DE19940361A1

DE19940361A1 - Power cable sealing end for cable connection, has slide valve and/or high voltage electrode made of aluminium foam

Info

Publication number: DE19940361A1
Application number: DE19940361A
Authority: DE
Inventors: Peter Stahl
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB Patent GmbH
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2001-03-01

Abstract

The cable fitting includes an electrical contact device (2) and an elastic insulating- and field control body (5). A slide valve (7) made at least partially of metal such as aluminium foam is provided for providing pressure on the insulating- and field control body. Openings may be provided in a cylindrical insulating body of the cable for receiving cables including insulating- and field control bodies. A high-voltage electrode embedded in the insulating body is formed at least partially from metal, preferably aluminium foam. The slide valve and/or the high voltage electrode may be formed as an integral part.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kabelgarnitur in Form eines Steckendverschlusses für Starkstromkabel (steckbarer Kabelendverschluß) mit elektrischer Kontaktierungsvor richtung und elastischem Isolier- und Feldsteuerkörper.The invention relates to a cable set in the form of a plug end closure for power cables (pluggable cable termination) with electrical contacting direction and elastic insulating and field control body.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Kabel-Verbindungsmuffe für Starkstrom kabel mit einem zylinderförmigen Isolierkörper, der eine eingegossene Hochspan nungselektrode sowie an den Stirnseiten konische Öffnungen zur Aufnahme von Iso lier- und Feldsteuerkonen enthält.The invention further relates to a cable connection sleeve for heavy current cable with a cylindrical insulating body, which is a cast high voltage voltage electrode as well as conical openings on the front sides for receiving iso Contains control and field tax cones.

Aus der DE 195 08 973 A1 ist eine Kabelgarnitur mit einem ein Kabel hülsenartig um schließenden Druckschieber bekannt, der zur Krafteinleitung auf einen elastischen Feldsteuerkonus mit einer mindestens eine Druckfeder umfassenden Federanordnung zusammenwirkt. Hierbei stützt sich die Federanordnung zwischen dem Druckschieber und einem Druckaufnahmeteil ab, das mit Hilfe eines den Feldsteuerkonus aufneh menden Isolierkörpers in seiner Lage gehalten wird. Eine Verringerung der Baulänge der Anordnung wird dadurch erzielt, daß innerhalb der hülsenartigen Wandung des Druckschiebers mindestens eine Kammer mit einer dem Druckaufnahmeteil zuge wandten Öffnung vorgesehen und so gestaltet ist, daß sie mindestens einen Teil der sich in Kabelrichtung erstreckenden Federanordnung aufnimmt.From DE 195 08 973 A1 is a cable set with a cable around a sleeve closing pressure slide known to the force application to an elastic Field control cone with a spring arrangement comprising at least one compression spring cooperates. The spring arrangement is supported between the pressure slide and a pressure receiving part, which receives the field control cone with the aid of insulating body is held in position. A reduction in overall length the arrangement is achieved in that within the sleeve-like wall of the Pressure slide valve at least one chamber with one of the pressure receiving part facing opening is provided and designed so that it covers at least part of the extends in the cable direction extending spring assembly.

Insbesondere bei höheren Nennspannungen - ab ca. 110 kV - werden die einzelnen Baukomponenten voluminös und damit schwer.Especially at higher nominal voltages - from approx. 110 kV - the individual Components voluminous and therefore heavy.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kabelgarnitur in Form eines Steckend verschlusses für höhere Nennspannungen der eingangs genannten Art mit reduzierter Masse anzugeben.The invention has for its object a cable assembly in the form of a plug closure for higher nominal voltages of the type mentioned at the beginning with reduced Specify mass.

Des weiteren soll eine Kabel-Verbindungsmuffe für höhere Nennspannungen mit redu zierter Masse angegeben werden.Furthermore, a cable connection sleeve for higher nominal voltages with redu ornamented mass can be specified.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich der Kabelgarnitur in Form eines Steckendverschlusses in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.This task is done with regard to the cable set in the form of a plug end closure in connection with the features of the preamble according to the invention by Characteristic of claim 1 specified features solved.

Die Aufgabe wird hinsichtlich der Kabel-Verbindungsmuffe in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des An spruchs 2 angegebenen Merkmale gelöst.The task is related to the cable joint Features of the preamble according to the invention by the in the characteristics of the An solved 2 specified features.

Dabei ist die Herstellung von Bauteilen aus Aluminiumschäumen an sich bekannt, wie aus F. Baumgärtner, H. Gers, H.W. Seeliger, J. Baumeister, Bauteile aus Aluminium schäumen, Ingenieur Werkstoffe Nr. 3 (1998) Seite 42-45 hervorgeht. Als Anwen dungsgebiete sind dabei Crashelemente, Versteifungselemente, Einlegebauteile, plat tenförmige Bauteile, Trittbretter, Abdeckungen, Trennwände im Automobilbau und ein Auflaufhorn für Pantographensysteme erwähnt. Die Möglichkeit der Herstellung von Sandwichstrukturen mit Deckblechen (ein- oder zweiseitig) und einem schäumbaren Kern wird angesprochen.The production of components from aluminum foams is known per se, such as from F. Baumgärtner, H. Gers, H.W. Seeliger, J. Baumeister, aluminum components foam, engineer materials no. 3 (1998) page 42-45. As a user Areas of application are crash elements, stiffening elements, insert components, plat ten-shaped components, running boards, covers, partitions in the automotive industry and one Overrun horn for pantograph systems mentioned. The possibility of producing Sandwich structures with cover sheets (one or two sides) and a foamable one Kern is addressed.

Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen zum einen darin, daß aufgrund der Leichtgewichtigkeit des Druckschiebers bzw. der Hochspannungselektrode die Hand habbarkeit bei der Montage verbessert wird. Im weiteren wird im Druckschieber bzw. in der Hochspannungselektrode Wärme durch Wirbelstromverluste erzeugt, da diese Baukomponenten eine geschlossene Kontur um einen einen hohen Strom führenden Leiter bilden. Die Höhe der erzeugten Verlustwärme ist im ersten Ansatz der vom Mag netfeld durchsetzten Masse, d. h. deren Dicke und Leitfähigkeit proportional. Aufgrund der leichtgewichtigen Ausbildung des Druckschiebers bzw. der Hochspannungselektro de wird deshalb eine signifikante Herabsetzung der anfallenden Verlustwärme erreicht. Dies ist insbesondere deshalb wünschenswert, weil eine Ableitung von Verlustwärme bei vielen Anwendungsfällen problematisch ist.The advantages that can be achieved with the invention are, on the one hand, that due to the Light weight of the pressure slide or the high-voltage electrode availability during assembly is improved. Furthermore, in the pressure slide or in the high-voltage electrode generates heat through eddy current losses, as this Components a closed contour around a high current carrying Form ladder. The amount of heat loss generated in the first approach is that of Mag net field penetrated mass, d. H. their thickness and conductivity are proportional. Because of the lightweight design of the pressure slide or the high-voltage electro de therefore a significant reduction in the heat loss is achieved. This is particularly desirable because the heat is dissipated is problematic in many applications.

Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.Further advantages are evident from the description below.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.An advantageous embodiment of the invention is characterized in the subclaim.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele erläutert. Es zeigen:The invention is described below with reference to the embodiment shown in the drawing Examples explained. Show it:

Fig. 1 einen steckbaren Kabelanschluß, Fig. 1 shows a plug-in cable connection,

Fig. 2 eine Kabel-Verbindungsmuffe. Fig. 2 shows a cable connection sleeve.

In Fig. 1 ist eine Kabel-Steckverbindung dargestellt. Es ist ein steckbarer Kabelan schluß 1 zu erkennen, welcher in allgemein bekannter Art und Weise mit einer elektri schen Kontaktierungsvorrichtung 2 zur Kontaktierung eines Leiters 4 eines präparier ten Endes eines Kabels 3 versehen ist. Ein elastischer Isolierkörper 5 mit ebenfalls ela stischer Steuerelektrode 6 gewährleistet einen elektrisch und gegen Umwelteinflüsse dichten Anschluß des Steckendverschlusses 1 in einer aus einem Isoliermaterial be stehenden Kabelanschlußbuchse 8.In Fig. 1, a cable connector is shown. There is a pluggable Kabelan circuit 1 can be seen, which is provided in a generally known manner with an electrical contacting device 2 for contacting a conductor 4 of a prepared end of a cable 3 . An elastic insulating body 5 with also ela-elastic control electrode 6 ensures an electrical and environmentally sealed connection of the plug end 1 in a be made of an insulating material cable connector socket 8th

Die Kabelanschlußbuchse 8 weist hierzu ein elektrisches Kontaktierungsteil 9 zur Ver bindung mit der Kontaktierungsvorrichtung 2 und eine sich konisch verjüngende Einfüh rungsöffnung 10 auf, gegen deren Innenwandung der elastische Isolierkörper 5 unter Einsatz eines federbeaufschlagten, aus Aluminiumschaum ausgebildeten Druckschie bers 7 gepreßt wird. Durch Befestigungsmittel 11 wird die gewünschte Anpressung und eine dauerhafte Verbindung zwischen Steckendverschluß 1 und Kabelanschlußbuchse 8 erzielt. Ferner ist eine Erdverbindung 12 zwischen einem äußeren Litzengeflecht des Kabels 3 und der Kabelanschlußbuchse 8 gezeigt.The cable connection socket 8 has an electrical contacting part 9 for connection to the contacting device 2 and a conically tapering insertion opening 10 , against the inner wall of which the elastic insulating body 5 is pressed using a spring-loaded pressure slide formed from aluminum foam 7 . The desired contact pressure and a permanent connection between the plug-type closure 1 and the cable connection socket 8 are achieved by means of fastening means 11 . Furthermore, an earth connection 12 between an outer braid of the cable 3 and the cable connection socket 8 is shown.

In Fig. 2 ist eine Kabel-Verbindungsmuffe dargestellt. Es sind zwei an den präparierten Enden von Kabeln angebrachte steckbare Kabelanschlüsse 13, 14 zu erkennen, die über eine Kabel-Verbindungsmuffe 15 elektrisch und mechanisch miteinander zu ver binden sind. Die Kabel-Verbindungsmuffe 15 weist eine zentrale, aus Aluminium schaum ausgebildete Hochspannungselektrode 16 auf, welche über eine Kontaktie rungshülse 17 den elektrischen Kontakt zu beidseitig eingesteckten Kontaktierungsvor richtungen 18, 19 herstellt. Die Hochspannungselektrode 16 mit Kontaktierungshülse 17 ist dabei in einem zylinderförmig ausgebildeten, aus einem Isoliermaterial bestehen den Hauptkörper 20 eingebettet, an dessen beiden Stirnflächen sich konisch verjün gende Einführungsöffnungen 21, 22 zur Einführung und Anpressung der elastischen Isolier- und Feldsteuerkörper der steckbaren Kabelanschlüsse 13, 14 vorgesehen sind.In Fig. 2, a cable connection sleeve is shown. There are two pluggable cable connections 13 , 14 attached to the prepared ends of cables, which are electrically and mechanically connected to one another via a cable connecting sleeve 15 . The cable connecting sleeve 15 has a central, made of aluminum foam high-voltage electrode 16 , which about a Kontaktie approximately sleeve 17, the electrical contact to inserted on both sides Kontaktierungsvor devices 18 , 19 . The high-voltage electrode 16 with contacting sleeve 17 is embedded in a cylindrical, made of an insulating material, the main body 20 , on its two end faces tapered insertion openings 21 , 22 for inserting and pressing the elastic insulating and field control body of the pluggable cable connections 13 , 14th are provided.

Als Variante brauchen die beiden Kabelanschlüsse nicht steckbar ausgeführt zu sein. Die Leiter der beiden zu verbindenden Kabel können dabei durch Preß-, Schraub- oder Schweißtechniken fest miteinander verbunden sein, wobei im übrigen wie bei der zuvor beschriebenen steckbaren Ausführung durch die beidseitig in den Hauptkörper 20 ein geführten und gegen dessen konisch ausgebildete seitliche Öffnungen 21, 22 ange preßten elastischen Isolier- und Feldsteuerkörper ein elektrisch und gegen Umweltein flüsse dichter Anschluß der Kabel dargestellt wird. Bei dieser Variante ist dafür zu sor gen, daß das Hochspannungspotential des Leiters über ein Kontaktierungsmittel, z. B. einer Vorrichtung ähnlich der Vorrichtung 18 bzw. 19, auf die im Hauptkörper 20 ent haltene Hochspannungselektrode 16 gelegt wird. Diese Kontaktierung braucht jedoch nicht stromtragfähig zu sein, da der Stromfluß über beide Kabel direkt durch die bei dieser Variante erfolgten mechanischen Verbindung der beiden Kabelleiter sicherge stellt ist. As a variant, the two cable connections do not have to be pluggable. The conductors of the two cables to be connected can be firmly connected to one another by pressing, screwing or welding techniques, with the rest, as in the plug-in embodiment described above, through the side openings 21 , which are guided into the main body 20 on both sides and conically formed against it. 22 pressed elastic insulation and field control body an electrical and environmental influences tight connection of the cable is shown. In this variant, it is necessary to ensure that the high voltage potential of the conductor via a contacting agent, for. B. a device similar to the device 18 or 19 , is placed on the ent in the main body 20 held high voltage electrode 16 . However, this contacting does not need to be current-carrying, since the current flow over both cables is ensured directly by the mechanical connection of the two cable conductors which takes place in this variant.

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß Druckschieber 7 und Hoch spannungselektrode 16 aus Aluminiumschaum hergestellt sind. Hierzu gibt es zum ei nen ein Schauminjektionsverfahren, bei dem, vergleichbar dem allgemein bekannten Spritzgußverfahren, Aluminiumschaum in eine entsprechende Form gespritzt wird. Zum anderen gibt es hierzu ein Aufschäumverfahren, bei dem Halbzeugteile aus auf schäumbarem Vollmaterial in eine Form eingebracht und durch anschließende Wärme zufuhr aufgeschäumt werden.From the foregoing, it can be seen that the pressure slide 7 and high voltage electrode 16 are made of aluminum foam. For this purpose, there is a foam injection process in which, comparable to the generally known injection molding process, aluminum foam is injected into a corresponding shape. On the other hand, there is a foaming process in which semi-finished parts made of foamable solid material are introduced into a mold and foamed by the subsequent supply of heat.

Wie am Beispiel der Hochspannungselektrode 16 erkennbar, ist es möglich und bei bestimmten Anwendungsfällen auch dringend geboten, das aus Aluminiumschaum be stehende Teil als Verbundteil herzustellen (Sandwichtechnik). Hierbei wird beispiels weise zur Herstellung der beschriebenen Elektrode ein später als elektrisch zu kontak tierende Innenfläche dienendes Rohr - die Kontaktierungshülse 17 - mit dem volumi gen Körper umschäumt. In das Rohr können anschließend durch mechanische Bear beitung genaue Strukturen, wie tolerierte Durchmesser, Nuten usw. eingebracht wer den. Dies ist geboten da der Aluminiumschaum durch seine Porigkeit nicht zufrieden stellend im gewünschten Sinn bearbeitet werden kann.As can be seen from the example of the high-voltage electrode 16 , it is possible and, in certain applications, also imperative to manufacture the part consisting of aluminum foam as a composite part (sandwich technology). Here, for example, for the manufacture of the electrode described, a tube later serving as an electrically contacting inner surface - the contacting sleeve 17 - is foamed with the voluminous body. Precise structures such as tolerated diameters, grooves, etc. can then be introduced into the tube by mechanical machining. This is necessary because the porosity of the aluminum foam cannot be processed satisfactorily in the desired sense.

Auch für den Druckschieber 16 bietet sich die Verwendung eines zu umschäumenden Einlegeteils an, welches mehrere Hülsen für die Aufnahme von Federelementen, Füh rungsdornen oder ähnliches enthält. Im weiteren sind entweder durch ein adäquat ge staltetes Einlegeteil oder durch eine nur selektive Aufschäumung des Halbzeuges die zur Aufnahme und Übertragung der mechanischen Belastungen erforderlichen Struktu ren zu gewährleisten.Also for the pressure slide 16 , the use of an insert to be foamed offers itself, which contains several sleeves for receiving spring elements, guide pins or the like. Furthermore, the structures required to absorb and transmit the mechanical loads are to be ensured either by an adequately designed insert or by only selective foaming of the semi-finished product.

Claims

1. Cable assembly in the form of a plug end for power cables with electrical contacting device ( 2 ) and elastic insulation and field control body ( 5 ), characterized in that an at least partially made of metal, preferably aluminum foam pressure slide ( 7 ) for pressing the insulating and field control body ( 5 ) is provided.

2. Cable connecting sleeve for power cables with a cylindrical insulating body ( 20 ), on the end faces of openings ( 21 , 22 ) for receiving cables including provided insulating and field control body ( 13 , 14 ) are provided, characterized in that one in the insulating body ( 20 ) embedded high-voltage electrode ( 16 ) is at least partially formed from metal, preferably aluminum foam.

3. plug-in closure and / or cable connection sleeve according to claim 1 and / or 2, characterized in that pressure slide ( 7 ) and / or high voltage voltage electrode ( 16 ) are formed as a composite part, with at least one insert made of solid conductive material, which the metal foam limited.