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Kabelendverschluß für Mittelspannungs-
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und Hochspannungskabel Die Erfindung betrifft einen Kabelendverschluß
für Mittelspannungs- und Hochspannungskabel mit einem der Feldabsteuerung dienenden
Deflektor.
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Zu Kontrolizwecken wäre es häufig vorteilhaft, wenn an dem den Endverschluß
tragenden Kabelende in einfacher Weise und vor allem mit einfachen Mitteln der Betriebszustand
des Kabels festgestellt werden könnte, also beispielsweise ob das Kabel unter der
Betriebsspannung steht, ob es geerdet ist oder welcher Phase es zugeordnet ist.
Die bekannten Endverschlüsse ermöglichen derartige Kontrollen nicht, weshalb der
Erfindung die Aufgabe zugrunde liegt, einen Kabelendverschluß zu schaffen, der mit
einfachen Mitteln eine Kontrollzwecken und
triebszustandes des Kabels
ermöglicht.
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Diese Aufgabe ist mit einem Endverschluß der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß gelöst durch eine die vom Deflektor definierte Längsachse wenigstens
teilweise umfassende und gegenober der Kabelseele sowie dem Deflektor isolierte
Prüfelektronach atmen aünde, die zumindest teilweise in einem/vom Deflektor nicht
abgeschirmten Bereich angeordnet ist und von der eine Anschlußleitung zur Außenseite
des Endverschlusses geführt ist.
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Infolge der kapazitiven Ankppplung der Prüfelektrode an die Kabelseele
läßt sich aus dem Spannungszustand der Prüfelektrode eine Aussage über den Betriebszustand
des Kabels machen.Von besonderem Vorteil ist hierbei, daß die Verarbeitung des von
der Prüfelektrode abnehmbaren Signals nicht unmittelbar am Endverschluß, sondern
auch im Abstand von diesem erfolgen kann, was vor allem dann bedeutsam ist, wenn
ein Verschluß schlecht oder gar nicht zugänglich ist. Ein weiterer Vorteil besteht
darin,daß die erfindungsgemäße Lösung keine konstruktive Änderung des Endverschlusses
erforderlich macht und deshalb bei allen Endverschlüssen anwendbar ist.
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Die Prüfelektrode ist vorzugsweise in dem vom Deflektor-radial nach
außen begrenzten Bereich angeordnet, um die Längsspannungsfestigkeit des Endverschlusses
nicht zu beeinträchtigen. Sofern hierauf keine Rücksicht genommen zu werden braucht,
könnte sie aber auch in dem Abschnitt zwischen dem Deflektor und dem dem Kabel abgekehrten
Ende des Endverschlusses angeordnet sein.
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Um die Wirkung des Deflektors möglichst wenig zu beeinträchtigen,
wird vorteilhafterweise die Prüfelektrode unmittelbar neben der Innenfläche des
Deflektor angeordnet. Die Elektrode übernimmt dann, und zwar desto besser, je enger
sie an die Innenmantelfläche des Deflektors angepaßt ist, die Aufgabe des Deflektor
in einer Teilfläche desselben. Praktisch keine Störeinflüsse auf den Deflektor hat
die Prüfelektrode dann, wenn ihre Innenseite zumindest annähernd in der von der
Innenseite des Deflektors definierten Fläche liegt. Eine solche Anordnung erhält
man beispielsweise dann, wenn die Fläche des De-
flektors eine Vertiefung
zur Aufnahme der Prüfelektrode aufweist. Eine solche Vertiefung kann nicht nur bei
einem Metalldeflektor vorgesehen werden, sondern auch bei einem Deflektor, der einen
Kern aus einem zeitfähigen Kunststoffkörper bzw.
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einem Kunststoffkörper mit einer leitfähigen Schicht aufweist.
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Bei einem Deflektor der letztgenannten Art kann die Prüfelektrode
aber auch beispielsweise durch eine Ringzone der leitenden Schicht im Bereich der
Innenmantelfläche des Deflektor gebildet sein, die durch zwei von der leitenden
Schicht freie Ringzonen vom übrigen Teil der leitenden Schicht getrennt ist.
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Um bei einem Überschlag von der Kabelseele zur Prüfelektrode die Gefährdung
von Personen zu vermeiden, ist bei einer bevorzugten Ausführungsform die Isolation
zwischen der Prüfelektrode und dem Deflektor so schwach ausgebildet, daß dann auch
ein Überschlag zu dem auf Erdpotential liegenden Deflektor erfolgt. Hierdurch wird
zuverlässig verhindert, daß7einervon außen her zugänglichen Stelle über die Prüfelektrode
und ihre Anschlußleitung eine gefährliche Spannung auftreten kann. Kann im Hinblick
auf die räumliche Anordnung von Deflektor-.und Prüfelektrode die Isolation zwischen
beiden Körpern nicht so schwach gewählt werden, dann kann man der Anschlußleitung
zumindest auf einem Teil ihrer Länge einen so kleinen Querschnitt geben, daß hier
bei einem Überschlag von der Kabelseele auf die Prüfelektrode die Anschlußleitung
zerstört wird. Selbstverständlich kann man in die Anschlußleitung auch zusätzlich
zu der den Oberschlag zwischen der Elektrode und dem Deflektor herbeiführenden dünnen
Isolierschicht eine Sicherung vorsehen.
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In besonders einfacher Weise läßt sich eine solche Anschlußleitung
dann verwirklichen, wenn zumindest der zerstörbare Abschnitt durch eine auf einer
isolierenden Trägerflaclte aufgebrachte leitende Schicht gebildet ist.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles-;
Fig. 2 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels, Fig. 3 einen Längsschnitt
eines dritten Ausführungsbeispiels.
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Ein als ganzes mit lo bezeichneter Kabelendverschluß für ein kunststoffisoliertes
Mittelspannungskabel 11 eines Energieversorgungsnetzes weist einen langgestreckten,
rotationssyininetrischen Isolierkörser 12~auf, der im Ausfüh-oder EPDM -rungsbeispiels
aus Silikonkautschuk/besteht und, wie Fig.1 zeigt, über das Kabelende geschoben
wird, weshalb der Isolierkörper 12 einen in seiner Längsachse liegenden, durchgehenden
Kanal aufweist.
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Um den Isolierkörper 12 auf das Kabelende aufschieben zu können, muß
die aus PE oder VPE bestehende Kabelisolation 13 ein Stück weit freigelegt werden,
wozu die äußere Umhüllung entfernt und der nun freiliegende Abschnitt der Schirmdrähte
14 zurückgebogen wird. In dem mit einer Anschlußvorrichtung 15 zu verbindenden Endstück
der Kabelseele 16 wird von letzterer die Kabelisolation 13 entfernt. Bei der Anschlußvorrichtung
15 handelt es sich im Ausführungsbeispiel um eine Preßhülse mit einer Anschlußlasche.
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Wie Fig. 1 zeigt, ist der zentrale Längskanal des Isolierkörpers 12
auf dem größten Teil seiner Länge an den Außendurchmesser der Kabelisolation 13
angepaßt. Nur der sich an die Anschlußvorrichtung 15 anschließende Endabschnitt
ist auf den Außendurchmesser der Kabelseele 16 und der andere Endabschnitt auf den
Außendurchmesser des Kabels 11 unter Berücksichtigung des für die zurückgebogenen
Schirmdrähte 14 benötigten Platzes abgestimmt.
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In den Isolierkörper 12 ist ein metallischer, trichterartig und in
in~Långsrichfung mehrfäch seschïitzter gestalteter und in Längsrichtung mehrfach
geschlitzter Deflektor 17 eingebettet, der konzentrisch zum Längskanal des Isolierkörpers
angeordnet ist und sich gegen das Kabelende hin öffnet. Er beginnt, wie Fig. 1 zeigt,
etwa dort, wo der Innendurchmesser des Längskanals des Isolierkörpers 12 sich von
dem an den Außendurchmesser des Kabels 11 angepaßten Durchmesser auf denjenigen
Durchmesser vermindert, der an den Außendurchmesser der Kabelisolation 13 angepaßt
ist. Da der Deflektor 17 auf Erdpotential liegen muß und im Ausführungsbeispiel
auch sein enges Ende vollständig in den Isolierkörper 12 eingebettet ist, ist an
dieses Ende eine metallische Anschlußlasche 18 angeschweißt, die durch den Längskanal
des Isolierkörpers 12 hindurch nach außen geführt ist und in demjenigen Abschnitt
des Längskanals, welcher von den nach hinten abgebogenen Schirmdrähten 14 bedeckt
und leitend mit ihnen verbunden ist.
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Zwischen demjenigen Ende des Deflektor 17, das den größeren Durchmesser
aufweist und im Ausführungsbeispiel einen nach außen eingerollten Rand hat, sowie
dem anderen Ende ist der Deflektor 17 mit einer nach innen offenen Ringnut 19 versehen,indieeineprüfelektrode
20 eingelegt ist, welche die Form eines konischen Ringes hat, damit ihre Innenfläche
in der von der Innenseite des Deflektor 17 definierten Trichterfläche liegt. Zwischen
der Prüfelektrode 20 und dem Deflektor 17 ist eine Isolation vorgesehen, die jedoch
so dünn ist, daß sie zerstört wird, wenn ein Überschlag von der Kabelseele 16 zur
Prüfelektrode 20 erfolgen sollte.
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An die dem Kabel abgekehrte Außenseite der Prüfelektrode 20 ist eine
Anschlußleitung 21 angeschlossen, die isoliert ist und außerdem isoliert durch den
Deflektor 17 hindurchgeführt ist. Diese Anschlußleitung 21 ist, eingebettet in den
Isolierkörper 12, zu dessen die Schirmdrähte umfassendem Ende hin und hier aus ihm
herausgeführt. An diese Anschlußleitung 21 kann ein Testpunkt zum Ansetzen eines
Spannungsprüfers und dgl. angeschlossen sein. Man kann aber auch eine elektronis£h
zç4 orrichtung anschließen,
welche den Betriebszustand des Kabels
anzeigt. Wird für die Anzeige ein Flüssigkristal>Display verwendet, dann genügt
für die Energieversorgung der von der Prüfelektrode 20 gelieferte Strom.
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Da die Innenseite der Prüfelektrode 20 in der von der Innenseite des
Deflektors 17 definierten Trichterfläche liegt, beeinträchtigt die Prüfelektrode
20 nicht die Wirkung des Deflektors und den Feldverlauf zwischen Deflektor und Kabelseele.
Allerdings liegt die Prüfelektrode 20 auf einem anderen Potential als der geerdete
Deflektor, weil die Prüfelektrode kapazitiv an die Aderseele 16 angekoppelt und
isoliert ist.
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Aufgrund des Potentials der Prüfelektrode 20 läßt sich feststellen,
ob das Kabel 11 seine Betriebsspannung führt, ob es vom Netz abgeschaltet ist, jedoch
noch eine Ladespannung führt, oder ob es geerdet ist. Im erstgenannten Fall läßt
sich von der Prüfelektrode eine Wechselspannung, im zweiten Fall eine Gleichspannung
und im letztgenannten Fall keine Spannung abnehmen. Für einen Phasenvergleich braucht
nur die Spannung der Prüfelektrode 20 eines ersten Endverschlusses mit der Spannung
der Prüfelektrode eines zweiten Endverschlusses verglichen zu werden.
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Der dargestellte Kabelendverschluß 1o ist ein Endverschluß für Innenräume.
Selbstverständlich könnte er auch als Freiluft-Endverschluß ausgebildet sein. Hierzu
wäre es nur erforderlich, den Isolierkörper 12 mit Schirmen zu versehen.
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Der in Fig. 2 dargestellte Kabelendverschluß unterscheidet sich von
demjenigen gemäß Fig. 1 nur durch eine andere Ausbildung seines Deflektor 117 und
seiner Prüfelektrode 120. Er bildet deshalb ebenfalls einen innenraumendverschluß
für ein kunststoffisoliertes Mittelspannungskabel 111 und wird wie der Kabelendverschluß
lo auf das Kabelende aufgeschoben, nachdem ein kurzer Endabschnitt der Kabelseele
116
und ein längerer Abschnitt der aus PE oder VPE bestehenden
Kabelisolation 113 freigelegt worden ist. Die Kabelisolation 113 wird bis auf eine
etwas über die entfernte äußere Umhüllung und die Schirmdrähte 114 überstehende
Ringzone von der ihre AuBenmantelflächsb hedeckendsXn. elektrisch oder ------- -
--------- ------------- oer EPDM leitenden Schicht 123 befreit. Der aus Silikonkautschuk/bestehende
Isolierkörper 112 liegt eng an der freigelegten Kabelisolation 113 und an der Kabelseele
116 an, soweit diese nicht von einer Anschlußvorrichtung 115 kontaktiert wird.
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In den Isolierkörper 112 ist ein Deflektor 117 eingebettet, der einen
aus dem gleichen Material wie der Isolierkörper bestehenden Kern hat, der auf seiner
Außenseite mit einer leitfähigen Schicht 117' überzogen ist.
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Wie Fig. 2 zeigt, bildet der Deflektor 117 einen sich zum Kabelende
hin öffnenden Trichter. In der den kleinsten Durchmesser aufweisenden Zone liegt
die Innenfläche des Deflektor 117 jedoch frei, damit hier die leitfähige Schicht
lot7' die leitende Schicht 123 kontaktieren kann, welche die Kabelisolation 113
umgibt. An die den kleinsten Durchmesser aufweisende Zone des Deflektor 117 schließt
sich ein schlauchförmiger Fortsatz 124 an, der einstückig mit dem Deflektor 117
ausgebildet und wie dieser auf seiner Oberfläche von der leitfähigen Schicht 117'
bedeckt ist. Die Innenseite dieses Fortsatzes 124 liegt an den nach hinten abgebogenen
Schirmdrähten 11.4 an und hält dadurch die leitende Schicht 117' auf Erdpotential,
was notwendig ist, um das Feldes Kabels mit Hilfe des Deflektor absteuern zu können.
In die Innenseite des Deflektors 117 sind in dessen Mittelabschnitt zwei schmale
Ring nuten 125 eingestochen, deren Tiefe nur wenig größer ist als die Dicke der
leitfähigen Schicht 117. Die durch diese beiden Ringnuten 125 von der übrigen leitfähigen
Schicht 117' abgetrennte, konische Ringzone bildet die Prüfelektrode 120. Der Abstand
der Ringnuten 125 in axialer
Richtung voneinander ist so groß gewählt,
daß die Prüfelektrode 120 die erforderliche Größe aufweist. Die Breite der Ringnuten
125 ist so gewählt, daß es beim Überschlag von der Kabelseele 116 zur Prüfelektrode
120 auch sofort von dieser zu einem Überschlag zu der auf Erdpotential liegenden
leitfähigen Schicht 117' kommt.
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Das Potential der Prüfelektrode 120 kann über eine isolierte Anschlußleitung
121 abgenommen werden, welche isoliert durch den Deflektor 117 hindurch und an die
dem Kabel abgekehrte Seite der Prüfelektrode 120 angeschlossen ist. Zu diesem Zwecke
ist das im Deflektor 117 liegende Ende der Anschlußleitung 121 mit einem kleinen,
nicht dargestellten Anschlußplättchen verbunden, das von der die Prüfelektrode bildenden,
leitenden Schicht über zogen ist. Die Anschlußleitung 121 ist wie bei dem Ausführungsbeispiel
gemäß Fig. 1 durch den Isolierkörper 112 hindurch bis zu dessen Anschlußvorrichtung
115 abgekehrtem Ende geführt und tritt hier aus. Sofern die Anschlußleitung 121
nicht an einen am Endverschluß vorgesehenen Testpunkt oder an ein hier angeordnetes
Anzeigegerät angeschlossen ist, kann sie, wie Fig. 2 zeigt, zu einem entfernt liegenden
Testpunkt 126 und einer entfernt liegenden Anzeigevorrichtung geführt sein.
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Ein drittes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 3. D2ilelser Kabel endverschluß
für ein kunststoffisoliertes Kabel/ist wie die beiden zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele
für den Einsatz in einer Innenraumanlage ausgebildet. Für den Einsatz in einer Freiluftanlage
wäre es erforderlich, Seinen Isolierkörper 212 mit an sich bekannten Schirmen zu
versehen, die vorzugsweise einstückig mit dem Isolierkörper ausgebildet würden.
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Die Ausbildung dieses dritten Ausführungsbeispiels entspricht bis
auf die Form und Anordnung der Prüfelektrode 220 dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.
2.Das heißt, daß
oder EPDM in den aus Silikonkautschuk/hergestellten
Isolierkörper 212,der auf das Kabelende aufgeschoben wird und dicht an der freigelegten
Kabelisolation 213 sowie einem Stück der abisolierten Kabelseele 216 und einem schlauchförmigen
Fortsatz 224 des Deflektors 217 anliegt,der i;nde Isolierkörper 213 eingebettet
ist und wie der Deflektor 117 des zweiten Ausführungsbeispiels einen Kern aus Silikonkautschuk
hat, der mit einer leitfähigen Schicht 217' überzogen ist, welche sich im Bereich
des kleinsten Durchmessers des Deflektors an die leitende Schicht 223 des Kabels
anlegt. Von dem Deflektor des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich der
Deflektor 217 nur dadurch, daß7thn .n keine Ringnuten eingestochen sind, also nicht
ein Teil seiner leitfähigen Schicht 217' die Prüfelektrode bildet. Hinsichtlich
der Form und Anordnung bestehen jedoch keine Unterschiede zwischen den Deflektoren
117 und 217.
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220 Die ringförmige Prüfelektrode/ die konzentrisch den Längskanal
des Isolierkörpers 212 umgibt, ist, wie Fig. 3 zeigt, außerhalb des Deflektor 217
nahe dessen zum Kabelende hin weisenden Randes angeordnet. Diese Prüfelektrode 220
könnte ein in sich geschlossener, metallischer Ring oder ein Wickel sein. Im Ausführungsbeispiel
weist die Prüfelektrode 220 wie der Deflektor 217 einen Kern aus demselben Material,
aus dem der Isolierkörper 212 besteht, auf. Dieser Kern ist mit einer leitfähigen
Schicht 220' überzogen. Von dieser leitfähigen Schicht 220' führt eine bandförmige
Anschlußleitung 221 im Abstand am Deflektor vorbei durch den Isolierkörper 212 hindurch
zu dessen dem Kabelende abgekehrten Stirnseite. Diese bandförmige Anschlußleitung
221 wird ebenfalls durch eine leitfähige Schicht gebildet, die bei der Herstellung
des Isolierkörpers 212 aufgebracht wird, ehe der Isolierkörper seine aus Fig. 3
ersichtliche, äußere Form erhält. Der Querschnitt dieser Anschlußleitung 221 ist
so gewählt, daß sie mit Sicher-
heit zerstört wird, wenn ein Überschlag
von der Kabelseele 216 zu der Prüfelektrode 220 erfolgt. Als zusätzliche Sicherung
kann man den Abstand zwischen der Prüfelektrode 220 und dem Deflektor 217 oder letzterem
und der Anschlußleitung 221 so gering machen, daß bei einem Überschlag zur Prüfelektrode
hin auch ein Überschlag zu dem über den schlauchförmigen Fortsatz 224 und die Schirmdrähte
214 geerdeten Deflektor 217 erfolgt.
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Wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen stört auch hier
die Prüfelektrode 220 nicht die Feldabsteuerung mittels des Deflektor 217. Außerdem
ist wie bei den anderen Ausführungsbeispielen die Prüfelektrode 220 kapazitiv an
die Kabelseele 216 angekoppelt, so daß ihr potential Aufschluß über den Betriebszustand
des Kabels gibt. Die Anschlußleitung 221 kann entweder zu einem am Endverschluß
vorgesehenen Testpunkt oder einer hier vorgesehenen Anzeigeinrichtung führen, oder
aber mit einer Verbindungsleitung verbunden sein, die zu einem entfernt liegenden
Testpunkt oder Anzeigegerät verläuft.
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Statt des dargestellten rechteckförmigen Querschnitts könnte die Prüfelektrode
auch einen kreisförmigen Querschnitt haben.
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