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Vorgefertigter Muffenkörper für geschirmte Starkstrom-
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kabel Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Garnituren für Starkstromkabel
und ist bei der konstruktiven Ausgestaltung vorgefertigter Muffenkörper anzuwenden.
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Zur Vereinfachung der Montagearbeiten und zur Verringerung der Montagezeit
werden bei der Errichtung von Starkstromkabelnetzen zunehmend Garnituren verwendet,
die ganz oder teilweise aus vorgefertigten Bauteilen bestehen und die auf das jeweilige
Kabel ende aufgesteckt oder aufgeschoben werden. Für Verbindungsmuffen werden dabei
elastische Isolierkörper verwendet, in die etwa in der Mitte eine Schirmelektrode
eingebettet ist und die an den Stirnseiten Feldsteuerungselemente aufweisen.
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Diese können in die Enden des Muffenkörpers eingebettet oder in die
äußere Leitschicht des Muffenkörpers integriert sein (DE-OS 27 50 215).
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Eine bekannte Variante dieser aufschiebbaren Garnituren sind die Schrumpfmuffen,
die aus einem die Verbindungsstelle zweier Adern zunächst mit Abstand umgebenden
Muffenkörper bestehen, der dann durch eine Wärmebehandlung auf die Verbindungsstelle
aufgeschrumpft wird.
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Hierbei werden die Schirmelektrode und die Steuerdeflektoren von einer
auf der Innenseite des Muffenkörpers durchgehenden Schicht aus einem Material mit
spannungsabhängigem Widerstand (Belastungssteuerung) gebildet (DE-OS 29 37 253).
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Im übrigen sind Garniturenteile aus kalt schrumpfbarem Material bekannt.
Diese Teile werden vor dem Aufschrumpfen mit Hilfe eines Stützkörpers in der aufgeweiteten
Stellung gehalten, wobei der Stützkörper auf der Innen-oder der Außenseite des schrumpfbaren
Teiles angeordnet sein kann (GB-PS 15 56 677).
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Ausgehend von einem vorgefertigten, elastisch aufweitbaren Muffenkörper
aus Silikonkautschuk zur Verbindung von geschirmten Starkstromkabeln, der aus einem
Isolierkörper mit mittig eingebetteter elastischer Schirmelektrode und mit stirnseitig
angeordneten elastischen Deflektoren besteht, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
den konstruktiven Aufbau des Muffenkörpers dahingehend zu verbessern, daß bei kurzer
Gesamtbaulänge der Verbindungsmuffe auch im Bereich der Steuerdeflektoren hohe Anpreßdrücke
des elastischen Muffenkörpers sichergestellt sind.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß
die Deflektoren die gleiche Wandstärke wie der Isolierkörper aufweisen und daß auf
der Innenseite oder der Außenseite des Muffenkörpers ein entfernbares Stützelement
angeordnet ist, das den Muffenkörper in einem radial elastisch aufgeweiteten Zustand
hält.
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Ein derart ausgebildeter Muffenkörper weist annähernd über die gesamte
Länge die gleichen elastischen Eigenschaften auf, d. h. auch im Bereich der Steuerdeflektoren
ist ein elastischer, mit genügend hohem Anpreßdruck ausgestatteter Sitz des Muffenkörpers
auf den verbundenen Kabeladern gewährleistet. Durch die elastische Aufweitung mittels
eines Stützkörpers kann der Muffenkörper im übrigen wie ein schrumpfbares Garniturenteil
über der Verbindungsstelle angeordnet werden.
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Dadurch ergibt sich eine kurze Baulänge der Muffe, denn
die
Leiter der Kabel adern können unmittelbar miteinander verbunden werden, beispielsweise
mittels eines Preßverbinders, und die Kabelenden brauchen nur auf einer Länge abgesetzt
zu werden, wie sie ausschließlich aus elektrischen Gründen erforderlich ist.
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Für die Montage des gemäß der Erfindung ausgebildeten Muffenkörpers
ist demnach charakteristisch, daß zunächst eine starke elastische Aufweitung erfolgt,
die später durch Demontage des Stützelementes auf das für den einwandfreien Betrieb
der Kabelgarnitur notwendige Maß zurückgenommen wird. Elektrisch leitende oder elektrisch
leitfähige Teile des Muffenkörpers sind dabei so auszugestalten, daß sie der elastischen
Dehnung des Isolierkörpers folgen können. Dies gilt zunächst für die Schirmelektrode
und die Deflektoren, die deshalb mit Vorteil aus einem leitfähig beschichteten elastischen
Isolierkörper bestehen; dies gilt aber auch für eine gegebenenfalls vorgesehene
äußere leitende Beschichtung des Isolierkörpers. Diese Beschichtung sollte daher
aus einer elektrisch leitfähigen Silikonkautschuk-Dispersion aufgebracht sein. Sofern
auf den Muffenkörper außerdem eine metallische Abschirmung aufgebracht ist, wird
diese aus einem Netallgeflechtschlauch oder einem Rohrkörper aus gitterartigem Streckmetall
bestehen.
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Auch bei vorgefertigten Garnituren werden mitunter besondere äußere
Schutzhüllen verwendet. Bei einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Muffenkörper
empfiehlt es sich, zu diesem Zweck konzentrisch zum Muffenkörper ein vorgefertigtes,
elastisch aufweitbares Gehäuse aus Silikonkautschuk anzuordnen, das auf der Innen-
oder Außenseite mit einem Stützelement versehen ist, das das Gehäuse in einem radial
elastisch aufgeweiteten Zustand hält. Damit ist sichergestellt, daß für die Herstellung
des
Muffengehäuses die gleiche Montagetechnik wie für den Muffenkörper angewendet werden
kann.
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Das im Rahmen der Erfindung vorgesehene Stützelement für den Muffenkörper
und gegebenenfalls für das Gehäuse kann in an sich bekannter Weise aus einer innen
angeordneten Stützwendel bestehen. Es kommt aber auch die Verwendung eines innen
angeordneten, längsgeteilten rohrartigen Körpers in Betracht, der bei der Montage
des Muffenkörpers bzw. des Gehäuses mittels entsprechender Montagevorrichtungen
aus dem Muffenkörper oder dem Gehäuse herausgezogen werden kann und dessen beide
halbschalenförmigen Teile dann vom Kabel entfernt werden können. Als Stützelement
kommt aber auch eine außen an dem Muffenkörper oder dem Gehäuse angeordnete Stützwendel
in Betracht, die haftend mit dem Muffenkörper verbunden ist. Hierbei kann es sich
um eine Wendel aus einem Metall- oder Kunststoffband handeln, die mit dem Muffenkörper
bzw. dem Gehäuse verklebt ist.
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Ausführungsbeispiele des neuen Muffenkörpers sind in den Figuren 1
bis 4 dargestellt.
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Fig. 1 zeigt im abgebrochenen Längsschnitt die eine Hälfte einer Verbindungsstelle
für zwei einadrige geschirmte Starkstromkabel. Die wesentlichen Elemente dieser
Verbindungsstelle sind das Kabelende 1, der Muffenkörper 10 und das Gehäuse 20.
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Auf den Leiter 3 des Kabelendes ist bereits die PreB-hülse 2 aufgebracht,
die die elektrisch leitende Verbindung zu dem anderen, nicht dargestellten Kabelende
herstellt. Im übrigen ist das Starkstromkabel in üblicher Weise aufgebaut, nämlich
mit der Isolierung 4, der äußeren Leitschicht 5, dem Kupferschirm 6 und dem Kabelmantel
7.
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Über der Verbindungsstelle ist der Muffenkörper 10 angeordnet, der
im wesentlichen aus dem Isolierkörper 11 und der mittig eingebetteten Schirmelektrode
12 und den stirnseitig angeordneten Steuerdeflektoren 13 besteht.
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Alle Teile dieses Muffenkörpers bestehen aus einem elastischen Silikonkautschuk.
Für den Steuerdeflektor 13 ist dabei ebenfalls im wesentlichen ein Isolierkörper
14 vorgesehen, der auf seiner Außenseite mit der Leitschicht 15 versehen ist. Insbesondere
der zylindrische Teil dieser Leitschicht auf der Oberfläche der Innenbohrung sowie
der konische Teil an der Nahtstelle zum Isolierkörper 11 bilden den elektrisch wirksamen
Teil des Steuerdeflektors. Dabei entspricht die gesamte Wandstärke des Steuerdeflektors
der Wandstärke des Isolierkörpers 11.
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Der Muffenkörper 10 ist elastisch aufgeweitet und wird mittels der
Stützwendel 17 im aufgeweiteten Zustand gehalten. Beim Aufbringen des Muffenkörpers
auf die Verbindungsstelle wird die Stützwendel 17 Windung für Windung entfernt,
wobei sich der Muffenkörper Stück für Stück elastisch an die Verbindungsstelle anlegt.
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Die gesamte äußere Oberfläche des Muffenkörpers ist im übrigen mit
der Leitschicht 16 versehen. Diese bildet den elektrischen Ubergang zu dem konzentrischen
Schirm 18, der aus einem Metallgeflechtschlauch besteht und der nach der Montage
des Muffenkörpers 10 durch Streckung in Längsrichtung zum Anliegen an den Muffenkörper
gebracht wird.
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Konzentrisch zum Muffenkörper 10 und zur Abschirmung 18 ist das Gehäuse
20 aus elastischem Silikonkautschuk angeordnet, das mittels der Stützwendel 21 in
einem elastisch aufgeweiteten Zustand gehalten wird. Nach Aufbringen des Muffenkörpers
10 wird das Gehäuse 20 durch
Entfernung der Stützwendel 21 zum Anliegen
an den Muffenkörper und die anschließenden Abschnitte der miteinander verbundenen
Kabelenden gebracht. Das Gehäuse 20 kann dabei mittels eingebetteter Kunststoffvliese,
Geflechte oder mit Hilfe von aus Kunststoff oder Metall bestehenden Fasersträngen
armiert sein. Die Vorzugsrichtung der Armierung wird dabei in Längsrichtung des
Gehäuses verlaufen.
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In den Figuren 2 und 3 ist ein Muffenkörper 25 dargestellt, der mittels
eines rohrartigen Stützelementes in einer elastisch aufgeweiteten Stellung gehalten
wird.
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Der rohrartige Stützkörper besteht dabei aus den beiden Halbschalen
26 und 27. Zum Zwecke der Montage wird der Muffenkörper 25 mittels einer geeigneten
Spannvorrichtung 28 vom Rohrkörper 26/27 heruntergeschoben. Anschließend können
die beiden Halbschalen des Rohrkörpers entfernt werden.
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Bei der in Fig. 4 dargestellten Anordnung wird das Gehäuse 30 aus
elastischem Silikonkautschuk mittels einer außen aufgebrachten Wendel 31 aus einem
Metallband in der elastisch aufgeweiteten Stellung gehalten. Das Metallband 31 ist
dabei mit dem Gehäuse 30 verklebt. Dabei ist die beim Abwickeln des Metallbandes
31 entstehende mechanische Schälbeanspruchung größer als die durch die Verklebung
erreichte mechanische Zugbeanspruchung, so daß sich Gehäuse 30 und Wendel 31 voneinander
lösen lassen.
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Eine Verbindungsmuffe zur Verbindung zweier 10-kV-Kabel mit Polyäthylenisolierung
und einem Leiterquerschnitt von 150 mm2 bei mehrdrähtigem, rundem Leiteraufbau würde
demnach aus folgenden Einzelteilen bestehen: Preßhülse Muffenkörper mit eingegossener
Schirmelektrode und stirnseitig angeordneten Deflektoren, Abschirmung aus
Kupfergeflecht
und Korrosionsschutz bzw. Gehäuse aus armiertem Silikonkautschuk. Bei einem Aderdurchmesser
von 23 mm über der Isolierung und einem Kabeldurchmesser über dem Mantel von 32
mm würde der Muffenkörper folgende charakteristische Abmessungen aufweisen: Wanddicke
des Isolierkörpers und der Steuerdeflektoren 7 mm, Innendurchmesser des Muffenkörpers
im entspannten Zustand 20 mm, Innendurchmesser des Muffenkörpers im montagebereiten,
mittels einer Innenwendel oder eines Rohrkörpers gespannten Zustand 37 mm.
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Daraus ergibt sich bei einem Elastizitätsmodul des für den Muffenkörper
verwendeten Silikonkautschuks von E = 0,6 - - z und einer Querkontraktion des SilikonmmL
kautschuks von /u = 0,43 ein Anpreßdruck des Muffenkörpers im entspannten Zustand
auf die Ader von 0,4 bar Uberdruck.
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4 Figuren 8 Ansprüche