CH626474A5

CH626474A5 - Cable fitting for connecting a screened heavy-current cable to an electrical apparatus

Info

Publication number: CH626474A5
Application number: CH314178A
Authority: CH
Inventors: Hans Lehrl
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1977-06-09
Filing date: 1978-03-22
Publication date: 1981-11-13
Also published as: IT1095081B; FR2394196B1; DE2726403A1; FR2394196A1; GB1591596A; SE7806368L; DE2726403C3; IT7824208A0; DE2726403B2

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für geschirmte Starkstromkabel mit einer extrudierten Kunststoffisolierung und äusserer Leitschicht eine Garnitur zum Anschluss des Kabels an ein elektrisches Gerät zu schaffen, die bei Verwendung eines vorgefertigten elastischen Isolierkörpers hochspannungsfest und berührungssicher ausgebildet ist. The invention has for its object to provide a set for connecting the cable to an electrical device for shielded power cables with an extruded plastic insulation and outer conductive layer, which is designed to be high voltage resistant and safe to touch when using a prefabricated elastic insulating body.

Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer Kabelga'rnitur zum Anschluss eines geschirmten Starkstromkabels mit Kunststoffisolierung und äusserer Leitschicht an ein elektrisches Gerät aus, bei der in einem gestreckten oder knieförmig abgewinkelten Metallgehäuse ein gummielastischer Isolierkörper angeordnet ist, in den ein Kontaktelement zur Verbindung des elektrischen Leiters des Kabels mit dem Anschlusselement des Gerätes eingebettet ist und der eine Bohrung zur Aufnahme eines Kabelendes aufweist, und bei der am kabelseitigen Ende ein Steuerdeflektor angeordnet ist, der im montierten Zustand mit dem Kabelschirm in elektrischem Kontakt steht. Gemäss der Erfindung ist vorgesehen, dass der Steuerdeflektor aus elastischem, elektrisch leitendem Kunststoff besteht und auf der Innenseite des kabelseitigen, zylindrisch ausgebildeten Endes des Isolierkörpers in diesen eingebettet ist und einen abgestuften Fussteil zur Auflage sowohl auf der äusseren Leitschicht als auch auf dem Schirm des Kabels aufweist, dass im Bereich des Kontaktelementes in den Isolierkörper eine Schirmelektrode aus elastischem, elektrisch leitendem Kunststoff eingebettet ist und dass zwischen dem Isolierkörper und dem Metallgehäuse eine kompressible Schicht aus ebenfalls elektrisch leitendem Kunststoff angeordnet ist. To achieve this object, the invention is based on a cable set for connecting a shielded power cable with plastic insulation and an outer conductive layer to an electrical device, in which a rubber-elastic insulating body is arranged in a stretched or knee-shaped angled metal housing, into which a contact element for connecting the electrical conductor of the cable is embedded with the connection element of the device and which has a bore for receiving a cable end, and in which a control deflector is arranged at the cable end, which is in electrical contact with the cable shield in the assembled state. According to the invention it is provided that the control deflector consists of elastic, electrically conductive plastic and is embedded on the inside of the cable-side, cylindrically shaped end of the insulating body and a stepped foot part for support both on the outer conductive layer and on the shield of the cable has that a shield electrode made of elastic, electrically conductive plastic is embedded in the area of the contact element and that a compressible layer of likewise electrically conductive plastic is arranged between the insulating body and the metal housing.

Eine derart ausgebildete Kabelgarnitur lässt sich leicht montieren, da das entsprechend vorbereitete Kabelende im wesentlichen nur in das den gummielastischen Isolierkörper enthaltende Metallgehäuse eingeführt, der Schirm des Kabels mit dem Metallgehäuse und das Anschlusselement mit weiteren Kontakelementen verbunden zu werden braucht. Die Garnitur ist durch Verwendung eines Metallgehäuses berührungssicher und durch Verwendung eines gummielastischen Steuer-deflektors, einer elastischen Schirmelektrode und einer kom-pressiblen Leitschicht zwischen dem Isolierkörper und dem Metallgehäuse hochspannungsfest, wobei die kompressible Leitschicht gleichzeitig die Volumenausdehnungen des Isolierkörpers und der Kabelisolierung ausgleicht. A cable set designed in this way can be easily assembled, since the correspondingly prepared cable end is essentially only inserted into the metal housing containing the rubber-elastic insulating body, the shield of the cable has to be connected to the metal housing and the connecting element to further contact elements. The set is touch-proof by using a metal housing and by using a rubber-elastic control deflector, an elastic shielding electrode and a compressible conductive layer between the insulating body and the metal housing, whereby the compressible conductive layer at the same time compensates for the volume expansion of the insulating body and the cable insulation.

Die im Rahmen der Erfindung vorgesehene kompressible The compressible provided within the scope of the invention

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

626474 626474

elektrisch leitende Schicht besteht mit Vorteil aus einem geschäumten Kunststoff. In diesem Fall empfiehlt es sich, die kompressible Schicht an ihrer Grenzfläche zum Isolierkörper mit einer sogenannten Integralhaut auszuführen, das heisst die unmittelbar an den Isolierkörper angrenzende Schicht der 5 kompressiblen Leitschicht ist aus hochspannungstechnischen Gründen porenfrei, also homogen. The electrically conductive layer advantageously consists of a foamed plastic. In this case it is advisable to design the compressible layer at its interface with the insulating body with a so-called integral skin, i.e. the layer of the 5 compressible conductive layer directly adjacent to the insulating body is non-porous for high-voltage reasons, that is to say homogeneous.

Es besteht aber auch die Möglichkeit, der kompressiblen elektrisch leitenden Schicht die Form einer hautartigen Umhüllung zu geben, die in regelmässigen Abständen in Umfangsrich- ]0 tung und/oder in Längsrichtung oder wendeiförmig verlaufende, am Metallgehäuse anliegende Rippen trägt. In diesem Fall nehmen die zwischen den Rippen befindlichen Hohlräume die Volumenausdehnung des Isolierkörpers und der Kabelisolierung auf. 15 However, there is also the possibility of giving the compressible, electrically conductive layer the shape of a skin-like covering which bears at regular intervals in the circumferential direction and / or in the longitudinal direction or in the form of a helical rib lying on the metal housing. In this case, the cavities located between the ribs take up the volume expansion of the insulating body and the cable insulation. 15

Ein Ausführungsbeispiel der neuen Kabelgarnitur ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. An embodiment of the new cable set is shown in FIGS. 1 and 2.

Bei der in Fig. 1 im Längsschnitt und in Fig. 2 im Querschnitt dargestellten Garnitur 1 handelt es sich um einen knie-förmigen Transformatoranschluss, der im wesentlichen aus 2o dem Metallgehäuse 11, dem Isolierkörper 13 und dem Kontaktelement 17 besteht. Der Isolierkörper 13 aus einem elastischen Material, beispielsweise aus Silikonkautschuk, enthält im knie-förmigen Bereich eine Schirmelektrode 14 aus elektrisch leitendem Kunststoff, die die Teile 8/9 des Kontaktelementes 17 2s umgibt. In den Isolierkörper 13 ist das Ende eines kunststoffiso-lierten Mittelspannungskabels 2 eingeführt, wozu ein Einführungsstutzen 12 vorgesehen ist, der mit dem Metallgehäuse 11 verschraubt ist. In den Isolierkörper 13 ist am kabelseitigen Ende weiterhin der Steuerdeflektor 15 aus einem elektrisch lei- 30 tenden elastischen Werkstoff, beispielsweise ebenfalls aus Silikonkautschuk, eingebettet. Der Fuss des Deflektors ist stufenförmig gestaltet, um sowohl auf der äusseren Leitschicht als auch auf dem Schirm des Mittelspannungskabels aufliegen zu können. Hierzu ist das Ende des Kabels 2 entsprechend vorbe- 35 The set 1 shown in longitudinal section in FIG. 1 and in cross section in FIG. 2 is a knee-shaped transformer connection, which essentially consists of the metal housing 11, the insulating body 13 and the contact element 17. The insulating body 13 made of an elastic material, for example made of silicone rubber, contains in the knee-shaped area a shield electrode 14 made of electrically conductive plastic, which surrounds the parts 8/9 of the contact element 17 2s. The end of a plastic-insulated medium-voltage cable 2 is inserted into the insulating body 13, for which purpose an insertion socket 12 is provided which is screwed to the metal housing 11. The control deflector 15 made of an electrically conductive elastic material, for example likewise made of silicone rubber, is also embedded in the insulating body 13 at the end on the cable side. The base of the deflector is designed step-like so that it can rest on both the outer conductive layer and the screen of the medium-voltage cable. For this purpose, the end of the cable 2 is prepared accordingly

reitet, das heisst die Isolierung 4 ist vom Leiter 3 so weit entfernt, dass der Leiteranschlussbolzen 8 auf das Leiterende aufgesetzt werden kann, die Leitschicht 5 ist im Bereich der Auflagefläche des Isolierkörpers 13 auf der Kabelisolierung 4 entfernt und der aus Kupferdrähten bestehende Schirm 6 des Kabels ist nach hinten auf den Kabelmantel 7 umgelegt und wird nach der Montage der Garnitur mit dem Metallgehäuse 11 in nicht näher dargestellter Weise über eine entsprechende Schelle verbunden. Zwischen dem Isolierkörper 13 und dem Metallgehäuse 11 ist die elektrisch leitende, kompressible Kunststoffschicht 18 angeordnet, bei der es sich, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, entweder um eine Schaumstoffschicht 18 handeln kann oder um eine hautartige Umhüllung, die in regelmässigen Abständen mit in Längsrichtung verlaufenden Rippen 19 versehen ist. Die in der Schaumstoffschicht 18 vorhandenen Hohlräume bzw. die zwischen den Rippen 19 vorhandenen Hohlräume 20 nehmen beim Betrieb der Kabelgarnitur die durch Erwärmung bedingten Volumenänderungen des Isolierkörpers 13 und der Kabelisolierung 4 auf. Dabei ist zwischen dem Einführungsstutzen 12 und dem Isolierkörper 13 ebenfalls eine kompressible Schicht 16 angeordnet, die Längsdehnungen des Isolierkörpers 13 aufnimmt und gleichzeitig eine Dichtfunktion ausübt. Das kompressible Element 16 kann gegebenenfalls ebenfalls elektrisch leitend sein. rides, that is, the insulation 4 is so far from the conductor 3 that the conductor connection bolt 8 can be placed on the conductor end, the conductive layer 5 is removed in the area of the support surface of the insulating body 13 on the cable insulation 4 and the shield 6 made of copper wires Cable is folded back onto the cable jacket 7 and is connected to the metal housing 11 in a manner not shown after the assembly of the set by a corresponding clamp. Arranged between the insulating body 13 and the metal housing 11 is the electrically conductive, compressible plastic layer 18, which, as can be seen in particular from FIG. 2, can either be a foam layer 18 or a skin-like covering which is regularly interspersed with Ribs 19 extending in the longitudinal direction is provided. The cavities present in the foam layer 18 or the cavities 20 present between the ribs 19 absorb the volume changes of the insulating body 13 and the cable insulation 4 due to heating during operation of the cable fitting. In this case, a compressible layer 16 is also arranged between the inlet connector 12 and the insulating body 13, which absorbs the longitudinal expansions of the insulating body 13 and at the same time performs a sealing function. The compressible element 16 can optionally also be electrically conductive.

Im trafoseitigen Ende der Garnitur 1 ist der Hohlraum 10 zur Aufnahme der entsprechenden Transformatordurchführung vorgesehen. In diesen Raum ragt der Kontaktstift 9 hinein, der mit dem Leiteranschlussbolzen 8 verschraubt ist. Anstelle des dargestellten Kontaktelementes 17 können auch an sich bekannte, anders aufgebaute Kontaktelemente, insbesondere steckbare Kontaktelemente verwendet werden, die in der Schirmelektrode 14 mechanisch verankert sind und in die das mit einem Rundbolzen versehene Ende des Leiters 3 lediglich eingesteckt wird. In the transformer-side end of the set 1, the cavity 10 is provided for receiving the corresponding transformer bushing. The contact pin 9, which is screwed to the conductor connecting bolt 8, projects into this space. Instead of the contact element 17 shown, known, differently constructed contact elements, in particular plug-in contact elements, can also be used, which are mechanically anchored in the shield electrode 14 and into which the end of the conductor 3 provided with a round bolt is merely inserted.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

626474

1.Cable set for connecting a shielded power cable with plastic insulation and an outer conductive layer to an electrical device, in which a rubber-elastic insulating body is arranged in a stretched or knee-shaped angled metal housing, in which a contact element for connecting the electrical conductor of the cable to the connecting element of the device is embedded and which has a bore for receiving a cable end, and in which a control deflector is arranged at the cable end, which is in electrical contact with the cable shield in the assembled state, characterized in that the control deflector (15) consists of elastic, electrically conductive plastic and on the inside of the cable-side, cylindrically shaped end of the insulating body (13) is embedded therein and has a stepped foot part for resting both on the outer conductive layer (5) and on the screen (6) of the cable, that in the area of the contact mentes (17) in the insulating body a shield electrode (14) made of elastic, electrically conductive plastic is further embedded and that between the insulating body (13) and the metal housing (11) a compressible layer (18) is also made of electrically conductive plastic.

2. Cable set according to claim 1, characterized in that the compressible electrically conductive layer (18) consists of foamed plastic.

2nd

PATENT CLAIMS

3. Cable set according to claim 1, characterized in that the compressible electrically conductive layer consists of a skin-like covering which carries at regular intervals in the circumferential direction and / or in the longitudinal direction or helically extending ribs (19) resting on the metal housing (11).

The development in the field of fittings for electrical cables has recently taken place with the aim of creating space-saving structures which can be assembled as quickly as possible.This development relates both to common fittings such as end closings and connecting and branch sleeves as well as to fittings of a special design, such as these for example, for connecting power cables to electrical devices such as transformers and switchgear.

The development of sets for connecting plastic-insulated, shielded power cables in the medium-voltage range, i.e. in the range from 10 to 30 kV, to electrical devices has led to designs that consist of prefabricated, partly elastic components. These constructions are often designed in the shape of a knee, the insulated electrical feedthrough of the electrical device and the conductor of the power cable being electrically connected to one another via a contact element which may be surrounded by a shielding electrode and surrounded by an insulating sheath with a grounded outer shield. The outer shield can be a metal housing which merges into a metal control deflector and in which the elastic insulating body is embedded (US Pat. No. 3,307,137, US Pat. No. 3,323,097), or it can be a layer made of an electrically weakly conductive plastic , which is applied to the elastic insulating body (DT-OS 25 53 135). However, the latter construction is not to be regarded as completely safe to touch due to the outer shielding made of an electrically weakly conductive plastic. On the other hand, the known constructions with an outer metal housing have the disadvantage that the elastic insulating bodies cannot breathe under different thermal loads or that changes in volume can lead to gaps between the electrically stressed parts. Attempts have been made to counteract this by using a soft-elastic body as the insulating body which is pressurized axially by means of a spiral spring (DT-OS 17 65 925.17 90 290, 17 90 292). However, this is an additional design effort that does not make the assembly of the cable assembly easier.

Furthermore, it is known to use prefabricated silicone rubber-made end termination bodies for generally customary end terminations, in which an elastic control element is embedded, which has a stepped foot part for resting both on the outer conductive layer and on the shield of the cable (DT- GM 74 35 080). Such end termination bodies are simply pushed onto the appropriately prepared cable end for the purpose of assembly.

Furthermore, it is known per se for cooled, plastic-insulated power cables with a closed metal sheathing to arrange a layer consisting entirely or partially of conductive foam between the plastic insulation and the metal sheathing, the elastic deformability of which enables the volume expansion of the plastic insulation without unduly stressing the metal sheathing (DT -OS 25 38 133).