Opublikowano: 20.VI.1966 51293 KI. 21 c, 23/05 MKPH 02 q .4§l0Z UKD /bTblTotpkaI Wspóltwórcy wynalazku: mgr inz. Jan Imielinski, mgr inz. Jerzy Pir-| ~l sztel, Kazimierz Kusowski Wlasciciel patentu: Zaklad Energetyczny Gdansk, Gdansk (Polska) Wr**du PolentapjJ Wnetrzowa maloolejowa glowica kablowa wysokiego napiecia Przedmiotem wynalazku jest wnetrzowa maloole¬ jowa glowica kablowa wysokiego napiecia, w której izolacje zyl kablowych stanowia rury z przezro¬ czystego tworzywa izolacyjnego, napelnione mate¬ rialem izolacyjnym, a koncówki tworza zamkniecie tych rur.Znane i stosowane sa zasadniczo trzy rodzaje wnetrzowych glowic kablowych wysokiego napiecia, a mianowicie glowice zeliwne, glowice kondensa¬ torowe i glowice tzw. malogabarytowe.Powszechnie znane glowice zeliwne masowe sa coraz rzadziej stosowane, gdyz wykazuja niedosta¬ teczna szczelnosc przed wilgocia, porowatosc masy po zastygnieciu, a przy tym sa niebezpieczne w eks¬ ploatacji (eksplozja, pozary) i ulegaja czesto usz¬ kodzeniom.Glowice kondensatorowe wykazuja dobry rozklad pola, sa teoretycznie bezawaryjne, lecz w praktyce nie sa stosowane na szeroka skale. Wykonanie glowic kondensatorowych jest bardzo pracochlonne i wymaga monterów o szczególnie wysokich kwali¬ fikacjach. Wykonane glowice wykazuja niedosta¬ teczna szczelnosc. Wystepuja wycieki syciwa przy nadcisnieniu i zasysanie wilgoci przy podcisnieniu.Zawilgocenie wnetrza przy duzej wilgotnosci w cza¬ sie montazu i zawilgocenie powierzchniowe w czasie eksploatacji zmusza do suszenia przed próbami na¬ pieciowymi i jest istotna wada glowic kondensato¬ rowych. Znaczna niedogodnoscia jest duza przy¬ czepnosc powierzchni glowicy dla kurzu. 10 15 20 25 80 Powszechnie stosowane obecnie glowice maloga* barytowe maja szereg zalet. Ich gabaryty sa mniej¬ sze od poprzednich. Montaz glowic jest latwy, trwa krócej, a wiec jest tanszy. Glowice te wykazuja równiez istotne wady, do których nalezy ich mala szczelnosc. Juz przy niewielkich nadcisnieniach wy¬ cieka syciwo. Glowica chlonie do wnetrza wilgoc, która utrzymuje sie w bawelnianym obwoju wlók¬ nistym izolacji. Konieczne jest ponowne suszenie glowicy przed próbami napieciowymi po montazu i w czasie eksploatacji. Powierzchnia glowic wykazu¬ je duza przyczepnosc dla kurzu. Wystepuje pekanie powierzchni polistyrenowej. Niedogodnosc stanowia silnie trujace opary lakieru, wystepujace przy mon¬ tazu.Znane glowice sa najczestrzym, typowym miej¬ scem uszkodzen sieci kablowych.Celem wynalazku jest zaprojektowanie nowego ty¬ pu wnetrzowej glowicy kablowej wysokiego napie¬ cia, pewnego w eksploatacji, taniego i latwego w montazu.Dalszym celem wynalazku jest takie rozwiazanie glowicy, które by umozliwialo uzupelnianie ubytku syciwa w kablu pod glowica.Dotychczas nie ma recepty na zmniejszenie awa¬ ryjnosci glowic w stacjach transformatorowych i na zmniejszenie uszkodzen kabli pod tymi glowicami Nieoczekiwanie okazalo sie, ze mozna ograniczyc do minimum tj. praktycznie wyeliminowac zarówno typowe uszkodzenia wnetrzowych glowic kablowych 512933 51298 4 wysokiego napiecia jak równiez typowe uszkodze¬ nia kabli pod glowicami. Dodatkowo stalo sie mo¬ zliwe uzupelnianie sciekajacego syciwa kablowego gestrzym syciwem, niesciekajacym, uzyskujac szcze¬ gólnie korzystne efekty.Obecnosc dostatecznej ilosci syciwa tj. materialu izolacyjnego pomiedzy zylami kabla, a powloka ze¬ wnetrzna, jest warunkiem koniecznym i wystarcza¬ jacym dla uzyskania dobrej izolacji zyl.Istota wynalazku jest zapewnienie znajdowaniu sie w glowicy dostatecznej ilosci syciwa oraz pelnej szczelnosci wnetrza glowicy w stosunku do otocze¬ nie przez nalozenie na zyly rur z tworzywa sztucz¬ nego, napelnionych materialem izolacyjnym, zamy¬ kanych u góry szczelnie koncówkami i u dolu za¬ klejonych na glowiczce olowianej.Korzystnie stosuje sie przezroczyste rury, umozli¬ wiajace wglad do glowicy z zewnatrz. Ubytki mate¬ rialu izolacyjnego, najkorzystniej syciwa sa uzupel¬ niane otworem wlewowym. Poziom syciwa jest wi¬ doczny przez scianki tulei (rury) na calej dlugosci kazdego z palców glowicy. - Rury stanowia zbiornik plynnego materialu izola¬ cyjnego. Gdy jest nim syciwo, pozwala to na samo¬ czynne uzupelnianie syciwa w izolacji kabla nad glowica.Wedlug wynalazku przewidziano w koncówkach otwory wlewowe zamykane szczelnie wkretem. Bra¬ ki syciwa w glowicy sa uzupelniane przez dolewanie jego tymi otworami wlotowymi.Koncówka spelnia jednoczesnie trzy zadania, a mianowicie jest ona przewodzacym zakonczeniem zyly kabla oraz szczelnym zakonczeniem rury izola¬ cyjnej i wlewem dla plynnej izolacji. Odpowiednio sklada sie ona z czesci przechodzacej, fabrycznie szczelnie i mocno polaczonej z czescia z tworzywa.Pozwala to na laczenie metalowej zyly z metalowa czescia koncówki i rury z tworzywa z czescia kon¬ cówki z tworzywa. W ten sposób uzyskuje sie znacz¬ ne ulatwienie montazu i zapewnienie wysokiej do¬ broci obu polaczen róznego rodzaju.Dodatkowym ulepszeniem sa zaprojektowane row¬ ki uszczelniajace w bocznych powierzchniach pod¬ staw koncówek.Celowo przewidziano usuniecie izolacji papierowej z górnych odcinków zyl i kabla przed koncówkami dla umozliwienia wnikania syciwa do izolacji od stro¬ ny zyl przewodzacych. Syciwo moze splywac — w razie potrzeby — z glowicy wewnetrzna i ze¬ wnetrzna strona izolacji zyl i uzupelniac ubytki syci¬ wa w kablu.Wedlug wynalazku ekran metalowy jest zakon¬ czony lakierem pólprzewodzacym lub tasma papie¬ rowa grafitowana w celu poprawy rozkladu nateze¬ nia pola elektrycznego. Lakier pólprzewodzacy ko¬ rzystnie sklada sie z szybkoschnacego lakieru izola¬ cyjnego z zawiesina grafitu koloidalnego.Wnetrzwowa maloolejowa glowica kablowa we¬ dlug wynalazku jest bardzo szczelna, nie wykazujac nasiakliwosci ani przyczepnosci dla kurzu. Wytrzy¬ malosc dielektryczna glowic jest srednio o 50°/o wyz¬ sza niz znanych rozwiazan.Szczelnosc zapewnia rodzaj stosowanego tworzywa i konstrukcja. Do wnetrza glowicy nie ma dostepu powietrza ani wilgoci. Przemieszczanie syciwa z glo¬ wicy do kabla odbywa sie bez dostepu powietrz* z zewnatrz. Jedynie drobne ilosci gazów i powietrza wydostaja sie z kabla do glowicy i sa odprowadza¬ ne — przy uzupelnianiu syciwa. Eliminuje to zawil- 5 gacanie glowicy i kabli znajdujacych sie pod nia.Nasiakliwosc i przyczepnosc zanieczyszczen sa wyeliminowane przez zastosowanie zewnetrznego materialu izolacyjnego w postaci tworzywa sztucz¬ nego. Znane oslony zyl ze sznurka (ekranowe) i tas¬ my bawelnianej (malogabarytowe) wykazuja niepo¬ równywalnie gorsze wlasciwosci.Wytrzymalosc elektryczna — srednio o 50*/« wyz¬ sza niz w znanych rozwiazaniach — jest przede wszystkim uwarunkowana stala obecnoscia syciwa w izolacji papierowo-olejowej kabla. Przeprowadzane pomiary uplywu pradu podczas prób napieciowych oraz badania poziomu wyladowan niezupelnych apa¬ ratem Koske'go i badania dynamiczne potwier¬ dzily poprawnosc rozwiazania pod wzgledem tech¬ nicznym.W wyniku omówionych korzystnych cech koszt eksploatacji, pewnosc ruchu, bezpieczenstwo ogólne i przeciwpozarowe ksztaltuja sie znacznie lepiej niz dla znanych rozwiazan. Takze koszt wykonania glo¬ wicy wedlug wynalazku jest o polowe nizszy od kosztu wykonania najtanszej ze znanych rozwiazan tj. glowicy malogabarytowej.Konstrukcja glowicy pozwala na zastosowanie jej do wszystkich produkowanych typów kabli wysokie¬ go napiecia, a mianowicie z izolacja rdzeniowa, ekra¬ nowanych i kabli trójplaszczowych.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia widok glowicy dla kabli z izolacja rdze¬ niowa i kabli ekranowanych, fig. 2 — glowiczke olo¬ wiana z czesciowym uwidocznieniem ukladu izola¬ cyjnego kabla z izolacja rdzeniowa, fig. 3 — zakon¬ czenie zyly kablowej, fig. 4 — zakonczenie zyly kabPowej w przekroju osiowym, fig. 5 — koncówke z wkretem zamykajacym otwór wlewowy, oleju w widoku, fig. 6 — koncówke w przekroju piono¬ wym, fig. 7 — te sama koncówke w przekroju po¬ ziomym, fig. 8 — szczegól izolacji, zakonczenie ekranu na zyle kabla ekranowanego, fig. 9 — widok glowicy dla kabli trójplaszczowych, fig. 10 — szcze¬ gól zakonczenia powloki olowianej oraz ekranu na zyle kabla trójplaszczowego.Glowica dla kabla z izolacja rdzeniowa (fig. 1) sklada sie z zakonczenia wspólnej dla trzech zyl olowianej powloki 2 kabla 1 stanowiacego glowicz¬ ke 3, rozdzielonych zyl kabla w izolacyjnych powlo¬ kach 4 oraz z koncówek 5.Kabel 1 wysokiego napiecia w stalowym pancerzu 6 jest doprowadzony do glowiczki 3 w znany sposób od dolu. Pancerz 6 jest obciety i zakonczony wia¬ zaniem 7. Olowiana powloka 2 kabla 1 jest polaczo¬ na za pomoca lutowania w miejscu 8 z glowiczka 3.Pancerz 6 kabla 1 jest polaczony metalicznie z glo¬ wiczka 3 uziemiajaca miedziana linka 9. Glowiczka 3 posiada u góry trzy palce 10 i przez kazdy z nich wyprowadzona jest kablowa zyla 11 w izolacji 12 z papieru nasyconego. Izolacyjne wkladki 13 umiesz¬ czone w palcach 10 glowiczki 3 stanowia wzmoc¬ nienie izolacji 12 zyly 11. Na palce 10 glowiczki 3 posmarowane klejem naciagniete sa szczelnie rury 15 20 26 80 85 40 45 50 55 605 51293 6 4 z przezroczystego tworzywa i owiazane sznurkiem 14. Wnetrze glowiczki 3 i laczace sie z nia rury 4 sa wypelnione plynnym materialem izolacyjnym 15 najkorzystniej syciwem kablowym (fig. 2). Zakoncze¬ nia kazdej zyly 11 oraz rury z tworzywa 4 sa wyko¬ nane koncówkami 5 przylaczonymi do szyn 16. Zyla 11 obnazona na dlugosci kilkunastu centymentrów z izolacji 12 jest wprowadzona do otworu metalowej koncówki 17 i polaczona przez zaprasowanie 18.Przezroczysta rura 4 jest naciagnieta szczelnie na posmarowana klejem boczna powierzchnie podsta¬ wy 18 koncówki 5 i dodatkowo uszczelniona wiaza¬ niem 20 ze sznurka. Syciwo 15 wypelnia wnetrza rur 4, praktycznie do podstaw 19 koncówek 5 (fig. 3 i 4).Zakonczenie przewodzace zyly 11 stanowi prze¬ dluzona metalowa czesc 17 koncówki 5, polaczona szczelnie z podstawa 19. Podstawa 19 z metalu lub tworzywa jest zaopatrzona w wlewowy otwór 21 zamykany metalowym wkretem z uszczelniajaca pod¬ kladka 23 z tworzywa. Scianka boczna podstawy 19 jest zaopatrzona w dwa uszczelniajace rowki 24 (fig. 5,6 i 7).Glowica dla kabla ekranowego jest skonstruowana wedlug zasad opisanych wyzej, dochodzi w niej tyl¬ ko dodatkowy element, a mianowicie zakonczenie rodzimego ekranu 25 (fig. 8). Po odwinieciu rodzime¬ go ekranu 25 na rodzima izolacje 12 z papieru na¬ syconego jest nawinieta w kilku warstwach ze stoz¬ kowymi zakonczeniami dodatkowa izolacja 26, rów¬ niez z papieru kablowego nasyconego. Rodzimy ekran 25 z papieru metalizowanego jest nawiniety z powrotem na oznaczony odcinek dodatkowej izo¬ lacji 26 i nastepnie przedluzony mocniejszym ekra¬ nem 27 z folii olowianej. Zakonczenie ekranu 27 stanowi pólprzewodzacy ekran 28 z lakieru szybko- schnacego sporzadzonego na podlozu koloidalnym.Pomiedzy ekranowana zyla kablowa, a palcem 10 glowiczki 3 jest umieszczona usztywniajaca dystan¬ sowa wkladka 29.Syciwo 10 wypelnia cala wolna przestrzen w glo¬ wicy (fig. 8). Glowica dla trójplaszczowego kabla 30 (fig. 9) sklada sie z zakonczenia olowianych po- wolk 31 trzech zyl olowianymi tulejkami 32, stano¬ wiacych równiez zakonczenia przezroczystych izola¬ cyjnych rur 4 oraz z koncówek 5. Olowiane powloki 31 trzech zyl sa metalicznie polaczone miedziana lin¬ ka 33 z pancerzem stalowym kabla 30. Olowiane po¬ wloki 31 /kazdej zyly polaczone sa z tulejkami 32 przez lutowanie w miejscu 34 (fig. 10). Krawedz 35 olowianej powloki 31 jest odgieta. Na rodzimej izo¬ lacji 12 z papieru nasyconego jest nawinieta w kilku warstwach dodatkowa izolacja 26 z papieru kablo¬ wego nasyconego. Rodzimy ekran 25 jest nawiniety na dodatkowa izolacje 26, przedluzony ekranem 27 z folii olowianej. Ekran metalowy 27 jest za¬ konczony pólprzewodzacym ekranem 28, podobnie jak w kablach ekranowych (fig. 8). Przezroczyste rury 4 z tworzywa wciagniete sa szczelnie na posma¬ rowane klejem olowiane kielichowe tulejki 32 i owia¬ zane sznurkiem 14. Zakonczenia zyl sa wykonane jak juz opisano i pokazano na fig. 3 i 4.Wolna przestrzen po wykonaniu kazdej z zyl jest wypelniona syciwem 15 az do wysokosci koncówki 5. PL