Kabelarmatur Wenn bei einem Kabel der zum Beispiel aus Blei oder Kupferband bestehende, geerdete Metallmantel an einem Kabelende plötzlich aufhört, so wird die Feldstärke längs der Oberfläche stark vergrössert. Dies ist aus Fig. 1 ersichtlich, in welcher das Kabel einen Leiter 1, das Dielektrikum 2 und den Metall mantel 3 aufweist. Wie aus den eingetragenen Feldlinien hervorgeht, ist an der Oberfläche des Dielektrikums eine Feldstärke E vorhan den, -die eine tangentiale Komponente Et hat.
Infolge der Konzentration der Feldlinien am Ende des Mantels 3 und infolge der Brechung der Feldlinien beim Übergang von der Luft in das Dielektrikum verläuft die Spannung längs des Weges X auf der Oberfläche des Dielektrikums vom Ende des Metallmantels 3 bis zum freien Kabelleiter 1 über die Länge 1 nicht linear, sondern so wie es die in Fig. 2 in ausgezogenen Linien dargestellte Kurve A zeigt. Die tangentiale Feldstärke Et längs der Oberfläche
EMI0001.0011
ist an der Stelle x = 0 besonders gross.
Erreicht die tangentiale Feldstärke Et die Durchschlagsspannung der Luft, so treten CTleitentladungen auf, die den Überschlag in tangentialer Richtung einleiten.
Fig. 3 zeigt, wie dieser Übelstand bei einem Kabel behoben werden kann, bei welchem das den Leiter 1 umgebende Dielektrikum 2 aus Papier besteht.. Über dieses Dielektrikum 2 wird hier eine aus getränktem Kabelpapier bestehende Wickelkeule 4 aufgebracht, und der Metallmantel- 3 wird bei 5 trichterförmig erweitert und bildet über der Wickelkeule 4 einen Erdbelag 5. Wie aus den in dieser Figur eingetragenen Feldlinien hervorgeht, kann auf diese Weise eine Reduktion der tangentialen Spannung erreicht werden.
Der Spannungs verlauf längs der Kabeloberfläche ist, wie die Kurve B in Fig. 2 zeigt, bedeutend günstiger.
Fig. 4 zeigt eine ähnliche Lösung für ein Kabel, bei dem das Dielektrikum 2 aus Kunst stoff besteht. Es wird hierbei ein Blechtrich ter 6 auf das Kabel aufgesetzt und dessen zylindrischer Teil mit dem Metallmantel 3 bzw. dem darunter befindlichen Halbleiter belag 7 leitend verbunden. Der Raum zwischen dem Kabeldielektrikum 2 und dem Blech trichter 6 wird durch einen Kunststoff 8, z. B. ein Kunstharz, ausgefüllt. Auch bei die ser Anordnung wird die tangentiale Kompo nente der Feldstärke reduziert.
Eine andere Möglichkeit der Herabsetzung der tangentialen Beanspruchung zwischen dem Ende des Metallmantels und dem. Kabelleiter besteht darin, dass man das Kabeldielektri- kum mit einem halbleitenden Belag versieht. Der Spannungsverlauf ist dann so, wie es die Kurve C in Fig. 2 zeigt.
Mit den Anordnungen nach Fig. 3 und 4 kann wohl die tangentiale Komponente der Feldstärke, jedoch nicht deren radiale Kom ponente an der engsten Stelle der Wickel- keule 4 bzw. der aus Kunststoff bestehenden Keule 8 herabgesetzt werden. Wenn zum Bei spiel an der Stelle 9 in Fig. 3 bei der Mon tage Luft eingeschlossen worden ist, so tritt in diesem Hohlraum eine amal grössere Feld stärke als im Kabeldielektrikum auf. Unter Umständen kann die Feldstärke in diesem Hohlraum bedeutend grösser sein als an der Leiteroberfläche. Die eingeschlossene Luft ionisiert und die Isolation wird mit der Zeit zerstört. Es tritt dann an dieser Stelle ein Durchschlag .ein.
Bei der Anordnung nach Fig. 4 ist ebenfalls eine Hohlraumbildung möglich, indem sich beim Giessen der Kunst stoffkeule an deren engsten Stelle Lunker bil den kann, wie bei 10 in Fig. 4 angedeutet ist. Da ferner der Blechtrichter 6, der Kunst stoff 8 und der Kunststoff 2 verschiedene Wärme-Ausdehnungskoeffizienten haben, kön nen Wärmespannungsrisse auftreten. In die sen Hohlräumen bzw. Rissen kann wiederum Ionisation bzw. ein Durchschlag auftreten.
Dieser Nachteil soll durch die Kabelarma tur mit einer aus Dielektrikum bestehenden Keule mit äusserem geerdetem Belag gemäss der Erfindung dadurch behoben werden, dass zwischen dem Kabeldielektrikum und dem Erdbelag der Keule eine wenigstens halb leitende Lage vorhanden ist, welche vom Erd- belag des Kabels ausgeht und sich in den Be reich des Dielektrikums der Keule hinein erstreckt, damit die radiale Komponente der Feldstärke an keiner Stelle des Dielektrikums der Keule so gross werden kann, dass in einge schlossenen Hohlräumen ein Glimmen auftre ten kann.
In den Fig. 5 bis 7 der beiliegenden Zeich nung sind Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes dargestellt.
In Fig. 5 bezeichnet 11 die über das Kabel- dielektrikum 2 aufgebrachte Wickelkeule und 12 die- trichterförmige Erweiterung des Me tallmantels 3, welche den Erdbelag der Wickel keule 11 bildet. über dem Kabeldielektrikiun 2 befindet sich ein leitender oder halbleitender Belag 13, welcher mit dem. Metallmantel 3 verbunden ist und bis zur Stelle 14 reicht. Durch diesen Belag 13 wird die Feldstärke zwischen dem Kabeldielektrikum und dem Erdbelag 12 der Keule 11 an der engsten Stelle der letzteren herabgesetzt. Der Belag 13 verhindert, wie ersichtlich, dass elektrische Feldlinien in das Gebiet. der Wickelkeule ein dringen, in welchem sich die Luftblasen 15 be finden.
Die ausserhalb dieses Gebietes befind liche Luftblase 16 wird zufolge der hier vor handenen kleinen Feldstärke nicht glimmen.
Als leitender oder halbleitender Belag 13 kommen folgende Stoffe in Betracht: 1. Halbleiterpapier.
2. Glimmschutzlack oder Mischung von Cellonlack mit Siliciumkarbid.
3. Kunstharzanstrich mit aufgestäubtem und nachher ausgehärtetem Halbleiterpulver. 4. Aufgedampfter Metallbelag.
5. Durch Metallspritzverfahren aufge brachter Metallbelag.
Fig. 6 zeigt eine als Innenraum-Endver- schluss ausgebildete Kabelarmatur. Der Kunst stoffmantel 17 des Kabels ist bis zur Stelle ca zurückgeschnitten. Ferner ist das Kupfer band 18 des Kabels vom Kabelende her bis zur Stelle b und das Halbleiterpapier 19 bis zur Stelle c abgewickelt und dort fixiert. 20 ist das aus Kunststoff bestehende Dielektrikum des Kabels. Die aus Kunststoff bestehende Keule 21 wird mittels einer Kunstharzmasse 22 auf dem Kabel fixiert, welche Kunstharz masse in den Zwischenraum zwischen der Keule 21 und dem Kabeldielektrikum 20 ein gegossen und bei Zimmertemperatur ausge härtet wird.
Das Halbleiterpapier 19 ist hier bei durch den Kunstharzbelag 22 gegen Feuch tigkeit geschützt. Die Kunststoffkeule 21 weist aussen einen geerdeten Halbleiterbelag 23 auf und 24 ist ein ebenfalls geerdeter Blech trichter.
Statt der Kunstharzmasse 22 können zwi schen der Keule 21 und dem Kabeldielektri- kum auch nichttrocknende Öle angewendet werden.
Fig. 7 zeigt eine als Freiluftendverschluss ausgebildete Kabelarmatur. Hierbei ist zwi schen dem Kabeldielektrikum 25 und der aus Kunststoff bestehenden Keule 26 eine halblei tende Lage 27 vorhanden, die sich vom. Erd- belag des Kabels aus über einen Teil der. Keule 26 erstreckt. Ferner ist hier zwischen Kabeldielektrikum 25 und Keule 26 ein auf der Zeichnung nicht ersichtlicher Zwischen raum vorhanden. Dieser Zwischenraum und der Raum zwischen Dielektrikum 25 und dem Isolator 28 ist durch eine elastische aus einem Öl-Harzgemisch, z.
B. einer Mischung aus Mineralöl, Kolophonium und Polyisobutylen, bestehende Hochspannungsmasse 29 ausge füllt, durch welche bei den grossen Tempera turschwankungen, denen dieser Endversehluss ausgesetzt ist, Wärmespannungsrisse zwischen der aus Kunststoff bestehenden Keule und dem Kunststoffdielektrikum des Kabels ver mieden werden, da diese Masse 29 bei den auftretenden Temperaturen noch elastisch ist.
Die beschriebene Kabelarmatur kann nicht nur als Endverschluss, sondern auch als Ver- bindungs- oder Sperrmuffe ausgebildet sein. Ferner kann sie bei Masse- und bei ölkabel angewendet werden.