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Verbindungsmuffe für geschirmte Starkstromkabel
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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Garnituren für kunststoffisolierte
geschirmte Starkstromkabel und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung einer Steckmuffe
für Kabel mit großem Leiterdurchmesser anzuwenden.
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Bei der konstruktiven Weiterentwicklung von Garnituren für Starkstromkabel
ist man zunehmend darauf bedacht, die Montagezeit zu verkürzen. Dies wird durch
Verwendung vorgefertigter Garnituren oder Garniturenteile erreicht, die am Montageort
im wesentlichen nur zusammengesteckt werden. Steckbare oder aufschiebbare Garnituren
und Garniturenteile werden vorwiegend für Starkstromkabel mit extrudierter Kunststoffisolierung
wie Polyäthylen oder vernetztem Polyäthylen entwickelt und bestehen hauptsächlich
aus einem elastischen Isolierkörper aus Silikonkautschuk oder einem Äthylen-Propylen-Terpolymerisat,
der mit Elementen zur Steuerung des elektrischen Feldes versehen ist. Bei den Steuerelementen
handelt es sich einerseits um Deflektoren, die beim Betrieb der Garnitur auf Brdpotential
liegen, andererseits um einen Abschirmzylinder, der die Leiterverbindungsstelle
umgibt und beim Betrieb der Garnitur auf Hochspannungspotential liegt.
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Ein bekannter einteiliger Muffenkörper für geschirmte Starkstromkabel
besteht aus einem vorgefertigten, elastischen Isolierkörper, der an seiner Außenseite
elektrisch leitend beschichtet ist und etwa in der Mitte eine die Leiterverbindungsstelle
umgebende Schirmelektrode aufweist. An den zylindrisch ausgebildeten Enden
des
Muffenkörpers sind innen Deflektoren eingebettet, die beim Einschieben der zu verbindenden
Kabel adern in den Muffenkörper auf der äußeren Leitschicht der jeweiligen Kabelader
aufliegen. Beim Einschieben der beiden Kabelenden in den Muffenkörper werden die
Leiter mittels vorher aufgebrachter Kontaktelemente steckbar miteinander verbunden
(DE-OS 27 26 402). Ein ähnlicher, knieförmig gestalteter Muffenkörper ist zum Anschluß
eines geschirmten Starkstromkabels an ein elektrisches Gerät bekannt (DE-OS 27 26
403).
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Bei einer anderen bekannten Verbindungsmuffe für kunststoffisolierte
geschirmte Starkstromkabel besteht der vorgefertigte Muffenkörper aus mehreren Einzelteilen,
die am Montageort auf die zu verbindenden Kabel enden sowie ineinander gesteckt
werden. Der eigentliche Muffenkörper weist hierzu eine durchgehend zylindrische
Bohrung auf, deren Durchmesser größer als der Kabeldurchmesser ist, und enthält
einen Teil der die Leiterverbindungsstelle umgebenden Schirmelektrode. Weiterhin
sind zwei hohlzylindrische Adapterteile vorgesehen, die den Raum zwischen der Aderoberfläche
und der Bohrung des Muffenkörpers ausfüllen und die an beiden Enden elektrisch leitend
ausgebildet sind. Diese elektrisch leitenden Teile sind einerseits ein Teil des
in die Muffenabschirmung integrierten Steuerdeflektors und andererseits ein Teil
der Schirmelektrode (DE-OS 26 21 642).
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Ausgehend von einer Verbindungsmuffe für einadrige geschirmte Starkstromkabel
mit extrudierter Kunststoffisolierung und äußerer Leitschicht, die aus einem vorgefertigten,
die Leiterverbindungsstelle umgebenden, elastischen, gestreckten oder abgewinkelten
zylindrischen Isolierkdrper besteht, der etwa in der Mitte seiner Längsbohrung eine
die Steckverbindung der Leiter
umgebende Schirmelektrode enthält
und wenigstens an einem Ende einen innen eingebetteten Steuerdeflektor aufweist,
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese bekannte Steckmuffe so auszugestalten,
daß sie auch für Kabel eingesetzt werden kann, bei den der Außendurchmesser des
Steckkontaktes größer als der Außendurchmesser der Aderisolierung ist, und daß hierbei
eine einfache Montage gewährleistet ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
der Isolierkörper in an sich bekannter Weise aus zwei bzw. drei rotationssymmetrischen
Teilen besteht, von denen das eine die Schirmelektrode und das andere bzw. die beiden
anderen jeweils einen Steuerdeflektor enthalten, und daß sich die Innenbohrung des
erstgenannten Teiles ein- bzw. beidseitig nach außen konisch öffnet, während das
andere Teil bzw. die beiden anderen Teile - der bzw. den konischen Öffnungen angepaßt
- die Form eines stumpfen Kegels haben.
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Bei einer derartigen Verbindungsmuffe ist der Isolierkörper zwar nicht
mehr einteilig ausgebildet, doch läßt sich das kegelige, auf die Kabelader aufgeschobene
Teil bzw. lassen sich die beiden kegeligen, auf die Kabeladern aufgeschobeen Teile
ohne großen Kraftaufwand in das die Schirmelektrode enthaltende Teil einschieben.
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Der feste Sitz des kegeligen Teiles bzw. der kegeligen Teile wird
dabei durch eine einrastende Steckverbindung der beiden Leiter gewährleistet. Zusätzlich
kann man auch eine dielektrische Verschweißung der zwei bzw. drei Teile miteinander
vorsehen, indem die Grenzflächen der aneinandergrenzenden Teile des Isolierkörpers
vor dem Zusammenfügen der Teile mit einem kalt vernetzenden, flüssigen Silikonkautschuk,
mit Silikonfett oder mit Silikonöl benetzt werden. Dies gilt insbesondere dann,
wenn der Isolierkörper aus Silikonkautschuk besteht.
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Die elektrische Sicherheit der neuen Steckmuffe wird durch die Ausgestaltung
der Schirmelektrode mitbestimmt. Diese kann in den eigentlichen Muffenkörper eingebettet
sein oder aus einer leitfähigen Schicht auf der Innenseite des Muffenkörpers bestehen.
Im letztgenannten Fall ist es sinnvoll, die Schirmwirkung mit Hilfe einer Steuerelektrode
zu verbessern, die jeweils an der stumpfen Spitze eines kegeligen Teiles des Isolierkörpers
angeordnet ist und die in elektrischem Kontakt mit der die Steckverbindung umgebenden
Schirmelektrode steht.
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Bei Verwendung der neuen Steckmuffe als Verbindungsmuffe für zwei
Starkstromkabel können auch Steckkontakte eingesetzt werden, die zu einer direkten
Verbindung der Leiter führen, also die Zwischenschaltung einer in den Muffenkörper
eingebetteten Steckbuchse oder eines Steckelementes erübrigen. Um hierbei die Schirmwirkung
der Schirmelektrode sicherzustellen, empfiehlt es sich, die an den kegeligen Teilen
vorgesehenen Steuerelektroden kappenförmig auszubilden und mit einer axialen Bohrung
zu versehen, deren Innendurchmesser kleiner als der Außendurchmesser des jeweiligen
Leiters der Kabelader ist. In diesem Fall wird die Steuerelektrode über den Leiter
der jeweiligen Kabel aden kontaktiert und das Hochspannungspotential über die Berührung
zwischen Steuerelektrode und Schirmelektrode an diese weitergegeben.
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Ausführungsbeispiele der neuen Verbindungsmuffe in gestreckter Form
sind in den Figuren 1 bis 3 dargestellt.
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Dabei ist jeweils nur die eine Hälfte der symmetrisch aufgebauten
Verbindungsmuffe wiedergegeben.
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Die steckbare Verbindungsmuffe gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen
aus dem Muffenkörper 1 aus Silikonkautschuk
und dem von links eingeführten
kegelförmigen Teil 2 aus ebenfalls Silikonkautschuk, das nach Art eines Endenabschlusses
aufgebaut ist. (Ein gleichartiges kegeliges Teil wird von rechts in die Muffe eingeführt.)
Das kegelige Teil 2 ist dabei zunächst auf das Ende einer entsprechend abgesetzten
Ader 10 eines kunststoffisolierten geschirmten Starkstromkabels aufgeschoben. Nach
diesem Aufschieben wurde das Steckelement 12 auf dem Leiter 1 befestigt. Der äußere
Durchmesser dieses Steckelementes ist größer als der Aderdurchmesser. Das Steckelement
12 greift in eine Steckbuchse 4 ein, die in den Muffenkörper 1 eingebettet ist.
Die Steckbuchse 4 steht in elektrischem Kontakt mit der Schirmelektrode 3, die ebenfalls
in den Muffenkörper 1 eingebettet ist. Das Ende der jeweiligen Schirmelektrode ragt
über das stumpfe Ende des kegeligen Körpers 2 hinaus. Weiterhin ist in den Muffenkörper
1 das radial elastische, metallene Gehäuse 7 eingebettet, das die Garnitur nach
außen abschirmt.
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Der Muffenkörper 1 weist eine nach außen sich konisch öffnende Bohrung
6 auf, in die das kegelförmige Teil 2 passend eingreift. In den Fußteil dieses kegeligen
Teiles 2 ist der Steuerdeflektor 5 eingebettet. Um einen festen Sitz des kegelförmigen
Teiles 2 im Muffenkörper 1 zu gewährleisten, kann die Grenzfläche 6 zwischen dem
kegelförmigen Teil 2 und dem Muffenkörper 1 dielektrisch verschweißt sein ,.beispielsweise
durch Verwendung eines Silikonöls, das vor der Montage auf die Grenzflächen aufgetragen
wird. Besonders geeignet ist die Verwendung eines kalt vernetzenden Silikonkautschuks
in flüssiger Form, der nach der Montage eine stoffschlüssige Verbindung des kegeligen
Teiles 2 mit dem Muffenkörper 1 herbeiführt.
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Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von
dem in Fig. 1 dargestellten Gegenstand dadurch,
daß die Schirmelektrode
von einer auf die Innenbohrung des Muffenkörpers 1 aufgebrachten leitfähigen Schicht
8 gebildet wird und daß das Ende dieser leitfähigen Schicht in elektrischem Kontakt
mit einer Steuerelektrode 9 steht, die in das stumpfe Ende des kegeligen Teiles
2 eingebettet ist.
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Bei der in Fg. 3 dargestellten Variante ist die Steuerelektrode 13
am stumpfen Ende des kegelförmigen Teiles 2 kappenförmig ausgebildet und mit einer
axialen Bohrung versehen, durch die der Leiter 11 der Kabelader hindurchgeführt
ist. Die axiale Bohrung der Kappe 13 ist dabei im Durchmesser kleiner als der Außendurchmesser
des Leiters 11, so daß eine Kontaktierung der Schirmelektrode 13 mittels des Leiters
11 gegeben ist. In diesem Fall ist auch die leitfähige Schicht 8 auf der Innenseite
des Muffenkörpers 1 vom Leiter 11 her über die Schirmelektrode 13 mit dem Leiter
11 potentialmäßig verbunden. Die auf Hochspannungspotential liegende Steckbuchse
4 braucht darum nicht an der Schirmelektrode 8 anzuliegen.
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Bei abgewinkelter Ausführung der dargestellten Verbindungsmuffen zum
Anschluß eines Kabels an ein elektrisches Gerät wäre die jeweils nicht dargestellte
Hälfte in bekannter Weise ausgebildet.
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4 Ansprüche 3 Figuren