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Garnitur für das Ende eines Mittelspannungs-
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oder Hochspannungskabels
Die Erfindung betrifft eine Garnitur für
das Ende eines Mittelspannungs- oder Hochspannungskabels mit einem einen zentralen
Längskanal für das Kabel aufweisenden Isolierkörper und einer ringförmig den zentralen
Kanal umgebenden Elektrode für den Anschluß einer Anzeigevorrichtung.
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Eine derartige Garnitur, die beispielsweise als Kabelendverschluß
oder als Kabelstecker ausgebildet sein kann, ermöglicht es, ohne den Einsatz eines
teuren Meßgerätes ständig oder zeitweilig beispielsweise zu prüfen, ob das Kabel
seine Betriebsspannung führt, ob es vom Netz getrennt ist, ob es noch eine Ladespannung
hat oder ob es geerdet ist, und zwar auch dann, wenn spannungfuhrende Teile nicht
zugänglich sind, das Kabel also beispielsweise zu einer gekapselten Anlage führt.
Die ringförmige Elektrode bietet dabei den Vorteil, ausreichend Energie für eine
elektronische Anzeigevorrichtung liefern zu können. Ihre Positionierung in der Garnitur
bereitet jedoch Schwierigkeiten, und zwar in besonderem Maße, wenn, wie dies vorteilhafterweise
der Fall ist, der Isolierkörper aus Silikonkautschuk besteht und mit einem Deflektor
zur Feldabsteuerung versehen ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Garnitur der
in Rede stehenden Art mit einer ringförmigen Elektrode zu schaffen, die einfach
zu fertigen ist, und zwar auch dann, wenn der Isolierkörper aus Silikonkautschuk
oder dergleichen besteht.
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Diese Aufgabe löst eine Garnitur mit den Merkmalen des Anspruches
1. Die Anordnung der Elektrode in einer Ringnut, die von einer Ringschulter des
Isolierkörpers aus in Längsrichtung des zentralen Längskanals in den Isolierkörper
eindringt, ermöglicht es nämlich nicht nur, die Elektrode nachträglich einzusetzen,
sondern sie auch in einfacher Weise während des Fertigungsvorgangs des Isolierkörpers
in der richtigen Lage zu halten und bereits bei der Herstellung des Isolierkörpers
in diesen einzubetten.
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Dies ist vor allem dann ein erheblicher Vorteil, wenn der Isolierkörper
aus Silikonkautschuk oder dergleichen hergestellt wird.
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Vorzugsweise wird die Elektrode durch eine elektrisch leitende Schicht
gebildet, die an der Wandung der Nut anliegt, weil eine solche Beschichtung fertigungstechnisch
günstig ist. Es ist dabei vorteilhaft, die Elektrode zwischen der Wandung der Ringnut
und einem die Ringnut zumindest teilweise ausfüllenden Ringkörper vorzusehen, dessen
Querschnittsform an die Querschnittsform der Ringnut angepaßt ist. Die Elektrode
ist hierdurch geschützt, und vor allem kann die sie bildende, leitende Schicht auf
den Ringkörper aufgebracht werden, was fertigungstechnisch einfach ist, wenn anschließend
beim Herstellungsvorgang des Isolierkörpers die Elektrode in diesen eingebettet
wird.
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Die elektrisch leitende Verbindung mit der Elektrode kann in verschiedener
Weise ausgebildet sein, Beispielsweise bis kann eine Verbindungsleitung/an die Elektrode
herangeführt sein und dabei auch in den Ringkörper eindringen, wodurch eine auch
mechanisch belastbare Verbindung gebildet wird.
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Man kann aber auch den Ringkörper auf der Seite der Ringschulter mit
einem elektrisch leitend mit der Elektrode verbundenen Kontakt versehen, an den
ein Gegenkontaktstück zu angedrückt wird. Eine derartige Verbindung ist vor allem
bei einer Ausbildung der Garnitur als Kabelstecker vorteilhaft,da hierin der Regel
auf den Isolierkörper eine in axialer Richtung wirkende Kraft ausgeübt wird, die
dann zur Erzielung des Kontaktdruckes genutzt werden kann. Der Kontakt des Ringkörpers
kann dabei durch eine elektrisch leitende Schicht gebildet sein.
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Bei einer Ausbildung der Garnitur als Kabelendverschluß ist es, sofern
der Kabelendverschluß für eine Freiluftanlage bestimmt ist, zweckmäßig, die Elektrode
und/oder den Ringkörper im Abstand von der durch die Schulter definierten Fläche
anzuordnen und die den freien Raum der Ringnut radial nach außen begrenzende Werkstoffpartie
als Tropflippe auszubilden. In der Regel brauchen dann keine weiteren Maßnahmen
zum Schutze der Elektrode vor Feuchtigkeit getroffen zu werden.
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Bei einer Ausbildung der Garnitur als Kabelstecker mit einem gegen
die Ringschulter drückenden, hohlzylindrischen Druckstück und einer dieses belastenden
Feder kann man zwischen den Kontakt am Ringkörper und das Druckstück ein Kontaktelement
einklemmen und von diesem die Anschlußleitung in Richtung zur Feder wegführen. Der
Aufwand für die Herstellung der elektrischen Verbindung ur~Elektrode wird hierdurch
auf ein Minimum gesenkt. Zur Kontaktverbesserung kann das Kontaktelement Kontaktschneiden
oder Kontaktspitzen aufweisen. Die Anschlußleitung kann beispielsweise zwischen
dem Isolierkörper einerseits und dem Druckstück sowie der Feder andererseits zum
einen Ende des Kabelsteckers geführt und hier herausgeführt werden.
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Man kann aber auch die Feder als Teil der leitenden Verbindung zwischen
der Elektrode und der Anzeigevorrichtung ausbilden.
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Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen m-einzelnen erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt
eines ersten Ausführungsbeispiels in Form eines Kabelendverschlusses Fig. 2 einen
Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels in Form eines Kabelsteckers.
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Ein Endverschluß für ein kunststoffisoliertes, beispielsweise PE-isoliertes
Kabel 1 eines Mittelspannungs-Energieversorgungsnetzes weist einen aus Silikonkautschuk
bestehenden Isolierkörper 2 auf, der, wie Fig. 1 zeigt, im Bereich seiner Mittelabschnittes
die äußere Form eines Kegelstumpfes hat./das im Durchmesser größere Ende des Mittelabschnittes
schließt sich eine zylindrische Zone an, die jedoch ebenfalls eine Kegelform aufweisen
könnte. In dieser Zone liegt eine Ringnut 3, die konzentrisch einen zentralen Längskanal
4 umgibt, welcher den Isolierkörper 2 in axialer Richtung auf dessen gesamter Länge
durchdringt. Wie Fig. 1 ferner zeigt, ist die Ringnut 3 zu einer Ringschulter 5
hin offen, die am Obergang von der zylindrischen Zone des Isolierkörpers 2 zu dessen
dem Kabelende abgekehrten, im Durchmesser kleineren Endabschnitt gebildet wird,
der sich an die innere Flanke der Ringnut 3 anschließt und sich zu dem von ihm gebildeten
Ende hin zunächst konisch verjüngt und dann in einen zylindrischen Bereich übergeht.
Dieser Endabschnitt enthält zum Zwecke der Feldabsteuerung einen Deflektor 6 mit
einem Kern aus demselben Material wie der Isolierkörper 2 und einer elektrisch leitenden
Schicht auf der Oberfläche des Kerns.
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Der Deflektor 6 hat, wie Fig. 1 zeigt, die Form einer Hülse, die sich
vom freien Ende des sich an die Ringschulter 5 anschließenden Endabschnittes durch
diesen Abschnitt hindurch
bis in die die Ringschulter bildende,zylindrische
Zone hinein erstreckt und im konischen Bereich des Endabschnittes sowie in der zylindrischen
Zone trichterförmig erweitert ist.
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Dieses trichterförmige Ende liegt in radialem Abstand innerhalb der
Ringnut 3, die sich in axialer Richtung noch über das Deflektorende hinaus in den
Isolierkörper 2 hinein erstreckt.
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In der Ringnut 3 liegt ein aus demselben Material wie der Isolierkörper
2 bestehender Ringkörper 7,dessen Querschnittsform an die Querschnittsform der Ringnut
angepaßt ist, die etwa er jedoch nur/zur Hälfte, gemessen in Richtung der Tiefe
der Ringnut, ausfüllt. Der Ringkörper 7, der bei der Herstellung des Isolierkörpers
2 in diesen eingebettet wird und beim Herstellungsvorgang durch den von ihm nicht
ausgefüllten Teil der Ringnut hindurch in der richtigen Position gehalten wird,
trägt auf seiner Außenseite eire elektrisch leitende Schicht, die eine nach der
Montage kapazitiv an das Kabel angekoppelte, dieses konzentrisch umgebende, ringförmige
Elektrode 8 bildet. Die die Elektrode bildende leitende Schicht wird auf den Ringkörper
7 aufgebracht, ehe er in das Material des Isolierkörpers 2 beim Fertigungsvorgang
eingebettet wird. Wie Fig. 1 zeigt, beginnt zwar die Elektrode 8 in einer das trichterförmige
Ende des Deflektors 6 umgebenden Zone. Sie steht aber in axialer Richtung über den
Deflektor 6 über und liegt daher teilweise in einem Bereich, in dem das Feld nicht
mehr von dem Deflektor 6 bestimmt wird. Von der Ringschulter 5 her ist in die Ringnut
3 eine isolierte Anschlußleitung 9 eingeführt, die im Ringkörper 7 endet und hier
mittels eines elektrisch leitenden Kontaktplättchens oder dgl. elektrisch leitend
mit der Elektrode 8 verbunden ist. Die Einführung der Anschlußleitung 9 in den Ringkörper
7 trägt zu einer auch mechanisch belastbaren Verbindung bei. Eine Verengung der
Ringnut 3, die das der Ringschulter 5 zugekehrte Ende des Ringkörpers 7 etwas übergreift,
häl;t auch bei mechanischer Beanspruchung den Ringkörper 7 in seiner in Fig. 1 darge-
stellten
Lage.
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Für die Montage des Endverschlusses wird der mit dem Endverschluß
zu versehende Endabschnitt des Kabels 1 von -seiner Ummantelung befreit. Die dann
freiliegenden Abschirmdrähte lo sind zurückgebogen und die leitende Schicht 11 auf
der Außenmantelfläche der Kunststoffisolation 12 bis auf einen über die gebogenen
Abschirmdrahtenden etwas überstehenden Abschnitt entfernt. Außerdem wird die Kunststoffisolation
12 auf der für die Kontaktierung erforderlichen Länge entfernt. Nun wird der Isolierkörper
2 vom abisolierten Kabelende her auf das Kabel soweit aufgeschoben, bis eine vom
Deflektor 6 gebildete Schulter an den umgebogenen Abschirmdrahtenden anstößt. Die
leitende Schicht des Deflektors 6 liegt dabei elektrisch leitend sowohl an den Abschirmdrähten
6 als auch an der sich noch auf der Kunststoffisolation 12 befindenden,leitenden
Schicht 11 an. Da der Durchmesser des zentralen Längskanals 4 des Isolierkörpers
2 auf den Außendurchmesser der Kunststoffisolation 12 abgestimmt ist, liegt der
Isolierkörper 2 an letzterer dicht an. Hierdurch wird die erforderliche elektrische
Festigkeit in Längsrichtung erzielt.
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Zur elektrischen und mechanischen Verbindung mit der Seele 13 des
Kabels 1 dient im Ausführungsbeispiel eine Verbindungshülse 14, die den ihr zugekehrten,
im Ausführungsbeispiel zylindrischen Endabschnitt des Isolierkörpers 2 übergreift,
so daß bei dem Verpressen der Verbindungshülse 14 nicht nur die Seele 13 fest erfaßt
wird, sondern auch der in die Verbindungshülse eingreifende Endabschnitt des Isolierkörpers
2 dicht an die Seele 13 angedrückt wird.
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Die die Ringnut 3 nach außen hin begrenzende Werkstoffpartie des Isolierkörpers
2 ist als eine Tropflippe 2' ausgebildet, um die Elektrode 8 gegen den Zutritt von
Wasser zu schützen.
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Die Anschlußleitung 9 ist zu einer nicht dargestellten Prüf-oder Kontrolleinrichtung
oder zu einem Anschluß einer sol-
chen geführt. Infolge der kapazitiven
Ankopplung der Elektrode 8 an das Kabel 1 ist das Potential der Elektrode 8 gegenüber
Erde repräsentativ für den Spannungszustand des Kabels 1.
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Der in Fig. 2 dargestellte Kabelstecker für ein Kabel 1 oil, bei dem
es sich wie bei dem Kabel 1 des ersten Ausführungsbeispiels um ein kunststoffisoliertes
Mittelspannungskabel eines Energieversorgungsnetzes handelt, ist in eine Steckbuchse
einsteckbar, die einen aus Isolierstoff bestehenden, becherartigen Buchsenkörper
115 aufweist, der im Ausführungsbeispiel in eine tSffnung in einer Wand eines Gehäuses,
beispielsweise eines Schaltergehäuses, gasdicht eingesetzt ist. Den Boden des Buchsenkörpers
115 durchdringt ,ebenfalls gasdicht ,ein Verbindungsbolzen 116, der einstückig mit
der im Inneren des Buchsenkörpers 115 angeordneten Steckbuchse 117 ausgebildet ist.
Der Buchsenkörper 115 erweitert sich konisch zu seinem offenen Ende hin.
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Der Kabelstecker weist einen radial federnden Steckkontaktkörper 118
auf, der unmittelbar auf das abisolierte Ende ist des Kabels lol aufgesetzt/und
zusammen mit diesem in die Steckbuchse 117 eingeführt wird.
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Wie Fig. 1 zeigt, stützt sich am Steckkontaktkörper 118 ein ringförmiger
Druckkörper 119 ab, welcher das Ende der freigelegten Kunststoffisolation 112 des
Kabels übergreift und eine Anlagefläche für einen Isolierkörper 102 bildet, der
im Ausführungsbeispiel aus Silikonkautschuk besteht und mit einem zentralen Längskanal
104 versehen ist, der den Isolierkörper 102 auf seiner gesamten Länge durchdringt.
Der am Druckkörper 119 anliegende Abschnitt des Isolierkörpers 102 hat eine konische
Außenform und ist an den Buchsenkörper 115 angepaßt, um ebenso wie an der Kunststoffisolation
112 des Kabels 101 auch am Buchsenkörper 115 dicht anzuliegen und dadurch den Buchsen-
körper
elektrisch dicht zu verschließen.
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Wie Fig. 2 zeigt, geht der konische Abschnitt des Isolierkörpers 102
unter Bildung einer Ringschulter 105 in einen zylindrischen, im Durchmesser kleineren
Abschnitt über, der einen in ihn eingebetteten Deflektor 106 umgibt, welcher wie
der Deflektor 6 ebenfalls aus Silikonkautschuk besteht und eine elektrisch leitende
Schicht trägt. Der Deflektor 106, der sich gegen den Steckkontaktkörper 118 hin
trichterförmig erweitert, liegt mit seinem im Durchmesser kleineren Teil an der
Kunststoffisolation 112 und dem nicht entfernten Rest der diese Isolation normalerweise
umgebenden leitenden Schicht 111 an. Wie Fig. 2 zeigt, erstreckt'sich-bei diesem
Ausführungsbeispiel der Deflektor 106 nicht bis zum kabelseitigen Ende des Isolierkörpers
1o2, sondern endet im Bereich der leitenden Schicht 111. Der Isolierkörper 1o2 übergreift
jedoch auch noch die nach hinten geführten Abschirmdrähte 11o des Kabels auf einem
Teil ihrer Länge.
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Von der Ringschulter 105 aus dringt in den Isolationskörper 1o2 eine
konzentrisch zum zentralen Längskanal 1o4 liegende Ringnut 103 ein, die vollständig
von einem Ringkörper 107 ausgefüllt ist, der eine elektrisch leitende Schicht trägt,
welche die Elektrode 108 bildet. Da die Elektrode 1o8 in axialer Richtung des Kabelsteckers
gegen den Steckkontaktkörper hin über den Deflektor 1o6 übersteht, ist sie wie beim
ersten Ausführungsbeispiel kapazitiv mit der Kabelseele gekoppelt. An der in der
Fläche der Ringschulter 105 liegenden, ebenfalls die metallische Schicht tragenden
Seite des Ringkörpers 107 liegt eine Kontaktscheibe 120 an, die zur Kontaktverbesserung
beidseitig mit Zähnen oder Schneiden versehen ist. Die Kontaktscheibe 12o wird gegen
den Ringkörper 107 von einem rohrförmigen Druckstück 121 aus elektrisch isoliertem
Kunststoff gedrückt, das längsverschiebbar den zylindrischen Abschnitt des Isolierkörpers
1o2 umgibt. An der
dem Körper 107 abgekehrten Seite des Druckstnckes
121 liegt eine vorgespannte Schraubenfeder 122 an, die sich andererseits an einer
über das Kabel geschobenen, metallischen Kappe 123 abstützt, welche mittels Schrauben
gegen den Buchsenkörper 115 und die diesen tragende Wand gedrückt wird. Die Schraubenfeder
erzeugt den Druck, der erforderlich ist, um eine dichte Anlage des Isolierköfpers
102 an der Kunststoffisolation 112 und am Buchsenkörper 115 zu gewährleisten.
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Zwischen die Kontaktscheibe 120 und das Druckstück 121 ist das blanke
Ende einer Verbindungsleitung gelegt, die zwischen dem Isolierkörper 1o2 einerseits
sowie dem Druckkörper 119 der Schraubenfeder 122 andererseits hindurchgeführt und
dann zwischen dem Kabel und der Kappe 123 aus dem Stecker herausgeführt ist. Die
Anschlußleitung 109 führt zu einer Anschlußvorrichtung für ein Prüf- und Überwachungsgerät
oder ist unmittelbar mit diesem verbunden. Der von der Schraubenfeder 122 erzeugte
axiale Schub gewährleistet eine gute elektrische Verbindung zwischen der Anschlußleitung
109 und der Kontaktscheibe 120 sowie der Elektrode 1o8. Man kann aber selbstverständlich
auch die Feder zur Potentialabnahme von der Elektrode 108 heranziehen, so daß nicht
darauf geachtet werden muß, daß die Anschlußleitung nicht von der Schraubenfeder
eingeklemmt und eventuell abgequetscht wird.
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Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bereitet die Fertigung
des Isolierkörpers 102 keine Schwierigkeiten, da der Ringkörper 107 von der Seite
der Ringschulter her während des Herstellungsprozesses ohne Schwierigkeiten in der
richtigen Position gehalten werden kann. Der Isolationskörper 1o2 kann daher bei
gleichzeitiger Einbettung der Elektrode 1o8 und des Deflektor 1o6 in einem Arbeitsgang
hergestellt werden.
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Die Montage des Kabelsteckers erfolgt in der Weise, daß über das für
die Montage vorbereitete, also im erforderlichen Umfange freigelegte und abisolierte
Kabelende zunächst die Rappe 123 und dann zusammen mit dem Isolierkörper 102 das
Druckstück 121 und die Schraubenfeder 122 geschoben werden. Danach wird der Druckkörper
119 und der Steckkontaktkörper 118 aufgeschoben. Die Anschlußleitung 109, deren
eines Ende zwischen die Kontaktscheibe 120 in und das Druckstück 121 eingeklemmt
wird, wird/ der bereits erwähnten Weise aus dem Kabelstecker herausgeführt.
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Selbstverständlich könnte die Anschlußleitung 109 in der gleichen
Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 mit der Elektrode 1o8 verbunden
werden. Die Kontaktierung unter Zuhilfenahme des von der Schraubenfeder 122 erzeugten
Anpreßdruckes ist jedoch einfacher herzustellen.
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