DE3650112T2 - Kabelverbindung. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Kabelverbindungsanordnung, die ein elektrisches Kabel und einen Verbinder aufweist, und ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem elektrischen Kabel und einer elektrischen Vorrichtung und insbesondere die Herstellung einer Verbindung mit einem Kabel derart, daß das Kabel bequem mit einer Durchführung einer elektrischen Vorrichtung, wie etwa eines Transformators oder einer Schaltanlage verbindbar und davon trennbar ist. Die Verbindungen werden gewöhnlich bei hoher Spannung, d.h. bei über 1 kV, hergestellt, und die Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich in den Spannungsbereichen von 12, 17,5 und 24 kV für Nennstromstarken von 200, 400 und 630 A verwendbar. Die Erfindung ist jedoch auch bei niedrigen Spannungs- und Strombereichen anwendbar.
• Verbindungen der vorstehend genannten Art werden typischerweise unter Verwendung von manchmal als Krümmer oder Adapter bezeichneten Verbindern, die L-förmig oder In-Line sein können, hergestellt. Solche Verbinder sind derart angeordnet, daß der eine Schenkel mit dem Kabel verbunden ist und ein weiterer Schenkel einen Durchgang, gewöhnlich mit einer sich nach innen verjüngenden kegelstumpfförmigen Konfiguration, hat, um die Durchführung der Vorrichtung aufzunehmen.
• Ein solcher Verbinder ist in der GB-A-2 116 381 beschrieben, wobei ein L-förmiger elektrisch isolierender polymerer Körper ein Metallanschlußelement hat, das in den einen Schenkel davon eingeformt ist. Das Anschlußelement ragt an einem Ende von dem Körper vor, um eine Lasche zur Verbindung eines Kabels damit zu bilden. Das Kabel ist zum Abschließen abisoliert, hat eine Lasche, die an ihrem Leiter angebracht ist, und die Kabel- und Verbinderlaschen sind miteinander verschraubt. Diese Verbindung wird dann mit einem wärmerückstellbaren Rohr isoliert, das darüber aufgeschrumpft wird. An seinem anderen Ende ist das Anschlußelement an dem inneren Ende eines Durchgangs angeordnet, der beispielsweise an der Durchführung eines Transformators anbringbar ist. Das Volumen des Raumes, der zum Anbringen eines Kabels an der Vorrichtung unter Verwendung dieses Verbinders verfügbar ist, muß derart sein, daß außer der Länge des abisolierten Kabelendes auch die Länge des Verbinderanschlußelement aufgenommen wird.
• Ein weiterer derartiger Verbinder ist in der EP-A-0 139 483 beschrieben. Eine Ausführungsform dieses Verbinders ist L- förmig und hat eine wärmeschrumpfbare Einführung, die ein abisoliertes Kabelende darin aufnimmt. Nach Einführen des Kabels in den isolierenden Verbinder wird die schrumpfbare Einführung auf das Kabel rückgestellt, um das abisolierte Kabelende mit der erforderlichen elektrischen Isolierung zu versehen. Eine elektrische Verbindung wird durch Einschrauben eines Stifts durch eine Gewindeöffnung in ein Metallgehäuse hergestellt, das in dem Verbinder angebracht und in dem der Kabelleiter angeordnet ist. Der Zugang des Stifts zu dem Gehäuse erfolgt durch einen weiteren Durchgang in dem anderen Schenkel des Gehäuses, der anschließend an einer Transformatordurchführung angebracht wird. Dieser Verbinder hat gegenüber dem zuerst beschriebenen Verbinder den Vorteil, daß das Einführen des Kabels bis in den Verbinder in einer kompakteren Anordnung resultiert. Das Herstellungsverfahren ist jedoch insofern etwas kompliziert, als ein wärmeschrumpfbarer Schlauch in das Material, das den Hauptkörper des Verbinders bildet, eingeformt oder anderweitig daran befestigt werden muß.
• Bei jeder der vorstehend beschriebenen Konfigurationen ist ein Zugang zu dem Kabelende anschließend an seine Anbringung an dem Verbinder nur dadurch möglich, daß man die wärmeschrumpfbare Abdeckung darüber zerstört.
• Eine weitere Anordnung zum Verbinden eines Kabels mit einer elektrischen Vorrichtung umfaßt die Verwendung einer wärmerückstellbaren Abdichtmuffe. Das Kabel wird abisoliert, mit Isoliermaterial abgeschlossen und mit einer auf den Leiter gecrimpten metallischen Verbindungslasche versehen. Die Muffe wird über das Kabelende geschoben, und die Lasche wird auf die elektrische Vorrichtung geschraubt. Die Muffe wird dann mit loser Passung über der Schraubverbindung positioniert und erwärmt, um ihre Rückstellung zu bewirken, um die Verbindung zwischen dem Kabel und der Vorrichtung abzudichten. Ein erneuter Zugang zu der Schraubverbindung erfolgt durch Abschneiden der Muffe und anschließendes Anbringen einer neuen Muffe.
• Die vorstehend angesprochenen Schwierigkeiten der Abnehmbarkeit und erneuten Zugänglichkeit bestehen nicht bei Verbindern, die als Aufschiebeverbinder bekannt sind, bei denen der Verbinder aus im allgemeinen weicherem Material besteht und das abisolierte Ende eines Kabels in eine Einführung davon geschoben wird, wobei diese gezwungen wird, sich geringfügig aufzuweiten, um das Kabel aufzunehmen und darum herum eine Abdichtung gegenüber der Umgebung zu bilden. Die US-PS 3 883 208 zeigt einen solchen typischen Verbinder. Die in diesem Patent beschriebene Anordnung ist zwar kompakt, sie ist jedoch nur für Kabel niedrigerer Spannung (im allgemeinen unter ca. 7 kV) und nur für Kabel mit Kunststoffisolierung (im Gegensatz zu Papier/Blei) geeignet. Somit sind keine Vorkehrungen zum Steuern elektrischer Beanspruchung am Ende der abisolierten Kabelabschirmung getroffen. Außerdem ist es im allgemeinen nicht praktikabel, eine Stecksitzverbindung auf einem papierisolierten Bleimantelkabel zu bilden, da die Papierumwicklungen dazu tendieren, sich abzuwickeln.
• Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine vielseitige, abnehmbare Anordnung zum Verbinden eines elektrischen Kabels mit einer anderen elektrischen Vorrichtung bereitzustellen, die die vorstehend genannten Probleme überwindet oder wenigstens verringert.
• Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Kabelverbindungsanordnung bereitgestellt, die ein elektrisches Kabel und einen elektrisch isolierenden Verbinder zum Verbinden des Kabels mit einer elektrischen Vorrichtung aufweist,
• wobei ein äußerer Isoliermantel des Kabels entfernt worden ist, um eine elektrische Abschirmung des Kabels freizulegen, die Abschirmung entfernt worden ist, um eine Hauptisolierung des Kabels freizulegen, und die Hauptisolierung entfernt worden ist, um einen Leiter des Kabels freizulegen,
• wobei das Kabel mit einem elektrischen Beanspruchungssteuerungsmaterial, das sich über das freiliegende Ende der Abschirmung und entlang von zumindest einem Teil der freigelegten Hauptisolierung erstreckt, und mit elektrischem Isoliermaterial abgeschlossen ist, das sich in enger Anpassung über die Kabelabschirmung und über das Beanspruchungssteuerungsmaterial erstreckt;
• und wobei der Verbinder folgendes aufweist: einen Isolierkörper mit einem ersten Durchgang, der angeordnet ist, um das abgeschlossene Kabel mit Stecksitz darin aufzunehmen, und einen zweiten Durchgang zum Eingriff mit der elektrischen Vorrichtung; und eine elektrisch leitfähige Einrichtung, die in dem Isolierkörper angeordnet ist, um eine elektrisch leitfähige Bahn zwischen dem Leiter des Kabels und der elektrischen Vorrichtung zu bilden, wenn im Gebrauch das Kabel in dem ersten Durchgang aufgenommen ist und die elektrische Vorrichtung in dem zweiten Durchgang des Isolierkörpers des Verbinders damit Eingriff steht.
• Bei der Anordnung der Erfindung ist also vorgesehen, daß das Kabel vollständig abgeschlossen und anschließend in den Verbinder eingeführt und elektrisch und mechanisch damit verbunden wird. Die Verbindung des Kabelleiters mit der leitfähigen Einrichtung des Verbinders kann zweckdienlich durch den zweiten Durchgang des Verbinders hindurch hergestellt werden, so daß ein Trennen des Kabels von dem Verbinder leicht und bequem erreicht werden kann, nachdem der Verbinder von der Vorrichtung entfernt worden ist.
• Die Erfindung stellt also die kompakte Länge bereit, die mit einer Aufschiebekonfiguration einhergeht, wobei sich das Ende des Kabels bis in den Körper des Verbinders erstreckt, und gestattet gleichzeitig die Verwendung eines einfachen Formvorgang eines einheitlichen Materials für den Verbinderkörper. Das Kabel selbst kann auf übliche Weise mit einer minimalen Anzahl von Komponenten abgeschlossen werden.
• Vorteilhafterweise erstreckt sich der erste Durchgang auf eine im allgemeinen rohrförmige Weise von dem Hauptkörper des Verbinders weg. Eine solche rohrförmige Erstreckung kann eine relativ dünne Wand haben und ist somit ausreichend flexibel, um sich zu dehnen, um eine große Vielfalt von Kabelgrößen aufzunehmen. Ein Dehnungsverhältnis von bis zu ca. 1,3:1 kann für den mit dem Kabel in Eingriff gelangenden Bereich des Verbinders erhalten werden. Je größer die Länge der Zwischenfläche zwischen dem Kabel und dem Verbinder, desto geringer ist außerdem die Gefahr des Auftretens eines elektrischen Durchschlags in diesem Bereich, da die elektrische Beanspruchung verringert ist. Wie nachstehend erläutert wird, ist jedoch der abgesetzte Bereich der Kabelabschirmung vorteilhafterweise von dem Isolierkörper des Verbinders beabstandet.
• Ein weiterer Vorteil des Abschließens des Kabels und insbesondere des Ausrüstens desselben mit einer Isolierschicht besteht darin, daß der Verbinder selbst nicht die gesamte erforderliche Isolierung oder Beanspruchungssteuerung an dem Kabelende bereitstellen muß. Infolgedessen kann die Wandstärke des Verbinders insbesondere in dem Bereich des ersten Durchgangs dünner sein als dies der Fall wäre, wenn der Verbinder die gesamte erforderliche Isolierung des Kabels bereitstellen müßte, und dies gestattet wiederum eine größere Vielseitigkeit bei der Aufnahme von Kabeln verschiedener Größe. Bei dem vorstehend genannten Dehnungsverhältnis kann beispielsweise ein einziger Verbinder an einem abgeschlossenen Kabel, das für 24 kV ausgelegt ist und eine Leiterquerschnittsfläche von 95 mm² bis 185 mm² hat, angebracht werden.
• Eine herkömmliche Konfiguration eines Stecksitzverbinders hätte ein Dehnungsverhältnis von nicht mehr als ca. 1,1:1, was einen anderen Verbinder für jede der vier Standardkabelgrößen erfordert, die von dem vorstehenden Bereich umfaßt sind.
• Das Beanspruchungssteuerungsmaterial und/oder das Isoliermaterial, das verwendet wird, um das Kabel abzuschließen, kann die Form eines rohrförmigen Elements haben. Das heißt, das eine oder das andere Element oder jedes davon kann ein rohrförmiges Element sein, oder die zwei Schichten können coextrudiert sein. Alternativ kann das Beanspruchungssteuerungsmaterial eine Beschichtung sein, die unmittelbar auf das Kabel oder auf die Innenfläche des Isoliermaterials aufgebracht sein kann, wenn es rohrförmig ist. Bei Verwendung einer rohrförmigen Konfiguration kann diese zweckdienlich rückstellbar, beispielsweise wärmerückstellbar sein.
• Ein rückstellbarer Gegenstand ist ein Gegenstand, dessen dimensionsmäßige Konfiguration dazu veranlaßt werden kann, sich merklich zu ändern, wenn er einer geeigneten Behandlung unterzogen wird. Der Gegenstand kann wärmerückstellbar sein, so daß die dimensionsmäßige Konfiguration dazu veranlaßt werden kann, sich zu ändern, wenn er einer Wärmebehandlung unterzogen wird. Gewöhnlich stellen sich diese Gegenstände beim Erwärmen in Richtung einer ursprünglichen Gestalt zurück, aus der heraus sie vorher verformt worden sind, aber der hier verwendete Begriff "wärmerückstellbar" schließt auch einen Gegenstand ein, der beim Erwärmen eine neue Konfiguration annimmt, auch wenn er vorher nicht verformt worden ist.
• In ihrer üblichsten Form weisen solche Gegenstände eine wärmeschrumpfbare Hülle auf, die aus einem polymeren Material besteht, das die Eigenschaft eines elastischen oder plastischen Formgedächtnisses zeigt, wie es beispielsweise in den US-PS'en 2 027 962, 3 086 242 und 3 597 372 beschrieben ist. Wie beispielsweise in der US-PS 2 027 962 klar erläutert ist, kann die ursprüngliche dimensionsmäßig wärmestabile Form eine Übergangsform in einem kontinuierlichen Verfahren sein, bei dem beispielsweise ein extrudiertes Rohr im heißen Zustand in eine dimensionsmäßig wärmeinstabile Form aufgeweitet wird, aber bei anderen Anwendungen wird ein vorgeformter dimensionsmäßig wärmestabiler Gegenstand in einer getrennten Stufe zu einer dimensionsmäßig wärmeinstabilen Form verformt.
• Das polymere Material kann in jeder Stufe seiner Herstellung, die die gewünschte dimensionsmäßige Rückstellbarkeit erhöht, vernetzt werden. Eine Möglichkeit, einen wärmerückstellbaren Gegenstand herzustellen, weist folgende Schritte auf: Formen des polymeren Materials zu der gewünschten wärmestabilen Form, anschließendes Vernetzen des polymeren Materials, Erwärmen des Gegenstands auf eine Temperatur über dem kristallinen Schmelzpunkt bzw. bei amorphen Materialien dem Erweichungspunkt des Polymers, Verformen des Gegenstands und Abkühlen des Gegenstands in dem verformten Zustand, so daß der verformte Zustand des Gegenstands erhalten bleibt. Da der verformte Zustand des Gegenstands wärmeinstabil ist, veranlaßt im Gebrauch das Aufbringen von Wärme den Gegenstand, seine ursprüngliche wärmestabile Gestalt anzunehmen.
• Bei anderen Gegenständen, wie sie beispielsweise in der GB-PS 1 440 524 beschrieben sind, wird ein elastomeres Element, wie etwa ein äußeres rohrförmiges Element in einem gedehnten Zustand von einem zweiten Element, wie etwa einem inneren rohrförmigen Element gehalten, das beim Erwärmen geschwächt wird und somit gestattet, daß sich das elastomere Element rückstellt.
• Es versteht sich, daß die elektrische Beanspruchung am Ende der leitenden Abschirmung des Kabels zu elektrischen Durchschlägen führen kann, und das Beanspruchungssteuerungsmaterial der Anordnung der Erfindung ist angeordnet, um die Beanspruchung zu reduzieren. Zu diesem Zweck kann das Material linear ausgebildet sein, d.h. dem Ohmschen Gesetz folgen, und kann eine spezifische Impedanz im Bereich von ca. 10&sup6; Ω cm bis ca. 10¹&sup0; Ω cm, bevorzugt von ca. 5 x 10&sup7; Ω cm bis ca. 5 x 10&sup9; Ω cm haben, und besonders bevorzugt ist sie ca. 2 x 10&sup9; Ω cm. Alternativ kann das Beanspruchungssteuerungsmaterial nichtlinear sein, wobei sein elektrisches Verhalten der nachstehenden Gleichung folgt:
• I = kVγ ,
• wobei I = Stromstärke,
• V = angelegte Wechselspannung,
• k = Konstante und
• γ = Konstante > 1.
• Im vorliegenden Zusammenhang wird ein nichtlineares Material als ein Material mit Beanspruchungssteuerungseigenschaften angesehen, wenn seine Impedanz bei 1 kV (Wechselspannung)/cm zwischen ca. 10&sup7; Ω cm und ca. 10&sup9; Ω cm liegt und bevorzugt ca. 10&sup8; Ω cm beträgt und bei 10 kV (Wechselspannung)/cm zwischen ca. 10&sup4; Ω cm und ca. 10&sup8; Ω cm liegt und bevorzugt ca. 5 x 10&sup6; Ω cm beträgt.
• Das Beanspruchungssteuerungsmaterial kann zweckdienlich der wärmeschrumpfbare polymere Schlauch sein, der von Raychem unter dem Handelsnamen SCTM verkauft wird, und das Isoliermaterial kann zweckdienlich das wärmeschrumpfbare polymere Material sein, das von Raychem unter dem Handelsnamen HVTM verkauft wird.
• Vorteilhafterweise ist das auf das Kabel aufgebrachte Isoliermaterial, wie etwa der HVTM-Schlauch und auch das Material des Verbinders, im wesentlichen kriechstromfest, d.h., es hat eine hohe Festigkeit gegenüber der Bildung von kohlenstoffhaltigen Bahnen über seine Oberfläche, wenn es im Betrieb unter Spannung steht, und zwar auch in Gegenwart von umgebungsmäßigen Verunreinigungen, wie etwa Wasser, Salzen oder anderer Verschmutzung.
• Das isolierende und bevorzugt kriechstromfeste Material, aus dem der Verbinder gebildet ist, ist wenigstens im Bereich des ersten Durchgangs elastisch, um das Kabel im Stecksitz darin aufzunehmen. Es versteht sich, daß die Bereichsaufnahmefähigkeit des Verbindermaterials um so größer sein kann, je elastischer es ist. Das heißt, der Verbinder ist fähig, einen größeren Bereich von Kabelgrößen und -formen abdichtend aufzunehmen - Kabelleiter bzw. -adern können beispielsweise von kreisförmiger oder sektorförmiger Gestalt sein. Ein gewisses Maß an mechanischer Steifigkeit ist jedoch ebenfalls für den Verbinderdurchgang erforderlich. Folglich liegt ein bevorzugter Wert für die Shore-Härte A des Verbindermaterials zwischen ca. 25 und 55 und würde typischerweise ca. 45 betragen. Obwohl nur der Bereich des Verbinders, der den ersten Durchgang definiert, besonders elastisch sein muß, ist es beispielsweise für die Herstellung zweckdienlich, wenn der gesamte isolierende Bereich des Verbinders, einschließlich des Bereichs um den zweiten Durchgang herum, aus dem gleichen Material, beispielsweise Kautschuk, gebildet ist. Es wurde gefunden, daß Siliconmaterialien für diesen Zweck geeignet sind, und zwar die bei Raumtemperatur vulkanisierbaren Siliconmaterialien oder die bei hoher Temperatur vulkanisierbaren Siliconmaterialien, die durch Formpressen geformt und gehärtet werden. Es ist jedoch auch daran gedacht, daß andere Materialien, wie etwa EPDM, geeignet sein können.
• Der Isolierkörper des Verbinders ist bevorzugt als eine einstückige Komponente gebildet, beispielsweise geformt, so daß die Probleme vermieden oder wenigstens minimiert werden, die mit hoher elektrischer Beanspruchung an Zwischenflächen zusammenhängen, deren Abdichtung im Hinblick auf gutes elektrisches Betriebsverhalten sichergestellt sein muß.
• Typischerweise ist der Verbinder der Anordnung gemäß der Erfindung im allgemeinen L-förmig, wobei der erste und der zweite Durchgang im allgemeinen senkrecht zueinander verlaufen, obwohl der Winkel zwischen ihnen so gewählt werden kann, daß er für die spezielle Anwendung geeignet ist. Es kann beispielsweise eine In-Line-Verbindung erforderlich sein. Ferner kann Zugang zu dem Inneren des Verbinders, um die Verbindung zwischen dem Kabelleiter und er elektrisch leitfähigen Einrichtung herzustellen, durch den zweiten Durhgang erfolgen, muß es aber nicht. Der Verbinder kann beispeilsweise einen dritten Durchgang haben, vorteilhafterweise derart, daß die drei Durchgänge eine T-Konfiguration bilden, durch die der Zugang erfolgt, um elektrische Verbindungen herzustellen. Ein solcher dritter Durchgang kann von einem gesonderten isolierenden Steckelement, das einen kapazitiven Prüfpunkt aufweist, abgedichtet sein. Der Abdichtstopfen kann ferner einen Überspannungsableiter zum Schutz des Kabels und/oder der Vorrichtung von einer Überspannung wie etwa einer transienten Überspannung beispielsweise aufgrund eines Blitzschlags aufweisen oder haben.
• Die Anordnung der Erfindung ist bei Kabeln verschiedener Konstruktion, einschließlich kunststoffisolierten Kabeln, Gummikabeln und papierisolierten Bleimantelkabeln anwendbar. Wenn das Isoliermaterial, das auf das Kabel aufgebracht ist, um es abzuschließen, beispielsweise ein polymeres rohrförmiges Element ist, dann ist das Kabel extern effektiv ein kunststoffisoliertes Kabel und ist also solches zum Gebrauch mit einem Aufschiebeverbinder besonders geeignet.
• Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem elektrischen Kabel und einer elektrischen Vorrichtung durch einen elektrischen Verbinder bereitgestellt, wobei ein äußerer Isoliermantel des Kabels entfernt wird, um eine elektrische Abschirmung des Kabels freizulegen, die Abschirmung entfernt wird, um eine Hauptisolierung des Kabels freizulegen, und die Hauptisolierung entfernt wird, um einen Leiter des Kabels freizulegen; wobei das Kabel mit elektrischem Beanspruchungssteuerungsmaterial, das sich über das freigelegte Ende der Kabelabschirmung und entlang von zumindest einem Teil der freigelegten Hauptisolierung erstreckt, und mit elektrischem Isoliermaterial, das sich in enger Anpassung über die Kabelabschirmung und über das Beanspruchungssteuerungsmaterial erstreckt, abgeschlossen wird; wobei der Verbinder folgendes aufweist: einen Isolierkörper mit einem ersten Durchgang, der angeordnet ist, um das Kabel aufzunehmen; einen zweiten Durchgang zum Eingriff mit der elektrischen Vorrichtung; und eine elektrisch leitfähige Einrichtung, die in dem Isolierkörper angeordnet ist, um eine elektrisch leitfähige Bahn zwischen dem Leiter des Kabels und der elektrischen Vorrichtung zu bilden, wenn das Kabel in dem ersten Durchgang aufgenommen ist und die elektrische Vorrichtung in dem zweiten Durchgang des Isolierkörpers des Verbinders mit diesem in Eingriff steht; und wobei das abgeschlossene Kabel mit Stecksitz in den ersten Durchgang des Verbinders eingeführt und der Kabelleiter mit der elektrisch leitfähigen Einrichtung elektrisch verbunden wird.
• Es versteht sich, daß das Verfahren der Erfindung von den vorstehend erläuterten Merkmalen der Anordnung der Erfindung Gebrauch machen kann.
• Die Kabelverbindungsanordnung und das Verfahren der Erfindung werden nachstehend beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben; die Zeichnungen zeigen in:
• Fig. 1 eine Schnittansicht einer Ausführungsform des Verbinders;
• Fig. 2 eine Schnittansicht eines Verbinders, der dem Verbinder von Figur 1 ähnlich ist, wobei ein Kabel darin angebracht ist;
• Fig. 3 eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Anordnung.
• Figur 1 zeigt einen L-förmigen Verbinder 2 für 200 Ampère aus einem elastischen elektrisch isolierenden und kriechstromfesten Siliconmaterial. Der Verbinder 2 ist so geformt, daß er einen zylindrischen ersten Durchgang 4, der sich entlang einem Schenkel 6 erstreckt, und einen kegelstumpfförmigen Durchgang 8 hat, der sich entlang dem anderen Schenkel 10 erstreckt, der im wesentlichen senkrecht zu dem Schenkel 6 verläuft. Ein Metallgehäuse 12 ist an einem Kreuzungspunkt der Durchgänge 4 und 8 in den Verbinder 2 eingeformt. Das Gehäuse 12 ist zu dem Durchgang 4 vollständig offen und ist von einer Gewindeöffnung 14 durchsetzt, die zu dem Durchgang 8 gerichtet ist.
• Der Durchgang 4 ist angeordnet, um ein abgeschlossenes Kabel im abdichtenden Stecksitz in dem Schenkel 6 aufzunehmen, und der Durchgang 8 ist angeordnet, um beispielsweise eine zugehörige kegelstumpfförmige Durchführung eines Transformators aufzunehmen. Der Schenkel 6 kann gewünschtenfals als ein zylindrischer rohrförmiger Bereich 16 verlängert sein, wie in Strichlinien in den Figuren gezeigt ist. Der äußerste Bereich des Schenkels 10 ist bei 18 mit einem Flansch versehen, um die mechanische Verbindung an dem Transformator zu verbessern.
• Figur 2 zeigt den Verbinder 2 von Figur 1, der an einem kunststoffisolierten abgeschirmten 24 kV - Kabel 20 angebracht und elektrisch und mechanisch damit verbunden ist. Der Kabelaußenmantel 22 ist abgesetzt, um die metallischen Schirmleiter 24 freizulegen, die über den Mantel 22 zurückgebogen und zu einem Erdungsdrahtende 26 geformt sind. Die halbleitende Abschirmung 28 des Kabels ist dadurch freigelegt und ist ihrerseits abgesetzt, um die Hauptisolierung 30 freizulegen. Zum Ende des Kabels 20 hin ist die Isolierung 30 abgesetzt, um den massiven Leiterkern 32 freizulegen.
• Das vorbereitete Kabel wird dann abgeschlossen, indem ein halbleitender Beanspruchungssteuerungsschlauch 34 über dem freigelegten Bereich der Kabelabschirmung 28 und entlang der Kabelisolierung 30 aufgebracht wird. Der Schlauch 34 ist ein wärmerückstellbares polymeres Element, das von Raychem als STCM-Schlauch verkauft wird. Der Abschluß wird durch einen isolierenden, kriechstromfesten und wetterbeständigen Schlauch 36 vervollständigt, der den Schlauch 34 vollständig bedeckt und sich an einem Ende über die Schirmleiter 24 und an dem anderen Ende entlang der gesamten freigelegten Länge der Kabelisolierung 30 erstreckt. Der Schlauch 36 ist ein wärmerückstellbares polymeres Element, das von Raychem als HVTM-Schlauch verkauft wird.
• Das abgeschlossene Kabel 20 wird dann im Stecksitz in den Durchgang 4 des Schenkels 6 des Verbinders 2 eingeführt, so daß der Kabelleiter 32 in dem Metallgehäuse 12 angeordnet ist und der Schenkel 6 um den äußeren Isolierschlauch 36 des Kabels herum abdichtet. Wie gezeigt ist, ist der Schlauch 34 nicht ausreichend lang, um sich in den Verbinder 2 zu erstrecken, er kann dies aber tun. Wie ferner aus Figur 2 ersichtlich ist, erstreckt sich das untere Ende des Schenkels 6 nicht weit entlang dem Kabel 20, sondern hat einen beachtlichen Abstand von der Absetzung der Kabelabschirmung 28, der ein Bereich hoher elektrischer Beanspruchung ist. Das Ende des Schenkels 6 des Verbinders 2, das aus relativ dünnem flexiblem Material besteht, wird somit elektrisch nicht stark beansprucht.
• Ein metallischer Verbindungsstift 38, der an einem Ende mit Gewinde versehen ist, wird durch den Durchgang 8 eingeführt und mit der Öffnung 14 des Gehäuses 12 in Eingriff gebracht. Der Stift 38 wird eingeschraubt, um mit dem Kabelleiter 32 in Kontakt zu gelangen und gegen die Innenwand des Gehäuses 12 zu drücken. Der Stift 38 hat in Richtung seines inneren Endes einen hexagonalen Vorsprung zum Ansetzen eines Werkzeugs, um ausreichend Druckkontakt auf den Kabelleiter 32 sicherzustellen. Auf diese Weise wird das Kabel 20 mechanisch und elektrisch in dem Verbinder 2 befestigt.
• Das Anbringen des Verbinders 2 an einer Transformatordurchführung führt dazu, daß der Schenkel 10 um die Durchführung herum abdichtet und durch den Stift 38 ein elektrischer Kontakt mit der Durchführung hergestellt wird.
• Ein Metalleinsatz kann fakultativ in dem Verbinder 2 angrenzend an das Metallgehäuse 12 vorgesehen sein, damit er kapazitiv damit gekoppelt ist. Die Verwendung eines "heißen Stabes" an dem Einsatz kann auf herkömmliche Weise eine Anzeige darüber liefern, ob Spannung an die Durchführung und das Kabel angelegt ist. Gewünschtenfalls kann ein solcher Einsatz oder eine Sicherungsmitter eines Metallsteckers, die an der Außenfläche des Verbinders freiliegt, in dem Isoliermaterial eingekapselt sein.
• Bei der in Figur 3 gezeigten Ausführungsform ist ein Kabel 40 wie das Kabel 20 von Figur 2 abgeschlossen; außerdem ist aber eine mit einer Öffnung versehene Metallasche 42 auf das freiliegende Ende des Kabelleiters bis zu der äußeren Isolierschicht 44 des Kabelabschlusses gecrimpt.
• Der 400 Ampère - Verbinder 46 von Figur 3 ist im allgemeinen T-förmig insofern, als er außer einem Schenkel 48 zur Aufnahme des Kabels 40 auf eine analoge Weise wie der Schenkel 6 von Figur 1 und einem Schenkel 50 zur Aufnahme einer Durchführung auf eine analoge Weise wie der des Schenkels 10 von Figur 1 einen weiteren Schenkel 52 hat, der mit dem Schenkel 50 ausgefluchtet ist. Außerdem wird eine elektrische Verbindung des kabels 40 mit dem Verbinder 46 auf eine Weise hergestellt, die von der in Figur 2 gezeigten verschieden ist.
• Ein Messing-Verbindungsring 54 ist in den elastischen Verbinder 46 koaxial mit den ausgefluchteten Schenkeln 50 und 52 in dem Bereich des Schenkels 48 eingeformt. Der Ring 54 hat eine Gewindeöffnung, die einen Stift 56 darin aufnimmt, der sich an einem Ende als in elektrischer Kontakt in den Durchgang 58 es Schenkels 50 erstreckt und sich an dem anderen Ende als ein Gewindeelement in den Durchgang 60 des Schenkels 52 erstreckt.
• Nachdem das Kabel 40 wie vorstehend beschrieben abgeschlossen worden ist, wird es mit Stecksitz in den Schenkel 48 des Verbinders 40 eingeführt, um die Kabellasche 42 angrenzend an den Ring 54 anzuordnen. Der Stift 56 wird dann in den Ring 54 eingeschraubt, so daß er diesen und die Öffnung der Kabellasche 42 durchsetzt. Eine Mutter 62 wird dann durch den Durchgang 60 des Schenkels 52 in den Verbinder 46 eingeführt und auf dem Gewindeende des Stifts 56 angebracht. Die Mutter 62 wird angezogen, um die Kabellasche 42 sicher an dem Verbinderring 54 festzulegen, so daß das kabel 40 mechanisch und elektrisch sicher mit dem Verbinder 46 verbunden wird. Ein zusammenwirkender Kautschuk-Endstopfen 64 wird in den Schenkel 52 geschoben, um den Durchgang 60 um die elektrische Verbindung herum abzudichten.
• Der Stopfen 64 kann vorteilhafterweise eine innere oder äußere hexagonale Konfiguration an seinem äußeren Ende haben, um sein Einführen in und Herausziehen aus dem Isolierkörper des Verbinders zu erleichtern. Ferner kann der Stopfen mit dem freiliegenden Gewindeende des Stifts 56 in Eingriff gelangen, um seine Festlegung und Abdichtung zu verbessern.
• Ein kapazitiver Spannungsanzeiger kann in dem Stopfen 64 vorgesehen sein.
• Bei einer alternativen Anordnung kann der Verbindungsstift selbst Teil der Durchführung der elektrischen Vorrichtung bilden, an der der Verbinder angebracht ist, so daß das Kabel in dem Verbinder und der Verbinder an der Durchführung durch die einzige Maßnahme des Befestigens einer Mutter auf dem Durchführungsstift befestigt wird, wenn dieser in den Stopfendurchgang des Verbinders ragt.
• Da der Verbinder 46 vollständig aus einem elastischen Material besteht, ist ein metallischer Stützring 66 in die Wand des Schenkels 52 eingeformt, um in diesem Bereich Steifigkeit vorzusehen, wenn der Endstopfen 64 eingeführt wird. Der Verbinder 46 mit dem angebrachten Kabel 40 wird auf die unter Bezugnahme auf Figur 2 beschriebene Art und Weise an einer Durchführung (nicht gezeigt) angebracht.
• Alternative elektrische Verbindungen zwischen dem Kabel und dem Verbinder, wie sie beispielsweise in der vorstehend genannten EP-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungs-Nr. 139 483 beschrieben sind, können verwendet werden.
• Es versteht sich, daß der Zugang, der durch den Durchgang 60 des Schenkels 52 zu den elektrischen Verbindungen in dem Verbinder 46 geschaffen ist, es gestattet, daß das Erden oer Prüfen an dem Kabel und der elektrischen Vorrichtung durchgeführt wird. Außerdem ist daran gedacht, daß mit Hilfe eines geeigneten Adapters ein weiteres kbel durch den Durchgang 60 mit dem Stift 56 verbunden werden kann. Das heißt, zwei oder mehr Verbinder können aufeinander gestapelt und an der Durchführung des Transformators oder einer anderen elektrischen Vorrichtung angebracht werden, um dadurch zwei oder mehr Kabel beispielsweise mit einer einzigen Transformatordurchführung zu verbinden.
• Es versteht sich, daß dann, wenn ein Dreiaderkabel mit jeweiligen Durchführungen eines Transformators oder einer Schaltanlage zu verbinden ist, ein gesonderter Verbinder, wie etwa der Verbinder 2 oder 46 für jede Ader vorgesehen wäre.
• Kabelverbindungsanordnungen gemäß der Erfindung haben die nachstehenden Prüfbedingungen für ein 24 kV - System erfüllt:
• (i) Sie halten 55 kV (Wechselspannung) für 1 min stand,
• (ii) sie haben eine Teilentladung von nicht mehr als 20 pC bei 24 kV und
• (iii) sie halten einem Spitzenimpuls von 125 kV stand.
• Es ist zwar dargestellt, daß die 200 Ampère - Verbinder der Figuren 1 und 2 nur zwei Durchgänge haben, im Gegensatz zu den drei Durchgängen des Verbinders von Figur 3; es ist jedoch daran gedacht, daß die ersteren Verbinder ebenfalls die gleiche algemeine Konfiguration haben können, d.h. T-förmig sein können, wobei sie einen Stopfen haben, der einen dritten Durchgang davon abdichtet. Merkmale der hier offenbarten verschiedenen Verbinder können also auf geeignete Weise miteinander kombiniert werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem elektrischen Kabel (20) und einer elektrischen Vorrichtung durch einen elektrischen Verbinder (2, 46),

- wobei ein äußerer Isoliermantel (22) des Kabels entfernt wird, um eine elektrische Abschirmung (28) des Kabels frezulegen, die Abschirmung entfernt wird, um eine Hauptisolierung (30) des Kabels freizulegen, und die Hauptisolierung entfernt wird, um einen Leiter (32) des Kabels freizulegen;

- wobei das Kabel mit elektrischem Beanspruchungssteuerungsmaterial (34), das sich über das freigelegte Ende der Kabelabschirmung und entlang von zumindest einem Teil der freigelegten Hauptisolierung erstreckt, und mit elektrischem Isoliermaterial (36, 44), das sich in enger Anpassung über die Kabelabschirmung und über das Beanspruchungssteuerungsmaterial (34) erstreckt, abgeschlossen wird;

- wobei der Verbinder (2, 46) folgendes aufweist:

einen Isolierkörper mit einem ersten Durchgang (6; 48), der angeordnet ist, um das Kabel aufzunehmen;

einen zweiten Durchgang (8; 58) zum Eingriff mit der elektrischen Vorrichtung; und

eine elektrisch leitfähige Einrichtung (12, 38; 54, 56, 62), die in dem Isolierkörper angeordnet ist, um eine elektrisch leitfähige Bahn zwischen dem Leiter des Kabels und der elektrischen Vorrichtung zu bilden, wenn das Kabel in dem ersten Durchgang (6; 48) aufgenommen ist und die elektrische Vorrichtung in dem zweiten Durchgang des Isolierkörpers des Verbinders mit diesem in Eingriff steht; und

- wobei das abgeschlossene Kabel mit Stecksitz in den ersten Durchgang (6; 48) des Verbinders (2; 46) eingeführt und der Kabelverbinder mit der elektrisch leitfähigen Einrichtung elektrisch verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Beanspruchungssteuerungsmaterial und/oder das Isoliermaterial des Kabelabschlusses in Form eines rohrförmigen Elements aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das oder jedes rohrförmige Element rückstellbar ist, bevorzugt durch Wärme.

4. Kabelverbindungsanordnung, die

(a) ein elektrisches Kabel (20; 40) und

(b) einen elektrisch isolierenden Verbinder (2; 46) zum Verbinden des Kabels mit einer elektrischen Vorrichtung aufweist,

wobei

(i) ein äußerer Isoliermantel (22) des Kabels entfernt worden ist, um eine elektrische Abschirmung (28) des kabels freizulegen, die Abschirmung entfernt worden ist, um eine Hauptisolierung (30) des Kabels freizulegen, und die Hauptisolierung entfernt worden ist, um einen Leiter (32) des Kabels freizulegen, und

(ii) das Kabel mit einem elektrischen Beanspruchungssteuerungsmaterial (34), das sich über das freigelegte Ende der Abschirmung und entlang von zumindest einem Teil der freigelegten Hauptisolierung erstreckt, teilweise abgechlossen ist; und

- wobei der Verbinder (2, 46) folgendes aufweist:

einen Isolierkörper mit einem ersten Durchgang (6; 48), der angeordnet ist, um das Kabel aufzunehmen;

einen zeiten Durchgang (8; 58) zum Eingriff mit der elektrischen Vorrichtung; und

eine elektrisch leitfähige Einrichtung (12, 38; 54, 56, 62), die in dem Isolierkörper angeordnet ist, um eine elektrisch leitfähige Bahn zwischen dem Leiter des Kabels und der elektrischen Vorrichtung zu bilden, wenn im Gebrauch das Kabel in dem ersten Durchgang (6; 48) aufgenommen ist und die elektrische Vorrichtung in dem zweiten Durchgang des Isolierkörpers des Verbinders mit diesem in Eingriff steht, dadurch gekennzeichnet,

daß der Abschluß des Kabels (20; 40) mit elektrischem Isoliermaterial (36; 44), das sich in enger Anpassung über die Kabelabschirmung und über das Beanspruchungssteuerungsmaterial erstreckt, fertiggestellt ist;

und daß das abgeschlossene Kabel (20; 40) und der erste Durchgang (6; 48) des Verbinders (2; 46) so angeordnet sind, daß das vollständig abgeschlossene Kabel in dem ersten Durchgang des Verbinders mit Stecksitz aufnehmbar ist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, wobei das Beanspruchungssteuerungsmaterial und/oder das Isoliermaterial die Form eines rohrförmigen Elements hat.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei der Isolierkörper des Verbinders als integraler Körper gebildet ist.

7. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die elektrisch leitfähige Einrichtung ein Gehäuse (12) aufweist, um den Kabelleiter und einen Kontaktstift (38) aufzunehmen, der mit einem Gewinde mit dem Gehäuse verbunden ist, um den Kabelleiter darin zu befestigen, wobei der Kontaktstift durch den zweiten Durchgang in das Gehäuse einsetzbar ist.

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei eine Verbindungslasche (42) an dem Kabelleiter angebracht ist und wobei die elektrisch leitende Einrichtung eine Platte (54) aufweist, an der die Lasche befestigt ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei das abgeschlossene Kabel (20; 40) in dem ersten Durchgang (6; 48) des Verbinders (2; 46) mit Stecksitz aufgenommen ist.