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Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden eines mit flüssigem Isoliermittel gefüllten Hoehspannungs- kabels mit einer Kabelarmatur, z. B. einem Endverschluss oder einer Sperrmuffe.
In elektrischen Hochspannungskabeln, insbesondere solchen mit Ölfüllung, besteht die Isolierung im allgemeinem aus Papier, das mit Öl oder einem andern Isoliermittel geringer Viskosität getränkt ist. Um ständig eine einwandfreie Ölfüllung anfrechterhalten zu können, sind im Innern des Kabels ein oder mehrere Längskanäle vorgesehen, die mit Öl oder flüssiger Isoliermasse gefüllt und zweckmässig mit in bestimmten Abständen längs des Kabels angeordneten Speise-oder Ausgleichsbehältern verbunden sind. Bei Einleiterkabeln liegt der Kanal im allgemeinen im Innern des Kabelleiter.
Um derartige Kabel mit Öl gefüllt versenden zu können, wird jede Kabellänge mit einem Ölbehälter ausgerüstet, der an der Kabeltrommel befestigt wird und die Aufgabe hat, während des Transportes das Kabel auch bei starken Temperaturschwankuugen vollkommen gefüllt zu halten. Das Kabel wird dann zum Verlegungsort befördert und in bekannter Weise so verlegt, dass die einwandfreie Ölfüllung auch bei Herstellung der Muffen erhalten bleibt. Zur Muffenherstellung bedient man sich eines mechanischen Verbinders, um Löten und damit verbundenen nachteiligen Ölausfluss zu vermeiden. Der Verbinder wird vorzugsweise mit Hilfe einer hydraulischen Presse auf den Kabelleiter aufgepresst.
Wenn jedoch der Anschluss des Kabelendes an den Endverschluss ausgeführt werden muss oder die Verbindungsstelle eine Sperrmuffe ist, in der das Öl des einen Abschnittes gegen den benachbarten Abschnitt abgesperrt wird, müssen besondere Verfahren zur Herstellung der Verbindung angewendet werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden von Endverschlüssen, Sperrmuffen od. dgl. mit einem Kabel, dessen Isoliermittel unter höherem als Atmosphärendruck steht, ohne dass eine beträchtliche Menge Öl verlorengeht und ohne dass Luft, Feuchtigkeit oder andere schädliche Stoffe in das Kabel eindringen. Ausserdem wird nach der Erfindung ein leichtes Evakuieren des Endverschlusses bzw. des Muffengehäuses ermöglicht.
Zunächst bringt man dabei in bekannter Weise auf das Ende des Kabelleiters einen Verbinder mit einer Längsbohrung auf, sperrt alsdann gemäss der Erfindung den Durchfluss der Isolierflüssigkeit vom Kabel durch den Verbinder ab, bis der Verbinder in der Kabelarmatur angebracht und das Gehäuse der Kabelarmatur evakuiert ist, und gibt erst dann den Durchfluss der Isolierflüssigkeit vom Kabel durch den Verbinder in das Gehäuse der Kabelarmatur wieder frei. Als Verbinder kann ein solcher benutzt werden, dessen Längsbohrung entweder direkt oder durch ein besonderes Rohr mit dem Gehäuseraum der Kabelarmatur verbunden werden kann. Im ersteren Falle verläuft die Längsbohrung nur über einen Teil des Verbinders. Die Wandung des hohlen Verbinders muss dann mit einer oder mehreren Öffnungen versehen sein.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Die Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt eines fertigen Kabelendverschlusses.
Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt eines Kabelendes, das zum Einbau in den Isolator fertiggestellt ist.
Fig. 3 zeigt das in den Isolator eingefügte Kabelende mit den Geräten, die bei der Evakuierung des Isolators gebraucht werden. Die Fig. 4 und 5 sind Querschnittszeichnungen, die diese Geräte im Schnitt zeigen.
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Fig. 1 stellt einen fertig montierten Endverschluss dar. Er besteht im allgemeinen aus Isolierstoff. Der in Fig. 1 dargestellte Endverschluss ist mit metallischen Kappen versehen, die gegen den Bleimantel des Kabels und den Leiter flüssigkeitsdicht abgeschlossen sind. 1 ist der Leiter des Kabels mit einem Längskanal 2 für die Isolierflüssigkeit. 3 ist die Isolierung des Kabels, 4 ist der Bleimantel, 5 ist der Verbinder, der mit Hilfe hydraulischen Druckes auf den Leiter aufgepresst ist ; 6 ist die Wickelkeule, 7 ist der Isolator, 8 und 9 sind die Metallkappen des Isolators (die Kappe 8 ist mit dem Verbinder 5 und die Kappe 9 mit dem Bleimantel 4 verlötet), 10 und 11 sind zwei Öffnungen in den Kappen, die durch Pfropfen od. dgl. abgeschlossen sind. Die Metallkappen sind durch Dichtungsstoffe 8 a, z. B.
Zement. gegen den Isolator abgeschlossen. Die Dichtungsstoffe liegen zwischen der äusseren Wandung des Isolators und den zylindrischen Flanschen 8 b der Kappen.
Im Innern des Kabelleiter liegt ein zylindrischer Körper 5 a, der eine kleine zentrale Bohrung 5b hat und dazu dient, die Isolierflüssigkeit daran zu hindern, aus dem Kabel heraus- zufliessen, wenn das Kabelende offen ist. Die Bohrung 5b wird, obwohl sie nur klein ist, trotzdem die Ölbewegungen infolge der Temperaturschwankungen nicht nachteilig beeinflussen.
Der zylindrische Körper 5 a ist stark genug ausgebildet, um den Druck, der beim Verbinden des Verbinders mit dem Leiter auf ihn ausgeübt wird, standzuhalten.
Wenn alle Teile miteinander verbunden sind, wird das Innere 12 des Isolators durch eine der Öffnungen 10 oder 11 evakuiert und mit derselben Isolierflüssigkeit wie das Kabel gefüllt, wobei die Isolierflüssigkeit vorher entgast ist.
Es ist bekannt, dass bei ölgefüllten Kabeln die Isolierfllüssigkeit während des Betriebes aus dem Kabel heraus in ausserhalb des Kabels liegende Ölbehälter fliessen können muss, wenn das Kabel erwärmt wird, und aus den Behältern in das Kabel zurückfliessen können muss, wenn das Kabel sich abkühlt. Die vom Ölbehälter erforderliche Ölleitung wird im allgemeinen an die Öffnungen 11 in den Endverschlüssen oder Sperrmuffen angeschlossen.
Es ist natürlich notwendig, dass, wenn das Kabel im Betrieb ist, ein Ölausgleich zwischen dem Öl, das in dem Kanal 2 des Kabels sich befindet, und dem Öl in der Kammer 12 des Isolators stattfinden kann. Dieser Ausgleich kann jedoch nicht während der Montage der Endverschlüsse oder Sperrmuffen vor sich gehen, weil es unmöglich sein würde, die verschiedenen Teile zu verlöten und im Innern des Isolators ein Vakuum zu erzeugen, während das Öl aus dem Kabelende herausfliesst. Würde der im Innern des Kabels befindliche Ölkanal mit der Kammer im Isolator verbunden bleiben, während evakuiert wird, dann würde das Öl aus dem Kabelkanal in die Pumpe gesaugt werden. Diese würde dann nicht mehr als Vakuumpumpe, sondern als Flüssigkeitspumpe wirken und aus dem Kabel die Flüssigkeit, welche in das Kabel mir viel Mühe hineingebracht ist, herausziehen.
Es ist deshalb erforderlich, die Verbindung, die bei 13 und 19 in Fig. 1 dargestellt ist, erst nach der fertigen Montage herzustellen. Das kann in der Weise geschehen, wie in den Fig. 2,3, 4 und 5 dargestellt ist.
Fig. 2 stellt das zum Einführen in den Isolator fertige Kabelende dar, 1 ist der Leiter.
2 der zentrale Kabelkanal, 3 die Isolierung des Kabels, 4 der Bleimantel, 5 der Verbinder und 6 die Wickelkeule. Der Verbinder ist mit einem zentralen Längskanal 13 versehen. der am Ende mit Hilfe eines Pfropfens 14 abgeschlossen ist.
Dann kann nur eine sehr geringe Menge Isolierflüssigkeit aus dem Kabelende herausfliessen, und das Kabelende kann deshalb, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, in den Isolator eingeführt werden.
In Fig. 3 ist 7 der Isolator mit den Kappen 8 und 9. Wenn das Kabelende in den Isolator eingeführt ist, kann ohne Schwierigkeit die Abdichtung zwischen dem Verbinder 5 und der Kappe 8 vorgenommen werden. Die Abdichtung 15a zwischen dem Bleimantel 4 und der Kappe 9 kann ebenfalls vorgenommen werden, da der zentrale Kanal 13 des Verbinders schon mit Hilfe des Pfropfens 14 abgeschlossen ist.
Der Pfropfen 14 wird später entfernt, damit die Isolierfllissigkeit ausfliessen kann. Der zentrale Kanal 13 wird mit der Öffnung 10 des Hohlraumes des Isolators mit Hilfe des Rohres 16, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, verbunden, und es wird ein Ventil 17 an passender Stelle im Rohr angeordnet. Indem das Veniil17 stets geschlossen gehalten wird, wird in der Kammer 12 durch die Öffnung 11 für eine ausreichend lange Zeit ein Vakuum erzeugt. Das Ventil 17 wird dann geöffnet und die Isolierflüssigkeit wird in die Kammer 12 vom Kabel und dem am Ende des Kabels befindlichen Behälter her hineingelassen. Auf diese Weise wird der Isolator mit der Isolierflüssigkeit gefüllt. Die Verbindung zwischen der Kammer 1. 2 und dem Kabelkanal 2 ist dann, wie es gewünscht war, fortlaufend hergestellt.
Ein anderer Weg zu demselben Ergebnis zu gelangen, ist in der Fig. 4 dargestellt. In ihr ist 5 der Verbinder, 7 der Isolator, 8 die Isolatorkappe, 13 der in dem Verbinder befindliche Längskanal, 18 ein zylindrischer Bolzen, der denselben Durchmesser wie der Kanal 13 hat
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Kanal 13 und der Kammer 12 des Isolators und 20 ein konischer Pfropfen. der mit Hilfe einer Kappe 14 das Ende des Verbinders abschliesst. Der zylindrische Bolzen 18 ist mit dem Pfropfen 20 in passender Weise derart verbunden, dass er gewünschtenfalls entfernt werden kann. Der Bolzen 18 bildet ein Ventil, welches in der dargestellten Lage die Öffnung 19 abschliesst. Wenn alle Teile in der in Fig. 4 dargestellten Lage sich befinden, kann die Isolier- flüssigkeit nicht aus dem Kabelende herausfliessen.
Die Montage kann ohne Schwierigkeiten erfolgen.
Die Kammer des Isolators kann durch eine Vakuumpumpe evakuiert werden, deren
Schlauchende mit der Öffnung 10 verbunden wird. Die Kappe 14 wird darauf entfernt und der Pfropfen 20 mit dem zylindrischen Bolzen 18 ein wenig angehoben, um die Öffnung 19 freizugeben. Auf diese Weise fliesst die Isolierflüssigkeit in die Kammer 12 aus dem Kabel heraus, ohne dass Luft oder Feuchtigkeit eindringen kann0
Wenn der Isolator vollständig gefüllt ist, wird der Bolzen oder das Ventil 18 endgültig entfernt und ein konischer Pfropfen, ähnlich dem bei 20, jedoch ohne Feder, in den Verbinder eingeführt.
Es ist manchmal schwierig, das oben beschriebene Verfahren am Ende des Verbinders auszuführen, wenn das Kabel schon in den Isolator eingeführt ist. Wenn z. B. der Isolator in Sperrmuffen im Innern des Metallkörpers schon befestigt ist, ist es schwierig, den Pfropfen 20 herauszuziehen und den Bolzen oder das Ventil 18, wie es oben beschrieben ist, zu heben.
Unter solchen Verhältnissen ist die in Fig. 5 dargestellte Vorrichtung am zweckmässigsten. In dieser Figur ist 7 der Isolator, 5 der Verbinder und 8 die Isolatorkappe. Der Längskanal des Verbinders ist in zwei Teile 13 und 13b geteilt. Der Teil 13 a ist ständig mit dem Kabelkanal in Verbindung, während der Teil 13 b mit der Kammer 12 des Isolators durch eine radiale Bohrung oder einen radialen Durchgang 19 verbunden ist. Der Pfropfen 14 schliesst ständig das Ende des Längskanales des Verbinders ab.
Zwischen 13a und 18 b ist ein kleiner Abschlussbolzen oder eine kleine Klappe 21 angeordnet. Wenn der Flüssigkeitsdruck in 13a grösser als der in 13 b wird, wird die Klappe automatisch geschlossen, und es kann dann keine Flüssigkeit mehr von 13 nach 13b fliessen.
Wenn dagegen der Druck in 13 b grösser als in 13 a wird, wird die Klappe automatisch geöffnet und die Verbindung zwischen 13 und 13b hergestellt.
Der Einbau des Kabelendes in den Isolator kann auf folgende Weise ausgeführt werden.
In das Innere des Verbinders 5 wird zunächst die Klappe 21 eingeführt, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Um zu vermeiden, dass sich die Klappe während der Arbeiten am Kabelende öffnet, kann man einen kurzen Metalldraht 22 durch den Verbinder und die Klappe hindurchführen. Der Verbinder wird dann auf den Leiter aufgepresst und das Kabelende hergerichtet.
Da die Klappe geschlossen ist und der Flüssigkeitsdruck im Innern des Kabels grösser als der Atmosphärendruck ist, kann keine Flüssigkeit aus dem Verbinder herausfliessen. Unmittelbar vor dem Einbringen des Kabelendes in den Isolator muss der dünne Draht 22 entfernt werden, und die Klappe 21 wird dann lediglich durch die Druckdifferenz geschlossen gehalten.
Das Kabel wird dann in den Isolator eingeführt, und es werden dann die verschiedenen zur Herstellung der Isolation erforderlichen Arbeiten ausgeführt. Durch die Öffnung 10 hindurch wird die Kammer 12 des Isolators evakuiert, und der Isolator wird hierauf mit entgaster Isolerflüssigkeit von einem besonderen Behälter aus gefüllt. Wenn der Isolator gefüllt ist, wird der Druck in der Kammer 12 erhöht, z. B. mit Hilfe einer Druckpumpe, bis ein Druck erreicht ist, der grösser als der Druck ist, der im Kabel herrscht. Dadurch wird die Klappe 21 von selbst geöffnet und die Verbindung zwischen dem Kabel und der Kammer des Isolators ist hergestellt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verbinden eines mit flüssigem Isoliermittel gefüllten Hochspannungskabels mit einer ebenfalls mit einem flüssigen Isoliermittel gefüllten Kabelarmatur, z. B. einem Endverschluss oder einer Sperrmuffe, mit Hilfe eines auf das Kabelende aufgepressten und mit dem Kabelende in das Gehäuse der Kabelarmatur eingeschlossenen Verbinders mit Längsbohrung, dadurch gekennzeichnet, dass man den Durchfluss der Isolierflüssigkeit vom Kabel durch den Verbinder absperrt, bis der Verbinder in der Kabelarmatur angebracht und das Gehäuse der Kabelarmatur evakuiert ist, und dass man alsdann den Durchfluss der Isolierflüssigkeit vom Kabel durch den Verbinder in das Gehäuse der Kabelarmatur freigibt.