DE7618825U1

DE7618825U1 - Hochspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe mit vorwiegend kapazitiver Feldsteuerung

Info

Publication number: DE7618825U1
Application number: DE19767618825
Authority: DE
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1976-06-14
Filing date: 1976-06-14
Publication date: 1977-06-02

Description

Anmelder: Feiten & Guilleaume

Carlswerk AG ( 5 Köln 80

Schanzenstraße

Fl 4317a ^ Köln-Mülheim, den 9. Juni 1976

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Hochspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe mit vorwiegend kapazitiver Feldsteuerung

Die Erfindung betrifft ein Hochspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe, bestehend aus Kabelenden mit einer zylindrisch abgesetzten Aderisolierung, einem die Leiterenden umgebend an Verbinder und einem die gesamte Verbindungasteile einschließenden Isolierteil mit einer äußeren Feldbegrenzung.

In der Hochspannungskabeltechnik werden an den Verbindungsstellen seit längerer Zeit Verbindungsmuffen eingesetzt, in denen die Aderisolierung an den zu verbindenden Kabelenden in der Regel kegelig abgesetzt sind, um die tangentiale Komponente der elektrischen Feldstärke auf etwa den 10. Teil der Radialfeldstärke herabzusetzen. Die Herstellung der Kegelfläche geschieht bei ölisolierten Kabeln durch Abreißen der Papiere und bei kunststoffisolierten Kabeln durch Abholen bzw. Abraspeln. Dies erfordert einen erheb-

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lichen Arbeitsaufwand und stellt zudem hohe Anforderungen an die Geschicklichkeit und die Zuverlässigkeit dea mit dieser Arbeit betrauten Monteurs. IM bei PE- und VPE-Kabeln die erforderliche Dichtigkeit und damit die elektrische Festigkeit entlang der Kegelfläche zu erreichen, werden Isolierbänder unter Vorspannung auf der Kegelfläche aufgebracht. Es hat sich nun jedoch in der Praxis gezeigt, daß die von Hand angefertigten kegeligen Absetzungen nicht immer rotationssymmetrisch sind. Der Auflagedruck der Isolierbänder ist daher unterschiedlich und stellenweise sogar unzureichend. Damit ist die elektrische Festigkeit entlang der Kegelfläche nicht immer gewährleistet. Ferner bedingt die Ausbildung der Enden der Aderisolierungen zu Kegelflächen eine verhältnismäßig große Baulänge der Verbindungsmuffen.

Es ist nun eine Muffenverbindung für Starkstromkabel bekannt, die fftwnhi rH« Pei datfluerutiff verbessert ala auch eine wesentliche Verringerung der Baulänge der Muffe gestattet (DOM 73 34 655). Hierbei ist die Verbindungsstelle jeder Kabelader von einem isolierenden Wickel aus Kunststoffbändern umgeben, wobei als Feldsteuerung innerhalb des isolierenden Wickels ein unmittelbar auf die blanken Leiter, die Verbindungshülse und auf die zylindrisch abgesetzten Endabschnitte der Aderisolierung aufgebrachter Wickel aus leitfähigern Kunststoffband in einer die Aderisolierung geringfügig überragenden Dicke angeordnet ist. Durch die Anordnung dieses Wickels aus elektrisch leitfähigem Band kann das elektrische Radialfeld derart gesteuert werden, daß einmal einfache, zylindrisch abgesetzte Verbinder verwendet werden können, und andererseits bei entsprechender Überlappung der radial abgesetzten Aderisolierung mit dem leitfähigen Band an dieser Stelle ein Durchschlag vermieden wird. Im Bereich der Überlappung der Aderisolierung durch den Bandabschnitt des leitfähigen Wickels ist nämlich das Feld vom eigentlichen Leiterfeld derart überlagert, daß auch in diesem Bereich keine nennenswerte Feldkonzentration auftritt. Bei einer derartigen

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Verbindungsmuffe läßt sich die Montage jedoch nur bis zu einem gewissen Grade vereinfachen, da wesentliche Teile dieser Muffe Wickelteile sind, die von Hand gefertigt sind. Auch dürfte es unter diesen Umständen schwierig sein, den leitfähigen Wickel so auszuführen, daß die Schwierigkeiten, wie sie bei den von Hand angefertigten kegeligen Absetzungen auftreten, gänzlich vermieden werden. Diese Technik ist deshalb für Spannungen über 10 kV ungeeignet.

Se ist auoh ein elektrisches Kabel mit vorgefertigter Verbindungs-BUffe bekannt, bei welcher die Feldsteuerung durch kapazitive Einlagen im Isolierwickel erfolgt (DOM 74 34 286). Diese kapazitiven Einlagen sind im radialen Abstand von einer Feldsteuerungselektrode, die Über einer Verbindungshülse angebracht ist, unter Einhaltung bestimmter Abstände angeordnet, wobei die innerste kapazitive äxniage aie jciexnsxe ,bange auxweisx una axe jeweixs aaruDerliegende kapazitive Einlage die vorhergehende um ein gewisses Stück in der Länge übertrifft, so daß die äußerste kapazitive Einlage die größte Länge aufweist. Hiermit wird die elektrische Festigkeit der Muffe wesentlich verbessert, doch kann nicht übersehen werden, daß die Herstellung recht aufwendig ist, wozu noch der Wickelaufwand kommt, da die kapazitiven Einlagen in dem Isolierwickel eingebettet sind. Bei beiden geschilderten Verbindungsmuffen wird der Baum über dem Verbinder bis zur Höhe der Aderoberfläche isolationsteohniseh nicht genutzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Hochspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe der eingangs geschilderten Art weiterzuentwickeln, mit der sich in Bereichen verminderter elektrischer Festigkeit oder in Bereichen, in welchen die elektrische Festigkeit überwiegend von der Qualität der Montage abhängig ist, eine im wesentlichen vorher bestimmte Beanspruchung erzielen läßt.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Isolierteil aus mindestens zwei wickelfreien, ineinanderliegenden und annähernd rotationssymmetrischen Isolierkörpern mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten besteht und zwischen diesen Isolierkörpern leitfähige Schichten angeordnet sind.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch den Verbinder und die leitfähigen Schichten einerseits und durch die leitfähigen Schichten und der äußeren Feldbegrenzung andererseits annähernd zylinderförmige Kondensatoren ent^v stehen, die unter Einhaltung bestimmter Abstände zwischen Leiter, leitfähigen Schichten und äußerer Peldbegrenzung sowie geeigneter Auewahl der Dielektrizitätskonstanten für die Isolierkörper gestatten, das Potential der leitfähigen Schichten in weiten Grenzen zwischen Leiter- und Erdpotential einzustellen. Der Potentialabbau erfolgt kapazitiv vom Leiter zu den leitfähigen Schiohten.

Ale für die Lösung der Aufgabe vorteilhaft und förderliche Weiterund Auebildung sind weitere Oestaltungsmerkmale in den Unteraneprüchen 2 bis 9 angegeben.

Dadurch werden folgende Vorteile erreicht! Durch dia sylindrische _ Absetzung der Aderisolierung und der zylindrischen Gestaltung des Verbinders ergibt sich ein einfacher Aufbau des Isolierkörpers mit der größeren Dielektrizitätskonstanten. Auch bereitet die Herstellung des Isolierkörpers mit der kleineren Dielektrizitätskonstanten, der an den Enden konisch ausläuft, keine Schwierigkeiten. Das Oberlappen der Aderiaolierungen wenigstens durch eine dei' leitfähigen Schichten führt zu einer besonders kurzen Baulänge einer derartigen Muffe. Was die Widerstandsschiohten betrifft, so eignen sich hierfür besonders zylindrische oder trichterförmige Ausfünrungaforsien, um den ohaisch gesteuerten Potentialabbau der leitfähigen Schicht bis zu den Enden der Widerstandsschichten zu gewährleisten. Hier-

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bsi kann man die leitfähigen Schichten und die Widerstandsschichten galvanisch oder kapazitiv miteinander koppeln. Auch ist es zweckmäßig und dient der Vereinfachung, wenn die leitfähigen Schichten und die Widerstandsschichten aus ein und demselben Material bestehen. Die BSuffenteile sind in ihrer Gesamtheit als vorgefertigtes Teil hergestellt und können auch ineinandersteckbar sein, womit nicht nur die Montage vereinfacht wird, sondern auch die Arbeitszeit hierfür wesentlich verkürzt wird.

Die Erfindung wird anhand von Beispiel;sn in der Zeichnung dargestellt und näher beschrieben» ,

Die Fig. 1 zeigt ein Hochspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe mit kapazitiver Feldsteuerung im Schnitt. Fig. 2 zeigt ein Hochspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe mit gemischt kapazitiv-ohmscher Feldsteuerung, im Schnitt.

In Fig. 1 und sind mit 6a und 6b die Aderisolierungen der Enden von zwei Hochspannungskabeln bezeichnet, die im Bereich der Verbindungsstelle zylindrisch abgesetzt sind und deren Leiter 4a und 4b durch einen Verbinder 5 zusammengefügt sind. Der Bereich des Verbinders bis zu den abgesetzten Aderisolierungen 6a und 6b ist durch einen Isolierkörper 1 ausgefüllt. Der Isolierkörper 1 ist von leitfähigen Schichten 3 eingefaßt, deren Enden die Aderisolierungen 6a und 6b überlappen. Ein weiterer Isolierkörper 2 umschließt die leitfähigen Schichten 3 und läuft dann konsich auf den Aderisolierungen 6a und 6b aus· Eine äußere Feldbegrenzung 8 umschließt die gesamte Verbindungsstelle O

In der Fig. 2 sind zusätzlich die Enden der Aderisolierungen 6a und 6b von Widerstandsschichten 7a und 7b umgeben.

Claims

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Schutzansprüche:

1. Hoehspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe, bestehend aus Kabelenden mit einer zylindrisch abgesetzten Aderisolierung, einem die Leiterenden umgebenden Verbinder und eiinea die gesamte Verbindungsstelle einschließenden Isolierteil mit einer äußeren Feldbegrenzung, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierteil aus mindestens zwei wickelfreien, ineinanderliegenden und annähernd rotations-

O. symmetrischen Isolierkörpern (1, 2) mit unterschiedlichen Dielektrizitätskonstanten besteht und zwischen diesen Isolierkör Oern (1, 2) leitfähige Schichten (3) angeordnet sind.

2. Hochspannungs^abel mit einer Verbindungsmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (1) mit der größeren Dielektrizitätskonstanten um die leiterenden (4a, b) und den Verbinder (5) angeordnet ist, und daß der diesen Isolierkörper (1) umfassende Isolierkörper (2) mit der kleineren Dielektrizitätskonstanten mit seinen Enden die jeweiligen Aderisolierungen (6a,b) im Bndbereich konisch auslaufend umschließt.

3· Hochspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bndabschnitte wenigstens einer der leitfähigen Schichten (3) jeweils die Endbereiche der Aderisolierungen (6a, b) überdecken oder in deren unmittelbarer Nähe enden.

4. Hochspannungskabel mit einer Verbindungemuffe nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstandsschichten (7a, b) als zylindrische oder von

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der Verbindungsstelle wegweisende trichterförmige, die Endabsohnitte der Aderisolierungen (6a, b) abdeckende Schichten mit einem definierten elektrischen Wi^3rstand ausgebildet sind.

5. Hochspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Schichten (3) und die Widerstandsschichten (7a, b) miteinander leitend verbunden sind.

6. Hochspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Schichten (3) und die Widerstandsschichten (7a, b) in ihren Bndbereichen jeweils im Abstand überlappend angeordnet sind.

7» Hochspannungskabel mit· einer Verbindungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Schichten (3) und die Widerstandsschichten (7a, b) aus dem gleichen Material bestehen.

8. Hochopannungskabel mit einer Verbindungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (1, 2), die leitfähigen Schiohten (3) land die Widerstandsschichten (7a, b) als ein vorgefertigtes Teil ausgebildet sind.

9. Hoohspannungskabel mit einer Verbindungsmuffe nach ainem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierkörper (1, 2), die leitfähigen Schichten (3) und die Widerstandsschichten (7a, b) als ineinandersteckbare ■ Teile ausgebildet sind.