CS243793B1

CS243793B1 - High-voltage spigot

Info

Publication number: CS243793B1
Application number: CS848353A
Authority: CS
Inventors: Vladimir Tichy; Stefan Mikus; Jan Repka; Juraj Zarnovican
Original assignee: Vladimir Tichy; Stefan Mikus; Jan Repka; Juraj Zarnovican
Priority date: 1984-11-05
Filing date: 1984-11-05
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS835384A1

Abstract

Vynález sa týká problematiky ukončovania káblov pre vysoké a velmi vysoké napátie s izoláciou zo syntetických materiáíov. Účelom vynálezu je návrh zdokonalené] konštrukcie a matriálov zloženie unifikovanej káblovej koncovky pre celý rad prierezových typov žil káblov. Podstata riešenie je v tom, že izolačně teleso káblovej koncovky sa skládá z dvoch navzájom do seba zapadajúcich častí, a to redukčněj vložky (3) a základnej koncovky (2J. Redukčná vložka je v tvare elastomernej rúrky o dížke rovnej dížke základnej koncovky zvačšenej o výšku zrezaného kúžela, ktorým je elastomerná rúrka ukončená na jednom konci. Vrcholový uhol zrezaného kužela je v rozmedzí 1° až 35° a hrubka steny v mieste ukončenia kúžela je maximálně 0,5 mm, Vnútorný priemer redukčnej vložky je odvodený od priemeru izolácie žily kábla, zatial čo vonkajší priemer je konštantný. Rozměry základnej koncovky sú konstantně pro celý rad prierezových typov žil káblov, například od 70 až 340 mm2. Redukčná vložka (3) je vyhotovená z materiálu o permitivite vyššej ako je permitivita izolačného telesa (lj základnej koncovky (2j. Vynález sa dá využiť pri stavbách a opravách káblových rozvodov elektrickej energie vysokého a velmi vysokého napatia.The invention relates to the problem of terminating cables for high and very high voltage with insulation from synthetic materials. The purpose of the invention is to propose an improved design and material composition of a unified cable termination for a wide range of cross-sectional types of cable cores. The essence of the solution is that the insulating body of the cable termination consists of two mutually fitting parts, namely the reducing insert (3) and the basic termination (2J. The reducing insert is in the form of an elastomeric tube with a length equal to the length of the basic termination increased by the height of the truncated cone, which is the elastomeric tube terminated at one end. The apex angle of the truncated cone is in the range of 1° to 35° and the wall thickness at the point of termination of the cone is a maximum of 0.5 mm. The inner diameter of the reducing insert is derived from the diameter of the cable core insulation, while the outer diameter is constant. The dimensions of the basic termination are constant for a whole range of cross-sectional types of cable cores, for example from 70 to 340 mm2. The reducing insert (3) is made of a material with a permittivity higher than the permittivity of the insulating body (lj of the basic termination (2j. The invention can be used in the construction and repair of high and very high voltage electrical power cable distribution systems.

Description

243793243793

Vynález sa týká problematiky ukončovaniakáblov pre vysoké napatie a velmi vysokénapatie s izoláciou zo syntetických materiá-lov. Očelom vynálezu je návrh zdokonalenejkonštrukcie i materiálového zloženia unifi-kované] káblovej koncovky vhodné] pře celýrad priemerov jadra žil káblov. V súčasnosti sa žily vn a vvn celoplasto-vých káblov ukončujú roznymi druhmi kon-coviek. Nejrozšírenejším sposobom je ukon-čovanie pomocou elastomérnych prefabriko-vaných koncoviek s kapacitným riadenímelektrického póla. Izolačně teleso takejtokáblove] koncovky tvoří s kapacitně riadia-cim elementom — deflektorom jeden celok.Vyhotovujú sa viacnásobným lisováním ale-bo odléváním z vhodného elastomérnehomateriálu, pričom izolačně teleso káblovejkoncovky je z elektricky nevodivého mate-riálu a deflektor z materiálu elektricky vo-divého. Takto vytvořené koncovky sú telesápoměrně hrubostenné, použitelné len premalé rozpátie prierezov izolácie žil kábla.The present invention relates to the problem of high-voltage cable terminations and very high-density, isolation synthetic materials. It is an object of the present invention to provide an improved construction and material composition of a unified cable terminal suitable for a plurality of core core diameters. At present, the veins of MV and HV of the plastic cables are terminated by different types of connectors. The most common method is to terminate with elastomeric prefabricated terminals with capacitive control of the electric pole. The insulating body of such a terminal piece forms a unit with the deflector element. The terminal pieces thus formed are telescopically thick-walled, usable only by a slight expansion of the cable core insulation cross-sections.

Nevýhodou dnes vyrábaných káblovýchkoncoviek s kapacitným riadením elektric-kého póla je značné komplikovaný tvar, atým aj technológia jeho výroby. Kompliko-vanost tvaru je sposobena tvarom deflekto-ra, ktorý musí zabezpečit plynulý přechodod polovodivej vrstvy izolácie žil kábla napole riadiaci element po nasunutí koncovkyna izoláciu žily kábla. Ďalšou nevýhodou je,že pre každý prierezový typ kábla s roznympriemerom izolácie žily je nutné vyrábaťkáblovú koncovku iných vnútorných rozme-rov a k tomu zodpovedajúcemu tvaru deflek-tora. Sériovosť výroby takýchto koncoviekje nízká. Tieto káblové koncovky, u ktorýchje izolačně teleso z jedného rovnorodého,čo do elektrickej permitivity, materiálu vy-kazujú vysoké elektrické namáhanie na roz-hraní medzi izoláciou žily kábla a koncovky.Súčasný tvar a technológia výroby neumož-ňuje vytvorenie izolačného telesa koncovkytak, aby jeho permitivita sa stupňovité měni-la a tým sa dosiahlopriaznivejšie rozloženieelektrického namáhania na rozhraní izolá-cie kábla a káblovej koncovky.The disadvantage of the cable clamps produced today with capacitive control of the electric pole is the considerable complicated shape, and thus also the technology of its production. The complexity of the shape is due to the shape of the deflector, which must ensure a smooth transition from the semiconducting layer of the core conductor insulation to the half-control element upon insertion of the terminal of the cable core insulation. A further disadvantage is that for each cross-sectional type of cable with a core insulation diameter, it is necessary to produce a ball end of other internal dimensions and the corresponding deflector shape. The serial production of such terminals is low. These cable terminals, in which the insulating body of one uniform, electrical permittivity, exhibits a high electrical stress between the cable core and the terminal. The current shape and technology of manufacture does not allow the creation of an insulating body of the terminal to make it. the permittivity varied stepwise, thereby providing a more favorable distribution of the electrical stress at the interface of the cable insulation and the cable terminal.

Uvedené nedostatky káblových koncovieks kapacitným riadením elektrického pol'aodstraňuje riešenie podlá vynálezu, ktoréhopodstata spočívá v tom, že izolačně telesokáblovej koncovky sa skládá z redukčnejvložky a násuvnej základnej koncovky. Re-dukčně vložka je přitom vytvořená ako ela-stomérna rúrka o dížke rovnej dížke základ-nej koncovky zváčšenej o výšku zrezanéhokužela, ktorým je elastomérna rúrka ukon-čená na jednom konci. Vrcholový uhol zreza-ného kužela je v rozmedzí od 1 do 35°a hrubka steny v mieste ukončenia kuželaje maximálně 0,5 mm. Vnútorný priemer re-dukčnej vložky je o 0,5 až 5 mm váčšej akopriemer izolácie žily kábla, zatial čo vonkaj-ší priemer redukčnej vložky je konštantný arovný, príp. o 1 mm váčší ako vnútorný prie-mer násuvnej koncovky. Redukčně vložka 4 je z materiálu o permitivite vyššej ako per-mitivita izolačného telesa základnej koncov-ky. Výhoda navrhovanej konštrukcie vysoko-napátovej káblovej koncovky je v tom, žepozostáva z dvoch častí, pričom základnákoncovka je využitelná pre celý rad priere-zových typov vn a vvn káblov s róznym prie-merom izolácie žil, pričom pre každý prie-mer sa volí zodpovedajúca redukčně vložkazo sady diferencovanej podlá vnútornéhopriemeru. Znamená to, že ak sa za základnákoncovku vyberie taká, ktorej vnútorný při-měř (Dkj zodpovedá najvačšiemu prierezuizolácie žily kábla 240 mm2 potom sa káblo-vá koncovka dá použiť pre tento prierezovýtyp kábla priamo a pre všetky menšie prie-rezové typy, napr. 70, 95, 120, 150 185 mm2je potřebné použiť najprv násuvnú redukčnúvložku. Redukčná vložka je v tvare rúrkyukončenej na jednom konci v tvare zreza-ného kužela. Takýto tvar je z hladiska tech-nologie jeho výroby velmi jednoduchý, naj-mě ak sa mění len vnútorný priemer redukč-nej vložky. Znamená to úsporu lisovacíchforiem pre rožne rozměrové typy káblov, na-kolko riešenie podlá vynálezu umožňujevyužiť jeden rozměrový typ káblovej koncov-ky a sadu redukčných vložiek pre všetkyrozměrové typy káblov. Ďalšou výhodou riešenia podlá vynálezuje to, že použitím redukčnej vložky z mate-riálu o vyššej permitivite ako je permitivitaizolačného telesa káblovej základnej kon-covky zníži sa elektrické namáhanie rozhra-nia medzi izoláciou kábla a izoláciou kon-covky. Experimentálně bolo overené, ževhodným odstupňováním permitivity zníži saaxiálna zložka intenzity elektrického pol'ana rozhraní medzi izoláciou kábla a koncov-ky. Poklesne pri aplikácii riešenia podfa vy-nálezu až o 50 °/o, čo priaznivo vplýva naživotnost a spofahlivosť káblových konco-viek podlá vynálezu.The aforementioned drawbacks of cable terminals with capacitive electric field control are solved by the solution according to the invention, which consists in the fact that the insulating body cable terminal consists of a reducing element and a plug-in base terminal. In this case, the reducing insert is formed as an elastomeric tube of a length equal to that of the basic terminal, which is increased by the height of the rusted tube, which is an elastomeric tube terminated at one end. The apex angle of the cone is in the range of 1 to 35 ° and the wall thickness at the cone end is 0.5 mm. The inner diameter of the reducing insert is 0.5 to 5 mm larger than the core insulation of the cable, while the outer diameter of the reducing insert is constant and equal, respectively. 1 mm higher than the inner diameter of the plug-in terminal. The reducing insert 4 is of a material with permittivity higher than that of the insulating body of the base end. The advantage of the proposed design of the high-voltage cable terminal is that it consists of two parts, the base end being usable for a number of cross-sectional types of MV and HV cables with a different core insulation diameter, with corresponding reductions for each diameter insertion of a set differentiated according to the inner diameter. That is, if the base end is selected to be one whose inner diameter (Dkj corresponds to the largest cross-section of the wire core insulation of 240 mm2, then the cable terminal can be used directly for this cross-sectional cable type and for all smaller cross-section types, e.g. It is necessary to use a plug-in adapter first, 95, 120, 150, 185, 185, 185. The reduction insert is in the form of a cone-shaped cut-off tube at one end, which is very simple in terms of manufacturing technology, especially if it is only changed Inner diameter of the reducing insert means that the molding for the cable sizes of the cable can be saved, and one solution of the invention is to utilize one dimensional type of cable end piece and a set of reducing inserts for all dimensional types of cables. inserts made of material with higher permittivity than the permittivity insulating body of cables The electrical basic stress of the interface between the cable insulation and the insulation of the end piece is reduced by the basic base cone. Experimentally, it has been proven, by permissive graduation of permittivity, to reduce the saaxial component of the electric field intensity between the insulation of the cable and the terminal. Upon application of the invention, the solution will be reduced by up to 50%, which has a beneficial effect on the lifetime and reliability of the cable terminals according to the invention.

Na přiložených obrázkoch je znázorněnýrez jednotlivých častí konštrukcie káblovejkoncovky podfa vynálezu, a to na obr. 1 jeznázorněná káblová koncovka rozložená ana obr. 2 je znázorněná po nasunutí na žilukábla. Na obr. 3 je graficky znázorněný prie-beh axiálnej -zložky intenzity elektrickéhopol'a na rozhraní medzi izoláciou kábla akoncovky.In the accompanying drawings, there is shown a sectional view of the individual parts of the cable termination structure according to the invention, which is shown in FIG. 1 with the cable end shown in FIG. Fig. 3 is a graphical representation of an axial-intensity electric component component at the interface between the cable insulation and the terminal.

Na známým sposobom upravený koniec ži-ly kábla s priemerom Dj izolácie žily (obr.laj sa nejprv nasunie redukčná vložka 3,ktorej vnútorný priemer d je o 0,5 až 5 mmmenší ako priemer D( izolácie žily danéhokábla (obr. 1). Vonkajší priemer D redukč-nej vložky 3 je pre všetky redukčně vložkykonštantný a rovný, príp. věčší o 1 mm akovnútorný priemer Dk základnej koncovky 2(obr. lc). Dižka L redukčnej vložky 3 je rov-ná dížke L základnej koncovky 2 zváčšenejo výšku V zrezaného kužela, ktorým je ukon-čen jeden koniec redukčnej vložky 3.In the known manner, the end of the cable having a diameter of Dj of the insulation of the core is lined (Fig. 1 shows firstly a reducing insert 3 whose inner diameter d is 0.5 to 5 mm smaller than the diameter D (insulation of the vein of the cage (Fig. 1). The outer diameter D of the reducing insert 3 is for each reducer insert constant and straight, or more by 1 mm diameter Dk of the base terminal 2 (FIG. 1c). The insert L of the reducer 3 is equal to the length L of the base end 2 increased in height. In a truncated cone ending one end of the reducing insert 3.

Claims

243793 5 The height of the rusted cone is then determined by the inner diameter d and the top angle and the reduction piece 3. The apex angle can be selected from 1 to 35 ° to ensure continuity of the truncated cone surface. of the reducer 3 taper the wall of the control element deflector 5 of the base terminal 2. The thickness of the wall of the traction insert 3 at the end of the finished cone is then at most 0.5 mm. At this thickness, the distribution of the electrical pole at the point of termination of the reducing insert is such that an increase in the axial component of the electrical field at this point does not exceed 10% of the value of the electrical intensity. pole in the radial direction. The reducing insert 3 is made of an insulating elastomer with permittivity equal to or greater than the permittivity of the insulating body 1 of the base end 2. In our case, the impermeability of the reducing insert 3, expressed as ετ-8, and the insulating body 2, has an eritivity of 2.3. In such a case, the axial intensity of the electric pole is reduced by 50% at the interface between the cable and terminal insulation by 50%, as shown by the graphical representation of the numerical electrical field (Fig. 3) for the 22 kV cable with cross-linking polyethylene core 70 mm2 along the above. The course 1 corresponds to the electrical loading in the cable end without the plug-in reducer, the course 2 corresponds to the electrical stress of the inner surface of the terminal with a plug-in reducer with relative permittivity er = 8. The graph shows that the axial component is the terminal pole intensity without a plug-in reducer is 0.175 kV / mm and in the case of a plug-in adapter only 0.08 kV / mm. The following example illustrates the essence of the solution. The termination of a 22 kV cable with cross-linked polyethylene core with a core cross section of 70 mm2 according to the invention is shown in FIG. 2. As the base terminal 2, a flood cable terminal is used for a 240 mm2 core core cable and the sliding adapter 3 is used. for cable with core cross section of 70 mm2. The diameter of the core insulation of the 4-core core with a cross-section of 70 mm 2 is Dj-23.6 millimeters. The inner diameter of the reducing component 3 is d = 21.25 mm and its outer diameter D is -32.3 mm. A base terminal 2, whose inner diameter Dk is equal to 32.5 mm, is inserted into the reducing insert 3, which is pushed onto the insulation 4 of the core. The lower cone portion of the reducer 3 is either lined with a semiconducting material, or is a conductive self-bonding tape which is coated with a conductive coating. In all cases, the conductive portion 6 must be formed to switch the semiconductive shield 7 of the base with the conductive deflector 5 of the base end 2. For cables of other core cross-sections, and hence other internal diameters, while the dimensions of the base end insert are not changed. The termination of the cable according to the invention was subjected to the type tests as well as to the standards of foreign standards to which the 32 kV nanopath for 3 thousand hours was attached, in addition to the cable end cable with the cable termination according to the invention. hours with simultaneous cyclic stress of 95 ° C. The solution of the invention can be used, in particular, in cable terminal manufacturers, in distribution and installation organizations for the construction and repair of electrical wiring. P R E D Μ E T

CLAIMS 1. A high-voltage cable terminal with a capacitance of an electric field, characterized in that the insulating body thereof consists of a reducing insert (3) and a plug-in base terminal (2), wherein the reducing element (3 ) is formed as an elastomeric tube of a baffle (L) equal to the length of the base end piece (2j tapered by the height (V) of the truncated cone whereby the elastomeric tube terminates at one end such that the apex angle (α) ranges from 1 to 35 ° and the wall thickness (ie, the cone end city is a maximum of 0.5 reducer (3) is 0.5 to 5 mm larger than the diameter (DJ core insulation, while the outer diameter (D) of the reducer (3j is constant and straight, eventually 1 mm higher than the inner diameter (Dk) of the plug-in base terminal (2).

2. The high voltage cable terminal of point 1, characterized in that the reducer (3) is made of a material with a permittivity higher than the permittivity of the insulating body (1) of the base terminal (2).

3 sheets of drawings