanssi on jännitteestä riippuvainen ja joka sisältää ainehiukkasia, joilla on jännitteestä riippuvainen resistanssi. Yleisesti on tällaisella kaapelilla johtava vaippa.

Suurjännitekaapeli, jossa sydämen eristys on toteutettu sellaisen aineksen pinnoitteena, jolla on lisääntyvän jännitteen mukana aleneva vastus mitä kutsutaan yleiseltä nimeltään jännitteestä riippuvaksi,voidaan varustaa yksinkertaisella tavalla kaapelin päätteillä käyttämättä kenttää säätäviä laitteita, jotka olisivat muodoltaan esimerkiksi jännitekartioita. Tätä tarkoitusta varten tarvitsee yksinkertaisesti johtava vaippa poistaa tämän kaapelin päästä tietyltä matkalta riippuen käytetystä jännitteestä. Jännitteestä riippuvan vastuspinnoitteen läsnäolon johdosta jännitegradienttien esiintyminen, jotka saattaisivat aiheuttaa koronapurkauksia, saadaan automaattisesti estettyä.

\ 2 61772 Tätä tarkoitusta varten tunnetaan jo kiertää nauhaa, joka muodostuu jännitteestä riippuvasta vastusaineksesta kaapelin päiden ympärille johtavan vaipan poistamisen jälkeen. On myös ehdotettu kaapelin sydänosien eristävän pinnoitteen päällystämistä koko pituudelta ulkopuolelta suspensiolla, jossa on jauhemaista jännitteestä riippuvaa vastusainetta, kuten esim. piikarbidia lak-kasideaineen liuoksessa.

Tällaisella kaapelilla on se etu, että välittömästi johtavan vaipan poistamisen jälkeen voidaan toteuttaa kaapelin päätteet. Käytännössä on kuitenkin havaittu, että saattaa syntyä vaikeuksia sekä valmistamisen että kaapelin käytön yhteydessä. Esim. on oleellisesti väistämätöntä, että lakkapinnoitteessa esiintyy epähomo-geenisuuksia, koska jännitteestä riippuva vastusaines tässä lakassa omaa taipumuksen valua sekä ennen että jälkeen sen sovittamisen paikalleen. Edelleen on havaittu, että on erityisen vaikeata löytää lakkasideainetta, jolla olisi riittävä ja pysyvä kiinnipysyvyys tavanomaiseen sydämen eristeaineeseen, kuten esim. polyetyleeniin ja polypropyleeniin myöskin toistuneiden kaapelin taivuttamisien jälkeen. Tarkoitettua tehtävää varten, nimittäin jännitegradient-tien estämiseksi, jotka johtavat koronailmiöihin,on jännitteestä riippuvan vastusaineksen homogeeninen jakautuma tämän eristeen päälle ja tämän eristeen pysyvä kiinnipysyvyys välttämätöntä.

Tämän keksinnön tarkoituksena on aikaansaada kaapeli, joka toteuttaa nämä vaatimukset huomattavassa määrin.

Tämän keksinnön mukaisesti kaapeli, joka toteuttaa nämä tarkoituksen on tunnettavissa siitä, että hiukkasten halkaisija on 20...200 /um ja ne on jaettu homogeenisesti yksirakeisena ker- 2 roksena eristävän päällysteen pintaan määrältään 10...20 mg/cm kohden.

Tämän keksinnön mukainen kaapeli on valmistettavissa yksinkertaisella tavalla saattamalla sydänosan eriste kosketuksiin ainakin osittain pehmennettynä kuumentamisen avulla hiukkasten kanssa, jotka muodostuvat jännitteestä riippuvasta vastusaineksesta, ja joilla on riittävä kineettinen energia niin että ne läpäisevät ainakin osittain pehmenneen pinnan, esim. käyttämällä fluidisoi-dun rungon pinnoitemenetelmää. Vaihtoehtoisesti on mahdollista kuumentaa hiukkasia lämpötilaan, joka on sen synteettisen hartsin pehmenemispisteen yläpuolella, joka muodostaa eristävän pinnoitteen johtimille ja saattaa ne kosketuksiin eristävän pinnoitteen kanssa.

3 r ·*[ o n o L; I I : Jännitteestä riippuvat vastusaineksen hiukkaset voivat kokonaisuudessaan tai osittain joutua upoksiin tämän eristeen u-lommalle pinnalle. Jotta voitaisiin saavuttaa haluttu teho on havaittu tarpeettomaksi, että nämä koskettaisivat toinen toistaan.

Tämä keksintö perustuu erityisesti siihen havaintoon, että jännitteen gradienttien muodostuminen, jotka johtavat koronapur-kauksiin on tyydyttävästi estettävissä pinnoitteen avulla, jolla on alhainen paksuus valmistettuna jännitteestä riippuvista vastus-aineksista .

Esim. voidaan käyttää piikarbidia jännitteestä riippuvana vastusaineksena. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää boorikarbidia, jolla on jännitteestä riippuvat vastusominaisuudet.

Tyydyttäviä tuloksia saavutetaan esim. kaapelilla, jossa piikarbidihiukkasten mitat ovat likimain 20...200 ^um:n välillä ja joissa kutakin pinnan pinnoitteen neliösenttimetriä kohden sydämen eristeessä käytetään 10...20 milligrammaa piikarbidia. Näissä olosuhteissa saavutetaan pinnoite, jolla yleisesti on paksuus, joka ei ole suurempi kuin mitä on suurin hiukkaskoko. On havaittu, että tällainen pinnoitteen paksuus on riittävä tarkoitettua päämäärää ajatellen, sillä pinnoitteen ominaisuudet eivät oleellisesti parane suurempien pinnoitteiden paksuuksien tapauksissa. Kokeet ovat osoittaneet, että synteettisellä hartsilla eristetyllä kaapelilla, joka on 8,7/15 kV tyyppiä, jossa metallinen johdin-vaippa on poistettu 15 cm etäisyydeltä eristeestä,ei esiintynyt mitään koronailmiöitä jännitteen vaikutuksen alaisena,kun piikar-bidin pinnoite oli upotettuna tämän pinnoitteen pintaan.

Ainoa kuvio oheisissa piirustuksissa esittää poikkileikkausta suurjännitekaapelista, jossa on yksi ainoa sydänosa valmistettuna tämän keksinnön mukaan.

Johtimen vaippa 2 heikosti johtavasta aineksesta on asennettuna sydänosan 1 ympärille, joka on käämittyjä kuparilankoja, minkä lisäksi on eristepinnoite 3 polyetyleenistä, jonka pinta on varustettu oleellisesti yksijyväisellä pinnoitteella 4 siihen upoksiin saatettuja piikarbidihiukkasia, joiden vastus on jännitteestä riippuvainen. Tämä rakennelma on ympäröity johtavalla pinnoitteella 5 kupariliuskaa ja eristevaipalla 6 polyetyleeniä.