DE1640021C - Endverschluß fur Hochspannungskabel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Endverschluß für Hochspannungskabel, tier einen das Kabelende umschließenden, das äußere Anschlußteil tragenden Isolierkörper mit einer am Kabeleinsleckende nach dem Einstecken des Kabels an dessen Außenseite anliegenden Ringdichtung aufweist und bei dem im zusammengebauten Zustand der Raum zwischen Isolierkörper und Kabelende mit einer Isoliermusse ausgefüllt ist.

Es sind bereits Kabelendverschlüsse dieser Art bekannt (LISA.-Patentschrift 2 273 538), bei denen — nach dem Einstecken des Kabelendes — in den Spult zwischen Isolierkörper und Kabelende eine zähflüssig·* Isoliermasse eingeführt wird. Diese das Kabelcnde umgebende Isoliermasse stellt eine bessere Isolierung als Luft dar. Die zähflüssige Isoliermasse kann bei dem bekannten Kabelverschluß auch so eingebracht werden, daß sie vor dem Einsetzen des Kabelendes auf uessen Außenfläche aufgetragen wird, worauf das Kabelende mit dem vorher darauf aufgesetzten Dichtring in den Isolierkörper eingesetzt wird, wobei die überschüssige Isoliermassc austreten kann. Im zusammengebauten Zustand des Endverschlusses wird die zähflüssige Isoliermasse im Inneren des Isolierkörpers durch die auf den Kabelmantel aufgesetzte Ringdichtung gehalten. Die Herstellung derartiger Kabelendverschlüsse ist auf Baustellen im Freien sehr kompliziert und kann nur von Fachleuten durchgeführt werden. Es besteht auch die Gefahr, daß beim Zusammenbau Schmutzleilchen in den Trennspalt zwischen Kabtiende und Isolierkörper gelangen und die Isolierung beeinträchtigen.

Es sind auch schon Endverscnlüsse für Hochspannungskabel bekannt (deutsche Patentschrift 934 657), bei denen die Trennfuge zwischen der Außenwand des Dielektrikums des Kabclendes und der Innenwand des dieses umgebenden Isolierkörpers mit einer elastischen Ausfütterung in Form einer Tülle aus Gummi oder elastischem Kunststoff hoher elektrischer Durchschlagfestigkeit ausgefüllt ist. Bu diesen bekannten Kabelendverschlüssen ist nicht mit Sicherheit gewährleistet, daß in zusammengebautem Zustand die Fuge nicht 'Inch noch Luftblasen enthält oder beim Zusammenbau andere Fremdkörper mit in die Fuge eindringen, welche Inhomogenitäten des elektrischen Feldes in der Nähe des Kabclendes und damit wiederum Isolierschwierigkeiten mit sich bringen.

Bei Lndverschliissen für Hoehspaniningskabel ist es ferner bekannt, auf das Kabelende einen Ring aus einer Spiralfeder als elektrische Abschirmung aufzusetzen und diesen elektrisch mit dem Kabelmantel zu verbinden (USA.-Patentschrift 3 243 499). Dieser bekannte Absubirmring kann keine Kabelspannungen mechanischer Art aufnehmen, da er nicht am Gehäuserand befestigt ist Er kann, im übrigen nur als gesondertes Teil vor dem Einbau auf das Kabeicnde aufgesetzt werden. Schließlich ist es bei Kabclarmaturen bekannt, /um Erleichtern des Finstcckens des Kabelc.'idcs die Bohrung im Anschlußlcil, in die der Anschliißbolzcn im Isolierkörper zu liegen kommt, am Rand konisch auszubilden (USA.-Patcnischrift 2 767'«)I).

Is ist Aufgabe der IVindimg, einen Eni.lverschluß der eingangs erv.iihnlen Art so *eitcr/ubilden und /u verbessern, dall er sehr einfach und vor» ungelernten Aibeilcm auf der Umstelle im Freien iingebracht weiden kann, und /v.;ir durch einfaches liiinslecken des Kabelendes, und trutzdem eine gute Isolation des Kabelendes gewährleistet.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Endverschluß der eingangs erwähnten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einstecköffnung der Ringdichtung vor dem Einstecken des Kabelendes durch eine Membran verschlossen ist, das Innere des Isolierkörpers bereits vor dem Einstecken des Kabelendes mit Isoliermasse gefüllt ist und eine in das

ίο Innere des Isolierkörpers mündende, verschließbare Ablauföffnung zum Abführen überschüssiger Isoliermasse beim Einstecken des Kabelendes vorgesehen ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen des neuen End-

Verschlusses sind in den Unteransprüchen angegeben. Der neue Endverschluß wird in der Fabrik vollständig fertig zusammengebaut, bereits dort mit der Isoliermasse zum späteren Austüllen desTrcnnspaltes zwischen Kabelende und Isolierkörper gefüllt und in

ao dieser Form an die Arbeitsstelle geliefert. Durch die Verschlußmembran an der Ringdichtung wird ein Auslaufen der Isoliermasse beim Transport verhindcit. Zum Anbringen des Endverschlusses braucht dieser nur durch den Arbeiter auf das Kabelende aufgeschoben zu werden, nachdem die Ummantelung des Kabels ein Stück entfernt und ein Anschlußbolzen an dem Kabelende befestigt wurde. Dabei wird die Abschlußmembran durchstoßen. Die Ablauföffnung des Isolierkörpers wird vorher geöffnet, so daß überschüssige Isoliermasse während des Einschiebens des Kabelcndes ablaufen kann. Die Ringdichtung legt sich eng am Kabelmantel an und dichtet das Innere des Isolierkörpers nach außen ab. Am Ende der Einsteckbewegung fährt der am Kabelende befestigte Anschlußbolzen in die Bohrung im Abschlußteil des Endverschlusses ein, deren Mündung zweckmäßigerweise konisch ausgebildet ist, und wird dort festgelegt. Der Endverschluß ist damit fertig. Als Isoliermasse ist insbesondere eine Spezialmasse geeignet, die innerhalb des zulässigen Temperaturbereiches der Kabelisolierung thixotrop ist und die eine Dielektrizitätskonstante annähernd gleich der der Kabelisolierung aufweist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen in der Fabrik fertiggestellten, nach außen dichten Kabelendverschluß, der eine Isoliermasse enthält,

F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht eines für die Einführung vorbereiteten Endes eines elektrischen Starkstromkabels, bevor dieses Ende in den in Fig. 1 gezeigten Endverschluß eingesetzt wird:

F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Kabelendverschluß nach Fig. 1 mit teilweise eingeschobcnein Ende des Starkstromkabels, während

F i g. 4 einen der F i g. 3 ähnlichen Längsschnitt zeigt, bei dem das Ende des Kabels vollständig in den Endverschluß eingeschoben ist und die konzentrisch angeordneten Bewehrungsdrähte des Kabels am End-Verschluß festgelegt sind.

Bei dem in F i g. I dargestellten Kabelendverschluß bezeichnet das Bezugszcichcn 10 einen Isolierkörper, der aus einem geeigneten keramischen oder glasähnlichen Material besteht ti ml vorstehende Hippen 11 und Riffelungen M aufweist. Das aus Metall bestehende Fiißtcil 14 bildet mit dem Isolierkörper IC den Mantel des KaIICIIn(IMMSLIiIuSSCs. Das gegossene I ußlfil 14 hai einen verstärkten Basis-

•abschnitt 16 mit einem hei 17 gekrümmten Rand zur Kontaktierung einer elastisch nachgiebigen Dichtungsmanschette 18. Mittels eines Haftmitiels 20 werden der Isolierkörper und das Fußteil 14 fest und dicht miteinander verbunden. An dem Fußteil 14 ist ein Bel'estigungsflanseh 21 ausgebildet, mittels dessen der End Verschluß an eine ortsfeste Abstützung befestigt werden kann. Das Fußteil 14 hat eine Öffnung 22, die mit einem Verschlußstopfen 23 mit Gewinde verschließbar ist.

Hin Abdichtkörper 27 mit einem plattenförmigen Ansatz 24 aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Metall ist mittels Befestigungsbolzen 25 (Fig. 4) an dem Fußteil 14 lösbar angebracht. Der Alxlichtkörper 27 hat eine Bohrung, deren Durchmesser groß genug ist, um das abzuschließende Kabelende aufzunehmen. Der Abdichtkörper 27 «lient dazu, die elastisch nachgiebige flexible Ringdichtung 28 an dem Fußteil 14 festzulegen. Die Ringdichtung 28 ist zwischen dem plattenförmigen Ansatz 24 und dem verslärkten Abschnitt 16 des Fußleilcs 14 längs ihres Umfanges eingeklemmt und weist eine Einstecköffnung 30 auf, durch die das Kabel eingeführt wird. Zum Verschließen der öffnung 30, um die in din Endverschluß eingefüllte Masse bis zum Einsetzen des Kabels zurückzuhalten, wird eine Membran 31 (ein Kunststoffilm oder eine Kunststoffschicht) (Fig. 1) in derselben Weise wie die Ringdichtung 28 durch den plattenförmigen Ansatz 24 mit Klemmwirkung gehalten. Die Membran 31 befindet sich auf der Innenseite der Ringdichtung 28 und liegt an dieser an. Das Material, aus dem die !Membran 31 besteht, braucht keine besondere Zusammensetzung zu besitzen, sofern nur ein beständiger und nicht poröser Kunststoff ausreichender Festigkeit Verwendung findet. Die Membran 31 muß nicht nur das Austreten der in den Endverschluß eingefüllten Masse verhindern, sondern auch das Eintreten vcn Staubteilchen und Verunreinigungen, die die Wirksamkeit der Isoliemiasse vor dem Einsetzen des Kabels nachteilig beeinträchtigen wurden. Die Festlegung der Ringdichtung 28 und der Membran 31 wird durch die Befestigungsbolzcn 25 erreicht, mit denen der Abdichtkörper 27 an dem Fußteil 14 befestigt wird.

Das Material der Ringdichtung 28 ist so ausgewählt, daß es Umwelteinflüssen, wie ultravioletten Strairlen, Ozon-Beeinflussungen und Oxydation standhält. Es wird ein hochbeanspruchbares Silikonclastomer bevorzugt, das bei Temperaturen bis zu etwa W C verwendet werden xann.

Der dargestellte Kabelendverschluß ist außerdem mit einem Feldvertfilungskö/per 34 versehen, der in der Fabrik mit eingebaut wird. Dieser besteht vorzugsweise aus Beryllium-—Kupfer, obwohl auch andere leitfähige, federnde Metalle Verwendung finden können. Er hat eine durchgehende Außenwandung und eine elastisch nachgiebige Innenwandung, die durch mit der Außenwandung aus einem Stück gebildete, federnde Finger 35 gebildet wird, welche an ihren freien Enden bei 36 nach außen abgebogen sind. Diese spezielle Ausbildung des Feldvcrteilungskörpcrs ist wünschenswert, denn sie erleichtert das Einsetzen des Kabels in den Endvrrschluß und schafft, gleichzeitig einen elektrischen Kontakt zwischen dem Feldvertcilungskörper und dem Mantel 51 ilcs Kabels, wenn dasselbe voli eingesetzt ist.

Der Fcl'lvorii-iluni'.skörper 34 wird innerhalb des Endverschlusses durch Stützteile 37 gehalten, die an ihrem einen Ende an der zylindrischen Außeiiwanclung des Körpers 34 befestigt sind und an ihrem anderen Ende mittels Niete 38 an dem verstärkten Abschnitt 16 angebracht sind. Hs sind zw-:i oder mehrere Stützteile 37 erforderlich, die nicht mir den Feldverteilungskörper 34 innerhalb des Endverschlusses abstützen, sondern gleichzeitig den Körper 34 mit dein Fußteil 14 des Endverschluss verbinden und

ίο damit den Körper 34 auf MassepoierUial legen.

Der Endverschluß enthält ferner einen mit Poren versehenen Kunststoffkörper 40, der innerhalb des Fußleiles 14 angeordnet ist und den Feldverteilungskörper 34 umschließt. Der Kunslsloffkorper 40 hat

im wesentlichen die Form einer gespaltenen Gewindemuffe und kompensiert wirksam die auf Grund von Temperatur- und Bclaslungsandcrungen auftretende thermische Ausdehnung d.< Isoliermasse und die des Kabeldielektrikunis

An dem der Kabeleinfiihrungsscite entgegengesetzten Ende des Endverschlusses ist der Isolierkörper 10 mit einem Abschlußteil 41 verschlossen, das das äußere elektrische Anschlußteil 42 (s. Fig. I) für den Kabelleger trägt. Der nach innen ragende Teil 43 des Abschlußteilcs41 ist mit Gewinde versehen und hält einen Ansatz 44 mit konisch abgeschrägten Flächen 45. Der Teil 43 ist rohrförmig und hat an seiner Innenfläche Schlitze 46, die beim Einsetzen des Anschlußbolzens 54 während der Einführung des Kabels ein Hineinfließen der Isoliermasse in das Abschlußteil 41 erleichtern. Um den Anschlußbolze -i 54 des eingesetzten Kabels im Abschlußteil 41 festzulegen und elektrisch anzuschließen, ist das Abschlußteil 41 mit einer abdichtbaren Kopfschraube 47 versehen. Eine Dichtung 48, die zwischen dem Abschlußteil 41 und dem Isolierkörper 10 eingefi- t ist, dichtet dieses Ende des Endverschlusses ab.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten, vollständig mit der Isoliermasse ausgefüllten Kabelendverschluß ist die öffnung 30 in der Ringdicht'ing 2ft durch die Membran 31 abgedeckt, die die Masse innerhalb des Endverschlusses hält. Eine bevorzugte Masse besteht aus einer Mischung von hochmolekularen Polybutenen und niedrigmolekularen Polyolefinen zusammen mit einem Reaktionsverzögerer. Da die Masse während des gesamten Betriebes einer hohen Beanspruchung durch das elektrische Feld ausgesetzt ist, muß die Masse staubfrei gemischt und eingefüllt werden. Ein weitere,«; Kennzeichen der Masse besteht darin, daß sie fest in der Polyäthyleniiolierur.g, dem beispielsweise aus Porzellan bestehenden Isolierkörper des Endverschlusses und auch an dem Metall des Feldverteilungskörpers bis zu Temperaturen von etwa -30° C herunter anhaftet. Die Füllmasse muß auch bei niedrigen Temperaturen ihre Flexibilität beibehalten.

F i g. 2 zeigt das vorbereitete Ende eines Starkstromkabels 50 mit einem Kunststoffdielcktrikum 52.

Die halbleitende Mantelschicht 51 des Kabels wurde über eine bestimmte Länge vom Kabelende her entfernt, um das Kabeldielektrikum 52 freizulegen. An dem Kabelende wurde dann das Kabeldiclcktrikum 52 entfernt, um den Kabelleger 53 freizulegen, und dieser freigelegte Abschnitt des Kabellciters ist in einen Anschlußbolzcn 54 eingepaßt. Wenn dieser angebracht ist und der slirnscitige Rand des Kabeldielektrikum* abgeschrägt worden ist, kann das

Kabel in den Hndvcrschluß eingeführt werden. Die Schritte beim Hinführen des Kabels sind in den Hg. 3 und 4 gezeigt. Zunächst wird der Vcrschli'.ß.-slopfcn 23 entfernt, so dafl überschüssige Masse aus dem Inneren des End Verschlusses abgeführt werden kann. Das vorbereitete Ende des Kabels wird dann in die Öffnung 30 der Ringdichtung 28 eingeschoben, wobei der AnsehluLUtolzcn 54 die Membran 31 durchstößt und in dem I eldvcrleilungskörper 34 eindringt. Die Ringdichtung 28 dichtet das Innere des Kabelendscrsclilusscs gegen den Kabelmantel ab. wenn das Kabel weiter eingeschoben wird, wc hei eine entsprechende Menge der Isolicrmassc durch die Öffnung 22 herausgedrängt wird, wie es in !■' i g. 3 durch das Bezugszeichcn 55 angedeutet ist. Ein Behälter 56 kann die verdrängte Masse aufnehmen. Da diese unter Druck steht und klebrig ist, haftet sie an der Oberfläche der Kabelisolierung an, so daß keine Poren oder eingeschlossenen Ku^fthlascn verbleiben.

Beim weiteren Hinschieben dt. Kabclendcs gelangt das Hnde des Anschlußbolzens 54 in Kontakt mit dem Ansät? 44. Die abgeschrägten Flächen 45 des Ansatzes 44 erleichtern das weitere Hinsetzen des Kabels. Wenn das Hinschieben des Kabelendcs beendet ist, wird die öffnung 22 durch den Stopfen 23 as wieder verschlossen, und außerdem wird die elektrische Verbindung der Teile hergestellt, indem die Kopfschraube 47 eingeschraubt wird und in Kontakt mit dem eingeschobenen Anschlußbolzen 54 gelangt. Schließlich werden ncch die konzentrisch angeordneten Bewetmingsdrähte 57 des Kabels (Fig. 2 und 4) durch die Schelle 58 an den Abdichlkörper 27 angeklemmt.

Die Öffnung 30 in der Ringdichtung 28 ist zweckmäßigerweise kleiner als der Durchmesser des ein- -35 geführten, ummantelten Kabels, da dann der Öffnungsrand unter Spannung steht und somit eine enge und dichte Umfassung geschaffen wird, die eine wirksame Abdichtung herbeiführt.

Wenn das Kabclende ganz eingeführt ist. befindet sich der Fcldvertcilungskörper 34 in direktem elektrischem Kontakt mil dem halblcitenden Kabelmantel 51. Die Lage des Feidvertcilungskörpers und die besondere Ausbildung der federnden Hinger 55 ermöglichen eine gute Erdung des Kabelmantels 51. die automatisch beim Einsetzen des Kabels bewirkt wird. Der Einsatz des gezeigten Fcldvcrtcilungskörpers in Verbindung mit der lsolicrmas.se erspart die sonst erforderliche Anbringung eines gewickelten oder vorgefertigten Feldvcrteilungskonus.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Endverschluß für Hochspannungskabcl, der einen das Kabclende umschließenden, das äußere Anschlußlcil tragenden' Isolierkörper mit einer am Kabelcinsteckcndc nach dem Einstecken des Kabels an dessen Außenseite anliegenden Ringdichtung aufweist und bei dem im zusammengebauten Zustand der Raum zwischen Isolierkörper und Kabclende mit einer Isolicrmassc ausgefüllt ist. dadurch gekennzeichnet, daß die Hinstecköffnung (30) der Ringdichtung (28) vor dem Einstecken des Kabclendcs durch eine Membran (31) verschlossen ist, daß das Innere des Isolierkörpers (10) bereits vor dem Einstecken des Kabelendcs mit Isoliermasse gefüllt ist und daß eine in das Innere des Isolierkörpers (10) mündende, verschließbare Ablauföffnung (22, 23) zum Abführen überschüssiger Isoliermasse beim Hinstecken des Kabclendcs vorgesehen ist.

2. End Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Isolierkörpers (10) ein Druckschwankungen kompensierender, mit Poren versehener Kunststoffkörpei (40) angeordnet ist.

3. Endverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung in dem das äußere elektrische Anschlußteil (42) tragenden Abschlußteil (41) des End Verschlusses, in die der Anschlußbolzen (54) des Kabelendes eingeführt wird, eine konisch abgeschrägte Einführungsfläche (45) siufweist.

4. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Kabeleinsteckende des Isolierkörpers (10) ein Fcldvertcilungskörper (34) vorgesehen ist, der au; einem am Fußteil (14) des Isolierkörpers (10) befestigten Metallring mit mehreren nach inner U-förmig umgebogenen und an ihren Enden nach außen abstehenden Kontaktfingern (35, 36) be steht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen