DE2943080C2 - Garnitur für das Ende eines Mittelspannungs- oder Hochspannungskabels - Google Patents

Description

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.

Eine bekannte Garnitur dieser Art (DE-OS 16 90 465) ist als Endverschluß für ein Massekabel ausgebildet Die in den becherförmigen Isolierkörper eingebettete Ringelektrode hat hier zusammen mit der Anzeigevorrichtung die Aufgabe, ein Signal zu erzeugen, wenn der Spiegel der in den Isolierkörper eingefüllten Masse, die nach und nach in das Kabel einzieht, auf ein unterhalb der Elektrode liegendes Niveau abgesunken ist- Dieses Absinken der Masse führt nämlich zu einer Änderung der Kapazität zwischen der Elektrode und dem Kabel. Die ringförmige Ausbildung der Elektrode bietet den Vorteil, ausreichend Energie für die Anzeigevorrichtung

liefern zu können. Ihre Position im Isolierkörper bereitet jedoch Schwierigkeiten, und zwar in besonderem Maße, wenn, wie dies bei vielen Anwendungsfällen vorteilhafterweise der Fall ist, der Isolierkörper aus Silikonkautschuk besteht und mit einem Detektor zur Feldabsteuerung versehen ist.

Da eine Garnitur der eingangs genannten Art, die beispielsweise auch als Kabelstecker ausgebildet sein könnte, es ermöglichen würde, 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 spannungsführende Teile nicht zugänglich sind, das Kabel also beispielsweise zu einer gekapselten Anlage führt, liegt der Erfindung 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 od. dgl. besteht.

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. Dies ist vor allem dann ein erheblicher Vorteil, wenn der Isolierkörper aus Silikonkautschuk oder dergleichen hergestellt wird.

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.

Die elektrisch leitende Verbindung mit der Elektrode kann in verschiedener Weise ausgebildet sein. Beispielsweise kann eine Verbindungsleitung bis an die Elektrode herangeführt sein und dabei auch in den Ringkörper eindringen, wodurch eine auch mechanisch belastbare Verbindung gebildet wird.

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 angedrückt wird. Eine derartige Verbindung ist vor allem bei einer Ausbildung der Garnitur als Kabelstecker vorteilhaft, da hier in 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 durc'' eine elektrisch leitende Schicht gebildet sein.

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 Schütze der Elektrode vor Feuchtigkeit getroffen zu werden.

Bei einer Ausbildung der Garnitur als Kabelstecker mit einem gegen die Ringschulter drückenden, hohlzyiindrischen 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 zur 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 ium einen Ende des Kabelsteckers geführt und hier herausgeführt werden. Man kann aber auch die Feder als Teil der leitenden Verbindung zwischen der Elektrode und der Anzeigevorrichtung ausbilden.

Im folgenden ist die Erfindung anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels in Form eines Kabelendverschlusses,

F i g. 2 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels in Form eines Kabelsteckers.

Ein Endverschluß für ein kunststoffisoliertes, beispielsweise PE-isoliertes Kabel 1 eines Mittelspannungs-Energieversorgungsnetzes weist einen ans SiIikonkautschuk bestehenden Isolierkörper 2 auf, der, wie Fig. 1 zeigt, im Bereich seines Mittelabschnittes die äußere Form eines Kegelslumpfes hat. An das im Durchmesser größere Ende des Mitteiabschnittes 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 F i g. 1 ferner zeigt, ist die Ringnut 3 zu einer Ringschulter 5 hin offen, die am Übergang 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.

Der Deflektor 6 hat, wie F i g. 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. 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

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 er jedoch nur etwa 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 eine 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 F i g. 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, hält auch bei mechanischer Beanspruchung den Ringkörper 7 in seiner in F i g. 1 dargestellten Lage.

Die die Ringnut 3 nach außen hin begrenzende Werkstoffpartie des Isolierkörpers 2 ist als eine Troⁿfhⁿⁿe 2' ausgebildet, "m die Elektrode 8 ^e^en den Zutritt von Wasser zu schützen. Die Anschlußleitung 9 ist zu einer nicht dargestellten Prüf- oder Kontrolleinrichtung oder zu einem Anschluß einer solchen 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.

Der in F i g. 2 dargestellte Kabelstecker für ein Kabel 101, bei dem es sich wie bei dem Kabe! 1 des ersten Ausführungsbeispiels um ein kunststoffisoliertes Mittelspannungskabel eines Energieversorgungsnetzes handelt, ist in eine Steckbuchse einsteckbar, die einen aus Isolierstoff bestehenden, becherartigen Buuhsenkörper 115 aufweist, der im Ausführungsbeispiel in eine Öffnung 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.

Der Kabelstecker weist einen radial federnden SteckkontaktkörDer 118 auf. der unmittelbar auf das

abisolierte Ende des Kabels 101 aufgesetzt ist und zusammen mit diesem in die Steckbuchse 117 eingeführt wird.

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 Buchsenkörper elektrisch dicht zu verschließen.

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 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.

Von der Ringschulter 105 aus dringt in den Isolationskörper 102 eine konzentrisch zum zentralen Längskanal 104 liegende Ringnut J03 ein, die vollständig von einem Ringkörper 107 ausgefüllt ist, der eine elektrisch leitende Schicht trägt, welche die Elektrode 108 bildet. Da die Elektrode 108 in axialer Richtung des Kabelsteckers gegen den Steckkontaktkörper hin über den Deflektor 106 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 120 wird gegen den Ringkörper 107 von einem rohrförmigen Druckstück 121 aus elektrisch isoliertem Kunststoff gedrückt, das längsverschiebbar den zylindrischen Abschnitt des Isolierkörpers 102 umgibt An der dem Körper 107 abgekehrten Seite des Druckstückes 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 diese tragende Wand gedrückt wird. Die Schraubenfeder erzeugt den Druck, der erforderlich ist, um eine dichte Anlage des Isolierkörpers 102 an der Kunststoffisolation 112 und am Buchsenkörper 115 zu gewährleisten.

Zwischen die Kontaktscheibe 120 und das Druckstück 121 ist das blanke Ende einer Verbindungsleitung gelegt, die zwischen dem Isolierkörper 102 einerseits sowie dem Druckstück 121 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 axiaie Schub gewährleistet eine gute elektrische Verbindung zwischen der Anschlußleitung 109 und der Kontaktscheibe 120 sowie der Elektrode 108. 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.

Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 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 102 kann daher bei gleichzeitiger Einbettung der Elektrode 108 und des Deflektors 106 in einem Arbeitsgang hergestellt •λ erder

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 Kappe 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 und das Druckstück 121 eingeklemmt wird, wird in der bereits erwähnten Weise aus dem Kabelstecker herausgeführt Selbstverständlich könnte die Anschlußleitung 109 in der gleichen Weise wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 mit der Elektrode 108 verbunden werden. Die Kontaktierung unter Zuhilfenahme des von der Schraubenfeder 122 erzeugten Anpreßdruckes ist jedoch einfacher herzustellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Garnitur für das Ende eines Mittelspannungsoder Hochspannungskabel mit einem einen zentralen Längskanal für das Kabel aufweisenden Isolierkörper und einer ringförmigen, den zentralen Längskanal umgebenden Elektrode für den Anschluß einer Anzeigevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8; 108) in einer von einer Ringschulter (5; 105) des Isolierkörpers (2; 102) aus in Längsrichtung des zentralen Längskanals (4; 104) in den Isolierkörper (2; 102) eindringenden Ringnut (3; 103) Hegt.

2. Garnitur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8; 108) durch eine elektrisch leitende Schicht gebildet wird, die an der Wandung der Ringnut (3; 103) anliegt.

3. Garnitur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8; 108) zwischen der Wandung der Ringnut (3; 103) und einem die Ringnut zumindest teilweise ausfüllenden Ringkörper (7; 107) liegt, dessen Querschnittsform an die Querschnittsform der Ringnut angepaßt ist.

4. Garnitur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkörper (7; 107) auf der Seite der Ringschulter einen elektrisch leitend mit der Elektrode (8; 108) verbundenen Kontakt trägt.

5. Garnitur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt durch eine elektrisch leitende Schicht gebildet ist.

6. Garnitur nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrode (8) und/oder der Ringkörper (7) im Abstand von der durch die Ringschulter (5) definierten Fläche liegen und die den freien Raum der Ringnut (3) radial nach außen begrenzende Werkstoffpartie als Tropflippe ausgebildet ist.

7. Garnitur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Ausbildung als Kabelstecker mit einem gegen die Ringschulter (105) drückenden, hohlzylindrischen Druckstück (121) und einer dieses belast'.r.den Feder (122) zwischen den Kontakt am Ringkörper (107) und das Druckstück (121) ein Kontaktelement (120) eingeklemmt ist und daß von diesem Kontaktelement ein mit ihm in elektrisch leitender Verbindung stehender Leiter (109) in Richtung zur Feder (122) weggeführt ist.

8. Garnitur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß -das Kontaktelement (120) Kontaktschneiden oder Kontaktspitzen aufweist.

9. Garnitur nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter (109) zwischen dem Isolierkörper (102) einerseits und dem Druckstück (121) sowie der Feder (122) andererseits nach außen geführt ist.

10. Garnitur nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder als Teil der leitenden Verbindung zwischen der Elektrode (108) und der Anzeigevorrichtung ausgebildet ist.