CS243793B1 - Vysokonapaťová káhlová koncovka - Google Patents

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.

Description

Vynález sa týká problematiky ukončovania káblov pre vysoké napatie a velmi vysoké napatie s izoláciou zo syntetických materiálov. Účelom vynálezu je návrh zdokonalenej konštrukcie i materiálového zloženia unifikovanej káblovej koncovky vhodnej pře celý rad priemerov jadra žil káblov.

V súčasnosti sa žily vn a vvn celoplastových káblov ukončujú roznymi druhmi koncoviek. Nejrozšírenejším sposobom je ukončovanie pomocou elastomérnych prefabrikovaných koncoviek s kapacitným riadením elektrického póla. Izolačně teleso takejto káblovej koncovky tvoří s kapacitně riadiacim elementom — deflektorom jeden celok. Vyhotovujú sa viacnásobným lisováním alebo odléváním z vhodného elastomérneho materiálu, pričom ízolačné teleso káblovej koncovky je z elektricky nevodivého materiálu a deflektor z materiálu elektricky vodivého. Takto vytvořené koncovky sú telesá poměrně hrubostenné, použitelné len pre malé rozpátie prierezov izolácie žil kábla.

Nevýhodou dnes vyrábaných káblových koncoviek s kapacitným riadením elektrického poía je značné komplikovaný tvar, a tým aj technológia jeho výroby. Komplikovanost tvaru je sposobena tvarom deflektora, ktorý musí zabezpečit plynulý přechod od polovodivej vrstvy izolácie žil kábla na pole riadiaci element po nasunutí koncovky na izoláciu žily kábla. Ďalšou nevýhodou je, že pre každý prierezový typ kábla s roznym priemerom izolácie žily je nutné vyrábať káblovú koncovku iných vnútorných rozmerov a k tomu zodpovedajúcemu tvaru deflektora. Sériovosť výroby takýchto koncoviek je nízká. Tieto káblové koncovky, u ktorých je izolačně teleso z jedného rovnorodého, čo do elektrickej permitivity, materiálu vykazujú vysoké elektrické namáhanie na rozhraní medzi izoláciou žily kábla a koncovky. Súčasný tvar a technológia výroby neumožňuje vytvorenie izolačného telesá koncovky tak, aby jeho permitivita sa stupňovité měnila a tým sa dosiahloprlaznivejšie rozloženie elektrického namáhania na rozhraní izolácie kábla a káblovej koncovky.

Uvedené nedostatky káblových koncoviek s kapacitným riadením elektrického poTa odstraňuje riešenie podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že izolačně teleso káblovej koncovky sa skládá z redukčnej vložky a násuvnej základnej koncovky. Redukčně vložka je přitom vytvořená ako elastomérna rúrka o dížke rovnej dížke základnej koncovky zváčšenej o výšku zrezaného kužela, ktorým je elastomérna rúrka ukončená na jednom konci. Vrcholový uhol zrezaného kužela je v rozmedzí od 1 do 35° a hrúbka steny v mieste ukončenia kužela je maximálně 0,5 mm. Vnútorný priemer redukčnej vložky je o 0,5 až 5 mm vačšej ako priemer izolácie žily kábla, zatial' čo vonkajší priemer redukčnej vložky je konštantný a rovný, príp. o 1 mm vSčší ako vnútorný priemer násuvnej koncovky. Redukčně vložka je z materiálu o permitivite vyššej ako permitivita izolačného telesá základnej koncovky.

Výhoda navrhovanej konštrukcie vysokonapátovej káblovej koncovky je v tom, že pozostáva z dvoch častí, pričom základná koncovka je využitelná pre celý rad prierezových typov vn a vvn káblov s různým priemerom izolácie žil, pričom pre každý priemer sa volí zodpovedajúca redukčně vložka zo sady diferencovanej podlá vnútorného priemeru. Znamená to, že ak sa za základnú koncovku vyberie taká, ktorej vnútorný přiměř (D_kj zodpovedá najvačšiemu prierezu izolácie žily kábla 240 mm² potom sa káblová koncovka dá použit pre tento prierezový typ kábla priamo a pre všetky menšie prierezové typy, napr. 70, 95, 120, 150 185 mm² je potřebné použit najprv násuvnú redukčnú vložku. Redukčně vložka je v tvare rúrky ukončenej na jednom konci v tvare zrezaného kužela. Takýto tvar je z hladiska technológie jeho výroby velmi jednoduchý, najmě ak sa mění len vnútorný priemer redukčnej vložky. Znamená to úsporu lisovacích foriem pre rožne rozměrové typy káblov, nakolko riešenie podlá vynálezu umožňuje využit jeden rozměrový typ káblovej koncovky a sadu redukčných vložiek pre všetky rozměrové typy káblov.

Ďalšou výhodou riešenia podlá vynálezu je to, že použitím redukčnej vložky z materiálu o vyššej permitivite ako je permitivita izolačného telesá káblovej základnej koncovky zníži sa elektrické namáhanie rozhrania medzi izoláciou kábla a izoláciou koncovky. Experimentálně bolo overené, že vhodným odstupňováním permitivity zníži sa axiálna zložka intenzity elektrického póla na rozhraní medzi izoláciou kábla a koncovky. Poklesne pri aplikácii riešenia podlá vynálezu až o 50 θ/o, čo priaznivo vplýva na životnost a spolahlivosť káblových koncoviek podlá vynálezu.

Na přiložených obrázkoch je znázorněný rez jednotlivých častí konštrukcie káblovej koncovky podlá vynálezu, a to na obr. 1 je znázorněná káblová koncovka rozložená a na obr. 2 je znázorněná po nasunutí na žilu kábla. Na obr. 3 je graficky znázorněný priebeh axiálnej -zložky intenzity elektrického póla na rozhraní medzi izoláciou kábla a koncovky.

Na známým sposobom upravený koniec žily kábla s priemerom Dj izolácie žily (obr. la) sa nejprv nasunie redukčná vložka 3, ktorej vnútorný priemer d je o 0,5 až 5 mm menší ako priemer D₍ izolácie žily daného kábla (obr. lj. Vonkajší priemer D redukčnej vložky 3 je pre všetky redukčně vložky konštantný a rovný, príp. váčší o 1 mm ako vnútorný priemer D_k základnej koncovky 2 (obr. lc). Dižka L redukčnej vložky 3 je rovná dížke L základnej koncovky 2 zváčšenej o výšku V zrezaného kužela, ktorým je ukončen jeden koniec redukčnej vložky 3.

Velkost výšky V zrezaného kužela je potom určená vnútorným priemerom d a vrcholovým uhlom a redukčnej vložky 3. Vrcholový uhol je možné volit v rozmedzí od 1 do 35° tak, aby sa zabezpečila návaznost povrchu zrezaného kužela redukčnej vložky 3 na sklon steny riadiaceho elementu — deflektora 5 základnej koncovky ,2. Hrúbka steny t redukčnej vložky 3 v mieste ukončenia zrezaného kužela je potom maximálně 0,5 mm. Pri tejto hrúbke je rozloženie elektrického póla v mieste ukončenia redukčnej vložky také, že zvýšenie axiálnej zložky intezity elektrického póla v tomto mieste nepřevyšuje 10 % z hodnoty intezity elektrického póla v radiálnom smere.

Redukčná vložka 3 je vyrobená z izolačného elastomerů o permitivite rovnej alebo vyššej ako je permitivita izolačného telesa 1 základnej koncovky 2. V našom případe je permitivita redukčnej vložky 3 vyjádřená hodnotou ετ —8 a izolačně teleso 2 má permitivitu er rovnú 2,3. V takomto případe sa zníži axiálna intenzita e’ektrického póla v kritických miestach na rozhraní medzi izoláciou kábla a koncovky o 50 %, ako to vyplývá z grafického znázornenia numerického riešenia elektrického pol'a (obr. 3) pre 22 kV kábel s izoláciou zo zosieteného polyetylénu o priereze jadra 70 mm² pozdíž uvedeného rozhrania. Priebeh 1 zodpovedá elektrickému namáhaniu v káblovej koncovke bez násuvnej redukčnej vložky, priebeh 2 zodpovedá elektrickému namáhaniu vnútorného povrchu koncovky s násuvnou redukčnou vložkou o relativnéj permitivite εΓ = 8. Z grafu vyplývá, že v mieste najvačšieho elektrického namáhania je axiálna zložka intezity elektriského póla koncovky bez násuvnej redukčnej vložky rovná 0,175 kV/mm a v případe koncovky s násuvnou redukčnou vložkou len 0,08 kV/mm.

Podstatu riešenia konkretizuje dalej uvedený příklad.

Ukončenie 22 kV kábla s izoláciou zo zosieteného polyetylénu, s prierezom jadra 70 mm² podía vynálezu je uvedené na obr. 2. Ako základná koncovka 2 sa použije póvodná káblová koncovka určená pre kábel s prierezom jadra 240 mm² a navýše sa použije násuvná redukčná vložka 3 pre kábel s prierezom jadra 70 mm². Priemer izolácie žily 4 kábla s jadrom o priereze 70 mm² je D,~23,6 milimetrov. Vnútorný priemer redukčnej vložky 3 je d = 21,25 mm a jej vonkajší priemer D —32,3 mm. Na redukčnú vložku 3, ktorá sa nasunie na izoláciu 4 žily sa nasunie základná koncovka 2, ktorej vnútorný priemer D_k je rovný 32,5 mm. Spodná kuželová časť redukčnej vložky 3 je bud olisovaná polovodivým materiálom, alebo je ovinutá vodivou samospojitelnou páskou, připadne natretá vodivým náterom. Vo všetkých prípadoch táto vodivá časť 6 musí byť vytvořená tak, aby přepojovala polovodivé tienenie 7 kábla s vodivým deflektorom 5 základnej koncovky 2.

Pre káble iných prierezov jadier, a teda aj iných vnútorných priemerov v, zatial čo ostatně rozměry vložky základnej koncovky 2 sa nemenia. Ukončenie kábla podía vynálezu bolo podrobené typovým skúškám aj podlá zahraničnýcb noriem, ktorým vyhovělo. Okrem toho boli kábl .vé ukončenia s káblovou koncovkou podlá vynálezu připojené na napatie 32 kV po dobu 3 tis. hodin pri súčasnom cyklickom namáhaní teplotou 95 °C. Káblové ukončenia všetkým skúškam vyhověli.

Riešenie podlá vynálezu je možné využit predovšetkým u výrobcov káblových koncoviek, v rozvodných a montážnych organizáciách pri stavbách a opravách káblových rozvodov elektrickej energie.

Claims (3)

PREDMET

1. Vysokonapáfová káblová koncovka s kapacitným naděním elektrického póla, vyznačujúca sa tým, že jej izolačně teleso sa skládá z redukčnej vložky (3) a násuvnej základnej koncovky (2), pričom redukčná vložka (3) je vytvořená ako elastomérna rúrka o dížke (L) rovnej dížke základnej koncovky (2) zvačšenej o výšku (V) zrezaného kužela, ktorým je elastomérna rúrka ukončená na jednom konci tak, že vrcholový uhol (a) je v rozmedzí od 1 do 35° a hrúbka steny (tj v meste ukončenia kužela je maximálně 0,5 ³ redukčnej vložky (3) je o 0,5 až 5 mm vačší ako priemer (Di) izolácie žily kábla, zatial čo vonkajší priemer (D) redukčnej vložky (3) je konštantný a rovný, připadne o 1 mm vačší ako vnútorný priemer (D_k) násuvnej základnej koncovky (2).

2. Vysokonapatová káblová koncovka podía bodu 1, vyznačujúca sa tým, že redukčná vložka (3) je z materiálu o permitivite vyššej ako je permitivita izolačného telesa (1) základnej koncovky (2).