DE3731683C2 - Aufschiebemuffe für Höchstspannungskabel - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Aufschiebemuffe für Höchst­ spannungskabel gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE-PS 30 42 595 ist eine Aufschiebemuffe für Mittel­ spannungskabel bekannt. Diese Muffe weist einen jeweils ein Ka­ belende umschließenden inneren Muffenkörper auf, in dem im Be­ reich jeden Kabelendes eine Seitenelektrode integriert und auf den ein äußerer Muffenkörper mit einer integrierten Mittelelek­ trode aufgeschoben ist. Der äußere Muffenkörper ist mit einer äußeren Leitschicht versehen, die bis in den Bereich der Sei­ tenelektroden des inneren Muffenkörpers reicht. Die Seitenelek­ troden weisen ein unsymmetrisches Borda-Randprofil auf, und die äußere Ummantelung und die Seitenelektroden sind berührungsfrei voneinander getrennt und durch eine Bewicklung galvanisch ver­ bunden. Die Muffe ist als Verbindungsmuffe für kunststoffiso­ lierte Mittelspannungskabel vorgesehen.

Aus der DE-OS 34 20 500 ist ein Endverschluß für VPE-isolierte Höchstspannungskabel für den Einsatz bei Kabeln für 220 kV und höher bekannt geworden, der eine Isolierkeule mit integriertem Feldsteuertrichter, beide aus elastomerem Silikonkautschuk be­ stehend, aufweist, und bei dem die Isolierkeule samt dem Feld­ steuertrichter aus einem hohlzylindrischem Innenteil und einem ebensolchen Außenteil besteht und das Außenteil auf das sich nach oben leicht verjüngende Innenteil hohlstellenfrei und pressend aufgeschoben ist.

Desweiteren ist aus der DE-PS 27 26 402 eine Verbindungsmuffe für einadrige geschirmte Starkstromkabel mit extrudierter Kunststoffisolierung und äußerer Leitschicht bekannt geworden, die unter Verwendung eines vorgefertigten elastomeren Muffen- (Isolier-)körpers hochspannungsfest und berührungssicher aus­ gebildet ist. Auf der Innenseite der zylindrisch ausgebildeten Enden des Muffenkörpers sind Feldsteuerelektroden aus elastome­ rem Material eingebettet, die auf der abgesetzten Leitschicht der jeweiligen Kabelader sowie auf dem Kabelschirm aufliegen. Der Muffenkörper weist eine bis an seine Enden reichende äußere Leitschicht auf, die von einem metallischen Schirm umgeben ist, der mit dem Kabelschirm mechanisch und damit elastisch verbunden ist. Der Muffenkörper ist einteilig.

Diese Aufschiebemuffen würden in der Verwendung zur Verbindung von Höchstspannungskabeln zu sehr großen Bauformen führen. So müssen bei der eingangs genannten Aufschiebemuffe für kunst­ stoffisolierte Mittelspannungskabel (DE-PS 30 42 595 C2) die an den äußeren Enden des inneren Muffenkörpers angeordneten Sei­ tenelektroden am äußeren Rand ihres inneren Endes mit großem Radius abgerundet sein, um das Auftreten zu hoher Feldstärken zu vermeiden. Zudem müssen die Seitenelektroden für die Feldsteue­ rung an der Grenzfläche Kabelisolierung / Muffe und die Feld­ aufweitung eine entsprechende Länge aufweisen, was zu einer Er­ höhung der Schichtdicke der Seitenelektroden und damit des in­ neren Muffenkörpers führt.

Aus der DE-OS 29 51 001 ist weiterhin eine Verbindungsmuffe, insbesondere für geschirmte Starkstromkabel bekannt, die im wesentlichen aus einem inneren, geteilten Muffenkörper (Kupplungshülsen) aus isolierendem Elastomer mit an dessen ka­ belseitigen Enden angeordneten Abschnitten aus leitfähigem Ela­ stomer gleichen Außen- und Innendurchmessers und einem äußeren Muffen-(Isolier-)körper mit einer äußeren Leitschicht besteht, der ebenfalls zwei Endbereiche aus elektrisch leitfähigem Poly­ mer aufweist, die auf den leitfähigen Abschnitten des inneren Muffenkörpers angeordnet sind. Der isolierende mittlere Teil des äußeren Muffenkörpers weist auf einer Seite an seinem Umfang eine hülsenförmige Manschette auf, die den angrenzenden leitfä­ higen Endbereich überlappend umschließt und die elektrische Verbindung zwischen der äußeren Leitschicht und diesem Endbe­ reich unterbricht. Damit ist eine Abschirmungsunterbrechung ge­ geben, durch die eine Erhöhung der Stromführungskapazität der mit der Verbindungsmuffe verbundenen Kabel erreicht werden soll. Diese Muffe ist für Höchstspannungskabel geeignet, weist jedoch aufwendige und teure Elektroden auf, die eine kompakte Bauform zwar ermöglichen, aber sehr teuer werden lassen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine aus der Mit­ telspannungstechnik bekannte Aufschiebemuffe so zu gestalten, daß die wegen der höheren Spannungsebene für Höchstspannungska­ bel erforderliche Vergrößerung der Muffenelemente durch geeig­ nete Maßnahmen in Grenzen gehalten wird. Die Muffe soll eine Schirmtrennstelle aufweisen.

Die Aufgabe wird bei einer Aufschiebemuffe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnendes Merkmal gelöst.

Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß durch die Ver­ jüngung des äußeren Muffenkörpers eine Verringerung des Radius der Abrundung des äußeren Randes des zum Muffeninneren gerich­ teten Endes der Seitenelektroden ermöglicht wird. Damit verbun­ den ist eine Verringerung der Schichtdicke der Seitenelektroden ermöglicht, und die Schichtdicke des inneren Muffenkörpers kann bis auf die Schichtdicke der Seitenelektroden reduziert werden, was durch das im Anspruch 2 enthaltene Merkmal realisiert ist. Seitenelektroden im äußeren Muffenkörper sind nicht erforder­ lich.

Die Maßnahme nach Anspruch 3 dient der Reduzierung der Feld­ stärke an der Grenzfläche.

Durch das Merkmal des Anspruchs 4 kann der Aufwand bei der Her­ stellung der Muffe in vorteilhafter Weise reduziert werden, zu­ mal der auszugießende Raum für die Seitenelektroden im inneren Muffenkörper durch Einfügen eines Formeinsatzes gegenüber dem Raum für die äußeren Teile eines einteiligen Feldsteuertrichters abgegrenzt werden kann.

Sofern die Aufschiebemuffe für Nennspannungen von über 170 kV eingesetzt werden soll, finden zweischichtig aufgebaute Seiten­ elektroden bzw. zusätzlich im äußeren Muffenkörper angeordnete Seitenelektroden gemäß Anspruch 5 vorteilhaft Anwendung. Aus Gründen der Feldabschwächung sind hierbei die im äußeren Muf­ fenkörper angeordneten Seitenelektroden zur Mittelelektrode versetzt angeordnet.

Vorteilhaft ist es auch, den im äußeren Muffenkörper angeordne­ ten Seitenelektroden die Gestalt einer halbierten Mittelelek­ trode zu geben, weil das einer Vereinfachung der Herstellung dient.

Schließlich sei erwähnt, daß es ebenso vorteilhaft ist, wenn die Seitenelektroden aus dem Steuertrichter eines zweischichtig aufgebauten Feldsteuerelementes für Kabelendverschlüsse gebildet sind (Anspruch 6).

Die im Anspruch 7 enthaltene Maßnahme, die eine Verkürzung der äußeren Leitschicht - der äußeren leitfähigen Ummantelung - auf dem äußeren Muffenkörper zum Inhalt hat, ermöglicht die Reali­ sierung einer Manteltrennstelle. Bekanntlich führen Kabelmäntel mit hoher Leitfähigkeit einen hohen Mantelstrom im Erdschluß­ fall. Dieser hohe Mantelstrom kann durch eine Manteltrennstelle, die beispielsweise das zyklische Auskreuzen (cross-bonding) er­ möglicht, minimiert werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Zeichnungen darge­ stellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Aufschiebemuffe in Teilansicht und im Schnitt,

Fig. 2 eine Aufschiebemuffe mit einer Seitenelektrode, die die gleiche Konfiguration wie das innere Teil eines ein­ teiligen Feldsteuertrichters aufweist, in Teilansicht und im Schnitt,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform einer Aufschiebemuffe mit zweiter Seitenelektrode in Teilansicht und im Schnitt und

Fig. 4 eine weitere Ausführungsform einer Aufschiebemuffe mit zweiter Seitenelektrode in Teilansicht und im Schnitt.

Fig. 1 zeigt ein abgesetztes Kabelende, das innerhalb einer Aufschiebemuffe mit einem weiteren Kabelende verbunden ist. Bei der Verbindung von zwei Kabelenden werden diese auf Überlappung geschnitten und anschließend die Kabelmäntel beider Kabelenden abgesetzt. Das Absetzen geschieht stufenweise, wobei unmittelbar hinter den Kabelmänteln ein kleiner Bereich der äußeren Leit­ schicht 2 freigelegt wird. An diesen Bereich schließt sich wie­ derum ein größerer Bereich der freigelegten Kabelader 1 an.

Schließlich folgt ein Abschnitt, in dem das Kabelende bis auf den Leiter 3 abgesetzt ist. Für die Verbindung der beiden Lei­ terenden ist ein Preßverbinder 4 vorgesehen. Auf die freien Ab­ schnitte der Leiter 3 ist eine Kontaktschale 5 eingesetzt, die der Verbindung der Leiter 3 mit einer Mittelelektrode 11 dient.

Ein innerer Muffenkörper 6 enthält eine integrierte Seitenelek­ trode 7. Diese Seitenelektrode ist in ihrer Stärke so ausge­ führt, daß sie die Schichtdicke des inneren Muffenkörpers 6 er­ reicht. Auf diesen inneren Muffenkörper 6 ist ein äußerer Muf­ fenkörper 8 aufgeschoben, der die schon zuvor erwähnte Mittel­ elektrode 11 enthält. Nach außen hin ist der äußere Muffenkör­ per 8 mit einer äußeren Leitschicht 9 abgeschlossen, die jedoch soweit verkürzt ist, daß sie die Seitenelektroden 7 nicht über­ deckt. Der äußere Muffenkörper 8 verjüngt sich ausgehend vom Bereich der Mittelelektrode bis zum Bereich der jeweiligen Sei­ tenelektrode 7 in einem Abschnitt 10. Die Mittelelektrode be­ sitzt an ihren Enden einen Abschnitt 12, der einen größeren In­ nendurchmesser aufweist als der übrige Innendurchmesser.

Nach Fig. 2 besitzt die Seitenelektrode 7 die gleiche Konfigu­ ration wie das innere Teil 17 eines einteiligen Feldsteuer­ trichters in einem aufschiebbaren Endverschluß. Beim Gießvorgang für die Seitenelektrode 7 wird jedoch nur der dem inneren Teil 17 entsprechende Raum benötigt. Hierzu wird ein Formeinsatz 16 eingelegt, der den des äußeren Teils 18 entsprechenden Raum ab­ grenzt.

Nach Fig. 3 kann eine Mittelelektrode 11 durch eine Mittentren­ nung so geteilt werden, daß die entstehenden Teile als äußere Seitenelektroden 14 eingesetzt werden können.

Nach Fig. 4 ist es auch möglich, äußere Seitenelektroden 15 einzusetzen, die aus herkömmlichen Steuerbauteilen eines End­ verschlusses bestehen.

Claims (7)

1. Aufschiebemuffe für Höchstspannungskabel, mit einem auf die Kabelenden aufgeschobenen, inneren Muffenkörper mit integrierten Seitenelektroden, mit einem auf den inneren Muffenkörper aufge­ schobenen äußeren Muffenkörper mit einer integrierten Mittel­ elektrode und einer äußeren leitfähigen Ummantelung, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Muffenkörper (8) im Bereich zwi­ schen der Mittelelektrode (11) und den Seitenelektroden (7) zu diesen hin erheblich verjüngt ist (10).

2. Aufschiebemuffe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Seitenelektroden (7) der Dicke des inneren Muf­ fenkörpers (6) entspricht.

3. Aufschiebemuffe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mittelelektrode (11) im äußeren Muffenkörper (8) an den zu den Seitenelektroden (7) und nach innen gewandten Seiten einen Abschnitt aufweist, der einen größeren Innendurch­ messer (12) als der übrige Innendurchmesser besitzt.

4. Aufschiebemuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenelektroden (7) die gleiche Konfi­ guration wie die inneren Teile (17) eines einteiligen Feld­ steuertrichters in einem aufschiebbaren Endverschluß aufweisen.

5. Aufschiebemuffe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auch im äußeren Muffenkörper (8) Seiten­ elektroden (14; 15) angeordnet sind.

6. Aufschiebemuffe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenelektroden (7; 15) in ihrer Gestalt dem Steuertrichter eines zweischichtig aufgebauten Feldsteuerelementes für Kabel­ endverschlüsse entsprechen.

7. Aufschiebemuffe nach Anspruch 1 oder einem der nachfolgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Endbereiche des äußeren Muffenkörpers frei von der äußeren Leitschicht sind.