УСТРОЙСТВО ДЛЯ МЕСТА СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КАБЕЛЕЙ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ
DEVICE FOR JUNCTION OF TWO HIGH-VOLTAGE ELECTRIC CABLES

Изобретение относится к устройству для места соединения электрического кабеля высокого напряжения с бумажной изоляцией, пропитанного текучей изоляционной средой, и электрического кабеля высокого напряжения с пластмассовой изоляцией, у которого на конце электрического кабеля высокого напряжения с бумажной изоляцией предусмотрена оснащенная герметичным проходным изолятором концевая муфта, и у которого место соединения проводов двух кабелей высокого напряжения покрыто электрическим экранирующим элементом и корпусом муфты (DE 4209831 C2).
Устройство такого рода или переходная муфта необходима для того, чтобы соединять уже проложенные и еще находящиеся в эксплуатации кабели высокого напряжения, бумажная изоляция которых пропитана текучей изоляционной средой, с применяемыми в настоящее время кабелями высокого напряжения с пластмассовой изоляцией. У названных вначале кабелей высокого напряжения по известной технологии в качестве пропитывающего средства применяются масло или газ, например углерод. Эти кабели могут представлять собой газонаполненные кабели внешнего давления, газонаполненные кабели внутреннего давления, маслонаполненные кабели низкого давления или маслонаполненные кабели высокого давления. Вместо всех возможных вариантов осуществления далее будет использоваться название «бумажный кабель». Кабель с пластмассовой изоляцией далее для простоты будет называться «пластмассовый кабель».
На конце, предназначенном для соединения с другим кабелем высокого напряжения, бумажный кабель имеет изготовленный, например, из эпоксидной смолы проходной изолятор для герметичного замыкания. Проходной изолятор с окружным кольцевым зазором для пропускания пропитывающей среды охватывает конец кабеля. Как рабочая концевая муфта, он имеет достаточно большой внешний диаметр. Место соединения такого бумажного кабеля с пластмассовым кабелем требует приложения соответствующих высоких усилий, потому что внешний диаметр пластмассового кабеля существенно меньше, чем внешний диаметр проходного изолятора.
У называемого переходной муфтой известного устройства по уже упомянутому DE 4209831 C2 место соединения проводов бумажного кабеля и пластмассового кабеля обвито обмоткой из токопроводящих лент. Обмотка покрыта изоляцией муфты, которая изготовлена, например, из самосваривающихся лент на основе этиленпропиленового каучука, намотанных с натягом. Изоляция муфты имеет постоянный внешний диаметр и перекрывает соответственно на участках разной протяженности с одной стороны пластмассовый кабель или его открытые слои, а с другой стороны, проходной изолятор бумажного кабеля. Все место соединения обернуто алюминиевой фольгой, служащей для защиты от диффузии, и термоусадочными шлангами для механической защиты. Дополнительно эта переходная муфта может быть защищена корпусом из усиленного стекловолокном полимера. Общая трудоемкость изготовления этого места соединения или переходной муфты достаточно высока.
В основу изобретения положена задача упростить уже описанное устройство.
Эта задача решается в соответствии с изобретением за счет того,
- что корпус муфты выполнен в виде продолговатой цельной детали из эластичного изоляционного материала со сквозным каналом для приема двух кабелей высокого напряжения,
- что корпус муфты на двух своих осевых концах, предназначенных для приема кабелей высокого напряжения, оснащен электрическими регулировочными воронками, которые в смонтированном положении прилегают к электропроводящим слоям двух кабелей высокого напряжения, и
- что внутренние диаметры сквозного канала корпуса муфты на двух его оснащенных регулировочными воронками осевых концах для приема двух кабелей высокого напряжения, внешние диаметры которых в областях контакта с корпусом муфты отличаются по меньшей мере на 10 мм, обязательно являются различными в соответствии с этими различными внешними диаметрами.
При использовании этого цельного корпуса муфты бумажные кабели и пластмассовый кабель, которые, в частности, из-за проходного изолятора бумажного кабеля значительно отличаются в диаметрах, могут соединяться друг с другом простым способом. Корпус муфты может изготавливаться заранее в виде цельной структуры с обычными деталями, так что он может быть проверен на электрическую работоспособность на заводе-изготовителе. Внутренние диаметры двух отверстий сквозного канала, имеющихся на двух концах корпуса муфты, выбраны таким образом, что его, с одной стороны, перед соединением двух проводов можно надвинуть без риска растяжения на один из кабелей, предпочтительно на пластмассовый кабель. С другой стороны, корпус муфты на двух концах находящимися там регулировочными воронками, несмотря на сильно различающиеся внешние диаметры контактных поверхностей двух кабелей, прижимается с заданной силой к внешним токопроводящим слоям, причем по меньшей мере приблизительно с одинаковой силой у обоих кабелей. Это очень важно для работоспособности корпуса муфты, поскольку благодаря заданным размерам концов сквозного канала он может, в частности, без ущерба следовать колебаниям температуры, возникающим при эксплуатации участка кабеля. К тому же благодаря этому цельному корпусу муфты отпадает необходимость в дополнительной изоляционной жидкости с соответствующими контрольными устройствами.
Различия во внутренних диаметрах двух концов сквозного канала предпочтительно соответствуют различиям во внешних диаметрах соответствующих контактных поверхностей двух кабелей.
Пример осуществления изобретения представлен на чертежах.
Показано:
Фиг.1 - схематичное изображение принципиальной конструкции места соединения двух кабелей высокого напряжения в сечении.
Фиг.2 - сечение предлагаемого устройства согласно изобретению.
Показанные на фиг.2 провода 1 и 2 двух кабелей 3 и 4 высокого напряжения соединены друг с другом электропроводящим соединением в месте соединения V. Место соединения V оснащено соединительной муфтой M, которая как предварительно изготовленная деталь может иметь токопроводящее экранирование 5 и фасонный корпус 6 из эластичного изолирующего материала, на котором может быть нанесено токопроводящее внешнее покрытие 7. Покрытие 7 находится в электропроводящем контакте с внешними электропроводящими слоями двух кабелей 3 и 4. Соединительная муфта M посажена с натягом на заключенные внутри нее детали.
Провода 1 и 2 могут быть многожильными или цельными. Они могут иметь круглое или сегментное сечение. Они могут быть изготовлены из меди или алюминия. Каждый из проводов 1 и 2 покрыт внутренним токопроводящим слоем, называемым также выглаживанием провода. Этот внутренний токопроводящий слой не показан на чертеже.
У устройства согласно изобретению кабель высокого напряжения 3 является бумажным кабелем 3, а кабель высокого напряжения 4 - пластмассовым кабелем 4.
Конструкция бумажного кабеля 3 сама по себе известна. Он имеет внешнюю оболочку из металла. Его провод 1 открыт для соединения с проводом 2 пластмассового кабеля 4. Для соединения двух проводов 1 и 2 применяется изготовленный, предпочтительным образом, из меди соединительный элемент 8. Он изготовлен, предпочтительным образом, из того же материала, что и провода 1 и 2. Конец изоляции бумажного кабеля 3 утолщен бумажными слоями 9. Соединительный элемент 8 в области провода 1 покрыт соединительным электродом 10, который на своем отвернутом от бумажного кабеля конце герметизирован от соединительного элемента 8 уплотнением 11. Конец бумажного кабеля 3 со всех сторон покрыт проходным изолятором 12, изготовленным, например, из эпоксидной смолы, образуя концевую муфту. Соединительный электрод 10 залит в проходном изоляторе 12 водо- и газонепроницаемым материалом. На другом конце проходного изолятора 12 залита водо- и газонепроницаемым материалом металлическая втулка 13, к которой привернута соединенная с оболочкой бумажного кабеля воронка. Между проходным изолятором 12 и окружаемыми им частями бумажного кабеля 3 остается окружной зазор 14 для прохода пропитывающего средства, например изолирующего масла.
Конструкция пластмассового кабеля 4 также по существу известна. На провод 2 пластмассового кабеля 4 по общепринятой технологии в качестве выглаживания провода нанесен внутренний токопроводящий слой из электропроводящего материала, который покрыт изоляцией. Изоляция изготавливается, как правило, из сетчатого полиэтилена. На изоляции 15 пластмассового кабеля 4 нанесен внешний токопроводящий слой 16 из электропроводящего материала, который покрыт внешней оболочкой 17 из изолирующего материала. Для получения места соединения с бумажным кабелем 3 внешняя оболочка 17 и внешний проводящий слой 16 удалены на соответствующих участках различной длины.
Пример осуществления устройства согласно изобретению представлен на фиг.2. Оно состоит из цельного корпуса муфты 18 из изолирующего материала, закрывающего место соединения бумажного кабеля 3 и пластмассового кабеля 4, которые в местах контакта с корпусом муфты 18 имеют сильно различающиеся внешние диаметры. Так, внешний диаметр изоляции 15 или внешнего проводящего слоя 16 пластмассового кабеля 4 должен быть, по меньшей мере, на 10 мм меньше, чем внешний диаметр проходного изолятора 12 бумажного кабеля 3. Провода 1 и 2 двух кабелей 3 и 4 имеют в представленном примере осуществления одинаковые размеры и одинаковую конструкцию. Но они могут иметь и разные размеры с соответственно измененной или адаптированной толщиной изоляции двух кабелей 3 и 4. В области провода 2 над соединительным элементом 8 расположена изготовленная, например, из алюминия вставка 19, внешний диаметр которой соответствует внешнему диаметру проходного изолятора 12. Вокруг места соединения двух проводов 1 и 2 в целом, со всеми изображенными отдельными деталями, расположен экранирующий электрод 20. Он является составной частью корпуса муфты 18 и состоит, предпочтительным образом, из того же электропроводящего материала, что и корпус муфты.
Все место соединения оснащено корпусом 18 муфты из эластичного, предпочтительным образом, из сохраняющего эластичные свойства изолирующего материала, на двух концах которого расположено по одной регулировочной воронке 21 или 22. Корпус 18 муфты предпочтительно изготовлен, как и экранирующий электрод 20, из этиленпропиленового терполимера (ЭДПМ) или из силиконового каучука. Регулировочные воронки 21 и 22 встроены в корпус 18 муфты. Они также предпочтительно выполнены из того же материала, что и корпус 18 муфты, и являются электропроводящими. Регулировочные воронки 21 и 22 прилегают с заданным натягом к соответствующему электропроводящему слою на концах двух кабелей 3 и 4.
«Внутренности» корпуса 18 муфты соответствуют различным внешним диаметрам изоляции 15 или внешнего токопроводящего слоя 16 и проходного изолятора 12, а также вставке 19. Он имеет сквозной канал, который имеет соответственно ступенчатую форму и на двух своих осевых концах имеет внутренние диаметры, которые отличаются настолько же, как и внешние диаметры контактных поверхностей двух кабелей 3 и 4. Разница внутренних диаметров на концах сквозного канала составляет, предпочтительным образом, в соответствии с внешними диаметрами контактных поверхностей двух кабелей 3 и 4 также по меньшей мере 10 мм.
Внутренние диаметры отверстий на концах сквозного канала корпуса 18 муфты обязательно имеют такие размеры, что корпус 18 муфты или его регулировочные воронки 21 и 22 с заданным натягом прилегают к изоляции 15 или внешнему проводящему слою 16 с одной стороны и к проходному изолятору 12 с другой стороны. В состоянии покоя корпуса 18 муфты они имеют, предпочтительным образом, настолько меньший по сравнению с внешними диаметрами контактных поверхностей двух кабелей 3 и 4 размер, что они должны быть расширены, по меньшей мере, на 8%, чтобы в смонтированном положении достаточно прочно прилегать к соответствующему электрическому пограничному слою двух кабелей 3 и 4. Верхний предел необходимого расширения сквозного канала на концах корпуса 18 муфты составляет примерно 33%.
При монтаже устройства согласно изобретению поступают, например, следующим образом.
После подготовки концов двух предназначенных для соединения кабелей 3 и 4 в соответствии с вышеприведенным описанием монтируется корпус 18 муфты. После соответствующего расширения его сквозного канала он может быть, предпочтительным образом, надвинут на конец пластмассового кабеля 4 в исходное положение. Затем провод 2 пластмассового кабеля 4 соединяется электропроводящим соединением с соединительным элементом 8 на конце провода 1 бумажного кабеля 3. Над местом соединения двух проводов 1 и 2 на конце проходного изолятора 12 монтируется вставка 19. В заключение корпус 18 муфты передвигается в свое конечное положение, в котором экранирующий электрод 20 прилегает к вставке 19 и в котором его регулировочные воронки 21 и 22 прилегают с натягом к внешнему токопроводящему слою 16 пластмассового кабеля 4 и к проходному изолятору 12 бумажного кабеля 3.
По окончании монтажа корпуса 18 муфты на него можно нанести внешнюю оболочку. Имеющиеся в конструкции кабелей 3 и 4 электропроводящие экраны могут быть соединены с такой оболочкой сплошным соединением. Вместо этого типа оболочки корпус 18 муфты может быть также оснащен металлическим корпусом с изолирующей оболочкой.