NO300518B1 - Anordning for sammenkobling av en kabel og et apparat - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår en anordning for sammenkobling av en mellom/høy-spent kabel med et apparat, omfattende en kabelterminering med stresskonus som igjen omfatter en spenningsdeflektor og en konnektorskjerm innstøpt i et legeme av elastomerisk isolasjon som har en konisk grensesnittflate, og et konet grensesnitt på apparatet. Når slike mellomspente og høyspente kraftkabler forbindes med vanlige skjøter, med overgangsskjøter, med transformatorer og andre SF6- og olje-fylte apparater og tilleggsutstyr og friluftsterminaler, er grensesnittet vanligvis forskjellig for hver anvendelse.

DE 27 44 257 gjelder en fremgangsmåte til fremstilling av en forbindelse mellom en kunststoffisolert mellom-spent kabel og en forbindelsesanordning. Forbindelsesanordningen omfatter et begerformet isolasjonslegeme som er konisk i sin frie ende. Kabelens endestykke er inndelt i flere avsnitt hvorpå er anbragt både harde og myke hylser som skal passe inn i forbindelses-anordningen. DE 30 27 096 omhandler en forbindelsesmuffe for skjermet sterkstrømskabel hvor såvel kabelavslutningen som muffelegemet består av silikongummi med konusformede kontaktflater. Skriftet viser tre varianter av muffer som hver for seg er tilpasset en kabelavslutning.

DE 35 38 193 beskriver en stikkontakt-anordning for tilveie-bringelse av kabelløse forbindelser mellom komponenter for mellomspenning og høyspenning. Det benyttes koniske forbindelser mellom en isolator og en gummi-del. DE 39 35 360 viser et isolerlegeme for kabelforbindelser og kabel-endeavslutninger som er tilpasset et kontakthus og hvor det benyttes koniske flater. DE 43 10 125 omhandler koblingsutstyr mellom to høyspentkabler. EP 0 060 930 gjelder garnityr for en kabelende og beskjeftiger seg med fjærarrangementer for å lette sammenkoblingen med et apparat. EP 0 424 699 angår en koblingsanordning med innlagt sensor for å detektere spenning eller strømgjennomgang i anordningen. EP 0 459 250 angår en stikkontaktanordning med flere kontakter.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe et forenklet konnektorsystem for mellomspente og høyspente kraftkabler for driftspenninger i området 12kV opp til 400 kV og høyere. Særtrekkene ved oppfinnelsen er definert i de etterfølgende patentkrav.

Med den foreliggende oppfinnelse oppnås et felles konnektorsystem for alle forbindelser og alt tilleggsutstyr. Grensesnittet mellom kabelen og alt tilleggsutstyr kan være standardisert, noe som medfører en rekke fordeler, så som forhåndstesting i fabrikk, reduksjon av tid og kostnader, reduksjon av antall verktøy og forenklet felttesting.

Utførelsen og dimensjonen av stresskonus kan også være den samme for alle anvendelser, bare tilpasset diameteren av kabelinnføringen.

En ytterlig fordel er at grensesnitt-komponentene ikke inneholder gass og olje, slik at de hverken kan lekke eller eksplodere.

Ovenfor nevnte og andre formål og særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse vil klart fremgå av den etterfølgende detaljerte beskrivelse av utførelser av oppfinnelsen sett i sammenheng med figurene, hvor

figurene 1-3 viser tre forskjellige grensesnitt-prinsip-per mellom en kabel og tilleggsutstyret, og

figurene 4-11 viser flere utførelser av oppfinnelsen.

I figurene 1, 2 og 3 er det vist tre grensesnitt-metoder som henholdsvis kan kalles 'det indre konuskonsept', 'det ytre konuskonsept' og 'null-konus/liten-indre-konus konseptet'. Typen konuskonsept refererer seg til formen på konnektoren på apparat-siden. I alle tre figurene er apparatet eller tilleggsutstyret, henholdsvis 1, 2 og 3 antydet til venstre. Konnektorer 4, 5 og 6 er henholdsvis forsynt med en indre konus 7, en ytre konus 8 og en svak indre konus 9. Sammenkobling kan også oppnås ved plane kontaktflater.

Til høyre i figurene 1-3 er det vist tre kabler 10, 11 og 12 som henholdsvis er forsynt med termineringer 13, 14 og 15 forsynt med endeflater 16, 17 og 18 som passer til de tilsvarende konede flater 7, 8 og 9. Selve lederskjøtene som kan gjøres ved plugg-in, sveising, krymping osv, inngår ikke som noen del av oppfinnelsen og vil ikke bli beskrevet her. Vi har bare antydet kabelkonnektorer 19, 20 og 21 på kabelter-mineringene henholdsvis 13, 14 og 15.

I den følgende detaljerte beskrivelse av eksempler på kabelforbindelser har vi valgt å vise det ytre konus-konsept, idet det vil forstås at den samme serie med forbindelser kan gjøres med det indre konus-konsept og med det svakt-indre-konus (eller plane) konsept.

En hovedfordel med det ytre konus-konsept i forhold til det indre konsept, er at det ytre konus-konsept skiller kabelen bedre fra apparatet den er koblet til, enn tilfelle er med det indre konsept. En feil på den ene siden vil derfor neppe påvirke den andre siden.

Det indre konus-konsept ville ha den fordel at det kan brukes kortere utstyr i forbindelse med SF6 kamre.

Det vil kunne oppstå problemer med konede flater når komponentene kommer fra forskjellige leverandører. Apparatkom-ponenter er vanligvis laget av epoxy eller annet ikke-kompressibelt materiale, mens kabeltermineringer vanligvis lages av gummi og lignende kompressibelt materiale. Det ytre konus-konsept et vil ha den fordel fremfor et indre konus-konsept at det er lettere å ekspandere et gummimateriale enn å komprimere det.

En fordel ved praktisk talt plane forbindelses-flater er at slike forenkler fullstendig overensstemmelse mellom møtende flater uten risiko for glimutladninger.

Figurene 4 og 5 illustrerer komponentene ved en SF6 terminal som gjør bruk av den foreliggende oppfinnelse og det ytre konus-konsept. Som det vil ses av de etterfølgende figurer, utgjør det kabeltermineringskonsept som er vist i figur 4, en standardisert byggesten i alle anvendelser.

En kabelterminering 30 som er vist i den nedre delen av figur 4 er anordnet på en kabelende 31 som er forsynt med en kabelkonnektor 32 og en stresskonus 33 som igjen omfatter en spenningsdeflektor 34 og en konnektorskjerm 35 innstøpt i et legeme 3 6 av elastomerisk isolasjon. Legemet av elastomerisk isolasjon er omsluttet av et ytre fast deksel 38.

Termineringen 3 0 passer til et grensesnitt 40 som omfatter en epoxy-isolator 41 med en flate 42 som passer til grensesnittflaten 37 på legemet 36.

Når grensesnittet 40 benyttes i forbindelse med en SF6 terminal, er isolatoren 41 forsynt med en konnektor 43 som enten kan ha en kompakt versjon 44 eller en IEC standardisert lenger versjon 45. I figur 5 er det vist en SF6 terminering i følge oppfinnelsen. I tillegg til komponentene 30,40 og 43 indikerer tegningen et SF6 hus 46 og en kabelkonnektor 47. Den vanlige hule isolator som benyttes i konvensjonelle termineringer er erstattet med den kompakte komponent 40 rundt lederen.

Fordelene ved denne utførelse ut over konvensjonelle terminaler er bl a kompakt design, lavere materiell og installasjonskostnader, fullstendig uavhengighet mellom gassisolert koblingsutstyr og kabelinstallasjoner, standar-disering .

I figurene 6 og 7 er vist to versjoner av transformator-terminaler. Figur 6 viser anvendelse av oppfinnelsen med en transformator som har en oljefylt boks 51 med en pakning 52 hvormed en kabelterminering 30 og en konnektor 53 er forbundet. Konnektoren 53 svarer til delene 40 og 43 i figur 4.

I figur 7 er en transformator 55 forsynt med en pakning 56 som er forbundet direkte med en kabelterminering 30. Denne utførelse er bare anvendelig med det ytre konus-konseptet. Denne versjonen medfører øket sikkerhet på grunn av at oljeboksen med brennbar olje er sløyfet.

I figurene 8 og 9 er det vist to versjoner av friluftsterminaler. I figur 8 består terminalen 60 av komponenter 3 0 og 40 kombinert med en leder 61 som sammen med en epoxy isolator 40 er dekket av en krypestrømsfast EPDM gummi eller silikongummi kappe 62. Denne utførelse eliminerer nødvendigheten av en olje- eller SF6-fylt isolator, samtidig med at den sløyfede isolators mekaniske stivhet er opprettholdt.

I figur 9 er det vist en friluftsterminal 65 omfattende en overspenningsavleder 66. Denne terminalen tilsvarer prinsippet en terminal som er beskrevet i US 5,206,780. Avlederen 66 som består av ikkelineært materiale som ZnO eller SiC, er adskilt fra lederen 67 med et lag med isolasjonsmateriale 68. Forbindelsene fra det ikkelineære materiale - i den nedre ende til jord og i den øvre ende til lederen 67 - er ikke vist. Avlederen 66 kan være et helt rør eller den kan bestå av et antall seriekoblede ringformede elementer. Avlederen 66 og isolatoren 40 er dekket med et krypestrømssikkert lag 69 av EPDM gummi eller silikon gummi som i figur 8.

I figur 10 er det vist en enkel skjøt 70. Epoxy elementet 40 er formet som en symmetrisk dobbeltkonus som utgjør en midtre del av en pluggbar skjøt som forbinder to kabeltermineringer 30. Denne utførelse kan være dyrere enn en ren elastomerisk skjøt, men den har fordelene med fabrikktesting og rask installasjon.

Figur 11 viser en overgangsskjøt 75 mellom en tørr kabel og en oljefylt kabel. Epoxyelementet kan forlenges slik at det dannes et isolatorhus 76 på den oljefylte siden 77. Fordelene er som ovenfor, - lavere materialkost og installasjonskost såvel som kompakt utførelse.

Ovenstående detaljerte beskrivelse av noen utførelses-eksempler av foreliggende oppfinnelse skal bare betraktes som eksempler og må ikke oppfattes som begrensninger av beskyttel-sens omfang.

Claims (6)

1. Anordning for sammenkobling av en mellom/høy-spent kabel med et apparat, omfattende en kabelterminering (3 0) med stresskonus (33) som igjen omfatter en spenningsdeflektor (34) og en konnektorskjerm (35) innstøpt i et legeme (36) av elastomerisk isolasjon som har en konisk grensesnittflate (37) bg en ytre ledende skjerm, - og et konet grensesnitt på apparatet, karakterisert ved at grensesnittet (40) som omfatter en epoxy-isolator (41) med en flate (42) som er tilpasset grensesnittflaten (37) for det elastomeriske legene (36) er standardisert for en rekke forskjellige skjermede og uskjermede anvendelser som for eksempel en SF6 terminal (figur 5), en transformatorterminal (figurene 6 og 7) , en friluftsterminal (figur 8), en friluftsterminal (figur 9) omfattende en overspenningsavleder (66), en normalskjøt (figur 10), dvs tilkobling til en annen kabel, eller en oljefylt overgangsskjøt (figur 11).

2. Anordning for sammenkobling av en høyspentkabel med et apparat og/eller med en annen høyspentkabel, omfattende en kabelterminering og en fast isolator, karakterisert ved at kabeltermineringen (30) omfatter et elastomerisk legeme, hvori er integrert en spenningsdeflektor (34), en konnektorskjerm (35), en isolasjon (36) med konisk grensesnittflate (37) og ytre ledende skjerm, og at en fast isolator (41) med en konisk grensesnittflate (42) er tilpasset grensesnittflaten (37) for kabeltermineringen (30).

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det elastomeriske isolasjonslegeme er omsluttet av et ytre fast deksel (38).

4. Anordning ifølge krav l eller 2, karakterisert ved at grensesnittflaten for det elastomeriske legene er tilpasset en apparat-terminals indre konus (7).

5. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at grensesnittflaten for det elastomeriske legene er tilpasset en apparat-terminals ytre konus (8).

6. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at grensesnittflaten for det elastomeriske legene er tilpasset en apparat-terminals svakt indre konus (9).