DE102010007868A1

DE102010007868A1 - Kabelendverschluss für Freiluft- oder Innenraumanwendung

Info

Publication number: DE102010007868A1
Application number: DE201010007868
Authority: DE
Inventors: Uwe 51467 Amerpohl; Wolfgang 50829 Belz; Marcel 53797 Bongarten; Volker 51519 Waschk; Heinrich 50354 Zumdick
Original assignee: NKT Cables GmbH and Co KG
Current assignee: NKT Cables GmbH and Co KG
Priority date: 2010-02-13
Filing date: 2010-02-13
Publication date: 2011-08-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen auf einer Unterlage angeordneten Kabelendverschluss für Freiluft- oder Innenraumanwendung nach Hauptanmeldung DE 10 2009 024 109.4. Der Kabelendverschluss 10 umfasst mindestens eine Fußarmatur 50, 52 zur Aufständerung auf der Unterlage und ein Isoliergehäuse 12 zur Aufnahme eines fluiden Isolationsmediums. An dem Kabelendverschluss 10 ist mindestens eine mit Verschlussmitteln 48, 60 verschließbare Druckentlastungsöffnung 36.1, 58 für das Isolationsmedium ausgebildet, wobei die Verschlussmittel ein Öffnen der mindestens einen Druckentlastungsöffnung bei Überschreiten eines vorbestimmbaren Innendrucks gestatten. In einen Kopfplatte der Kopfarmatur 30 ist mindestens eine Druckentlastungsöffnung 36.1 vorhanden und als Verschlussmittel der Druckentlastungsöffnung 36.1 ist eine metallische Scheibe 48 – eine Berstscheibe – mit einheitlicher Dicke vorgesehen, wobei in der Scheibe 48 Bereiche 48', 48'' geringerer Dicke ausgebildet sind. Es können sich keine Teile des Kabelendverschlusses unkontrolliert ablösen und wegfliegen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kabelendverschluss, insbesondere für Freiluftanwendung, vorzugsweise einen Freiluftendverschluss für Hochspannung nach Hauptanmeldung DE 10 2009 024 109.4 . Der Gegenstand gehört zu Endverschlüssen mit Stützerfunktion, bei denen Öle (Silikonöle, Polyisobutylen) oder andere fluide Füllungen als Isoliermaterial verwendet werden. Ein auf Silikonbasis gefüllter Isolierkörper eines Kabelendverschlusses ist beispielsweise in der DE 34 20 500 A1 beschrieben.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Weiterführung von Sicherungsmitteln für einen Kabelendverschlusses anzugeben, insbesondere für die Kopfarmatur des Kabelendverschlusses nach Hauptanmeldung DE 10 2009 024 109.4 .
Die Lösung wird in den Merkmalen des Hauptanspruchs dargestellt. Weiterführende und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in abhängigen Ansprüchen formuliert.
Der Kern der Erfindung des auf einer Unterlage angeordneten Kabelendverschlusses ist, dass mindestens zwei Druckentlastungsöffnungen in der Kopfarmatur vorhanden sind und als Verschlussmittel der Druckentlastungsöffnungen eine, vorzugsweise metallisch ausgebildete Scheibe mit einheitlicher Dicke vorhanden ist, wobei in der Scheibe Bereiche geringerer Dicke ausgebildet sind, somit stellt die Scheibe eine Berstscheibe dar.
Weitere vorteilhafte und weiterführende Ausgestaltungen sind:
Die Scheibe ist als Ringscheibe ausgebildet. Sie ist kreisförmig und hat eine innere kreisförmige Öffnung, wobei am Innenrand und am Außenrand Befestigungslöcher vorhanden sind.
Die Scheibe besteht aus Edelstahl und die Bereiche geringerer Dicke sind linienförmig, vorzugsweise radial von innen nach außen verlaufend ausgebildet. Vorzugsweise bilden linienförmige Bereiche mit weiteren konzentrisch liegenden Linien geringerer Dicke mindestens eine lappenartige Fläche.
Die mindestens zwei Druckentlastungsöffnungen sind als ringsegmentförmige Öffnungen konzentrisch um eine in der Kopfplatte ausgebildete Leiterdurchführung ausgebildet. Die ringsegmentförmigen Öffnungen liegen symmetrisch, beispielsweise in einer Anzahl von drei, zwischen Stegen, die zwischen dem innerhalb und außerhalb der ringsegmentförmigen Öffnungen liegenden Material der Kopfplatte vorhanden sind.
Als Befestigungsmittel für die Scheibe in der Kopfarmatur sind zwei Ringe je mit Bohrungen passend zu den Befestigungslöchern der Scheibe eingesetzt. In einem der Ringe sind etwa horizontal liegende Drainagebohrungen ausgebildet.
Die Erfindung ist in Zeichnungen dargestellt, welche im Einzelnen zeigen:
1: Schnittdarstellung eines Kabelendverschlusses,
2: Kopfarmatur des Kabelendverschlusses (im Schnitt) und
3: Aufsicht auf die (geschnitten dargestellt) Kopfarmatur von oben und außen.
Die 1 zeigt eine Schnittdarstellung des Kabelendverschlusses für ein Hochspannungs-Energiekabel, beispielsweise kunststoffisoliert, mit einem zentralen Leiter. Auf einer – nicht dargestellten – Unterlage ist der Kabelendverschluss 10 mit einer Fußarmatur 50, 52 aufgeständert. Der Isolierkörper ist ein rotationssymmetrischer Hohlkörper 12 zur Aufnahme eines fluiden Isolationsmediums, wie beispielsweise Silikonöl. Der Hohlkörper 12 kann aus glasfaserverstärktem Kunststoff bestehen, und weist auf der Außenfläche Schirmrippen 14 auf. Der Hohlkörper ist am unteren Ende zur Fußplatte 52 und am oberen Ende zur Kopfplatte 32 mit je einem in den Hohlkörper integrierten metallischen Stützring 15, 16 an der Fußplatte und an der Kopfplatte befestigt, bzw. über einen Flansch verschraubt. Ein Hochspannungskabel wird von unten durch den Kabel-Einführzylinder 56 in den Endverschluss eingeführt und mit Feldsteuerelemente am Übergang von Kabelisolierung zum Inneren des Endverschlusses abgesteuert. Das in der Regel konisch ausgebildete Abschlußende des Kabels wird mittels Spannmitteln kraft- und formschlüssig verpresst. Der Leiter des Kabels wird auf seiner ganzen Länge nach oben geführt und am oberen Ende durch eine Leiterdurchführung 34 in der Kopfarmatur 30 nach außen zur Ankopplung, beispielsweise an ein Freileiterseil herausgeführt. In den Figuren ist ein Kabel (mit Leiter und Feldsteuerelementen) nicht dargestellt.
An dem Endverschluss 10 sind mehrere Druckentlastungsöffnungen 36.1, 58 vorhanden, die mit Verschlussmitteln 48, 60 verschließbar sind. Als Verschlussmittel an der Fußarmatur ist ein Ring 60 zeichnerisch dargestellt, und in der Hauptanmeldung ausführlich beschrieben. In einem Störfall gestatten die Verschlussmittel 48, 60 ein Öffnen der Druckentlastungsöffnungen 36.1, 58 bei Überschreiten eines vorbestimmbaren und/oder eines höchst zulässigen Innendrucks. Es sind Sicherungsmittel gegen ein unkontrolliertes Ablösen von Teilen des Endverschlusses im Falle eines massiven Störfalls vorhanden. Verschlussmittel und Sicherungsmittel wirken derart zusammen, dass es nicht zu einer Zerstörung, auch nicht in Teilen des Endverschlusses kommt, sondern nur zur Öffnung von Druckentlastungsöffnungen, wobei Isolationsmedium austreten kann.
Die 2 und 3 zeigen die Kopfarmatur des Endverschlusses in zwei verschiedenen Ansichten. Das Verschlussmittel der mindestens zwei Druckentlastungsöffnungen 36.1 in der Kopfplatte 32 ist als Berstscheibe 48 ausgebildet. Die Kopfplatte kann aus Aluminium bestehen. Die Berstscheibe ist aus Metall, vorzugsweise aus Edelstahl, und hat eine einheitliche Dicke (beispielsweise von 2,5 mm), wobei in der Scheibe 48 Bereiche 48', 48'' geringerer Dicke ausgebildet sind. Die Berstscheibe 48 ist von außen auf die Druckentlastungsöffnungen in der Kopfarmatur aufgesetzt. Die Scheibe 48 ist kreisförmig und ist mit einer inneren kreisförmigen Öffnung ausgebildet, die der Öffnung für die Leiterdurchführung 34 entspricht. Am Innenrand und am Außenrand sind Befestigungslöcher vorhanden. Die Berstscheibe ist mit zwei Ringen 37.1, 37.2 auf der Kopfarmatur befestigt. Als Befestigungsmittel für die Scheibe 48 dienen Befestigungsschrauben 37.4, die durch Bohrungen in den Befestigungsringen greifen. Die Bohrungen sind passend zu den Befestigungslöchern der Scheibe 48 vorgegeben. Die ringförmigen Elemente mit den Bezugszeichen 37.1, 37.2 und 37.5 bestehen aus Edelstahl, wie die Berstscheibe. Damit steht die Berstscheibe allein mit Werkstücken derselben chemischen Eigenschaft in Berührung, wodurch Korrosion ausgeschlossen wird. Die Werkstücke sind untereinander mit O-Ringen 49 gedichtet. Als äußere Abdichtung kann ein Silikonring 49.3 vorhanden sein.
Die Schwächungsbereiche 48', 48'', die im Falle eines unzulässigen Überdrucks zum Aufreißen der Berstscheibe führen sollen, sind Bereiche geringerer Dicke vorhanden, von denen ein erster Teil linienförmig radial strahlenförmig und ein zweiter Teil rundum symmetrisch ausgebildet ist. Die Bereiche geringerer Dicke können durch Prägen oder mit einer Laser-Behandlung in die Berstscheibe eingebracht sein. Gemäß Figur können in der Berstscheibe zwölf radiale Schwächungslinien 48' vorhanden sein. Am inneren Rand der Berstscheibe verlaufen – in der Nähe des kleinen Befestigungsrings 37.1 – ebenfalls Schwächungslinien 48'' kreisförmig (auf einem konzentrischen Kreis) um die Leiterdurchführung 34 herum. Die Schwächungslinien 48', 48'' verlaufen so, dass Flächen vorliegen, die lappenartig umrandet sind. Der kleine, innere Befestigungsring 37.1 ist nicht scharfkantig (siehe 2), sondern mit Rundungen versehen ausgebildet, so dass eine mechanische Belastung der Berstscheibe bei der Befestigung möglichst gleichförmig geschieht.
Die Berstscheibe liegt vorzugsweise so auf den Druckentlastungsöffnungen 36.1, dass die Linien geringerer Dicke zum Inneren des Endverschlusses zeigen und die anderseitige, glatte Oberfläche der Berstscheibe nach außen zeigt. Beim Aufreißen der Berstscheibe entstehen Lappen, die nach außen klappen, jedoch sich nicht ablösen und nicht unkontrolliert wegfliegen. Damit ist die Grundbedingung für den Einsatz des erfindungsgemäßen Kabelendverschlusses erfüllt.
Drei Druckentlastungsöffnungen 36.1 sind als ringsegmentförmige Öffnungen 36.1 vorhanden. Sie liegen konzentrisch um die in der Kopfplatte 32 ausgebildete Leiterdurchführung 34. Ebensolche Druckentlastungsöffnungen 58 befinden sich in der Fußarmatur (vgl. 1). Die Druckentlastungsöffnungen 36.1 sind von drei Stegen 34.1 unterbrochen. Gemäß Figur liegen die drei Stege 34.1 symmetrisch im Winkel von 120°.
In dem größeren, außenliegenden Befestigungsring 37.2 sind etwa horizontal liegende Drainagebohrungen 37.3 vorhanden. Die Drainagebohrungen erlauben das Abfließen von Kondens- oder Niederschlagsfeuchtigkeit, so dass die Kopfarmatur vor Korrosion, aber insbesondere Potentialüberschlägen gesichert ist.
Bezugszeichenliste

10: Stützer-Endverschluß
12: Isoliergehäuse (rotationssymm. Hohlkörper)
14: Isolierrippen
15: Stützring Metall (an Kopfplatte)
16: Stützring Metall (an Fußplatte)
30: Kopfarmatur
32: Abschlussplatte, Kopfplatte
34: Leiterdurchführung an Kopfplatte
34.1: Stege
36.1: drei ringsegmentförmige Druckentlastungsöffnungen in Kopfarmatur
37.1: Befestigungsring klein
37.2: Befestigungsring groß
37.3: Drainagebohrungen
37.4: Befestigungsschraube(n)
37.5: Zwischenring
48: Berstscheibe
48' 48'': Schwächungslinie
49: O-Ringe
49.2: Silikondichtung
50: Fußarmatur
52: Fußplatte
55: Kabeleinführöffnung
56: Kabel-Einführzylinder
58: drei Druckentlastungsöffnungen (ringsegmentförmig)
60: Ring als Verschlussmittel
70: verschlossener (abgewinkelter) Belüftungs- bzw. Füllkanal

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009024109 [0001, 0002]
DE 3420500 A1 [0001]

Claims

Auf einer Unterlage angeordneter Kabelendverschluss für Freiluft- oder Innenraumanwendung, umfassend mindestens eine Fußarmatur (50, 52) zur Aufständerung auf der Unterlage, ein Isoliergehäuse (12) zur Aufnahme eines fluiden Isolationsmediums, und eine Kopfarmatur (30) mit Mitteln zur Ankopplung eines Kabels an ein Leiterseil, wobei an dem Kabelendverschluss (10) mindestens eine mit Verschlussmitteln (48, 60) verschließbare Druckentlastungsöffnung (36.1, 58) für das Isolationsmedium ausgebildet ist, und die Verschlussmittel (48, 60) ein Öffnen der mindestens einen Druckentlastungsöffnung (36.1, 58) bei Überschreiten eines zulässigen Innendrucks gestatten, nach Hauptanmeldung DE 10 2009 024 109.4 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Druckentlastungsöffnungen (36.1) in einer Kopfplatte (32) der Kopfarmatur (30) vorhanden sind und als Verschlussmittel der Druckentlastungsöffnungen (36.1) eine Scheibe (48) mit einheitlicher Dicke vorhanden ist, wobei in der Scheibe (48) Bereiche (48', 48'') geringerer Dicke ausgebildet sind.
Kabelendverschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe als Ringscheibe (48) ausgebildet ist und dass am Innenrand und am Außenrand Befestigungslöcher vorhanden sind.
Kabelendverschluss nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (48) aus Edelstahl besteht und die Bereiche (48', 48'') geringerer Dicke linienförmig ausgebildet sind.
Kabelendverschluss nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die linienförmig ausgebildeten Bereiche (48', 48'') geringerer Dicke mindestens eine lappenartige Fläche umranden.
Kabelendverschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Druckentlastungsöffnungen (36.1) als ringsegmentförmige Öffnungen (36.1) konzentrisch um eine in der Kopfplatte (32) ausgebildete Leiterdurchführung (34) ausgebildet sind.
Kabelendverschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Befestigungsmittel für die Scheibe (48) zwei Ringe (37.1, 37.2) je mit Bohrungen passend zu den Befestigungslöchern der Scheibe (48) eingesetzt sind.
Kabelendverschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Ringe (37.2) Drainagebohrungen (37.3) ausgebildet sind.