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Kabelverbindung (normale Einspeisungs- und Abschlußverbindung) für
einkernige ölgefüllte Hochspannungskabel Zusatz zum Patent: 1076 774 Gegenstand
des Hauptpatents ist eine Kabelverbindung (normale Einspeisungs- und Abschlußverbindung)
für ein- oder mehrkernige elektrische Hochspannungskabel mit einer Isolierflüssigkeit
höhen und niederen Druckes oder ein Endverschluß für ein einkerniges elektrisches
Hochspannungskabel mit einer Isolierflüssigkeit vorzugsweise niederen Druckes.
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Gemäß dem Hauptpatent ist ein besonders festes Dielektrikum vorgesehen,
das beispielsweise aus einem gegebenenfalls mit anorganischen Substanzen beladenen
Kunstharz der Gattung der Äthoxylinharze besteht, in geeigneter Weise zum Erhärten
gebracht ist und eine dielektrische Wechselspannungsfestigkeit von etwa 600 bis
700 kV/cm, eine Zugfestigkeit von etwa 800 kg,`cm2 sowie sehr niedrige dielektrische
Verluste (tg x bei 50 Hz in der Größenordnung von 0,003 bis 0,007) aufweist. In
dieses Dielektrikum sind metallische elektrische Armaturen, insbesondere eine oder
mehrere Verbindungsstücke, Kabelkern-Endarmaturen, Abschirmungen od. dgl. eingebettet,
die sich auf Erdpotential oder einem hiervon verschiedenen Potential befinden und
infolge von Adhäsionskräften in der Größenordnung von 100 bis 300 kg/cm2 vollkommen
an dem Dielektrikum anhaften, so daß einerseits zwischen den Armaturen und dem Dielektrikum
kein Hohlraum verbleibt, in welchem elektrische Beanspruchungen auftreten könnten,
und andererseits gleichzeitig ein hermetischer Abschluß zwischen diesen Armaturen
und der dielektrischen Isoliermasse gewährleistet ist.
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An Hand der F i g. 1, 2, 3 und 6 der Zeichnung des Hauptpatents sind
verschiedene Ausführungsformen von Kabelabschlußverbindungen für einkernige Kabel
verschiedenster Art beschrieben und erläutert worden, bei denen ein metallischer,
in die dielektrische feste Masse eingebetteter zentraler Block oder Körper vorgesehen
ist, der als elektrische Abschirmung und gleichzeitig als Verbindungsstück für die
Kabelleiter dient.
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Dieser zentrale Körper kann, statt ein einheitliches Ganzes zu sein,
auch aus verschiedenen Einzelteilen, unter anderem einer als Schirm dienenden Elektrode
und einem Verbindungsstück zusammengesetzt sein, die jedoch immer elektrisch miteinander
verbunden sind.
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Durch eine geeignete Durchbohrung der mittleren Wand des Verbindungsstückes,
welche die beiden Kammern voneinander trennt, in welche die entgegengesetzten Enden
der Kabelkerne eingeführt sind, oder auf eine andere geeignete Weise können die
Isolierflüssigkeiten der beiden Kabel miteinander in Verbindung gebracht werden,
so daß eine Einspeisungsverbindung für einkernige ölgefüllte Kabel erhalten werden
kann.
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Gegenstand des Zusatzpatentes ist eine weitere Ausgestaltung einer
solchen Verbindung für einkernige ölgefüllte elektrische Hochspannungskabel nach
Patent 1076 744, bei welcher die Kabelleiter, die Isolierung und die Metallteile
der Kabelkerne von der vorgefertigten aus wärmehärtendem Kunstharz bestehenden Buchse
im Abstand angeordnet sind und ein einfaches metallisches Verbindungsstück der Kabelleiter
elektrisch und öldicht mit einer Abschirmelektrode verbunden ist: Zweck der Erfindung
ist insbesondere die Schaffung einer Einspeisungs- oder Abschlußverbindung für einkernige
ölgefüllte Kabel, bei welcher die Ab-Schirmelektrode derart ausgebildet ist, daß
der Ölkanal des Verbindungsstückes sowie wenigstens ein Teil des zwischen der vorgefertigten,
aus wärmehärtendem Kunstharz bestehenden Buchse und dem metallischen Verbindungsstück
bestehenden Zwischenraums, durch welchen das Isolieröl zu- und abfließt, den hohen
elektrischen Beanspruchungen vollständig entzogen wird.
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Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß die mit abgerundeten
Endkanten versehene Abschirmelektrode in ein aus warmhärtendem Kunstharz bestehendes
festes Dielektrikum eingebettet ist und sich in axialer Richtung derart erstreckt,
daß auch der koaxial zu den Kabelkernen angeordnete,
für den Durchtritt
des Öles zu dem Kabel vorgesehene Zwischenraum abgeschirmt wird.
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Vorzugsweise wird das feste Dielektrikum, in welches die Abschirmelektrode
eingebettet ist, durch Eingießen des bis auf den flüssigen Zustand erhitzten warmhärtenden
Kunstharzes erhalten, insbesondere eines solchen der Äthoxylingruppe, welchem Härtemittel
und gegebenenfalls anorganische Füllmittel zugesetzt sind.
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Weiterhin kann auch die hermetisch dichte Verbindung zwischen dem
festen Dielektrikum und dem Gehäuse der Kabelverbindung durch eine metallische,
in das feste Dielektrikum eingebettete Elektrode abgeschirmt sein, die mit dem Gehäuse
elektrisch verbunden ist.
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Es ist eine Elektrode zur Beeinflussung des elektrischen Feldes in
elektrischen Hochspannungsapparaten bekannt. Diese Elektrode besteht aus einem toroidalen
Metallschirm, der zwischen einem Verbindungsstück und dem Gehäuse der Kabelverbindung
angeordnet ist. Der Schutz gegen elektrische Entladungen erfolgt dabei mit Hilfe
einer Bewicklung mit bandförmigem Isoliermaterial, z. B. Papier, Seide od. dgl.,
das vor oder nach dem Bewickeln des Schirmes mit einer Isolierflüssigkeit imprägniert
ist. Auf diese Weise läßt sich ein vollständiges Anhaften ohne jegliche Unterbrechung
der Kontinuität zwischen dem Schirm und der Umhüllung mit Isoliermaterial nicht
erreichen; vielmehr können kleine Hohlräume übrigbleiben, in denen die Luft unter
Einwirkung der hohen elektrischen Beanspruchung eine Ionisierung erfährt, so daß
es hier zu elektrischen Entladungen kommen kann.
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Es ist weiter bekannt, bei Einbettung von Metallteilen in ein Harz
das Harz durch Polymerisation zum Erhärten zu bringen oder kalt einzugießen und
erhärten zu lassen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
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F i g. 1 ist eine Einspeisungsverbindung für einkernige ölgefüllte
Kabel gemäß der Erfindung, und F i g. 2 ist eine daraus abgeleitete Abschlußverbindung
für einkernige ölgefüllte Kabel.
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Gemäß F i g. 1 sind die Enden der zu verbindenden Kabelkerne mit 3
bezeichnet. Zur Verbindung der beiden mit 5 bezeichneten Leiterenden ist ein metallisches
Verbindungsstück 4 vorgesehen, welches einen inneren Kanal 10 für den ölfluß
aufweist. Das Verbindungsstück 4 ist von einer metallischen oder aus leitendem Material
bestehenden Abschirmelektrode 1 umgeben, die in ein festes Dielektrikum 2 aus Äthoxylinharz
in Form einer vorgefertigten Buchse eingebettet ist. Zwischen dem Dielektrikum 2
und einer von Hand auf die Kabelenden aufgebrachten Isolierung 7 ist ein Zwischenraum
11 vorgesehen, der zum Zu- und Abfluß der Isolierflüssigkeit bzw. des Isolieröls
dient und mit dem Ölkanal 10 des Verbindungsstückes 4 in Verbindung
steht. Die Abschirmelektrode 1 erstreckt sich so weit in axialer Richtung, daß nicht
nur der Ölkanal 10 des Verbindungsstückes 4, sondern auch ein Teil des Zwischenraumes
11 den hohen elektrischen Beanspruchungen vollständig entzogen ist.
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Zwischen der Abschirmelektrode 1 und dem Verbindungsstück 4
besteht keine mechanische, sondern nur eine elektrische Verbindung, die auf beliebige
Weise hergestellt werden kann, z. B. mit Hilfe eines Gewindes 8, mittels welchem
die Abschirmelektrode 1 auf das Verbindungsstück 4 aufgeschraubt werden kann.
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Das Gehäuse 6 der Kabelverbindung kann beispielsweise aus drei Teilen
bestehen, nämlich dem zylindrischen Mittelteil und den beiden konischen Endkappen.
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Die Montage der Kabelverbindung wird in der Weise durchgeführt, daß
die Leiterenden 5 in das Verbindungsstück 4 eingeführt und durch Zusammendrücken
oder auf eine andere gegebenenfalls bekannte Weise befestigt, und die isolierenden
Umhüllungen 7 auf den Kabelenden von Hand aufgebracht werden, nachdem diese vorher
von dem gewöhnlich aus Blei oder Aluminium bestehenden Mantel befreit worden sind.
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Hiernach wird die dielektrische Buchse 2, in welche die Abschirmelektrode
1 eingebettet ist, und welche vorher auf eines der zu verbindenden Kabel aufgeschoben
worden ist, auf das Verbindungsstück 4 aufgeschraubt und mit dem zylindrischen Teil
des Gehäuses 6 abgedeckt. Danach werden die Gehäuseendkappen angebracht, indem sie
mit ihrem einen Ende an dem zylindrischen Teil des Gehäuses 6 und mit ihrem anderen
Ende an dem metallischen Kabelmantel angelötet werden.
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Aus der vorstehend beschriebenen Einspeisungsverbindung läßt sich
eine Abschlußverbindung für ein einkernig ölgefülltes Kabel ableiten, indem die
Einspeisungsverbindung mit einer Absperrvorrichtung für das Isolieröl bzw. die Isolierflüssigkeit
versehen wird.
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Eine solche Abschlußverbindung ist in F i g. 2 dargestellt. Gemäß
dieser Figur ist das Verbindungsstück 4 derart ausgebildet, daß die Isolierflüssigkeiten
der beiden zu verbindenden Kabel voneinander getrennt gehalten werden. Die Abschirmelektrode
1 ist mittels einer Keilverbindung oder einer Schraubverbindung an dem Verbindungsstück
4 befestigt. Um eine hermetische Abdichtung der Verbindung zwischen der Abschirmelektrode
1 und dem Verbindungsstück 4 zu gewährleisten, ist eine Ringdichtung
15 vorgesehen. Dadurch werden die beiden Zwischenräume 11 voneinander getrennt
gehalten.
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Die Abschirmelektrode 1 ist, wie auch gemäß F i g. 1, derart ausgebildet,
daß das Verbindungsstück 4 vollständig abgeschirmt ist.
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Das Gehäuse 6 der Kabelverbindung ist in zwei mit Flanschen 16 versehene
symmetrische Hälften geteilt. Um einen hermetisch dichten Abschluß zwischen der
dielektrischen Buchse 2 und dem Gehäuse 6 zu erhalten, sind zwischen den Flanschen
16 des Gehäuses 6 und zweckmäßigerweise an der Buchse 2 vorgesehenen Vorsprüngen
Dichtungen 14
angeordnet.
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Dieser hermetische dichte Abschluß der beiden Gehäuseteile kann gegebenenfalls
abgeschirmt werden, um das elektrische Feld in dieser Zone gleichförmig zu gestalten.
Zu diesem Zweck kann eine Abschirmung 12 vorgesehen sein, die ebenfalls in die dielektrische
Buchse 2 eingebettet und durch Verbindung mit dem Gehäuse 6 mittels eines Anschlußleiters
13 geerdet ist.
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Die Montage der Kabelabschlußverbindung gemäß F i g. 2 erfolgt in
etwa der gleichen Weise wie die Montage der Einspeisungsverbindung gemäß F i g.
1. Die Masse des Dielektrikums besteht vorzugsweise aus Gußkunstharzen nach der
Art der Äthoxylinharze. wie z. B. solchen, die im Handel unter der
Bezeichnung
»Araldit« bekannt und gegebenenfalls mit anorganischen Substanzen, wie Quarzpulver,
Kaolin od. dgl., beladen und mit einem geeigneten Zusatz von Härtemitteln versetzt
sind.
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Der Unterschied der beiden Kabelverbindungen gegenüber den Einspeisungs-
und Abschlußverbindungen gemäß dem Hauptpatent besteht unter anderem darin, daß
das Verbindungsstück 4 mit der Abschirmelektrode 1 elektrisch, jedoch nicht mechanisch
verbunden ist, und auch nicht in das feste Dielektrikum 2 eingebettet ist.
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Innerhalb des Rahmens der Erfindung sind zahlreiche Abänderungen möglich.