DE2212999C3 - Lösbare elektrische Hochspannungsleiterverbindung - Google Patents

Description

überdreht oder zufolge eines sich aus den 7,ugrkäften in den Bugelenden ergebenden Momentes schiefgestellt wird. FQr den Einsatz als Hochspannungsleiterverbindung ist diese Klemme wegen der Kanten- oder Spitzenwirkung der vorragenden Klemmschraube gar nicht und selbst für mittlere Spannungen nur schlecht geeignet

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine lösbare und dennoch absolut betriebssichere Leiterverbindung zu schaffen, die auf einfache Weise ohne komplizierte oder schwere Hilfsgeräte herstellbar ist

Diese Aufgabe läßt sich mit einer lösbaren elektrischen Hochspannungsleiterverbindung der eingangs umrissenen Art lösen, bei welcher der Klemmkörper als hülsenförmiger, in sich geschlossener, länglicher Hohl- i_S körper mit stirn- bzw. endseitigen öffnungen ausgebildet, die Druckschraube langer als die größte Querschnittsabmessung des hülsenförmigen Klemmkörpers bemessen, seiner kurzen Symmetrieachse zugeordnet und im eingeschraubten Zustand gegen eine in dieser Achse der Gewindebohrung gegenüberliegende Stelle der Innenfläche der Wandung des Hohlkörpers zur Änderung von dessen Querschnittsprofil spannbar ist, und die miteinander zu verbindenden Leiterenden bei mit Hilfe der Druckschraube etwa zum Kreisringquerschnitt verformten Klemmkörper in dessen stirn- bzw. endseitigen öffnungen bis zur Anlage an der Druckschraube einführbar und bei zumindest teilweise zurückgeschraubter, vorzugsweise entfernter Druckschraube in dem Hohlkörper allein durch dessen elastische Rückstellkraft unter flächenhafter elektrisch gut leitender Kontaktierung zumindest wesentlicher Abschnitte seiner Rücken- und Sohlenabschnitte dauerhaft festlegbar sind.

Zum Unterschied von den bekannten »Klemmhülsen«, die nach dem Einführen der miteinander zu verbindenden Leiterenden durch Anwendung äußerer Druckkraft (hydraulisches Vorpressen) bis zum festen Zusammenschluß der Leiterenden plastisch verformt werden, ist der hakenförmige Hohlkörper der erfindungsgemäßen Leiterverbindung elastisch verformbar. Der erfindungsgemäße Hohlkörper wird — lediglich mittels der daran vorgesehenen Druckschraube — vor dem Einführen der zu verbindenden Leiterenden in sein Inneres unter Veränderung seines Querschnittsprofils, jedoch ohne die Elastizitätsgrenze des Materials des Hohlkörpers zu überschreiten, bis zur Anpassung an das, z. B. etwas kreisförmige, Querschnittsprofil det zu verbindenden Leiter elastisch verformt. Dabei werden in dem Hohlkörper starke Spannungskräfte hervorgerufen, die zu einer Wiederherstellung seiner ursprünglichen Profilform neigen. Diese Kräfte ziehen den Hohlkörper, nach dem Zurückschrauben oder gänzlichen Entfernen der in diesen — gegebenenfalls bereits am Herstellungsort bis zur gewünschten Relativlage der Schraube bzw. Verformung des Hohlkörpers eingeschraubten Druckschraube, fest um die darin eingeführten Leiterenden zusammen und halten diese in dem sich elastisch zusammenziehenden Hohlkörper unverrückbar fest, wobei sich ein guter elektrischer Kontakt zwischen der Leiteraußenfläche und der Innenfläche des erfindungsgemäßen Hohlkörpers ergibt.

Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Hochspannungsleiterverbindung ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung durch auf den Hohlkörper beiderends aufbringbare und diesen im montierten Zustand fest umschließende Schutzschirme gekennzeichnet, deren jeder einen der Außenfläche des Hohlkörpers angepaßten Abschnitt und einen sich bis zur festen Anlage am Umfang des zu verbindenden, blanken Leiterendstückes verjüngenden, z. B. frustokonischen, Abschnitt aufweist. Diese Maßnahme gewährleistet mit einfachen Mitteln eine vortreffliche Abschirmung des elektrischen Feldes im Bereich der Verbindungsstelle und somit eine beachtliche Erhöhung der elektrischen sowie auch der mechanischen Festigkeit

Bei einer erfindungsgemäßen Leiterverbindung, die sich insbesondere für das Verbinden von Massiv- oder auch Litzen-Rundleitern eignet, ist der unverspannte Hohlkörper mit einer Anzahl von seine Wandung durchsetzenden, langgestreckten Durchbrechungen versehen, die sich zwischen seinem die Gewindebohrung umgebenden RUckabschnitt in Richtungen erstrekken, weiche die durch die lange Querschnittsachse hindurchgehende Längsmittelebene des Hohlkörpers kreuzen.

Bei dieser Ausbildung des Hohlkörpers ist durch die elastische Verformung seines elliptisch Querschnittprofiis bis etwa zur Kreisform eine rusreichende Spannkraft gewährleistet wobei die dem Hohlkörper innewohnende Federwirkung durch sinnvolle Anordnung der langgestreckten Durchbrechungen erhöht und die elastische Verformung, die ja mittels einer einzigen mit einem einfachen Schraubenschlüssel von Hand betätigbaren Druckschraube erfolgt, erleichtert wird.

Die Durchbrechungen der Wandung des Hohlkörpers sind in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens in zwei einander gegenüberliegenden Gruppen angeordnet, wobei benachbarte Durchbrechungen durch schmale Begrenzungsstege voneinander getrennt, und wenigstens die in bezug auf den Hohlkörper Stirnseitgen Begrenzungsstege mit Schlitzen versehen sind. Dabei ist es vorteilhaft, wenn einander gegenüberliegende Durchbrechungen bzw. Begrenzungsstege gegenläufig geneigte Richtungen aufweisen.

Diese Art der Anordnung der Durchbrechungen jzw. der sie begrenzenden Trennstege erhöht die Elastizität der Wandung des Hohlkörpers der erfindungsgemäßen Leiterverbindung und erleichtert deren elastische Verformung. Sie wiird sich besonders für jene Fälle empfehlen, in denen aus Gründen der Größe der Leiterquerschnitte bzw. der in diesen fließende Ströme oder auch aus mechanischen Festigkeitsgründen eine relativ große Wandstärke des Hohlkörpers erforderlich ist, um die Verformung ohne allzu großen Kraftaufwand mit Hilfe einer einzigen Druckschraube bewirken zu können.

Als Druckschraube kommen, besonders bei relativ geringen Wandstärken und kleinen Leiterquerschnitten Kopfschrauben in Frage, die bei der Montage entfernt und, zwecks nachträglicher Lösung der Verbindung, gegebenenfalls in die Gewindebohrung wieder eingeschraubt werden. In anderen Fällen können emerends mit Innensechskant versehene Gewindestifte als Druckschrauben verwendet werden, die in der Gewindebohrung verbleiben ohne wesentlich über die Außenfläche des Hohlkörpers voirzustehen. Solche Druckschrauben werden je nach Bedarf bis zur gewünschten Verformung des Hohlkörpers angezogen bzw. zum Festlege;) der herzustellenden Leiterverbindung wieder zurückgeschraubt, wobei deir Schraubenweg im allgemeinen geringer ist, als die Stärke der Wandung des Hohlkörpers bzw. die Tiefe der Gewindebohrung.

Wie bereits oben angedeutet, läßt sich diese Leiterverbindung besonders gut und unmittelbar zum Verbinden von Rundleitern verwenden. Sie ist jedoch

keineswegs auf dieses Anwendungsgebiet beschränkt, sondern läßii sich — entweder durch entsprechende Wahl und Bemessung des Querschnittringprofiles oder durch Einbringen von entsprechend geformten, gegebenenfalls mehrteiligen, Einsätzen aus leitendem Material 5 zwischen Le'' ir und Hohlkörperinnenfläche — auch zum Vtrbindsn von Leitern mit einem anderen Querschnitt, z. B. Sektorleitern, verwenden.

Solche, z. B. segmentförmige, Einsätze können auch ZUi Anpassung von Rundleitern unterschiedlichen Durchmessers an den Hohlraumquerschnitt der erfindungsgemäßen Leiterverbindung verwendet werden. Daher erübrigt sich die Lagerhaltung eines großen Sortiments von unterschiedliche Abmessungen aufweisenden Leiterverbindungen, und auch Leiter unterschiedlichen Durchmessers können auf diese Weise einfach und betriebssicher miteinander verbunden werden, sowie auch — bei entsprechender Wahl des Einsatzmaterials — Leiter aus einem unterschiedlichen mit jenem des anzuschließenden Leiters nicht verträglichen Material.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles erläutert. In der Zeichnung zeigen, teils in Ansicht und teilweise im Schnitt durch die Längsachse.

F i g. 1 eine mit Schutzschirmen versehene Ausführungsform der erfindungsgemäßen, lösbaren Leiterverbindung im montierten Zustand,

F i g. 2 einen erfindungsgemäß ausgebildeten Hohlkörper der Leiterverbindung gemäß F i g. 1 im vorgespannten, montagebereiten Zustand vor der Montage und ohne Schutzschirme,

Fig.3 und 4 in Stirnansicht den Hohlkörper gemäß F i g. 2 im gespannten bzw. entspannten Zustand und

F i g. 5 ebenfalls in Stirnansicht einen solchen Hohlkörper, der mit Einsätzen versehen ist.

in allen Zeichnungsfiguren ist mit 1 ein erfindungsgemäß ausgebildeter Hohlkörper der Leiterverbindung bezeichnet. Dieser besteht aus einem elektrisch gut leitenden Material ausreichender mechanischer Festigkeit unJ Elastizität, z. B. ein Metall bzw. eine Legierung von Metallen oder auch ein durch Beigabe von Kohlenstoff, z. B. Ruß, leitend gemachter Kunststoff mit den erforderlichen mechanischen Eigenschaften. Auf den in Fig. 1 gezeigten hülsenförmigen Hohlkörper 1, der im montierten Zustand einen sich der Kreisform des Leiters anpassenden, kreisringförmigen Querschnitt annimmt, ist beiderends je ein Schutzschirm 2 aufgebracht, z. B. mit Kraft aufgeschoben. Um diesen Vorgang zu erleichtern, aber auch um die Gesamtlänge der Leiterverbindung möglichst zu verringern, kann der Hohlkörper 1 im Bereich beider Enden verjüngt, z. B. wie hier gezeigt, konisch abgeschrägt sein.

Jeder Schutzschirm 2 besitzt einen der Außenfläche des Hohlkörpers angepaßten Abschnitt 5 sowie einen sich von der Schrägung des Hohlkörpers bis zum Leiterquersclhnitt verjüngenden Abschnitt 6. Die angepaßten Abschnitte 5, der beiden Schutzschirme sind so bemessen, daß sie im Längsmittelbereich des Hohlkörpers 1 möglichst eng aneinanderstoßen und eine dort vorgesehene Gewindebohrung 4 völlig abdecken. Die Gewindebohrung 4 ist der im unverspannten Zustand des Hohlkörpers (s. F i g. 4) kurzen Achse y-y'desselben zugeordnet und dient der Aufnahme einer Druckschraube 3, die hier als Kopfschraube dargestellt ist, aber auch als Gewindestift ausgebildet sein könnte.

Der Hohlkörper 1 besitzt eine durchgehende, z. B. zylindrische, Ausnehmung mit einem im entspannten Zustand des Hohlkörpers etwa elliptischen oder auch doppelkreissegmentförmigen Querschnitt, wie er in Fig.4 angedeutet ist. Dieser Querschnitt läßt sich jedoch - durch Einschrauben der Druckschraube 3 bis zur Anlage an einer der Gewindebohrung diametral gegenüberliegenden Stelle der Wandung 7 des Hohlkörpers 1 und zusätzliches Anspannen dieser Druckschraube — bis zur gewünschten Form, die etwa der Kreisform miteinander zu verbindender Leiter A, B entspricht, umformen bzw. aufweiten. Daher können diese Leiter von den beiden freien Enden her ohne Schwierigkeiten bis zum Anschlag an der Schraube in die Ausnehmung des Hohlkörpers 1 eingeschoben werden.

Wie insbesondere in F i g. 2 zu erkennen ist, weist die Wandung 7 des Hohlkörpers 1 eine Anzahl von langgestreckten Durchbrechungen 8 auf, die sich zwischen einem die Gewindebohrung 4 umgebenden, beiderends kontinuierlich bis zu den stirnseitigen öffnungen reichenden Rückenabschnitt 9 und einem diesem gegenüberliegenden, kontinuierlichen Sohlenabschnitt 10 erstrecken. Diese Durchbrechungen 8 sind durch schmale Begrenzungsstege 11 voneinander getrennt, wobei die äußersten Stege 11a und üb mit Schlitzen \2 versehen sind, die sich gegebenenfalls bis über die ganze Breite einer solchen Durchbrechung 8 erstrecken können. Die Durchbrechungen 8 bzw. die Stege 11 sind beiderseits des Kücken- und des Sohlenabschnitts 9 bzw. 10 des Hohlkörpers 1 in Gruppen angeordnet, wobei die gegenüberliegender Durchbrechungen bzw. deren Begrenzungsstege 11 gegenläufig geneigte Richtungen aufweisen.

Zur Anpassung an Leiter mit unterschiedlichen-Durchmesser oder auch unterschiedlicher Querschnittsform kann die Ausnehmung des Hohlkörpers, wie ir F i g. 5 gezeigt, mit z. B. paarweise angeordneten irr Querschnitt etwa segmentförmigen Einsätzen 13 versehen sein, die jedoch auch beliebige andere derr Leiterprofil angepaßte z. B. polygone oder auch dit Leiterprofilform zu einer der Kreisform angenäherter Gestalt ergänzende Querschnittsformen aufweiser können.

Nach dem Einführen der Leiter in den vorgespannter Hohlkörper wird die Druckschraube 3 entfernt odei wenigstens so weit zurückgeschraubt, daß sich dei Hohlkörper kraft der ihm innenwohnenden Elastizitä um die in der Ausnehmung befindlichen Leitei verspannt, an deren Oberfläche er sodann zumindest mi den Innenflächen seines Rücken- und Sohlenabschniite; aber auch von anderen Teilen seiner Wandung fest unc eng anliegt Dadurch sind diese Leiter mit groEei Sicherheit erfaßt und dauerhaft in der Ausnehmung de: Hohlkörpers 1 festgehalten, wobei dieser eine elektriscl gut leitende und — nach dem Aufschieben der Schirme ί — auch gut abgeschirmte Brücke bildet

Zum Lösen der Verbindung können die Schirme voi der Stoßstelle weggeschoben, und in die sodani freigelegte Gewindebohrung 4 kann die Druckschraubi 3 bis zur Aufhebung der den Leiter in der Ausnehmunj festklemmenden Spannung eingeschraubt werden, wor auf die Leiter ohne Schwierigkeiten aus der Ausneh mung des Hohlkörpers entfernt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Lösbare elektrische Hochsigumnungsleiterverbindung, insbesondere für EnergjieObertragungskabel großer Leistung, mit eimern einstöckigen, elastisch verformbaren Klemmkörper aus einem elektrisch leitenden Material, der .pin etwa symmetrisches, jedoch von der geometrischen Ringform abweichendes, beispielsweise elliptisches oder doppelkreissegmentförmiges, Quersdhnittsprofil und eine in seinem Mittelbereich angeordnete Gewindebohrung aufweist, in welche eine Druckschraube diametral einschraubbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper (I) als hülsenförmiger, in sich geschlossener, länglicher Hohlkörper mit stirn- bzw. endseitigen öffnungen ausgebildet, die Druckschraube (3) langer als die größte Querschnittsabmessung des hakenförmigen Klemmkörpers (1) bemessen, seiner kurzen Symmetrieachse (Y- Y) zugeordnet und im eingeschraubten Zustand gegen eine in dieser Achse der Gewindebohrung (4) gegenüberliegende Stelle der Innenfläche der Wandung (7) des Hohlkörpers (1) zur Änderung von dessen Querschnittsprofil spannbar ist, und daß die miteinander zu verbindenden Leiterenden (A, B) bei mit Hilfe der Druckschraube (3) etwa zum Kreisringquerschnitt verformten Klemmkörper (1) in dessen stirn- bzw. endseitigen öffnungen bis zur Anlage an der Druckschraube (3) einführbar und bei zumindest teilweise zurückgeschraubter, vorzugsweise entfernter Druckschraube (3) in öem Hohlkörper (I) allein durch dessen elastische Rückstellkraft unter flächenhafter elektrisch gut leitender Kontaktierung zunmindest wesentlicher Abschnitte seiner Rücken- und Sohlenabschnitte (9,10) dauerhaft festlegbar sind.

2. Leiterverbindung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch auf den Hohlkörper (1) beiderends aufbringbare und diesen im montierten Zustand fest umschließende Schutzschirme (2), deren jeder einen der Außenfläche des Hohlkörpers angepaßter Abschnitt (5) und einen sich bis zur festen Anlage am Umfang des zu verbindenden, blanken Leiterendstückes verjüngenden, z. B. frustokonischen Abschnitt (6) aufweist.

3. Leiterverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der unverspannte Hohlkörper (1) mit einer Anzahl von seine V/andung (7) durchsetzenden, langgestreckten Durchbrechungen (8) versehen ist, die sich zwischen seinem die Gewindebohrung (4) umgebenden Rückenabschnitt (10) in Richtungen erstrecken, welche die durch die lange Querschnittsachse hindurchgehende Längsmittelebene des Hohlkörpers kreuzen.

4. Leiterverbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechungen (8) der Wandung (7) des Hohlkörpers (1) in zwei einander gegenüberliegenden Gruppen angeordnet, wobei benachbarte Durchbrechungen durch schmale Begrenzungsstege (11) voneinander getrennt, und wenigstens die in bezug auf den Hohlkörper stirnseitigen Begrenzungsstege (11,3,116,1 mit Schlitzen (12) versehen sind.

5. Leiterverbindung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß einamder gegenüberliegende Durchbrechungen (8) bzw. Begrenzungsstege (11) gegenläufig geneigte Richtungen aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine lösbare elektrische Hochspannungdeiterverbindung, insbesondere für Energieübertragungskabel großer Leistung mit einem einstückigen, elastisch verformbaren Klemmkörper aus S einem elektrisch leitenden Material, der ein etwa symmetrisches, jedoch von der geometrischen Ringform abweichendes, beispielsweise elliptisches oder doppelkreissegmentförmiges, Querschnittsprofil und eine in seinem Mittelbereich angeordnete Gewindeboh rung aufweist, in welche eine Druckschraube diametral einschraubbar ist

Es ist bekannt, die Stoßstellen von Hochspannungskabelleitern, z. B. in Kabelverbindungsmuffen durch Löten, Schweißen, Pressen oder Schrauben zu verbinden. Diese

is Veibindungsarten sind — mit Ausnahme der letztgenannten — im allgemeinen nicht lösbar, und sie sind über dies umständlich und aufwendig. Außerdem besitzen sie den Nachteil, daß die Betriebssicherheit von auf diese Weise verbundenen Kabeln sehr weitgehend von der sorgfältigen Arbeit und dem fachlichen Können des Monteurs abhängig ist Auch sind insbesondere für das Schweißen und Pressen komplizierte und gewichtige Geräte und Werkzeuge erforderlich, die zum jeweiligen Montageort transportiert werden müssen, wodurch sich wiederum der erforderliche Aufwand erhöht

Als Beispiel hierzu se'i eine bekannte Verbindungsvorrichtung für elektrische Leiter (DT-OS 19 31267) genannt Diese besitzt einen aufgrund einer Verpres sung bis in den Bereich der bleibenden Verformung Kontaktdruck erzeugenden Klemmkörper, der einen Klemmkanal für die Aufnahme mindestens eines Leiters besitzt, welche Vorrichtung durch mindestens einen zwischen der Innenwandung des Klemmkanals und dem darin aufgenommenen Leiter angeordneten, Kontaktkörper gekennzeichnet ist der sich aufgrund — mittels einer hydraulischen Presse von außen bewirkten — Verformung des Klemmkörpers unter Abstützung am Leiter elastisch verformt, wobei für dii Erzeugung des erforderlichen Anpreßdruckes ein schweres Zusatzgerät, nämlich eine hydraulische Presse, erforderlich ist Neben diesem schwerwiegenden Nachteil des Erfordernisses der Verwendung eines komplizierten und schwer transportierbaren Gerätes bei der Montage ist als weiterer Nachteil anzuführen, daß eine solche durch Pressung hergestellte Verbindung praktisch unlösbar ist. Als einfach herzustellende und auch lösbare Kabelleiterverbindung sind lediglich Schraubverbindungen, z. B. in Form von Schraubklemmen od. dg!, bekannt, die jedoch aus Gründen ihrer Kantenwirkungen für höhere Spannungen schlecht geeignet sind und deren Beseitigung eine zu große Bauweise erfordert. Auch gelten derartige Verbindungen wegen der nicht auszuschließenden Möglichkeit einer Lockerung der Schrauben durch Wärmeexpansions- und -kontraktionsbewegungen oder durch »Fließen« des Leitermaterials sowie auch wegen nicht auszuschließender, sich aus mangelnder Sorgfalt bei der Montage ergebender Fehlerquellen auch für niedrigere Spannungsbereiche als nicht absolut betriebssicher und verläßlich. Eine für ähnliche Zwecke bestimmte Klemmvorrichtung dieser Art ist z. B. DT-AS 12 14 761 entnehmbar. Bei dieser bekannten Klemmvorrichtung erfolgt die Leiterverbindung mittels sich mit ihren gelochten Enden überlappender Zugbügel in Eiform, von deren Löchern nur jenes des innenliegenden Bügels mit einem Gewinde für eine Klemmschraube versehen ist, um zu vermeiden, daß die die Festklemmung des Kabelleiters bewirkende Klemmschraube