DE2248963A1 - CLAMP - Google Patents
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- H02G15/068—Cable terminating boxes, frames or other structures with devices for relieving electrical stress connected to the cable shield only
Description
Diese Erfindung betrifft Klemmen für Hochspannungskabel mit einem halbleitenden Mantel,This invention relates to clamps for high voltage cables with a semiconducting sheath,
Klemmen der in der US-Patentschrift > 5^2 942 beschriebenen Type besitzen eine Kammer mit einem Einlassende zum Einführen des anzuschliessenden Kabelendes und einem Auslassende für ein an dem Kabelleiter befestigtes Verbinderelement. Die Kammer -ist teilweise gefüllt miteinem thixotropen, isolierenden Fett in einer Menge, die die Hohlräume in der Kammer vollständig ausfüllt, nachdem das Kabelende eingeführt wurde. Eine vollständige Fettfüllung (keine Lufttaschen) ist besonders wichtig nahe eiern Einlassende der Kammer,, das mit der halbleitenden Hülle des Kabels verbunden ist, da dieses Gebiet die grösste elektrische Spannung auszuhalten hat.Clamping the in US patent> 5 ^ 2 942 described Type have a chamber with an inlet end for inserting the cable end to be connected and an outlet end for a connector element attached to the cable ladder. The chamber - is partially filled with a thixotropic, insulating fat in an amount that completely covers the cavities in the chamber after the end of the cable has been inserted. A complete fat filling (no air pockets) is particularly important near the inlet end of the chamber, the one with the semiconducting Sheath of the cable is connected, as this area is the largest has to withstand electrical tension.
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Der Zusammenbau des abgeschirmten .Leiters ,mit eier Klemme umfasst typ" is ehe me is e das Einführen des Kabelendes in aie teil« weise mit Fett gefüllte Kammer. Da· isolierende -Fett neigt dazu, sich mit dem Kabel durch die Kammer zu bewegen und"dabei Lufttasohen zurückzulassen« und zwar insbesondre nah« dem Einlassende der Kammer. Luft in diesen kleinen 'Taschen wlrdv durch die hohe elektrische Spannung ionisiert und'erzeugt einen chemischen und mechanischen Zusammenbruch in den umgebenden isolierenden Fett oder der Kabelisolierung. Dieser Zusanuaenbruch schreitet fort, bis die isolierende Eigenschaft der I4b«ll»el,terung; und des isolierenaen Fettes zerstört 1st und die hohe Spannung des Leiters einen Lichtbogen zum nächstgelegenen Massepunkt hervorruft. The assembly of the shielded conductor, with a clamp included type "is ehe me is e inserting the cable end into aie part" wise chamber filled with fat. Because insulating grease tends to to move through the chamber with the cable and "blown air" in the process to leave behind «and in particular near« the end of admission the chamber. Air in these little 'pockets wlrdv through the high electrical voltage ionizes and produces a chemical and mechanical breakdown in the surrounding insulating Grease or cable insulation. This collapse is progressing continue until the insulating property of the I4b «ll» el, terung; and of the insulating fat is destroyed and the high voltage of the Conductor creates an arc to the nearest ground point.
Eine Klemme gemäss der vorliegenden Erfindung aieht Mittel vor, um ein praktisch von Lufttaschen freies, isolierendes Fett in der Kammer am Kabel in einem vorbestimmten Abschnitt am Einlass* ende der Kammer sicherzustellen.A clamp according to the present invention provides means to have an insulating grease practically free of air pockets in the chamber on the cable in a predetermined section at the inlet * the end of the chamber.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine Klemae für ein elektrisches Hochspannungskabel geschaffen* Die Klemme 'besitzt eine Kammer mit einem Auslassende und einem Einlassende, das über dem Kabel befestigt werden kann. Ein viskose*, elektrisch nicht leitendes Fett füllt einen Teil der Kammer am Einlassende. In der vorliegenden Erfinuung enthält'die Klemme mindestens ein Halteten, das in der Kammer in eine» bestimmten Abstand von Einlassende befestigt 1st und. eine Wand.aufweist, die sich von der Innenwand der Kammer erstreckt, und eine gewisse Länge des isolierSen Leiters umschliesst, um das Fett in der Kammer in einem vorbestimmten Abschnitt am Einlassende beim Einführen des Kabels in die Kammer festzuhalten·According to the present invention, a Klemae for a electrical high-voltage cable created * The terminal 'owns a chamber with an outlet end and an inlet end, the can be attached over the cable. A viscous *, electric non-conductive grease fills part of the chamber at the inlet end. In the present invention, the terminal contains at least a hold that was held in the chamber in a »certain Distance from inlet end attached 1st and. has a wall, which extends from the inner wall of the chamber, and some Length of the insulated conductor to keep the fat in the Chamber in a predetermined section at the inlet end at Insertion of the cable into the chamber to hold
Nachfolgend wiru die Erfindung weiter unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile in den verschiedenen Ansichten kennzeichnen ·The invention is described further below with reference to the accompanying drawings, in which like reference characters identify like parts in the different views ·
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- 3 - M 3187- 3 - M 3187
Fig. 1 ist ein senkrechter Schnitt durch eine gemäss der vorliegenden Erfindung konstruierte Klemme, die mit einem elektrischen Kab«I verbunden ist.Fig. 1 is a vertical section through one according to the The clamp constructed of the present invention connected to an electrical cable.
Fig. 2 ist ein senkrechter Teilschnitt durch die Klemme der Fig. 1 vor dem Zusammenbau mit dem elektrischen Kabel.Fig. 2 is a partial vertical section through the clamp of Fig. 1 before assembly with the electrical cable.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten Halteteiles, das in der in den Figuren 1 und 2 gezeigten Klemme verwendet wird.FIG. 3 is a perspective view of a first support member shown in that shown in FIGS Clamp is used.
Fig. k ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten in der Klemme der Figuren 1 und 2 verwendeten Halteteiles.Figure k is a perspective view of a second retainer used in the clamp of Figures 1 and 2.
In der Fig. 1 wird eine Klemme gemäss der vorliegenden Erfindung gezeigt, die in der Gesamtheit mit 10 bezeichnet ist und zum Abschliessen eines elektrischen Hochspannungs-Leistungskabeis vorgesehen ist. Das elektrische Kabel 12 hat einen Mittelleiter Ik und eine isolierende Hülle 16 zwischen dem Leiter I^ und einem zylindrischen, halbleitenden Mantel 18. Die Klemme 10 ist verwendbar zum Abschliessen des halbleitenden Mantels Ib, wenn eine weitere Länge 20 des isolierten'Leiters Ik miteinem zweiten leitenden Teil (nicht gezeigt) an einem am Ende des Leiters Ik befestigten Verbinderelement 21 verbunden we-rden soll. Die isolierende Hülle 16 besteht typischerweise aus Polyäthylen oder vernetztes Polypropylenmaterial, und der halbleitende Mantel 18 besteht typischerweise aus einem halbleitenden Xthylen- -Propylen-Material. In Fig. 1 wird gezeigt, dass das Kabel 12 von einer Vielzahl von Massedrähten 22 umgeben sein kann, die um den halbleitenden Mantel 18 gewickelt sind, um eine wirksame Verbindung vom Mantel 18 nach Masse herzustellen und dem Kabel 12 mechanische Festigkeit zu geben.1 shows a terminal according to the present invention, which is designated in its entirety by 10 and is provided for terminating an electrical high-voltage power cable. The electrical cable 12 has a central conductor Ik and an insulating sheath 16 between the conductor I ^ and a cylindrical, semiconducting sheath 18. The terminal 10 can be used to terminate the semiconducting sheath Ib, if a further length 20 of the insulated conductor Ik with a second conductive part (not shown) is to be connected to a connector element 21 attached to the end of the conductor Ik. The insulating sheath 16 is typically made of polyethylene or crosslinked polypropylene material, and the semiconducting jacket 18 is typically made of a semiconducting xthylene-propylene material. In Fig. 1 it is shown that the cable 12 can be surrounded by a plurality of ground wires 22 which are wrapped around the semiconducting sheath 18 in order to establish an effective connection from the sheath 18 to ground and to give the cable 12 mechanical strength.
Die Klemme 10 weist eine V/ana auf, um eine Kammer 24 in üer Klemme 10 festzulegen, die ein Einlassende 26 besitzt zur Aufnahme des Kabels 12.The terminal 10 has a V / ana to a chamber 24 in over Set clamp 10 which has an inlet end 26 for receiving of the cable 12.
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- 4 - M 3167- 4 - M 3167
Die Wand umfasst einen Schaft oder einen halbleitenden Spannungskonus 28 zur Formung der elektrischen Spannungslinian, wobei eine Wand 30 eine trichterförmige Bohrung 32 festlegt. Die Wand 30 nahe dem keinen Ende der Bohrung 32 bildet das Einlassende 26 zur Verbindung mit einem Ende 33 des halbleitenden Mantels 18, um die weitere Länge 20 des isolierten Leiters 14 so anzuordnen, dass sie aus der Mitte des grossen Endes 3^ der Bohrung 32 hervorsteht.The wall includes a shaft or a semiconducting stress cone 28 for shaping the electrical voltage line, a wall 30 defining a funnel-shaped bore 32. The wall 30 near either end of the bore 32 forms the Inlet end 26 for connection to one end 33 of the semiconducting jacket 18, the further length 20 of the insulated Arrange conductor 14 so that it comes from the center of the large End 3 ^ of the bore 32 protrudes.
Der halbleitende Spannungskonus 28 besteht aus einem biegsamen, federnden elastomeren Material mit etiem Widerstand von weniger als 1 MOhm je cm (wie "Nordel", ein leitendes Kthylen-Propylen- -Terpolymerisat), um den halbleitenden elektrischen Pfad des Mantels 18 in die Klemme 10 fortzusetzen. Die Wand 30 nahe dem Einlassende 26 besitzt ringförmige Dichtungsnuten 38 für eine luftdichte Dichtung um den Mantel 18, an dessen Ende sie angreift. Die Wand 30 besitzt nahe dem grossen Ende 3^ der Bohrung 32 sich nach innen erstreckende, parallel angeordnete Rippen 40, die in zusammenpassende Nuten an einer Nabe 41 am einen Ende eines Porzellanisolators 42 eingreifen. Die mit dem halbleitenden Teil 28 in Berührung stehende Oberfläche des Isolators 42 ist mit einem leitenden Material überzogen, um die Ionisation der Luft in allen dazwischen verbleibenden Hohlräumen zu vermeiden. Eine erdende Isolator-Tragklemme 43# an der die Massedrähte 22 befestigt sind, kann an dem Ende des halbleitenden Teiles 28 angebracht werden.The semiconducting stress cone 28 consists of a flexible, resilient elastomeric material with a resistance of less than 1 MOhm per cm (like "Nordel", a conductive ethylene-propylene -Terpolymerisat) in order to continue the semiconducting electrical path of the jacket 18 into the terminal 10. The wall 30 near that Inlet end 26 has annular sealing grooves 38 for a airtight seal around the jacket 18, at the end of which it engages. The wall 30 has near the large end 3 ^ of the bore 32 inwardly extending, parallel arranged Ribs 40 that fit into mating grooves on a hub 41 on the one end of a porcelain insulator 42 engage. The surface of the which is in contact with the semiconducting part 28 Insulator 42 is coated with a conductive material to allow ionization of the air in any cavities remaining in between to avoid. A grounding isolator support clamp 43 # on the the ground wires 22 are attached can be attached to the end of the semiconducting member 28.
Der Isolator 42 besitzt eine zylindrische Bohrung 44 von grösseretn Durchmesser als die isolierende Hülle 16, und er ist so an dem halbleitenden Spannungskonus 28 befestigt, dass die Bohrungen 44 und 32 axial fluchten, damit die Länge 20 des isolierten Leiters 14 konzentrisch in der zylindrischen Bohrung 44 angeordnet wird. Die Aussenoberflache des Isolators 42 besitzt entlang der Gesamtlänge eine Reihe von Ringen 46, um einen langen Oberflächenweg zwischen dem Leiterelement 21 und der Masseklemme 43 zu schaffen und uie Lichtbogenbildung dazwischen einzuschränken.The insulator 42 has a cylindrical bore 44 of larger size Diameter than the insulating sheath 16, and it is attached to the semiconducting stress cone 28 that the Bores 44 and 32 are axially aligned so that the length 20 of the insulated conductor 14 is arranged concentrically in the cylindrical bore 44. The outer surface of the insulator 42 has along the entire length a series of rings 46 to create a long surface path between the conductor element 21 and of ground terminal 43 and arcing therebetween to restrict.
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- 5 - M 3187- 5 - M 3187
Die Bohrungen 32 und 44 bilden die Kammer 24 in der Klemme 10. Das Auslassende der Kammer 24 gegenüber dem halbleitenden Teil 28 wird festgelegt durch eine Mittelöffnung in einer Dichtungsschale 48, die an das Ende des Isolators 42 angreift, und in einen äusseren Kappe 49 aus rostfreiem Stahl. Das Verbinderelement 21 erstreckt sich durch die Mitteliffnung in der Schale 48 und der Kappe 49 und wird in dieser Stellung durch einen Schnappring 50gehalten. ·The bores 32 and 44 form the chamber 24 in the clamp 10. The outlet end of the chamber 24 opposite the semiconducting part 28 is defined by a central opening in a sealing cup 48, which engages the end of the insulator 42, and into an outer cap 49 made of stainless steel. The connector element 21 extends through the central opening in the shell 48 and the cap 49 and is held in this position by a snap ring 50. ·
Ein viskoses, thixotropes, elektrisch isolierendes Fett 52 mit einer hohen dielektrischen Festigkeit füllt die Hohlräume, die in der Kammer 24 verbleiben, nachdem das Kabel eingeführt worden ist (Fig. l). Vor der Verbindung mit einem Leistungskabel 12 füllt das Fett mindestens einen Teil der- Kammer, der sich vom Einlassende 26 der Kammer 24 erstreckt (Fig. 2). Ein entfernbarer Stopfen 54 steckt im Einlassende 26, um das Fett vor der Verwendung der Klemme 10 zu schützen.A viscous, thixotropic, electrically insulating grease 5 2 with a high dielectric strength fills the voids which remain in the chamber 24 after the cable has been inserted (Fig. 1). Prior to connection to a power cable 12, the fat fills at least a portion of the chamber extending from the inlet end 26 of the chamber 24 (Fig. 2). A removable plug 54 is inserted into the inlet end 26 to protect the fat from the clamp 10 being used.
,Haltemittel, bestehend aus mindestens einem Haltteil 56 oder 58, sind in der Kammer 24 vorgesehen, um das Fett 52 In der Kammer 24 an der Länge 20 des Isolierten Leiters 14 über eine bestimmte, am Einlassende 26 beginnende Strecke beim Einführen des Kabels 22 in die Kammer 24 durch das Einlassende 26 zu halten., Holding means, consisting of at least one holding part 56 or 58, are provided in the chamber 24 to keep the fat 52 in the chamber 24 on the length 20 of the insulated conductor 14 over a certain, distance beginning at the inlet end 26 when the cable 22 is inserted into the chamber 24 through the inlet end 26.
Das Halteteil 56, das am besten in Fig. 3 zu sehen ist, hat die Form eines hohlen Kegelabschnittes mit einer Wand 60, die am engen Ende eine Öffnung 62 bildet und am breiten Ende einen ringförmigen Flansch 64 mit einer Lippe aufweist, um über dem Ende der Nabe 41 und zwischen dem Isolator 42 und der Wand 30 angeordnet zu werden, damit das Fett 52 zwischen de» Halteteil 56 und dem Einlassende 26 des halbleitenden Spannungskonus 28 gehalten wird. Geeignete Materialien zur Herstellung des Halteteiles 55 sind u.a. Polyäthylen oder Polypropylen. Die Konische Wand 60 weist mit der Spitze auf das Auslassende der Kammer 24 und führt aas Ende des Kabels 12 beim Einführen in die Kammer 24 durch die öffnung 62. Die Öffnung 62 ist im allgemeinen von kleinerem Durchmesser als die isolierende Hülle 16. DieThe retainer 56, which is best seen in Fig. 3, has the Shape of a hollow cone section with a wall 60 which forms an opening 62 at the narrow end and one at the wide end annular flange 64 with a lip to fit over the end of hub 41 and between insulator 42 and wall 30 to be arranged so that the fat 52 between the »holding part 56 and the inlet end 26 of the semiconducting stress cone 28 is held. Suitable materials for making the retainer 55 include polyethylene or polypropylene. The conical Wall 60 points with the point at the outlet end of the chamber 24 and guides the end of the cable 12 as it is inserted into the chamber 24 through opening 62. Opening 62 is generally of smaller diameter than the insulating sheath 16. The
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« b - M j51c7« B - M j51c7
konische Wand nimmt in der Dicke in Richtung auf die öffnung ab und streckt sich nahe der Öffnung 62, um das Verbinderelement 21 und die isolierende Hülle 16 dicht zu umgeben und eine Wisch· wirkung zu erzielen, mit der das Fett 52 daran gehindert wird, sich mit der Kabellänge 20, die in die Kammer, 24 eingeführt wird, zu bewegen. Damit wird das Rett 52 in dem Kaiwerabschnitt gehalten, der durch das halbleitende Teil 28 und das'Halteteilconical wall increases in thickness towards the opening and extends near opening 62 to the connector element 21 and to surround the insulating sheath 16 tightly and to achieve a wiping effect with which the grease 52 is prevented from with the cable length 20, which is inserted into the chamber, 24 is going to move. This makes the Rett 52 in the quay section held by the semiconducting part 28 and the holding part
56 gebildet wird, um Luft etmr Eintritt in die Kammer 24 mit dem Kabel 12 zu hindern und damit die Entstehung von Lufttaschen nahe dem Einlassende 26 der Kammer 24 zu verhindern*56 is formed to allow air to enter the chamber 24 with the cable 12 and thus prevent the formation of air pockets near the inlet end 26 of the chamber 24 *
Das Halteteil 58, das am besten in der Pig. 4 zusehen ist, hat die Eorm eines hohlen Zylinders mit der Wand 66, die sich in axialer Richtung erstreckende Nuten 58 am Aussenumfang trägt, und mit einer konzentrischen, kegelig geformten Wand JQ, die sich vom Ende 71 fjei> zylindrischen Wand 66 bit ''tu einer öffnung 72 nach innen erstreckt. Das ,Halteteil 58■ Wird z.B. mit einem Klebemittel an der Isolatorwand, die die zylindrische Bohrung 44 festlegt, In einem bestimmten Abstand vom Einlassende 26 der Kammer 24 befestigt. Das Halteteil wird vorzugsweise an einem Punkt in der Bohrung befestigt, an dem die elek«· trische Spannung klein genug 1st, um in der Kammer vorhandene Luft genügend zu ionisieren, um die isolierenden Materialien ■ ' zu verändern. Bevorzugte Materialien für das Halteteil 58 sind ■ Elastomere, wie Äthylen-PropYlen-Terpolymerisate. Der konische Abschnitt 70 weist in Richtung auf das Auslassende der· Länge des isolierten Leiters 14 durch die Öffnung· 7.2. Die Öffnung ist kleiner «ab» im Durchmesser iils die isolierende Hülle 16. Die konische Wand 66 dehnt sich an der Öffnung, um sich an den Umfang des isolierten Leiters 14 anzupassen und eine Wischwirkung auszuüben, mit der das Fett daran gehindert wird, sich mit dem Kabel 12 durch die Kammer 24 zu bewegen. Die Nuten 68 bilden einen Weg für das. Entweichen von Fett 52, nachdem „die Kabelhülle 16 mit der öffnung 72 in Verbindung gekommen ist, wenn weiteres Fett 52 z.B. durch ernöhtea Volumen des eintretenden Kabelabschnittes 12 verschoben wird.The holding part 58, which is best in the Pig. 4 can be seen, has the shape of a hollow cylinder with the wall 66, which carries axially extending grooves 58 on the outer circumference, and with a concentric, conically shaped wall JQ, which extends from the end 71 f j ei> cylindrical wall 66 bit '' an opening 72 extends inward. The holding part 58 is fastened, for example with an adhesive, to the insulator wall, which defines the cylindrical bore 44, at a certain distance from the inlet end 26 of the chamber 24. The holding part is preferably fastened at a point in the bore at which the electrical voltage is small enough to ionize the air present in the chamber sufficiently to change the insulating materials. Preferred materials for the holding part 58 are ■ elastomers, such as ethylene-propylene terpolymers. The conical section 70 faces towards the outlet end of the length of the insulated conductor 14 through the opening 7.2. The opening is smaller "ab" in diameter iil the insulating sheath 16. The conical wall 66 expands at the opening to conform to the circumference of the insulated conductor 14 and exert a wiping action that prevents the grease from getting with it the cable 12 through the chamber 24 to move. The grooves 68 form a path for grease 52 to escape after “the cable sheath 16 has come into contact with the opening 72 when further grease 52 is displaced, for example, by the increased volume of the cable section 12 entering.
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' - 7 - M 3187'- 7 - M 3187
Ein mit der Klemme 10 zu verbindendes Kabel 12 wird vorbereitet, Indern ein Verbindere le me nt 21 an dem Leiter 14 befestigt wird und der halbleitende Mantel 18 über der Länge 20 entfernt wird, um den isolierten Leiter 14 freizulegen.. Der Stopfen 5^ wird von der Klemme 10 entfernt, und das Kabel 12 wird in die Kammer 24 durch die Einlassöffnung 26 eingeführt. Das anfängliehe Einführen des Kabels 12 verschiebt das isolierende Fett durch die Öffnung 62, bis aas Ende des Kabels 12 die Öffnung 62 erreicht und das benachbarte Ende oer Wand üO rund um die isolierende Hülle lü verformt, um uas Fett 52 in cer.-i Abschnitt der Kammer 24 ^u halten, eier uurch Jie Wand _>0 aeu üyannungskonus 28 unci das Haititeil 3l festgelegt wlru.A cable 12 to be connected to the terminal 10 is prepared, By attaching a connector element 21 to the conductor 14 and the semiconducting jacket 18 is removed over the length 20, to expose the insulated conductor 14 .. The plug 5 ^ becomes is removed from the clamp 10 and the cable 12 is inserted into the chamber 24 through the inlet port 26. The beginning Insertion of the cable 12 displaces the insulating grease through the opening 62 until the end of the cable 12 reaches the opening 62 and the adjacent end oer wall üO around the insulating Sheath lü deformed to uas fat 52 in cer.-i section of the Hold chamber 24, eggs through the wall _> 0 aeu üyannungskonus 28 unci the Haiti part 3l set wlru.
Das weitere Einführen ues Kabels 12 verschiebt das Fett ^2, um die Kammer 24 zwischen üen Halteteilen 56 und 58 vollständig zu füllen, und es kann Fett durch die Öffnung r{2 verschieben, bevor das ferne Ende des Kabels 12 dort angreift. Die danach benötigte Verschiebung'von Fett aus dem Kammerabschnitt zwischen den Halteteilen 56 und 58 geschieht aurch die axialen Nuten des Halteteiles 58. . .Further insertion of the cable 12 displaces the grease 2 to completely fill the chamber 24 between the holding parts 56 and 58, and it can displace grease through the opening r 2 before the distal end of the cable 12 engages there. The displacement of fat from the chamber section between the holding parts 56 and 58, which is then required, takes place through the axial grooves of the holding part 58. .
« Patentansprüche «."Claims".
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