SE531888C2

SE531888C2 - Cable termination arrangement

Info

Publication number: SE531888C2
Application number: SE0700817A
Authority: SE
Inventors: Li Ming; Ruslan Papazyan; Aake Bohlin; Joergen Svahn
Original assignee: Abb Research Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2009-09-01
Also published as: SE0700817L; WO2008119782A8; WO2008119782A1

Description

25 30 34 888 Användandet av ett fast material istället för olja som ett mellanliggande isoleringsmedium i kabelavslutsarrangemang för högspänning och extra hög spänning utreds. Den termiska ledningsförmäga hos olja är något under den för specifika fasta eller halvfasta, alternativa ísoleringsmaterial. Eftersom emellertid olja är ett vätskefonnigt material under de driftsförhållanden som kan antas föreligga, och det alternativa materialet kan innefatta ett fast eller halvfast material, kommer oljan att ha en högre förmåga att överföra värme än det alternativa materialet, eftersom den även kommer att överföra värme genom konvektion. Följaktligen kommer den maximala temperaturen i ett kabelavslutsarrangemang isolerat med olja att vara lägre än den hos ett motsvarande avslut isolerat med nämnda alternativa material. The use of a solid material instead of oil as an intermediate insulation medium in cable termination arrangements for high voltage and extra high voltage is investigated. The thermal conductivity of oil is slightly below that of specific solid or semi-solid, alternative insulation materials. However, since oil is a liquid material under the operating conditions that may be assumed to exist, and the alternative material may comprise a solid or semi-solid material, the oil will have a higher ability to transfer heat than the alternative material, as it will also transfer heat through convection. Consequently, the maximum temperature in a cable termination arrangement insulated with oil will be lower than that of a corresponding termination insulated with said alternative material.

Upp till vissa spänningar ger inte ovan nämnda faktum några problem, eftersom kabelavslutsarrangemanget är relativt kort och värme kommer att överföras i en radial såväl som en axial riktning ut ur kabelavslutsarrangemanget. Med ökande spänning behöver emellertid kabelavslutsarrangemangets längd ökas i motsvarande grad, och som ett resultat av detta kommer värmeöverföringen igenom det alternativa fyllnadsmaterialet att vara otillfredsställande i syfte att åstadkomma en temperatur som är tillräckligt låg för att inte bryta ned den invändiga isoleringen, dvs. den fasta kabelisolering som innesluter ledaren inuti kabelavslutsarrangemanget. I detta sammanhang bör det noteras att den invändiga isoleringen huvudsakligen inbegriper ett polymert material och därför är mer känslig för värme än de övriga materialen i kabelavslutsarrangemanget.Up to certain voltages, the above-mentioned fact does not present any problems, since the cable termination arrangement is relatively short and heat will be transferred in a radial as well as an axial direction out of the cable termination arrangement. With increasing voltage, however, the length of the cable termination arrangement needs to be increased correspondingly, and as a result the heat transfer through the alternative filler material will be unsatisfactory in order to achieve a temperature low enough not to break down the internal insulation, i.e. the fixed cable insulation that encloses the conductor inside the cable termination arrangement. In this context, it should be noted that the internal insulation mainly comprises a polymeric material and is therefore more sensitive to heat than the other materials in the cable termination arrangement.

För applikationer med högre spänning är följaktligen olja det material som används som mellanliggande isoleringsmedium i för tillfället tillämpade lösningar. Emellertid skulle det av t ex miljömässiga och 10 15 20 25 30 531 SEB även framställningsmâssiga och underhållsmässiga skål vara önskvärt att tillhandahålla en lösning som möjliggör användandet av ett alternativt isoleringsmedium i kabelavslutsarrangemang även för applikationer med högre spänning än vad som är möjligt med tidigare teknik.Consequently, for higher voltage applications, oil is the material used as the intermediate insulation medium in currently applied solutions. However, from, for example, environmental and also manufacturing and maintenance dishes, it would be desirable to provide a solution that allows the use of an alternative insulation medium in cable termination arrangements even for higher voltage applications than is possible with prior art.

SYFTET MED UPPFINNINGEN Det är ett syfte med den föreliggande uppfinningen att tillhandahålla ett kabelavslutsarrangemang vars konstruktion är sådan att den gynnar användandet av ett mellanliggande isoleringsmedium som har lägre total förmåga att överföra värme från ledaren än vad olja har, i synnerhet för applikationer med hög spänning eller extra hög spänning, vid vilka, med tidigare teknik, ett sådant isoleringsmaterial skulle vara otillräckligt på grund av dess sämre förmåga att föra bort värme från kabelavslutsarrangemanget.OBJECT OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a cable termination arrangement whose construction is such as to favor the use of an intermediate insulation medium which has a lower overall capacity to transfer heat from the conductor than oil has, in particular for high voltage applications or extra high voltage, at which, with prior art, such an insulating material would be insufficient due to its inferior ability to dissipate heat from the cable termination arrangement.

I synnerhet bör den föreliggande uppfinningen tillhandahålla ett kabelavslutsarrangemang som gynnar användandet av ett fast eller halvfast mellanliggande isoleringsmaterial som är oförmöget att överföra värme genom konvektion, och som därför har en lägre värmeledningsförmåga än ett vätskeformigt isoleringsmedium såsom olja.In particular, the present invention should provide a cable termination arrangement which favors the use of a solid or semi-solid intermediate insulating material which is incapable of transferring heat by convection, and which therefore has a lower thermal conductivity than a liquid insulating medium such as oil.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med uppfinningen uppnås med hjälp av det inledningsvis definierade kabelavslutsarrangemanget, kännetecknat av att det, utmed en del av ledarens längd, är anordnat ett medel för ökande av ledarens termíska ledningsförmäga. Därmed kommer ledaren, tillsammans med nämnda medel, att ha en ökad förmåga att leda värme i en axial riktning ut ur kabelavslutsarrangemanget. 10 15 20 25 30 451.3 *i 333 Enligt ett utföringsexempel tillhandahålls ett medel för att öka ledarens elektriska ledningsförmåga utmed nämnda del av ledaren.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is achieved by means of the initially defined cable termination arrangement, characterized in that, along a part of the length of the conductor, a means is provided for increasing the thermal conductivity of the conductor. Thus, the conductor, together with said means, will have an increased ability to conduct heat in an axial direction out of the cable termination arrangement. According to an exemplary embodiment, a means is provided for increasing the electrical conductivity of the conductor along said part of the conductor.

Därmed kommer mindre värme att genereras av ledaren utmed nämnda del i samband med ledande av en given ström igenom densamma. Följaktligen behöver mindre värme överföras via det mellanliggande isoleringsmediet än vad som vore fallet i frånvaro av nämnda medel.Thus, less heat will be generated by the conductor along said part in connection with conducting a given current through it. Consequently, less heat needs to be transferred via the intermediate insulation medium than would be the case in the absence of said means.

Enligt ett utföringsexempel täcker inte den invändiga isoleringen ledaren utrned nämnda del av ledarens längd. Följaktligen är ledaren, eller nämnda medel för ökande av ledarens termiska ledningsförmåga, exponerad för det mellanliggande isoleringsmediet.According to an exemplary embodiment, the internal insulation does not cover the conductor beyond said part of the conductor's length. Accordingly, the conductor, or said means for increasing the thermal conductivity of the conductor, is exposed to the intermediate insulating medium.

Enligt ett utföringsexempel innefattar medlet för ökning av ledarens termiska ledningsfönnäga och medlet för ökning av ledarens elektriska ledníngsförmäga ett element av ett elektriskt ledande material, anordnat på sådant sätt att det ökar ledarens tvärsnitt utmed nämnda del av den senare. Om ledaren är rörforrnad, kan dess tvärsnitt antingen ökas genom en reduktion av dess innerradie och/ eller en ökning av dess ytterradie genom tillsatsen av nämnda elektriskt ledande material. Det elektriskt ledande materialet kommer att bilda en del av ledaren och därigenom bidra till den senares termíska och elektriska ledningsförmåga. Följaktligen kan medlet för förbättring av ledarens termíska ledningsförmäga och elektriska ledningsförrnäga definieras som en lokal ökning av ledarens tvärsnitt, i jämförelse med tvärsnittet hos den del av ledaren som är täckt av den invändiga isoleringen. Alternativa lösningar till nämnda tillsats av elementet av elektriskt ledande material kan inkludera lösningar vid vilka ledarens elektriska och/ eller termiska ledningsförrnäga utmed nämnda del är ökad på något annat sätt, t ex genom manipulation av ledarens material. 10 15 20 25 30 ïiíšifš 338 Företrädesvis innefattar nämnda element en metall.According to one embodiment, the means for increasing the thermal conductivity of the conductor and the means for increasing the electrical conductivity of the conductor comprise an element of an electrically conductive material, arranged in such a way that it increases the cross section of the conductor along said part of the latter. If the conductor is tubular, its cross-section can be increased either by a reduction of its inner radius and / or an increase of its outer radius by the addition of said electrically conductive material. The electrically conductive material will form part of the conductor and thereby contribute to the latter's thermal and electrical conductivity. Accordingly, the means for improving the thermal conductivity and electrical conductivity of the conductor can be defined as a local increase in the cross-section of the conductor, in comparison with the cross-section of the part of the conductor covered by the internal insulation. Alternative solutions to said addition of the element of electrically conductive material may include solutions in which the electrical and / or thermal conductivity of the conductor along said part is increased in some other way, for example by manipulation of the conductor material. Preferably, said element comprises a metal.

Enligt ett utföringsexempel innefattar nämnda element en hylsa anordnad på ledarens ytterperiferi. Användandet av en hylsa applicerad på ytterperiferin är fördelaktigt ur många praktiska synvinklar. T ex är det relativt enkelt att producera och skräddarsy (längd, tjocklek, ledningsförmåga, etc.) för den speciﬁka implementeringen. En hylsa kommer också att vara relativt enkel att fästa mot en befintlig ledare.According to an exemplary embodiment, said element comprises a sleeve arranged on the outer periphery of the conductor. The use of a sleeve applied to the outer periphery is advantageous from many practical points of view. For example, it is relatively easy to produce and tailor (length, thickness, conductivity, etc.) for the specific implementation. A sleeve will also be relatively easy to attach to an existing conductor.

Enligt ett utföringsexempel har hylsans material en högre termisk ledningsförmåga än materialet hos det mellanliggande isoleringsmediet. Eftersom hylsan i realiteten kan komma att uppta utrymme som annars skulle ha upptagits av isoleringsmediet, är det fördelaktigt att hylsans material är en bättre värmeledare än vad nämnda mellanliggande medium är.According to one embodiment, the material of the sleeve has a higher thermal conductivity than the material of the intermediate insulating medium. Since the sleeve may in reality take up space which would otherwise have been occupied by the insulating medium, it is advantageous that the material of the sleeve is a better heat conductor than said intermediate medium.

Enligt ett utföringsexempel har hylsans material en högre tennisk ledningsförrnåga än vad materialet hos den invändiga elektriska isoleringen har. Hylsan kan uppta utrymme som annars skulle ha upptagits av den invändiga isoleringen. Därför är det fördelaktigt att hylsans material är en bättre termisk ledare än vad materialet hos den inväncliga elektriska isoleringen är.According to one embodiment, the material of the sleeve has a higher tennis conductivity than that of the material of the internal electrical insulation. The sleeve may take up space that would otherwise have been occupied by the internal insulation. Therefore, it is advantageous that the material of the sleeve is a better thermal conductor than the material of the internal electrical insulation.

Enligt ett utföringsexempel innefattar hylsan ett material som har en elektrisk resistivitet som är lika med eller lägre än resistiviteten hos ledaren själv. Eftersom ledning av elektrisk ström igenom en stångformad eller rörformad ledare kommer att koncentreras till ytterperiferin, är det en fördel att ha ett material av högre elektrisk ledningsförrnåga anordnat på ytterperiferin, på så sätt som här föreslås. 10 15 20 25 30 53% BBB Enligt ett utföringsexempel är hylsan rörformad. Företrädesvis är dess tvärsnitt cirkulärt. Sådana regelbundna och rundade former är bättre än oregelbundna eller kantiga former med hänsyn till den elektriska last som den omgivande isoleringen kommer att utsättas för.According to one embodiment, the sleeve comprises a material having an electrical resistivity equal to or lower than the resistivity of the conductor itself. Since conduction of electric current through a rod-shaped or tubular conductor will be concentrated to the outer periphery, it is an advantage to have a material of higher electrical conductivity arranged on the outer periphery, in the manner proposed here. 53 15 BBB According to one embodiment, the sleeve is tubular. Preferably, its cross section is circular. Such regular and rounded shapes are better than irregular or angular shapes in view of the electrical load to which the surrounding insulation will be subjected.

Enligt ett utföringsexempel är hylsan exponerad mot och i direkt kontakt med det mellanliggande isoleringsmediet.According to an exemplary embodiment, the sleeve is exposed to and in direct contact with the intermediate insulating medium.

Enligt ett utföringsexempel innefattar det mellanliggande isoleringsmediet ett halvfast eller fast material. Ett sådant material, i synnerhet ett fast material, kommer att vara enkelt att hantera och kommer inte att löpa risken att läcka ut från kraftkabelavslutsarrangemanget. Enligt ett alternativt utföringsexempel innefattar det mellanliggande isoleringsmaterialet en gas. Emellertid kan även ett vätskeformigt mellanliggande isoleringsmedium vara tänkbart.According to one embodiment, the intermediate insulating medium comprises a semi-solid or solid material. Such a material, in particular a solid material, will be easy to handle and will not run the risk of leaking from the power cable termination arrangement. According to an alternative embodiment, the intermediate insulating material comprises a gas. However, a liquid intermediate insulating medium may also be conceivable.

Enligt ett utföringsexempel innefattar kraftkabelavslutsarrangemanget ett elektriskt ledande hölje som omger åtminstone en del av den invändiga isoleringen utmed en första del av den senare, och ett spänningsreduktionsmedel anordnat i syfte att styra eller sänka intensiteten hos ett elektriskt fält utmed en andra del av nämnda invändiga isolering. Den andra delen av den invändiga isoleringen är inte försedd med nämnda hölje. Från den punkt i kabelns lângdriktning där höljet tar slut är det sannolikt att ett mycket intensivt och starkt elektriskt fält kommer att föreligga.According to an exemplary embodiment, the power cable termination arrangement comprises an electrically conductive housing surrounding at least a part of the internal insulation along a first part of the latter, and a voltage reducing means arranged for controlling or lowering the intensity of an electric field along a second part of said internal insulation. The second part of the internal insulation is not provided with said casing. From the point in the longitudinal direction of the cable where the casing ends, it is probable that a very intense and strong electric field will be present.

Syftet med ett sådant spänningsdärnpande medel är att göra det elektriska fältet mindre koncentrerat utmed nämnda andra del av isoleringen. Denna typ av kabelavslutskonstruktion är väl känd för 10 15 20 25 30 531 BBB fackmån inom området och fordrar därför inte någon ytterligare förklaring.The purpose of such a voltage suppressant is to make the electric field less concentrated along said second part of the insulation. This type of cable termination construction is well known to those skilled in the art and therefore does not require any further explanation.

Enligt ett utföringsexempel innefattar kraftkabelavslutsarrangemanget en första ändflåns som är förbunden med jord, i området av vilken ledaren år täckt av den invåndiga isoleringen, och en andra åndﬂåns, igenom vilken ledaren passerar friord från nämnda invândiga isolering, varvid den del av ledarens längd utrned vilken det är anordnat ett medel för ökning av ledarens terrniska ledningsförrnåga sträcker sig till den andra ândflänsen.According to an exemplary embodiment, the power cable termination arrangement comprises a first end flange which is connected to earth, in the area of which the conductor is covered by the internal insulation, and a second end, through which the conductor passes free ground from said internal insulation, the part of the conductor length is provided a means for increasing the conductor's thermal conductivity extends to the second end flange.

Ytterligare särdrag och fördelar kommer att presenteras i den följande, detaljerade beskrivningen och i de bifogade kraven.Additional features and advantages will be presented in the following detailed description and in the appended claims.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA Fig. 1 âr en delvis skuren sidovy av ett kabelavslutsarrangemang enligt tidigare teknik, Fig. 2 år en delvis skuren sidovy av ett kabelavslutsanangemang enligt ett utföringsexempel på uppfinningen, Fig. 3 är en schematisk återgivning av en skarv som innefattar ett kabelavslutsarrangemang enligt uppfinningen, och Fig. 4 är en schematsik återgivning av ett gasisolerat stållverk som är försett med ett kabelavslut enligt uppfinningen.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a partially cut-away side view of a cable termination arrangement according to the prior art, Fig. 2 is a partially cut-away side view of a cable termination arrangement according to an embodiment of the invention, Fig. 3 is a schematic representation of a joint comprising a cable termination arrangement according to the invention, and Fig. 4 is a schematic representation of a gas-insulated steelworks which is provided with a cable termination according to the invention.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Fig. 1 visar ett kabelavslutsarrangemang enligt tidigare teknik, medan ñg. 2 visar ett utföringsexempel på ett 10 15 20 25 30 531 88-8 kabelavslutsarrangemang enligt den föreliggande uppfinningen.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Fig. 1 shows a cable termination arrangement according to the prior art, while ñg. 2 shows an embodiment of a cable termination arrangement according to the present invention.

Kabelavslutsarrangemanget enligt ﬁg. 2 innefattar en ledare l, en invändig elektrisk isolering 2, ett utvändigt hölje 3 och ett mellanliggande elektriskt isoleríngsmedium 4. Vid motsatta ändar av det utvändiga höljet 3 finns det anordnade en bottenﬂäns 5 respektive en övre hatt 6.The cable termination arrangement according to ﬁ g. 2 comprises a conductor 1, an inner electrical insulation 2, an outer casing 3 and an intermediate electrical insulating medium 4. At opposite ends of the outer casing 3 there is arranged a bottom end 5 and an upper cap 6, respectively.

Ledaren 1 är stångfonnad eller rörformad. Företrädesvis innefattar den ett material med hög elektrisk ledningsförrnåga, såsom koppar eller aluminium. Dessutom bildar ledaren 1 del av en kabel, där den invändiga isoleringen 2 är en typisk kabelisolering, gjord av ett fast dielektriskt material såsom en polymer, fästat mot ledarens 1 ytterperiferi.The conductor 1 is rod-shaped or tubular. Preferably it comprises a material with high electrical conductivity, such as copper or aluminum. In addition, the conductor 1 forms part of a cable, where the internal insulation 2 is a typical cable insulation, made of a solid dielectric material such as a polymer, attached to the outer periphery of the conductor 1.

En kabel 7 bildad av ledaren l omgiven av den invändiga isoleringen 2 sträcker sig in i kabelavslutsarrangemanget igenom en ände på det senare som är bildad vid bottenﬂânsen 5. Bottenﬂänsen 5, den övre hatten 6 och det yttre höljet 3 definierar ett hus igenom vilket kabelns 7 ledare 1 sträcker sig. Ledaren 1 går ut ur nämnda hus via den övre hatten 6. Utvändigt om den övre hatten 6 är ledaren l inte täckt av någon invändig elektrisk isolering utan fritt exponerad för omgivningen, och löper antingen fritt eller är förbunden med någon ytterligare elektrisk utrustning (icke visad).A cable 7 formed by the conductor 1 surrounded by the internal insulation 2 extends into the cable termination arrangement through an end of the latter formed at the bottom end 5. The bottom end 5, the upper cap 6 and the outer sheath 3 define a housing through which the cable 7 conductor 1 extends. The conductor 1 exits said housing via the upper cap 6. Outside of the upper cap 6, the conductor 1 is not covered by any internal electrical insulation but is freely exposed to the environment, and either runs freely or is connected to any additional electrical equipment (not shown). ).

Det yttre höljet 3 i det utföringsexempel som visas i ñg. 2 är anordnad för att förhindra elektriska överslag vid ytteromfånget på kabelavslutsarrangemanget, och definierar därvid en utvändig elektrisk isolering. För detta ändamål har det yttre höljet företrädesvis en karaktäristisk vågforrn, såsom är väl känd i sig inom detta tekniska område, och innefattar en lämpligt material. Det yttre höljet 3 kan innefatta ett elektriskt isolerande material såsom en polymer, t ex silikon, eller porslin. Det yttre höljets 3 längd i ledarens 10 15 20 25 30 531 BBB 1/ kabelns 7 axiella riktning år anpassad till dess haverihållfasthet.The outer casing 3 of the embodiment shown in ñg. 2 is arranged to prevent electrical overload at the outer circumference of the cable termination arrangement, thereby defining an external electrical insulation. For this purpose, the outer casing preferably has a characteristic waveform, as is well known per se in this technical field, and comprises a suitable material. The outer casing 3 may comprise an electrically insulating material such as a polymer, eg silicone, or porcelain. The length of the outer sheath 3 in the axial direction of the conductor 10 15 20 25 30 531 BBB 1 / cable 7 is adapted to its breakdown strength.

Följaktligen kommer längden på det yttre höljet 3 att öka med ökande spänning på ledaren.Consequently, the length of the outer casing 3 will increase with increasing voltage on the conductor.

Det mellanliggande elektriska isoleringsmediet 4 är anordnat invändigt det ovannämnda huset och fyller det senares inre utrymme.The intermediate electrical insulation medium 4 is arranged inside the above-mentioned housing and fills the inner space of the latter.

Därvid är den mellanliggande elektriska isoleringen 4 placerad i ett utryrmne mellan kabeln 7 och det yttre höljet 3. Den fungerar som en elektrisk isolator och som ett värmeöverförande medium, som överför värme från ledaren 1 ut igenom nämnda hus i en radial såväl som i en axial riktning. Därvid kommer den att ha en avgörande inverkan på. temperaturen på den invändiga isoleringen 2, som företrädesvis innefattar ett polyrnert material. Traditionellt, för applikationer med högspänning, innefattar det mellanliggande elektriska isoleringsmedlet olja, men i det föredragna utföríngsexemplet innefattar den mellanliggande elektriska isoleringen 4 ett fast eller halvfast material.In this case, the intermediate electrical insulation 4 is placed in a space between the cable 7 and the outer casing 3. It functions as an electrical insulator and as a heat-transmitting medium, which transfers heat from the conductor 1 out through said housing in a radial as well as in an axial direction. In doing so, it will have a decisive impact on. the temperature of the internal insulation 2, which preferably comprises a polyurethane material. Traditionally, for high voltage applications, the intermediate electrical insulation means comprises oil, but in the preferred embodiment, the intermediate electrical insulation 4 comprises a solid or semi-solid material.

En elektrisk skärm 8 är anordnad runt ledaren 1 utmed en första del av den invändiga elektriska isoleringen 2. Företrädesvis är skärmen 8 förbunden med jord. I det område i vilket kabeln 7 går in i huset som bildas av det yttre höljet 3, bottenﬂänsen 5 och den övre hatten 6 slutar skärmen. Därvid kommer ett starkt och mycket koncentrerat elektriskt fält att tendera att gå ut igenom den invändiga isoleringen i det område där den elektriska skärmen 8 tar slut. I syfte att göra det elektriska fältet mindre koncentrerat till en begränsad del av den invändiga isoleringen, innefattar kraftkabelavslutsarrangemanget enligt uppfinningen en fältstyrande kropp 9. I det visade utföringsexemplet innefattar den fältstyrande kroppen 9 en så kallad spänningskon, gjord av ett ledande material och företrädesvis förbunden med jord vid en ände. Andra lösningar, såsom användandet av en fältstyrande kropp bildad av ett fältstyrande 10 15 20 25 30 531 BBB lO material kan också tänkas i syfte att styra det elektriska fältet och att separera ekvipotentiallinjerna hos nämnda fält utmed den invändiga elektriska isoleringens 2 längd. Från det område i vilket den elektriska skärmen 8 tar slut och till en punkt utmed ledaren l där den invändiga elektriska isoleringen tar slut sträcker sig det elektriska fältet. Med andra ord föreligger företrädesvis jordpotential i området av änden av den elektriska skärmen 8, och högspänning vid den punkt där den invändiga isoleringen tar slut. Längden på. den invändiga isoleringen 2 utmed ledaren måste anpassas till spänningen, dvs. en högre spänning kommer att kräva en ökad längd på den invändiga isoleringen 2. Samma princip gäller även för det yttre höljet 3.An electrical shield 8 is arranged around the conductor 1 along a first part of the internal electrical insulation 2. Preferably, the shield 8 is connected to earth. In the area in which the cable 7 enters the housing formed by the outer casing 3, the bottom end 5 and the upper cap 6, the screen ends. Thereby, a strong and very concentrated electric field will tend to go out through the internal insulation in the area where the electric screen 8 runs out. In order to make the electric field less concentrated to a limited part of the internal insulation, the power cable termination arrangement according to the invention comprises a field control body 9. In the exemplary embodiment shown, the field control body 9 comprises a so-called voltage cone, made of a conductive material and preferably connected to soil at one end. Other solutions, such as the use of a field control body formed of a field control 1031 BBB 10 material, may also be considered for the purpose of controlling the electric field and separating the equipotential lines of said field along the length of the internal electrical insulation 2. From the area in which the electric screen 8 runs out and to a point along the conductor 1 where the internal electrical insulation runs out, the electric field extends. In other words, there is preferably ground potential in the region of the end of the electrical shield 8, and high voltage at the point where the internal insulation ends. The length of. the internal insulation 2 along the conductor must be adapted to the voltage, ie. a higher voltage will require an increased length of the internal insulation 2. The same principle applies to the outer casing 3.

Enligt uppﬁnningen är den inre elektriska isoleringens 2 utsträckning i ledarens l långdriktning mindre än den för det yttre höljets 3, varigenom den elektriska överslagshållfastheten för den respektive isoleringen 2, 3 är avgörande för den längd som krävs på denna. Vid en viss punkt utmed längden på ledaren 1 inuti det ovan nämnda huset upphör den invändiga elektriska isoleringen 2. Utmed en återstående del av ledaren l, fram till området av den övre hatten 6, finns det en rörformad yttre hylsa 10 på ledarens 1 ytterperiferi.According to the invention, the extent of the inner electrical insulation 2 in the longitudinal direction of the conductor 1 is less than that of the outer casing 3, whereby the electrical impact strength of the respective insulation 2, 3 is decisive for the length required on it. At a certain point along the length of the conductor 1 inside the above-mentioned housing, the internal electrical insulation 2 ceases. Along a remaining part of the conductor 1, up to the area of the upper cap 6, there is a tubular outer sleeve 10 on the outer periphery of the conductor 1.

Hylsan 10 innefattar en metall som har en elektrisk ledningsförrnäga som är lika med eller högre än den hos materialet hos den ledare 1 mot vilken den är fâstad. Det föreligger en fullständig, stor ytkontakt mellan nämnda hylsa 10 och ledaren 1. Hylsan 10 upptar ett utrymme som annars skulle ha upptagits av den invändiga elektriska isoleringen, såsom hos tidigare teknik (se ﬁg. 2), eller av det mellanliggande elektriska isoleringsmediet 4. Hylsan 10 bildar en del av ledaren 1 eftersom den är ord av ett elektriskt ledande material och är i kontakt med ledaren 1. Därigenom uppvisar ledaren 1, såsom nu definierad genom en kombination av den ursprungliga ledaren 1 och hylsan 10, en lägre resistivitet än om det inte hade 10 15 20 25 30 531 EEE ll förekommit någon hylsa 10. Därigenom kommer resultatet att bli en reducerad generering av värme då ledaren utsätts för en specifik elektrisk spänning och ström. Hylsan 10 innefattar även ett material som har en högre termisk ledningsförmåga än materialet i den mellanliggande elektriska isoleringen 4, och bidrar därigenom till en förbättrad överföring av värme i en longitudinell riktning mot den övre hatten 6 och ut ur kabelavslutsarrangemanget.The sleeve 10 comprises a metal having an electrical conductivity equal to or higher than that of the material of the conductor 1 to which it is attached. There is a complete, large surface contact between said sleeve 10 and the conductor 1. The sleeve 10 occupies a space which would otherwise have been occupied by the internal electrical insulation, as in the prior art (see ﬁ g. 2), or by the intermediate electrical insulation medium 4. The sleeve 10 forms part of the conductor 1 because it is made of an electrically conductive material and is in contact with the conductor 1. Thereby the conductor 1, as now defined by a combination of the original conductor 1 and the sleeve 10, has a lower resistivity than if there had not been any sleeve 10. Thereby, the result will be a reduced generation of heat when the conductor is exposed to a specific electrical voltage and current. The sleeve 10 also comprises a material which has a higher thermal conductivity than the material in the intermediate electrical insulation 4, and thereby contributes to an improved transfer of heat in a longitudinal direction towards the upper cap 6 and out of the cable termination arrangement.

Hylsan 10 sträcker sig kontinuerligt från den punkt där den invåndiga isoleringen 2 upphör och till den ände av arrangemanget som definieras av den övre hatten 6. Det är tänkbart och kan till och med vara föredraget, att låta hylsan fortsätta förbi den övre hatten 6 i syfte att ytterligare förbättra förmågan att leda värme ut ur huset och från de isolerande delarna, Fig. 1 visar ett exempel på tidigare teknik. Såsom framgår skiljer sig tidigare teknik från uppfinningen såtillvida att det inte finns något område utmed vilket det tillhandahålls något medel för ökning av den termiska ledningsßrmågan och elektriska ledningsförmågan hos ledaren. Den invändiga elektriska isoleringen 11 sträcker sig hela vägen från en ände av arrangemanget till den andra änden, dvs. från bottenflänsen till den övre hatten.The sleeve 10 extends continuously from the point where the internal insulation 2 ends and to the end of the arrangement defined by the upper hat 6. It is conceivable and may even be preferable to let the sleeve continue past the upper hat 6 for the purpose to further improve the ability to conduct heat out of the housing and from the insulating parts, Fig. 1 shows an example of prior art. As is apparent, prior art differs from the invention in that there is no area along which a means of increasing the thermal conductivity and electrical conductivity of the conductor is provided. The internal electrical insulation 11 extends all the way from one end of the arrangement to the other end, i.e. from the bottom flange to the top hat.

Fig. 3 år en schematisk återgivning av en föredragen applikation av uppfinningen, och visar ett skarvairangemang hos vilket två varandra mötande kablar är inbördes förbundna med hjälp av två motsatta kraftkabelavslutsarrangemang, av vilka åtminstone ett, företrädesvis bägge, är anordnat i enlighet med den föreliggande uppfinningen. Det ska betonas att det yttre höljet, här indikerat med 14 kan skilja sig från det som har visats i utföringsexernplet enligt ﬁg. 2, men att principen för anordnandet av komponenterna i kabelavslutet kan vara i linje med uppfinningen i dess generella form eller såsom 10 15 20 25 30 ET! BBB 12 specifikt beskrivits med hänvisning till fig. 2. Det mellanliggande isoleringsmediet 15 kan vara av någon lämplig typ och lämpligt tillstånd (fast, våtskeformigt eller gasformigt). Utformandet av kabelskarvar är väl känt för fackmän inom området, och det kommer inte att vara något problem för en sådan person att tillämpa uppfinningen på en sådan skarv. Skarven enligt ﬁg. 3 innefattar medel för styrning av det elektriska fältet, här bildade av motsatta spånningskoner 16, 17 som visas mycket schematiskt. Kylelementet enligt uppfinningen är indikerat med 18. Ledaren är indikerad med 19.Fig. 3 is a schematic representation of a preferred application of the invention, showing a splice arrangement in which two facing cables are interconnected by means of two opposite power cable termination arrangements, at least one of which, preferably both, is arranged in accordance with the present invention. . It should be emphasized that the outer casing, here indicated by 14, may differ from that shown in the exemplary embodiment according to ﬁ g. 2, but that the principle of arranging the components in the cable termination may be in line with the invention in its general form or as such! BBB 12 is specifically described with reference to Fig. 2. The intermediate insulating medium 15 may be of any suitable type and condition (solid, liquid or gaseous). The design of cable splices is well known to those skilled in the art, and it will not be a problem for such a person to apply the invention to such a splice. The joint according to ﬁ g. 3 comprises means for controlling the electric field, here formed by opposite voltage cones 16, 17 which are shown very schematically. The cooling element according to the invention is indicated by 18. The conductor is indicated by 19.

Fig. 4 är en schematisk återgivning av ett gasisolerat ställverk, vilket enligt en föredragen applikation av uppfinningen innefattar ett kraftkabelavslutsarrangemang enligt uppfinningen. Här innefattar det mellanliggande isolerlngsmediet 21 en gas.Fig. 4 is a schematic representation of a gas-insulated switchgear, which according to a preferred application of the invention comprises a power cable termination arrangement according to the invention. Here, the intermediate insulating medium 21 comprises a gas.

Kabelavslutsarrangemanget hos ställverket 20 innefattar en kabel 22 som går in i arrangemanget, ett medel 23 för styrning av det elektriska fältet, här bildat av en spänningskon, en ledare 24 hos kabeln 22, ett utvändigt hölje 25 och ett medel 26 för förbättring av den termiska ledningsförrnågan hos ledaren 24, varvid medlet 26 är bildat av ett rörformat element som âr fästat mot ledarens 24 ytterperiferi. Utformandet av gasisolerade stållverk är väl känt för fackmän inom området, och âvenom stållverket enligt lig. 4 är visat mycket schematiskt, kommer implementeringen av uppfinningen på ett sådant ställverk inte att orsaka något problem för sådana personer.The cable termination arrangement of the switchgear 20 comprises a cable 22 entering the arrangement, a means 23 for controlling the electric field, here formed by a voltage cone, a conductor 24 of the cable 22, an outer casing 25 and a means 26 for improving the thermal the conductivity of the conductor 24, the means 26 being formed by a tubular element which is attached to the outer periphery of the conductor 24. The design of gas-insulated steelworks is well known to those skilled in the art, and also the steelworks according to lig. 4 is shown very schematically, the implementation of the invention on such a switchgear will not cause any problem for such persons.

Det ska inses att det beskrivna utföringsexemplet på uppfinningen enbart är ett exempel på uppfinningen och att alternativa lösningar inom ramen för uppfinningen, såsom begränsad av patentkraven, kommer att vara uppenbara för en fackman inom området.It is to be understood that the described embodiment of the invention is merely an example of the invention and that alternative solutions within the scope of the invention, as limited by the claims, will be apparent to a person skilled in the art.

Följaktligen är skyddsomfånget definierat av de bifogade 531 BBB 13 patentkraven, med stöd av beskrivningen och de bifogade ritningarna.Accordingly, the scope of protection is defined by the appended 531 BBB 13 claims, based on the description and the accompanying drawings.

Bottenﬂäns och övre hatt, såsom det hänvisas till här, föreslår enbart att den longitudinella riktningen på kabelavslutet kan vara i en vertikal riktning, men kan likaväl inkludera andra riktningar.The bottom end and top cap, as referred to herein, merely suggest that the longitudinal direction of the cable termination may be in a vertical direction, but may equally include other directions.

Följaktligen kan kabelavslutsarrangemanget ha vilken riktning som helst men fortfarande vara försedd med en bottenflåns och en övre hatt.Consequently, the cable termination arrangement can have any direction but still be provided with a bottom flange and an upper cap.

Claims

10 15 20 25 30 53% BBB 14 PATENT REQUIREMENTS

Power cable termination arrangement comprising - a tubular or rod-shaped electrical conductor (1), - an internal electrical insulation (2), attached to and enclosing at least a part of said conductor (1), - an outer casing (3) enclosing the conductor (3). 1) and the internal insulation (2), - an intermediate electrical insulation medium (4), arranged in a space between the outer casing (3) and the electrical conductor (I), wherein along a part of the length of the conductor (1) is arranged an element (10) for increasing the thermal conductivity of the conductor (1) and for increasing the electrical conductivity of the conductor (1), which element (10) is made of an electrically conductive material and arranged so as to increase the cross section of the conductor (1), and said element (10) comprises a sleeve arranged on the outer periphery of the conductor (1), characterized in that the sleeve (10) comprises a material having an electrical resistivity equal to or lower than that of the conductor (1) itself.

Power cable termination arrangement according to claim 1, characterized in that, along said part of the length of the conductor (1), the internal insulation (2) does not cover the conductor (1).

Power cable termination arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that said element (10) comprises a metal.

Power cable termination arrangement according to any one of claims 1-3, characterized in that the material in said sleeve (10) has a higher thermal conductivity than the material of the intermediate insulating medium (4). 10 15 20 25 30 531 BBB 15

Power cable termination arrangement according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the material of the sleeve (10) has a higher thermal conductivity than the material in the internal electrical insulation (2).

Power cable termination arrangement according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the sleeve (10) is tubular.

Power cable termination arrangement according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the sleeve (10) is exposed to and in direct contact with the intermediate insulating medium (4).

Power cable termination arrangement according to one of Claims 1 to 7, characterized in that the intermediate insulating medium (4) comprises a semi-solid or solid material.

Power cable termination arrangement according to one of Claims 1 to 8, characterized in that the intermediate insulating medium (4) comprises a gas.

Power cable termination arrangement according to any one of claims 1-9, characterized in that it comprises an electrically conductive casing (8) surrounding at least a part of the inner insulation (2) along a first part thereof, and a tensioning armor means (9) arranged to lower the intensity of an electric field along a second part of the internal insulation.

A power cable termination arrangement according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises a first end (5) connected to ground, in the area of which the conductor (1) is covered by the internal insulation (2), and a second end (6), through which the conductor (1) passes free ground from the internal insulation (2), the part of the length of the conductor (1) along which it is arranged an element (10) for increasing the conductor (1) thermal conductivity extends to the other end (6).

Electrical bushing, characterized in that it comprises a power cable termination arrangement according to one of claims 1 to 1.

Gas-insulated switchgear, characterized in that it comprises a power cable termination arrangement according to any one of claims 1-11.

Electrical joint arrangement, characterized in that it comprises at least one power cable arrangement according to any one of lanes 1 - 1 1.