NO337675B1 - Vannterminering for kabeltest - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen angår en vannterminering, mer spesifikt en vannterminering for AC (vekselstrøm) spenningstesting av høyspenningskabler.

Bakgrunn

Under utvikling og produksjon av høyspenningskabler er det nødvendig med testing av kabelen for å undersøke eller bekrefte forskjellige egenskaper til kabelen. For å være i stand til å påføre spenning over kabel isolasjonen under testing må kabelendene være terminert. For høyspenningskabler må en høy spenning bli påført under testing for å oppnå pålitelige resultater. Ettersom disse termineringene bare blir brukt under testing og ikke er permanente, er det et behov for termineringer som kan bli brukt og fjernet relativt raskt. For å være i stand til å teste ved andre plasseringer rundt i en fabrikk enn ved der høyspenningstestoppsettet er plassert er det mulig å benytte designerte forsyningskabler som kan tåle testspenningen. Disse forsyningskablene må også være terminerte.

Kjent teknikk

Vanntermineringer for testing er velkjente fra testfasiliteter for høyspenning. US5,142,104 beskriver bruken av et vannkammer anordnet på utsiden av et olje fylt kammer.

I de kjente vanntermineringene er høyspenningselementene eksponert og krever derfor store sikkerhetsområder under testing. I de kjente testtermineringene blir vann sirkulert i et kammer som omgir kabelen.

Videre er ikke den kjente løsningen værbestandig på grunn av de eksponerte høyspenningselementene og kan ikke bli brukt utendørs. Testfasiliteter med det nødvendige sikkerhetsområdet må derfor tilveiebringes innendørs.

EP0067568A2 beskriver en test-terminering for DC kabler hvor vann eller gas benyttes til å fjerne generert varme.

Formål med oppfinnelsen

Det er et formål med den foreliggende oppfinnelsen å tilveiebringe en testterminering eller testsammenkobling mellom to kabler, spesielt anvendbar for AC (vekselstrøm) spenningstester, uten eksponert høyspenning. Uten eksponert høyspenning tilveiebringer termineringen eller sammenkoblingen både høy sikkerhet under testing av kabler, og en værbestandig løsning.

Et ytterligere formål er å tilveiebringe testterminering eller sammenkobling som raskt kan bli installert og fjernet igjen.

Med andre ord er det et formål å tilveiebringe en rask terminering som er værbestandig og har et høyt sikkerhetsnivå på grunn av ingen eksponert høyspenning.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer en kabeltest-terminering omfattende minst ett termineringselement som kan kobles til en leder i en kabel, en hylse tilpasset for å støte mot en ytre overflate til kabelen, et vannkammer i stand til å omringe en endeseksjon til kabelen mellom det minst ene termineringselementet og hylsen, et lukket gasskammer som omslutter det minst ene termineringselementet og vannkammeret, kjennetegnet ved at vannkammeret er skilt i to vannkanaler ved et indre rør lokalisert inne i vannkammeret og omfatter en første ende koblet til hylsen og en andre åpen ende nær den frie enden til lederen, nevnte vannkanaler er i fluidkobling med hverandre ved den åpne enden til det indre røret.

I ett aspekt av kabeltest-termineringen ifølge den foreliggende oppfinnelsen det lukkede gasskammeret omfatter en isolerende gass. Den isolerende gassen kan være SF6eller gassblandinger som inneholder SF6.

I ett annet aspekt av kabeltest-termineringen omfatter hylsen et vanninntak og et vannutløp, begge i fluidkommunikasjon med vannkammeret for sirkulasjon av vann gj enn om vannkammeret.

I et ytterligere aspekt tilveiebringer den foreliggende oppfinnelsen en kabeltest-sammenkoblingsterminering for å sammenkoble to kabler, hver omfattende minst en leder, hvor kabeltest-sammenkoblingstermineringen omfatter minst en midlertidig ledersammenkobling, minst to hylser hver tilpasset for å støte mot en ytre overflate til en av de to respektive kablene, minst ett vannkammer forbundet med de to hylsene i stand til å omringe endeseksjoner til kablene mellom det minst ene midlertidige ledersammenkoblingselementet og de respektive hylsene, et lukket gasskammer som omslutter den minst ene midlertidige ledersammenkoblingen og vannkammeret, kjennetegnet ved at den midlertidige ledersammenkoblingen omfatter et midlertidig sammenkoblingselement som tilveiebringer elektrisk kontakt mellom lederne til kablene, og et skjermende element som omslutter nevnte midlertidige sammenkoblingselement.

I et ytterligere aspekt av kabeltest-sammenkoblingstermineringen omfatter det lukkede gasskammeret en isolerende gass. Den isolerende gassen kan for eksempel være SF6eller gassblandinger som inneholder SF6.

I nok et ytterligere aspekt av kabeltest-sammenkoblingstermineringen omfatter hylsene minst et vanninntak eller et vannutløp, begge i fluidkommunikasjon med vannkammeret for sirkulasjon av vann gjennom vannkammeret.

I ett annet aspekt av kabeltest-sammenkoblingstermineringen ifølge den foreliggende oppfinnelsen omfatter hver av hylsene et vanninntak og et vannutløp hvor vanninntaket og vannutløpet til hver hylse er i fluidkommunikasjon med en seksjon av vannkammeret for sirkulasjon av vann gjennom seksjonen av vannkammeret.

I ett aspekt av kabeltest-termineringen ifølge den foreliggende oppfinnelsen eller kabeltest-sammenkoblingstermineringen ifølge den foreliggende oppfinnelsen, omfatter hylsen(e) en vanntetting i stand til å tilveiebringe en vanntett kobling mellom den ytre overflaten til kabelen og hylsen.

Den foreliggende oppfinnelsen tilveiebringer følgelig å innkapsle vanntermineringen/sammenkoblingen for høyspenning i et gassisolert kammer.

Uttrykket "høyspenning", som anvendt heri, refererer til en spenning høyere enn 1000 V ofte større enn 10 kV.

Kort beskrivelse av tegningene

Den foreliggende oppfinnelsen blir beskrevet i ytterligere detalj med referanse til de vedlagte tegningene som illustrerer utførelsesformer av den foreliggende oppfinnelsen. Figur 1 illustrerer skjematisk en endeterminering ifølge den foreliggende oppfinnelsen.

Figur 2 illustrerer skjematisk tverrsnittet av endetermineringen ifølge figur 1.

Figur 3 illustrerer skjematisk en sammenkoblingsterminering ifølge den foreliggende oppfinnelsen.

Formålet med figurene er å illustrere oppfinnelsen. Figurene er ikke tegnet etter skala og noen elementer kan ha blitt forstørret eller redusert for å gjøre de mer synlige i illustrasjonene.

En fagperson vil forstå at konstruksjonen av termineringen kan tilpasses til den foreliggende situasjon uten å bevege seg bort fra den foreliggende oppfinnelsen som definert i de vedlagte krav.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Oppfinnelsen vil bli beskrevet med referanse til figurene. Like referansenummerer blir brukt når det refereres til ekvivalente elementer.

Figur 1 illustrerer en utførelsesform av en endeterminering 1 også referert til som en blind terminering ifølge den foreliggende oppfinnelsen. Endeseksj onen til kabelen 10 er arrangert inne i termineringen. På endeseksj onen til kabelen 10 har et ytre halvledende lag blitt fjernet for å avdekke et indre isolasjonslag. På tuppen av enden til kabelen er lederen 14 avdekket. I den illustrerte utførelsesformen omfatter den terminerte kabelen en sentral leder omgitt av et indre halvledende lag, omgitt av et isolasjonslag og ett (eller flere) halvledende lag. Den foreliggende oppfinnelsen er ikke begrenset til bruk med en spesifikk konfigurasjon av kabelen som skal testes. Termineringen ifølge oppfinnelsen kan lett tilpasses dimensjonen og konfigurasjonen til kabelen som skal testes. Endetermineringen 1 er like anvendbar for bruk kabler omfattende mer enn en leder. Tuppen av lederen 14 er arrangert i elektrisk kontakt med et første termineringselement 3. Det første termineringselementet 3 er i elektrisk kontakt med et andre termineringselement 5. Det andre termineringselement 5 er kuppelformet og utgjør endetuppen til den terminerte kabelen. I høyspenningssammenheng er dette kjent som en toroide, selv om den ikke nødvendigvis er toroidal. Hensikten med dette elementet er å spre det elektriske feltet for å unngå punkter med høy elektrisk spenning. Termineringen omfatter to konsentriske vannrør 8 og 12, lagd i et isolerende materiale. Det ytre vannrøret 8 er koblet til termineringselementene og tilveiebringer sammen med disse en ytre omslutning for vannet, mens det indre røret 12 tilveiebringer en første annulære vannkanal anordnet mellom den isolerte lederen og innsiden av røret 12 og en andre annulære vannkanal mellom det indre røret 12 og det ytre røret 8. Fluidkommunikasjon mellom den første og den andre vannkanal en er etablert ved en åpen ende 12a til det indre røret 12 nær den frie enden til lederen 14. Endetermineringen omfatter en hylse 2 som radi elt omslutter kabelen 10. Hylsen 2 er vanntett forseglet til overflaten til isolert kabel 10. Rørene 8 og 12 er ved en ende derav, motstående termineringselementene 3, 5 koblet til hylsen 2 og hylsen omfatter vann inntak/utløp 20/21 i fluidkommunikasjon med en av de første og andre vannkanalene. Kabelen 10 som skal testes er plassert i det indre røret 12. En vannstrøm med avionisert vann gjennom den første og den andre vannkanal ens blir etablert. Vannstrømskretsen omslutter radielt kabelenden fra det første termineringselementet 3 til hylseseksjonen 2. Vann blir sirkulert mellom

inntaket/utløpet 20/21 i hylsen gjennom de første og andre vannkanalene. Element 4 har som oppgave å koble sammen de to vannkanalene. Det indre røret 12 og det ytre røret 8 er fortrinnsvis lagd av et ikke-ledende materiale slik som glassfiberforsterket polyester eller andre anvendbare materialer. Materialet i rørene bør fortrinnsvis

være uten interne hulrom da disse kan forårsake interne utladninger og materialnedbrytning.

Under testing er kabel seksjonen inne i termineringen følgelig radielt omgitt av vann. For illustrative formål er det ytre røret 8 gjennomsiktig. Vannkammerveggen 8 så vel som det andre termineringselement 5 er omgitt av et isolerende gasskammer

9 definert ved en ytre vegg 7. Veggen 7 er tegnet gjennomsiktig for illustrative formål. Den ytre veggen 7 er koblet til hylsen 2 under dannelse av et lukket gasskammer 9 definert ved den ytre veggen 7, det ytre røret 8, hylsen 2 og det andre termineringselement 5. Gassen arrangert inne i kammeret er en isolerende gass slik som SF6eller gassblandinger omfattende SF6. Termineringen med det lukkede gasskammeret kan være arrangert på, og fjernet fra, en kabelende uten å måtte åpne

gasskammeret. Den isolerende gassen er følgelig skjult i det lukkede gasskammeret noe som er både økonomisk fordelaktig, ettersom testtermineringen kan gjenbrukes uten behov for å tilføre ytterligere gass, og miljøvennlig ettersom en isolerende gass slik som SF6er en veksthusgass og utslipp av gassen til miljøet er begrenset. I en foretrukket utførelsesform er trykket inne i gasskammeret mindre enn 1.5 bar absolutt. Figur 2 illustrerer den samme utførelsesformen av testtermineringen som figur 1, men i et tverrsnitt langsmed den longitudinale aksen til kabelen. Kabelen 10 som er terminert i testtermineringen omfatter en sentral leder 14 brakt i elektrisk kontakt med det første termineringselementet 3, som er i elektrisk kontakt med det andre termineringselement 5, som er kuppelformet. Den sentrale lederen 14 er radielt omgitt av et indre halvledende lag og ett isoleringslag 11 bortsett fra ved tuppen hvor den er koblet til det første termineringselementet 3. Det halvledende laget 13 er også synlig. Hylsen 2 er vanntett festet til omkretsen til den isolerte kabelen 10 for å tillate at vann blir ført inn i vanninntaket 20, gjennom de første og andre vannkanalene og ut igjen gjennom vannutløpet 21. Figur 3 illustrerer en annen utførelsesform av den foreliggende oppfinnelsen, en kabeltest-sammenkoblingsterminering 101. En midlertidig ledersammenkobling 30 er etablert ved å elektrisk koble lederelementene 14 til to kabler 10 til et sammenkoblingselement 34 anordnet inne i en sammenkoblingsskjerming 32. Inne i sammenkoblingen er lederne 14 omgitt av skjermingen 32 lagd av et ledende materiale. Kabeltest-sammenkoblingstermineringen omfatter to hylser 102 anordnet for å støte imot omkretsen til de to respektive kablene. Hver hylse 102 omfatter minst ett vanninntak 20 eller ett vannutløp 21. Kabeltest-sammenkoblingstermineringen omfatter et vannrør 22 som omslutter kabelseksjonene 11 og 12 mellom hylsene og sammenkoblingsskjermingen 32. Fluidkommunikasjon mellom vannkammerseksjonene 22 på hver side av sammenkoblingen er tilveiebrakt, men ikke synlig på tegningen. Vann kan følgelig bli ført inn i inntaket 20, gjennom vannrøret 22 og gå ut av

sammenkoblingstermineringen gjennom utløpet 21.1 en alternativ utførelsesform omfatter hver hylse et vanninntak og et vannutløp, i tillegg er et andre konsentrisk vannrør anordnet inne i røret 22 og vann blir sirkulert separat i vannkammerseksj onene på hver side av den midlertidige sammenkoblingen, på samme måte som vannsirkulasjonen i den blinde termineringen i figurene 1 og 2.

Radielt på utsiden av vannkammeret 22 og den midlertidige sammenkoblingen 30 er det anordnet et lukket gasskammer 9. Gasskammeret er dannet av en gasskammervegg 7 koblet til de to hylsene. Gasskammeret omslutter helt vannkammeret 22 og den midlertidige sammenkoblingen 30. En isolerende gass er lagret inne i gasskammeret, slik som SF6eller en blanding som inneholder SF6. Gasskammeret er et lukket volum, ikke bare under bruk som illustrert på figur 3, men også når kablene er frakoblet ved å trekke kablene ut gjennom hylsene. Det lukkede gasskammeret er dannet av gasskammerveggen 7, hylsene 102, vannkammerveggen 8 og deler av den ytre overflaten til

sammenkoblingsskjermingen 32.

Når man bruker testsammenkoblingstermineringen 101 for å koble sammen to kabler 10 blir den ytre mantelen og andre ytre lag fjernet fra endeseksj onen. Det ytre halvledende laget til isolasjonen blir også fjernet. På hver tuppseksjon blir lederen avdekket for å klargjøre lederen 14 for elektrisk kontakt inne i sammenkoblingen. De to kabel endene klargjort på denne måten blir dyttet gjennom de respektive hylsene 102 og lederen 14 blir brakt i elektrisk kontakt med sammenkoblingselementet 34. Alternativt blir en kabel ført inn i og passert gjennom sammenkoblingstermineringen til lederen er tilgjengelig på den motstående siden. Den blir så midlertidig sammenkoblet til den andre kabelen og termineringen blir trukket tilbake helt til ledersammenkoblingen er i midten, dekket av skjermingen 32 Hylsene 102 er enten direkte utformet for å tilveiebringe en midlertidig vanntett kobling mellom den ytre overflaten til kabelen og hylsen, eller en ytterligere tetningshylse eller tetningsmateriale blir tilveiebrakt i kontaktområdet mellom den ytre overflaten til kabelen og den indre overflaten til hylsen slik at vann kan sirkulere gjennom vannkammeret uten vesentlig vannlekkasje.

Selv om kablene i figurene bare omfatter et lederelement forutser den foreliggende oppfinnelsen også endetermineringer og sammenkoblingstermineringer tilpasset for å motta mer enn ett lederelement.

Den foreliggende oppfinnelsen gjør det mulig å teste nesten overalt i en fabrikk, uten behov for et stort fritt område for å unngå overslag. Oppfinnelsen øker sikkerheten betydelig på grunn av ingen eksponert høyspenning. Den gjør det også mulig å teste utomhus selv om det er dårlig vær, spesielt regn, hagl og sludd, noe som ikke er mulig med tidligere testtermineringer uten anordning av store telt.

Claims (10)

1. Kabeltest-terminering (1) omfattende minst ett termineringselement (3, 5) som kan kobles til en leder (14) i en kabel (10), en hylse (2) tilpasset for å støte mot en ytre overflate til kabelen (10), et vannkammer (22) i stand til å omringe en endeseksj on (11) til kabelen mellom det minst ene termineringselementet og hylsen, et lukket gasskammer (9) som omslutter det minst ene termineringselementet (3,5) og vannkammeret (22),karakterisert vedat vannkammeret (22) er skilt i to vannkanaler ved et indre rør (12) lokalisert inne i vannkammeret og omfatter en første ende koblet til hylsen (2) og en andre åpen ende nær den frie enden (14) til lederen, nevnte vannkanaler er i fluidkobling med hverandre ved den åpne enden til det indre røret (12).

2. Kabeltest-terminering ifølge krav 1, hvor det lukkede gasskammeret (9) omfatter en isolerende gass.

3. Kabeltest-terminering ifølge krav 2, hvor den isolerende gassen er SF6eller gassblandinger som inneholder SF6.

4. Kabeltest-terminering ifølge hvilket som helst av kravene 1-3, hvor hylsen (2) omfatter et vanninntak (20) og et vannutløp (21) begge i fluidkommunikasjon med vannkammeret for sirkulasjon av vann gjennom vannkammeret (22).

5. Kabeltest-sammenkoblingsterminering (101) for å sammenkoble to kabler (10), hver omfattende minst en leder (14), hvor kabeltest-sammenkoblingstermineringen omfatter minst en midlertidig ledersammenkobling (30), minst to hylser (102) hver tilpasset for å støte mot en ytre overflate til en av de to respektive kablene (10), minst ett vannkammer (22) forbundet med de to hylsene (102) i stand til å omringe endeseksj oner (11,12) til kablene mellom det minst ene midlertidige ledersammenkoblingselementet (30) og de respektive hylsene, et lukket gasskammer (9) som omslutter den minst ene midlertidige ledersammenkoblingen (30) og vannkammeret (22),karakterisert vedat den midlertidige ledersammenkoblingen (30) omfatter et midlertidig sammenkoblingselement (34) som tilveiebringer elektrisk kontakt mellom lederne (14) til kablene, og et skjermende element (32) som omslutter nevnte midlertidige sammenkoblingselement (34).

6. Kabeltest-sammenkoblingsterminering ifølge krav 5, hvor det lukkede gasskammeret (9) omfatter en isolerende gass.

7. Kabeltest-sammenkoblingsterminering ifølge krav 6, hvor den isolerende gassen is SF6eller gassblandinger som inneholder SF6.

8. Kabeltest-sammenkoblingsterminering ifølge hvilket som helst av kravene 4-7, hvor hylsene (102) omfatter minst et vanninntak (20) eller et vannutløp (21), begge i fluidkommunikasjon med vannkammeret (22) for sirkulasjon av vann gjennom vannkammeret (22).

9. Kabeltest-sammenkoblingsterminering ifølge hvilket som helst av kravene 4-7, hvor hylsene (102) hver omfatter et vanninntak (20) og et vannutløp (21) hvor vanninntaket og vannutløpet til hver hylse er i fluidkommunikasjon med en seksjon av vannkammeret for sirkulasjon av vann gjennom seksjonen av vannkammeret (22).

10. Kabeltest-terminering ifølge hvilket som helst av kravene 1-4 eller en kabeltest-sammenkoblingsterminering ifølge hvilket som helst av kravene 5-9, hvor hylsen(e) omfatter en vanntetning i stand til å tilveiebringe en vanntett kobling mellom den ytre overflaten til kabelen (10) og hylsen (2, 102).