SE457586B

SE457586B - CABLE JOINT FOR CABLES WHICH HAVE conductors filled with insulating oil

Info

Publication number: SE457586B
Application number: SE8203157A
Authority: SE
Inventors: H W Holdup
Original assignee: Pirelli General Plc
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1982-05-19
Publication date: 1989-01-09
Also published as: FR2506502A1; ES8304371A1; NO157557C; ES513094A0; NO821614L; FI821750A0; FR2506502B1; IT8221307A0; FI72624B; DK152867B; DE3218628A1; FI72624C; GB2110888B; IT1209460B; DK152867C; AU551676B2; NO157557B; SE8203157L; AU8388382A; BR8202866A

Description

457 586 10 15 20 25 30 35 nom skarvisolationen från varje ledares kanal till ett utryme mellan skarvisolationen och insidan av skarv- höljet för att möjliggöra direkt oljeströmning mellan den yttre tryckbehâllaren och ledarens kanal via detta utrymme i skarven. Erfarenheten har visat att denna oljekanal genom skarvisolationen ibland kan ge upphov till en svaghet i den elektriska isolationen redan när skarven är nygjord och speciellt efter en tid i använd- ning i händelse av att ledande partiklar har suspen- derats i den strömmande oljan och därefter fällts ut på isolationsytorna omkring oljekanalen. 457 586 10 15 20 25 30 35 through the splice isolation from each conductor's channel into one space between the joint insulation and the inside of the joint the housing to enable direct oil flow between the outer pressure vessel and the conductor channel via this space in the joint. Experience has shown that this oil duct through the joint insulation can sometimes give rise to a weakness in the electrical insulation already when the joint is newly made and especially after a period of use in the event that conductive particles have suspended in the flowing oil and then precipitated on the insulation surfaces around the oil channel.

Det för kabelskraven enligt uppfinningen utmärkan- de är att skarvisoleringen är utformad med åtminstone en kanal, som sträcker sig från isoleringens utsida till ett omrâde men inte direkt invid kabelledarnas hopskarvade ändar kommunicerar med någon av ledarkanalerna och är anordnad att underlätta evakuering och initial- impregnering av skarvisoleringen i detta område.It is characteristic of the cable requirements according to the invention that they are that the joint insulation is designed with at least a duct extending from the outside of the insulation to an area but not directly next to the spliced ends of the cable conductors communicates with one of the leadership channels and is arranged to facilitate evacuation and initial impregnation of the joint insulation in this area.

Under drift förekommer ingen eller endast obetydlig oljeströmning genom kanalen i skarvens isolation på grund av att oljeströmmen mellan tryckbe- hållaren och kanalen i kabelledaren såsom redan nämnts i huvudsak sker i form av radiell strömning genom ka- belledaren och isolationen och axiellt genom kabeln i det fria utrymmet under kabelarmeringen. Det är följ- aktligen minimal risk för utfällning i skarvisolationen av i den strömmande oljan suspenderade elektriskt ledan- de partiklar. Kanalen i skarvisolationen säkerställer att skarvisolationen under initialimpregnering av den- samma först evakueras grundligt, vilket även sker i omrâdet invid ledarnas hopskarvade ändar, och därefter grundligt oljeimpregneras.During operation, no or only insignificant oil flow through the channel in the joint insulation due to the fact that the oil flow between the pressure the holder and the channel in the cable conductor as already mentioned mainly takes place in the form of radial flow through the conductor and the insulation and axially through the cable in the free space under the cable reinforcement. It is actually minimal risk of precipitation in the joint insulation of electrical conductors suspended in the flowing oil the particles. The channel in the joint insulation ensures that the joint insulation during initial impregnation of the the same first is thoroughly evacuated, which also happens in the area next to the jointed joints of the conductors, and thereafter thoroughly oil impregnated.

I vart och ett av de i det följande beskrivna ut- förandena enligt uppfinningen är skarven en barriär- 10 15 20 25 30 35 457 586 3 skarv, varmed menas att skarven är så anordnad, att det bildas en barriär mellan oljesystemen i de båda hop- skarvade kablarna (kabellängderna) och betyder att under drifttillstånd oljetillförseln till varje sådant oljesystem går genom förbindelsen till det fria ut- rymmet under respektive kabels armering. Ett oljeled- ningsrör sträcker sig genom skarvhöljet och direkt in i det fria utrymmet under kabelarmeringen, vars ändar är tillslutna för att skilja det fria utrymmet under densamma från ett oljefyllt hâlrum inuti skarven. Ka- belskarvarnas kanaler sträcker sig från vartdera skarv- hâlrummet (ett för vardera kabellängden) till områden invid ledarnas hopskarvade ändar. I varje i det följande beskrivet utförande är kanalerna i ledarna tillslutna i ändarna, varför ingen förbindelse förefinnes genom kanalerna i skarvisoleringen för direkt oljeinström- ning i ledarnas kanaler. I drift tillföres ovannämnda utrymmen i skarvarna olja genom oljeströmning radiellt utåt genom kabelledaren och isoleringen från kanalen i ledaren.In each of the embodiments described below, methods according to the invention, the joint is a barrier 10 15 20 25 30 35 457 586 3 joint, by which is meant that the joint is so arranged that it a barrier is formed between the oil systems in the two spliced the cables (cable lengths) and means that under operating condition the oil supply to each such oil system goes through the connection to the free the space under the reinforcement of the respective cable. An oil line pipe extends through the joint housing and directly into it in the free space under the cable reinforcement, the ends of which are closed to separate the free space below the same from an oil-filled cavity inside the joint. Ka- the channels of the splice joints extend from each splice the cavity (one for each cable length) to areas next to the jointed ends of the conductors. In each in the following described embodiment, the channels in the conductors are closed at the ends, why no connection exists through the channels in the joint insulation for direct oil inflow in the channels of the leaders. In operation, the above is added spaces in the joints oil by oil flow radially outwards through the cable conductor and the insulation from the duct in the leader.

Uppfinningen beskrives närmare i det följande i form av utföringsexempel under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig l schematiskt i längdsektion visar en barriärskarv för förbindning av tvâ kabelläng- der i en oljefylld elektrisk kabelledning enligt upp-I finningen, varvid för enkelhetens skull endast den ena halvan av skarven visas, eftersom den andra halvan har i huvudsak samma utförande, och fig 2 visar i en liknan- de sektion ett modifierat utförande av en barriärskarv enligt uppfinningen.The invention is described in more detail in the following in in the form of working examples with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is schematically in longitudinal section shows a barrier joint for connecting two cable lengths in an oil-filled electrical cable according to up-I the finding, whereby for the sake of simplicity only one half of the joint is shown, because the other half has substantially the same embodiment, and Fig. 2 shows in a similar they section a modified design of a barrier joint according to the invention.

Det är med hänvisning till fig l underförstått att tvâ längder av en elkabel för mycket höga spänningar är hopskarvade ände vid ände medelst en barriärskarv enligt uppfinningen, ehuru endast ett ändparti av en kabellängd och en halva av skarven visas. Varje kabellângd (exem- pelvis avsedd för 400 kv) innefattar en ledare 1, som är utformad med en central kanal, en isolering 2, som 457 586 10 15 20 25 30 35 4 innefattar isolationsskikt samt inre och yttre skärmf skikt och är anbragt omkring ledaren, och en armering i form av en korrugerad aluminiummantel 3, som omsluter ledaren och dess isolering, så att ett litet spelrum återstår under manteln mellan denna och isoleringen.With reference to Fig. 1, it is understood that two lengths of a power cable for very high voltages are jointed end to end by means of a barrier joint according to the invention, although only one end portion of a cable length and half of the joint is shown. Each cable length (e.g. pelvis intended for 400 kv) comprises a conductor 1, which is formed with a central duct, an insulation 2, which 457 586 10 15 20 25 30 35 4 includes insulation layers as well as inner and outer shields layer and is placed around the conductor, and a reinforcement in the form of a corrugated aluminum jacket 3, which encloses the conductor and its insulation, so that a little leeway remains under the mantle between this and the insulation.

Isolerande olja fyller kanalen i ledaren och impregne- rar kabelisoleringen samt fyller spelrummet under man- teln.Insulating oil fills the duct in the conductor and impregnates cable insulation and fills the clearance during teln.

Manteln och de olika isolationsskikten är avskalade från kabelledarnas ändpartier på konventionellt sätt och de båda kabelledarna är elektriskt och mekaniskt förbundna medelst en skarvhylsa 4. I det visade ut- föringsexemplet är kanalen i varje ledare tillsluten i änden medelst en plugg 5. En isolator ll och skarv- muffen 4 bildar en barriär mellan oljesystemen i de båda kabellängderna. Vid den avskurna änden av varje kabelmantel 3 är kabelmanteln tillsluten medelst ett rörformigt tillslutningsorgan 6, vilket vid den ena änden är avtätat omkring själva manteln och är avtätat vid den andra änden omkring kabelisolationen. Skarven innefattar en isolering 7, som är anbragt omkring ka- beln längs ett parti, från vilket viss del av eller all kabelisolering har avlägsnats för skarvningen, och en isolering bestående av ett förformat pappersrör 8 (ett för varje kabellänga) , vilket skjuter ut i länge'- riktningen för omslutning av den icke-bortskalade ka- belisolationen över en viss längd av densamma. Vidare innefattar skarven en gjuten isolatorhylsa 9 av epoxi- plast, som omsluter skarvhylsan 4 och i vilken är in- bäddad en rörformig spänningsavlastande elektrod 10, som är elektriskt ansluten till skarvhylsan 4. Skarven innefattar dessutom för varje kabellängd en gjuten rörformig isolator ll av epoxiharts, vilken omsluter det isolerande pappersröret 8 och är införd i isolator- hylsans 9 respektive ände. Pappersisoleringen 12 omger de båda isolatorerna 9, ll och dessa element är inne- slutna i en skarvhylsa 13 av metall, som vid vardera 10 15 20 25 30 35 457 586 5 änden är försedd med en tillslutningsplatta 14, vid vilken den yttre änden av isolatorn ll är fäst. Vid skarvens vardera ände är anbragt en rörformig ändkåpa 15, som vid sin inre ände är förbunden med och avtätad i förhållande till plattan 14 och som vid sin yttre ände är förbunden med och avtätad i förhållande till kabelarmeringen 3. Ändkâpan 15 vid den visade änden av skarven består av tvâ delar, som är förbundna med en ringformig isolator l5a på ömse sidor om denna.The jacket and the various insulation layers are peeled off from the end portions of the cable conductors in a conventional manner and the two cable conductors are electrical and mechanical connected by means of a splice sleeve 4. In the embodiment shown In the lead example, the channel in each conductor is closed at the end by means of a plug 5. An insulator ll and splice- sleeve 4 forms a barrier between the oil systems in the both cable lengths. At the cut end of each cable jacket 3, the cable jacket is closed by means of one tubular closure member 6, which at one the end is sealed around the sheath itself and is sealed at the other end around the cable insulation. The cormorant comprises an insulation 7, which is arranged around the beln along a lot, from which certain part of or all cable insulation has been removed for splicing, and an insulation consisting of a preformed paper tube 8 (one for each cable length), which protrudes into the long'- the direction of enclosure of the non-stripped the insulation over a certain length of the same. Further the joint comprises a molded insulator sleeve 9 of epoxy plastic, which encloses the splice sleeve 4 and in which embedded a tubular voltage relieving electrode 10, which is electrically connected to the splice sleeve 4. The splice also includes a cast for each cable length tubular insulator ll of epoxy resin, which encloses the insulating paper tube 8 and is inserted into the insulator sleeve 9 and one end respectively. The paper insulation 12 surrounds the two insulators 9, 11 and these elements are contained closed in a splice sleeve 13 of metal, as at each 10 15 20 25 30 35 457 586 5 the end is provided with a closing plate 14, at to which the outer end of the insulator ll is attached. At each end of the joint is fitted with a tubular end cap 15, which at its inner end is connected to and sealed in relation to the plate 14 and as at its exterior end is connected to and sealed in relation to cable reinforcement 3. End cover 15 at the shown end of the joint consists of two parts, which are connected to an annular insulator l5a on either side thereof.

För initialimpregnering av skarven är det först nödvändigt att evakuera skarven. Vid skarvens vardera ände evakueras ett mellanrum mellan respektive ändkâpa och respektive pappersisolering 7, 8 genom en nippel 17 på ändkåpan. För att säkerställa grundlig evakuering av pappersisoleringen 7, 8 även i omrâdet på avstånd från skarvhålrummet (mellanrummet) 16 och nippeln 17, dvs området invid kabelledarens ände, är skarvisole- ringen försedd med en kanal 18, som sträcker sig från -respektive skarvhålrum 16 till ifrågavarande område.For initial impregnation of the joint, it is first necessary to evacuate the joint. At the joint each end, a gap between the respective end cap is evacuated and respective paper insulation 7, 8 through a nipple 17 on the end cap. To ensure thorough evacuation of the paper insulation 7, 8 even in the distance area from the joint cavity (gap) 16 and the nipple 17, ie the area near the end of the cable conductor, the ring is provided with a channel 18, which extends from respective splice cavities 16 to the area in question.

I det i fig 1 visade utförandet är kanalen 18 anordnad mellan epoxiplastisolatorn ll och isolatorröret 8 av papper och består exempelvis av ett längsgående spår, som är utformat på insidan av isolatorn ll, varvid kanalen sträcker sig från skarvhâlrummet 16 till iso- latorrörets 8 inre ände. Exempelvis fyra sådana kanaler kan vara anordnade. Efter evakueringen impregneras skarven med olja, som införes iﬁvartdera hâlrummet 16 och i isoleringarna 7, 8 genom nippeln 17. Grundlig impregnering åstadkommes genom att kanalen 18 framsläp- per olja till det omrâde av isoleringen, som är beläget vid angränsande ände av kabelledaren. Isolatorn 12 och hålrummet 21 i den centrala metallhylsan 13 evakueras och fylles därefter med olja genom en nippel eller dylik anslutning 22.In the embodiment shown in Fig. 1, the channel 18 is arranged between the epoxy plastic insulator 11 and the insulator tube 8 of paper and consists, for example, of a longitudinal groove, which is formed on the inside of the insulator ll, wherein the channel extends from the joint cavity 16 to the iso- the inner end of the lator tube 8. For example, four such channels can be arranged. After the evacuation is impregnated the joint with oil, which is inserted into each cavity 16 and in the insulations 7, 8 through the nipple 17. Thorough impregnation is accomplished by passing the channel 18 per oil to the area of the insulation, which is located at the adjacent end of the cable conductor. The insulator 12 and the cavity 21 in the central metal sleeve 13 is evacuated and then filled with oil through a nipple or such connection 22.

Kabelskarven innefattar vidare ett rör 19, som leder från en nippel eller dylik anslutning 20 på änd- kåpan 15 och genom det rörformiga tillslutningsorganet 6, 457 586 10 15 20 25 30 35 6 och från skarvhâlrummet till kanalen i ledaren 1 genom längsgående strömning i det fria utrymmet under kabel- armeringen och radiell strömning genom kabelisolatio- nen och ledaren. I drift sker oljeströmningen i kabel- skarven från kanalen i ledaren och radiellt ut genom ledaren och dess isolering i kabelsträckan mellan tillslutningsorganets 6 inre ände och skarvmuffen 4.The cable splice further comprises a tube 19, which leads from a nipple or similar connection 20 at the end the cover 15 and through the tubular closing member 6, 457 586 10 15 20 25 30 35 6 and from the splice cavity to the channel in the conductor 1 through longitudinal flow in the free space under the cable reinforcement and radial flow through cable insulation and the leader. In operation, the oil flow takes place in the cable the joint from the channel in the conductor and radially out through the conductor and its insulation in the cable section between the inner end of the closing member 6 and the splice sleeve 4.

Ingen olja eller obetydlig mängd olja strömar genom kanalerna 18, vilka icke under nâgra omständigheter med- ger direkt förbindelse till kanalerna i ledarna genom att dessa är tillslutna medelst pluggar 5.No oil or insignificant amount of oil flows through channels 18, which under no circumstances provides direct connection to the channels in the conductors through that these are closed by means of plugs 5.

Skarvhålrummet 21 i det beskrivna exemplet står i förbindelse med oljesystemet i den andra (ej visade) längden av de hopskarvade kabellängderna men icke i den visade skarven utan med skarven vid den motsatta änden av denna andra kabellängd. Varje kabellängd hos kabelledningen bör ha en anordning för oljetillförsel från en tryckbehâllare, men oljan från tryckbehållaren behöver icke nödvändigtvis överföras till skarvarna för varje kabellängd utan kan överföras till det fria utrymmet under kabelarmeringen vid vilken punkt som helst längs kabellängden, exempelvis direkt genom en för detta ändamål anordnad öppning i själva kabelarme- ringen. ' I fig 2 visas en modifierad kabe1skarv'av barriär- typ och anger likadana hänvisningsbeteckningar som i fig 1 likadana komponenter. I detta modifierade ut- förande har kanalen eller kanalerna 18 förbindelse med skarvhâlrummet 16 genom att olja kan passera radiellt utåt från en för mekanisk spänningsavlastning anordnad ringformig elektrod lla, som är anordnad vid den yttre änden av isolatorn ll, i stället för att passera ra- diellt inåt från en motsvarande spänningsavlastande elektrod lla vid kabelskarven i fig 1. Vid utförandet i fig 2 sträcker sig därför kanalen eller kanalerna 18 genom områden med relativt låg spänningsbelastning.The splice cavity 21 in the described example is in connection to the oil system in the other (not shown) the length of the spliced cable lengths but not in it showed the joint but with the joint at the opposite end of this second cable length. Each cable length at the cable duct should have an oil supply device from a pressure vessel, but the oil from the pressure vessel does not necessarily need to be transferred to the joints for each cable length but can be transferred to the outdoors the space under the cable reinforcement at any point preferably along the cable length, for example directly through a for this purpose, an opening arranged in the cable arm itself the ring. ' Fig. 2 shows a modified cable joint of the barrier. type and indicates the same reference numerals as in Fig. 1 similar components. In this modified version, the channel or channels 18 are connected to the joint cavity 16 by allowing oil to pass radially outwards from a device for mechanical stress relief annular electrode 11a, which is arranged at the outer end of the insulator ll, instead of passing the partially inwards from a corresponding voltage relief electrode 11a at the cable joint in Fig. 1. In the embodiment in Fig. 2, therefore, the channel or channels extend 18 through areas of relatively low voltage load.

Isolatorn 11 i fig 2 omfattar två delar och närmare be- 10 457 ss6} 7 stämt en rörformig del llb, som har ett koniskt vidgat yttre ändparti, och en rörformig del llc, som har ko- nisk yttre omkretsyta och är införd i den rörformiga delens llb koniskt vidgade ändparti och är försedd med ovannämnda elektrod lla, varvid kanalen eller ka- nalerna 18 sträcker sig mellan dessa tvâ delar. Kanalen eller kanalerna 18 kan exempelvis vara utformade som spår på insidan av delen llb från dess inre ände till övergången till den koniska delen llc, där spåret eller spåren fortsätter men utformat respektive utformade i den koniska delens llc yttre omkretsyta.The insulator 11 in Fig. 2 comprises two parts and more specifically 10 457 ss6} 7 tuned a tubular part llb, which has a conically widened outer end portion, and a tubular portion llc, which has co- external peripheral surface and is inserted into the tubular the llb conically widened end portion of the part and is provided with the above-mentioned electrode 11a, wherein the channel or the channels 18 extend between these two parts. The channel or the channels 18 may, for example, be designed as grooves on the inside of part llb from its inner end to the transition to the conical part llc, where the groove or the tracks continue but designed respectively designed in the outer circumferential surface of the conical portion llc.

Claims

457 586 10 15 20 25 30 PATENT REQUIREMENTS

Cable splice, comprising at least two end-to-end spliced cable lengths, each comprising a conductor (1) formed with a longitudinal channel, an insulation (2) around the conductor and a cable reinforcement (3), around the conductor and its insulation, which conductor ( 1) duct is filled with insulating oil, which also impregnates the cable insulation (2) and fills a clearance between the cable insulation and the cable reinforcement (3), at least one pressure * container for oil supply, which is arranged to communicate with said clearance in the operating condition of the cable line for at least one cable length, the arrangement being such that the oil flowing in the operating condition of the cable line between the pressure vessel and the duct in this cable length conductor (1) flows substantially radially through the cable length conductor (1) and its insulation (2) and along the cable length in said clearance, the cable joint comprising a device (4), which electrically connects the conductors (1) of the two cable lengths, insulation (8, 11, 12 ), which serves to insulate the cable conductors (1) over the splice zone and a casing (13, 14, 15), which in the area of the splice zone encloses the cable lengths and the insulation (8, 11, 12) in the splice, known as that the splice insulation (8, 11, 12) is formed with at least one channel (18) which extends from the outside of the insulation to an area near the spliced ends of the cable conductors (1) but does not communicate directly with any of the conductor channels and is arranged to facilitate evacuation and initial impregnation of the joint insulation in this area.

Cable joint according to claim 1, characterized in that a closing means (5) is arranged at the end of the duct in the joint in the conductor (1) of each cable length.

3. A cable splice according to claim 1 or 2, characterized in that the splice insulation comprises a molded tubular insulator (II) arranged around the end portion of each cable length, and that the insulating duct ( lß) has a longitudinal groove formed on the inside of the tubular insulator (ll) and at the furthest point away from the joint, the outer end of the insulator (11) is connected to a trunk space (16) inside a part (15) of the splice case.

Cable joint according to claim 1 or 2, characterized in that the joint insulation comprises a tubular insulator (11) consisting of two parts (11b, 11c), which is arranged around the end portion of each cable length and of which one part ( 11c) is conical and is inserted into the outer end of the second part (11b) located furthest from the splice point, that the insulating channel comprises a longitudinal groove formed on the inside of said second part (11b) from its nearest splice point. located, inner end to the transition to the conical part (llc), and that the groove then continues between the two parts (llb, llc) and is connected to the outer end of the tubular insulator (ll) furthest from the splice point. with a cavity (16) inside a part (15) of the splice housing.

Cable joint according to one of the preceding claims, characterized in that the oil supply pressure regulator is connected directly: into the clearance under the cable reinforcement (3) through the joint housing (13, 15) and through one on the end portion of the respective cable. - closing means (6) arranged along the reinforcement (3).

Cable joint according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the pressure vessel for oil supply is connected outside the cable joint directly to the clearance during the respective cable length reinforcement (3) through this reinforcement.