KR20130132911A - 스트레스 제어 디바이스 - Google Patents

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KR20130132911A
KR20130132911A KR1020137018206A KR20137018206A KR20130132911A KR 20130132911 A KR20130132911 A KR 20130132911A KR 1020137018206 A KR1020137018206 A KR 1020137018206A KR 20137018206 A KR20137018206 A KR 20137018206A KR 20130132911 A KR20130132911 A KR 20130132911A
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stress control
cable
control device
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KR1020137018206A
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Inventor
마크 그래버만
젠스 바익홀드
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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    • H02G15/06—Cable terminating boxes, frames or other structures
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    • H02G15/072—Cable terminating boxes, frames or other structures with devices for relieving electrical stress of the condenser type
    • H—ELECTRICITY
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    • H01B7/00—Insulated conductors or cables characterised by their form
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Abstract

중심 도체(5) 및 접지층(15)을 갖는 케이블(1)의 단부 부분과 함께 사용하기 위한 전기적 스트레스 제어 디바이스로서, 스트레스 제어 디바이스는 그 내부로 케이블(1)의 단부 부분이 삽입될 수 있는 축 보어(170), 및 두 개 이상의 도전성 또는 반도전성 스트레스 제어 층들(110, 120, 130)을 포함하고, 스트레스 제어 층들(110, 120, 130)의 적어도 부분은 보어(170) 둘레에 동심으로 그리고 서로 동심으로 배열되며, 케이블(1)의 단부 부분이 보어(170) 내로 축 방향(25)으로 삽입되되, 케이블(1) 및 스트레스 제어 디바이스의 축 종단면에서 보이는 바와 같이, 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 적어도 두 개가 케이블(1)의 접지 층(15) 보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 상기 축 방향(25)으로 더 연장되는 방식으로, 그리고 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 방사상으로 외측인 층이, 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 방사상으로 내측인 층보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 상기 축 방향(25)으로 더 연장되는 방식으로 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기적 스트레스 제어 디바이스.

Description

스트레스 제어 디바이스{STRESS CONTROL DEVICE}
본 발명은 전기적 스트레스를 제어하기 위한 디바이스에 관한 것이며, 특히 고전압 케이블의 종단부(termination) 또는 접속부(joint)에서의 전기적 스트레스를 제어하기 위한 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한 그러한 디바이스를 포함하는 종단부 또는 접속부, 및 그러한 종단부 또는 접속부를 설치하는 방법에 관한 것이다.
고전압 케이블은 일반적으로 중심 도체(central conductor) 둘레의 케이블 절연부를 덮는 접지층을 포함한다. 접지층은 종종 반도전성 또는 도전성이고, 종단접속된 케이블 단부로부터 약간 떨어져 있는 접지 전위에 전기적으로 연결된다. 케이블이 종단접속되거나 또는 다른 케이블과 접속되려 하는 경우에, 절연부가 보통 감삭(cut back)되어 중심 도체를 노출하고, 그리고 접지층은 그것의 에지가 절연부의 단부로부터 떨어져 위치되도록 더 감삭된다. 중심 도체와 접지층 사이의 전기장 선(electrical field lines)은 종단접속된 케이블 단부 가까이의 접지층의 에지에 집중된다. 한편으로, 중심 도체의 노출된 부분과 접지층의 에지 사이의 거리가 더 클수록 중심 도체와 접지층의 에지 사이의 강한 전기장에서의 전기적 절연파괴(electrical breakdown)의 위험이 감소된다. 다른 한편으로, 종단부 또는 접속부의 크기를 작게 유지하여 이들의 비용을 더 낮추고 이들의 설치를 더 간편하게 하기 위하여, 그 거리가 최소로 유지되어야 한다.
고전압 케이블의 종단부 또는 접속부는, 장기적인 전기적 절연파괴 또는 전기적 침식, 및 계면 방전(interface discharges)을 야기할 수 있는 전기적 "스트레스"(즉, 부분 방전에 의해 야기되는 부정적 효과)를 방지하기 위하여, 케이블의 단부 부분에서 중심 도체와 접지층의 에지 사이의 강한 전기장을 관리해야만 한다. 이 방전은 케이블의 재료 및 종단부 또는 접속부의 재료 상의 강한 전기장에 의해 야기된다. 특히, 전체 종단부 또는 접속부의 물리적 크기를 적정 한계 내로 유지하면서, 접지층의 에지에서 전기장 선의 극심한 집중을 방지하는 것이 바람직하다.
전기장의 집중을 방지하기 위하여, 저항성 스트레스(resistive stress control) 제어, 반사성 스트레스(refractive stress) 제어, 용량성 스트레스 제어 또는 기하학적 스트레스 제어와 같은 상이한 장(field) 제어 또는 스트레스 제어 기법들이 행해져 왔다. 종래에, 많은 케이블 종단 디바이스 또는 접속 디바이스가, 원뿔 형상 요소의 외측 표면 위에 도전성 접지층이 제공되는 스트레스 콘(stress cone)을 구비하였다. 국제 특허 출원 WO 00/74191호는 스트레스 콘을 포함하는 기하학적 필드 제어에 대해 기술한다.
유럽 특허 출원 EP 1056162호에는, 내측 중심 도체와 외측 접지 전위 사이에 실질적으로 동심으로 배열된 복수의 용량성 층들을 포함하는 용량성 장 제어와, 접지 전위와 접촉하여 배열된 스트레스 콘을 포함하는 기하학적 장 제어의 조합에 의해 특징지어지는, 전기장에 의해 야기되는 스트레스를 제어하기 위한 디바이스가 기술된다.
케이블에 대한 또는 종단부 또는 접속부에 대한 전기적 절연파괴 및 손상의 위험을 감소시키기 위하여, 케이블 종단부 및 접속부의 스트레스 제어 특성을 향상시키는 것이 바람직하다. 특히, 고전압에서, 더 많은 공간을 요구함이 없이 신뢰성있는 스트레스 제어를 제공하는 스트레스 제어 수단을 제공하는 것이 바람직하다. 본 발명은 이러한 요구를 다룬다.
본 발명은, 제1 태양에서, 중심 도체 및 접지층을 갖는 케이블의 단부 부분과 함께 사용하기 위한 전기적 스트레스 제어 디바이스를 제공한다. 스트레스 제어 디바이스는 그 내부로 케이블의 단부 부분이 삽입될 수 있는 축 보어(axial bore), 및 두개 이상의 도전성 또는 반도전성 스트레스 제어 층들을 포함하며, 스트레스 제어 층들의 적어도 부분이 보어 둘레에 동심으로 그리고 서로 동심으로 배열된다. 케이블의 단부 부분이 보어 내로 축 방향으로 삽입될 수 있는바, 케이블 및 스트레스 제어 디바이스의 축 종단면에서 보이는 바와 같이, 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들 중 적어도 두 개가 케이블의 접지층보다 케이블의 단부를 향해 상기 축 방향으로 더 연장되고, 그리고 스트레스 제어 층들 중 방사상으로 외측인 층이 스트레스 제어 층들 중 방사상으로 내측인 층보다 케이블의 단부를 향해 상기 축 방향으로 더 연장되는 방식으로 삽입될 수 있다.
본 발명에 따른 전기적 스트레스 제어 디바이스는 종래의 스트레스 제어 디바이스보다 더 많은 공간을 요구함이 없이 더 높은 전압에서 개선된 스트레스 제어를 제공할 수 있는바, 그 이유는 그것의 스트레스 제어 층들의 에지들이, 축 종단면에서, 스트레스 제어 디바이스와 함께 사용될 수 있는 케이블의 접지층의 에지에서의 전기장 선의 집중을 감소시키는 프로파일 상에 놓이기 때문이다. 전기장 선의 감소된 집중은 결과적으로 케이블의 접지층의 에지에서 전기적 절연파괴의 위험을 감소시켜준다. 일부 종래의 스트레스 제어 디바이스들은 케이블의 방사 방향으로 더 연장되는 요소들, 예를 들어, 스트레스 콘과 같은 요소들을 통해 전기장 선의 집중을 감소시키려 하였으나, 본 발명에 따른 전기적 스트레스 제어 디바이스는 얇을 수 있으며 방사 방향으로 많이 연장되지 않을 수 있는 스트레스 제어 층들을 사용한다. 그러한 층들의 사용은 따라서, 전기장 선의 집중을 더욱 효과적으로 감소시키면서, 스트레스 제어 디바이스가 종래의 스트레스 제어 디바이스들의 직경보다 많이 크지 않은 직경을 가질 수 있게 한다.
본 발명에 따른 전기적 스트레스 제어 디바이스는 그 내부로 케이블의 단부가 삽입될 수 있는 축 보어를 포함한다. 보어의 직경은, 스트레스 제어 디바이스가 케이블에 대해 잘 정의된 방사상의 위치(radial position)에 있도록, 케이블의 단부 부분의 삽입이 가능할 수 있게 충분히 크게끔, 그리고 스트레스 제어 디바이스와 케이블의 단부 부분 사이의 타이트 피트(tight fit)가 가능할 수 있게끔 선택될 수 있다. 그러나, 보어가 케이블의 단부 부분보다 큰 직경을 가질 수 있고, 스트레스 제어 디바이스가 케이블에 대해 잘 정의된 방사상의 위치에 있을 수 있게 하기 위하여 스페이싱 수단이 사용될 수 있다(예컨대, 케이블에 슬립 오버(slip over)될 수 있다). 보어는 원통 형상을 가질 수 있고, 스트레스 제어 디바이스의 일 단부로부터 스트레스 제어 디바이스의 다른 단부로 연장될 수 있다.
본 발명에 따른 스트레스 제어 디바이스에서, 스트레스 제어 층들의 적어도 일부 부분이 보어 둘레에 동심으로 그리고 서로 동심으로 배열된다. 하나의 스트레스 제어 층이, 예를 들어, 다른 스트레스 제어 층보다 케이블 단부로부터 종방향으로 더 멀리 연장될 수 있고, 따라서 그 하나의 스트레스 제어 층의 부분만이 스트레스 제어 층들 중 다른 하나와 동심으로 배열된다. 스트레스 제어 층은, 예를 들어, 개구 또는 슬릿 또는 돌출부를 가질 수 있고, 따라서 스트레스 제어 층의 단지 그 부분이 보어 둘레에 동심으로 그리고 그 개구 또는 슬릿 또는 돌출부를 포함하지 않는 다른 층과 서로 동심으로 배열된다. 스트레스 제어 층은 도전성 또는 반도전성 튜브 또는 도전성 또는 반도전성 페인팅된 층 또는 도전성 또는 반도전성 압출된 층 또는 도전성 또는 반도전성 공-압출된 층일 수 있다. 스트레스 제어 층은, 예를 들어, 탄성중합체와 같은 것, 예를 들어, 실리콘, 천연 고무 또는 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체를 포함할 수 있다. 스트레스 제어 층은 전기적 도전성을 제공하기 위하여 입자성 탄소 물질을 포함할 수 있다.
케이블의 단부 부분은 본 발명에 따른 전기적 스트레스 제어 디바이스의 보어 내로, 케이블 및 스트레스 제어 디바이스의 일 특정 축 종단면에서, 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들 중 적어도 두 개가 케이블의 접지층보다 케이블의 단부를 향해 더 연장되고 그리고 스트레스 제어 층들 중 방사상으로 외측인 층이 스트레스 제어 층들 중 방사상으로 내측인 층보다 케이블의 단부를 향해 상기 축 방향으로 더 연장되는 방식으로 삽입될 수 있다. 동일한 발명 구성에서, 그러나 중심 도체의 중심선에 의해 형성된 축 둘레의 상이한 각위치(angular position)에서 취한 다른 축 종단면에서, 이들 조건들 중 하나 또는 이들 조건들 둘 모두가 만족되지 않을 수 있다. 예를 들어, 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들 중 적어도 두 개가 케이블의 접지층보다 케이블의 단부를 향해 더 연장되지 않거나, 또는 다른 예로서, 스트레스 제어 층들 중 방사상으로 외측인 층이 스트레스 제어 층들 중 방사상으로 내측인 층보다 케이블의 단부를 향해 상기 축 방향으로 더 연장되지 않는다.
본 발명의 추가의 태양에서, 케이블은, 케이블의 접지층 및 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들 중 적어도 두 개가 축 종단면에서 볼록 프로파일(convex profile) 상에 놓이는 각자의 에지들을 갖는 방식으로 보어 내로 축 방향으로 삽입될 수 있다. 커패시터 플레이트들의 볼록 프로파일들은 이들 플레이트들의 에지들에서 전기장 선의 집중을 감소시키고, 그럼으로써 이들의 에지들 사이에서 전기적 절연파괴의 위험을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 축 종단면에서, 케이블의 접지층과 스트레스 제어 층들의 에지들의 위치에 동일한 원리를 적용하는 것(즉, 접지층의 그리고 스트레스 제어 층들의 에지들이 별개의 볼록 프로파일을 형성하는 것)은 또한 접지층의 에지에서 전기장 선의 집중을 감소시키고, 그럼으로써 스트레스 제어 디바이스가 사용될 수 있는 케이블의 중심 도체와 접지층 사이에서 전기적 절연파괴의 위험을 감소시켜 준다. 볼록 프로파일은 일반적으로, 축 종단면에서, 케이블의 단부로부터 점진적으로 감소하는 거리를 가지면서 케이블의 중심 도체로부터 점진적으로 구부러져 나오는 프로파일이다. 볼록 프로파일은, 케이블 및 스트레스 제어 디바이스의 축 종단면에서, 직선 부분을 포함하는 선일 수 있다. 그것은 곡선 부분을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 볼록 프로파일의 곡률 반경은 프로파일에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 추가의 태양에서, 케이블은, 접지층 및 스트레스 제어 층들 중 적어도 두 개가 축 종단면에서 로고우스키 프로파일 상에 놓이는 각자의 에지들을 갖는 방식으로 보어 내로 축 방향으로 삽입될 수 있다. 특정 로고우스키 프로파일들에 따른 형상의 커패시터 플레이트들은 이들 플레이트들의 에지들에서 전기장 선의 집중을 감소시키고, 그럼으로써 이들의 에지들 사이의 전기적 절연파괴의 위험을 감소시키는 것으로 알려져 있다. 축 종단면에서, 케이블의 접지층 및 케이블과 함께 사용되는 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들의 에지들의 위치에 동일한 로고우스키 원리를 적용하는 것은, 마찬가지로 접지층의 에지에서 전기장 선의 집중을 감소시키고, 그럼으로써 케이블의 중심 도체와 접지층의 에지와의 사이에서 전기적 절연파괴의 위험을 감소시켜 준다. 로고우스키 프로파일은 따라서, 케이블 및 스트레스 제어 디바이스의 축 종단면에서, 케이블 접지층의 그리고 스트레스 제어 층들의 에지들의 개별 종점들로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 로고우스키 프로파일은 전기적 전위 ψ가 0.1π와 동일하거나 그보다 큰 로고우스키 프로파일이다. 0.1π와 동일하거나 그보다 큰 전기적 전위 ψ의 값들에 대한 로고우스키 프로파일들은 전기적 절연파괴의 위험에 대한 특히 큰 감소를 제공하거나 스트레스 제어 디바이스의 사이즈 축소를 도울 수 있다. ψ가 0.1π보다 작은 로고우스키 프로파일들은 매우 평탄한 형상를 가지며 케이블의 축 방향으로 매우 멀리 연장될 것이다. 케이블 접지층의 에지들 및 스트레스 제어 층들의 에지들이 ψ가 0.1π보다 작은 로고우스키 프로파일을 형성하는 스트레스 제어 디바이스는 많은 실용적 목적에서 너무 길 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 로고우스키 프로파일은, 전기적 전위 ψ가 (5/6)π보다 작은 로고우스키 프로파일이다. 5/6π보다 작은 ψ의 값들에 대한 로고우스키 프로파일들은 전기적 절연파괴의 위험에 대한 특히 큰 감소를 제공할 수 있다.
본 발명의 추가의 태양에서, 비도전성 또는 반도전성 스페이싱 층이 스트레스 제어 층들 중 두 개의 적어도 부분 사이에 배열된다. 그러한 스페이싱 층은, 스페이싱 층이 그 사이에 배열된 스트레스 제어 층들 사이의 거리에 대한 정밀한 제어를 가능하게 할 수 있다. 스트레스 제어 층들의 에지들은 그럼으로써 방사 방향에서 더 정밀하게 위치될 수 있고, 이는 스트레스 제어 디바이스가 함께 사용되는 케이블의 접지층과 중심 도체 사이에서 전기적 절연 파괴의 위험을 낮출 수 있다. 스페이싱 층은, 예를 들어, 실리콘을 포함한다. 실리콘은 실리콘 고무 기반일 수 있다. 실리콘은 탄소 입자들로 로딩될 수 있다. 스페이싱 층은, 예를 들어, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체 (M-클래스) 고무를 포함할 수 있다. 스페이싱 층은, 예를 들어, 109 Ω ㎝ 내지 1016 Ω ㎝의 고유 저항(specific resistance)을 갖는 재료를 포함할 수 있다.
다른 추가의 태양에서, 스페이싱 층은 압출가능한 중합성 재료를 포함한다. 스페이싱 층의 압출될 수 있는 능력은 스페이싱 층 및 전체 스트레스 제어 디바이스를 더 낮은 비용에서 제조할 수 있게 한다. 압출가능한 중합성 재료는, 예를 들어, 실리콘을 포함할 수 있다. 실리콘은 실리콘 고무 기반일 수 있다. 실리콘은 탄소 입자들로 로딩될 수 있다. 압출가능 중합성 재료는, 예를 들어, 에틸렌 프로필렌 다이엔 단량체 (M-클래스) 고무를 포함할 수 있다. 압출가능한 중합성 재료는, 예를 들어, 109 Ω ㎝ 내지 1016 Ω ㎝의 고유 저항을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 태양에서, 스트레스 제어 층들 중 하나가 접지 전위에 놓이도록 구성된다. 접지된 스트레스 제어 층이 접지층의 에지에서의 전기장의 집중을 효과적으로 막기 때문에, 접지된 스트레스 제어 층은, 스트레스 제어 디바이스가 함께 사용되는 케이블의 중심 도체와 접지층 사이에서 전기적 절연파괴의 위험을 더 감소시킬 수 있다. 스트레스 제어 층은, 예를 들어, 그 위에 도전성 테이프가 감길 수 있는 외부에서 액세스가능한 부분을 포함시킴으로써 접지 전위에 놓이도록 구성될 수 있다. 테이프의 다른 단부가, 스트레스 제어 디바이스가 포함될 수 있는 종단 디바이스 또는 접속부의 접지된 차폐 브레이드와 전기적으로 접촉되어 있을 수 있다.
본 발명의 다른 태양에서, 스트레스 제어 층들 중 하나가 부동 전위(floating potential)에 놓이도록 구성된다. 스트레스 제어 층들 중 하나를 부동 전위에 놓는 것은 접지층의 에지 바로 부근에 있지 않은 케이블 부분에서 전기적 절연파괴의 위험을 감소시킬 수 있다. 스트레스 제어 층은, 예를 들어, 그것을 전기적으로 비도전성인 재료내에 매립함으로써 또는 전기적으로 비-도전성인 필름 또는 테이프로 그 둘레를 감음으로써 부동 전위에 놓이도록 구성될 수 있다.
본 발명은, 또 다른 태양에서, 위에 기술된 것과 같은 전기적 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 고전압 종단 디바이스 또는 고전압 케이블 접속부를 제공한다. 본 발명에 따른 전기적 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 고전압 종단 디바이스 또는 케이블 접속부는, 작은 공간을 필요로 함에도 불구하고, 고전압 종단 디바이스 또는 케이블 접속부가 함께 사용되는 케이블의 중심 도체와 접지층 사이에서의 전기적 절연파괴에 대한 감소된 위험을 보여줄 수 있다.
본 발명의 추가의 태양에서, 위에 기술된 것과 같은 전기적 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 고전압 종단 디바이스 또는 고전압 케이블 접속부는, 적어도 부분적으로, 탄성적이다. 탄성은 고전압 종단 디바이스 또는 고전압 케이블 접속부를 고전압 종단 디바이스 또는 고전압 케이블 접속부 내로 삽입된 케이블 둘레에 꼭 맞게 할 수 있다. 종단 디바이스 또는 케이블 접속부의 내측 직경 및/또는 케이블의 외측 직경은, 종단 디바이스 또는 케이블 접속부가 케이블과 봉인(seal)을 형성할 수 있게끔 선택될 수 있으며, 이는 종단 디바이스 또는 접속부 내로의 물의 침투 또는 추가적인 침투를 막을 수 있다.
본 발명은, 추가의 태양에서, 케이블의 종단 부분에 종단 디바이스 또는 케이블 접속부를 설치하는 방법을 제공하며, 이 방법은 위에 기술된 것과 같은 전기적 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 종단 디바이스 또는 케이블 접속부를 제공하는 단계, 중심 도체 및 접지층을 포함하는 케이블의 단부 부분을 제공하는 단계, 및 케이블의 단부 부분을 스트레스 제어 디바이스의 보어 내로 축 방향으로 삽입하되, 축 종단면에 보이는 바와 같이, 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들이 케이블의 접지층보다 케이블의 단부를 향해 상기 축 방향으로 더 연장되는 방식으로, 그리고 스트레스 제어 층들 중 방사상으로 외측인 층이 스트레스 제어 층들 중 방사상으로 내측인 층보다 케이블의 단부를 향해 상기 축 방향으로 더 연장되는 방식으로 삽입하는 단계를 포함한다.
본 발명은, 또 다른 태양에서, 케이블의 종단 부분에 종단 디바이스 또는 케이블 접속부를 설치하는 방법을 제공하며, 이 방법은 위에 기술된 것과 같은 전기적 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 종단 디바이스 또는 케이블 접속부를 제공하는 단계, 중심 도체 및 접지층을 포함하는 케이블의 단부 부분을 제공하는 단계, 및 케이블의 단부 부분을 스트레스 제어 디바이스의 보어 내로 축 방향으로 삽입하되, 케이블의 접지 층 및 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들 중 적어도 두 개가, 축 종단면에서, 볼록 프로파일 상에 놓인 각자의 에지들을 갖는 방식으로 삽입하는 단계를 포함한다.
또 다른 태양에서, 본 발명은 케이블의 단부 부분에 종단 디바이스 또는 케이블 접속부를 설치하는 방법을 제공하며, 이 방법은 위에 기술된 것과 같은 전기적 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 종단 디바이스 또는 케이블 접속부를 제공하는 단계, 중심 도체 및 접지층을 포함하는 케이블의 단부 부분을 제공하는 단계, 및 케이블의 단부 부분을 스트레스 제어 디바이스의 보어 내로 축 방향으로 삽입하되, 케이블의 접지 층 및 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들 중 적어도 두 개가, 축 종단면에서, 로고우스키 프로파일 상에 놓인 각자의 에지들을 갖는 방식으로 삽입하는 단계를 포함한다.
이제 본 발명의 구체적인 실시예를 예시하는 이하의 도면을 참조하여 본 발명이 더 상세하게 설명될 것이다.
도 1은 케이블의 단부 부분의 축 종단면 사시도.
도 2는 커패시터 플레이트들 사이의 그리고 커패시터 플레이트들 둘레의 등 전위 선의 다이어그램.
도 3은 본 발명에 따른 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 케이블 종단부의 축 종단면.
도 4는 본 발명에 따른 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 케이블 종단부 및 케이블의 단부 부분의 축 종단면 사시도.
도 5는 본 발명에 따른 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 케이블 종단부 및 케이블의 단부 부분의 보다 상세한 축 종단면 사시도.
본 발명의 다양한 실시예들이 본 명세서의 이하에서 설명되고, 동일한 요소에 동일한 도면 부호가 부여된 도면에 도시되어 있다.
도 1은 전형적인 고전압 케이블(1)의 단부 부분을 종단면 사시도로 보여준다. 일부 방사상의 치수들(radial dimension)은 도면의 명료성을 위하여 과장되어 있다. 케이블(1)은 케이블(1)의 중심에 위치된, 고전압에서 전류를 전도하는 고전압 도체(5) 또는 중심 도체(5)를 포함한다. 이 도면에서, 케이블(1)의 단부(3)는 중심 도체(5)가 종료되는 곳에 위치된다. 케이블(1)의 단부 부분은 접지층(15)의 에지(30) 부근을 포함하는 케이블(1)의 부분 및 접지층(15)의 에지(30)와 케이블(1)의 단부(3) 사이의 케이블(1)의 부분이다. 절연층(10)이 중심 도체(5) 둘레에 동심으로 배열된다. 반도전성 또는 도전성 접지층(15)이 절연층(10) 둘레에 동심으로 배열된다. 이 접지층(15)은 때때로 또한 차폐층이라고도 칭해진다. 접지층(15)은 케이블(1)의 단부(3)로부터 멀리 떨어진 위치에서 접지 전위에 연결되고, 이 위치는 이 도면에 도시되지 않는다. 케이블(1)의 최외측 층은 비도전성 케이블 자켓(20) 또는 케이블 피복(20)이다. 케이블(1)은 종단 또는 제2 케이블(도시되지 않음)과의 접속을 위한 준비가 되어 있도록 제작되었다. 이 제작은 중심 도체(5)가 노출되어 종단부 또는 커넥터(도시되지 않음)에 고정될 수 있도록 피복(20)의 부분, 접지층(15)의 부분, 및 절연층(10)의 부분을 감삭하는 단계를 수반한다. 접지층(15)은 이것이 화살표(25)로 표시된 케이블의 축 방향에서 에지(30)까지 연장되도록 부분적으로 제거된다. 접지층(15)의 에지(30)는 노출된 중심 도체(5)로부터 충분한 거리에 위치되며, 따라서, 케이블이 동작 중일 때, 접지층(15)과 중심 도체(5) 사이에 전기적 절연파괴 또는 방전의 위험이 존재하지 않는다. 케이블 피복(20)은, 또한, 접지층(15)이 에지(30) 가까이에서 전기적으로 접촉될 수 있도록, 접지층(15)의 에지(30)로부터 충분히 먼 지점까지 제거되었다.
도시된 실시예에서, 접지층(15)은, 절연층(10)의 외측 표면 위의 반도전성 재료로 구성된다. 이 실시예에서, 반도전성 재료는 탄소-입자 물질로 로딩된 가교 결합 폴리에틸렌 또는 XPLE이다. 접지층(15)은 케이블(1)의 절연층(10)과 공압출된다. 대안적으로, 접지층(15)은 또한 금속 포일을 포함할 수 있다. 금속 포일은 절연층(10) 둘레에 감길 수 있다. 접지층(15)은, 예를 들어, 알루미늄 포일, 예컨대 감긴 알루미늄 포일을 포함할 수 있다. 일반적으로, 접지층(15)은 반도전성 또는 도전성이다.
도 2는 제1 커패시터 플레이트(220)의 에지(210)에서의 전기장의 등 전위선(200)을 제2 커패시터 플레이트(230)로부터의 수평 거리 및 표면 높이의 함수로서 도시한다. 제1 커패시터 플레이트(220)는 반-무한(semi-infinite) 커패시터 플레이트이고 제2 커패시터 플레이트(230)는 무한(infinite) 커페시터 플레이트이다. 제1 커패시터 플레이트(220) 및 제2 커패시터 플레이트(230)가 결합하여 커패시터를 형성한다. 제2 커패시터 플레이트(230)는 표면 높이 0에 위치된다. 제1 커패시터 플레이트(220)의 에지(210)는 커패시터 플레이트들(220, 230) 사이의 거리인 표면 높이 3.1에, 그리고 수평 거리 0에 위치된다. 커패시터 플레이트들(220, 230) 사이의 거리가 이 다이어그램의 x-축 및 y-축에 대한 스케일(scale)로서의 역할을 하며, 이 축들에는 따라서 어떠한 길이 단위도 라벨링되지 않는다. 커패시터 플레이트(220)는 수평 거리
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로부터 0까지 수평으로 연장된다. 로고우스키 프로파일은 제1 커패시터 플레이트(220)의 에지(210) 근처의 등 전위선(200)이다. ψ의 각 값은 등 전위선(200)을 나타내며 따라서 로고우스키 프로파일을 나타낸다.
실제의(즉, 유한의) 커패시터 플레이트들을 설계할 때, 로고우스키 타입 무한/반-무한 커패시터 플레이트 배열의 일부 등 전위 선(200)이 실제 커패시터 플레이트들의 유리한 형상들을 나타내는 것으로 알려져 있고, 따라서 플레이트의 에지 부근에서 플레이트들 사이의 전기적 절연파괴의 위험이 감소된다. 특정 로고우스키 프로파일에 따른 형상의 제1 커패시터 플레이트는, 제1 플레이트의 에지에 인접한 공간에서의 제1 플레이트와 제2 플레이트 사이의 전기장이 제1 플레이트의 에지로부터 멀리 떨어져 있는 플레이트들 사이의 전기장보다 강하지 않다는 점에서, 그리고 제1 커패시터 플레이트의 에지에서의 전기장의 집중이 감소되어, 제1 플레이트의 에지 영역에서의 플레이트들 사이의 전기적 절연파괴의 위험이 최소화된다는 점에서 유리한 것으로 알려져 있다.
로고우스키 프로파일은 2 차원 평면에서 공간 좌표 (x; y)에 대한 음의 공식(implicit formula)에 의해 종종 수학적으로 기술된다.
x = A (φ+ exp(φ) cos ψ) y = A (ψ+ exp(φ) sin ψ)
여기서,
A = 기하학적 정규화 파라미터,
φ = 전기장 강도,
ψ = 전기적 전위.
특정 로고우스키 프로파일에 따른 등 전위 선(200)의 형상을 갖는 커패시터 플레이트들은 개선된 전기적 절연파괴 내성을 제공하는 것으로 알려져 있다. 등 전위 선(200)의 그리고 대응하는 로고우스키 프로파일들의 실제 형상은 선택된 전기적 전위 ψ에 의존한다. 도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 등 전위 선(200)의 형상은 ψ의 각 값에 대해 상이하다. ψ = π/2인 로고우스키 프로파일에 따른 형상을 지닌 커패시터 플레이트는 플레이트의 에지 영역에서 양호한 전기적 절연파괴 보호를 제공하는 것으로 알려져 있다. ψ ≥ (5/6)π인 로고우스키 프로파일에 따른 형상을 지닌 커패시터 플레이트가 수용가능한 절연파괴 보호를 더 이상 제공하지 않는 것으로 일반적으로 여겨지는 반면, ψ = (2/3)π인 로고우스키 프로파일에 따른 형상을 지닌 커패시터 플레이트는 여전히 양호한 절연파괴 보호를 제공하는 것으로 더 알려져 있다.
커패시터 플레이트들을 성형하기 위한 로고우스키 원리가 스트레스 제어 디바이스에 적용될 수 있으며, 이 로고우스키 원리는 스트레스 제어 디바이스 내로 삽입된 케이블(1)의 중심 도체(5)와 도전성 접지층(15) 사이의 전기장의 집중을 결정할 수 있다.
케이블(1)의 단부 부분의 접지층(15)의 에지(30)는, 축 종단면에서 보이는 바와 같이, 스트레스 제어 디바이스의 도전성 스트레스 제어 층들의 에지들과 접지층(15)의 에지(30)가 로고우스키 프로파일 상에 위치되도록 스트레스 제어 디바이스 내에 위치될 수 있다. 본 발명의 이러한 태양이 도 3 및 4의 맥락에서 더 자세히 설명된다.
케이블(1) 및 스트레스 제어 디바이스(100)의 축 종단면에서, 중심 도체(5)와 접지층(15) 사이의 주어진 거리에 대해, 특정 전기적 전위 ψ에 대한 등 전위 선(200)의 형상(즉, 특정 전기적 전위 ψ에 대한 로고우스키 프로파일의 형상)은 위에서 주어진 x 및 y에 대한 알려진 음의 공식을 푸는 것으로부터 알려진 방식들로 유도될 수 있다. W.로고우스키의 본래의 논문 ("Die elektrischeFestigkeit am Rande des Plattenkondensators", Archiv fur Elektrotechnik, Vol. XII, 1923)은 커패시터 플레이트들 사이의 주어진 거리에 대한 적합한 프로파일들을 계산하는 방식들을 설명한다.
또한, 로고우스키 프로파일과는 다른 볼록 프로파일이 전기적 절연파괴의 위험에 있어서의 약간의 경감을 제공할 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 태양에 따라, 축 종단면에서 보이는 바와 같이, 스트레스 제어 디바이스의 도전성 스트레스 제어 층들의 에지들 및 접지층(15)의 에지(30)가 볼록 프로파일 상에 위치되게끔 케이블(1)의 종단 부분의 접지층(15)의 에지(30)가 스트레스 제어 디바이스 내에 위치될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 스트레스 제어 디바이스(100)를 포함하는 케이블 종단부(50)의 개략적인 축 종단면이다. 종단부(50)의 최외측 층은 절연층(60)이다. 절연층(60)은, 종단부(50)가 함께 사용될 수 있는 고전압 케이블(1)의 절연층(60)과 고전압 중심 도체(5) 사이의 전기장의 제어를 위한 특정 정도의 도전성을 제공하는 소위 고-K 층(70) 둘레에 동심으로 배열된다. 고-K 층(70)은 그 층(70) 내에 어느 정도의 전기적 도전성을 제공하는 탄소 입자들을 종종 포함한다.
스트레스 제어 디바이스(100)는, 여기에 도시된 실시예에서, 두 개의 도전성 스트레스 제어 층들(110, 120) 및 두 개의 절연성 스페이서 층들(138, 140)을 포함한다. 스트레스 제어 층들(110, 120) 및 스페이서 층들(138, 140)이 축 보어(170) 둘레에 동심으로 배열되며, 보어(170) 내로 케이블(1)의 단부 부분, 예를 들어, 도 1에 도시된 케이블(1)의 단부 부분이 삽입된다. 스페이서 층들(138, 140) 중 하나 또는 몇 개 또는 전부가 대안적으로 반도전성일 수 있는바, 예컨대 그 층에서 어느 정도의 전기 도전성을 제공하는 탄소 입자들을 포함하는 고-K 층들일 수 있다.
방사상으로 내측인 스트레스 제어 층(110) 또는 내측 스트레스 제어 층(110)이 축 보어(170) 둘레에 동심으로 배열된다. 그것은 화살표(25)로 표시된 축 방향으로, 에지(115)까지 연장된다. 방사상으로 외측인 스트레스 제어 층(120) 또는 외측 스트레스 제어 층(120)이 축 보어(170) 둘레에 동심으로 그리고 내측 스트레스 제어 층(110) 둘레에 동심으로 배열되어, 스트레스 제어 층들(110, 120)이 서로 동심으로 배열된다. 외측 스트레스 제어 층(120)은, 화살표(25)로 표시된 축 방향으로, 에지(125)까지 연장된다. 외측 스트레스 제어 층(120)은 내측 스트레스 제어 층(110)보다 화살표(25)로 표시된 축 방향으로 더 연장된다.
내측 스트레스 제어 층(110)은, 보어(170) 둘레에 동심으로 배열되며 내측 스트레스 제어 층(110)의 에지(115) 너머로 축 방향으로 연장되는 내측 스페이서 층(140)에 의해 보어(170)으로부터 분리된다. 외측 스트레스 제어 층(120)은, 내측 스트레스 제어 층(110), 내측 스페이서 층(140) 및 보어(170) 둘레에 동심으로 배열된 다른 외측 스페이서 층(138)에 의해 내측 스트레스 제어 층(110)으로부터 분리된다. 외측 스페이서 층(138)은 외측 스트레스 제어 층(110)의 에지(125) 너머로 축방향으로 연장된다. 내측 스페이서 층(140) 및 외측 스페이서 층(138) 둘 모두가 어느 정도의 도전성을 가지며, 이들의 상대적 유전율은 εR= 10과 εR= 30사이이다. 스트레스 제어 층들(110, 120) 둘 모두는, 각각의 스트레스 제어 층(110, 120)의 외부에서 액세스 가능한 섹션을 개별적으로 감고 있는 그리고 또한 종단 디바이스(50)의 접지된 차폐 브레이드(grounded shielding braid)를 감고 있는 각자의 도전성 테이프를 통해 접지 전위에 전기적으로 연결되며, 이들 외부에서 액세스 가능한 부분 및 테이프들은 더 좌측을 향해 위치되고 도면에 도시되지 않는다. 스트레스 제어 층들(110, 120) 중 하나 이상이 대안적으로 전기적으로 연결되지 않을 수 있고 따라서 부동 전기적 전위(floating electrical potential)에 있을 수 있다.
절연층(60), 고-K 층(70), 스트레스 제어 층들(110, 120) 및 스페이서 층들(138, 140)은 탄성적이다. 탄성적인 층들로 인하여, 전체 케이블 종단부(50)가 탄성적이다. 케이블(1)을 보어(170) 내로 삽입할 때, 케이블(1)의 케이블 피복(20)이 보어(170)의 내측 직경보다 약간 큰 외측 직경을 가지는 경우, 종단부(50)는 그것의 탄성으로 인하여 삽입 중에 약간 연장되고, 그리고 삽입 후에 케이블 피복(20) 둘레에 타이트하게 맞는다. 이는 물이 종단부(50) 내에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
케이블(1)의 단부 부분은, 스트레스 제어 층들(110, 120)이 접지층(15)보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 화살표(25)의 축 방향으로 더 연장되는 방식으로 화살표(25)의 축 방향으로 보어(170) 내로 삽입될 수 있다.
케이블(1)의 단부 부분은, 케이블(1)의 접지층(15) 및 스트레스 제어 층들(110, 120)이 케이블(1) 및 스트레스 제어 디바이스(100)의 축 종단면에서 볼록 프로파일(160) 상에 놓인 각자의 에지들(30, 115, 125)까지 연장되는 방식으로, 화살표(25)의 축 방향으로 보어(170) 내로 삽입될 수 있다. 도시된 실시예에서, 볼록 프로파일(160)은 로고우스키 프로파일(160)이다.
프로파일은 케이블(1) 및 스트레스 제어 디바이스(100)의 축 종단면의 반평면에서의 매끈한 선(smooth line)인 것으로 여겨지며, 이 선은 접지층(15)의 에지(30) 및 스트레스 제어 층들(110, 120)의 에지들(115, 125)을 통과하고, 여기서 반평면의 에지는 케이블(1)의 중심 도체(5)의 중앙선에 의해 형성된다. 축 종단면은 중심 도체(5)의 중앙선을 포함한다.
도 4는 고전압 케이블(1)의 단부 부분 및 본 발명에 따른 스트레스 제어 디바이스(100)를 포함하는 케이블 종단부(50)의 축 종단면 사시도이다. 종단면의 내부 도해(cut-away)가 두 개의 평면들에 있다. 케이블(1)은 화살표(25)로 표시된 축 방향으로 에지(30)까지 연장되는 접지층(15)을 가진다. 이 스트레스 제어 디바이스(100)는 각자의 에지들(115, 125, 135)까지 연장되는 세 개의 스트레스 제어 층들(110, 120, 130)을 가진다. 케이블(1)의 접지층(15)은 절연층(10)에 의해 케이블(1)의 중심 도체(5)로부터 분리된다. 접지 층(15)의 에지(30) 및 스트레스 제어 층들(110, 120, 130)의 에지들(115, 125, 135)은, 도시된 것과 같이 축 종단면에서, 볼록 프로파일(160) 상에, 구체적으로 로고우스키 프로파일(160) 상에 위치된다. 이 로고우스키 프로파일(160)은 대략 0.4π의 ψ값을 가진다. 도면은 스트레스 제어 층들(110, 120, 130)이 접지층(15)보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 축 방향(25)으로 더 연장되는 방식으로 스트레스 제어 디바이스(100)의 보어(170) 내로 축 방향(25)으로 삽입되는 케이블(1)을 보여준다. 도면에서 또한 알 수 있는 바와 같이, 스트레스 제어 층(120)은 스트레스 제어 층(110)보다 케이블의 단부(3)를 향해 축 방향(25)으로 더 연장된다. 서로에 대해, 스트레스 제어 층(110)이 스트레스 제어 층(120)보다 축 보어(170)의 중심선으로부터 더 작은 반경에 위치되기 때문에, 스트레스 제어 층(120)이 방사상으로 외측인 스트레스 제어 층이고 스트레스 제어 층(110)이 방사상으로 내측인 스트레스 제어 층이다. 따라서, 이 실시예에서, 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 방사상으로 외측인 층은 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 방사상으로 내측인 층보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 상기 축 방향(25)으로 더 연장된다. 마찬가지로, 스트레스 제어 층(120)은 스트레스 제어 층(130)에 대해 방사상으로 내측인 스트레스 제어 층이고, 스트레스 제어 층(130)은 스트레스 제어 층(120)에 대해 그리고 스트레스 제어 층(110)에 대해 방사상으로 외측인 스트레스 제어 층이다.
도 4에 도시된 본 발명에 따른 스트레스 제어 디바이스(100)의 실시예는 세 개의 스트레스 제어 층들(110, 120, 130)을 가지며, 이들의 에지들(115, 125, 135)은 볼록 프로파일(160) 상에 놓인다. 따라서, 단지 두 개의 스트레스 제어 층들(110, 120)을 갖는 도 3에 도시된 실시예보다 전기적 절연파괴의 위험을 더 잘 감소시킬 수 있다.
스트레스 제어 디바이스(100)는 대안적으로 4 개, 5 개, 6 개 또는 그보다 많은 스트레스 층들(110, 120, 130)을 가질 수 있는 것으로 고려된다. 이들 층들(110, 120, 130) 중 일부 또는 전부는 케이블(1)의 단부 부분이 보어(170) 내로 축 방향(25)으로 삽입되되, 케이블(1) 및 스트레스 제어 디바이스의 축 종단면에서 보이는 바와 같이, 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 전부가 케이블(1)의 접지층(15)보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 상기 축 방향(25)으로 더 연장되는 방식으로, 그리고 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 방사상으로 외측인 층이 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 방사상으로 내측인 층보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 상기 축 방향(25)으로 더 연장되는 방식으로 삽입되게 배열될 수 있다. 여기에 기술된 것과 같이 배열된 다수의 스트레스 제어층들(110, 120, 130)은 단지 두 개의 스트레스 제어 층들(110, 120)을 갖는 도 3에 도시된 실시예보다 전기적 절연파괴의 위험을 훨씬 더 감소시킬 수 있다. 마찬가지로, 케이블(1)의 접지층(15) 및 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 전부가, 축 종단면에서 볼록 프로파일(160) 상에 놓인 각자의 에지들(30, 115, 125, 135)까지 연장되는 방식으로 배열된 다수의 스트레스 제어 층들(110, 120, 130)은, 단지 두 개의 스트레스 제어 층들(110, 120)을 갖는 도 3에 도시된 실시예보다 전기적 절연파괴의 위험을 훨씬 더 감소시킬 수 있다. 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 전부가, 케이블(1)의 접지층(15) 및 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 전부가 축 종단면에서 로고우스키 프로파일(160) 상에 놓인 각자의 에지들(30, 115, 125, 135)까지 연장되는 방식으로 배열되면, 절연파괴의 위험 감소가 심지어 더 클 수 있다.
도 4에서, 스트레스 제어 디바이스(100)가 케이블 종단부(50)에 포함되는 것으로 도시된다. 스트레스 제어 디바이스(100)는 대안적으로, 예를 들어, 케이블 접속부 또는 부싱과 같은 케이블(1)의 단부 부분과 함께 사용될 수 있는 다른 디바이스들에 포함될 수 있다.
도 5는 추가적인 세부사항을 보여주는 도 4의 케이블 종단부(50)의 종단면 투시도이다. 명료성을 위하여 일부 치수들이 과장되어있음에 주목하여야 한다. 케이블(1)은, 접지층(15)과 케이블 피복(20) 사이에, 접지층(15)을 감고 접지층(15)과 전기 접촉하는 차폐 와이어들(180)의 메시를 갖는다. 차폐 와이어들(180)은 도 4에 도시되지 않는다. 케이블(1)의 종단부 제조시, 종단부(50) 내부의 케이블(1)의 작은 부분만이 차폐 와이어들(180)로 덮이도록, 종단부(50)의 케이블 단부 부분(51)으로 들어가는 케이블(1)의 단부 부분으로부터 차폐 와이어들(180)이 제거 및 철수(pull back)된다. 케이블 피복(20)은 종단부(50)로 작은 거리 연장되어, 종단부(50)의 케이블 단부 부분(51)과 케이블 피복(20) 사이에 물 밀봉부(water tight seal)가 얻어질 수 있다. 케이블 종단부(50)는 탄성 재료로 제작된다. 보어(170)의 직경은 종단부(50)의 케이블 단부 부분(51)이 케이블의 케이블 피복(20) 둘레에 맞고 케이블 피복(20)과 물 밀봉부를 형성하도록 충분히 작게 선택된다.
케이블 종단부(50)는 또한 본질적으로 삼각형 프로파일을 갖는 복수의 원형 윙(circular wing)(190)을 포함한다. 이들의 목적은 커넥터 단부 부분(52)으로부터 케이블 종단부(50)의 케이블 단부 부분(51)으로의 표면 누설 전류를 최소화하는 것이다.
도면은 또한 케이블(1)의 중심 도체(5)에 부착된 케이블 러그(200)를 보여준다. 러그(200)는 전기 설비(도시되지 않음)에 부착하기 위한 홀(210)을 포함한다. 추가적인 탄성 튜브(도시되지 않음)가 일반적으로 종단부(50)의 커넥터 단부(52) 및 종단부(50) 가까이의 러그(200) 부분 위에 배치되어, 이들 두 요소들의 연결을 기계적으로 보호하고 그리고 종단부(50)로 물이 들어가는 것을 방지한다.

Claims (12)

  1. 중심 도체(5) 및 접지층(15)을 갖는 케이블(1)의 단부 부분과 함께 사용하기 위한 전기적 스트레스 제어 디바이스로서,
    스트레스 제어 디바이스는 그 내부로 케이블(1)의 단부 부분이 삽입될 수 있는 축 보어(170), 및
    두 개 이상의 도전성 또는 반도전성 스트레스 제어 층들(110, 120, 130)을 포함하고, 스트레스 제어 층들(110, 120, 130)의 적어도 부분은 보어(170) 둘레에 동심으로 그리고 서로 동심으로 배열되며,
    케이블(1)의 단부 부분이 보어(170) 내로 축 방향(25)으로 삽입되되, 케이블(1) 및 스트레스 제어 디바이스의 축 종단면에서 보이는 바와 같이, 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 적어도 두 개가 케이블(1)의 접지 층(15) 보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 상기 축 방향(25)으로 더 연장되는 방식으로, 그리고
    스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 방사상으로 외측인 층이, 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 방사상으로 내측인 층보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 상기 축 방향(25)으로 더 연장되는 방식으로 삽입될 수 있는 것을 특징으로 하는 전기적 스트레스 제어 디바이스.
  2. 제1 항에 있어서, 케이블(1)은, 케이블(1)의 접지층(15) 및 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 적어도 두 개가, 축 종단면에서, 볼록 프로파일(160) 상에 놓이는 각자의 에지들(30, 115, 125, 135)을 가지는 방식으로 보어(170) 내로 축 방향(25)으로 삽입될 수 있는 전기적 스트레스 제어 디바이스.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 케이블(1)은, 접지층(15) 및 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 적어도 두 개가, 축 종단면에서, 로고우스키 프로파일(Rogowski profile)(160) 상에 놓이는 각자의 에지들(30, 115, 125, 135)을 가지는 방식으로 보어(170) 내로 축 방향(25)으로 삽입될 수 있는 전기적 스트레스 제어 디바이스.
  4. 제3 항에 있어서, 로고우스키 프로파일(160)은 전기적 전위 ψ가 0.1π와 동일하거나 그보다 큰 로고우스키 프로파일인 전기적 스트레스 제어 디바이스.
  5. 제3 항 또는 제4 항에 있어서, 로고우스키 프로파일(160)은 전기적 전위 ψ가 (5/6)π미만인 로고우스키 프로파일인 전기적 스트레스 제어 디바이스.
  6. 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서, 비도전성 또는 반도전성 스페이싱 층(138, 140)이 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 두 개의 적어도 부분 사이에 배열된 전기적 스트레스 제어 디바이스.
  7. 제6 항에 있어서, 스페이싱 층(138, 140)이 압출가능한 중합성 재료를 포함하는 전기적 스트레스 제어 디바이스.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 한 항에 있어서, 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 하나가 접지 전위에 놓이도록 구성된 전기적 스트레스 제어 디바이스.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서, 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 하나가 부동 전위에 놓이도록 구성된 전기적 스트레스 제어 디바이스.
  10. 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 전기적 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 고전압 종단 디바이스(50) 또는 고전압 케이블 접속부(50).
  11. 제10 항에 있어서, 고전압 종단 디바이스(50) 또는 고전압 케이블 접속부(50)가 적어도 부분적으로 탄성적인 고전압 종단 디바이스(50) 또는 고전압 케이블 접속부(50).
  12. 케이블(1)의 단부 부분 위에 종단 디바이스(50) 또는 케이블 접속부(50)를 설치하는 방법으로서,
    a) 제1 항 내지 제9 항 중 어느 한 항에 따른 전기적 스트레스 제어 디바이스를 포함하는 종단 디바이스(50) 또는 케이블 접속부(50)를 제공하는 단계,
    b) 중앙 도체(5) 및 접지 층(15)을 포함하는 케이블(1)의 단부 부분을 제공하는 단계,
    c) 케이블(1)의 단부 부분을 스트레스 제어 디바이스의 보어(170) 내로 축 방향(25)으로 삽입하되, 축 종단면에서 보이는 바와 같이, 스트레스 제어 디바이스의 스트레스 제어 층들(110, 120, 130)이, 케이블(1)의 접지 층(15)보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 상기 축 방향(25)으로 더 연장되는 방식으로, 그리고
    스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 방사상으로 외측인 층이, 스트레스 제어 층들(110, 120, 130) 중 방사상으로 내측인 층보다 케이블(1)의 단부(3)를 향해 상기 축 방향(25)으로 더 연장되는 방식으로 삽입하는 단계를 포함하는 방법.
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