166294. lajstromszámú szabadalom • Villamos erőátviteli kábel
MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS Bejelentés napja: 1970. 11. 06. (SA—2144) Norvégiai elsőbbségei: 1969. 11. 08. (4437/69) 1., 2., 3., 5., 6., 7. és 10. ip.) 1970. 02. 06. (417/70) (4., 8., 9. és 11. igénypontok) Közzététel napja: 1974. 09. 28. Megjelent: 1976. 03. 31. 166294 Nemzetközi osztályozás: H 01 b 1/02 H 01 b 9/00 Feltalálók: Hirsch Christian Worm mérnök, Lysaker, Johnsen John Normann mérnök, Oslo, Norvégia Tulajdonos: International Standard Electric Corporation, New York, Amerikai Egyesült Államok Villamos erőátviteli kábel i A találmány tárgya adott kábelútvonalhoz illesztett villamos erőátviteli kábel, amelynek termikus viselkedése az adott kábelútvonal mentén viszonylag állandó. Az erőátviteli kábelek áramátvivő kapacitását a kábel különféle paraméterei, pl. a kábel áramvezetőjének és 5 szigetelésének tulajdonságai és a kábel környezete szabják meg. A legkritikusabbak ezek közül a szigetelő anyag tulajdonságai, különösen annak hőállósága. A kábel szigetelése a legtöbb esetben veszít eredeti szigetelési tulajdonságából, ha az valamely időszakban nagyobb mér- 10 tékben felmelegedik. A szigetelést érő hőmennyiséget az áramvezető ellenállása, a kábelszigetelés valamint a környezet hőelvezetési tulajdonságai szabják meg. Éppen ezért adott tulajdonságú kábelt adott helyen felszerelve csak oly mértékben lehet megterhelni, amely még nem 15 okozza a szigetelés tönkremenetelét. Annak érdekében, hogy a szigetelés romlása semmiképp se következzék be, az erőátviteli kábeleket általában túlméretezik. Az erőátviteli kábeleket általában úgy méretezik, hogy a teljesítményveszteség — azaz az áram vezetőben, a szi- 20 getelőben, a köpenyben stb. keletkező veszteség — állandó áram és feszültség mellett a kábel egész hosszában állandó legyen. Ennek ellenére előfordulhat az alábbi két esetben, hogy a kábel egyes helyeken túlmelegszik, ha a veszteségek kompenzálásáról nem gondoskodnak. 25 Először, a kábel mentén jelentősen változhat a környezet hőelvezetési tulajdonsága, és ez azokon a helyekeh ahol a hőelvezetési tulajdonságok rosszak a kábel felmelegedéséhez vezethet. Másodszor, olyan helyeken is megnövekedhet a kábel hőmérséklete, ahol két kábel egymás 30 mellett halad. E két esetben fellépő problémákat az alábbiakban még részletesebben ismertetjük. A környezet hőelvezető képessége függ attól, hogy a kábel homokban, talajban, agyagban, vagy csőben van lefektetve. Ezeket a változó feltételeket figyelembe kell venni a kábelek fektetésénél. A jó hőelvezető-képességgel rendelkező közegben lefektetett kábelekben nagyobb áramterhelést lehet megengedni, mint a rossz hőelvezető közegben elhelyezett kábelekben. Gyakran azonban a környezet hőelvezető-képességeja kábel mentén változik. Ha ilyen esetben az egész kábelút mentén ugyanolyan típusú és méretű kábelt használunk, a kábel hőmérséklete a kábel hossza mentén változni fog. Mivel a maximális hőmérséklet nem léphet túl a kábel típusa által meghatározott maximális értéken, ezeket a feltételeket a kábel méretezésénél figyelembe kell venni. A kábel méreteinek meghatározásakor ezért a legrosszabb hőelvezetési tulajdonságokkal rendelkező útszakaszt kell figyelembe venni. Ennek eredményeként azoknak a kábelszakaszoknak hőmérséklete, amelyek jobb hőelvezetési tulajdonságokkal rendelkező környezetben haladnak, a megengedettnél alacsonyabb lesz, mivel ezek a szakaszok nincsenek teljes áramvezetési kapacitásuknak megfelelően terhelve. Az ilyen túlméretezés általában igen sokba kerül. Különösen élesen jelentkezik ez a tenger alatti kábeleknél, ahol a kábel legnagyobb része igen kedvező hőelvezetési tulajdonságokkal rendelkező közegben, azaz vízben, míg a kábel két viszonylag rövidebb vége a rosszabb hőelvezetési tulajdonságokkal rendelkező földben halad, amely így a tel-166294 1
