DE19804159A1 - Verbindungsmuffe und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine aus einem elastomeren Material vorgefertigte dreiteilige Verbindungsmuffe zum Aufschieben, insbesondere für Hochspannungskabel für 245 bis 420 kV, nach der Hauptanmel­ dung DE 197 02 801.2.

Eine dreiteilige aufschiebbare Verbindungsmuffe für Hochspannungskabel wird üblicherweise im wesentlichen aus einem Leiterverbindungselement, einem die Leiterverbindungsstelle umgebenden hohlzylindrischen metallischen Kontaktkörper, der bekanntermaßen aus zwei Kontakthalbschalen besteht, zwei auf die Aderisolierung der abgemantelten Kabelenden aufgeschobenen Adaptern, die zur elektrischen Feldsteuerung eingebettete Feldsteuertrichter enthalten, einem den Kontaktkörper und die Adapter einschließenden Muffenhauptkörper mit im Bereich des Kontaktkörpers integrierter Feldsteuerelektrode, einer den Muffenhauptkörper umgebenden Isoliermasse und einer diese umge­ benden Schutzmuffe gebildet.

Es ist auch bekannt (DE 29 51 001 A1), die mittlere Feldsteuerelektrode derart auszubilden, daß diese auch die muffenrohrseitigen Randbereiche der beiden Stirnflächen des Kontaktkörpers mit ein­ schließt. Dazu ist sie geteilt und weist in bekannter Weise eine im Muffenhauptkörper integrierter Elektrodenhülse und zusätzlich zwei an den Adaptern (mit integrierten Feldsteuertrichtern) umfangs- und kontaktkörperseitig angeordnete ringförmige Seitenteile (Elektrodenringe) auf, die im engen mechanischen und elektrischen Kontakt von der zentralen Elektrodenhülse umschlossen sind. Diese hat eine Dicke von einigen Millimetern.

Eine aus dem Prospekt "ixosil - Vorgefertigte Aufschiebemuffen" der Fa. Dätwyler bekannte vorge­ fertigte Aufschiebemuffe für Hochspannungskabel bis 150 kV weist eine vorgefertigte Hochspan­ nungselektrode (Kontaktkörper) auf, die einen Preßverbinder an der Leiterverbindungsstelle umhüllt, und zwei an diese grenzende Adapter. Letztere sind jeweils beidendig mit Feldsteuerelementen ver­ sehen, von denen die hochspannungselektrodenseitigen mit einer leitfähigen Silikon-Manschette zum Aufschieben auf die Hochspannungselektrode versehen sind, die sich im aufgeschobenen Zustand in deren Mitte kontaktieren. Über den mit den Manschetten versehenen Adaptern ist ein vorgefertigter Muffenhauptkörper aus isolierendem Silikon angeordnet.

Die Herstellung des Muffenhauptkörpers mit der integrierten Elektrodenhülse ist relativ aufwendig. Bei einer Herstellungsvariante werden auf einem zylindrischen Körper nacheinander die Elektroden­ hülse unter Verwendung einer entsprechenden Gieß- oder Preßform hergestellt, die Gieß- oder Preß­ form entfernt und der Muffenhauptkörper unter Verwendung einer weiteren Gießform gegossen. Zur Herstellung und Anordnung der Elektrodenhülse wird somit eine entsprechend große Fertigungsein­ richtung benötigt. Dabei ist die Herstellung einer gegenüber dem Muffenhauptkörper glatten Oberflä­ che der Elektrodenhülse aufwendig, da die mehrteilige Gieß- oder Preßform eine Naht an deren Oberfläche erzeugt, die mechanisch beseitigt werden muß. Insbesondere ist jedoch die Form der Elektrodenhülse, gekennzeichnet durch ein großes Längen-Dicken-Verhältnis, für deren Herstellung nachteilig.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine dreiteilige aufschiebbare Verbindungsmuffe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, bei der der Muffenhauptkörper mit integrierter Elektroden­ hülse unabhängig von deren Länge aufwandsreduziert herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Verbindungsmuffe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Ein Verfahren zu ihrer Herstellung wird in Anspruch 8 angegeben. Weiterführende Ausgestaltungen finden sich in den Unteransprüchen.

Danach ist die Elektrodenhülse im Bereich der Elektrodenringe flach auslaufend ausgebildet, wobei sie gegenüber dem Muffenhauptkörper auch konvex gewölbt sein kann, und muffenhauptkörperseitig glatt und aus mehreren vorgefertigten und im Muffenhauptkörper angeordneten dünnwandigen Hül­ senringen mit einem geringen elektrischen Widerstand gebildet. Diese Hülsenringe können infolge ihrer gegenüber der Gesamtlänge der Elektrodenhülse geringen Länge in einem externen Verfahren mit geringer Dicke aufwandsreduziert hergestellt und in beliebiger Anzahl in Reihe angeordnet und anschließend in den Muffenkörper integriert werden.

Dabei können die Hülsenringe aus HTV-Silikon bestehen und eine Dicke von wenigstens 1,5 mm aufweisen.

Die Elektrodenhülse ist vorzugsweise so lang, daß die beiden äußeren Hülsenringe die Elektroden­ ringe wenigstens auf einer Länge von 5 mm überdecken können, um im montierten Zustand einen sicheren Betrieb zu ermöglichen.

Vorteilhaft ist es, wenn die Hülsenringe auch an den einander zugekehrten Rändern flach auslaufend, eingeschlossen gegenüber dem Muffenhauptkörper konvex gewölbt, ausgebildet sind. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit, die Hülsenringe in beliebiger Reihenfolge und in Abhängigkeit von der Länge der Elektrodenhülse in erforderlicher Anzahl nebeneinander anzuordnen.

Durch die beidseitig flach auslaufenden Ränder ist auch die Möglichkeit gegeben, die Hülsenringe in einem größeren Toleranzbereich nebeneinander anzuordnen und zwar in einem Bereich zwischen einer Anordnung, in der sich die flach auslaufenden Ränder benachbarter Hülsenringe überlappen und eine geschlossene Elektrodenhülse bilden, und einer Anordnung, in der zwischen diesen Rändern ein Spalt gebildet ist. Dabei sollte die Spaltbreite kleiner als die Wandungsdicke der Hülsenteile außerhalb des flachauslaufenden Randes sein, damit die Feldlinien auch im Bereich des Spaltes im Abstand vom Kontaktkörper verlaufen.

Ein Muffenhauptkörper mit der erfindungsgemäßen Elektrodenhülse wird erfindungsgemäß so her­ gestellt, daß wenigstens zwei an ihrem Umfang glatte vorgefertigte Hülsenringe zur Bildung einer Elektrodenhülse mit geringer Vorspannung auf einen zylinderförmigen Körper aufgeschoben und in Reihe nebeneinander positioniert werden, wobei sich die flach auslaufenden Ränder der benachbar­ ten Hülsenringe überlappen oder einen Abstand aufweisen können, der kleiner als deren Wanddicke ist. Anschließend werden der zylindrische Körper mit den positionierten Hülsenringen in einer Gieß­ form zur Herstellung des Muffenhauptkörpers angeordnet und die Gießform mit RTV-Silikon ausge­ gossen. Durch anschließendes Vulkanisieren werden die leicht vorgespannten Hülsenringe mit dem Material des Muffenhauptkörpers stoffschlüssig verbunden und dadurch in diesen integriert. Nach dem Vulkanisieren wird der Muffenhauptkörper entformt.

Das Gießen des Muffenhauptkörpers kann vorteilhaft bei Raumtemperatur erfolgen und seine Vulka­ nisierung bei ca. 30°C. Nach der Vulkanisation wird die Gießform bei Raumtemperatur entfernt. Anschließend wird der Muffenhauptkörper auf ca. 100°C erwärmt, wodurch sich dieser erheblich mehr ausdehnt als der zylindrische Metallkörper, und selbsttätig von dem Metallkörper getrennt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die zugehörigen Figur zeigen schematisch:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße dreiteilige aufschiebbare Verbindungsmuffe,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch eine Gießform zur Herstellung eines Muffenhauptkörpers und

Fig. 3 das Profil einer Hülsenringwandung.

Die in Fig. 1 gezeigte Verbindungsmuffe weist ein Leiterverbindungselement 1, einen die Leiterver­ bindungsstelle umgebenden hohlzylindrischen metallischen Kontaktkörper 2, zwei auf die Aderisolie­ rung 3 der abgemantelten Kabel 4 und 5 aufgeschobene Adapter 6 mit jeweils einem integrierten Feldsteuertrichter 7 und einem kontaktkörper- und umfangsseitig integrierten Elektrodenring 8 und einen den Kontaktkörper 2 und die Adapter 6 einschließenden Muffenhauptkörper 9 mit einer äußeren Leitschicht 10 und mit einer Elektrodenhülse 11 auf. Die Elektrodenhülse 11 umgibt den Kontaktkör­ per 2 und auf einer Teillänge die Elektrodenringe 8 und bildet mit letzteren eine Feldsteuerelektrode. Dabei ist die Elektrodenhülse 11 aus drei in Reihe im Muffenhauptkörper 9 angeordneten dünnwan­ digen Hülsenringen 11a aus HTV-Silikon mit einem geringen elektrischen Widerstand (kleiner als 50 Ohm × cm) und einer Dicke von 2 mm gebildet. Die Hülsenringe 11a sind jeweils 80 mm breit und an ihren Rändern R flach auslaufend ausgebildet und muffenhauptkörperseitig glatt (Fig. 3). Zwischen den jeweils benachbarten Hülsenringen 11a ist ein Spalt S von kleiner als 1,5 mm ausgebildet. Die beiden äußeren Hülsenringe 11a überdecken die Elektrodenringe 8 auf einer Länge von etwa 10 mm.

In Fig. 2 ist eine Anordnung zur Herstellung des Muffenhauptkörpers 9 dargestellt. Die Hülsenringe 11a sind mit geringer Vorspannung in Reihe in der zur Bildung der Elektrodenhülse vorbestimmten Position auf einem zylindrischen Metallrohr 12 fixiert. Das Metallrohr 12 ist in eine mehrfach quer zu einer Achse geteilte Gießform 13 mit der Negativform des Muffenhauptkörpers 9 eingelegt. Der zwi­ schen dem Metallrohr 12 und der Gießform 13 gebildete Hohlraum wird mit isolierendem RTV-Silikon bei Raumtemperatur über eine Eingießöffnung 14 im Spritzgießverfahren ausgegossen. Nach dem vollständigen Ausgießen des Hohlraumes, angezeigt durch ein Austreten von RTV-Silikon aus der Öffnung 15, wird die Anordnung zur Vulkanisation des RTV-Silikons auf 30°C erwärmt, wobei sich dieses mit den Hülsenringen 11a an deren Oberfläche stoffschlüssig verbindet. Die die Elektroden­ hülse 11 bildenden Hülsenringe 11a sind damit in der vorbestimmten Anordnung im Muffenhauptkör­ per 9 integriert. Im Anschluß an die Vulkanisation werden die Teile der Gießform 13 in axialer Rich­ tung entfernt und das Metallrohr 12 mit dem fertigen Muffenhauptkörper 9 auf 100°C erhitzt. Dabei weitet sich dieser (9) stärker als das Metall-Rohr 12, so daß sich dieses von selbst vom Muffenhaupt­ körper 9 löst.

Claims (11)

1. Dreiteilige aufschiebbare Verbindungsmuffe, mit einem Leiterverbindungselement, einem die Lei­ terverbindungsstelle umgebenden hohlzylindrischen metallischen Kontaktkörper, zwei auf die Ader­ solierung der abgemantelten Kabel aufgeschobenen Adaptern mit integriertem Feldsteuertrichter und mit jeweils einem kontaktkörper- und umfangsseitig integrierten Elektrodenring, einem den Kontakt­ körper und die Adapter einschließenden Muffenhauptkörper mit einer äußeren Leitschicht und einer Elektrodenhülse, die den Kontaktkörper und die Elektrodenringe wenigstens kontaktkörpernah umgibt und mit letzteren eine Feldsteuerelektrode bildet und im Bereich der Elektrodenringe flach auslaufend ausgebildet und muffenhauptkörperseitig glatt ist, nach der Hauptanmeldung Aktenzeichen 197 02 801.2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenhülse (11) aus mehreren vorgefertigten und im Muffenhauptkörper (9) in Reihe angeordneten dünnwandigen Hülsenringen (11a) mit einem geringen elektrischen Widerstand gebildet ist.

2. Verbindungsmuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenringe (11a) aus HTV-Silikon bestehen und eine Dicke von mindestens 1,5 mm aufweisen.

3. Verbindungsmuffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils äußeren Hülsenringe (11a) die Elektrodenringe (8) auf einer Länge von wenigstens 5 mm überdecken.

4. Verbindungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsen­ ringe (11a) an den einander zugekehrten Rändern (R) flach auslaufend ausgebildet sind.

5. Verbindungsmuffe nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die flach auslaufenden Ränder (R) gegenüber dem Hauptmuffenkörper (9) konvex gewölbt sind.

6. Verbindungsmuffe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenringe (11a) derart in Reihe angeordnet sind, daß sie sich an den einander zugekehrten Rändern (R) überlappen.

7. Verbindungsmuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand benachbarter Hülsenringe (11a) voneinander kleiner als die Wanddicke der Hülsenringe (11a) ist.

8. Verfahren zur Herstellung eines Muffenhauptkörpers für eine dreiteilige aufschiebbare Verbin­ dungsmuffe mit einer Elektrodenhülse zum Umschließen eines Kontaktkörpers und von an diesen angrenzenden und jeweils in einem Adapter angeordneten Elektrodenringen, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens zwei vorgefertigte und muffenhauptkörperseitig glatte Hülsenringe (11a) in Reihe zur Bildung der Elektrodenhülse (11) auf einem zylindrischen Metallkörper (12) fixiert werden, wobei wenigstens der elektrodenringseitige Rand der Hülsenringe (11a) flach auslaufend, eingeschlossen gegenüber dem Muffenhauptkörper konvex gewölbt, ausgebildet ist, daß danach der Körper mit den Hülsenringen (11a) in einer Gießform (13) für den Muffenhauptkörper (9) angeordnet, die Gießform (13) mit RTV-Silikon ausgegossen und das RTV-Silikon vulkanisiert werden, und daß anschließend die Gießform (13) von dem und danach der Metallkörper (12) aus dem gebildeten und mit den Hül­ senringen (11a) versehenen Muffenhauptkörper (9) durch Erhitzen entfernt werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülsenringe (11a) mit geringer Vorspannung nacheinander auf den Metallkörper (12) aufgeschoben werden.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Muffenhauptkörper (9) bei Raumtemperatur gegossen und bei ca. 30°C vulkanisiert wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gießform (13) vom Muffen­ hauptkörper (8) bei Raumtemperatur und der zylindrische Körper aus diesem (9) durch eine Erhitzung auf ca. 100°C entfernt werden.