Pierwszenstwo: 28 kwietnia 1931 r. ^Wielka Rrytanja).Wynalazek niniejszy dotyczy zakoncze- winna byc tak duza, ze zakonczenia kabli nia i zlacza elektrycznego kabla wysokie- staja sie zbyt dlugie i niepraktyczne w u- go napiecia, w których niebezpieczenstwo zyciu. przeskoku pomiedzy zyla i plaszczem olo- Znany przyrzad do prawidlowego rozlo- wianym kabla jest zmniejszone do mini- zenia naprezen elektrycznych w izolacji mum dzieki korzystnemu rozkladowi na- wzdluz kabla stanowi tak zwany stozek o- prezen elektrycznych w izolacji posredniej slaniajacy, który ma zazwyczaj ksztalt me- wzdluz kabla. talowego narzadu, rozwartego w ksztalcie Znana jest rzecza, ze jezeli kabel jest dzwonu i nasadzonego na podobienstwo lej- zakonczony np. w porcelanowym izolato- ka na koniec plaszcza olowianego lub innej rze koncowym, to w celu unikniecia wspo- przewodzacej powloki kabla. Najkorzyst- mnianego wyzej przeskoku w kierunku po- niejszy kat rozwarcia stozka okresla sie na dluznym kabla czesc wymienionej izolacji podstawie obliczen matematycznych, lecz posredniej powinna byc odslonieta. Przy otrzymuje sie takie wyniki, ze zazwyczaj, wysokich napieciach dlugosc tej izolacji po- chcac otrzymac zadowalajacy rozklad na-ftre*e* 9J%^Wz*]l stozka obrac tak duzy, ze praktyczne zasto- spwafriia takiego przyrzadu byloby siacanifc ograniczone. ^ " 1 Wynalazek niniejszy ma *ia celu usunie¬ cie tych niedogodnosci i dotyczy zakoncze¬ nia albo zlacza kabli elektrycznych wyso¬ kiego napiecia, w których stosuje sie sto¬ zek oslaniajacy, zlozony z warstw przewe- dzacych, przedzielonych warstwami izola- cyjnemi, dzieki czemu rozklad naprezen w dielektryku $taj^ si|f bafd^^rw^croi^ny, przyczem urzadzenie jest znamienne tern, ze podstawa wydrazanego stozka j^si zwró¬ cona do konca kabla, patspnujatt zewnetrzna warstwa przewodzaca stozka jest polaczo¬ na z zyla kabla.Naprezenia elektryczne sa wtedy zasad¬ niczo rozlozone równomiernie, czesciowo dzieki dzialaniu stozka oslaniajacego a cze¬ sciowo dzieki rozkladowi pola elektryczne¬ go, uzyskanemu dzieki zastosowaniu kon¬ densatorów.Poza tern dlugosc zakonczenia lub zla¬ cza kablowego wedlug wynalazku jest bar¬ dzo mala w porównaniu ze znanemi kon¬ strukcjami wymienionych przyrzadów.Na rysunku fig. 1 przedstawia z^nany typ stozka oslaniajacego, fig. 2 — zakon¬ czenie kabla, zaopatrzone w znany uklad kondensatorów, majacych na celu odpo¬ wiednie rozlozenie naprezen, wywolanych paleni eiektrycznem, fig. 3 -r- inna znana postac zakonczenia kabla, zaopatrzona w u- klad kondensatorów, jak nu fig. ?, fig. 4 — schematycznie jedna postac wykonania stozka oslaniajacego wedlug wynalazku, fig, 5 wyjasnia sposób wykonywania stoz¬ ków oslaniajacych wedlug fig. 4, fig; 6 przedstawia przekrój papieru metalizowa¬ nego, stosowanego przy wykonywaniu stoz¬ ków oslaniajacych wedlug wynalazku, fig. 7 — przekrój podluzny stozka oslaniajace¬ go, wykonanego z papieru metalizowanego wedlug fig. 6, fig. 8 i 9 przedstawiaja prze¬ kroje podluzne zlaczy kablowych wedlug wynalazku, fig. 10 i 11 — przekroje podluz¬ ne zakonczenia kabla, zaopatrzonego w stonki oslaniajace wedlug wynalazku.Znany wydrazony stozek oslaniajacy wedlug fig. t stanowi narzad 2 w ksztalcie dzwonu, polaczonego z plaszczem olowia¬ nym 3, który obejmuje izolacje 4 kabla WS*Z z zyla 5. Dzieki temu stozkowi linje pola elektrycznego na koncu kabla we¬ wnatrz stozka oslaniajacego przebiegaja prostopadle do osi kabla.NapCJizeme elektryczne w dielektryku miedzy punktami A i B jest równomiernie rozloctiffie pEBaz?; wyregulowanie pojemnosci pciaiedzy przewodnikiem i stozkiem, co o- znaczono na rysunku zapomoca pojemnosci C1$ C2, C3, C4, których wartosc jest zalezna. od ksztaltu narzadu 2, rozwartego w ksztal¬ cie dzwonu i od odleglosci tego narzadu od zyly 5. W ten sposób unika sie zwiekszenia naprezen w dowolnym punkcie dielektryku, wywolanych polem elektrycznem. Nalezy jednak zaznaczyc, ze miedzy rozwartym koncem narzadu 2 a zyla 5 powstaje po¬ wierzchnia nierównomiernych naprezen (w powietrzu lub izolacji, jesli stozek wypel¬ niony jest izolacja). W ten sposób przez u- suniecie powierzchni nierównomiernych po¬ tencjalów AB powstala inna powierzchnia nierównomiernych potencjalów BD, gdzie wytrzymalosc na przebicie jest mala. Brak równomiernego rozlozenia naprezen elek¬ trycznych mozna unieszkodliwic przez uzy¬ cie narzadu 2 z podstawa o bardzo duzej srednicy, co jednak jest wielce niedogodne.Fig. 2 przedstawia zakonczenie kabla, zaopatrzone w znany uklad szeregu odizo¬ lowanych od siebie przewodzacych okladzin kondensatorowych V1 — V4, obejmujacych koniec izolacji 4 kabla wraz z zyla 5 i two¬ rzacych szereg pojemnosci Cx — C7. Izola¬ cje miedzy okladzinami stanowia warstwy izolacyjne, przewaznie z papieru nasycone¬ go. Wewnetrzna warstwa metalowa posiada w przyblizeniu potencjal zyly, a zewnetrz¬ na -~ potencjal plaszcza kafcrla (ziemi); — 2 —Inna postac zakonczenia kabla przedsta¬ wiono na fig. 3, w której zastosowano sze¬ reg kondensatorów C\ — C'9 odpowiednio wzajemnie izolowanych, od których popro¬ wadzono przewodniki V\ — V8 do izolacji 4. Przewodniki V\ — V8 maja w tym przy¬ padku postac tarcz, obejmujacych izolacje 4 i wzajemnie odizolowanych.Rozklad naprezen, spowodowanych po¬ lem elektrycznem, zalezy w tym przypadku od wartosci pojemnosci poszczególnych kondensatorów C\ — C'e oraz od wzajem¬ nej odleglosci wzdluz izolacji 4 przewodni¬ ków V\ — V'8. W przedstawionym ukladzie jest zazwyczaj konieczne stosowanie kon¬ densatorów o bardzo duzych wymiarach, aby pojemnosc ich byla dostateczna do po¬ zadanego rozkladu naprezen, spowodowa¬ nych polem elektrycznem.W stozku oslaniajacym wedlug fig. 4, wykonanym w mysl wynalazku, okladziny kondensatorów maja postac metalowych warstw V'\ — V"4, rozmieszczonych woko¬ lo izolacji 4, która otacza zyle 5 kabla i od¬ izolowanych od siebie np. papierem. Ze¬ wnetrzna okladzina kondensatorowa V'\ jest polaczona elektrycznie z zyla 5, a roz¬ klad naprezen uzyskuje sie zapomoca kon¬ densatorów C"5, C\, C"7 tak, iz maleje od V'\ do V"4, zblizajac sie do potencjalu zie¬ mi albo plaszcza. Stwierdzono, ze w takim ukladzie kondensatorów podstawa stozka moze byc znacznie mniejsza od podstawy znanego stozka oslaniajacego wedlug fig. 1, dajacego niezbedny rozklad naprezen. W ukladzie kondensatorów, zastosowanym w stozku wedlug fig. 4, naprezenia elektrycz¬ ne na powierzchni potencjalów AB izolacji zyly sa rozlozone równomiernie zapomoca warstw metalowych V", — V"4, które wzgledem zyly tworza pojemnosci C'\ — C"4, przyczem naprezenia wzdluz po¬ wierzchni potencjalów AB izolacji zyly roz¬ kladaja sie równomiernie. Naprezenia na powierzchni CA, jak równiez i na po¬ wierzchni DE, sa rozlozone równomiernie dzieki kondensatorom C"5, C"6, C"7. Ponie¬ waz zyla S kabla jest polaczona z ze¬ wnetrzna warstwa metalowa Vlf wiec niema naprezen, wywolanych polem elektrycznem w podstawie stozka, który moze byc wyko¬ nany z metalu (jak plytki 12 na fig. 9). Do¬ prowadzenie napiecia zyly do zewnetrznej warstwy V'\ posiada jeszcze te zalete, ze dlugosc / stozka moze byc stosunkowo krót¬ ka, tak iz na zakonczenia kabla moze byc nalozona odpowiednio krótka oslona izola¬ cyjna (nieuwidoczniona na rysunku), np. w postaci izolatora porcelanowego.O ile stozki oslaniajace wykonywa sie z folji metalowej i papieru izolacyjnego, to moga one niekiedy posiadac konstrukcje wedlug fig. 5. Rurka mosiezna 2' sluzy ja¬ ko forma, na która nawija sie ciasno War¬ stwy 3 materjalu izolacyjnego, miedzy któ- remi umieszcza sie okladziny metalowe 4* (z cynfolji) w postaci zamknietych cylin¬ drów odpowiedniej srednicy. Podczas na¬ wijania arkusz materjalu izolacyjnego mo¬ ze byc przeciety wzdluz linij przerywa¬ nych, zaznaczonych na rysunku, tak iz caly zwój dzieli sie na pewna liczbe oddziel¬ nych stozków. Nastepnie poszczególne stoz¬ ki zdejmuje sie z formy 2', wklada sie do kazdego z nich rurke mosiezna tej samej srednicy, co i forma 2', i nasuwa sie te rurke na koniec plaszcza kabla tak, ze otrzymuje sie uklad wedlug fig. 4. Czesc zakreskowa- na na fig. 5 nie zawiera warstw metalo¬ wych.W innej postaci wynalazku warstwy metalowe sa utworzone zapomoca arkuszy materjalu izolacyjnego, odpowiednio meta¬ lizowanych podluznie w wielu miejscach, jak przedstawiono w przekroju na fig. 6.Pasmo takiego arkusza nawija sie na rur¬ ke mosiezna 2' w postaci stozka wedlug Metalowe rurki 2' powinny miec taka wewnetrzna srednice, aby je mozna bylo latwo nasunac na papier metalizowany, o- taczajacy dielektryk kabla, lub na plaszcz — 3 —olowiany kabla, w celu otrzymania elek¬ trycznego polaczenia z tym plaszczem. W pewnych przypadkach, gdy stozek jest osa¬ dzony na koncu kabla, poddawanego pró¬ bom, to moze on byc odizolowany od pla¬ szcza kabla i wówczas moze byc wlaczony w obwód mostku Scheringa jako pierscien ochronny, dzieki czemu straty, zachodzace w dielektryku, nie sa zawarte w pomiarach mostku.Rurka metalowa, na której jest osadzo¬ ny stozek, moze byc wykonana najlepiej ze zwinietego srubowo miedzianego drutu o scisle przylegajacych zwojach przez nawi¬ niecie go na rdzeniu odpowiednich wymia¬ rów, przyczem drut lutuje sie tak, iz otrzy¬ muje sie gietka rurke. W ten sposób unika sie koniecznosci posiadania na skladzie za¬ pasu rurek metalowych o róznych sredni¬ cach, któreby pasowaly do plaszczy kablo¬ wych wszelkich wymiarów, spotykanych w praktyce.Arkusz wzglednie pasmo izolacyjne mo¬ ze byc wykonane z papieru zwyklego, z papieru estryfikowanego, z acetylocelulo¬ zy lub z innych materjalów izolacyjnych o malej hygroskopijnosci i o stosunkowo du¬ zej elektrycznej zdolnosci izolacyjnej. Ma- terjaly wlókniste, jak np. papier zwykly lub papier estryfikowany, winny byc przed uzyciem nasycone, aby zapobiec nasiaka¬ niu wilgocia i zwiekszyc elektryczna zdol¬ nosc izolacyjna, przyczem jako substancyj nasycajacych mozna uzyc olejów weglo¬ wodorowych lub wosku.Ogólne równanie, okreslajace pojem¬ nosc warstw kondensatorowych, ma postac nastepujaca: C. = y(n-j) a + C, gdzie Cx jest pojemnoscia pierwszej war¬ stwy zewnetrznej wzgledem drugiej, a C0 oznacza pojemnosc poszczególnej war¬ stwy wzgledem zyly. Wobec tego Cn jest pojemnoscia n-tej warstwy (liczac od po¬ wierzchni zewnetrznej) wzgledem warstwy (n + l).Gdy warstwy maja zasadniczo te sama grubosc i jezeli V oznacza róznice poten¬ cjalów miedzy zyla a plaszczem olowia¬ nym kabla, wówczas spadek napiecia mie¬ dzy poszczególnemi warstwami (przy ogól- V nej liczbie n warstw) wynosi —.przyczem, obierajac dostatecznie duza liczbe warstw, napiecie moze byc rozlozone równomier¬ nie.Stozek oslaniajacy moze byc uzyty do celów nastepujacych: 1) do rozkladu naprezen, wywolanych polem elektrycznem, na koncach kabla przy próbach elektrycznych, w którym to przypadku stozek oslaniajacy moze two¬ rzyc jednoczesnie pierscien ochronny, jak wyjasniono wyzej, 2) do rozkladu naprezen, wywolanych polem elektrycznem na koncach kabla, za¬ opatrzonych w porcelanowe izolatory kon¬ cowe, 3) do rozkladu naprezen, wywolanych polem elektrycznem, na koncach kabla i zlaczach.Fig. 10 przedstawia stozek, nalozony na koniec kabla na czas prób elektrycznych.Wedlug fig. 10 koniec kabla zaopatrzo¬ ny jest w stozek oslaniajacy 2, osadzony na rurce metalowej 3, podobnej do rurek wedlug fig. 5 i 7, i nasuniety na plaszcz 4" kabla. Wnetrze stozka, w którym znajduje sie koniec kabla, jest wypelnione olejem, woskiem albo tez ziarnkami lub proszkiem stalego materjalu izolacyjnego 15. W razie uzycia ziarn pozadane jest wypelnic prze¬ strzenie miedzy ziarnami olejem. Zewnetrz¬ na powierzchnia stozka moze byc nawosko- wana, aby zapobiec pochlanianiu wilgoci. O ile stozek ma sluzyc jednoczesnie jako pierscien ochronny, wówczas rurke 3 od¬ dziela sie od plaszcza olowianego 4" izo¬ lacja, jak wyjasniono wyzej. — 4 -Zakonczenie kabla wedlug fig. 11 jest bardzo podobne do zakonczenia kabla we¬ dlug fig. 10f przyczem na obu figurach uzy¬ to tych samych oznaczen. Zakonczenie ka¬ bla jest otoczone oslona porcelanowa 6, a przestrzen wewnatrz oslony porcelanowej 6 naokolo stozka oslaniajacego jest wypel¬ niona izolacja 15. Na fig. 10 i 11 mozna za¬ uwazyc, ze zyla kablowa jest elektrycznie polaczona tarcza metalowa 9 z zewnetrzna okladzina kondensatorowa.Zlacze wedlug fig. 8 podobne jest do dwóch zakonczen kabla wedlug fig. 10, po¬ laczonych razem, wobec czego na obu figu¬ rach wprowadzono jednakowe oznaczenia.Cyfra 7 oznacza materjal izolacyjny, a cyfra 8 oznacza polaczenie metalowe dwóch zyl kabla. Tarcze metalowe 9 posiadaja potencjal zyly.W zlaczu wedlug fig. 9 stozek oslania¬ jacy 2 i rurka metalowa 3 sa podobnie wy¬ konane, jak na fig. 10. Rurka 10 np. z ba¬ kelitu jest nasunieta na izolacje 11 zyly kabla, a przestrzen nazewnatrz rurki 10 jest wypelniona mieszanina oleju i ziarn stalego materjalu izolacyjnego (np. spro¬ szkowanej celulozy estryfikowanej, zmie¬ szanej np. z olejem, tak iz otrzymuje sie trwala zawiesine koloidalna). Olej, prze¬ nikajacy przez pory stozka 2, dochodzi do izolacji zewnetrznej, która moze byc w ten sposób calkowicie nasycona. Tarcza meta¬ lowa 12 sluzy do elektrycznego polacze¬ nia zyly z zewnetrzna okladzina konden¬ satorowa stozka 2. Cale zlacze zaopatrzo¬ ne jest w oslone 14, a przestrzen 13 jest wypelniona materjalem izolacyjnym. PL