DE1906363A1 - Endstueck fuer oelgefuellte elektrische Kabel - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN 1906363

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

telefon= 3953U 2000 HAMBURG 50, 7. Febr. I969

TELEGRAMME: KARPATENT KON I GSTRASSE 28

w.23525/68 Vh

Pirelli Societa per Azioni, Mailand (Italien)

Endstück für ölgefüllte elektrische Kabel,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Endstück bzw. einen Endverschlufl für ölgefüllte elektrische Kabel, das sich insbesondere zur Einführung in Zubehörteile oder Apparate der geschlossenen Art eignet.

In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck "Zubehörteile oder Apparate der geschlossenen Art" einen Zubehörteil oder Apparat, in welchem das Kabelendstück nach seiner Einführung von einem abgedichteten Raum umgeben ist, der mit einem Isoliermittel gefüllt ist, welches zweckmäßig das gleiche Isolieröl ist, das den inneren Ölkanal des Leiters ausfüllt.

Diese Definition umfaßt die Anschlagverbindungen und Anschlüsse für die Einführung in Apparate, welche in geschlossenen Gehäusen enthalten sind, die mit einem Isoliermittel bzw. einem Isolieröl gefüllt sind, z.B. Transformatoren.

Ein Kabelendstück gemäß der Erfindung ist in solcher Weise ausgebildet, daß es vor seiner Einführung in den ge-

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schlossenen Zubehörteil oder den geschlossenen Apparat verhindert, daß öl durch die Isolation, welche an dem Endabschnitt des Kabels in unbedecktem Zustand verbleibt, hindurchsickert und öl aus dem inneren Kanal des Leiters herausfließt.

Ein Kabelendstück gemäß vorstehender Beschreibung ergibt die folgenden Vorteile:

Eine leichte und schnelle Vorbereitung des Kabelendes;

eine praktische und einwandfreie Installation des Kabelendes, das einfach in den Apparat oder den Zubehörteil einführbar ist, ohne daß weitere" Arbeitsvorgänge notwendig sind;

die Möglichkeit des Herausnehmens des Kabelendes aus dem Apparat bzw. dem Zubehörteil, wobei es in vollständig imprägniertem Zustand und unter Öldruck bleibt und wobei das Gehäuse des Apparates bzw. des Zubehörteiles auf seinem normalen Druck gehalten wird, was bei den periodischen Wartungsvorgängen von besonderer Nützlichkeit ist;

die Möglichkeit der Vorbereitung des Kabelendes, bevor das Kabel verlegt wird, und des Transportes des vorbereiteten Kabels an die Installationsstelle ohne die Gefahr, daß öl aussickert oder verunreinigt wird.

Das Kabelende wird zu seiner Installation dadurch vorbereitet, daß es mit einer Endklemme versehen wird, welche ein elastisches Kontaktelement der Stecker- und Buchsenart, welches mit einem Element zu verbinden ist, das innerhalb des Zubehörteiles oder des Apparates vorgesehen ist.

Ein Ende dieser Art wird weiterhin in zweckentsprechender Weise durch Vorrichtungen vervollständigt, die eine Verbindung zwischen dem ölkanal innerhalb des Leiters und dem Raum herstellen, welcher nach dem Einführen des Kabelendes dieses in dem Zubehörteil bzw. Apparat umgibt.

Ein Kabelendstück dieser Art ist besonders zweckvoll für seine Einführung in einen Transformator. Tatsächlich kann in diesem Fall das Gehäuse, welches den Transformator

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enthält, von dem Lieferanten des Transformators vorbereitet werden, indem mit dem Gehäuse an der Eintrittsöffnung ein hohler Isolator Üblicher Ausbildung dicht verbunden wird, der in das Innere des Gehäuses ragt und an seinem Ende mit einem durchgehenden elektrischen Kontakt versehen ist, welcher mit dem Kontakt zu verbinden ist, der an dem Kabelendstück vorhanden ist.

Auf diese Weise wird das Transformatorgehäuse von dem Lieferanten vorbereitet und mit Isolieröl gefüllt, so daß der Benutzer lediglich das Kabelendstück in den Isolator einzuführen und den Raum zwischen dem Isolator und dem Endstück zu behandeln braucht.

Eine Vorrichtung für den Eintritt in Transformatoren dieser Art, bei welchen das Kabelende in einem Isolator enthalten ist, der dem mit dem Gehäuse des Transformators verbundenen ähnlich ist, ist an sich bekannt.

Die Verwendung von zwei Isolatoren bedingt natürlich gewisse Nachteile sowohl hinsichtlich ihrer Gesamtabmessungen als auch hinsichtlich ihrer Kosten. Weiterhin berücksichtigt diese Methode der Einführung in den Transformator nicht die Möglichkeit, die Ölleitung innerhalb des Kabels mit dem Raum zwischen den beiden Isolatoren in Verbindung zu bringen.

Die Erfindung bezweckt, ein in sich geschlossenes Endstück für Ölgefüllte Kabel zu schaffen, das eine reduzierte Größe hat und bequem zusammengebaut werden kann und das mit Vorrichtungen versehen ist, welche die Behandlung des Raumes zwischen dem Endstück selbst und der Innenseite des Zubehörteiles oder des Apparates und auch die Verbindung zwischen der Ölleitung innerhalb des Kabels und diesem Raum gestatten.

Gemäß der Erfindung ist ein in sich geschlossenes Endstück für ölgefüllte elektrische Kabel, das sich zur Einführung in Zubehörteile oder Apparate der geschlossenen Art eignet, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die verhin-

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dert, daß öl durch die Isolation, von welcher der Mantel entfernt ist, hindurchsickert, eine Einrichtung, die verhindert, daß öl aus dem ölkanal innerhalb des Leiters her-.ausfließt, bis das Endstück in den Zubehörteil oder den Apparat vollständig eingeführt ist, eine Einrichtung, die den ölkanal des Leiters mit dem Raum zwischen dem Endstück und dem Inneren des Zubehörteiles oder des in dem Apparat angeordneten Isolators in Verbindung bringt, wenn das Endstück in den Zubehörteil oder den Apparat vollständig eingeführt ist, und eine Einrichtung, welche den genannten Raum in dichb geschlossenem Zustand hält, während sie ein teilweises oder vollständiges Einführen des Endstückes in den Zubehörteil oder den Apparat ermöglicht.

Das in sich geschlossene Kabelendstück gemäß der Erfindung wird dadurch vorbereitet, daß auf einem bestimmten Abschnitt des Kabels der Bleimantel, der die Kabelisolation abdeckt, entfernt wird, um die Isolation freizulegen, und daß ein Teil der Isolation entfernt wird, um das Leiterende freizulegen. Dann wird das Kabelende mit einer Klemme der nachstehend zu beschreibenden Art sowie mit den gesamten, oben genannten Einrichtungen versehen, welche das Endstück gemäß der Erfindung kennzeichnen.

Bei einer besonderen Ausführungsform wird die Isolation, um zu verhindern, daß öl durch -sie hindurchsickert, mit einem aus mechanisch widerstandsfähigem Material, wie z.B. einem Epoxydharz, bestehenden, im wesentlichen rohrförmigen Element bedeckt, das an dem einen Ende mit einer an dem Leiterende vorgesehenen Klemme und an dem anderen Ende mittels eines rohrförmigen metallischen starren Elementes mit einer tunnelartigen Kappe dicht verbunden ist, welche auf den Kabelmantel aufgeschweißt ist.

Vorzugsweise enthält das aus Isoliermaterial bestehende Element die zur Beanspruchungssteuerung vorgesehenen Elektroden, die sich entweder auf Erdpotential oder auf Arbeitspotential beflanden und die Aufgabe haben, eine

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■ zweckentsprechende Verteilung des elektrischen Feldes zu ,gewährleisten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einrichtung, welche einen Ausfluß von öl aus dem inneren ölkanal des Leiters verhindert, bis das Endstück in den Zubehörteil oder den Apparat vollständig eingeführt ist, die gleiche Einrichtung, welche dazu bestimmt ist, den ölkanal mit dem Raum zwischen dem Endstück und dem Inneren des Zubehörteiles oder Isolators, der in dem Apparat angeordnet ist, in Verbindung zu bringen, wenn das Kabelendstück vollständig eingeführt ist.

Diese Einrichtung wird von einem Ventil gebildet, welches in der Endklemme angeordnet ist, wobei das Ventil gewöhnlich geschlossen ist und sich nur öffnet, wenn das Kabelendstück vollständig eingeführt ist.

Zu diesem Zweck ist die Endklemme in Höhe des inneren ölkanals des Leiters mit einer axialen Öffnung versehen, in die ein das Ventil enthaltender Stopfen eingesetzt ist. Das Ventil hat pilzförmige Gestalt, und seine öffnungsbewegung ist gegen die Innenseite der Klemme gerichtet. Das Ventil wird durch eine Feder gewöhnlich geschlossen gehalten, die in dem Stopfen angeordnet ist und auf den Kopf des Ventils selbst einwirkt. Der Ventilschaft, der mit Längsnuten versehen ist, tritt aus dem Stopfen auf einer solchen Länge heraus, daß er bei der vollständigen Einführung des Endstückes an dem Körper eines festen Kontaktes anstößt, der innerhalb des Zubehörteiles oder des Apparates vorgesehen ist, und dadurch das öffnen des Ventils verursacht.

Um sicherzustellen, daß das Ventil nach dem Einführen des Endstückes geöffnet bleiben kann, muß den Verformungen des Leiters zufolge Temperaturänderungen d\^rch mechanisch widerstandsfähige starre Elemente entgegengewirkt werden, so daß der Abstand zwischen der Endklemme und der an den Kabelmantel angeschweißten tunnelförmigen Kappe konstant bleiben kann. Aus diesem Grund müssen das Element aus Iso-

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lierstoff und das rohrförmige metallische Element, welches die Kabelisolation zwischen der Endklemme und der tunnelförmigen Kappe dicht umgibt, einen ausreichenden mechanischen Widerstand haben, um den durch die Verformungen des Leiters erzeugten Beanspruchungen zu widerstehen.

Um die Behandlung des Raumes zwischen dem Kabelendstück und der Innenseite des Zubehörteiles oder des Isolators zu ermöglichen, ist das Endstück mit Mitteln versehen, welche den Zweck haben, seine teilweise oder vollständige Einführung in den Zubehörteil oder den Apparat zu ermöglichen, wobei dieser Raum in dicht verschlossenem Zustand gehalten wird.

Bei einer besonderen AusfUhrungsform weist, um dieses Merkmal zu verwirklichen, das Element, welches die tunnelförmige Kappe des Kabels mit dem Zubehörteil oder dem Apparat dicht verbinden soll, einen zylindrischen Teil auf, der in seiner Innenfläche mit einer Umfangsnut versehen ist. Diese Umfangsnut kann eine elastische Packung aufnehmen, welche auf der Außenfläche eines rohrförmigen Elementes zweckentsprechender Länge dicht gleiten kann, das aus der Einlaßöffnung des Zubehörteiles oder des Apparates heraustritt.

Auf diese Weise wird, wenn das Endstück nur teilweise in den Zubehörteil oder den Apparat eingeführt ist, der Raum zwischen dem Kabelendstück und der Innenseite des Zubehörteiles oder des Apparates dicht verschlossen, während das in der Endklemme enthaltene Ventil geschlossen bleibt.

Der genannte Raum wird dann evakuiert und mit Isolieröl mittels eines Hilfstanks gefüllt, und nachfolgend wird das Endstück vollständig eingeführt, so daß sich das pilzförmige Ventil öffnet. Auf diese Weise wird der Raum zwischen dem Kabelende und dem Inneren des Zubehörteiles oder des Apparates, welcher während des Einführens des Endstückes dicht geschlossen geblieben ist, mit dem inneren ölkanal des Kabels in Verbindung gebracht.

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Die Erfindung schafft weiterhin ein Verfahren zum Einführen eines in sich geschlossenen Kabelendstückes der vorgenannten Art in einen Zubehörteil oder einen Apparat, und dieses Verfahren umfaßt die folgenden Stufen:

Das Einführen des KabelendstUckes in den Zubehörteil oder Apparat nicht vollständig« Jedoch in abdichtender Weise,

das Evakuieren der Luft und der Feuchtigkeit, welche in dem Raum zwischen dem Kabelendstück und dem Inneren des Zubehörteiles oder des Isolators, der in dem Apparat angeordnet ist, enthalten sind,

das Füllen des Raumes mit Isolieröl bei dem gewünschten Druck und

das vollständige Einführen des Kabelendstückes in den Zubehörteil oder Apparat und das gleichzeitige Inverbindungbringen des ölkanals innerhalb des Kabels mit dem genannten Raum, der dicht geschlossen gehalten ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, inder ein besonderes Ausführungsbeispiel eines Endstückes gemäß der Erfindung dargestellt ist, das zur Einführung in einen Transformator verwendet wird.

Fig. 1 zeigt, teilweise im Schnitt, ein Kabelendstück gemäß der Erfindung, das in das Gehäuse eines Transformators eingeführt ist.

Fig. 2 und 3 sind in vergrößertem Maßstab gehaltene

Teilschnittansichten der Vorrichtungen, die an den Enden des Kabelendstückes vorgesehen sind.

In der Zeichnung ist das Kabelendstück allgemein mit 1 bezeichnet. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, ist der Endabschnitt 2 des Kabels in üblicher Welse dadurch vorbereitet worden, daß der Mantel 3 auf einer bestimmten Strecke entfernt ist, wodurch die Papierisolation 4 freigelegt ist· Die Papierisolation 4 ist ihrerseits auf einer bestimmten Strecke entfernt, um einen Teil des Leiters 5 freizulegen.

Um ein Herauelecken des Öles, das durch die freigelegte

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Isolation hindurchsickert, zu verhindern, ist das Endstück mit einer Dichtungseinrichtung versehen. Wie ersichtlich, ist diese Dichtungseinrichtung von einer metallenen Klemme 6, einem auf die Klemme 6 aufgeschraubten metallenen Element 8 und einem aus Isolierstoff bestehenden Element 7 gebildet, das mit dem Element 8 und durch ein rohrförmiges Metallelement 9 mit einer tunnelförmigen Kappe Io dicht verbunden ist, die ihrerseits mit dem Kabelmantel J5 durch bekannte Mittel, z.B. durch Schweißen, verbunden ist?.

In das Isolierelement 7 sind Beanspruchungs-Steuerelektroden 11 und 12 eingebettet, die sich auf Erdpotential bzw. auf Arbeitspotential befinden und dazu bestimmt sind, die gewünschte Verteilung des elektrischen Feldes zu gewährleisten. Die Dichtheit zwischen den Elementen 7» 8, 9 und Io wird vermittels elastischer Packungen 13/ 1^# 15 erhalten, während die Elemente durch Schrauben miteinander verbunden sind. Die Figuren zeigen das Kabelendstück gemäß der Erfindung nach seinem Einsetzen in einen Durchführungsisolator 29, der mit dem Gehäuse Jo eines Transformators um die Eintrittsöffnung des Gehäuses dicht verbunden ist.

Der Isolator 29, der in das Transformatorgehäuee Jo hineinragt, ist durch ein Metallelement mit einem festen Kontakt 18 für den elastischen Anschluß an die Leiter fest verbunden, welche aus dem Transformator heraustreten. Das Element 18 ist in Richtung gegen die Innenseite des Isolators mit einem Steckerkontakt 17 versehen, der mit einem Buchsenkontakt 16 elastisch zu verbinden 1st, welcher an der Klemme 6 befestigt ist, die sich am Ende des Leiters befindet. Diese Klemme 6 enthält weiterhin die Mittel, welche ein Ausfließen von öl aus dem inneren Kanal des Leiters verhindert, bis das Endstück in den Apparat vollständig eingeführt wird, und welche den inneren ölkanal mit dem Raum zwischen dem Kabelendstück 1 und dem Isolator 29 in Verbindung bringt, wenn das vollständige Einführen des Endstückes ausgeführt worden ist.

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Zu diesem Zweck (Fig. 2) ist die Klemme 6 mit einer axialen Bohrung 2o versehen, in die ein Stopfen 21 eingeschraubt ist. Der Stopfen 21 enthält ein Ventil 22, das von einem kegelstumpfförmigen Kopf 24 und einem Schaft 25 gebildet i«t, der mit Längsnuten 38 versehen ist und aus dem Stopfen 21 auf einer bestimmten Länge herausragt. Das Ventil wird gewöhnlich durch eine Feder 23 geschlossen gehalten, die auf den Kopf 24 einwirkt. Jedoch ist die Länge des Schaftes 25 derart, daß er beim vollständigen Einfuhren des Endstückes an dem Körper des Elementes l8 anstößt, wodurch das Ventil geöffnet und der ölkanal des Leiters mit dem Raum 26 in Verbindung gebracht wird.

Fig. 3 zeigt die Einrichtung, welche es ermöglicht, das Kabelendstück in den Apparat ganz oder teilweise einzuführen, während der Raum 26 dicht geschlossen gehalten wird, um diesen Raum zu evakuieren und ihn mit Isolieröl zu füllen und ihn dann mit dem inneren ölkanal des Leiters in Verbindung zu bringen.

Zu diesen Zweck ist die Verbindung zwischen der tunnelförmigen Kappe Io und dem Gehäuse 30 des Transformators Mittels eines Elementes 27 bewirkt, das mit der tunnelföraigen Kappe Io unter Zwischenfügung einer Packung 28 dicht verbunden ist. Das Element 27 weist einen im wesentlichen zylindrischen Teil 31 auf, der mit einer Umfangsnut 32 versehen ist, in der eine elastische Packung 33 aufgenommen ist. Die Packung 33 gewährleistet eine verschiebbare Abdichtung an einem rohrförmigen Element 34, das aus der öffnung zur Einführung in das Gehäuse des Transformators heraustritt. Nachdem der Raum 26 evakuiert und mit Isolieröl gefüllt ist, wird das Element 27 unter Zwischenfügung einer elastischen Packung 39 niit dem Gehäuse 30 vermittels Schrauben fest verbunden.

In Fig. 1 und 2 1st bei 35 ein Element angedeutet, das zum Abschirmen der Zone des elektrischen Kontaktes dient und von einer üblichen Metallkappe gebildet ist.

- Io -

Die Erfindung wurde oben in Verbindung mit einer besonderen AusfUhrungsform beschrieben, jedoch umfaßt sie alle weiteren AusfUhrungsformen, die sich aus dem oben erläuterten Erfindungsprinzip ableiten lassen.

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Claims (5)

1. - li -

   Patentansprüche.

   1Λ Endstück für Ölgefüllte elektrische Kabel zum Einführen irrZubehörteile oder Apparate, welche geschlossen sind, gekennzeichnet durch eine Einrichtung, die verhindert, daß öl durch die Kabelisolation, von welcher der Mantel entfernt ist, hindurchsickert, eine Einrichtung, die verhindert, daß öl aus dem ölkanal innerhalb des Leiters herausfließt, bis das Endstück in den Zubehörteil oder den Apparat vollständig eingeführt ist, eine Einrichtung, die den ölkanal des Leiters mit dem Raum zwischen dem Endstück und dem Inneren des Zubehörteiles oder des in dem Apparat angeordneten Isolators in Verbindung bringt, wenn das Endstück in den Zubehörteil oder den Apparat vollständig eingeführt ist, und eine Einrichtung, welche den genannten Raum in dicht geschlossenem Zustand hält, während sie ein teilweises oder vollständiges Einführen des Endstückes in den Zubehörteil oder den Apparat ermöglicht·
2. 2. Kabelendstück nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die ein Durchsickern von öl durch die Isolation verhindert, von einem mechanisch widerstandsfähigen Element aus Isolierstoff, beispielsweise einem Epoxydharz, gebildet ist, das auf der einen Seite mit einer an dem Ende des Leiters vorgesehenen Klemme und auf der anderen Seite durch ein rohrförmiges metallisches starres Element mit einer an den Kabelmantel angeschweißten tunnelförmigen Kappe verbunden ist.
3. 3. Kabelendstück nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die ein Aussickern von öl aus dem inneren ölkanal des Leiters verhindert, bis das Kabelendstück in den Zubehörteil oder den Apparat vollständig eingeführt ist, und die den ölkanal des Leiters mit dem Raum zwischen dem Endstück und dem Inneren des Zubehörteiles oder des Isolators in Verbindung bringt, wenn das vollständige Einführen des Endstückes durchgeführt wird, von einem

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   pilzförmigen Ventil gebildet ist, das in einem Stopfen angeordnet ist, der in eine in der Endklemme ausgebildete axiale Öffnung eingeschraubt ist, wobei das Ventil, dessen Öffnungsbewegung gegen das Innere der Klemme gerichtet ist, durch eine in dem Stopfen angeordnete Peder gewöhnlich geschlossen gehalten ist und einen Schaft aufweist, der aus dem Stopfen auf einer solchen Länge heraustritt, daß er bei der vollständigen Einführung des Endstückes an dem Körper eines durchgehenden festen Kontaktes anstößt, der innerhalb des Zubehörteiles oder des Apparates vorgesehen ist, und dadurch das öffnen des Ventils verursacht.
4. 4. Kabelendstück nach einem der Ansprüche 1 bis J, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, welche den Raum zwischen dem Endstück und dem Inneren des Zubehörteiles oder des Isolators in dicht geschlossenem Zustand hält, während sie ein teilweises oder vollständiges Einführen des Endstückes in den Zubehörteil oder den Apparat ermöglicht, von einer elastischen Packung gebildet ist, welche in eine Umfangsnut eingebettet ist, die in der Innenfläche eines zylindrischen Teiles eines Elementes ausgebildet ist, das die tunnelförmige Kappe mit dem Zubehörteil oder dem Apparat fest verbindet, wobei diese Packung auf der Außenfläche eines rohrförmigen Elementes zweckentsprechender Länge dicht verschiebbar ist, das aus der Einführungsöffnung des Zubehörteiles oder des Apparates heraustritt.
5. 5. Verfahren zum Einführen eines in sich geschlossenen Kabelendstückes nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einen Zubehörteil oder Apparat, dadurch, gekennzeichnet, daß das Kabelendstück in den Zubehörteil oder Apparat nicht vollständig, jedoch in abdichtender Weise eingeführt wird, die in dem Raum zwischen dem Kabelendstück und dem Inneren des Zubehörteiles oder des in dem Apparat angeordneten Isolators enthaltene Luft und Feuchtigkeit evakuiert werden, dieser Raum mit Isolieröl bei dem gewünschten Druck gefüllt wird und dann das Kabelendstück in den Zubehörteil oder Apparat

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   vollständig eingeführt und gleichzeitig der ölkanal innerhalb des Kabels mit diesem dicht geschlossen gehaltenen Raum in Verbindung gebracht wird.

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