DE364198C

DE364198C - Procedure for electrical testing of insulated lines and cables

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Publication number: DE364198C
Application number: DEM73694D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-01-15
Filing date: 1921-05-10
Publication date: 1922-11-18

Description

Verfahren zur elektrischen Prüfung isolierter Leitungen und Kabel. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung isolierter Leitungen und Kabel, deren Isolationshülle in elektrischer Beziehung bisher gewöhnlich durch Niedersenken des Kabels in Wasser mit nachfolgender Hochspannungsprüfung oder Isolationsmessung vom Leitkörper zum Wasser untersucht wurde. Diese Wasserprüfung hat verschiedene Nachteile, teils fabrikationsmäßig, teils durch Verringerung der Eigenschaften der Isolationshülle.Procedure for the electrical testing of insulated lines and cables. The invention relates to a method and a device for testing isolated Lines and cables, the insulating sheath of which has been customary in electrical terms by lowering the cable in water with a subsequent high-voltage test or Insulation measurement from the guide body to the water was investigated. This water test has various disadvantages, partly in terms of manufacturing, partly by reducing the Properties of the insulation cover.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine trockene Prüfung, durch welche diese Nachteile beseitigt werden.The present invention relates to a dry test by which these disadvantages are eliminated.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung dargestellt, in welcher Abb_ i zum Verständnis des angewandten Verfahrens dient und Abb. 2 und 3 schematisch eine Ausführungsform ddr angewandten Vorrichtung in Quer-bzw. Längsschnitt zeigen.The object of the invention is shown in the drawing, in which Fig_ i serves to understand the method used and Fig. 2 and 3 schematically an embodiment ddr applied device in transverse or. Longitudinal section demonstrate.

Bei Hochspannungskabeln, Durchführungsisolatoren u. dgl. besteht eine der gefürchtesten Durchschlagquellen in dem Vorhandensein kleiner Lufträume im Isolationsmaterial, der sogenannten schädlichen Lufträume, welche ionisiert werden und alsdann den Durchschlag einleiten können.In the case of high-voltage cables, bushing insulators and the like the most dreaded breakdown sources in the presence of small air spaces in the insulation material, the so-called harmful air spaces, which are ionized and then the breakthrough can initiate.

Das vorliegende Verfahren betrifft indessen eine Verwendung ionisierter Luft, indem das Kabeldielektrikum während der Prüfung außen von einer dünnen zylindrischen Hülle ionisierter Luft umgeben wird, welche als leitende Schicht dient und das Kabel längs der ganzen Peripherie völlig umschließt. Bei normalen Betriebsverhältnissen würde eine solche Luftschicht auf die Dauer schädlich wirken, sie wird aber hier nur zum Zwecke einer kurzen Prüfung benutzt, indem sie das Wasser sowohl in bezug auf die Leitfähigkeit wie auch in bezug darauf ersetzt, daß sie das Kabel vollkommen dicht umschließt und in alle Poren usw. des Dielektrikums eindringen kann.The present method, however, relates to the use of ionized ones Air by removing the cable dielectric during the test outside of a thin cylindrical Sheath of ionized air is surrounded, which serves as a conductive layer and the cable completely encloses along the entire periphery. Under normal operating conditions Such a layer of air would be harmful in the long run, but it becomes here used only for the purpose of a brief test, referring to both the water on the conductivity as well as in relation to the fact that it completely replaces the cable tightly encloses and can penetrate into all pores, etc. of the dielectric.

In Abb. i bezeichnet A einen zylindrischen Leiter mit Radius yi, der von einem Dielektrikum B mit Radius y2 und einer Dielektrizitätskonstante Ei umgeben ist; hierüber liegt eine Luftschicht C, welche wiederum von einem leitenden hohlen Zylinder D mit innerem Radius R umgeben ist. Wenn die Luftschicht dünn ist, und eine Spannung zwischen dem inneren und dem äußeren Leiter besteht, hat man, wie bekannt, Ec = Ei - &, wo EC die elektrisohe Feldstärke in der Luft ist, während EB die Feldstärke für einen Punkt im Dielektrikum B in unmittelbarer Nähe der äußeren Oberfläche des Dielektrikums bezeichnet. Bei den in der Praxis angewandten Kabelisolationsmaterialien hat man in der Regel Ei - 3 bis q., und da die Durchschlagsspannung derselben 5 bis zomal höher als die der Luft bei atmosphärischem Druck ist, wird man leicht erzielen, die Luftschicht C stark ionisiert oder durchgeschlagen zu erhaltE:n, ohne Überanstrengung des Dielektrikums B für eine kürzere Dauer, wenn auch die Feldstärke desselben, wie bekannt, in der Entfernung r1 größer als in der Entfernung r@ von der Achse ist (die Feldstärke ist der Entfernung von der Achse umgekehrt proportional).In Fig. I, A denotes a cylindrical conductor with radius yi, which is surrounded by a dielectric B with radius y2 and a dielectric constant Ei; Above this lies an air layer C, which in turn is surrounded by a conductive hollow cylinder D with an inner radius R. If the air layer is thin and there is a voltage between the inner and outer conductor, one has, as is known, Ec = Ei - &, where EC is the electrical field strength in the air, while EB is the field strength for a point in the dielectric B. referred to in the immediate vicinity of the outer surface of the dielectric. In the cable insulation materials used in practice, one has, as a rule, Ei - 3 to q., And since the breakdown voltage of the same is 5 to ten times higher than that of air at atmospheric pressure, it is easy to achieve the air layer C strongly ionized or broken down Obtain: n, without overexertion of the dielectric B for a shorter duration, even if the field strength of the same, as is known, is greater at the distance r1 than at the distance r @ from the axis (the field strength is inversely proportional to the distance from the axis) .

Wünscht man, daß die Ionisierung bei einer niedrigeren Spannung als die der Luft bei atmosphärischem Druck eintreten soll, braucht man bloß den Luftdruck herabzusetzen, da die nötige Spannung binnen den hier vorkommenden Grenzen dem Druck proportional ist.One desires that the ionization occurs at a voltage lower than that the air is supposed to enter at atmospheric pressure, all you need is the air pressure to reduce, since the necessary tension within the limits occurring here is the pressure is proportional.

In Abb. 2 und 3 ist, wie oben genannt, schematisch eine Ausführungsform der angewandten Vorrichtung gezeigt, deren Hauptbestandteil eine Elektrode ist, die das Kabel längs der ganzen Peripherie umschließt, so daß man zwischen der Elektrode und dem Dielektrikum eine dünne Luftschicht erhält, welche sich ionisieren läßt, und welche zweckmäßig auch durch geeignete Mittel verdünnt werden kann.In Fig. 2 and 3, as mentioned above, an embodiment is shown schematically the device used, the main component of which is an electrode, which encloses the cable along the entire periphery, so that one can get between the electrode and the dielectric receives a thin layer of air that can be ionized, and which can expediently also be diluted by suitable means.

In Abb. 2 und 3 bezeichnet a den Kabelleiter, b das Dielektrikum und c die Luftschicht von variabler, aber geringer Dicke, die dadurch erzeugt wird, daß das Kabel z. B. in eine als ein Bad c? ausgeformte Elektrode eingeführt wird, bestehend aus metallenen Kügelchen oder Zylindern oder aus leitenden Körperchen anderer Gestalt, z. B. Metallketten in hinreichender Anzahl, nach dem elektrischen Feld abgepaßt, so daß günstige Bedingungen für die Ionisierung der Luftschicht vorhanden sind. Die Ionisierung wird z. B. mittels der Prüfungsspannung P ausgeführt, die mit dem Bad d und dem Kabelleite r ra verbunden wird.In Fig. 2 and 3, a denotes the cable conductor, b the dielectric and c the air layer of variable but small thickness that is created by it, that the cable z. B. in a as a bath c? shaped electrode is inserted, consisting of metallic spheres or cylinders or of conductive corpuscles other shape, e.g. B. Metal chains in sufficient number, after the electrical Field adjusted so that favorable conditions exist for the ionization of the air layer are. The ionization is z. B. carried out by means of the test voltage P, the is connected to the bathroom d and the cable ladder r ra.

Die nötige Feldstärke in effektiven Kilovolt pro cm zum Durchschlagen einer Luftschicht, die einen leitenden Zylinder mit dem Durchmesser d cm umgibt, und zwar bei gewöhnlichem atmosphärischen Druck, ist bekanntlich bei sinusförmigem Wechselstrom von gewöhnlicher Periodenzahl an der Oberfläche des Leiters 6,5 mm oder mehr= 1,75 mm ist und mit d bis 1,4 mm bei d = 2 mm und alsdann fast geradlinig bis o,6 mm bei d = 0,4 mm abnimmt. Hat die Luftschicht eine geringere Dicke, ist' eine größere Feldstärke erforderlich.The necessary field strength in effective kilovolts per cm to penetrate a layer of air surrounding a conductive cylinder with the diameter d cm, at normal atmospheric pressure, is known to have normal periods on the surface of the conductor for sinusoidal alternating currents 6.5 mm or more = 1.75 mm and decreases with d to 1.4 mm at d = 2 mm and then almost in a straight line to 0.6 mm at d = 0.4 mm. If the air layer is less thick, a greater field strength is required.

Die für die Ionisierung nötige Spannung bei der Prüfung eines bestimmten Kabels läßt sich durch die oben angeführten Daten berechnen, läßt sich aber auch durch Versuche finden; ebenfalls kann man sich durch Versuche davon überzeugen, daß man durch das neue Verfahren eine mindestens ebenso scharfe Prüfung als durch die gewöhnliche Wasserprüfung erzielt. Z. B. wurden mit einer gewöhnlichen kautschukisolierten Installationsleitung im Wasser bei einem Mittelwert von 18 6oo Volt zehn Durchschläge und in einem Bad von gewöhnlichen Bleihageln bei einem Mittelwert von 17 000 Volt zehn Durchschläge ausgeführt; ebenfalls stellte sich bei Punktieren oder sonstiger Beschädigung der Isolation heraus; daß die beschädigten Stellen, um im Wasser einen Durchschlag zu erreichen, einer eben so hohen Spannung wie in den Bleihageln und in mehreren Fällen einer höheren Spannung im Wasser ausgesetzt werden mußten.The voltage required for ionization when testing a particular cable can be calculated from the data given above, but it can also be found through experiments; one can also convince oneself through experiments that the new method achieves a test that is at least as rigorous as that achieved by the ordinary water test. For example, ten punctures were carried out with an ordinary rubber-insulated plumbing line in water at an average value of 18,6oo volts and ten punctures in a bath of ordinary lead pails at an average value of 17,000 volts; it was also found with punctures or other damage to the insulation; that the damaged areas, in order to achieve a breakdown in the water, had to be subjected to a voltage as high as in the lead pegs and, in several cases, to a higher voltage in the water.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Procedure for electrical testing of isolated Lines and cables, characterized in that during the test as conductive Outer layer around the cable a cylindrical sleeve of ionized air is applied, which tightly adjoins the outer surface of the dielectric along the whole Surrounds periphery.

2. Apparatus for performing the method according to claim z, characterized in that as an outer electrode for ionizing the air layer a bath is applied between it and the dielectric of the cable, in which the cable is inserted, and which is made of metal balls or cylinders cder from conductive bodies of other shapes, e.g. B. metal chains, in sufficient numbers exists, adjusted according to the electric field required for ionization the bath being under ordinary atmospheric pressure or a suitable one Is exposed to air dilution, so that the test voltage applied is between Bath and cable ladder is closed to carry out the ionization and to break through the air able. and thus increases sharply with decreasing diameter d for small values of @ .. '. However, the correctness of the formula assumes that the thickness of the air layer is not below a certain critical value, which with values of d in the Height of