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Die Erfindung betrifft einen Kabelendverschluss für ein isoliertes Hochspannungskabel mit einem festen
Gehäuse, das einen Hohlraum aufweist, in dem sich ein vorgeformter, elastischer, vorzugsweise dielektrischer
Füllkörper befindet, auf dessen eine Stirnfläche ein zum Kabel koaxiales federndes Druckglied wirkt, um eine im wesentlichen luftfreie Flächenberührung zwischen Kabel und Füllkörper zu erzielen.
Eines der bei Hochspannungskabeln und Kabelanschlüssen auftretenden Probleme besteht darin, eine im wesentlichen luftfreie Zwischenflächenberührung zwischen der Isolierung des Kabels und einem vorgeformten, rohrförmigen, isolierenden und deformierbaren Füllkörper herzustellen und aufrechtzuerhalten, der sich innerhalb der Höhlung des Anschlussgehäuses befindet. Hier schafft eine bekannte Konstruktion dadurch Abhilfe, dass ein elastischer Isolierkörper durch eine Feder gegen das Kabel gedrückt wird. Die Federspannung wird durch
Aufschrauben einer Kappe auf das eigentliche Gehäuse erreicht. Dabei ist es jedoch schwierig, die Teile zusammenzubauen und vor allem genau die richtigen Druckverhältnisse herzustellen (USA-Patentschrift
Nr. 3, 335, 215).
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Kabelendverschluss der eingangs erwähnten Art für ein isoliertes Hochspannungskabel zu schaffen, bei dem einerseits der Füllkörper durch ein federndes Druckglied praktisch luftfrei satt am Kabel anliegt und anderseits das Einführen des Kabelendes in die Bohrung des
Füllkörpers ohne Schwierigkeit möglich ist.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass sich das dem Füllkörper gegenüberliegende Ende des federnden Druckgliedes an einem mit dem Gehäuse verbundenen unteren Deckel abstützt und dass eine Vorrichtung vorgesehen ist, welche die Wirkung des federnden
Druckgliedes auf den Füllkörper zum Zweck der Erleichterung der Montage vorübergehend aufzuheben gestattet.
Mit einer solchen Vorrichtung kann also das Kabelende ohne Schwierigkeiten in den Hohlraum des Füllkörpers eingeführt und dann erst der Druck des federnden Druckgliedes zur Wirkung gebracht werden, wobei eine im wesentlichen luftfreie Flächenberührung zwischen dem elastischen Füllkörper und dem Kabelmantel erreicht ist.
Der Anpressdruck kann dabei durch Wahl der Feder auf eine gewünschte Grösse fest eingestellt werden. Dabei ergibt sich der weitere Vorteil, dass der Kabelendverschluss leicht und rasch am Endteil des Kabels angebracht werden kann, ohne dass zur Montage ein hochqualifizierter Fachmann erforderlich ist.
Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht die Vorrichtung zur Erleichterung der Montage aus einem Ring, der zwischen der inneren Endfläche des Druckgliedes und dem Füllkörper liegt und mit mindestens zwei, längs der Aussenseite des Druckgliedes verlaufenden Schenkeln verbunden ist, die in stark gespanntem Zustand des federnden Druckgliedes das äussere Ende des Druckgliedes überragen, durch Ausnehmungen des unteren Deckels hindurchgehen und an diesem in leicht lösbarer Weise verriegelt sind. Nachdem das Kabel in die Bohrung des Füllkörpers ganz eingeführt ist, wird die Verriegelung gelöst, um so die Wirkung der Feder freizugeben.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen, die Ausführungsbeispiele der Erfindung enthalten. In den Zeichnungen zeigen : Fig. l eine schematische Ansicht eines voll zusammengebauten Kabelendverschlusses gemäss der Erfindung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach Linie 3-3 der Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach Linie 4-4 der Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt ähnlich wie Fig. 4, jedoch in einer Stellung, in der die Halterung des Federgliedes noch nicht freigegeben ist, Fig. 6 eine auseinandergezogene schaubildliche Ansicht zur Darstellung des die Federkraft ausübenden Druckgliedes und der Einzelteile, um die Feder lösbar festzuhalten.
In den Zeichnungen ist der erfindungsgemässe Kabelendverschluss als Ganzes mit--10--bezeichnet, der im besonderen dazu geeignet ist, an isolierten Hochspannungskabeln, wie beispielsweise am Kabel--12--, angebracht zu werden. Das Kabel 12 hat einen Innenleiter--14--und einen inneren leitenden Abschirmmantel-18-um diesen Innenleiter --14-- herum. Der innere leitende Abschirmmantel-IS-- ist von einem Isoliermantel --20- umgeben. Um den Isoliermantel --20-- des Kabels ist ein äusserer, koaxialer, leitender Abschirmmantel --22-- herurngelegt, der üblicherweise Erdpotential derart hat, dass der
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--20- zwischen--30-- befestigt ist.
Der Erdungswinkel weist einen horizontalen Schenkel auf, der sich nach aussen erstreckt und den Kabelendverschluss --10-- trägt. Das äussere Ende des eingespleissten Erdungskabels-25-ist elektrisch mit dem Erdungswinkel-28-durch eine Schraubklemme verbunden, die als Ganzes mit-32bezeichnet ist (s. Fig. l). Der Kabelendverschluss wird in seiner aufrechten senkrechten Lage auf einer getrennten
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festem Isoliermaterial hergestellt ist, beispielsweise im Nassverfahren hergestelltem Porzellan mit einer glasierten Aussenfläche, die äusseren Wettereinflüssen lange Zeit ohne Abnutzung widerstehen kann.
Das Gehäuse --38-hat einen zylindrischen, länglichen und axialen Hohlraum --40-- von gleichmässigem Durchmesser, der sich zwischen den oberen und unteren Enden erstreckt. Dieser Hohlraum --40-- ist an den entgegengesetzten Enden offen, so dass nun ein vorbereitetes Kabelende des Kabels --12-- eingeführt werden kann. Die Aussenfläche des Gehäuses ist mit einer sich radial nach aussen erstreckenden Ringrippe --42-- in der Nähe des oberen Endes versehen, und eine ähnliche Ringrippe --44-- ist am unteren Ende angebracht. Zwischen
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45-üblicherGehäuses-38-ist eine federnde Unterlegscheibe --48-- angeordnet.
Nachdem der Kabelendteil des Kabels-12-in der richtigen Weise dadurch vorbereitet wurde, dass Teile der Isolierung und der äusseren Abschirmung entfernt wurden, wird nun das Kabel nach oben in den Hohlraum --40-- eingesteckt. Das obere Ende des Isoliermantels --20-- endigt in einer Höhe, die der Unterfläche der Strinwand --46a-- des Deckels --46-- entspricht. Der kurze, nicht abgedeckte Teil des Innenleiters --14-- des Kabels ragt nach oben durch die Mittelöffnung der Stirnwand--46a--, durch die Mittelöffnung einer Zwischenscheibe --50-- hindurch und in ein Loch einer Buchse --52a-- hinein, die das
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--54-- oderKabelklemme, verbunden werden kann.
Der Deckel-46-, die Zwischenscheibe --50-- und der untere Endteil des Anschlussbolzens-52-sind durch eine abnehmbare flexible Kappe --58-- umschlossen, die aus einem halbleitenden Gummi oder einem andern geeigneten Material besteht. Ein kurzes Teilstück des Schaftes-52b-des Anschlussbolzens ist dann frei zum Anschluss an das Kabel-54--.
Gemäss der Erfindung ist nun ein länglicher, rohrförmiger, dielektrischer Füllkörper-60--aus deformierbarem, gummiartigem Material im Hohlraum --40-- des Gehäuses --38-- angeordnet, wobei sein oberes Ende gegen die untere Unterfläche der Stirnwand --46a-- des Deckels --46-- anliegt. Der Füllkörper ist aus elastischem Isoliermaterial mit einer hohen dielektrischen Festigkeit gebildet und, wenn es im Gehäuse - eingebaut ist, nimmt es einen beträchtlichen Teil der gesamten Länge des Hohlraumes --40-- ein.
Die Länge und die Wandstärke des Füllkörpers und ausserdem auch der Durchmesser des Hohlraumes-40des Gehäuses sowie die Länge des Gehäuses-38-werden im wesentlichen durch die Betriebsspannung des Kabels --12-- bestimmt. Bei höheren Spannungen ist eine grössere Länge und eine grössere Stärke erforderlich.
Das untere Ende des Gehäuses-38-hat einen unteren Deckel--62--, der im wesentlichen ähnlich dem oberen Deckel--46--ist. Auch dieser hat eine kreisförmige, untere Stirnwand --62a-- mit einer Mittelöffnung-63-für das Kabel und einen sich nach oben erstreckenden, im wesentlichen zylindrischen Mantel --62b--, der die untere Ringrippe --44-- des Gehäuses umgibt. Um den unteren Deckel-62am Gehäuse dauernd zu befestigen, ist die Oberkante des Mantels --62b-- nach innen, wie bei --62c-- angedeutet, umgebördelt und liegt so gegen die obere Innenkante der unteren Ringrippe --44-- an.
Ferner ist zwischen dem Unterende des Gehäuses und der oberen Fläche der Stirnwand --62a-- eine federnde Unterlegscheibe --64-- angeordnet, Abstandsvorsprünge --65-- dienen gegebenenfalls als Anschlüsse für den Draht-24-.
Gemäss der Erfindung ist der untere Deckel --62-- mit einem ersten Paar von sich nach unten
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durch Deformieren des Materials zwischen den Schlitzen zu bogenförmigen Abstandsstücken gebildet, wie dies besonders deutlich aus Fig. 6 hervorgeht. Zusätzlich zu den Vorsprüngen-65-ist ein Paar von grösseren, sich
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Abstand angeordnete, nach unten gerichtete Vorsprünge vorhanden sind, um die Stirnwand --62a-- nach oben im Abstand oberhalb der oberen Fläche der Trägerplatte --34-- zu halten, wenn der Kabelendverschluss --10-- dort in seiner normalen senkrechten Stellung gemäss Fig. l, 2,4 und 5 montiert wird.
Die Trägerplatte --34-- hat eine Öffnung --34a-- für das Kabel --12--, das sich nach oben hindurch erstreckt. Der Kabelendverschluss --10-- ist an der Trägerplatte durch ein Paar von Schrauben --67-- befestigt, die einen Kopf und einen rechteckigen Schaft--67a--haben (s. Fig. 3). Die trogartigen Abstandsleisten-66-des Deckels-62-haben radiale Schlitze --66a--, die sich in diametral entgegengesetzten Richtungen von der Mittleöffnung --63-- aus erstrecken.
Die Köpfe der Schrauben - sitzen in den trogartigen Abstandsleisten, und die rechteckigen Schäfte --67a-- werden gegen Drehung durch Anlage gegen die gegenüberliegenden Kanten der Schlitze--66a--gehalten. Die Schrauben ragen nach unten durch Löcher der Trägerplatte --34-- hindurch und werden dann mit Muttern--68--auf ihren unteren Enden unterhalb der Trägerplatte versehen, um so den Kabelendverschluss sicher zu halten. Die im
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Druckkraft gegen den Füllkörper stellt gleich zu Anfang eine im wesentlichen luftfreie Zwischenflächenberührung mit der Innenfläche des Hohlraumes des Füllkörpers und dem Isoliermantel des in den Kabelendverschluss eingesteckten Kabelendteiles her und hält diese luftfreie Berührung anschliessend aufrecht.
Um nun den Einbau des Kabels-12-in dem Kabelendverschluss --10-- zu erleichtern, wird die Schraubenfeder--70--in zusammengepresstem Zustand gemäss Fig. 5 so lange gehalten, bis der vorbereitete Endteil des Kabels voll eingesteckt ist und der Anschlussbolzen --52-- mit einem Presswerkzeug befestigt ist. Um nun während einer bestimmten Zeit die Schraubenfeder --70-- bis zum Kabeleinbau ausser Wirkung zu setzen, wird ein aus Blech gebildeter Haltenapf--72-- (Fig. 6) zusammen mit einem oder mehreren lösbaren
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kurzen, nach unten ragenden, einstückigen, zylindrischen Mantel--74--, um die oberen Windungen der Schraubenfeder koaxial fluchtend mit der Längsachse des Hohlraumes--40--des Gehäuses--38--zu halten.
Am Mantel --74-- ist ein Paar von nach unten gerichteten parallelen Halteschenkeln--75- angeformt, die sich achsparallel zur Schraubenfeder an entgegengesetzten Seiten derselben erstrecken. Die
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Enden der Halteschenkel --75-- durchgreifen nach unten Schlitze --77-- in der Stirnwand --62a-- und haben Schlitzt --75a-- (Fig.6), in die die Teilstücke --76a-- der Riegel --76-- eingreifen, die aus Draht oder einem andern Material gebildet sind.
Wenn der Kabelendverschluss --10-- zum ersten Mal zusammengebaut wird, so wird die Schraubenfeder --70- auf eine kürzere Länge als normal dadurch
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des Deckels-62-, und die Teilstücke --76a-- der Riegel --76-- werden in die Schlitze --75a-- der Halteschenkel unterhalb der unteren Stirnwand--62a--eingesteckt. Die äussere Druckkraft der Druckfeder ist damit ausgeschaltet, und die Schraubenfeder --70-- wird in diesem Zustand durch den Haltenapf--72-, den Deckel --62-- und die Riegel --76-- so lange gehalten, bis diese letzteren beim Einbau eines Kabels in den Kabelendverschluss entfernt werden.
Der ringförmige, elastische, dielektrische Füllkörper--60--hat eine im wesentlichen zylindrische längliche und durchgehende Bohrung-80--, die zur Aufnahme eines vorbereiteten Kabelendes dient. Der Durchmesser der Bohrung ist stufenförmig und so ungefähr dem stufenförmigen äusseren Durchmesser des vorbereiteten Kabels angepasst, wenn der Füllkörper keinem Druck ausgesetzt ist (s. Fig. 5). Das Kabel wird dann in den Kabelendverschluss eingesetzt, nachdem es durch Abnahme des Isoliermantels--20-und des äusseren Abschirmmantels --22-- auf einer vorbestimmten Länge freigelegt ist (s.
Fig. l), und wird dann nach oben durch die Bohrung--80--des Füllkörpers so weit eingeschoben, bis der kurze, obere, freiliegende Endteil des Innenleiters-14-sich nach oben durch die Stirnwand -46a-- des oberen Deckels --46-- erstreckt.
Der Anschlussbolzen --52-- wird auf den Innenleiter --14-- oberhalb der Zwischenscheibe-50aufgesteckt und die Buchse --52a-- mit einem Druckwerkzeug zusammengepresst, um so das Kabel im Kabelendverschluss-10-zu halten.
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Das Einfügen eines vorbereiteten Endstückes des Kabels --12-- in die Bohrung-80-des Füllkörpers --60-- geschieht mit Spiel, wie in Fig. 5 dargestellt, da die Schraubenfeder --70-- in Längsrichtung durch die Riegel --76-- zusammengedrückt gehalten ist, deren Teilstücke--76a-in Schlitze--75a-in den unteren Enden der Schenkel unterhalb der Stirnwand --62a-- des unteren Deckels --62-- eingreifen.
Infolge dieser Halterung der Schraubenfeder übt sie keine nennenswerte Kraft auf den Druckring --71-- oder die untere Stirnfläche des dielektrischen Füllkörpers --60-- aus, der also nunmehr in nichtzusammengepresstem oder freiem Zustand ist.
Nachdem der Anschlussbolzen angedrückt ist, werden die Riegel-76-aus den Schlitzen --75a-- der Halteschenkel --75-- durch Herausziehen entfernt. Die Abstandsvorsprünge --65 und 66-ergeben einen ausreichenden Abstand, um das Herausziehen der Teilstücke-76a-aus den Schlitzen-75a-am unteren Ende der Halteschenkel --75-- zu erleichterm.
Bei Freikommen der Riegel von den Schenkeln wird die Haltekraft der Schraubenfeder --70-- freigegeben. Diese dehnt sich nach oben aus ihrem zusammengepressten Zustand (Fig. 5) in ihren normalen ausgedehnten Zustand (Fig. 6) aus, so dass nun eine beträchtliche Druckkraft nach oben gegen die ringförmige, untere Stirnfläche des elastischen Füllkörpers-60-ausgeübt wird. Da der Füllkörper-60-aus deformierbarem, elastischem Material gebildet ist, wird die Länge des Füllstückes durch die Federkraft reduziert. Der Innendurchmesser der Bohrung zieht sich um den Isoliermantel --20-- herum zusammen und entspricht nun auf einer kurzen Länge dem äusseren Abschirmmantel-22--.
Wenn dieses Zusammenziehen eintritt, so wird im wesentlichen die ganze Luft zwischen der Innenfläche der Bohrung - und den benachbarten gegenüberliegenden Flächen des Isoliermantels-20-und dem äusseren Abschirmmantel-22-ausgetrieben. Da nun die Rückhaltekraft auf die Schraubenfeder --70-- erst nach dem vollständigen Einsetzen und Einstecken des vorbereiteten Kabelendes entfernt wird, so erfolgt das anfängliche Einstecken des Kabels in die Bohrung des Füllkörpers mit Spiel und damit leicht.
Nachdem die Rückhaltekraft auf die Schraubenfeder --70-- freigegeben ist, übt die Schraubenfeder einen ständigen Druck aus, um eine im wesentlichen luftfreie Zwischenflächenberührung zwischen dem Kabel und dem Füller auch dann aufrechtzuerhalten, wenn Temperaturänderungen eintreten, die eine Ausdehnung und eine Zusammenziehung der verschiedenen Teile des Kabelendverschlusses, insbesondere des Füllkörpers-60--, bewirken.
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--10-- gestattetFüllkörper --60-- und dem Endteil des Kabels.
Die im wesentlichen luftfreie Zwischenflächenberührung zwischen dem Füllkörper und dem Kabel wird durch eine auf den Füllkörper-60-ausgeübte Federkraft aufrechterhalten, wodurch auch eine Ausdehnung oder Zusammenziehung der Teile infolge Änderungen der äusseren Temperatur kompensiert wird. Während des anfänglichen Einsteckens des abisolierten Endteiles des Kabels in den Kabelendverschluss kann ein dielektrisches Schmierfett auf die Oberfläche des Kabels aufgebracht werden, um das freie und leichte Einsetzen des Kabelendteiles in die Bohrung des Füllkörpers und dem Austreiben der Luft zu erleichtern.
Wenn dann später die Haltekraft auf die Druckfeder durch Herausziehen der Riegel freigegeben wird, so erleichtert dieses Fett das Austreiben irgendwelcher Luft zwischen den gegenüberliegenden Flächen von Kabel und Füllkörper und hilft auch beim Aufrechterhalten einer im wesentlichen luftfreien Zwischenberührung zwischen dem Füllkörper und dem Kabel beim Ausdehnen und Zusammenziehen der Teile, wie sie durch Änderungen der Aussentemperatur auftreten können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kabelendverschluss für isolierte Hochspannungskabel mit einem festen Gehäuse, das einen Hohlraum aufweist, in dem sich ein vorgeformter, elastischer, vorzugsweise dielektrischer Füllkörper befindet, auf dessen eine Stirnfläche ein zum Kabel koaxiales federndes Druckglied wirkt, um eine im wesentlichen luftfreie
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dem Füllkörper (60) gegenüberliegende Ende des federnden Druckgliedes (70) an einem mit dem Gehäuse (38) verbundenen unteren Deckel (62) abstützt und dass eine Vorrichtung (72) vorgesehen ist, welche die Wirkung des federnden Druckgliedes (70) auf den Füllkörper (60) zum Zweck der Erleichterung der Montage vorübergehend aufzuheben gestattet.
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