DE3542054C2 - Endverschluß für insbesondere kunststoffisolierte Hochspannungskabel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Endverschluß für insbesondere kunststoffisolierte Hochspannungskabel, bestehend aus einem Isolierkörper sowie einem den Isolierkörper umgebenden, ein Isoliermittel enthaltenden Gehäuse, das ein mit dem Gehäuse dicht verbundenes Stützrohr aufweist, durch das das Kabelende in das Innere des Gehäuses eingeführt ist, wobei als Isolierkörper ein zum Kabelende hin konisch zulaufender Steckkörper aus gummielastischem Material dient, der das in das Gehäuse eingeführte Ende des Stützrohres mit einer Dichtlippe umfaßt.

Bekannte Endverschlüsse dieser Art (CH-PS 635 708) enthalten als Isoliermittel-Druckgas eine isolierende Masse oder auch eine Ölfüllung. Endverschlüsse mit Ölfüllung haben sich seit Jahren in der Praxis bewährt, sie bringen aber auch insbesondere in der Anwendung auf mit einem Kunststoff isolierte Hochspannungskabel Probleme mit sich. Das in der Regel in einem Porzellanisolator untergebrachte Öl schafft Dicht- und besondere Verträglichkeitsprobleme mit den Kunststoffen des Kabels. Eine Ölfüllung von ca. 30-50 l macht einen Endverschluß unnötig schwer, zudem ist die Füllung des Endverschlußgehäuses mit Öl recht aufwendig, da das Öl im allgemeinen entgast und erwärmt werden muß, bevor es unter Vakuum in den Endverschluß gesaugt werden kann. Tiefe Außentemperaturen erschweren insbesondere bei Freiluftendverschlüssen den Füllvorgang, weil das Öl beim Einströmen in den Endverschluß stark abgekühlt wird.

Treten Undichtigkeiten im Endverschluß auf, wird atmosphärische Luft, die im allgemeinen feucht ist, in den Endverschluß hineingesaugt, so daß das noch im Endverschluß befindliche Öl feucht wird und dadurch Fehler entstehen können. Austretendes Öl, bedingt durch Undichtigkeiten oder Fehler, kann zu Umweltschädigungen führen und ist zudem feuergefährlich.

Bekannt ist auch ein Garniturengehäuse mit abgedichteter Kabeleinführung (DE-GM 79 25 711), bei dem zur Abdichtung innerhalb des Gehäuses an der abgesetzten Stelle des eingeführten Kabels ein elastischer Dichtungskörper übergeschoben und auf dem ausschließlich den Kabelmantel umfassenden Stützrohrende durch eine Schelle gehalten wird. Da während des Betriebes Wärmewechselspiele nicht auszuschließen sind und zudem der bekannte Dichtungskörper gleichzeitig Bereiche unterschiedlicher Wärmeausdehungskoeffizienten überdeckt, ist eine dauerhafte Abdichtung in dem abgesetzten Bereich des Kabelendes, insbesondere wenn man zu Gasfüllungen des Gehäuses übergeht, kaum zu erwarten.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Abdichtung gegenüber dem in das Gehäuse des Endverschlusses eingeführten Hochspannungskabel soweit zu verbessern, daß nicht nur die Betriebssicherheit von mit Öl gefüllten Endverschlüssen erhöht wird, sondern vor allem auch der Endverschluß soweit ertüchtigt wird, daß er statt mit Öl mit einer Gasfüllung betrieben werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung bei einem eingangs beschriebenen Endabschluß dadurch, daß vom Kabelende her über den konischen Bereich des Steckkörpers ein Formteil aus einem Isolierwerkstoff übergeschoben ist, das mit seinem einen Ende im konischen Bereich endet und mit seinem anderen Ende die Dichtlippe in Achsrichtung überragt, wobei das Formteil am die Dichtlippe überragenden Ende mit dem Stützrohr verspannt ist. Diese Maßnahme erlaubt es nunmehr, das Gehäuse des Endverschlusses statt mit einer Ölfüllung mit einer Gasfüllung zu versehen, da die Gasdichtigkeit während der gesamten Lebensdauer des Endverschlusses gewährleistet ist. Die Gasfüllung führt zu einer insgesamt erheblichen Gewichtsersparnis, die Probleme bei der Montage entfallen, Umweltprobleme sind von vornherein ausgeschlossen.

Der erfindungsgemäße Endverschluß kann wegen der nunmehr auch sicheren Gasdichtigkeit darüber hinaus in die üb­ lichen gasisolierten Schaltanlagen integriert werden, eine einheitliche Isolierung und Wartung ist damit sichergestellt.

Zweckmäßig wird in Durchführung der Erfindung das über die Dichtlippe geschobene Formteil aus einem Isolierwerkstoff bestehen, in den Schraubbacken eingelassen oder einge­ gossen sind, bzw. in das Gewindebuchsen ein- oder in deren Bohrungen Gewinde zum Einschrauben von Bolzen angebracht sind für den Fall, daß in Weiterführung der Erfindung das Formteil mit dem Stützrohrende mittels eines am Stützrohr­ ende angreifenden Druckring über eine Schraubverbindung verspannt wird. Zur Abstützung des Druckringes am Stütz­ rohr hat sich in Durchführung des Erfindungsgedankens ein am Stützrohrende befindlicher Kragen als vorteilhaft erwiesen.

Zweckmäßig ist es ferner, wenn nach einem weiteren Erfin­ dungsgedanken die Dichtlippe auf ihrer dem Stützrohr zuge­ kehrten Fläche mit zusätzlichen Noppen versehen ist. Hierdurch wird die Sicherheit der Abdichtung weiter er­ höht.

Vorteilhaft ist es auch, wenn das Formteil Bohrungen auf­ weist, die quer zur Achsrichtung verlaufen. Hierdurch ist sichergestellt, daß das Isoliermittel, und insbesondere auch das Isoliergas, den Spaltbereich zwischen Isolier­ körper und Formteil hochspannungsfest ausfüllt. Glimment­ ladungen in diesem Spaltbereich sind vermieden.

Um die Vorteile des nach der Erfindung aufgebauten End­ abschlusses voll nutzen zu können, wird man als Isolier­ mittel ein durchschlagfestes Gas verwenden, hierfür hat sich seit Jahren SF₆ (Schwefelhexafluorid) bestens bewährt.

Wird aber das im Schaltanlagenbau ohnehin übliche Isolier­ gas verwendet, dann ergibt sich für den nach der Erfindung ausgebildeten Endenabschluß noch ein besonderer, insbe­ sondere auch wirtschaftlicher, Vorteil. Das mit dem Isolier­ körper sowie dem Stützrohr versehene Kabel kann nämlich in die Schaltanlage integriert, d. h. in das das Isolier­ gas enthaltene Gehäuse der Schaltanlage eingeführt werden. Das sonst übliche Gehäuse des Endverschlusses, etwa in Form eines Porzellanisolators, kann damit entfallen.

Die Erfindung sei an Hand der in den Fig. 1 und 2 darge­ stellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist in den das Gehäuse 1 des Endverschlusses bildenden Porzellanisolator das Ende des Hochspannungskabels 2 eingeführt. Der Leiter 3 des Kabels 2 endet im durch den Deckel 4 des Gehäuses 1 hindurchge­ führten Anschlußbolzen 5. Die Abdichtung von Deckel 4, Leiter 3 und Anschlußbolzen 5 gegenüber dem Gehäuse 1 erfolgt in bekannter Weise über geeignete Dicht­ elemente.

Abdichtprobleme ergeben sich im Einführungsbereich des Kabels 2 gegenüber der Kabelisolierung und dem Stützrohr 7. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist der Isolierkörper 8, z. B. als bekannter Steckkonus aus gummielastischem Material, mit Vorspannung auf die Isolierung des Kabels 2 aufgeschoben. Durch den festen Sitz des Steckkörpers auf der Isolierung des Kabels 2 ist im Spaltbereich Gasdichtigkeit gewährleistet. Der Iso­ lierkörper 8 weist zudem die umlaufende Dichtlippe 9 auf, die am unteren Ende abgerundet ist. Ggf. sind auf der dem Stützrohr 7 zugekehrten Innenfläche der Dichtlippe 9 Noppen oder Wülste vorgesehen.

Von außen greift über den konisch geformten Isolier­ körper 8 das isolierende Formteil 10 hinüber, mittels der in das Formteil 10 hineingreifenden Schraubbolzen 11 wird das Formteil 10 mit dem Druckring 12 verschraubt. Da sich hierbei der Druckring 12 an dem Kragen 13 des Stützrohres 7 abstützt, wird das Formteil 10 in Kabel­ längsrichtung bewegt und dabei gegen den Konus des Isolierkörpers 8 gepreßt. Das hat einmal zur Folge, daß der Isolierkörper 8 zusätzlich gegen die Isolierung des Kabels 2 gepreßt und zum anderen seine Dichtlippe 9 zwischen Stütz­ rohrende und Formteil 10 gestaucht, d. h. dichtend gegen die zugekehrten Flächen der genannten Teile gepreßt wird. Außerdem wird die abgerundete Dichtlippe 9 gegen den Kragen 13 gedrückt hier wird der Effekt einer O-Ring Abdichtung bewirkt. Damit ist eine sichere gasdichte Ab­ dichtung in diesem Bereich gewährleistet, darüber hinaus aber auch sichergestellt, daß die Anordnung Kabel, Stütz­ rohrenden und Isolierkörper eine mechanisch feste Einheit bildet.

Die Bohrungen 14 im Formteil 10 ermöglichen den Zutritt des den Raum des Gehäuses 1 ausfüllenden Isoliermittels 6, etwa des Isoliergases, in mögliche Spalte zwischen den gegeneinander wirkenden Bauteilen des Endverschlusses.

Das Stützrohr 7 ist mit der das Gehäuse 1 abschließenden Grundplatte 15 verlötet, so daß auch an dieser Stelle keine Undichtigkeit zu erwarten ist.

Alle weiteren Dichtstellen werden mit Doppel-O-Ring-Dichtungen 16 ausgerüstet, Mögliche, gasdicht verschließ­ bare Prüfbohrungen 17 erlauben die Überprüfung der Dicht­ stellen, indem an die Prüfbohrung ein Manometer ange­ schlossen wird. Steigt der Druck zwischen den O-Ringen nach einiger Zeit an, ist der den Gasraum abdichtende O-Ring undicht und muß ausgewechselt werden. Wird keine Undichtigkeit festgestellt, kann die Prüfbohrung wieder gasdicht verschlossen werden. Eine Prüfbohrung kann auch an beliebiger anderer Stelle des Endverschlusses ange­ bracht sein.

Der Mantel des Hochspannungskabels 2 ist vor dem Einführen, wie dargestellt, abgesetzt. Die äußere Leitschicht ist zur Steuerung des elektrischen Feldes in Form z. B. einer leitfähigen Bewicklung 18 (Deflektor) bis zur Dicht­ lippe 9 des Isolierkörpers 8 weitergeführt. Ein nicht dargestellter Anschlußstutzen kann zum Einfüllen des Isoliergases dienen, er kann aber auch zur Gasüberwachung verwendet werden oder als ständiger Gasanschluß, sollte der erfindungsgemäß auf­ gebaute Endabschluß in eine SF₆-isolierte Schaltanlage integriert werden.

Ein solches Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 2, wobei dem Aufbau nach der Fig. 1 entsprechende Teile mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Das Einführungsrohr für die SF₆ Schaltanlage ist mit 20 bezeichnet, zur Auf­ nahme des Leiters des elektrischen Hochspannungskabels 2 dient das Anschlußelement 21 der nicht dargestellten Schaltanlage.

Claims (8)

1. Endverschluß für insbesondere kunststoffisolierte Hochspannungskabel, bestehend aus einem Isolierkörper sowie einem den Isolierkörper umgebenden, ein Isoliermittel enthaltenden Gehäuse, das ein mit dem Gehäuse dicht verbundenes Stützrohr aufweist, durch das das Kabelende in das Innere des Gehäuses eingeführt ist, wobei als Isolierkörper ein zum Kabelende hin konisch zulaufender Steckkörper aus gummielastischem Material dient, der das in das Gehäuse eingeführte Ende des Stützrohres mit einer Dichtlippe umfaßt, gekennzeichnet durch ein vom Kabelende her über den konischen Bereich des Steckkörpers (8) geschobenes Formteil (10) aus einem Isolierwerkstoff, das mit seinem einen Ende im konischen Bereich endet und mit seinem anderen Ende die Dichtlippe (9) in Achsrichtung überragt, wobei das Formteil (10) am die Dichtlippe (9) überragenden Ende mit dem Stützrohr (7) verspannt ist.

2. Endverschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verspannung zwischen Formteil (10) und Stützrohrende durch einen am Stützrohrende angreifenden Druckring (12) erfolgt, der mit dem Formteil (10) verspannt ist.

3. Endverschluß nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Stützrohrende einen umlaufenden Kragen (13) aufweist, auf dem sich der Druckring (12) im verspannten Zustand abstützt.

4. Endverschluß nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Formteil (10) Bohrungen (14) zum Einführen des Isoliermittels in den Spaltbereich zwischen Steckkörper (8) und Formteil (10) enthält.

5. Endverschluß nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtlippe (9) auf ihrer dem Stützrohr (7) zugekehrten Fläche mit zusätzlichen Noppen versehen ist.

6. Endverschluß nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als Isoliermittel ein Isoliergas verwendet wird.

7. Endverschluß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Isoliergas SF₆ verwendet ist.

8. Endverschluß nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das ein Isoliermittel enthaltende Gehäuse das Ende einer SF₆-isolierten Schaltanlage ist, in die das mit dem Isolierkörper und dem Stützrohr versehene Kabel eingeführt ist.