DE4239648A1 - Steckverbindungseinrichtung für Kabel - Google Patents
Steckverbindungseinrichtung für KabelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Steckverbindungseinrichtung mit
einem in eine Steckbuchse einsetzbaren Kabelstecker für isolier
te Kabel eines Mittelspannung oder Hochspannung führenden Ener
gieversorgungsnetzes.
Die bekannten Verbindungseinrichtungen für derartige Kabel sind
mit dem Nachteil behaftet, daß das Herstellen und Lösen der
Verbindung aufwendig ist. Beispielsweise müssen die Kabelenden
und zumindest Teile der Verbindungseinrichtung mit Bandagen
versehen werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Steckverbindungs
einrichtung zu schaffen, die in einfacher Weise das Herstellen
und Lösen einer Verbindung ermöglicht und welche dennoch kosten
günstig ist.
Diese Aufgabe löst eine Steckverbindungseinrichtung mit einem in
eine Steckbuchse einsteckbaren Kabelstecker, welcher einen auf
dem abisolierten Endabschnitt des Kabels festlegbaren Kontakt
körper und einen auf die Kabelisolation aufschiebbaren Dich
tungskörper aus Silikonkautschuk aufweist, der einen sich gegen
den Kontaktkörper hin verjüngenden Außenkonus bildet. Dieser
Außenkonus ist elektrisch und mechanisch dicht an den einen
korrespondierenden Innenkonus bildenden Abschnitt der Innenwand
der Steckbuchse anpreßbar.
Im folgenden ist die Erfindung anhand von in beigefügten Zeich
nungen dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen erläu
tert. Es zeigen
Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten Ausführungsbeispieles im
montierten Zustand,
Fig. 2 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispieles
im montierten Zustand,
Fig. 3 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispieles
im montierten Zustand,
Fig. 4 einen unvollständig und vergrößert dargestellten Längs
schnitt eines Dichtungskörpers für das Ausführungsbei
spiel gemäß Fig. 3,
Fig. 5 einen Längsschnitt des Dichtungskörpers eines abgewan
delten Ausführungsbeispieles,
Fig. 6 ein Diagramm für die mit dem Dichtungskörper erzielbare
Spannungsfestigkeit in Abhängigkeit von der Anpreßkraft
sowie in Abhängigkeit von der Härte des Materials des
Isolierkörpers,
Fig. 7 einen Längsschnitt eines dritten Ausführungsbeispieles
einer Steckbuchse für einen erfindungsgemäßen Kabelstec
ker,
Fig. 8 eine Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform einer
Steckbuchse für einen erfindungsgemäßen Kabelstecker,
Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8.,
Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X der Fig. 8.
Fig. 11 einen Längsschnitt einer fünften Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinrichtung,
Fig. 12 einen Längsschnitt des Buchsengehäuses einer Abwand
lung der Steckerbuchse gemäß Fig. 11,
Fig. 13 eine Frontansicht des Buchsengehäuses gemäß Fig. 12.
Das in Fig. 1 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der erfin
dungsgemäßen Steckverbindungseinrichtung weist einen als Ganzes
mit 1 bezeichneten Kabelstecker und eine als Ganzes mit 2 be
zeichnete Steckbuchse auf, in welche der Kabelstecker 1 ein
steckbar ist. Die Steckbuchse 2 ist an der Wand 3 eines elektri
schen Gerätes, beispielsweise einer Schaltanlage, festgelegt und
ragt durch eine Öffnung der Wand 3 in das Innere des Gerätes.
Die Steckbuchse 2 weist ein becherförmiges Buchsengehäuse 4 aus
Gießharz oder einem anderen Isolierstoff auf, in dessen Innerem
eine becherförmige Kontaktbuchse 5 angeordnet ist. Der Boden der
gleichachsig zum Buchsengehäuse 4 angeordneten Kontaktbuchse 5
schließt sich an den Boden des Buchsengehäuses 4 an, der abge
dichtet von einem die Kontaktbuchse 5 tragenden Verbindungsbol
zen 6 durchdrungen wird. Ein Klemmring 7 drückt mit Hilfe von
Schrauben 8 den außerhalb der Wand 3 liegenden Rand des Buchsen
gehäuses 4 unter Zwischenlage eines Dichtungsringes 9 gegen
einen fest und dicht mit der Wand 3 verbundenen Tragring 10.
Für das Anbringen des Kabelsteckers 1 an ein isoliertes, einad
riges Kabel 11 für eine Stromstärke von beispielsweise 300
Ampere und eine Betriebsspannung von beispielsweise 10 kV wird
der Kabelmantel auf einem Abschnitt vorbestimmter Länge ent
fernt. Sodann werden die innerhalb des Kabelmantels liegenden
Schirmdrähte über den Kabelmantel zurückgebogen. Weiterhin wird
die sich auf der Kunststoffisolation 12 befindende Leitschicht
13 so weit entfernt, daß sie nur noch, wie Fig. 1 zeigt, ein
kurzes Stück über das Ende des Kabelmantels übersteht. Schließ
lich wird noch ein Endabschnitt des Leiters 14 des Kabels 11 von
der Kunststoffisolation 12 befreit.
Der Kabelstecker 1 besteht aus einer metallischen Kappe 15,
einer Schraubendruckfeder 16, die sich einerseits an einer
Schulter der Kappe 15 und andererseits an einer Druckhülse 17
aus elektrisch isolierendem Material abstützt, sowie aus einem
Isolierkörper 18. Das Material des Isolierkörpers 18 ist ein
Silikonkautschuk mit einer Shore-A-Härte zwischen 25 und 30.
Weiterhin gehört zu dem Kabelstecker 1 ein metallischer Druck
ring 19, eine in Längsrichtung mehrfach geschlitzte, metallische
Klemmhülse 20, welche auf das abisolierte Ende des Leiters 14
aufgeschoben wird, und ein Kontaktträger 21 mit einem Vielli
nienkontaktelement 22.
Wie Fig. 1 zeigt, hält die Klemmhülse 20 den Druckring 19 in
Anlage an der Stirnfläche der Kunststoffisolation 12. Der Kon
taktträger 21 wird auf die außen konische Klemmhülse 20 aufge
preßt, wodurch diesem auf dem Leiter 14 und der Kontaktträger 21
auf der Klemmhülse 20 festgeklemmt werden.
Ehe der Druckring 19, die Klemmhülse 20 und der Kontaktträger 21
montiert werden, werden über das Kabel die Kappe 15 und die
Schraubendruckfeder 16 geschoben. Sodann wird der Isolierkörper
18 aufgeschoben, in den ein Feldsteuerkörper 23 eingebettet ist,
welcher entweder aus elektrisch leitendem Silikonkautschuk
besteht oder mit einer elektrisch leitenden Schicht bedeckt ist.
Wie Fig. 1 zeigt, übergreift das hintere Ende des hohlzylindri
schen Isolierkörpers 18 die zurückgebogenen Schirmdrähte, und
der Feldsteuerkörper 23 kontaktiert die auf Erdpotential liegen
de Leitschicht 13. Im übrigen liegt der Isolierkörper 18 dicht
an der Außenmantelfläche der Kunststoffisolation 12 an und
stützt sich am Druckring 19 an. Der bei eingestecktem Kabelstec
ker in das Buchsengehäuse 4 eingreifende Endabschnitt des Iso
lierkörpers 18 bildet einen Außenkonus, welcher bei eingesteck
tem Kabelstecker 1 an die einen korrespondierenden Innenkonus
bildende Innenwand des Buchsengehäuses 4 mechanisch und elek
trisch dicht angepreßt wird. Der Anpreßdruck liegt im Bereich
zwischen etwa 18 N/mm2 und 20 N/mm2, wobei der niedrigere Wert
für kleine Kabelstecker und der obere Wert für große Kabelstec
ker verwendet wird. Der Konuswinkel liegt im Bereich vom 20 bis
3°.
Die Kraft, mit welcher der Isolierkörper 18 in das Buchsengehäu
se 4 und damit gegen dessen Innenwand gepreßt wird, wird von der
vorgespannten Schraubendruckfeder 16 erzeugt, die einen Ab
schnitt des Isolierkörpers 18 übergreift, dessen Durchmesser
kleiner ist als der Außendurchmesser des außen konischen Ab
schnittes. Die Druckhülse 17 wird gegen eine Schulter des Isolierkörpers
18 gedrückt, von der aus eine Ringnut in den Iso
lierkörper 18 eindringt, welche eine Ringelektrode 24 aufnimmt,
die kapazitiv an den Leiter 14 des Kabels angekoppelt ist. Diese
Ringelektrode 24 besteht aus einem elektrisch leitenden Silikon
kautschuk oder einem mit einer leitfähigen Schicht überzogenen
Ringkörper aus diesem Material. Die Ringelektrode 24 wird von
einem Kontaktring 26 kontaktiert, an den eine Signalübertra
gungsleitung 25 angelötet ist, welche durch das offene Ende der
Kappe 15 herausgeführt ist. Die Ringelektrode 24 liefert ein der
Betriebsspannung des Kabels proportionales Signal.
Wie Fig. 1 zeigt, ist die Kappe 15 mit einem Ringflansch 15′
versehen. Der Kabelstecker 1 wird so tief in das Buchsengehäuse
4 eingeführt, daß der Flansch 15′ am Klemmring 7 anliegt. In
dieser Lage wird er durch Schrauben 27 gehalten, bis die Steck
verbindung wieder getrennt werden muß.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel einer erfindungsge
mäßen Steckverbindungseinrichtung unterscheidet sich von derje
nigen gemäß Fig. 1 nur wenig; deshalb sind im folgenden nur die
abweichenden Merkmale beschrieben.
Das Buchsengehäuse ist ein dickwandiger Körper aus Gießharz, in
den nicht nur die Kontaktbuchse 31 eingebettet ist, sondern auch
Gewindebuchsen 32 für den Eingriff der Schrauben 33, mittels
deren die metallische Kappe 34 des Kabelsteckers 35 in Anlage an
der Stirnfläche des Buchsengehäuses 30 gehalten wird, wenn der
Kabelstecker 35 vollständig in die Steckbuchse 36 eingesteckt
ist.
Statt der Druckhülse 17 des ersten Ausführungsbeispieles ist
eine Mehrzweckhülse 37 aus Kunststoff vorgesehen, die einen nach
außen abstehenden Flansch 38 für die Anlage des einen Endes der
Druckschraubenfeder 39 aufweist. An den von der Druckschrauben
feder 39 umfaßten Mittelabschnitt der Mehrzweckhülse 37 schließt
sich ein auf einem Teil seiner Länge in Längsrichtung mehrfach
geschlitzter Endabschnitt an, dessen ringwulstförmiges freies
Ende die Ringelektrode 40 gegen den Grund der Ringnut drückt,
die von der Schulter des Isolierkörpers 41 aus in diesen ein
dringt. Über die Ringelektrode 40 wird die Kraft der Schrauben
druckfeder 39 auf den außen konischen Endabschnitt des Isolier
körpers 41 übertragen. Wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 1 hat der Außenkonus des Isolierkörpers 41 einen Neigungs
winkel von etwa 20 bis 3°. Dieser Winkel könnte aber auch größer
sein.
An den Mittelabschnitt der Mehrzweckhülse 37 schließt sich
andererseits ein Endabschnitt an, welcher aus der Kappe 34
herausgeführt ist. Die über das hintere Ende der Kappe 34 über
stehende Endzone 42 hat ein hakenartiges Querschnittsprofil, um
das hintere Kappenende übergreifen zu können. Durch dieses
Übergreifen wird verhindert, daß sich die Schraubendruckfeder 39
entspannen kann. Sie wird von der Mehrzweckhülse 37 so vorge
spannt gehalten, daß der Kabelstecker 35 nahezu vollständig in
die Steckbuchse 36 eingeführt werden kann, ehe mittels der
Schrauben 33 der Flansch der Kappe 34 entgegen der Kraft der
Schraubendruckfeder 39 gegen die Stirnfläche des Buchsenkörpers
30 gezogen wird. Der Kabelstecker 35 muß deshalb nicht von Hand
unter Überwindung der Kraft der Schraubendruckfeder 39 in die
Steckbuchse 36 eingeführt und mit dieser Kraft so lange gehalten
werden, bis die Schrauben 33 in die Gewindebuchsen 32 einge
schraubt sind.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel einer erfin
dungsgemäßen Steckverbindungseinrichtung wird der Druck der
vorgespannten Schraubenfeder 45 ebenfalls mittels einer aus
Kunststoff bestehenden Mehrzweckhülse 46 auf den einen Außenko
nus bildenden Endabschnitt des aus Silkonkautschuk bestehenden
Isolierkörpers 47 übertragen. Wie bei den übrigen Ausführungs
beispielen liegt die Shore-A-Härte des Silikonkautschuks zwi
schen 25 und 35 und die Kraft, mit welcher der Isolierkörper 47
an die Innenwand der nicht dargestellten Steckbuchse gepreßt
wird, liegt, wie bei den anderen Ausführungsbeispielen, je nach
Steckergröße und Kabeldurchmesser zwischen 18 N/mm2 und 50
N/mm2. Die Mehrzweckhülse 40 verhindert ferner mittels einer
radial nach außen überstehenden Materialpartie 48, die einen
Flansch der Kappe 49 hintergreift; daß die Schraubendruckfeder 45
auch dann gespannt bleibt, wenn der Kabelstecker 50 nicht in
eine Steckbuchse eingesetzt ist.
Die Kappe 49 ist bei diesem Ausführungsbeispiel aus zwei einan
der übergreifenden Abschnitten zusammengesetzt, weil in der
Kappe 49 ein die Mehrzweckhülse 46 konzentrisch im Abstand
umgebender Stromwandler 51 angeordnet ist, der ein elektrisches
Signal erzeugt, das ein Maß für die Stärke des das Kabel durch
fließenden Stromes ist.
Bei den Kabelsteckern gemäß den Fig. 1 und 2 ist die Ringelek
trode, deren Signal der Betriebsspannung des Kabels proportional
ist, getrennt von der auf Erdpotential liegenden Feldsteuerelek
trode im Isolierkörper angeordnet. Bei dem Kabelstecker gemäß
Fig. 3 bildet hingegen die Feldsteuerelektrode 52 auch die das
Spannungssignal erzeugende Elektrode. Sie ist, wie bei den
bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen, durch einen Körper
aus elektrisch leitfähigem Silikonkautschuk oder einer leitenden
Schicht zwischen diesem Körper und dem Isolierkörper gebildet.
Die Feldsteuerung durch die Feldsteuerelektrode 52 wird dadurch
nicht beeinträchtigt, daß letztere nicht auf Erdpotential,
sondern auf einem von der Betriebsspannung des Kabels abhängi
gen, höheren Potential liegt.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätz
lich zu der Feldsteuerelektrode 52 eine zweite Elektrode 53
vorhanden, die durch eine elektrisch leitende Schicht auf der
Innenmantelfläche des Isolierkörpers 47 gebildet ist. Die zweite
Elektrode 53 kontaktiert die leitende Schicht 54 des Kabels 55
und liegt deshalb auf Erdpotential. Auf einem Teil ihrer Länge
wird die zweite Elektrode 53 von der Feldsteuerelektrode 52
konzentrisch im Abstand übergriffen. Die Feldsteuerelektrode 52
und die zweite Elektrode 53 bilden deshalb einen kapazitiven
Spannungsteiler für die von der Feldsteuerelektrode 52 abnehm
bare Signalspannung, wobei das Teilungsverhältnis und damit auch
das Potential der Feldsteuerelektrode 52 von dem Ausmaß der
Überlappung der beiden Elektroden 52 und 53 abhängt. Durch die
Wahl des Ausmaßes dieser Überlappung kann deshalb die Größe des
von der Feldsteuerelektrode 52 abnehmbaren Spannungssignales
beeinflußt werden.
Wie Fig. 4 zeigt, kann die zweite Elektrode 56 auch so ausgebil
det sein, daß die sie bildende leitende Schicht nicht nur auf
der Innenseite des Isolierkörpers 57 vorgesehen ist, sondern
sich über das hintere Ende des Isolierkörpers 57 auf dessen
Außenmantelfläche erstreckt. Die Feldsteuerelektrode 58, welche
auch das Spannungssignal liefert, greift hierbei zwischen den
innen und außen liegenden Abschnitt der zweiten Elektrode 56
ein. Auch hier bestimmt das Ausmaß der Überlappung der beiden
Elektroden das Teilungsverhältnis des aus beiden Elektroden
gebildeten kapazitiven Spannungsteilers.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Iso
lierkörpers 59 aus Silikonkautschuk für den erfindungsgemäßen
Kabelstecker sind in den Isolierkörper 59 ebenfalls zwei elek
trisch gegeneinander isolierte Elektroden eingebettet, welche je
durch eine elektrisch leitende Schicht 60 und 61 eines ersten
Formkörpers 62 bzw. eines zweiten Formkörpers 63 gebildet sind,
wobei beide Formkörper aus Silikonkautschuk bestehen. Die beiden
leitenden Schichten 60 und 61 bilden gemeinsam die Feldsteuer
elektrode, von der nur der durch die Leitschicht 61 gebildete
Abschnitt auf Erdpotential liegt. Deshalb kann der durch die in
axialem Abstand sich anschließende, sich trichterförmige erwei
ternde leitende Schicht 60 gebildete Abschnitt als Signalelek
trode verwendet werden. Diese Elektrodenausbildung gewährleistet
eine sehr gute Feldsteuerung und ermöglicht die Lieferung eines
starken und damit störunanfälligen Spannungssignales für die
Anzeige oder Messung der Betriebsspannung des Kabels.
Bei allen Ausführungsbeispielen hängt die Spannungsfestigkeit
der mittels des Isolierkörpers erzielbaren elektrischen Abdich
tung von der Härte des Silikonkautschuks ab, aus dem der Iso
lierkörper besteht, sowie von der Kraft, mit welcher die koni
sche Außenmantelfläche des Isolierkörpers an die konische Innen
mantelfläche des Buchsengehäuses der Steckbuchse angepreßt wird.
Fig. 6 zeigt den Zusammenhang zwischen der Spannungsfestigkeit
und der Anpreßkraft für zwei unterschiedliche Shore-A-Härtewerte
von Silikonkautschuk.
Bei dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel einer Steck
buchse der erfindungsgemäßen Steckverbindungseinrichtung ist,
ähnlich wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2, das aus
Gießharz bestehende Buchsengehäuse 65 mit eingebetteten Gewinde
buchsen 66 versehen, so daß das Buchsengehäuse 65 mittels nicht
dargestellter Schrauben an einer Platte 67 befestigt werden
kann, die beispielsweise die Gehäusewand eines elektrischen
Gerätes bildet und mit einer Durchtrittsöffnung für den Kabel
stecker versehen ist. Die Kontaktbuchse der als Ganzes mit 68
bezeichneten Steckbuchse ist mit 69 bezeichnet. An diese Kon
taktbuchse 69 schließt sich die Innenkonusfläche des Buchsenge
häuses 65 an, an welcher der Außenkonus des Isolierkörpers eines
Kabelsteckers zum Zwecke der mechanischen und elektrischen
Abdichtung unter Druck anliegt, wenn der Kabelstecker vollstän
dig in die Steckbuchse 68 eingesetzt ist. Zum Zwecke der Feld
steuerung ist in das Buchsengehäuse 65 ein elektrisch leitender
Steuerkörper 70 eingebettet, der elektrisch leitend mit der
Kontaktbuchse 69 verbunden ist und den an die Kontaktbuchse 69
anschließenden Endabschnitt der Innenkonusfläche im Abstand
übergreift.
Als Signalelektrode kann bei einer derartigen Steckbuchse eine
der Gewindebuchsen 66 dienen, die dann natürlich nicht für die
Aufnahme einer Verbindungsschraube zur Verfügung steht. Man kann
aber auch, wie Fig. 7 zeigt, eine Signalelektrode 71 an der
Außenseite des Buchsengehäuses 65 in einem Bereich anordnen,
welcher wenigstens einen Endabschnitt der Kontaktbuchse 69
umfaßt. Die Signalelektrode 71 ist dann an die Kontaktbuchse 69
und/oder den Steuerkörper 70 kapazitiv angekoppelt, was den
Vorteil bietet, daß die Höhe der Signalspannung nicht vom Durch
messer des Leiters des Kabels abhängt. Außerdem kann eine Steck
buchse 68 mit einer derartigen Signalelektrode 71 nachträglich
ausgerüstet werden.
Besonders vorteilhaft ist es, die Signalelektrode 71 vollständig
in einen Isolierkörper 72 einzubetten, der beispielsweise aus
Silikonkautschuk besteht. Ein solcher Isolierkörper 72 verein
facht zum einen die Festlegung der Signalelektrode 71 auf der
Außenmantelfläche des Buchsengehäuses 65. Zum anderen wird durch
den Isolierkörper 72 die Signalelektrode 71 zusätzlich isoliert,
so daß die Isolation gegenüber der in der Regel elektrisch
leitenden, auf Erdpotential liegenden Platte 67 nicht nur durch
das Buchsengehäuse 65 bewirkt wird, sondern zusätzlich durch den
Isolierkörper 72. Die Signalelektrode 71 ist also doppelt iso
liert.
Wie Fig. 7 zeigt, ist im Ausführungsbeispiel auch die an die
Signalelektrode 71 angeschlossene Verbindungsleitung 73 in das
Material des Isolierkörpers 72 eingebettet. Ein Stecker 74
bildet eine lösbare Verbindung mit der Verbindungsleitung 73.
Selbstverständlich kann statt der Signalelektrode 71 oder zu
sätzlich zu dieser auch ein Stromsensor, beispielsweise in Form
eines Ringstromwandlers, vorgesehen sein.
Wenn das Buchsengehäuse einer Steckbuchse aus Gießharz besteht,
muß damit gerechnet werden, daß im Laufe der Zeit feine Risse im
Gießharz auftreten. Sofern, wie bei dem in den Fig. 8 bis 10
dargestellten Ausführungsbeispiel, in das Buchsengehäuse 75 eine
Signalelektrode 76 eingebettet ist, welche vorzugsweise die Form
einer konzentrisch zum Innenraum des Buchsengehäuses 75 angeord
neten Ringelektrode hat, ist es deshalb vorteilhaft, die Signal
elektrode 76 in einen zusätzlichen Isolierkörper 77 einzubetten,
der so ausgebildet ist, daß er allein die erforderliche Isolie
rung der Signalelektrode bewirken kann. Selbst ein bis zum
Isolierkörper 77 durchgehender Riß im Buchsengehäuse 75 ist dann
nicht störend. Sofern Wärmespannungen dadurch verhindert werden,
daß man die Signalelektrode 76 nicht aus Metall, sondern einem
halbleitenden Gießharz herstellt, kann man für den Isolierkörper
77 ebenfalls ein Gießharz verwenden.
Wie Fig. 9 zeigt, weist die ringförmige Signalelektrode 76
vorzugsweise an einer Stelle ihres Umfanges einen radial abste
henden Fortsatz 78 auf, der ebenfalls in den Isolierkörper 77
eingebettet und mit einer Steckbuchse 79 versehen ist, in die
ein Verbindungsstecker 80 eingesteckt werden kann, welcher wie
der erfindungsgemäße Kabelstecker den Zugang zur Steckbuchse 79
mechanisch und elektrisch dicht verschließt.
Die Signalelektrode 76 ist im Buchsengehäuse 75 vorzugsweise so
angeordnet, daß sie kapazitiv an eine Hilfselektrode 83 angekop
pelt ist, welche durch die Kontaktbuchse 81 der als Ganzes mit
82 bezeichneten Steckbuchse gebildet oder mit dieser galvanisch
verbunden ist. Im Ausführungsbeispiel ist die Hilfselektrode 83,
die ebenfalls in dem Isolierkörper 77 eingebettet ist, durch
einen elektrisch leitenden Ring gebildet, der über im wesentli
chen axial verlaufende Arme mit einer die Kontaktbuchse 81
umgreifenden Hülse 84 verbunden ist. Dabei ist der Abstand
zwischen der Hilfselektrode 83 und der Signalelektrode 76 deut
lich kleiner als zwischen letzterer und einer metallischen, auf
Erdpotential liegenden Wand 85, an welcher die Steckbuchse 82
festgelegt ist. Gegen die Hilfselektrode 83 hin ist die Dicke
des Isolierkörpers 77 mindestens so groß, daß der Isolierkörper
77 hier dem 1,5fachen Wert der Nennspannung standhält.
Gewindebuchsen 86, die in das Buchsengehäuse 75 eingebettet
sind, nehmen Verbindungsschrauben auf, mittels deren das Buch
sengehäuse 75 mit der Wand 85 verbunden sind. Gegenüber den
Gewindebuchsen 86 in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Gewin
debuchsen 87 dienen der Aufnahme von Schrauben 89, mittels deren
der Kabelstecker 88 im Bereich seines Flansches 91 mit der Wand
85 und der Steckbuchse 79 verbindbar ist. Zusätzlich zu den auf
die Gewindebuchse 87 ausgerichteten Durchgangsbohrungen kann der
Flansch 91 mit gegenüber diesen Durchgangsbohrungen versetzt und
symmetrisch zur Längsachse des Kabelsteckers 88 angeordneten
Gewindebohrungen 90 versehen sein. In diese Gewindebohrungen 90
können Schrauben eingedreht werden, mittels deren der Flansch 91
von der Wand 85 weggedrückt werden kann. Hierdurch kann das
Herausziehen des Kabelsteckers 88 aus der Steckbuchse 82 im
Bedarfsfall erleichtert werden.
Das in Fig. 11 dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungs
gemäßen Steckverbindungseinrichtung besteht ebenfalls aus
einem als Ganzes mit 92 bezeichneten Kabelstecker und einer
als Ganzes mit 93 bezeichneten Steckbuchse. Letztere weist
ein becherförmiges Buchsengehäuse 94 aus Gießharz auf, das
eine ähnliche Form wie das Buchsengehäuse 4 des Ausführungs
beispiels gemäß Fig. 2 hat. Im Bereich seines offenen Endes
ist ein radial nach außen überstehender Ringflansch angeformt,
in welchen Gewindebuchsen 95 eingebettet sind. Abweichend
von dem Buchsengehäuse 4 ist bei dem Buchsengehäuse 94 die
Innenwand nur etwa auf der halben Länge, beginnend am offenen
Ende, konisch ausgebildet, wobei der Konuswinkel bei etwa
3° liegt. An diesen konischen Abschnitt schließt sich bis
zum Boden des Buchsengehäuses 94 ein zylindrischer Abschnitt
an. Eine elektrisch leitende Beschichtung der Innenwand
bedeckt den Boden, den zylindrischen Teil und eine Ringzone
des sich anschließenden konischen Teils der Innenwand.
Den Boden des Buchsengehäuses 94 durchdringt ein elektrisch
gut leitender Verbindungskörper 96, an dessen im Inneren
des Buchsengehäuses 94 liegender, ebener Stirnfläche der
Boden 97 einer topfförmigen Kontaktbuchse anliegt, deren
im wesentlichen zylindrische Mantelfläche durch einstückig
mit dem Boden 97 ausgebildete, radial federnde Kontaktzungen
98 gebildet ist. Im Bereich ihres leicht nach innen gewölbten
Endabschnittes werden die Kontaktzungen 98 von einer vorge
spannten Ringfeder 99 umfaßt, welche auf die Kontaktzungen
98 eine radial nach innen gerichtete Federkraft ausübt.
Der Abstand der Kontaktzungen 98 von der Innenmantelfläche
des Buchsengehäuses 94 ist sehr gering und auch die Dicke
der Kontaktzungen 98 ist gering, so daß der Innendurchmesser
des von den Kontaktzungen 98 gebildeten Hohlkörpers ein
Maximum im Hinblick auf den Innendurchmesser des Buchsen
gehäuses 94 hat. In Verbindung mit den elektrisch hoch belast
baren Kontaktzungen 98 und dem von diesen gebildeten Kontakten
ist deshalb die Steckbuchse 93 für die Aufnahme eines Kabel
steckers geeignet, der einen wesentlich höheren Strom zu
führen vermag als beispielsweise der Kabelstecker 1 des
Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1 bei gleichen Abmessungen
des Buchsengehäuses.
Der Boden 97 wird mittels einer Schraube 100 unter Zwischen
lage einer Federscheibe 101 und einer ringförmigen Druckplatte
102 an die Stirnfläche des Verbindungskörpers 96 angepreßt,
in den die Schraube 100 eingreift.
Eine Kunststoffkappe 103 mit einer ebenen, parallel zum
Boden 97 liegenden Basis und einem hochgestellten, gegen
den Boden 97 weisenden Rand übergreift, wie Fig. 11 zeigt,
den Kopf der Schraube 100 sowie die Federscheibe 101 und
die Druckplatte 102, wobei radial nach innen abstehende
Rippen 103′ die Kunststoffkappe 103 bezüglich der Schraube
100 und der Federscheibe 101 sowie der Druckplatte 102 zen
trieren. Nach außen vom hochgestellten Rand abstehende Haken
hintergreifen nach innen vorstehende Nasen der Kontaktzungen
98 und halten dadurch die Rippen 103′ in Anlage am Boden
97. Die Kunststoffkappe 103 verbindet die Schraube 100
deren Kopf durch ein zentrales Loch in der Basis zugänglich
ist, sowie die Federscheibe 101 und die Druckplatte 102
unverlierbar mit der Kontaktbuchse, wodurch das Verbinden
der Kontaktbuchse mit dem Verbindungskörper 96 mittels der
Schraube 100 wesentlich vereinfacht wird.
Die Steckbuchse 93 kann beispielsweise wie die in Fig. 1
dargestellte Steckbuchse 2 eine Öffnung in der Wand eines
Gerätes durchdringen und mit dieser Wand fest und dicht
verbunden werden.
Der Kabelstecker 92 weist einen aus Siliconkautschuk bestehen
den Isolierkörper 104 auf, der mit Vorspannung an der freige
legten Kunststoffisolation 105 sowie an der die Kunststoff
isolation 105 umgebenden Leitschicht 106 anliegt. Auf einem
Teil seiner Länge, beginnend von dem gegen das Kabelende
weisenden Ende, hat der Isolierkörper 104 eine an die konische
Innenmantelfläche des Buchsengehäuses 94 angepaßte konische
Außenmantelfläche, die elektrisch und mechanisch dicht an
der Innenwand des Buchsengehäuses 94 anliegt, wenn der Kabel
stecker 92 vollständig in die Steckbuchse 93 eingesteckt
ist, wie dies Fig. 11 zeigt. An diesen außen konischen Ab
schnitt schließt sich ein außen zylindrischer Abschnitt
an, der aus dem Mittelabschnitt und dem über diesen gelegten
Endabschnitt besteht. Die aneinander anliegenden Mantelflächen
des Mittelabschnittes und des diesen übergreifenden Endab
schnittes sind elektrisch leitend ausgebildet zur Bildung
einer Elektrode, welche sowohl der Feldsteuerung dient als
auch der kapazitiven Ankoppelung an die Seele des Kabels
zum Zwecke der Spannungsmessung oder Spannungsanzeige. Dank
der Vorspannung, mit der der Endabschnitt den Mittelabschnitt
übergreift, genügt zur elektrisch leitenden Verbindung der
Elektrode mit einer Signalleitung 107, das Ende der Signallei
tung zwischen den Mittelabschnitt und den Endabschnitt zu
legen. Es wird dann mit der erforderlichen Kontaktkraft
an die Elektrode angepreßt. Selbstverständlich würde es
auch genügen, nur den Mittelabschnitt oder nur den Endab
schnitt mit der leitenden Schicht zu versehen.
Über den abisolierten Endabschnitt 108 der Kabelseele ist
eine metallisch, zum Isolierkörper 104 hin abgerundete Druck
scheibe 109 aus Metall geschoben, die am freien Ende der
Kunststoffisolation 105 anliegt und an welcher sich der
Isolierkörper 104 abstützt. An der gegen das freie Ende
des Endabschnittes 108 weisenden Stirnfläche liegt das eine
Ende einer in Längsrichtung mehrfach geschlitzten, außen
konischen und elektrisch gut leitenden Klemmhülse 110 an,
deren anderes Ende etwas über den Endabschnitt 108 übersteht
und an der Basis der Kunststoffkappe 103 Anschlag findet,
wenn der Kabelstecker 92 vollständig in die Steckbuchse
93 eingesteckt ist. Auf die Klemmhülse 110 ist ein innen
konischer und außen zylindrischer Kontaktkörper 111 aufgepreßt,
der einerseits die für eine hohe Strombelastbarkeit erforder
liche radiale Druckbeanspruchung der Klemmhülse 110 und
der Kabelseele erzeugt und andererseits die mit den Kontakt
zungen 98 zusammenwirkende, hochbelastbare Kontaktfläche
des Kabelsteckers 92 bildet.
Ein nur unvollständig dargestelltes, im Ausführungsbeispiel
aus Metall bestehendes Kabelsteckergehäuse 112 umgibt das
Kabel auf einem Stück seiner Länge und ist an dem in Anlage
an das Buchsengehäuse 94 zubringenden Ende mit einem radial
nach außen überstehenden Verbindungsflansch versehen, den
ein Ringkörper 113 übergreift, der mittels Schrauben 114,
welche in die Gewindebuchsen 95 eingreifen, mit der Stecker
buchse 93 verbindbar ist.
Das in den Fig. 12 und 13 dargestellte Buchsengehäuse 115
einer Steckerbuchse zur Aufnahme eines Kabelsteckers ist
weitgehend wie das Buchsengehäuse 94 ausgebildet und für
die Aufnahme eines Kontaktsystems vorgesehen, das wie bei
dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 11 ausgebildet ist. Daher
ist der an den Boden des Buchsengehäuses 115 anschließende
Abschnitt seiner Innenmantelfläche zylindrisch ausgebildet
und mit einer Leitschicht 116 versehen, die auf dem Potential
der Kontaktbuchse liegt und sich bis in den konischen Ab
schnitt hinein erstreckt.
Abweichend von dem Buchsengehäuse 94 des Ausführungsbeispiels
gemäß Fig. 11 sind an den den Boden bildenden Teil gleich
achsig und im rechten Winkel zwei hohlzylindrische Teile
117 bzw. 118 angeformt, in denen Arme eines dem Verbindungs
körper 96 entsprechenden Verbindungskörpers 119 liegen.
Der im gleichachsigen hohlzylindrischen Teil 117 liegende
Arm bildet den Träger eines Kontaktsystems 120 einer Steckver
bindung.
Wie Fig. 13 zeigt, ist der Flanschteil des Buchsengehäuses
115, in den Gewindebuchsen 121 eingebettet sind, auf einander
gegenüberliegenden Seiten parallel zu dem im hohlzylindrischen
Teil 118 liegenden Arm abgeflacht, wodurch der Platzbedarf
des Buchsengehäuses 115 wesentlich reduziert ist.
Claims (3)
1. Steckverbindungseinrichtung mit einem in die Steckbuchse
einsteckbaren Kabelstecker für elektrische Kabel eines
Hochspannungsenergieversorgungsnetzes, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Kabelstecker (1; 35; 50; 88; 92) einen
auf dem abisolierten Endabschnitt (14; 108) des Kabels
(11; 55) festlegbaren Kontaktkörper (20, 21, 22; 110;
111) und einen auf die Kabelisolation (12; 105) aufschieb
baren Dichtungskörper (18; 41; 47; 59; 104) aus Silikon
kautschuk aufweist, der einen sich gegen den Kontaktkör
per (20, 21, 22; 110, 111) hin verjüngenden Außenkonus
bildet, welcher elektrisch und mechanisch dicht an den
einen korrespondierenden Innenkonus bildenden Abschnitt
der Innenwand einer Steckbuchse (2; 36; 68; 82; 94; 115)
anpreßbar ist.
2. Steckverbindungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Silokonkautschuk eine Shore-A-Härte
zwischen 20 und 35, vorzugsweise zwischen 25 und 30,
hat und der Druck, mit dem der Dichtungskörper (18; 41;
47; 59; 104) gegen die Innenwand der Steckbuchse (2;
30; 68; 82; 94; 115) gepreßt wird, zwischen 5 und 50
N/mm2 liegt.
3. Steckverbindungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß der Außenkonus des Dichtungskörpers
(18; 41; 47; 59; 104) einen Konuswinkel im Bereich zwischen
2° und 8°, vorzugsweise im Bereich zwischen 2° und 3°
hat.
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