Verfahren zur Verbindung von als elektrische Leiter dienenden Bändern Die vorliegende Erfindung bezieht sich,auf ein Ver fahren zur Verbindung flacher, als elektrische Leiter dienende Bänder sowie auf eine Manschette zur Durch- führung des Verfahrens und ;die nach dem Verfahren hergestellte Verbindung vors Bändern.
Beim Anlagenbau, wie zum Beispiel beim Bau von Kraftwerken, Unterwerken und Transformatorenstatio- nen, wenden im Boden in ca.
1,5 m Tiefe vorzugsweise Kupferbänder netzförmig verlegt, wobei die zu erdenden Maschinen, Schalster, Masten usw., an "dieses Erdungs- netz ,
angeschlossen werden. Die Grösse dieser in der Erde verlegten Endungsnetze hängt von der Leistung der Anlagen, der Höhe der verwendeten Spannungen, sowie der örtlichen Leitfähigkeit ides Bodens ab.
Die hierzu verwendeten Kupferbänder haben in der Regel eine Breite von 30s bis 40 nun und ,eine Dicke von 3 mm. An einer Verbindungsstelle zwischen zwei solchen Kupfer bändern müssen die Berührungsflächen trotz mechani scher Beanspruchung, Wärmeausdehnung und einer Stromspitze infolge Blitzschlag in innigen Kontakt ge bracht und gehalten werden. Weiter müssen die Verbin dungsstellen einen geringen übergangswiderstand und eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweisen.
Zur Herstellung solcher Verbindungsstellen sind bis heute verschiedene Verfahren in Anwendung. Nach dem einen Verfahren wenden die miteinander zu verbinden den Stellen von Kupferbändern gelocht und mit durch die Löcher hindurchgeführten Schrauben gegeneinander verschraubt.
Bei einem weiteren Verfahren werden die zu verbindenden Stellen autogen aneinander geschweisst. Bei einem dritten Verfahren werden die zu verbinden den Teile flüssigkeitsidicht finit einer Graphitkokille um geben, in welcher sie nach dem Prinzip der Kupfer-Ther- mitreaktion eingegossen und verschweisst werden.
Diese bekannten Verfahren haben den Nachteil, dass sie arbeitsaufwendig- und teuer sind und dass sie zudem nur vorn handwerklich geübtem Personal oder Fachleuten ausgeübt werden:
können. Die Qualität der bekannten Verbindungen nach den erwähnten Verfah- ren ist zudem schwankend", so dass die Zuverlässigkeit dieser Verfahren oft unbefriedigend ist. Weiter können ,die Schweissverfahren :nur bei regenfreier und trockener Witterung oder unter einem Regenschutzdach ausge übt werden.
Ziel der vorliegenden Erfindung war die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Verbindungen von als elektrische Leiter dienenden Bändern und den zur Durchführung des Verfahrens erforderlichen Mit- teln. Dabei sollte der übergangswld'erstand und die Korrosionsbeständigkeit der Verbindungsstellen wenig stens
-gleich sein,, wie bei iden nach ;den bekannten Ver fahren bergestellen Verbindungen, wobei jedoch die Festigkeit der Verbindiungsstelle besser und gleichmÜssi- ger sein muss ;als bei den bekannten Schweissverfahren;
im Gegensatz zu allen bekannten Verfahren sollte das neue Verfahren von ungelernten Arbeitskräften ausführ bar, schneller, wesentlich billiger und bei jeder Witte- rung .durchführbar sein.
Das Verfahren ,gemäss vorliegendem Patent ist da durch gekennzeichnet, dass mindestens zwei miteinan der zu verbindende, gleichartige Bänder überlappend und/oder stirnseitig .aneinander angelegt, dass anschlies- send eine flache Manschette über die zu verbindenden Teile der Bänder geschoben wird, wonach ,
an mindestens einer Stelle an der Manschette und an den Bändern, senkrecht zur Breitseite der Bänder, eine wenigstens zwei einander gegenüberliegende Flächen verbindende, rissfreie Druckverformung angebracht wird, und dass die Manschette im Bereich der Berührungsflächen min destens so stark wie,
die Bänder verformt wird und zum Zwecke eines innigen Kontaktes eine bleibende plasti sche Verformung erhält.
Die erfindungsgemässe Manschette ist :dadurch ge kennzeichnet, dass ;die Wandstärke der Manschette min destens angenähert der Dicke eines Bandes entspricht und dass die Materialien, aus denen das Band und die Manschette bestehen, einen angenähert gleichen Lö- sungsdruck .aufweisen.
Die Verwendung einer erfindungsgemässen Man schette zur Durchführung ,des Verfahrens bringt den grossen Vorteil, dass die Verformung durch einen ein- fachen Pressvorgang erzeugt werden kann.
Anhand der beigelegten Zeichnung wird die Er findung beispielsweise erläutert. Es zeigen.: Fig. 1 eine Verlängerungsverbindung in perspekti vischer Ansicht, Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine in Fig. 1 ge- zeigte Verbindung,
Fig. 3 eine Verläu!gerungs- und Abzweigungsver- bindung im Schnitt und Fig. 4 eine Abzweigungsverbindung im Schnitt.
Zur Herstellung einer Verlängerungsverbindung zwi schen zwei Kupferbändern 1 und 2, wie sie Fig. 1 zeigt, werden die zu verbindenden Endteile mit ihren Breit seiten aufeinandergelegt. Anschliessend wind eine Kup fermanschette 3 über die sich überlappenden Endteile der Bänder 1 und 2 geschoben.
Die Länge der überlappung (der beiden Bänder 1 und 2 wird bevorzugt so gross gewählt, dess sie minde- stens der Länge 4 der Manschette 3 entspricht, wobei man vorzugsweise die Stirnseite der Bänder über die ent sprechenden Stirnseiten der Manschette 3 hervorstehen lässt.
Die Manschette wind vorzugsweise wie folgt ausge führt. Als Material eignet .sich :ein Elektrolytkupfer oder eine Kupferlegierung, die bei ähnlichen Verfor- mungseigenschaftenr wie das Material der Bänder 1 und 2, ungefähr gleich hart ist wie das Material der Bänder.
Die Wandstärke der Manschette entspricht ungefähr der Dicke eines Kupferbandes. Die lichte Querschnittbreite und. Höhe der Manschette sind etwas grösser als die Breite der Bänder bzw..der Gesamtdicke von zwei auf einander gelegten Bändern, damit die Manschette längs den Bändern und .auf ;der Verbindungsstelle gut ver schiebbar ist.
Ist die Manschette 3 über die zu verbin denden Teile 1 und 2 ,geschoben, dass die Stirnseiten der Bänder mit ;den entsprechenden Stirnseiten der Manschette bündig sind oder darüber hervorstehen, werden bei einer, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ver bindung, auf ,den Breitseiten der Manschette je paar- weise einander gegenüberliegend Kerben 5 und 5a,
6 und 6a mit einer nicht dargestellten hydraulischen Presse derart eingepresst, dass auch in den darunterliegenden Bandteilen entsprechende Verformungen auftreten. Da zwischen den Berührungsflächen der beiden sich über lappenden Bandteile 1 und 2 einerseits und den Berüh- rungsflächenderBesitandt>eile undderManschette 3,ander- seits ein inniger Kontakt bestehen muss,
ist es erforder lich, dass im Bereich der Berührungsflächen zwischen den Manschetten und den Bändern die durch die Er zeugung der Kerben 5 .und 5.a, 6 und 6a in der Man schette entstehende, bleibende plastische Deformation grösser ist als die in Iden Kupferbändern.
Die Kerben 5 und 5,a, 6 =d 6a in Iden Manschetten weisen, wie Fig. 2 zeigt, vorzugsweise einen trapezför- migen Querschnitt auf, dessen Seitenflächen einen An zugswinkel a von 15 Grad haben. Die L" "Qe 7 der Kerben ist vorzugsweise kleiner als die Breite der Kupferbänder 1 und 2 ausgeführt.
In Fig. 3 sind zwei Kupferbänder 8 und 9 mit ihren Stirnseiten gegeneinandergelegt. Über der stirn seitigen Berührungsstelle der Bänder 8 und 9 ist eine Manschette 11 geschoben,
so dass die Berührungsstelle ungefähr in der Längsmitte der Manschette 11 liegt. Weiter ist das Endteil eines Kupferbandes 10 durch die Manschette 11 hindurchgeführt, und die drei Endteile ,der Bänder 8, 9 und 10 sind, durch ,die Kerbenpaare 12 und 12a, 13 und 13a, 14 ,und 14a, 15 und. 15a mit einander verbunden.
In Fig. 4 ist seit der Manschette 18 am Band 16 eine Abzweigung 17 befestigt, wobei zwei Kerbenpaare für eine ausreichende Festigkeit :der Verbindungsstelle genügen.
Method for connecting strips serving as electrical conductors The present invention relates to a method for connecting flat strips serving as electrical conductors and a sleeve for carrying out the method and the connection produced by the method in front of the strips.
In plant construction, such as the construction of power plants, substations and transformer stations, approx.
1.5 m depth, preferably copper strips laid in a network, whereby the machines, switchboards, masts etc. to be earthed are connected to "this earthing network,
connected. The size of this underground network depends on the performance of the systems, the level of the voltages used and the local conductivity of the soil.
The copper strips used for this purpose usually have a width of 30s to 40s and a thickness of 3 mm. At a connection point between two such copper strips, the contact surfaces must be brought into intimate contact and kept in close contact despite mechanical stress, thermal expansion and a current spike as a result of lightning strikes. Furthermore, the connection points must have a low contact resistance and a high level of corrosion resistance.
Various methods have been used to date to produce such connection points. According to one method, the places to be connected are perforated by copper strips and screwed together with screws passed through the holes.
In a further process, the points to be connected are autogenously welded to one another. In a third process, the parts to be connected are sealed in a liquid-tight manner in a graphite mold, in which they are cast and welded according to the principle of the copper-thermal reaction.
These known methods have the disadvantage that they are labor-intensive and expensive and that they are only practiced by technically trained personnel or specialists:
can. The quality of the known connections according to the processes mentioned is also fluctuating, "so that the reliability of these processes is often unsatisfactory. The welding processes can also only be carried out in rain-free and dry weather or under a rain cover.
The aim of the present invention was to create a method for producing connections between strips serving as electrical conductors and the means required to carry out the method. The transition resistance and the corrosion resistance of the connection points should be at least
-be the same, as with iden after; the known method mountain frame connections, but the strength of the connection point must be better and more even;
In contrast to all known processes, the new process should be able to be carried out by unskilled workers, faster, much cheaper and be able to be carried out in any weather.
The method according to the present patent is characterized in that at least two bands of the same type to be connected to one another overlap and / or are placed against one another at the front, that a flat sleeve is then pushed over the parts of the bands to be connected, after which,
At least one point on the cuff and on the bands, perpendicular to the broad side of the bands, a crack-free compression deformation connecting at least two opposing surfaces is applied, and that the cuff in the area of the contact surfaces is at least as strong as,
the ligaments is deformed and given a permanent plastic deformation for the purpose of intimate contact.
The cuff according to the invention is characterized in that the wall thickness of the cuff corresponds at least approximately to the thickness of a band and that the materials of which the band and the cuff are made have an approximately equal solution pressure.
The use of a cuff according to the invention to carry out the method has the great advantage that the deformation can be produced by a simple pressing process.
Using the accompanying drawing, the invention is explained, for example. They show: FIG. 1 an extension connection in a perspective view, FIG. 2 a longitudinal section through a connection shown in FIG. 1,
3 shows an extension and branch connection in section, and FIG. 4 shows a branch connection in section.
To produce an extension connection between tween two copper strips 1 and 2, as shown in FIG. 1, the end parts to be connected are placed on top of each other with their broad sides. Then a Kup fermanschette 3 is pushed over the overlapping end portions of the bands 1 and 2.
The length of the overlap (of the two bands 1 and 2 is preferably chosen to be so large that it corresponds at least to the length 4 of the cuff 3, with the end face of the bands preferably protruding beyond the corresponding end faces of the cuff 3.
The cuff is preferably carried out as follows. Suitable materials are: electrolytic copper or a copper alloy which, with similar deformation properties as the material of strips 1 and 2, is roughly the same hardness as the material of the strips.
The wall thickness of the sleeve corresponds roughly to the thickness of a copper tape. The clear cross-section width and. The height of the cuff is slightly greater than the width of the straps or the total thickness of two straps placed on top of one another, so that the cuff can be easily moved along the straps and on the connection point.
If the cuff 3 is pushed over the parts 1 and 2 to be connected so that the end faces of the straps are flush with the corresponding end faces of the cuff or protrude above, in a connection as shown in FIGS. 1 and 2, on the broad sides of the cuff in pairs opposite each other notches 5 and 5a,
6 and 6a pressed in with a hydraulic press (not shown) in such a way that corresponding deformations also occur in the belt parts below. Since there must be intimate contact between the contact surfaces of the two overlapping belt parts 1 and 2 on the one hand and the contact surfaces of the parts and the sleeve 3 on the other hand,
It is necessary that in the area of the contact surfaces between the cuffs and the bands, the permanent plastic deformation resulting from the creation of the notches 5 and 5.a, 6 and 6a in the cuff is greater than that in the copper bands.
The notches 5 and 5, a, 6 = d 6a in the sleeves, as FIG. 2 shows, preferably have a trapezoidal cross-section, the side surfaces of which have an angle of attack α of 15 degrees. The L "" Qe 7 of the notches is preferably made smaller than the width of the copper strips 1 and 2.
In Fig. 3, two copper strips 8 and 9 are placed against one another with their end faces. A sleeve 11 is pushed over the front contact point of the bands 8 and 9,
so that the point of contact lies approximately in the longitudinal center of the sleeve 11. Further, the end part of a copper band 10 is passed through the sleeve 11, and the three end parts, which are bands 8, 9 and 10, through the pairs of notches 12 and 12a, 13 and 13a, 14, and 14a, 15 and. 15a connected to each other.
In FIG. 4, a branch 17 is attached to the band 16 since the cuff 18, two pairs of notches being sufficient for sufficient strength: the connection point.