KR101182745B1

KR101182745B1 - 옥외 케이블 밀봉 단부

Info

Publication number: KR101182745B1
Application number: KR1020067027449A
Authority: KR
Inventors: 요한네스 카우만스; 게로 슈뢰더; 폴커 슈트로트; 안드레아스 바인라인
Original assignee: 쥐드카벨 게엠베하
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2005-07-29
Publication date: 2012-09-13
Also published as: WO2006015735A1; JP2011087461A; KR20070053169A; ATE376275T1; EP1774632B1; DE502005001755D1; DE102004046134A1; EP1774632A1; JP2008509641A; JP5231583B2

Abstract

본 발명에 따른 고압 케이블(5)용 옥외 단자는 제 1 및 제 2 단부 영역(2, 3)을 가진 절연체(1), 상기 절연체(1)의 내부 공간(18) 내로 적어도 부분적으로 돌출한 수용 절연체(10), 케이블(5)과 접속될 수 있고 상기 수용 절연체(10) 내로 삽입될 수 있으며 필요한 경우 이것과 분리 가능한 필드 제어 소자(8), 및 상기 절연체(1)의 제 2 단부 영역(3)에 배치되며 케이블(5)에 전기 접속 가능한 접속체(21)를 포함하고, 절연 매체가 내부 공간(18) 내에 제공된다. 본 발명은 상기 수용 절연체(10)를 사전설정된 간격을 두고 둘러싸는 필드 제어 전극(28)이 상기 내부 공간(18) 내에 배치되고, 상기 수용 절연체(10)가 상기 내부 공간(18) 내에 배치된 그 단부(19)에 접촉체(22)를 가지며, 상기 접촉체(22)와 상기 접속체(21) 사이의 내부 공간(18) 내에는 상기 접속체(21)와 전기 접속된 접속 도체(24)가 제공되는 것을 특징으로 한다.

케이블, 단자, 절연체, 수용 절연체, 필드 제어 소자, 접속체, 필드 제 어 전극, 접촉체, 접속 도체.

Description

옥외 케이블 밀봉 단부{OPEN-AIR CABLE SEALING END}

본 발명은 청구항 1의 전제부에 따른, 특히 플라스틱 절연된 고압 및 초고압 케이블용 옥외 단자(outdoor termination)에 관한 것이다.

EP 1 494 329 A1호 또는 WO 03/085 795 A1호에는 이러한 형태의 옥외 단자가 공지되어 있다. 도 5를 참고로 설명되는 제 1 실시예는 절연체의 수직 배치 시에 제 1 하단부 영역과 제 2 상단부 영역을 가진 자기로 이루어진 관형 절연체를 포함한다. 상기 제 1 단부 영역에는 필드 제어 소자로서 형성된 응력 원추부용 수용 절연체가 배치되며, 상기 수용 절연체는 에폭시 수지로 이루어진다. 케이블 단부는 수용 절연체 및 실질적으로 절연체의 전체 길이를 통해 안내되고, 절연체의 제 2 단부 영역에서 접촉체에 접속되며, 상기 접촉체는 절연체의 제 2 단부 영역에 제공된 커버 플레이트를 통해 외부로 절연체로부터 나온다. 절연체의 내부 공간은 절연 매체로 채워지고, 상기 절연 매체는 실질적으로 전체 길이에 걸쳐 연장된 케이블 단부 및 절연체의 제 2 단부 영역 내에 배치된 접촉체를 둘러싼다. 절연체의 외부에서 상기 절연체의 제 1 단부 영역에 배치된 압착 장치에 의해, 한편으로는 응력 원추부가 수용체 내로 가압되고 다른 한편으로는 케이블 자유 단부 또는 거기에 제공된 접촉 소자가 절연체의 제 2 상단부에 있는 상기 접촉체에 가압된다. 특히, 온도 변동으로 인한, 절연체를 통해 안내된 케이블 단부의 길이 변동이 케이블 자유 단부와 접촉체의 전기 접속에 대한 불리한 결과를 초래하지 않도록 하기 위해, 특별한 조치가 취해져야 한다. 여하한의 조정 또는 보수 조치는, 절연 매체가 절연체로부터 제거되고, 후속해서 다시 채워지는 단계를 수반하며, 이는 작업 및 조립 비용에 관하여 상당한 노력을 나타낸다. 도 1을 참고로 설명되는 다른 실시예에서는 폴리머로 이루어진 관형 절연체가 제공되고, 상기 절연체의 제 1 단부 영역에는 연장 관이 배치된다. 절연체는 그 제 2 단부 영역를 통해 안내되는 도체에 의해 관통되고, 상기 도체는 연장 관의 내부에 일체형으로 형성된, 케이블 접촉 소자용 수용체를 갖는다. 절연체 내에는 상기 도체 및 상기 접촉 소자를 둘러싸고, 연장 관의 내부에서 케이블 단부에 접속된 응력 원추부용 원추형 수용부를 포함하는, 에폭시 수지로 이루어진 절연 하우징이 배치된다. 또한, 절연체의 내부에는 상기 도체를 둘러싸는 금속 피팅이 금속 베이스 플레이트의 영역에서 자기장을 보상하기 위해 제공된다. 수용체 및 원추형 수용부는 금속 피팅의 외부에 배치된다. 전체적으로 이 옥외 단자는 긴 축방향 길이를 갖는다.

공지된 바와 같이, 고압 가공 선로(overhead line)와 고압 케이블의 접속을 위한 옥외 단자가 필요하다. 케이블의 외부 도전층의 오프셋 에지 영역에서 전계 분포를 최적화하기 위해, 전형적인 최신 해결책은 절연체 내에 배치된 필드 제어 소자를 포함하며, 상기 필드 제어 소자는 바람직하게는 응력 원추부로서 형성되고, 고체, 액체 또는 기체의 절연 매체에 의해 둘러싸인다. 바람직하게는 절연 매체로서 폴리올레핀 또는 실리콘 오일과 같은 절연 오일, 또는 기체 절연 재료가 사용된다. 절연체는 공기 중에서 충분한 전기적 강도를 가지며, 오염, 습기, 염무(salt fog), 얼음 등과 관련해서 환경에 알맞는 누설 경로(creep distance)를 갖는다. 가공된 케이블, 및 절연된 도체는 필드 제어 소자를 통해 안내되고, 상기 필드 제어 소자로부터 절연체의 내부를 지나 고압을 안내하는 접속체 또는 커버 피팅까지 안내되고 적합한 방식으로 이것과 접속된다. 이 종류이 폐쇄 소자들은 제조 및 설치에 관하여 많은 노력 필요로 하고, 특히 비교적 긴 길이의 케이블 단부가 가공된다. 또한, 케이블 단부를 절연체를 통해 안내하고 케이블 단부를 커버 피팅과 연결하는 것은 많은 제조 및 조립 비용을 필요로 한다. 또한, 여하한의 서비스 또는 보수 작업이 상당한 시간을 필요로 한다.

이로부터 시작하면, 본 발명의 목적은 전술한 단점을 갖지 않고 케이블과 옥외 단자의 확실한 접속을 보장하는 알려진 형태의 옥외 단자를 제공하는 것이다. 필드 제어 소자의 주변 내에 추가의 탄성 또는 액체 절연 매체의 삽입이 방지되어야 하고, 이 형태의 절연 매체에서 필요한 밀봉 조치가 생략되어야 한다. 또한, 필요한 경우 케이블이 적은 노력으로 복잡한 작업 없이 절연체로부터 분리될 수 있어야 한다.

상기 목적은 청구항 1에 제시된 특징에 의해 달성된다.

본 발명에 따른 옥외 단자는 두드러진 방식으로 작동 요건을 만족시키는 확실한 구조를 갖는다. 플러그가능한 기술에 의해, 매우 짧은 전체 길이가 달성되고, 일반적으로 액체 또는 기체로 형성되는 추가의 탄성 절연 매체의 사용이 방지된다. 플러그가능한 케이블 단자의 사용으로 인해, 누설에 의한 절연 매체의 손실을 방지하는 밀봉 조치가 생략되고, 사용되는 플러그 기술은 "건식" 밀봉 단부 기술이라고도 할 수 있다. 삽입 가능한 실시예로 인해, 간단한 방식으로 케이블과 절연체 및/또는 그 접속체에 가해지는 고전압과의 분리가 가능해진다. 통합된 플러그가능한 케이블 단부를 가진 본 발명에 따른 옥외 단자가 바람직하게는 짧은 조립 시간 및 케이블 단부 영역에서의 "건식" 해결책을 보장한다. 또한, 비교적 짧은 케이블 길이만의 가공이 필요하고, 또한 조립 전에 및/또는 케이블 단부와 절연체의 삽입 접속 형성 전에 여러 소자들이 문제없이 예비 테스트된다. 바람직하게는 플러그가능한 케이블 단부 캡이 옥외 사용을 위해 내부 원추부 원리에 따라 절연체 내로 통합된다.

제안된 플러그가능한 옥외 단자는 특히 전압 레벨이 최대일 때 그리고 케이블 직경이 클 때 바람직하게 사용되며, 이 경우 특히 필드 제어 소자의 장소 필요와 관련해서 기하학적 이유 때문에 큰 직경의 절연체가 사용될 수 있다. 외부 공간 및 절연체의 내부에서 최적화된 전압 강도를 얻기 위해, 진보된 전극의 고압 기술적 원리에 따라 절연체의 제 1 단부 영역에서, 특히 거기에 있는 베이스 플레이트의 영역에서 전기장을 약화시키는 필드 제어 전극이 특히 중요하다. 절연체의 제 1 단부 영역에 있는 필드 제어 전극의 부분은 본 발명에 따라 사전설정된 축방향 길이를 가지며, 상기 길이는 절연체의 내부 공간에 배치된 수용 절연체 부분의 축방향 길이와 적어도 거의 동일한 크기이다. 수용 절연체는 절연체의 내부 공간에 배치된 그 단부에 접촉체를 포함한다. 상기 접촉체는 한편으로는 케이블의 전기 도체 또는 케이블 코어와의 전기 접속을 위해 형성되고, 다른 한편으로는 접속 도체와의 전기 접속을 위해 형성되며, 상기 접속 도체는 절연체를 통해 그 제 2 단부 영역까지 안내되고, 거기서 내부 공간으로부터 외부로 안내된 접속체와 접속된다. 바람직하게는 필드 제어 전극의 축방향 길이는 필드 제어 전극이 적어도 거의 접촉체를 지나 돌출함으로써, 접촉체의 영역에서도 전계 분포의 최적화가 이루어지는 방식으로 사전설정된다. 필드 제어 소자에 의해, 특히 케이블의 외부 도전층의 오프셋 에지 영역에서 전기장 분포가 최적화된다. 절연체의 내부 공간 내에도, 본 발명에 따라 수용 절연체에 배치되어 상기 수용 절연체와 견고하게 연결된 접촉체와, 절연체의 제 2 단부 영역에 배치된 접속체 사이에 전기 접속 도체가 존재한다. 접촉체는 케이블 단부의 방향으로 바람직하게는 컵형으로 형성되고, 케이블 자유 단부의 수용을 위해, 특히 케이블 자유 단부에 배치된 전기 접촉 소자와의 전기 접속을 위해 사용된다. 제 2 단부 영역을 부분적으로 포함한 수용 절연체의 단부는 적어도 축방향으로 절연 매체에 의해 둘러싸인 접촉체를 포함한다.

외부 공간에서 절연된 필드 강도 과부하가 방지되고, 특히 필드 제어 전극의 간격이 상기 필드 제어 전극을 둘러싸는 외부 공간 내에서 최적의 방식으로 사전설정된다. 또한, 필드 제어 전극의 내부 영역에서의 간격 또는 절연체의 내부에서 전류를 안내하는 접속 소자에 대한 간격은 확실한 전기적 강도가 얻어지는 방식으로 사전설정된다. 필드 제어 전극은 도전성 재료로 이루어진 회전 대칭의 중공체로 형성되는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 또한, 바람직하게는 금속 시트로 이루어진 필드 제어 전극은 절연체의 제 2 단부 영역을 향한 그 단부에 특히 외부를 향해 사전설정된 반경으로 휘어지는 에지를 포함한다.

또한, 필드 제어 소자에서의 전계 강도는 본 발명에 따라 필드 제어 전극의 단부에서의 성형 및/또는 반경에 의해 실질적으로 영향을 받는다는 것이 특히 중요하다. 한편으로는, 특히 에폭시 수지 절연체로서 형성된 수용 절연체 상의 전계가 과도하게 상승되지 않도록 하기 위해, 본 발명에 따라 필드 제어 전극의 최소 직경이 사전설정된다. 또한, 필드 제어 전극의 전체 길이가 수용 절연체의 전체 길이 보다 및/또는 상기 접촉체와 함께 온전한 길이 보다 사전설정된 값만큼 더 크게 설정되는 것이 특히 바람직한 것으로 나타났다. 이로 인해, 한편으로는 수용 절연체 둘레의 전계가 명확하게 설정되고 다른 한편으로는 절연체의 일 단부의 영역 및/또는 거기에 제공된 옥외 단자의 베이스 플레이트가 전계와 관련해서 진보된 전극에 의해 방전된다. 또한, 특히 에폭시 수지 절연체로서 형성된 수용 절연체에 대한 간격이 충분히 크게 설정됨으로써, 주조 수지 절연 매체 및/또는 수용 절연체의 외부 경계면이 강력한 접선의 전계 성분으로 인해 과부하되지 않는 것이 특히 바람직한 것으로 나타났다.

본 발명의 특별한 실시예 및 개선예는 종속 청구항 및 하기의 실시예 설명에 제시된다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참고로 구체적으로 설명하지만, 본 발명이 이 실시예에 국한되는 것은 아니다.

도 1은 플러그가능한 옥외 단자의 개략도.

도 2는 필드 제어 전극 및 절연체 없이 분리된 상태에서 옥외 단자의 부분도.

도 3은 도 1에 따른 옥외 단자의 부분도.

도 4는 도 3의 부분 IV의 확대도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 절연체

2 1의 제 1 단부 영역

3 1의 제 2 단부 영역

4 케이블 단부 캡

5 케이블

6 전기 도체

7 절연층

8 필드 제어 소자

10 수용 절연체/에폭시 수지 절연체

11 10의 플랜지

12 베이스 플레이트

14 접속체

16 스프링 소자

18 1의 내부 공간
19 10의 자유 단부

20 커버 플레이트

21 접속체

22 접촉체

24 접속 도체/절연체 1의 중심 도체

25 접촉 소자/케이블(3)의 삽입 접속부

26, 27 접속부/이동가능한 안내부

28 필드 제어 전극

30 내부 영역

32 외부 영역

34 28의 자유 단부

36 화살표

40 28의 길이

42 1에 대한 간격

44 내부 간격

46 10의 축방향 길이

48 34의 반경

도 1은 절연체(1) 및 플러그가능한 케이블 단부 캡(4)을 가진 옥외 단자를 도시하고, 상기 절연체(1)는 제 1 단부 영역(2)과 제 2 단부 영역(3)을 포함한다. 상기 케이블 단부 캡(4)은 케이블(5)의 단부 및 바람직하게는 응력 원추부로서 형성된 필드 제어 소자(8)를 포함하고, 상기 케이블(5)은 케이블 코어 또는 전기 도체(6), 및 상기 코어 또는 전기 도체를 둘러싸는 절연층(7)을 갖는다. 이 경우, 절연체(1)는 원통형일 수 있거나 또는 상부로 원추형으로 가늘어질 수 있다. 절연체(1)의 수직 배치 시에 상기 절연체의 제 1 단부 영역, 하단부의 영역에는 수용 절연체(10)가 배치되고, 상기 수용 절연체(10)는 바람직하게는 에폭시 수지 절연체로서 형성된다. 수용 절연체(10)는 바람직하게는 방사방향 외측으로 향한 플랜지(11)를 가지며, 특히 상기 플랜지 및/또는 베이스 플레이트(12)를 통해 절연체(1)와 견고하게 연결된다. 특히 바람직하게는 수용 절연체(10)와 절연체(1) 사이의 접속이 압력 밀봉 방식으로 및/또는 습기 밀봉 방식으로 및/또는 액체 밀봉 방식으로 형성된다. 본 발명에 따라 사용된 플러그가능한 케이블 밀봉 단부의 필드 제어 소자(8)를 가진 케이블(5)은 필요한 경우 수용 절연체(10)와 그에 따라 절연체(1)로부터 분리될 수 있다. 케이블 단부 캡(4)은 특히 수용 절연체(10)와의 해제가능한 접속을 위한 접속체(14)를 포함하며, 상기 필드 제어 소자(8)는 바람직하게는 스프링 소자(16)에 의해 지지되고, 사전설정된 바이어스(bias)로 수용 절연체(10) 내로 및/또는 수용 절연체(10)에 대해 가압된다. 본 발명에 따라 케이블 밀봉 단부는 바람직하게는 내부 원추부 원리에 따라 구성된다. 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따라 수용 절연체가 적어도 부분적으로, 절연 매체로 채워진 절연체(1)의 내부 공간(18) 내로 돌출한다. 특히, 절연체(1)의 내부 공간(18) 내로 돌출한 수용 절연체(10)의 부분은 내부로 원추형으로 형성되고 및/또는 이에 대응하는 및/또는 이에 맞게 형성된 필드 제어 소자(8)의 접촉면에 대한 원추형 내부면을 포함한다. 특히, 필드 제어 소자(8)에 의해 특히 케이블(5)의 외부 도전 층의 오프셋 에지 영역에서 전계 분포가 최적화된다는 사실을 참고한다.

절연체(1)의 제 2의 또는 상부의 단부 영역에는 커버 플레이트(20) 및 접속체(21)가 제공되고, 상기 접속체는 고압을 안내하는 접속점을 형성한다. 커버 플레이트(20)와 절연체(1) 사이의 접속은 바람직하게는 압력 밀봉 방식(pressure-tight)으로 및/또는 습기 밀봉 방식(moisture-tight)으로 및/또는 액체 밀봉 방식(liquid-tight)으로 형성된다. 절연체(1)의 내부 공간(18) 내에서 절연 매체는, 특히 SF6, N2, SF6-N2 또는 그 혼합물과 같은 기체인 것이 바람직하다. 또한, 액체의, 포움 형태의 또는 겔 형태의 절연 매체가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 기체 보상 체적이 절연체(1)의 내부 공간(18)의 상부 영역에 또는 외부 보상 용기 내에 제공된다. 또한, 수용 절연체(10)의 자유 단부(19)에 접속된 접촉체(22)와 상기 접속체(21) 사이의 절연체(1)의 내부 공간(18) 내에 접속 도체(24)가 제공된다. 자유 단부(19)는 바람직하게는 컵형으로 형성되고, 적어도 부분적으로 자유 단부(19) 내로 삽입되는 접촉체(22)를 둘러싼다. 접촉체(22)는 바람직하게는 자유 케이블 단부 또는 그 접촉 소자(25)용 플러그 접속부로서 형성되며, 또한 컵형으로 및/또는 절연체(1)의 제 1 단부 영역(2) 방향으로 개방되게 형성되는 것이 바람직하다. 케이블(5)의 단부에는 접촉체(22)에 대응하는, 특히 플러그 접속부로서 형성된 접촉 소자(25)가 배치된다. 케이블 단부 캡(4)의 분리 시에는 접촉 소자(25)와 접촉체(22)의 전기적 플러그 접속이 분리된다. 본 발명에 따라 형성된 및/또는 수용 절연체(10)의 단부(19)에 있는 절연체(1)의 내부에 배치된 플러그 접속부는 케이블(5)과 절연체(1)의 접속 형성 및 필요한 경우 상기 접속의 분리를 문제없이 그리고 기능면에서 확실하게 가능하게 한다. 바람직하게는 접촉체(22) 또는 접속체(20)와의 도체 접속부(24)의 적어도 일 단부는 길이 조정을 위해 이동가능한 안내부로서 및/또는 축방향으로 이동 및/또는 변위 가능한 접속부(26, 27)로서 형성된다.

본 발명에 따라 수용 절연체(10)의 영역에서 절연체(1)의 내부 공간(18)에는 필드 제어 전극(28)이 배치되고, 상기 필드 제어 전극은 바람직하게는 절연체(1)의 일 단부에 있는 베이스 플레이트(22)와 접속된다. 필드 제어 전극(28)은 수용 절연체(10)를 둘러싸고 바람직하게는 본 발명에 따라 접촉체(22) 및/또는 접속체(20) 및/또는 접속부(26)도 둘러싼다. 본 발명의 범주에서 필드 제어 전극(28)의 축방향 길이(40)는 적어도 내부 공간(18) 내에 배치된 수용 절연체(10)의 부분의 축방향 길이(46)와 동일한 크기이다. 바람직하게는 원통형으로 형성된 필드 제어 전극(28)은 진보된 전극의 고압 기술적 원리에 따라, 특히 베이스 플레이트(12)의 영역에서 및/또는 내부 공간(18) 내에 배치된 수용 절연체(10)의 부분의 영역에서 및/또는 수용 절연체(10)와 접속된 접촉체(22)의 영역에서 전기장의 약화를 보장한다. 대안으로서, 필드 제어 전극(28)은 커버 플레이트를 향해 원추형으로 가늘어지는 외경을 가질 수 있다. 필드 제어 전극(28)의 내부에서 수용 절연체(10)를 향해 방사방향으로 내부 영역(30)이 그리고 절연체(1)를 향해 방사방향 외측으로 외부 영역(32)이 배치되고, 필드 제어 전극(28)은 접속체(20) 방향으로 자유 단부(34)를 갖는다. 필드 제어 전극(28)의 치수 설계는 이하에서 상세히 설명된다. 도 1에 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따라 배치된 및/또는 형성된 필드 제어 전극(28)은 수용 절연체(10)를 완전히 둘러쌀 뿐만 아니라 바람직하게는 접촉체(22)도 그리고 특히 적어도 부분적으로 접촉체(22)를 가진 접속 도체(24)의 접속부(26)도 둘러싸기 때문에, 본 발명에 따라 접촉체(22)의 영역에도 최적화된 필드 분포가 보장된다. 필드 제어 전극은 바람직하게는 절연체(1)의 종축에 대해 회전 대칭인 중공체로서 형성되고 특히 금속 시트로 제조된다. 도 1에 개략적으로만 도시된 자유 단부(34)는 바람직하게는 외부를 향해 휘어진 에지로서 형성된다.

도 2는 삽입 가능한 케이블 단부 캡(4)이 분리된 상태의 옥외 단자를 부분적으로 도시한다. 바람직하게는 실리콘 고무로 이루어진 필드 제어 소자(8)는 적어도 부분적으로 원추형 외부 윤곽을 가지며, 수용 절연체(10)의 관련 내부 윤곽은 필드 제어 소자(8)의 상기 외부 윤곽에 상응하게 형성된다. 나타나는 바와 같이, 케이블(5)의 단부에 고정적으로 놓인 필드 제어 소자(8)는 기계적 스프링 소자(16)에 의해 접속체(14)에 지지된다. 케이블(5)은 예컨대 EPX-절연 케이블로서 형성되지만, 본 발명의 범주에서는 다른 절연된 케이블, 예컨대 EPR 또는 PE 절연 케이블도 제공될 수 있다. 접속을 위해, 케이블 단부 캡(4)은 화살표(36)의 방향으로 수용 절연체(10) 내로 삽입되고, 접촉 소자(24)와 접촉체(22) 사이의 전기 접속이 형성된다. 또한, 접속 소자(14)와 여기에 상세히 도시되지 않은 스크루 등에 의해 수용 절연체(10) 및/또는 베이스 플레이트(12) 및/또는 절연체와의 견고하지만 필요한 경우 해제가능한 접속이 형성된다. 플러그가능한 케이블 단부 캡의 본 발명에 따른 사용으로 인해, 옥외 단자에서의 복잡한 작업 없이도 항상 옥외 단자 또는 고압 안내 케이블로부터 간단한 방식으로 케이블(5)을 분리할 수 있다.

도 3은 본 발명에 따라 사용되는 케이블 단부 캡(4)과 필드 제어 전극(28)을 가진 옥외 단자를 부분적으로 도시한다. 필드 제어 전극(28)은 길이(40)를 가지며, 절연체(1)의 내부면에 대해 일정한 간격(42)을 두고 배치된다. 또한, 필드 제어 전극(28), 특히 그 자유 단부(34)는 중앙 도체 또는 접속 도체(24)에 대해 내부 간격(44)을 갖는다. 바람직하게는 에폭시 수지 절연체로서 형성된 수용 절연체(10)는 절연체 내부에 및/또는 베이스 플레이트(12)에 대해 축방향 길이(46)를 갖는다. 또한, 필드 제어 전극(28)은 그 자유 단부(34)에 특히 반경(48)을 가진 사전설정된 에지 경계 및/또는 성형부를 갖는다. 사용되는 필드 제어 전극(28)은 그 길이(40) 및/또는 간격(42, 44) 및/또는 성형부 또는 반경(48)으로 인해 전체 장치의 최적화된 전기장이 설정되도록 본 발명에 따라 치수 설계되고 배치된다. 바람직하게 상기 치수 설계는 하기 비가 적용되도록 사전설정된다:

0.03 < 반경(48)/간격(44) < 0.7

0.3 < 길이(40)/길이(46) < 3

0.1 < 간격(42)/간격(44) < 10.

간격(44)에 대한 반경(48)의 비는 0.1 내지 0.5인 것이 바람직하다. 또한, 수용 절연체(10)의 축방향 길이(46)에 대한 필드 제어 소자(28)의 축방향 길이(40)의 비는 1 내지 2이다. 또한, 내부 간격(44)에 대한 간격(42)의 비는 1 내지 7인 것이 특히 바람직한 것으로 나타났다.

본 발명에 따라 사용되는 필드 제어 전극(28) 및/또는 그 치수 설계로 인해, 필드 제어 전극과 절연체(1)의 내부면 사이의 외부 공간(32) 내에서 절연된 필드 강도 과부하가 피해진다. 또한, 간격(44)의 설정으로 인해 충분히 큰 전기적 강도가 보장된다. 또한, 필드 제어 전극(28)의 자유 단부(34)의 반경(48) 및/또는 성형부에 의해 필드 제어 소자에서의 전기적 강도가 최적화된다. 필드 제어 전극(28)의 최소 직경의 설정으로 인해, 수용 절연체에서 전기장의 과도한 상승이 피해진다. 또한, 필드 제어 전극(28)의 전체 길이(40)가 수용 절연체(10)의 전체 길이(46) 보다 사전설정된 값 만큼 더 크다는 사실이 중요한 역할을 한다. 따라서, 한편으로는 수용 절연체(10) 둘레의 그리고 바람직하게는 접촉체(22) 둘레의 그리고 특히 접속체(20) 및/또는 접촉체(26) 둘레의 전기장이 명확하게 사전설정된다. 다른 한편으로는 옥외 단자의 제 1 또는 제 2 단부에서 및/또는 베이스 플레이트의 영역에서 전기장이, 전기장에 대해 진보된 전극으로 인해 방전된다. 최종적으로, 수용 절연체(10)와 필드 제어 전극(28) 사이의 간격(44)의 사전설정된 치수는 외부 경계면 및/또는 에폭시 수지 절연 매체가 강한 접선의 전기장 성분에 의해 과부하를 받지 않도록 충분히 크게 사전설정된다.

도 4에는 필드 제어 전극(28)의 자유 단부(34)가 도 3의 부분 IV의 확대도로 도시되어 있다. 자유 단부(34)는 바람직하게는 사전설정된 반경(48), 특히 외부로 휘어진, 필드 제어 전극(28)의 에지에 의해 형성된다. 필드 제어 전극(28)은 바람직하게는 도전성 재료, 특히 금속 시트로 형성된 중공체 또는 관으로서 형성되며, 사전설정된 반경(48)으로의 상기 에지의 휘어짐은 적은 제조 비용으로 구현된다.

Claims

고압 케이블(5)용 옥외 단자(outdoor termination)에 있어서,

제 1 및 제 2 단부 영역(2, 3)을 가진 절연체(1); 상기 제 1 단부 영역(2)에서 상기 절연체(1)의 내부 공간(18) 내로 적어도 부분적으로 돌출한 수용 절연체(10); 상기 케이블(5)과 접속되고, 플러그함으로써 상기 수용 절연체(10)에 접속될 수 있으며 필요한 경우 이것과 분리 가능한, 응력 원추부로서 형성된 필드 제어 소자(8); 및 상기 절연체(1)의 제 2 단부 영역(3)에 배치되며 상기 케이블(5)과 전기 접속될 수 있는 접속체(21)를 포함하고, 상기 내부 공간(18) 내에 절연 매체가 제공되며,

상기 내부 공간(18) 내에서 상기 수용 절연체(10)를 사전설정된 간격을 두고 둘러싸서 필드 제어 전극(28)이 배치되고, 상기 필드 제어 전극(28)의 길이(40)는 상기 내부 공간(18) 내에 배치된 상기 수용 절연체(10)의 부분의 축방향 길이(46)와 적어도 동일한 크기이고,

상기 수용 절연체(10)는 상기 내부 공간(18) 내에 배치된 그 단부(19)에 상기 케이블(5)의 전기 도체(6)가 전기 접속되고 필요한 경우 해제될 수 있는 접촉체(22)를 포함하며,

상기 접촉체(22)와 상기 제 2 단부 영역(3)에 제공된 상기 접속체(21) 사이의 상기 내부 공간(18) 내에는 접속 도체(24)가 제공되고, 이는 상기 접속체와 전기 접속되는 것을 특징으로 하는 옥외 단자.
제 1항에 있어서,

(i) 상기 필드 제어 전극(28)은 상기 수용 절연체(10)보다 상기 절연체(1)의 내부 공간(18) 내로 사전설정된 값만큼 더 돌출함; 및

(ii) 상기 수용 절연체(10)의 길이(46)에 대한 상기 필드 제어 전극(28)의 길이(40)의 비는 0.3 내지 3의 범위로 사전설정됨;

중 적어도 하나를 특징으로 하는 옥외 단자.
제 1항에 있어서,

(i) 상기 필드 제어 전극(28)의 자유 단부(34)는 사전설정된 반경(48)을 가짐; 및

(ii) 상기 자유 단부(34) 및 상기 필드 제어 전극(28) 중 적어도 하나와 상기 절연체(1)에 배치된 상기 접속 도체(24) 사이의 내부 간격(44)에 대한 상기 반경(48)의 비는 0.03 내지 0.7 사이의 범위로 사전설정됨;

중 적어도 하나를 특징으로 하는 옥외 단자.
제 1항에 있어서,

(i) 상기 필드 제어 전극(28)의 자유 단부(34)는 둘러싸는 상기 절연체(1)에 대해 사전설정된 간격(42) 및 상기 접속 도체(24)에 대한 사전설정된 내부 간격(44) 중 적어도 하나를 가짐; 및

(ii) 상기 내부 간격(44)에 대한 상기 간격(42)의 비가 0.1 내지 10의 범위로 사전설정됨;

중 적어도 하나를 특징으로 하는 옥외 단자.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

(i) 상기 절연 매체로서 상기 절연체(1)의 내부 공간에 사전설정된 초과압을 가진 기체 절연 매체가 제공됨;

(ii) 상기 절연 매체로서 SF6, N2, SF6-N2 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나가 제공됨; 및

(iii) 상기 절연 매체는 1-10 bar 범위의 사전설정된 초과압을 가짐;

중 적어도 하나를 특징으로 하는 옥외 단자.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

(i) 상기 절연체(1)의 내부 공간에 상기 절연 매체로서 액체 또는 겔 형태의 절연 매체가 제공됨; 및

(ii) 상기 절연체의 내부 공간(18)의 상부 영역 내에 또는 외부의 보상 용기 내에 기체 보상 체적이 제공됨;

중 적어도 하나를 특징으로 하는 옥외 단자.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 절연체(1)의 내부 공간에는 포움 형태의 절연 매체가 제공되는 것을 특징으로 하는 옥외 단자.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 절연체(1)는 실리콘 실드를 가진 GRP 관으로서 형성된 복합 절연체로서 형성되거나, 또는 상기 절연체(1)는 자기 절연체로서 형성되는 것을 특징으로 하는 옥외 단자.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 필드 제어 전극(28)은 상기 제 2 단부 영역(3)에 배치된 커버 플레이트 내에 제공된 상기 접속체(21)를 향해 원추형으로 가늘어지는 외경을 갖는 것을 특징으로 하는 옥외 단자.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

(i) 상기 필드 제어 전극(28)은 상기 수용 절연체(10)와 접속되는 상기 접촉체(22)를 둘러싸고, 상기 접촉체(22)는, 컵형으로 형성되고 상기 절연체(1)의 제 2 단부 영역(3)을 향해 개방된 상기 수용 절연체(10)의 단부(19) 내로 적어도 부분적으로 삽입됨; 및

(ii) 상기 필드 제어 전극(28)의 축방향 길이(40)는 상기 접속 도체(24)의 접속부(26)에도 적어도 부분적으로 상기 필드 제어 전극(28) 내로 돌출하도록 사전설정됨;

중 적어도 하나를 특징으로 하는 옥외 단자.