SE516721C2 - Gas- och oljefri kabelavslutning, metod för att tillverka en kabelavslutning samt användning av en sådan kabelavslutning - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 516 721 2 förstöra kabelavslutningen och kraftkabelns isolation, eftersom ozon kemiskt bryter ner organiska föreningar.

Det elektriska fältet kan i princip styras pà tre sätt i en kraftkabelavslutning, nämligen resistivt, geometriskt och kapacitivt. f Resistiv fältstyrning bygger pà att ett resistivt styrskikt är pàlagt kabelns isolation vid kabeländen och att en kapacitiv ström flyter i styrskiktet fràn kabelns ledare till det halvledande skiktet. Den kapacitiva strömmen ger i styr- skiktet ett resistivt spänningsfall vilket gör att det elek- triska fältet vid kabeländen fördelar sig pà ett ur hällfast- hetssynpunkt fördelaktigt sätt. Metoden används i huvudsak vid växelström, men pà grund av effektförluster i styrskiktet används den vanligen ej vid spänningar över 36 kV.

Geometriskt fältstyrning bygger pà att en isolerkropp, med ett dielektricitetstal i samma storleksordning som kabeliso- leringens dielektricitetstal, är pàförd kabelns isolation.

Isolerkroppen har ett yttre halvledande skikt som är för- bundet med kabelns halvledande skikt. som en förtjockning av kabelisolationen och genom att utforma Isolerkroppen kan ses "isolerkroppen pà rätt sätt, blir den elektriska fältstyrkan pà isolerkroppens yta sä att luftens (eller kondensator- elektriska hállfasthet inte överskrids.

(EPDM) oljans) Isolerkroppen är vanligtvis utförd i etenpropen- eller silikongummi.

För att ytterligare öka den elektriska hàllfastheten hos kabelavslutningen kan kabeländen vara omsluten med en isolerande gas, t.ex. SFV Vid kapacitiv fältstyrning är en eller flera kondensator- belägg i en kondensatorkropp koncentriskt anordnade runt kabelns eller kabelavslutningens ledare. Genom att anpassa antalet kondensatorbelägg, deras längder och deras placering i kabelavslutningen kan det elektriska fältet fàs att fördela sig sä att den elektriska fältstyrkan hàlls nere. 10 15 20 25 30 35 516 721 3 Ett i dag vanligt sätt att àstadkomma en kondensatorkropp är att runt en dorn omväxlande linda papper och metallfolie.

Pappers- och metallfoliepaketet impregneras sedan, under värme och undertryck, med olja.

Det finns dock en rad nackdelar med en kabelavslutning av ovan nämnda typ. För det första innebär förekomsten av olja att det föreligger risk för läckage, báde i tillverknings- ledet och vid användning av kabelavslutningen. För det andra innebär tillverkningsprocessen att det är svàrt att prefabri- cera kabelavslutningen dä impregneringssteget i de flesta fall kräver att kabelavslutningen byggs runt kabeln pà plats där kabelavslutningen ska användas, t.ex. i ett ställverk.

För det tredje medför en impregnering i fält att det är mycket svàrt att demontera och áter montera kabelavslutningen om sà skulle behövas.

För gasfyllda kabelavslutningar föreligger ocksà risken för läckage. Dà sänkt tryck hos gasen drastiskt minskar kabel- avslutningens elektriska hàllfastheten, màste gasfyllda kabelavslutningar förses med densitetsvakter som övervakar gastrycket.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Enligt en första aspekt är ändamålet med uppfinningen är att ástadkomma en gas- och oljefri kabelavslutning som ansluter en kraftkabel med fast isolering till en annan elektrisk komponent, t ex. en luftisolerad ledare eller en transfor- Därvid ska elektrisk kontakt erhàlls mellan kraft- kabelns ledare och den elektriska komponenten samtidigt som mator. kabelavslutningen uppvisar en god elektrisk hállfasthet.

Kabelavslutningen ska vidare vara möjlig att prefabricera samt medge ett snabbt och enkelt montage pà montageplatsen. 10 15 20 25 30 35 516 721 4 Kabelavslutningen ska ocksà vara möjligt att snabbt och enkelt demontera och äter montera.

Enligt en andra aspekt är ändamålet med uppfinningen att àstadkomma en metod för att tillverka en kabelavslutning enligt den första aspekten av uppfinningen.

Det ovan nämnda ändamàlen enligt den första aspekten av uppfinningen uppnàs med en kabelavslutningen innefattande en runt kabelavslutningens ledare anordnad kondensatorkropp, vilken innefattar omväxlande elektriskt isolerande skikt och ledande kondensatorskikt, kännetecknad av att kondensator- kroppen är impregnerad med ett härdbart harts och att kabel- avslutningen vidare innefattar en isolerkropp och en fjäder- anordning som pressar isolerkroppen mot kondensatorkroppen.

Dá kondensatorkroppen är impregnerad med ett härdbart harts blir kondensatorkroppen, dá hartset har härdat, en fast och hàrd kropp som lätt kan integreras i en prefabricerad kabelavslutning som därmed snabbt och enkelt kan monteras pà montageplatsen. Den härdade kondensatorkroppen möjliggör ocksà att kabelavslutningen snabbt och enkelt kan demonteras och àter monteras.

I och med att kondensatorkroppen är impregnerad-med harts erhàlls den elektriska hàllfasthet som krävs för en kabel- avslutning för kraftkablar utan att gas eller olja behöver användas. Dä kondensatorkroppen och kabelavslutningen är fri fràn olja undviks därmed oljans miljöpàverkan genom att risken för oljeläckage elimineras och behovet av de densi- tetsvakter som övervakar gastrycket i gasfyllda kabelavslut- ningar elimineras ocksà.

Enligt en utföringsform av uppfinningen innefattar kabel- avslutningen en isolerkropp enligt känd teknik utöver konden- satorkroppen vilket ytterligare ökar kabelavslutningens elektriska hàllfasthet. 10 15 20 25 30 35 516 721 5 Enligt ytterligare en utföringsform av uppfinningen pressar en fjäderanordning isolerkroppen mot kondensatorkroppen sà att inga luftfickor kan uppkomma mellan isolerkroppen och kondensatorkroppen.

Den föreliggande uppfinningen anknyter till teknik för högspänningsgenomföringar tidigare känd genom PCT-ansökan SE97/00677 i vilken en metod för att tillverka en harts- impregnerad genomföringskropp beskrivs. Enligt metoden lindas en väv av isolerande material, sàsom t.ex. papper, runt en dorn. En gjutform bildas sedan genom att ett flexibelt skal, t.ex. tejp, pàförs den runt dornen lindade isolerande väven.

I gjutformen tillförs härdbar harts varefter genomförings- kroppen fär härda i gjutformen. En kabelavslutning enligt uppfinningen kan med fördel innefatta en kondensatorkropp som tillverkas enligt metoden ovan med det tillägget att ledande kondensatorskikt varvas med det isolerande materialet. Stegen i en lämplig metod för att tillverka en kondensatorkropp innefattad i en kabelavslutning enligt uppfinningen är dà - att en isolerande väv och en ledande folie omväxlande lindas pà en dorn sá att isolerade skikt och ledande kondensatorskikt formas, - att en gjutform páförs runt de pà dornen lindade skikten och - att det i gjutformen tillförs härdbar harts varefter kondensatorkroppen härdas i gjutformen.

Den gjutform som pàförs de lindade skikten kan vara fast eller flexibel. Exempel pà material i en lämplig fast gjutform är metall eller hàrdplast. Lämpliga flexibla gjutformar kan ástadkommas genom att remsor av tejp eller papper lindas runt de isolerade och ledande skikten. Ett ytterligare exempel pà ett flexibelt material i en lämplig flexibel gjutform är en polymerisolant. 10 15 20 25 30 35 516 721 6 En kondensatorkropp innefattad i en kabelavslutning enligt uppfinningen kan givetvis även tillverkas enligt andra lämpliga metoder.

FIGURBESKRIVNING I Uppfinningen skall förklaras närmare genom beskrivning av tva utföringsexempel under hänvisning till bifogade figurer, där figur 1 visar en kabelavslutning enligt uppfinningen som anslutet en kraftkabel till en luftisolerad ledning, och figur 2 visar en kabelavslutning enligt uppfinningen som ansluter en kraftkabel till en transformator.

BESKRIVNING AV UTFÖRINGSEXEMPEL Figur 1 visar en delvis uppskuren vy av en kabelavslutning enligt en första utföringsform av uppfinningen. Kabelavslut~ ningen 1 ansluter en kraftkabel 2 med fast isolering till en Vluftledning 3 varvid kraftkabelns ledare 4 är i elektrisk kontakt med luftledningen 3 via en kontakt 5, ett ledningsrör 6, en anslutningsfläns 7 och en anslutningsslack 8.

Kabelavslutningen innefattar en kondensatorkropp 9 och en isolerkropp 10 vilka har till uppgift att fördela det elektriska fältet pà sa sätt att den elektriska fältstyrkan hàlls pá en sàdan nivà att kabelavslutningens l elektriska 'hàllfasthet inte överskrids. Viktigt i detta sammanhang är att inga luftfickor finns mellan ledningsröret 6 och kondensatorkroppen 9 eller mellan kondensatorkroppen 9 och isolerkroppen 10. En fjäderanordning ll pressar isolerkroppen 10 mot kondensatorkroppen 9 sà att inga luftfickor kan uppkomma mellan isolerkroppen 10 och kondensatorkroppen 9. En isolator 12, av t.ex. porslin eller nàgot polymermaterial, är anordnad runt kondensatorkroppen 9 och hindrar, tillsammans 10 15 20 25 30 35 516 721 7 med anslutningsflänsen 7 och ett lock 13, fukt fràn att tränga in i kabelavslutningen 1. Isolatorn 12 förser också kabelavslutningen med en erforderlig elektrisk krypsträcka mellan anslutningsflänsen 7, som i normal drift är spänningssatt, och locket 13, som har jordpotential.

Kondensatorkroppen 9 innefattar skikt av ett isolerande 1 material varvat med kondensatorskikt 14, vilka är anordnade koncentriskt runt ledningsröret 6. I figur l är sex konden- satorskikt 14 synliga. Nämnda skikt är impregnerade av ett härdbart harts. Det isolerande materialet är företrädesvis papper och kondensatorskikten bestàr företrädesvis av nàgon metallfolie, exempelvis aluminiumfolie. Det härdbara hartset är företrädesvis nàgon form av epoxiharts till vilken en härdare är tillsatt vid tillverkningen av kondensatorkroppen 9 sä att kondensatorkroppen 9 efter härdningen är härd och fast.

I figur l är kondensatorskikten 14 sex till antalet och de är anordnade förskjutna i förhällande till varandra. Generellt ska kondensatorskikten vara anordnade sa i kondensatorkroppen att ingen glimning uppstàr vid nàgot av de drifttillstànd som kabelavslutningen är dimensionerad för. Det material som kondensatorskikten är utförda i, kondensatorskikten placering i kondensatorkroppen, antal kondensatorskikt, deras inbördes placering och storlek samt kondensatorkroppens geometri kan därvid variera mellan kabelavslutningar konstruerade för olika spänningsnivàer.

Figur 2 visar en delvis uppskuren vy av en kabelavslutning 1 enligt en andra utföringsform av uppfinningen. Kabelavslut- ningen 1 ansluter en kraftkabel 2 med fast isolering till en transformators lindningsuttag (ej visat). Därvid är kraft- kabelns ledare 4 i elektrisk kontakt med lindningsuttaget via en kontakt 5, anslutningsslack 8. Sàsom i figur 1 innefattar kabelavslut- ett ledningsrör 6, en anslutningsfläns 7 och en ningen 1 en kondesatorkropp 9 och en isolerkropp 10. Kabel- 516 721 8 avslutningen l är fästad vid den tank 15 som omger transfor- matorn.

Liksom i figur 1 innefattar kondensatorkroppen 9 skikt av ett isolerande material varvat med elektriskt ledande kondensa- torskikt 14 koncentriskt anordnade runt ledningsröret 6, vilka nämnda skikt är impregnerade med ett härdbart harts.

Claims (5)

516 721 PATENTKRAV

1. Kabelavslutning (1) för en kraftkabel (2) isolerad med ett fast isoleringsmaterial, innefattande en kring kraftkabelns ledare (4) anordnad kondensatorkropp (9), vilken innefattar omväxlande elektriskt isolerande skikt och ledande konden- satorskikt (14), kännetecknad av att kondensatorkroppen (1) är impregnerad med ett härdbart harts och att kabel- avslutningen (1) vidare innefattar en isolerkropp (10) och en fjäderanordning (11) som pressar isolerkroppen (10) mot kondensatorkroppen (9).

2. Kabelavslutning (1) enligt krav 1, kännetecknad av att de isolerande skikten innefattar papper och att de ledande kondensatorskikten (14) innefattar aluminiumfolie.

3. Kabelavslutning (l) enligt krav l eller 2, känneteck- nad av att det härdbara hartset är ett epoxiharts.

4. Metod för att tillverka en kabelavslutning (1), käruae- tecknad av mægan - att en isolerande väv och en ledande folie omväxlande lindas pá en dorn sà att elektriskt isolerade skikt och ledande kondensatorskikt (14) formas, - att en gjutform pàförs runt de pà dornen lindade skikten, och - att det i gjutformen tillförs härdbart harts varefter 'kondensatorkroppen (9) härdas i gjutformen.

5. Användning av en kabelavslutning (l) enligt nàgot av kraven 1-4 eller en metod enligt krav 5 i ett ställverk eller högspänningsnät.