NO324331B1 - Kontakt for kraftkabel for undersjoisk bruk - Google Patents

Abstract

En plug-in-terminering (1) av enkeltfaseleder (6) i en termineringsmontasje av kraftkabel for neddykket bruk blir beskrevet, omfattende en første barriere som atskiller et ytre trykkompensert hus (11) fra sjøen, en andre barriere som atskiller et indre trykkompensert hus (18) fra det ytre trykkompenserte hus hvor enkeltfaselederen løper gjennom de første og andre barrierer og er sikret i det indre trykkompenserte hus ved at endene er terminert i et isolatorlegeme (25) som kan settes inn i det indre hus, idet den udekkede lederende (10) er elektrisk koblet i nevnte isolatorlegeme til en lederpinne (34) som er fiksert innlagt ved støping i nevnte isolatorlegeme (25).

Description

Teknisk område

Foreliggende oppfinnelse vedrører arrangementer i termineringsmontasjer av kraftkabler for neddykket utstyr, og særlig en konnektor ved hvilken elektrisk kraft levert via en eller flere enkeltfaseledere føres til elektrisk operert undervannsutstyr.

Bakfirunn og kjent teknikk

I undersjøisk produksjon blir for eksempel elektrisk opererte apparater på havbunnen forsynt med kraft fra sjø- eller landbaserte vertsfasiliteter via en navlestreng. AC-spenning overføres via en eller flere enkeltfaseledere til neddykket prosessreguleringsutstyr, pumpe og kompresjonsutstyr, transformatorer og motorer og så videre, for å styre produksjonen for eksempel via ventiler og aktuatorer og juletrær som sitter på gass- eller oljebrønner og kontrollerer utvinningen og injeksjonen av gass og væsker. Elektrisk kraft kobles inn i det undersjøiske utstyr via undersjøiske konnektorer, arrangert for å etablere en forbindelse og føre kraft fra kraftkablene inn i transformatorer, motorer, svitsjeutstyr, VSD-er og så videre.

I neddykket utstyr er det av flere årsaker uomgjengelig at kabeltermineringen og innføringen av ledere er beskyttet fra inntrengning av vann. Betraktelige trykk som fremkommer ved operasjonsmessige vanndybder ned til og under 1000 m gjør det nødvendig med en struktur som er tilpasset eksisterende nominelle trykk og differensialtrykk over forseglinger inkludert i kabeltermineringsmontasjen. Elektrisk utstyr og kraftkabeltermineringer for undersjøisk bruk er derfor vanligvis innelukket i hus som er fylt med et dielektrisk og ikke-komprimerbart medium, slik som olje for å motstå det omgivende trykk fra sjøen. Kompensasjon for trykkvariasjoner og trykkforskjeller mellom husets interiør og eksteriør er nødvendig, og kan oppnås gjennom ekspander bare kommuniserende beholdere, for eksempel arrangert i husets interiør og som kommuniserer med husets eksteriør.

Kraftbehovet for det angitte undersjøiske utstyr tilfredsstilles gjennom innføring av høy og middels spenning AC-strøm gjennom kraftkabler, typisk omfattende en sentral leder inkludert kobber eller aluminium omgitt av en fast isolator av krysskoblet polyetylen. Ytterligere lag av ledende eller halvledende skjermer og isolerende lag er vanligvis arrangert rundt den ledende kjerne, alt dekket av et ytre isolerende dekke, slik som en polyetylenomhylling. En kraftkabel i undersjøisk utstyr kan være dimensjonert for å lede spenninger i størrelsesorden opptil og over 100 kV over store avstander i sjøen, og ha et ledertverrsnittsområde innrettet for strømstyrker på flere hundre amper, slik som et ledersnitt på 25-2500 mm<2>, for eksempel med en kapasitet som strekker seg til 3000 amper. I betraktning operasjonsdybdene, må kraftkabler for undersjøisk bruk også være innrettet til å motstå vesentlige eksterne hydrostatiske trykk for å hindre inntregning av vann i kabelstrukturen. En enkeltfaseleder er vist skjematisk i figur 2 i de vedføyde tegninger, omfattende en ledende kjerne C, en fast isolator P, en ytre omhylling S og passende ytterligere lag ifølge gjeldende praksis som ikke er videre illustrert.

Termineringen av en kraftkabel for neddykket bruk er innrettet for å etablere elektrisk kontakt med kraftforbrukere eller kraftforsyninger i en væskeisolert omgivelse. Når den tilkobles vil kabeltermineringen terminere inn i et forbindelseskammer fylt med dielektrisk væske og som huser en kontakt som passer overens med den innpluggede kabelterminer ing.

Væske blir vanligvis brukt for isolasjon av den udekkede leder i høy- og middelspennings kabeltermineringer som ikke er neddykket, alene eller i kombinasjon med faste dielektriske materialer. Ved siden av risikoen for lekkasje av dielektrisk væske, er et væskeisolert kabeltermineringssystem i en undersjøisk anvendelse mer sårbar for inntrengning av vann og gir mindre beskyttelse mot overpotensialer og partielle utladninger, enn et system basert på korresponderende dimensjonerte faste isolatorer. Det må også dimensjoneres for varmeekspansjon av den dielektriske væske, resulterende i ytterligere strukturelt volum av et væskeisolert system.

I denne sammenheng kan plug-in-termineringen av foreliggende oppfinnelse refereres til "tørre" konnektorer basert på faste isolasjonsmaterialer i alle områder hvor feltstyrken er høy, i motsetning til "våte" konnektorer, essensielt eller supplementært basert på dielektriske væsker for elektrisk isolering. Den tørre koblingsbare konnektor ifølge foreliggende oppfinnelse kan brukes under alle forhold hvor elektrisk kontakt må etableres under vannivået, og derfor ikke bare i undersjøisk produksjon, men også i for eksempel gruvedrift, eller andre omgivelser hvor vann kan være til stede.

En plug-in-kraftkabelterminering for undersjøisk bruk er tidligere kjent fra WO 99/34495. Tre enkeltfaseledere blir samlet ledet inn i et ytre trykkompensert hus fylt med dielektrisk væske, som tilveiebringer en første barriere mot det omgivende sjøvannet. Inne i det ytre huset blir de tre lederne separert slik at hver enkeltfaseleder termineres i et separat indre trykkompensert hus fylt med dielektrisk væske og som tilveiebringer en andre barriere. Hver leder er sikret i det assosierte indre hus ved at lederendene festes i et termineringsområde. Den udekkede lederende blir elektrisk koblet i det indre huset til en lederpinne som strekker seg gjennom en vegg av dielektrisk materiale. Den dielektriske veggen er montert i den førende ende av det indre huset, idet nevnte vegg tilveiebringer den væske- og gasstette barriere mellom kabeltermineringen og det tilfestede apparat. Et par keramiske ringer er montert i en fremre ende av barriereveggen, konsentrisk rundt den utragende lederpinne, og virker til å øke krypstrømsavstanden mellom lederpinnen og jordpotensialet i huset.

Sammenfatning av oppfinnelsen

En hensikt ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en plug-in-kabelterminering for neddykket bruk som har små dimensjoner og som er lett å koble til undervannsutstyr i en rasjonell monteringsprosedyre.

En annen hensikt er å tilveiebringe en plug-in-kabelterminering for neddykket bruk, hvor sammensetningen av denne gjøres enkel gjennom forenklet struktur og redusert antall komponenter.

Enda en hensikt er å tilveiebringe en plug-in-kabelterminering for neddykket bruk som gir frihet i konstruksjon for å oppnå lav elektrisk feltbelastning.

Enda en hensikt er å tilveiebringe en plug-in-kabelterminering for neddykket bruk hvor konstruksjonsgrep resulterer i en gass- og væsketett struktur med evne til å motstå mekaniske krefter i aksiale retninger.

Enda en hensikt ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en plug-in-kabelterminering for neddykket bruk som har redusert vekt.

Disse og andre hensikter møtes i en plug-in-kabelterminering som spesifisert i de vedføyde patentkrav, hvor fordelaktige utførelser av denne videre er spesifisert i de underordnede krav.

Ifølge foreliggende oppfinnelse, er det kort fortalt en plug-in-terminering av en enkeltfaseleder i en termineringsmontasje for en kraftkabel for neddykket bruk som har en enkeltfaseleder som er forankret i et isolatorlegeme som kan settes inn i et trykkompensert hus, idet nevnte isolatorlegeme er formtilpasset mottakbart i nevnte trykkompenserte hus under kraftoverførende engasjement i begge aksiale retninger. Oppfinnelsen tilveiebringer spesifikt at den udekkede lederende er elektrisk koblet innen nevnte isolatorlegeme til en lederpinne som er fast innlagt ved støping i nevnte isolatorlegeme, og at lederpinnen og isolatorlegemet i omgivende forhold sammen stikker ut av det trykkompenserte hus for elektrisk forbindelse av enkeltfaselederen til en strømkonsumentAleverandør.

Plug-in-termineringen kan være assosiert med en første barriere som separerer et ytre trykkompensert hus fra vannet; en andre barriere som separerer et indre trykkompensert hus fra det ytre trykkompenserte huset slik at enkeltfaselederen går gjennom de første og andre barrierer for å bli forankret inne i nevnte indre trykkompenserte hus.

Isolatorlegemet blir fortrinnsvis frembrakt fra et støpbart materiale som herder rundt lederpinnen til et maskinerbart element. Likeledes er en ytre omkrets av isolatorlegemet fortrinnsvis formtilpasset mottakbart i det indre hus gjennom minst én radial skulder som passer til en korresponderende radial skulder dannet i en indre omkrets av det indre hus. Isolatorlegemet har derfor en første diameter i en bakovervendende seksjon tilstøtende en andre mindre diameter i en fremovervendende seksjon gjennom et trinn som inkluderer en radial retningskomponent. Skuldrene som løper i parallell, kan være innrettet for å danne en normal til symmetriaksen av isolatorlegemet. Fortrinnsvis er imidlertid skuldrene vinklet fra normalen gjennom symmetriaksen, slik som vinklet fra normalen med en vinkel på omtrent 5 grader til omtrent 85 grader, eller til og med innen et område av 30-60 grader, slik som med en vinkel på 50 grader +/- 5 grader fra normalen.

I en utførelse av foreliggende oppfinnelse er isolatorlegemet frembrakt fra et støpbart materiale som herder til et maskinerbart element dannet med et sentralt hulrom som trangt opptar kabeltermineringskomponentene, inkludert minst en klemmekonus, kontaktering, sentreringsstykke, stresskon og en trykkbolt.

I en fordelaktig utførelse er isolatorlegemet dannet i en fremre ende og stikker ut fra det indre hus, for å danne en avtagende sylinder rundt lederpinnen som vesentlig øker en krypstrømavstand mellom den nakne ende av lederpinnen og jordpotensialet, tilveiebrakt av den fremre ende av det indre hus. I en bakre ende er isolatorlegemet dannet til å støte mot, direkte eller indirekte, et radialt opplegg som stikker inn i det indre hus. I denne forbindelse kan aksial klaring tilveiebringes mellom den bakre ende av isolatorlegemet og nevnte radiale opplegg. Likeledes er den radiale klaring med fordel tilveiebrakt mellom isolatorlegemet og nevnte indre hus, som tillater termal ekspansjon av isolatorlegemet.

Ett eller flere forseglingselementer kan være tilveiebrakt mellom den ytre omkrets av isolatorlegemet og den indre omkrets av det indre hus, idet det ene eller flere forseglingselementer avgrenser de dielektriske væsker som er til stede ved motsatte ender av isolatorlegemet. Isolatorlegemet blir med fordel frembrakt fra et termosettende harpiks, slik som polyepoksid (epoksy) eller et annet isolerende materiale med passende dielektriske egenskaper og mekanisk styrke.

I en ytterligere utførelse kan isolatorlegemet være sammensatt av to seksjoner med forskjellig termisk fleksibilitet, idet minst den fremre en av nevnte to seksjoner er frembrakt fra et støpbart materiale som herder til et maskinerbart element. Nærmere bestemt kan en bakre en av de to seksjoner av det sammensatte isolatorlegemet frembringes fra et støpbart materiale som har større fleksibilitet med henblikk på termisk ekspansjon enn nevnte fremre seksjon.

I en første utførelse av oppfinnelsen er isolatorlegemet et homogent fast element som atskiller den terminerende ende av enkeltfaselederen og den ledende pinne fra jordpotensial, og i den andre utførelse er minst den fremre seksjon av nevnte isolatorlegeme et homogent fast element som atskiller den terminerende ende av enkeltfaselederen og den ledende pinne fra jordpotensialet.

Kortfattet beskrivelse av tegningene

Oppfinnelsen blir ytterligere forklart nedenfor med henvisning til tegningene, som presenterer utførelser hvor læren ifølge oppfinnelsen er skjematisk illustrert. I tegningene,

Figur 1 viser i perspektiv en transformatorsokkel og termineringsmontasje for en kraftkabel for undersjøisk bruk, Figur 2 viser et langsgående snitt gjennom sentret av en plug-in-terminering ifølge prinsippene i foreliggende oppfinnelse, hvor alle hovedkomponenter er rotasjonssymmetriske, Figur 3 viser et snitt tilsvarende figur 2 gjennom en første utførelse av oppfinnelsen, realisert i en mottaker eller hunnkonnektor, og Figur 4 viser et tilsvarende snitt gjennom en andre utførelse av oppfinnelsen, realisert i en hannkonnektor.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

I det etterfølgende vil oppfinnelsen bli beskrevet med henvisning til ikke-begrensende eksempler av en konnektor/ plug-in-terminering konstruert for terminering av en enkeltfaseleder i en termineringsmontasje for kraftkabel for neddykket bruk.

Figur 1 viser skjematisk en transformatorsokkel 2, som er innrettet til å stå på sjøbunnen. Transformatorsokkelen 2 omfatter en hovedtransformator 3 som tilveiebringer driftskraft til prosesskontrollutstyr som styrer undervannsproduksjonen av olje og gass. Fra en vertsfasilitet plassert på land eller sjø, blir høyspenning AC levert via navlestrengen 4 som er terminert i en termineringsmontasje installert på transformatorsokkelen 2.1 tegningen er termineringsmontasjen generelt vist til som nr. 5. Tre enkeltfaseledere 6, 7, 8 strekker seg fra navlestrengtermineringen for å føre kraft til hovedtransformatoren 3 via separate plug-in-termineringer 1, som passer overens med gjennomføringer (ikke vist), som er installert og beskyttet fra inntrengning av sjøvann inn i et forbindelseskammer 9, fylt med dielektrisk olje.

Hver enkeltfaseleder 6, 7, 8 er derfor separat terminert og kan kobles elektrisk til en motsvarende gjennomføring inne i forbindelseskammeret via plug-in-termineringen 1 ifølge foreliggende oppfinnelse illustrert i figurene 2-4.

Det vises først til figur 2, hvor hver enkeltfaseleder penetrerer første og andre trykkbarrierer som virker til å separere den udekkede lederende 10 far sjøen Den første barriere realiseres gjennom et ytre vanntett metallhus 11, av hvilket en fremre ende 12 er forseglet mot en frontflate 13 av forbindelseskammeret 9. Den motsatte eller bakre ende av det ytre hus 11 bærer en endeplate 14 med en gjennomføring 15, gjennom hvilken kabelen 6 (7, 8) penetrerer. Væskelekkasjer via gjennomføringen hindres ved å forsegle isolasjonslaget/-lagene i kabelen mot gjennomføringen 15, på utsiden så vel som innsiden av endeplaten 14. Forsegling kan oppnås som skjematisk illustrert gjennom flere lag av kald- eller varmkrympbare polymerslanger og metallskjermer som dekker inngangen og utgangsendene av gjennomføringen. Det ytre hus 11 er innvendig fylt med dielektrisk væske 16, og trykkompensert ved hjelp av et ekspanderbart element 17, slik som en metallbelg arrangert internt i huset 11 og som kommuniserer med utsiden via et rør, som illustrert.

Den andre barrieren realiseres gjennom et indre metallhus 18, i den første utførelse av figur 2 og 3 omfattende en fremre seksjon boltet ved 19 til den fremre ende 12 av det ytre hus 11, og videre koblet til en bakre seksjon via en boltforbindelse 20. Den bakre seksjon danner en endeflate 21 som har en gjennomføring 22 gjennom hvilken enkeltfaselederen penetrerer inn i det indre hus. Gjennomføringen 22 kan være tilsvarende i struktur til gjennomføringen 15, og tilsvarende forseglet mot inntrengning og tap av væske. Det indre hus 18 er fylt med dielektrisk væske 23, og trykkompensert ved hjelp av et ekspanderbart element 24, slik som en metallbelg arrangert inne i huset 18 og som kommuniserer med husets innside via et rør, som illustrert. Gjennom de samvirkende respektive trykkompenserte ytre og indre hus 11 og 18, kan en forskjell i trykk mellom den omgivende sjø og det væskefylte forbindelseskammer 9 kompenseres for, over plug-in-termineringen 1. Enkeltfasekraftlederen 6 er terminert i det indre hus 18, og nærmere bestemt inne i et isolatorlegeme 25 som kan settes inn fra den bakre ende inn i den fremre seksjon av det indre hus 18 som vil bli forklart nærmere i detalj nedenfor med henvisning til figurene 3 og 4, som viser respektivt første og andre utførelser av oppfinnelsen.

Isolatorlegemet 25 er essensielt et fast element. Som her benyttet, må "fast" forstås å vise til et essensielt ikke-elastisk eller fast legeme som opprettholder sin opprinnelige form uten å bli elastisk deformert under påvirkning av eksternt trykk, til den grense hvor overhåndtagende krefter får materialet til å briste. Uttrykket er imidlertid ikke å forstå som å ekskludere en grad av seighet.

Isolatorlegemet 5 i den første utførelse er et homogent fast element, som separerer den terminerende ende av enkeltfaselederen, så vel som en lederpinne beskrevet nedenfor, fra jordpotensial. Isolatorlegemet 25 er støpt for å tilveiebringe et sentralt hulrom for kabeltermineringskomponentene, hvor hovedkomponentene inkluderer en kon klemme 26 som sitter på den udekkede lederende 10, en kontaktring 27, et sentreringsstykke 28, en stresskon 29, og en trykkbolt 30 belastet av fjær 31 som virker mellom trykkbolten og et sete 32 som fast støter mot den fremre ende av endeplaten 21 via en sylindrisk hylse 33. det sentrale hulrom er formet i samsvar med utsiden av termineringskomponentene, ved støping og maskinering, om påkrevd, for tett å ta opp termineringskomponentene inne i det sentrale hulrom av isolatorlegemet 25 når de innsettes deri, og unngå dannelsen av luftlommer eller væskefylte hulrom mellom hulromsveggen og utsiden av termineringskomponentene.

Ved sammensetning av plug-in-termineringen 1, blir lederen 6 og termineringskomponentene 6-33 som støttes rundt denne satt inn i isolatorlegemet 25, hvorved isolatorlegemet 25 og kabeltermineringen settes in og sikres inne i huset 18 gjennom tiltrekking av boltforbindelsen 19. Fjær 31 virker her for å forspenne trykkbolten og andre termineringskomponenter, sammen med isolatorlegemet 25, mot den fremre ende av det indre hus 18.

Inne i isolatorlegemet 25 blir den udekkede ende 10 av lederen elektrisk forbundet, via kontaktringen 27, til en lederpinne 34 som er innlagt i isolatorlegemet 25. Nærmere bestemt er lederpinnen 34 støpt inn i isolatorlegemet 25 for fullstendig og kontinuerlig kontakt med det dielektriske materialet i isolatorlegemet rundt den ytre overflate av lederpinnen 34, og slik gi en gass- og væsketett forbindelse med isolatorlegemet 25. Som det fremgår fra tegningene er lederpinnen 34 i den første utførelse formet som en mottakende - eller hunnkontakt. I utførelsen i figur 2 og 3, er lederpinne 34 integrert formet til å inkludere en høyspenningsdeflektor 35 som innkapsler termineringsområdet, resulterende i et utbulende eksteriør som effektivt arresterer lederpinnen aksialt i isolatorlegemet 25.

Lederpinnen 34 stikker ut fra den fremre ende av isolatorlegemet 25 for å oppnå paring med et kontaktelement huset i forbindelseskammeret 9. Nærmere bestemt stikker lederpinnen og isolatorlegemet sammen i omgivende forhold fra den fremre ende av det trykkompenserte hus for elektrisk forbindelse av enkeltfaselederen til en strømkonsument. Derfor vil plug-in-termineringen direkte pares med transformatorens 3 gjennomføring, i figur 2 illustrert av en stiplet linje, når plug-in-termineringen penetrerer frontveggen 13 av forbindelseskammeret 9. Tilsvarende stikker den fremre ende av isolatorlegemet 25 frem fra den fremre ende 36 av det indre hus 18, idet denne ende av isolatorlegemet danner en avtagende sylinder 37 rundt den ledende pinne 34 som vesentlig øker en krypstrømsavstand mellom den nakne ende av lederpinnen 34 og jordpotensial, tilveiebrakt av den fremre ende 36 av det indre hus 18. Formen av lederpinnen og den fremstikkende del av isolatorlegemet kan variere fra de som er illustrert, i avhengighet av formen av en mottakende komponent og forbindelsesmetode, for eksempel kan dette være en boltet forbindelse med en kabelklemme, andre typer boltede forbindelser, direkte parede koblinger og så videre.

Isolatorlegemet 25 kan produseres fra et dielektrisk materiale som er støpbart og karakterisert ved minimum eller ingen krymping. Et egnet materiale for støping av isolatorlegemet rundt lederpinnen 34 er for eksempel et termosettende harpiks som herdes når det blandes med en katalyserende komponent for å størkne rundt lederpinnen, slik som polyepoksid eller epoksy. Uten å ekskludere egnede alternativer til de foreslåtte, kan det anvendes andre materialer som har dielektriske egenskaper og sammenlignbar mekanisk styrke, slik som for eksempel andre egnede polymerer og harpikser, med eller uten innlagte armeringer, eller til og med keramikk, når det tas hensyn til at det foretrekkes materialer som er egnet for maskinering. Å frembringe isolatorlegemet fra dielektriske materialer som er egnet for støping og maskinering som foreslått av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringer den doble fordel av en gass- og væsketett innlegging av lederpinnen, så vel som frihet i utforming for å oppnå lav elektrisk feltbelastning og kontrollerbare toleranser i grensesnittgeometrier.

Isolatorlegemet 25 er utvendig formet for å mottas formtilpasset i den fremre seksjon av det indre hus 18, i kraftoverførende engasjement i aksiale retninger. Med andre ord er isolatorlegemet 25 og huset 18 formet i samvirkning for å motstå aksiale krefter påført isolatorlegemet 25, slik som aksiale krefter forårsaket av differensialtrykk, uten å displassere isolatorlegemet 25 fra sin posisjon i det indre hus 18. For å oppnå dette er både det indre hus 18 og isolatorlegemet 25 tilsvarende dannet med minst én radial skulder som virker til å absorbere en aksial kraft påført i en fremre retning. Med andre ord har isolatorlegemet 25 en første diameter i en bakre seksjon som støter mot en andre mindre diameter i en fremre seksjon gjennom et trinn som inkluderer en radial retningskomponent. Hver av de bakre og fremre seksjoner kan på motsatte sider av det radiale trinn være formet enten som en rett sylinder, eller de kan være formet som en trunkert kon, som illustrert. Nærmere bestemt vil en radial skulder 38 dannet eksternt på isolatorlegemet 25 i montert posisjon støte mot en korresponderende radial skulder 39 dannet internt på huset 18. Skuldrene 38 og 39 løper i parallell rundt de ytre og indre omkretser, respektivt, av isolatorlegemet og huset. Skuldrene 38, 39 kan være arrangert for å danne en normal N til symmetriakse av isolatorlegemet. Fortrinnsvis er imidlertid skuldrene vinklet fra normalen N mot symmetriaksen, og på denne måte fordeles påførte krefter over et større område og en total aksial kraft deles opp i partielle tensjons- og kompresjonskrefter. Skuldrene 38, 39 kan derfor være vinklet fra normalen med en vinkel a på omtrent 5 til omtrent 85 ° eller til og med innen et område av 30-60 ° fra normalen. En vinkel a fra normalen på 50 ° +/- 5 ° som illustrert antas å være ønskelig, imidlertid ikke uomgjengelig for utøvelse av oppfinnelsen.

Aksiale krefter som virker i den motsatte retning, det vil si mot den bakre eller høyre side av plug-in-termineringen 1 som illustrert, absorberes direkte eller indirekte av bakre seksjon av eller endeplate 21. den fremre ende av en flens 40 på endeplaten stikker longitudinalt inn i frontseksjonen av det indre hus 18, og tilveiebringer et radialt opplegg for den bakre ende av isolatorlegemet 25. Alternativt, som vist i figur 4, kan en metall- eller plasthylse 41 være supplementært innsatt mellom det radiale opplegg og denne bakre ende av isolatorlegemet. Selv om det ikke fremgår klart fra tegningene, kan isolatorlegemet 25 være dimensjonert å ha en aksial lengde som tillater aksial termisk ekspansjon av isolatorlegemet i en aksial klaring dannet mellom det radiale opplegg på flens 40, eller den innsatte hylse 41 hvis passende, og den bakre ende av isolatorlegemet 25. På samme måte kan en radial klaring være dannet mellom den ytre omkrets av isolatorlegemet og den indre omkrets av det indre hus, som tillater termisk ekspansjon av isolatorlegemet i en radial retning.

Forseglingselementer, slik som O-ringer, er passende benyttet for forsegling av boltede forbindelser og kontaktflater ifølge krav som er vel kjent for fagfolk på området. I denne forbindelse gjøres det oppmerksom på ringforseglingen 42, som er satt i et omgivende spor dannet ved støping eller maskinering for å løpe rundt omkretsen av isolatorlegemet 25. Ringforseglingen 42 forsegler mot den indre omkrets av det indre hus 18, og effektivt begrenser de tilstedeværende dielektriske væsker i motsatte ender av isolatorlegemet. Om nødvendig kan det benyttes flere forseglingselementer, slik som ringforseglingen 42 eller lignende. Alternativt kan ringforseglingen 42 være satt i et spor dannet internt på det indre metallhus 18.

En andre utførelse av plug-in-termineringen ifølge foreliggende oppfinnelse vil bli forklart nedenfor med henvisning til figur 4 i tegningene. I figur 4 betegnes elementer av den andre utførelse som tilveiebringer virkningen av korresponderende elementer av utførelsen i figur 4 med de samme henvisningstall. De to utførelser er derfor essensielt tilsvarende i struktur og virkning, selv om forskjellige belastningsområder og isolasjonskrav resulterer i forskjellig geometrisk design mellom de to utførelser, idet den første utførelse er konstruert for forsyning av høyspenning og den andre utførelse er konstruert for forsyning av middels spenning. En merkbar forskjell observeres imidlertid i forhold til strukturen av isolatorlegemet.

I den andre utførelse, her illustrert ved en hannkonnektor, er isolatorlegemet 25' dannet av to støpbare dielektriske materialer av forskjellige egenskaper i forhold til termisk ekspansjon. Den fremre seksjon av isolatorlegemet 25' er støpt rundt lederpinnen 34' fra et første materiale som størkner til et essensielt fast maskinerbart element som forklart ovenfor. Den fremre seksjon støter mot en bakre seksjon 25" som er støpt på lederpinnen og høyspenningsdeflektoren 35' fra et andre materiale som størkner til et element av høyere fleksibilitet når det gjelder termisk ekspansjon, enn det første materialet. Termisk ekspansjon av den bakre seksjon 25" absorberes i aksial retning gjennom et fjærorgan 43 som virker mellom endeplaten 21 og ringformet sete 44 som understøtter den bakre ende av isolatorlegemets bakre seksjon 25". Også å legge merke til i den andre utførelse, er at høyspenningsdeflektoren 35' er ikke-integrert i lederpinnen 34', idet den siste fremdeles på grunn av et ikke-lineært eksteriør er aksialt fiksert i isolatorlegemet.

I samsvar med den første utførelse er isolatorlegemet 25' arrestert aksialt i huset, på den ene side gjennom å støte mot radiale skuldre 38 og 39 på respektivt isolatorlegemets utside og husets innside, og på den annen side ved at den bakre ende av isolatorlegemet 25' støter mot hylsen 41 som understøttes fra det radiale opplegg som er dannet på flensen 40. Klaringer for aksial og/eller radial ekspansjon av isolatorlegemet kan tilveiebringes i samsvar med den første utførelse.

Den bakre ende av isolatorlegemets fremre seksjon har et skjørt 45 som konsentrisk innkapsler den fremre ende av isolatorlegemets bakre seksjon 25". Skjørtet 45 tilveiebringer en økning av kontaktområdet mellom de fremre og bakre seksjoner av isolatorlegemet, gjennom hvilken varme kan ledes fra den fremre seksjon. Skjørtet 45 virker likeledes til mekanisk beskyttelse av den bakre seksjon, i et tilfelle hvor den siste frembringes fra et materiale av mindre hardhet enn den fremre seksjon. I tillegg øker skjørtet 45 en krypstrømavstand mellom ledende deler for høyspenning og jordpotensial.

Også konsistent med den frøste utførelse er isolatorlegemet 25' i det minste i forhold til den første seksjon et homogent fast element som virker til å separere den terminerende ende 10 av enkeltfaselederen og lederpinnen 34' fra jordpontensial. I tillegg, tilsvarende den første utførelse, stikker lederpinnen 34' og isolatorlegemet 25' sammen ut fra det trykkompenserte hus i omgivende forhold for elektrisk kobling av enkeltfaselederen til en strømkonsument/leverandør.

De illustrerte første og andre utførelser, selv om opprinnelig beregnet for å lede spenninger på respektiv 145 kV og 36 kV, kan tilpasses andre områder ved modifikasjoner som fra teoriene heri vil være åpenbare for fagfolk. Den beskrevne plug-in-terminering tilveiebringer lav elektrisk feltbelastning ved operasjonsmessige laststrømmer i et kompakt - og lettvektsdesign av en tørr konnektor, hvor faste isolasjonsmaterialer benyttes i alle områder hvor elektrisk feltbelastning er høy, som er en viktig og sentral egenskap ved oppfinnelsen. En annen viktig egenskap er den multiple funksjonen av isolatorlegemet, innrettet til å etablere elektrisk kontakt og tilveiebringe en trykkbarriere innen et enkelt element. Enda en viktig og sentral egenskap er tilveiebringelsen av et støpbart materiale som størkner rundt lederpinnen til en komponent som lett kan maskineres, og tillater isolatorlegemet å produseres med minimale toleranser. En ytterligere fordelaktig egenskap er tilveiebringelsen av et formtilpassende isolatorlegeme hvor konstruksjonstrekk er inkludert for å absorbere aksiale krefter.

Det vil innses av fagfolk at disse og andre egenskaper nevnt ovenfor og i de vedføyde krav kan benyttes separat og vil hver med fordel bidra til forbedringen av tørre plug-in-kabelterminering er for undersjøisk bruk. Det vil likeledes innses at disse egenskaper, når de benyttes i kombinasjon, resulterer i den beste driftsmodus som illustrert av utførelsene beskrevet i tekst og tegninger. Uansett det faktum at oppfinnelsen har blitt beskrevet i forbindelse med forsyning av kraft til strømkonsumenter, vil det innses at plug-in-termineringen beskrevet ovenfor likeledes er nyttig for å etablere forbindelse med en kraftkilde. Det er likeledes å forstå at enhver henvisning ovenfor og i kravene til undersjøisk produksjon også gjelder for ethvert annet neddykket bruksområde hvor elektrisitet skal føres under vannivå.

Claims (19)

1. Plug-in kabelterminering for en enkeltfaseleder (6) i en termineringsmontasje for kraftkabel for neddykket bruk, hvor enkeltfaselederen er forankret i et isolatorlegeme (25, 25') som kan settes inn i et trykkompensert hus (18), idet nevnte isolatorlegeme er formtilpassende mottakbart i nevnte trykkompenserte hus under kraftoverførende engasjement i aksiale retninger, karakterisert ved at den udekkede lederende (10) er elektrisk koblet innen nevnte isolatorlegeme til en lederpinne (34, 34') som er fiksert innlagt ved støping i nevnte isolatorlegeme (25, 25'), og ved at lederpinnen og isolatorlegemet i omgivende forhold sammen stikker ut fra det trykkompenserte hus for elektrisk forbindelse av enkeltfaselederen til en strømforbruker/leverandør.

2. Plug-in-terminering ifølge krav 1, omfattende: en første barriere som separerer et ytre trykkompensert hus (11) fra omgivende vann, en andre barriere som separerer et indre trykkompensert hus (18) fra det ytre trykkompenserte hus, hvor enkeltfaselederen (6) løper gjennom de første og andre barrierer for å bli forankret i nevnte indre trykkompenserte hus (18).

3. Plug-in-terminering ifølge krav 1, hvor isolatorlegemet (25, 25') frembringes fra et støpbart materiale som herder rundt lederpinnen (34, 34') til et maskinerbart element.

4. Plug-in-terminering ifølge krav 1, hvor isolatorlegemet (25, 25') har en første diameter i en bakre seksjon som støter til en andre, mindre diameter i en fremre seksjon gjennom et trinn som inkluderer en radial retningskomponent.

5. Plug-in-terminering ifølge krav 4, hvor en ytre omkrets av isolatorlegemet (25, 25') kan mottas i det indre hus 18, under kraftoverførende engasjement i aksial retning gjennom en radial skulder (38), parende med en radial skulder (39) dannet i en indre omkrets av huset (18).

6. Plug-in-terminering ifølge krav 5, hvor skuldrene (38, 39) er vinklet fra en normal (N) til en symmetriakse av isolatorlegemet.

7. Plug-in-terminering ifølge krav 6, hvor skuldrene (38, 39 er vinklet med en vinkel på 5 til 85 °, fortrinnsvis ved en vinkel av 30 til 60 °, og mest foretrukket ved en vinkel a av 50 ° +/- 5 <0> fra en normal (N) til symmetriaksen av isolatorlegemet.

8. Plug-in-terminering ifølge krav 3, hvor isolatorlegemet (25, 25') frembringes fra et støpbart materiale som størkner til et maskinerbart element dannet med et sentralt hulrom som trangt opptar komponentene for kabelterminering, inkludert i det minste klemmekonus (26), kontaktring (27), sentreringsstykke (28), stresskon (29) og pressbolt (30).

9. Plug-in-terminering ifølge ethvert av de foregående krav, hvor isolatorlegemet (25, 25') i en fremre ende er dannet med en avtagende sylinder (37) rundt den ledende pinne (34, 34') som vesentlig øker en krypstrømavstand mellom den nakne ende av lederpinnen (34, 34') og jordpotensial, tilveiebrakt av den fremre ende (36) a det trykkompenserte hus (18).

10. Plug-in-terminering ifølge ethvert av de foregående krav, hvor isolatorlegemet (25, 25') er formet i en bakre ende til å støte mot, direkte eller indirekte, et radialt opplegg som stikker inn i det indre hus (18) fra en endeplate (21) av dette.

11. Plug-in-terminering ifølge ethvert av de foregående krav, hvor en aksial klaring er tilveiebrakt mellom den bakre ende av isolatorlegemet (25, 25') og et radialt opplegg som stikker inn i det indre hus (18) fra endeplaten (21) av dette.

12. Plug-in-terminering ifølge ethvert av de foregående krav, hvor en radial klaring er tilveiebrakt mellom isolatorlegemet (25, 25') og det trykkompenserte hus (18).

13. Plug-in-terminering ifølge ethvert av de foregående krav, hvor minst ett forseglende element (42) mellom den ytre omkrets av isolatorlegemet (25, 25') og den indre omkrets av det trykkompenserte hus (18) begrenser de tilstedeværende dielektriske væsker ved motsatte ender av isolatorlegemet.

14. Plug-in-terminering ifølge ethvert av de foregående krav, hvor isolatorlegemet (25, 25') frembringes fra et termosettende harpiks.

15. Plug-in-terminering ifølge krav 14, hvor isolatorlegemet (25, 25') frembringes fra polyepoksid (epoksy).

16. Plug-in-terminering ifølge ethvert av de foregående krav, hvor isolatorlegemet (25') er dannet av to seksjoner med forskjellig termisk fleksibilitet, idet minst ett fremre ett av nevnte to seksjoner frembringes fra et støpbart materiale som herder til et maskinerbart element.

17. Plug-in-terminering ifølge krav 16, hvor et bakre ett av nevnte to seksjoner av det sammensatte isolatorlegeme (25') frembringes fra et støpbart materiale som har høyere termisk fleksibilitet enn nevnte fremre seksjon.

18. Plug-in-terminering ifølge krav 1-15, hvor isolatorlegemet (25, 25') er et homogent fast element som separerer den terminerende ende (10) av enkeltfaselederen og lederpinnen (34, 34') fra jordpotensiale.

19. Plug-in-terminering ifølge krav 16, hvor i det minste den fremre seksjon av nevnte isolatorlegemet (25') er et homogent faste elementet som separerer den terminerende ende (10) av enkeltfaselederen og lederpinnnen (34, 34') fra jordpontensiale.