DE60109129T2 - Kabelabschlussanordnung zum Testen von Hochspannungskabeln und Methode für deren Benutzung - Google Patents

Kabelabschlussanordnung zum Testen von Hochspannungskabeln und Methode für deren Benutzung Download PDF

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
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    • G01R31/1272Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials of solid or fluid materials, e.g. insulation films, bulk material; of semiconductors or LV electronic components or parts; of cable, line or wire insulation of cable, line or wire insulation, e.g. using partial discharge measurements
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    • G01R31/50Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/58Testing of lines, cables or conductors

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine Abschlussanordnung für ein Stromkabel. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Stromkabel-Abschlussanordnung, welche zum Testen von Stromkabeln nach der Herstellung verwendet wird.
  • Ein Qualitätstest wird am Ende des Herstellungsprozesses entlang eines vollendeten Stromkabels durchgeführt. Im Stand der Technik ist ein solcher Qualitätstest ein Hochpotentialtest, bei welchem das vollendete Kabel einer Wechselspannung von ungefähr dem drei- bis vierfachen der eingestuften Betriebsspannung des getesteten Kabels unterworfen wird. Mit dieser angelegten Spannung wird eine Teilentladung, welche auch als Corona bezeichnet wird, vom Kabel gemessen, um die Isolierungsqualität zu bestimmen. Wenn unter einem solchen Hochpotentialtest eine Teilentladung vorliegt, welche größer als eine spezifizierte Größe ist, ist das getestete Stromkabel defekt und enthält wahrscheinlich Fehlstellen oder Fremdkörper innerhalb der Kabelisolierung. Grundlegend definiert, ist eine Teilentladung ein Phänomen, bei welchem Luft ionisiert und damit beginnt unter Hochspannungsbedingungen elektrisch zu leiten. In einigen Fällen kann eine Teilentladung Licht, Lärm und sogar Ozon erzeugen.
  • Während des Testprozesses wird jedoch, wenn das Kabelende nicht korrekt abgeschlossen ist, eine Teilentladung am Kabelabschluss auftreten, und zwar sogar dann, wenn die Isolierung keine Fehler enthält. Das Vorliegen von einer Teilentladung am Abschluss kann die Erfassung von Defekten in der Kabelisolierung behindern, weil, wenn die Teilentladung am Kabelabschluss auftritt, deren Ursprung schwierig zu bestimmen ist. In diesem Fall können Testtechniken die Quelle nicht abgrenzen, welche entweder ein Defekt in der Kabelisolierung oder ionisierte Luft am Kabelabschluss sein kann. Wenn jedoch ein Material mit einer hohen Ionisierungsspannung einen Kabelabschluss umgibt, wird die Ionisierung an diesem Abschluss größtenteils reduziert oder beinahe abgestellt.
  • 1 zeigt ein beispielhaftes herkömmliches Kabel 100, welches einen Mantel 110, eine Primärabschirmung 120, eine Isolierungsabschirmung 130, eine Isolierung 140, eine Leiterabschirmung 150, eine Drahtleitung 160 und eine Drahtversiegelung 170 enthält. Der Fachmann wird anerkennen, dass weitere Kabelaufbauten, welche verschiedene Spannungseinstufungen enthalten, in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
  • Der Mantel 110 stellt einen thermischen, mechanischen und umweltbedingten Schutz der darunter liegenden Schichten bereit. Der Mantel 110 ist optional und kann aus Polyethylen, PVC oder Nylon gemacht sein.
  • Neben dem Mantel kann die Primärabschirmung 120 aus einem umlaufend gewellten metallischen Streifen, Ableitungsdrähten oder einem konzentrischen Massenbereich gemacht sein. Ein in 2 gezeigter konzentrischer Massenbereich 120' enthält eine Mehrzahl an elektrisch leitfähigen Drähten, welche konzentrisch um die Isolierungsabschirmung 130 angeordnet sind. Der konzentrische Massenbereich 120' dient als Masse-Rückstrompfad, und muss demgemäss bemessen sein. Die Isolierungsabschirmung 130 ist im allgemeinen aus einer extrudierten Halbleiterschicht gemacht, welche teilweise mit der Isolierung 140 verbunden ist. Die Primärabschirmung 120, Isolierungsabschirmung 130 und Leiterabschirmung 150 werden zur elektrischen Belastungssteuerung verwendet, welches eine größere Symmetrie der dielektrischen Felder innerhalb des Kabels 100 bereitstellt.
  • Die neben der Isolierungsabschirmung 130 enthaltene Isolierung 140 ist eine extrudierte Schicht, welche eine elektrische Isolierung zwischen Leiter 160 und der nächstliegenden elektrischen Masse bereitstellt, wodurch ein elektrischer Fehler verhindert wird. Im allgemeinen wird die Isolierung 140 aus Polyethylen, quervernetztem Polyethylen oder Ethylen-Propylengummi gemacht. Polyethylen ist abnutzungsanfällig aufgrund von Teilentladung, welche wiederum zum "Wasser-Treeing" führt. Ein Wasser-Treeing ist ein Phänomen, bei welchem kleine, baumgleiche Fehlstellen in der Isolierung 140 ausgebildet werden und wachsen, und sich mit Wasser füllen, welches sich durch die Drahtleitungen Zutritt verschafft hat. Wenn ein Baum in der Isolierung 140 groß genug anwächst, wird ein elektrischer Zusammenbruch, und somit ein Kabelfehler zwischen dem Leiter 160 und elektrischer Masse auftreten. Quervernetztes Polyethylen ist im Gegensatz zu Polyethylen eine wesentliche Verbesserung, und ist, genauso wie Ethylen-Propylengummi, weniger anfällig auf einen elektrischen Zusammenbruch aufgrund von Wasser-Treeing. Ebenfalls ist Ethylen-Propylengummi flexibler als Polyethylen oder quervernetztes Polyethylen.
  • Die Leiterabschirmung 150 ist im allgemeinen aus einem Halbleitermaterial gemacht und umgibt den Leiter 160. Wie zuvor erwähnt, wird die Leiterabschirmung 150 zur elektrischen Belastungssteuerung verwendet, welches eine höhere Symmetrie der dielektrischen Felder innerhalb des Kabels 100 bereitstellt. Die Leiter sind normalerweise entweder solide oder festsitzend, und sind aus Kupfer, Aluminium oder Aluminiumlegierung gemacht. Der Grund dafür den Leiter festzusetzen liegt darin, dem Kabelaufbau eine Flexibilität hinzuzufügen. Die kleinen Räume zwischen den Drähten einer Drahtleitung stellen jedoch einen Wassereinlasspfad in das Kabel 100 bereit. Wie zuvor erwähnt, kann das Wasser das Treeing-Problem innerhalb der Isolierung 140 verstärken, welches einen Kabelfehler beschleunigt. Bei einem Versuch dieses Problem zu verringern, wird eine Drahtversiegelung 170 in die kleinen Räume zwischen den Drähten hinzugefügt. Während die Drahtversiegelung dazu neigt den Wassereinlass zu beschränkt, fügt sie dem Kabel 100 jedoch Formsteifigkeit hinzu. Ein solider Leiteraufbau 160' ist mit Bezug auf 2 als Beispiel eines Aufbaus gezeigt, welcher keine Drahtversiegelung benötigt.
  • 3 stellt ein beispielhaftes herkömmliches Kabel dar, welches für eine Abschlussanordnung vorbereitet ist. Um das Kabel für einen Abschluss vorzubereiten, werden der Mantel 110 (nicht gezeigt) und die Primärabschirmung 120 (nicht gezeigt) zuvor mit einem vorbestimmten Abstand entfernt, welches die Isolierungsabschirmung 130 freilegt. Zweitens wird die Isolierungsabschirmung 130 ringsum bei einem vorbestimmten Abstand vom Ende des Kabels abgeschnitten, und dieser Abschnitt der Isolierungsabschirmung 130 wird von der Isolierung 140 entfernt. Zum Schluss wird ein Umfangsschnitt nahe dem Ende des Kabels durch die Isolierung 140 und die Leiterabschirmung 150 gemacht. Nachdem dieser Schnitt gemacht ist, wird ein Abschnitt der Isolierung 140 und der Leiterabschirmung 150 am Ende des Kabels entfernt, welches den Leiter 160 am Kabelende freilegt. Beim Testen der Qualität der Isolierung verwenden Kabelhersteller derzeit mehrere Techniken, um eine Teilentladung zu beschränken, welche nicht durch Defekte in der Isolierung hervorgerufen wird.
  • Beispielsweise verwenden die meisten Kabelhersteller derzeit Widerstandslack als Mechanismus zum Beschränken von Teilentladung am Kabelabschluss. Bei Verwendung dieses Verfahrens ist die Isolierungsabschirmung mit einem bestimmten Abstand vom Kabelende ringsum abgeschnitten. Es muss darauf Acht gegeben werden, vollständig durch die Isolierungsabschirmung zu schneiden, ohne die Isolierung abzureiben. Die Isolierungsabschirmung am Kabelende wird dann entfernt, welches die Isolierungsoberfläche freilegt. Eine dünne Schicht aus Widerstandslack wird über die freigelegte Isolierungsoberfläche um den Kabelumfang, welcher die Isolierungsabschirmung um einen Inch überlappt und sich nahe dem Ende des Kabels erstreckt, angelegt. Die Schicht aus Widerstandslack stellt einen hochohmigen Strompfad bereit, welches zu einer linearen Verteilung der elektrischen Belastung um das Kabelende führt, welches somit die Teilentladung beschränkt.
  • Die Wirksamkeit dieses Verfahrens hängt jedoch stark vom Kabelaufbau, von Eigenschaften des Widerstandslacks und der Länge der Isolierungsabschirmung ab. Unterschiedliche Kabelisolierungsmaterialien oder unterschiedliche Kabelgrößen erfordern daher einen Widerstandslack von unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften oder unterschiedlichen Isolierungsabschirmung Rückstreifen-Abständen. Dies erfordert vom Techniker, welcher den Test durchführt, eine Vielzahl an unterschiedlichen Widerstandslacken zur Verfügung zu haben, und für die Vielzahl an unterschiedlichen getesteten Kabeln einen unterschiedlichen Rückstreifen-Abstand anzuwenden, welches zur Komplexität des Testprozesses beiträgt.
  • Ein weiteres Hauptproblem im Zusammenhang mit dem Widerstandslack-Verfahren ist, dass es eine spezielle Handhabung erfordert, weil der Lack schnell trocknet und sehr einfach abplatzt. Sobald der Lack abplatzt, können die Abplatzungen als spitze Elektroden wirken, und können in dem Bereich eine wesentliche Teilentladung verursachen, welches das starke Problem verschärft, welches der Widerstandslack überwinden sollte. Zusätzlich ist der Widerstandslack nicht vollständig kompatibel mit Ethylen-Propylengummi, nämlich einer häufig verwendeten Kabelisolierung. Aufgrund der chemischen Eigenschaften von Ethylen-Propylengummi, können sich unisolierte Punkte auf dem gelackten Bereich der Isolierung ausbilden, wenn Widerstandslack angelegt wird, welches zur Teilentladung führt, wenn dem Kabel eine Spannung angelegt wird.
  • Das Belastungskegel-Verfahren (stress-cone method) wird von Kabelherstellern weniger häufig angewendet. Ein Belastungskegel ist eine vorfabrizierte Kabelabschlussvorrichtung, welche aus Material hoher Dielektrizitätskonstante gemacht ist. Sobald er an ein Kabel eines geeigneten Entwurfs angelegt wird, stellt ein Belastungskegel eine Belastungsabhilfe bereit. Um den Belastungskegel zu installieren, wird das Kabelende auf dieselbe Weise wie beim Widerstandslack vorbereitet. Beim Vorbereiten des Kabelendes wird die Isolierungsabschirmung bei einem bestimmten Abstand vom Kabelende ringsum abgeschnitten. Es muss darauf Acht gegeben werden, vollständig durch die Isolierungsabschirmung zu schneiden, ohne die Isolierung abzureiben. Die Isolierungsabschirmung am Kabelende wird dann entfernt, welches die Isolierungsoberfläche freilegt. Nachdem das Kabel vorbereitet ist, wird der Belastungskegel über das Kabel gestülpt, und sitzt über dem Isolierungsabschirmungs-Rückschnitt. Wenn der Belastungskegel installiert wird, wird normalerweise eine Silikonschmierung als Gleitmittel und als ein Füllmittel der Fehlstellen verwendet, welche zwischen dem Kabel und dem Belastungskegel vorliegen können. Die Nachteile von Belastungskegeln sind: 1) sie sind in beschränkten Spannungsbereichen erhältlich; 2) sie müssen im Lagerbestand gehalten werden, welches die Lagerbestandskosten erhöht, und 3) sie haben eine geringe Bereichsnahme-Fähigkeit. Jeder Nachteil neigt dazu die Testprozesskosten zu erhöhen.
  • Eine dritte und seltene Anwendung liegt in der Verwendung stationärer Ölflaschen, welche aus Plexiglas® gemacht sind. Diese Flaschen sind ungefähr zwei Fuß lang, sechs Inches im Durchmesser und sind auf stationären Sockeln befestigt. Jede Flasche ist mit gehärteten Stahlbällen (wie beispielsweise bei Kugellagern) gefüllt, und hat einen Bodendeckel, welcher aus Aluminium gemacht ist. Eine Messingelektrode ist mit der Außenseite des Bodendeckels verbunden. Um das Kabel abzuschließen, werden die verschiedenen Kabelschichten auf unterschiedliche Längen zurückgestülpt. Das freiliegende Leiterende wird zwischen den Stahlbällen in der mit dielektrischem Öl gefüllten Flasche platziert.
  • Die Mehrzahl der Kabelhersteller hat sich aufgrund ihrer vielen Nachteile von dieser Praxis abgewendet. Die Nachteile enthalten: 1) übermäßig langen Kabelenden erhöhen Ausschusskosten; 2) die zum Halten der Flaschen notwendigen Sockel nehmen einen großen Bereich ein und reduzieren wesentlich die Anzahl an Kabeln, welche in einem vorgegebenen Bereich auf einmal getestet werden können; und 3) bei langen Kabeln ist es schwierig den Abschluss zu installieren, weil die Position der Flaschen festgelegt ist. Ein zusätzlicher Nachteil enthält einen elektrischen Kontaktverlust, wenn Schwingungen vorliegen. Ein elektrischer Kontakt kann bei Ölflaschen-Verfahren verloren gehen, weil der Leiter nur über die Stahlbälle mit der Elektrode in Kontakt steht. Eine Schwingung kann groß genug sein um die Reibungskräfte zu überwinden, welche den Leiter auf der Stelle halten.
  • Das Dokument US-5,142,104 offenbart einen Corona-Testsatz, welcher zumindest eine Drossel und einen Energietrennfilter hat, welche in einem ölgefüllten Leittank eines leitfähigen Materials, wie beispielsweise Stahlblech platziert sind. Optional kann ebenfalls ein Erreger in derselben Tankanlage platziert werden, welcher eine viel kleinere Größe als der äquivalente Spannungs-Einstufungssatz in Luft hat. Eine von der Schaltung entnommene Hochspannung passiert durch Hochspannungsdurchführungen aus dem Tank heraus. Eine bevorzugte Art der Durchführung ist eine Schnellkopplungskabel-Empfangsvorrichtung, welche eine Isolierung, welche sich in den Tank erstreckt, und eine stumpfkegelige Metallerweiterung hat, welche sich vom Tank weg erstreckt, und zwar mit einer röhrenförmigen Innenwand, welche mit diesen jeweiligen Teilen an gegenüberliegenden Enden verbunden ist, um eine weitere ölgefüllte Abteilung auszubilden, welche vom Tank getrennt ist. Es kann ein zeitweiliger Kabelabschluss an ein Kabel angelegt werden, welcher ein röhrenförmiges Außenteil ermöglicht, um eine Steifigkeit und eine Führung innerhalb der röhrenförmigen Innenwand der Durchführung zuzuführen, um einen Kontakt zwischen dem Durchführungs-Hochspannungsleiter an der Isolierung am Tankende der Durchführung und dem koaxialen Leiter innerhalb des Kabels zu erleichtern. Ein Einspannungs- und Versiegelungsmittel ist bereitgestellt, um das abgeschlossene Kabel in Position zu halten, so dass das entmineralisierte und entionisierte Wasser durch den gesamten Raum zwischen dem Kabel selber und der Innenwand des ölgefüllten Durchführungs-Abteils zirkuliert werden kann.
  • Die Anmelder haben entdeckt, dass herkömmliche Techniken keine Kabelabschluss-Anordnung zum Kabelqualitätstest bereitstellen, welche einen Abschlussentwurf bereitstellt, der für einen großen Bereich an Kabelaufbauten geeignet ist, welche keine unterschiedlichen Isolierungsabschirmung Rückstreifen-Abstände benötigt, welche eine sichere elektrische Verbindung bereitstellt, und welche umweltverträglich ist.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es sind ein Verfahren zum Testen eines elektrischen Stromkabels gemäß Anspruch 1 und eine Kabelabschluss-Vorrichtung gemäß Anspruch 8 bereitgestellt, welche die Probleme im Zusammenhang mit Kabelabschlüssen und Verfahren dafür aus dem Stand der Technik, wie zuvor diskutiert, vermeiden.
  • In einem Aspekt enthält ein Verfahren zum Testen eines elektrischen Stromkabels gemäß der Erfindung ein Bereitstellen eines Leiters mit einer ersten Länge an offenem Leiter und einer zweiten Länge von Materialien, welche um den Leiter geschichtet sind. Sobald der Leiter bereitgestellt ist, wird eine Kabelgreifer-Anordnung mit der ersten Länge an offenem Leiter befestigt. Vorzugsweise können Schichten aus metallischem Streifen um die erste Länge des Leiters angelegt werden. Ebenfalls kann ein leitfähiger Bereich mit der ersten Länge des Leiters befestigt werden, und dann in die Kabelgreifer-Anordnung platziert und damit befestigt werden.
  • Nachdem die Kabelgreifer-Anordnung mit dem Leiter befestigt ist, wird die Kabelgreifer-Anordnung ineinandergreifend mit der Innenseite des Außenrings verbunden. Vorzugsweise kann dies ermöglicht werden, indem ermöglicht wird, dass die untere Außenoberfläche eines Innenrings mit der inneren Bodenoberfläche eines Außenrings befestigt wird, wobei der Innenring vollständig im Außenring enthalten ist. Sobald die zwei Ringe befestigt sind, kann die Kabelgreifer-Anordnung ineinandergreifend mit dem Oberbereich des Innenrings verbunden werden, wobei der Innenring die Kabelgreifer-Anordnung vollständig enthält. Vorzugsweise kann die Kabelgreifer-Anordnung mit dem Innenring verbunden werden, indem Keilnutstifte, welche vom Innenring hervorragen, mit Keilnuten ausgerichtet werden, welche außerhalb der Kabelgreifer-Anordnung platziert sind, und die Keilnutstifte in die Keilnuten eingerastet werden. Alternativ kann die Kabelgreifer-Anordnung mit dem Innenring verbunden werden, indem Drückerstifte, welche vom Inneren des Innenrings hervorragen, in eine Umfangsnut eingeschnappt werden, welche außerhalb der Kabelgreifer-Anordnung angeordnet ist.
  • Wenn die Kabelgreifer-Anordnung ineinandergreifend mit dem Inneren des Außenrings verbunden ist, wird der Außenring mit einer Flüssigkeit hoher Durchschlagsfestigkeit gefüllt, welche den Innenring und die Kabelgreifer-Anordnung bedeckt. Vorzugsweise kann der Außenring eine Röhre enthalten, welche aus elektrisch nicht leitfähigem Material gemacht ist, und einen Endring, welcher aus elektrisch leitfähigem Material gemacht ist, welcher ineinandergreifend mit einem Ende der Röhre verbunden ist. Sobald die Flüssigkeit mit hoher Durchschlagsfestigkeit hinzugefügt wurde, wird eine Spannung an dem Bodenbereich des Außenrings angelegt. Diese Spannung wird vom Bodenbereich des Außenrings zum Innenring, zur Kabelgreifer-Anordnung und zum Leiter übertragen. Vorzugsweise kann die Teilspannungsentladung des Kabels gemessen werden um die Qualität der Isolierung zu bestimmen.
  • Bei einem weiteren Aspekt enthält eine Kabelabschluss-Vorrichtung gemäß der Erfindung eine Kabelgreifer-Anordnung, welche dazu konfiguriert ist ein erstes Ende eines Leiters im Zusammenhang mit einem ersten Ende von einem Kabel zu greifen und damit elektrisch in Verbindung zu stehen. Vorzugsweise kann der Leiter massiv oder festsitzend sein, und kann aus Kupfer, Aluminium oder Aluminiumlegierung gemacht sein. Ebenfalls kann die um den Leiter geschichtete Isolierung aus Polyethylen, quervernetztem Polyethylen oder Ethylen-Propylengummi gemacht sein. Zusätzlich können Schichten aus metallischem Streifen um die erste Länge des Leiters angelegt sein.
  • Vorzugsweise kann die Kabelgreifer-Anordnung eine Haltehülse, Greifstifte, welche gleitfähig mit dem Inneren der Haltehülse verbunden sind, wobei sie zusammen dazu betriebsfähig sind, das erste Ende des Leiters zuzugreifen, und einen Kolben enthalten. Der Kolben ist in eine erste Richtung drehbar, um zu bewirken, dass die Greiferstifte nach dem ersten Ende des Leiters zugreifen und damit elektrisch in Verbindung stehen, und in eine zweite Richtung drehbar, um die Greiferstifte zu bewirken, sich vom ersten Ende des Leiters loszulösen und sich davon elektrisch zu trennen. Alternativ kann die Kabelgreifer-Anordnung eine Haltehülse, eine Spannstange, welche das Innere der Haltehülse durchläuft, wobei sie dazu betriebsfähig ist, sich in eine erste Richtung und in eine zweite Richtung zu drehen, und gegenüberliegende Greiferstifte enthalten. Die gegenüberliegenden Greiferstifte sind dazu betriebsfähig, sich entlang der Spannstange zu bewegen, und dazu betriebsfähig zusammen nach dem ersten Ende des Leiters zuzugreifen. Die Spannstange kann in eine erste Richtung gedreht werden, um die Greiferstifte dazu zu bewirken, nach dem ersten Ende des Leiters zuzugreifen und sich damit elektrisch zu verbinden, und kann in eine zweite Richtung gedreht werden, um die Greiferstifte dazu zu bewirken, sich vom ersten Ende des Leiters loszulösen und sich elektrisch davon zu trennen.
  • Vorzugsweise kann ein Innenring ineinandergreifend um die Kabelgreifer-Anordnung befestigt sein und damit elektrisch verbunden sein. Vorzugsweise kann die Kabelgreifer-Anordnung mit dem Innenring verbunden werden, indem Keilnutstifte, welche von Innenring hervorragen, zu Keilnuten ausgerichtet werden, welche an der Außenseite der Kabelgreifer-Anordnung platziert sind, und die Keilnutstifte in die Keilnuten eingerastet werden. Alternativ kann die Kabelgreifer-Anordnung mit dem Innenring verbunden werden, indem Drückerstifte, welche vom Inneren des Innenrings hervorragen, in eine Umfangsnut einschnappen, welche an der Außenseite der Kabelgreifer-Anordnung angeordnet ist. Zusätzlich können Schlitze an der Außenseite der Kabelgreifer-Anordnung platziert sein, und zwar senkrecht zur Umfangsnut, wobei sie sich von der Umfangsnut aus zum Ende der Kabelgreifer-Anordnung erstrecken. Die Kabelgreifer-Anordnung kann vom Innenring durch Drehen der Kabelgreifer-Anordnung, und zwar bis die Drückerstifte zu den Schlitzen ausgerichtet sind, und durch Ziehen der Kabelgreifer-Anordnung vom Innenring lösgelöst werden.
  • Und schließlich ist ein Außenring ineinandergreifend um die Kabelgreifer-Anordnung befestigt. Vorzugsweise wird dies erreicht, indem die Kabelgreifer-Anordnung mit einem Innenring befestigt wird, und dann ein Außenring ineinandergreifend um den Innenring befestigt wird. Der Außenring enthält ein Fluid mit hohem Dielektrikum, welches die Kabelgreifer-Anordnung bedeckt, und eine Länge des ersten Endes des Leiters bedeckt. Vorzugsweise kann der Außenring eine Röhre enthalten, welche aus elektrisch nicht leitfähigem Material gemacht ist, und einen Endring, welcher aus einem elektrisch leitfähigen Material gemacht ist, welcher mit einem Ende der Röhre ineinandergreifend in Kontakt steht. Zusätzlich kann die Kabelabschluss-Vorrichtung ebenfalls eine Spannungsquelle enthalten, welche dazu konfiguriert ist, über den Außenring, den Innenring und die Kabelgreifer-Anordnung dem ersten Ende des Leiters eine Spannung zuzuführen.
  • Es ist zu verstehen, das sowohl die vorhergehende allgemeine Beschreibung als auch die folgende detaillierte Beschreibung beispielhaft sind und nur zur Erläuterung dienen, und dazu dienen, eine weitere Erläuterung der Erfindung, wie beansprucht, bereitzustellen. Die folgende Beschreibung, als auch die Anwendung der Erfindung legen zusätzliche Vorteile und Zwecke der Erfindung dar und regen dazu an.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die begleitenden Zeichnungen, welche einbezogen sind und einen Teil dieser Beschreibung bilden, stellen mehrere Ausführungsformen der Erfindung dar, und dienen, zusammen mit der Beschreibung, zur Erläuterung der Prinzipien der Erfindung.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Kabels, welches einen festsitzenden Leiter und eine primäre Bandabschirmung enthält, gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Querschnittsansicht eines beispielhaften Kabels, welches einen massiven Leiter und eine konzentrische Masse enthält, und zwar gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 3 ist eine isometrische Ansicht eines beispielhaften Kabels gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 4A ist eine axiale Schnittansicht einer Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 4B ist eine axiale Schnittansicht einer Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 5 ist eine axiale Schnittansicht einer Kontaktabschluss-Anordnung mit zwei Greiferstiften gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ist eine axiale Schnittansicht einer Einschnappkontaktabschluss-Anordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ist eine axiale Schnittansicht einer kontaktlosen Anordnung;
  • 8 ist ein Ablaufdiagramm, welches das allgemeine Verfahren zur Verwendung der Kontaktabschluss-Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellt; und
  • 9 ist ein Ablaufdiagramm, welches das allgemeine Verfahren zur Verwendung der kontaktlosen Abschluss-Anordnung darstellt.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Es wird nun auf verschiedene Ausführungsformen gemäß dieser Erfindung Bezug genommen, wobei Beispiele derer in den begleitenden Zeichnungen gezeigt sind und anhand der Beschreibung der Erfindung offensichtlich werden. In den Zeichnungen stellen dieselben Bezugsziffern dieselben oder ähnlich Elemente in den unterschiedlichen Zeichnungen, wann immer möglich, dar.
  • Die vorliegende Erfindung ist auf ein System und Verfahren zum Abschließen eines Kabels zum Testen der Qualität seiner Isolierung gerichtet. Die Erfindung stellt einen Abschluss-Entwurf bereit, um für einen großen Bereich an Kabelaufbauten geeignet zu sein, und braucht keine unterschiedlichen Isolierungsabschirmung Rückstreifen-Abstände, stellt eine sichere elektrische Verbindung bereit und ist umweltfreundlich.
  • Beispielsweise ist ein Kabel bereitgestellt, welches einen Leiter mit Materialien enthält, die um den Leiter geschichtet sind. Diese Schichten enthalten eine Isolierungsschicht. Die um den Leiter geschichteten Materialien werden bei einer ersten Länge in Längsrichtung um das erste Ende des Kabels entfernt, welches eine erste Länge des Leiters freilegt. Sobald der Leiter freigelegt ist, wird eine Kabelgreifer-Anordnung befestigt. Die Kabelgreifer-Anordnung kann mehrere Greiferstifte-Kontakte oder einen Einschnappkontakt-Abschluss enthalten.
  • Nachdem die Kabelgreifer-Anordnung mit dem Leiter befestigt ist, wird die untere Außenoberfläche eines Innenrings mit der inneren Bodenoberfläche eines Außenrings befestigt, wobei der Innenring vollständig im Außenring enthalten ist. Sobald die zwei Ringe befestigt sind, wird die Kabelgreifer-Anordnung ineinandergreifend mit dem Oberbereich des Innenrings verbunden, wobei der Innenring vollständig die Kabelgreifer-Anordnung enthält. Wenn die Kabelgreifer-Anordnung im Innenring ist, wird der Außenring mit einer Flüssigkeit mit hoher Durchschlagsfestigkeit gefüllt, welche den Innenring und die Kabelgreifer-Anordnung bedeckt.
  • Sobald die Flüssigkeit mit hoher Durchschlagsfestigkeit hinzugefügt wurde, wird eine Spannung am Bodenbereich des Außenrings angelegt. Diese Spannung wird vom Bodenbereich des Außenrings zum Innenring, zur Kabelgreifer-Anordnung und zum Leiter übertragen. Nachdem die Spannung angelegt ist, wird die Teilspannungsentladung des Kabels gemessen.
  • 4A und 4B stellen eine Kabelabschluss-Anordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Im allgemeinen ist ein Kabel 100 gezeigt, welches einen Mittenleiter 160 wie in 1 bis 3 dargestellt enthält. Eine Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften 200 enthält einen Außenring 205, einen verkeilten Innenring 240 und eine Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230. Der Außenring 205 enthält eine Röhre 210, welche aus Acryl, PVC oder weiteren Arten elektrisch nicht leitfähiger Materialien gemacht sein kann, und einen Endring 220, welcher aus Aluminium oder anderen Arten an elektrisch leitfähigen Materialien gemacht sein kann. Der Endring 220 ist ineinandergreifend mit der Röhre 210 verbunden und befestigt, und zwar mittels Aufschrauben oder jeglicher weitere Dichtungs- und Befestigungsmittel.
  • Der aus Aluminium oder weiteren Arten an elektrisch leitfähigen Materialien gemachte verkeilte Innenring 240 enthält drei Federn 241, drei Keilnutstifte 236 und einen Innenring-Befestiger 242. Die drei Federn 241 sind im Bodenbereich des Innenrings 240 vertikal platziert und ringsum gleichmäßig beabstandet. Die drei Keilnutstifte 236 sind gleichmäßig beabstandet und ragen horizontal aus der Innenwand des verkeilten Innenrings 240 hervor. Der Innenring-Befestiger 242 wird im Bodenzentrum des Innenrings 240 platziert und erlaubt, dass der verkeilte Innenring 240 mit dem Endring 220 befestigt und elektrisch verbunden wird.
  • Die Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230, welche aus Aluminium oder weiteren Arten an elektrisch leitfähigem Material gemacht ist, enthält eine Haltehülse 231, drei Drückerstifte 232, einen Kolben 233 und eine Grundplatte 234. An der Außenwand der Haltehülse 231 sind drei Keilnute 235 zum Verbinden der Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 mit dem verkeilten Innenring 240.
  • Der gemäß 3 vorbereite Leiter 160 wird im Aufnehmer 238 in der Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 eingesetzt. Sobald der Leiter 160 eingesetzt ist, wird der Kolben 233 am Boden der Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 gedreht, um die Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 zu schließen. Beim Drehen des Kolbens 233 gleiten die drei Greiferstifte 232 entlang von Nutspitzen in der Haltehülse 231, wodurch die drei Greiferstifte 232 hart auf den Leiter 160 gedrückt werden, um das Kabel 100 zu sichern und einen elektrischen Kontakt herzustellen.
  • Die Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 wird ineinandergreifend in den verkeilten Innenring 240 eingesetzt. Die drei Keilnute 235 werden zu drei Keilnutstiften 236 an der Außenwand des verkeilten Innenrings 240 angeordnet. Die Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 wird eingesetzt, bis die drei Keilnutstifte 236 das Ende der drei Keilnute 235 erreichen. Sobald die drei Keilnutstifte 236 das Ende der drei Keilnute 235 erreichen, wird die Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 gedreht und an der Stelle verriegelt. Diese Verriegelung wird durch die drei Federn 241 erreicht, welche die drei Keilnutstifte 236 in Sattelschlitzen 237 halten, welche in den drei Keilnuten 235 angeordnet sind. Diese verriegelte Position der drei Keilnutstifte 236 ist in 4A als Element 236' gezeigt. Die drei Federn 241 halten die Kabelgreifer-Anordnung und stellen einen elektrischen Pfad zwischen der Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 und dem verkeilten Innenring 240 durch die drei Federn 241 bereit. Zusätzlich helfen die drei Federn 241 die elektrische Verbindung zwischen der Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 und dem verkeilten Innenring 240 sicherzustellen, indem ein Druck angelegt wird, um die Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 und den verkeilten Innenring 240 in physikalischem Kontakt zu halten.
  • Es wird nun zu einer zweiten Ausführungsform der in 5 gezeigten vorliegenden Erfindung gewechselt, bei der eine Kontaktabschluss-Anordnung mit zwei Greiferstiften 300 gezeigt ist, welche ein alternativer Entwurf der Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften 200 ist. Bei der Kontaktabschluss- Anordnung mit zwei Greiferstiften 300 von 5 wird die Haltehülse 231 von 4A durch eine zylindrische Kabelgreifer-Anordnung 330 ersetzt. Die Kontaktabschluss-Anordnung mit zwei Greiferstiften 300 enthält zwei Greiferstifte 305, eine Schnelllöse-Spannstange 310 und drei Keilnute 320. Die Greifoberfläche auf jedem Greiferstift kann flach sein und Zähne zur Greifwirkung haben. Zum festeren Griff kann die gezahnte Greifoberfläche gekrümmt sein, um den Leiter 160 nachzuformen. Um einen Bereich an Leitergrößen unterzubringen, enthält jedes Paar an Greiferstiften 305 vorzugsweise einen Greiferstift, welcher eine geringe Krümmung hat, welche in Hinblick auf den unteren Limitbereich bemessen ist, und eine weitere Greiferstift-Krümmung hat, welche in Hinblick auf den höheren Limitbereich bemessen ist.
  • Die zwei Greiferstifte 305 bewegen sich entlang der Schnelllöse-Spannstange 310. Wenn die Schnelllöse-Spannstange 310 gedreht wird, werden, in Abhängigkeit von der Drehrichtung, die zwei Greiferstifte 305 zueinander hinbewegt, um den Leiter 160 zu greifen, oder voneinander wegbewegt, um den Leiter 160 zu lösen. Andererseits verriegelt sich die zylindrische Kabelgreifer-Anordnung 330 in den verkeilten Innenring 240, und zwar auf dieselbe Weise, wie die Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 der Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften 200, welche mit Bezug auf 4A und 4B beschrieben ist. Genauso sind der Außenring 205 und der verriegelte Innenring 240 dieselben wie jene der Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften 200.
  • Es wird nun auf eine in 6 gezeigte dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, bei welcher eine Einschnapp-Kontaktabschluss-Anordnung 400 gezeigt ist, welche ein weiterer alternativer Entwurf der Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften 200 ist. Bei der Einschnapp-Kontaktabschluss-Anordnung 400 wird die Haltehülse Kabelgreifer-Anordnung 230 von 4A und 4B und ihre entsprechende Keilnute durch eine Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 ersetzt, welche eine Umfangsnut 420 enthält. Zusätzlich zur Umfangsnut 420 hat die Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 drei gleichmäßig beabstandete Schlitze (nicht gezeigt), welche senkrecht von der Umfangsnut 420 zum Boden der Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 verlaufen. Die drei Keilnutstifte 236 auf der Innenwand des verkeilten Innenrings 240 werden durch drei Drückerstifte 430 im Einschnapp-Innenring 425 ersetzt.
  • Beim Abschließen wird der Leiter 160 vorzugsweise mit einem leitfähigen Verbindungsball 405 verbunden, welcher wiederum in der Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 platziert ist. Der leitfähige Ball 405 wird in der Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 durch Einstellschrauben gehalten, welche in den Einstellschrauben-Öffnungen 415 platziert sind. Mit befestigtem leitfähigem Verbindungsball 405 wird die Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 in den Einschnapp-Innenring 425 gedrückt, bis die Drückerstifte 430 in die Umfangsnut 420 einschnappen. Wenn die Einschnapp-Kabelgreifer 410 vom Einschnapp-Innenring 425 gelöst wird, wird die Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 gedreht, bis die Drückerstifte 430 sich in die Schlitze absenken (nicht gezeigt). Nachdem die Drückerstifte 430 sich in die Schlitze abgesenkt haben, wird die Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 dann gezogen, wobei sie vom Einschnapp-Innenring 425 losgelöst wird, wenn die Drückerstifte 430 durch die Schlitze gleiten. Andererseits wird der Außenring 205 mit dem Einschnapp-Innenring 425 auf dieselbe Weise befestigt, wie der verkeilte Innenring 240 der Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften 200.
  • Es wird nun auf 7 Bezug genommen, bei welcher eine kontaktlose Abschlussanordnung 500 gezeigt ist. Die kontaktlose Abschlussanordnung 500 enthält einen Außenring 502 und eine erste Röhre 510. Der Außenring 502 enthält eine zweite Röhre 505, welche normalerweise aus Acryl, PVC oder weiterem elektrisch nicht leitfähigen Material gemacht ist, und einen Endring 520, welcher ebenfalls aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material gemacht ist. Der Endring 520 hat eine Öffnung am Bodenbereich für die hornförmige erste Röhre 510.
  • Um den kontaktlosen Abschluss 500 zusammenzubauen, wird die erste Röhre 510, welche gemäß dem Größenbereich des zu testenden Kabels bemessen ist, durch zwei starre Gummidichtungen (nicht gezeigt) auf dem Endring 520 gesichert. Der Endring 520 wird dann auf ein Ende der zweiten Röhre 505 geschraubt. Um den Abschluss zu installieren, wird das Kabel 100 wie oben mit Bezug auf 3 beschrieben vorbereitet, und wird in den Außenring 502 eingesetzt, und wird dann durch die erste Röhre 510 gedrückt. Die erste Röhre 510 ist derart abgemessen, dass sie dem Kabel 100 entspricht, um eine feste Dichtung bereitzustellen. Der Leiter 160 ragt aus dem Bodenbereich des Außenrings 502 hervor.
  • Es wird nun auf 8 Bezug genommen, in welcher ein Verfahren 600 zum Verwenden von Kontaktabschluss-Anordnungen gezeigt ist. Kontaktabschluss-Anordnungen enthalten die Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften 200, die Kontaktabschluss-Anordnung mit zwei Greiferstiften 300 und die Einschnapp-Kontaktabschluss-Anordnung 400. Ein beispielhaftes Verfahren 600 beginnt bei Startblock 605 und fährt mit Schritt 610 fort, bei welchem ein Kabel 100 bereitgestellt wird. Das bereitgestellte Kabel 100 kann die mit Bezug auf 1 und 2 beschriebenen Kabeltypen enthalten. Jedoch wird der Fachmann anerkennen, dass weitere Kabelaufbauten verwendet werden können. Von Schritt 610 aus fährt das Verfahren 600 mit Schritt 620 weiter, bei welchem Materialien vom Kabel entfernt werden, welches eine Leiterlänge freilegt. Details bezüglich des Entfernens von Materialien vom Leiter 160 sind mit Bezug auf die Diskussion von 3 beschrieben.
  • Von Schritt 620 aus fährt das Verfahren 600 mit Schritt 630 fort, bei welchem die in Schritt 620 freigelegte Leiterlänge 160 mit einer Kabelgreifer-Anordnung befestigt wird. Die in diesem Schritt verwendeten Kabelgreifer-Anordnungen können die Kabelgreifer-Anordnungen enthalten, welche mit Bezug auf die Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften 200 offenbart sind, wie mit Bezug auf 4A und 4B beschrieben, die Kontaktabschluss-Anordnung mit zwei Greiferstiften 300, wie mit Bezug auf 5 beschrieben, und die Einschnapp-Kontaktabschluss-Anordnung 400, wie mit Bezug auf 6 beschrieben. Jedoch wird der Fachmann anerkennen, dass weitere Kabelgreifer-Anordnungen verwendet werden können.
  • Nachdem der Leiter 160 in Schritt 630 mit der Kabelgreifer-Anordnung befestigt ist, fährt das Verfahren 600 mit Schritt 640 fort, bei welchem der äußere Bodenbereich des Innenrings mit dem inneren Bodenbereich des Außenrings befestigt wird. Im allgemeinen wird dies durch Aufschrauben des Innenrings auf den Außenring durchgeführt, wie mit Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen in 4A, 4B, 5 und 6 beschrieben. Jedoch wird der Fachmann anerkennen, dass weitere Befestigungsmechanismen verwendet werden können, um den Innenring mit dem Außenring zu befestigen und elektrisch zu verbinden, wie mit Bezug auf die verschiedenen Ausführungsformen beschrieben.
  • Von Schritt 640 aus fährt das Verfahren 600 mit Schritt 650 fort, bei welchem die Kabelgreifer-Anordnung mit dem Innenring befestigt wird. Mit Bezug auf die Kontaktabschluss-Anordnung mit drei Greiferstiften 200 und die Kontaktabschluss-Anordnung mit zwei Greiferstiften 300, wird diese Befestigung unter Verwendung von Keilnuten und Keilnutstiften durchgeführt. Wie zuvor erwähnt, werden drei Keilnute zu drei Keilnutstiften an der Innenwand des Innenrings ausgerichtet. Die Kabelgreifer-Anordnung wird eingesetzt, bis die drei Keilnutstifte das Ende der Keilnuten erreichen. Sobald die Keilnutstifte das Ende der Keilnuten erreichen, wird die Kabelgreifer-Anordnung gedreht und auf der Stelle verriegelt. Diese Verriegelung wird durch Federn erreicht, welche die Keilnutstifte in Sattelschlitzen halten, welche sich in den Keilnuten befinden.
  • Mit Bezug auf die Einschnapp-Kontaktabschluss-Anordnung 400, wie mit Bezug auf 6 beschrieben, wird die Befestigung unter Verwendung von Drückerstiften 430 und einer Umfangsnut 420 durchgeführt. Die Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 wird in den Einschnapp-Innenring 425 gedrückt, bis die Drückerstifte 430 in die Umfangsnut 420 einschnappen. Wenn die Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 vom Einschnapp-Innenring 425 gelöst wird, wird die Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 gedreht, bis die Drückerstifte 430 sich in die Schlitze absenken (nicht gezeigt). Nachdem sich die Drückerstifte 430 in die Schlitze abgesenkt haben, wird die Einschnapp-Kabelgreifer-Anordnung 410 dann gezogen, wobei sie vom Einschnapp-Innenring 425 losgelöst wird, sobald die Drückerstifte 430 durch die Schlitze gleiten.
  • Sobald die Kabelgreifer-Anordnung in Schritt 650 mit dem Innenring befestigt ist, fährt das Verfahren mit Schritt 660 fort, bei welchem der Außenring mit einer Flüssigkeit mit hohem Dielektrikum gefüllt wird, welche den Innenring und die Kabelgreifer-Anordnung bedeckt. Bei Kabeln mit versiegelten Litzen 170, wie der in 1 beschriebene Leiter 160, wird der Leiter 160 mit Schichten aus metallischen Streifen umwickelt. Die Schichten aus metallischen Streifen blockieren das Material der versiegelten Litzen und bewahren es davor mit der Flüssigkeit mit hohem Dielektrikum kontaminiert zu werden. Diese Flüssigkeit mit hohem Dielektrikum kann ein umweltfreundlicher Verbund sein, jedoch ist die Flüssigkeit mit hohem Dielektrikum vorzugsweise ein biologisch abbaubarer umweltfreundlicher Verbund und kann pflanzliches oder synthetisches Öl enthalten. Jedoch wird der Fachmann anerkennen, dass weitere Flüssigkeiten mit hohem Dielektrikum verwendet werden können, welche weitere biologisch abbaubare, umweltfreundliche Flüssigkeiten mit hohem Dielektrikum enthalten.
  • Von Schritt 660 aus fährt das beispielhafte Verfahren 600 mit Schritt 670 fort, bei welchem eine Testspannung am Bodenbereich des Außenrings angelegt wird. Diese Testspannung kann über einen Bananen-Stecker angelegt werden, welcher in einem Loch am Bodenbereich des Endrings eingesteckt wird, und wird vom Bodenbereich des Außenrings zum Innenring, zur Kabelgreifer-Anordnung und zum Leiter übertragen. Die Testspannung ist eine Wechselspannung und beträgt im allgemeinen das drei bis vierfache der eingestuften Spannung des zu testenden Kabels.
  • Mit der in Schritt 670 dem Leiter angelegten Spannung fährt das Verfahren 600 mit Schritt 680 fort, bei welchem die Teilentladung gemessen wird. Im allgemeinen sind die Anforderungen des durchgeführten Tests, dass der Teilentladungs- (oder Corona)-Pegel unterhalb von 5pC (pico Coulomb) sein soll, und zwar unter einer elektrischen Belastung von 200 Volt pro mm Isolierung 140. Beispielsweise hat ein Kabel, welches mit 15 kV bemessen ist, mit einer Isolierung 140, welche eine Dicke von 175 mm hat, eine Testspannung von 35 kV zu haben. Zusätzlich wird ein Kabel, welches mit 35 kV bemessen ist, mit einer Isolierung 140, welche eine Dicke von 345 mm hat, eine Testspannung von 69 kV zu haben. Von Schritt 680 aus fährt das Verfahren mit Schritt 690 fort, bei welchem das beispielhafte Verfahren 600 endet.
  • Es wird nun auf 9 Bezug genommen, bei welchem ein Verfahren 700 zur Verwendung einer kontaktlosen Abschluss-Anordnung gezeigt ist. Diese Anordnung enthält eine kontaktlose Abschluss-Anordnung 500, wie in 7 gezeigt. Das beispielhafte Verfahren 700 beginnt bei Startblock 705 und fährt mit Schritt 710 fort, bei welchem ein Kabel 100 bereitgestellt wird. Das bereitgestellte Kabel 100 kann die mit Bezug auf 1 und 2 beschriebenen Kabeltypen enthalten. Jedoch wird der Fachmann anerkennen, dass weitere Kabelaufbauten verwendet werden können. Von Schritt 710 aus fährt das Verfahren 700 mit Schritt 720 fort, bei welchem Materialien vom Kabel entfernt werden, welches eine Leiterlänge 100 freilegt. Details bezüglich der Entfernung von Materialien vom Leiter 160 sind mit Bezug auf die Diskussion von 3 beschrieben.
  • Von Schritt 720 aus fährt das Verfahren 700 mit Schritt 730 fort, bei welchem eine erste Röhre 510 gemäß dem Leiter 160 bemessen wird und mit dem Endring 520 gesichert wird. Es können Gummidichtungen verwendet werden um die erste Röhre 510 zu sichern, jedoch wird der Fachmann anerkennen, dass weitere Sicherungsmechanismen verwendet werden können. Nachdem die erste Röhre 510 in Schritt 730 mit dem Endring 520 gesichert ist, fährt das Verfahren 700 mit Schritt 740 fort, bei welchem der Endring 520 auf die zweite Röhre 505 geschraubt wird. Der Fachmann wird anerkennen, dass Befestigungsmechanismen, welche sich von Aufschrauben unterscheiden, angewendet werden können, um den Endring 520 mit der zweiten Röhre 505 zu befestigen und abzudichten.
  • Von Schritt 740 aus fährt das Verfahren 700 mit Schritt 750 fort, bei welchem das Kabel 100 in den Oberbereich der zweiten Röhre 505 und durch die erste Röhre 510 nach unten platziert wird, wobei der Leiter 160 vom Endring 520 aus hervorragt. Sobald das Kabel in Schritt 750 platziert ist, fährt das Verfahren mit Schritt 760 fort, bei welchem der Außenring 502 mit einem Fluid mit hoher Durchschlagsfestigkeit durch einen Schlauch gefüllt wird, welcher mit einem Ventil (nicht gezeigt) verbunden ist, welches nahe dem Bodenbereich der zweiten Röhre 505 installiert ist. Verglichen mit dem Verfahren 600 zur Verwendung von Kontaktabschlüssen, kommt das dielektrische Fluid beim beispielhaften Verfahren nicht mit dem Kabelleiter in Kontakt. Diese Flüssigkeit mit hohem Dielektrikum kann ein umweltfreundlicher Verbund sein, jedoch ist die Flüssigkeit mit hohem Dielektrikum vorzugsweise ein biologisch abbaubarer, umweltfreundlicher Verbund und kann ein pflanzliches oder synthetisches Öl enthalten. Jedoch wird der Fachmann anerkennen, dass weitere Flüssigkeiten mit hohem Dielektrikum verwendet werden können, welche weitere biologisch abbaubare, umweltfreundliche Flüssigkeiten mit hohem Dielektrikum enthalten.
  • Von Schritt 760 aus fährt das beispielhafte Verfahren mit Schritt 770 fort, bei welchem eine Testspannung an den Leiter 160 angelegt wird. Die Testspannung ist im allgemeinen eine Wechselspannung und beträgt das drei bis vierfache der eingestuften Spannung des zu testenden Kabels. Wenn die Spannung an den Leiter 160 angelegt ist, fährt das Verfahren 700 mit Schritt 780 fort, bei welchem die Teilentladung gemessen wird. Im allgemeinen sind die Anforderungen des verwendeten Tests, dass der Teilentladungs- (oder Corona-)Pegel unterhalb von 5pC (pico Coulomb) sein sollte, und zwar bei einer elektrischen Belastung von 200 Volt pro mm an Isolierung 140. Beispielsweise wird ein Kabel, welches bei 15 kV eingestuft ist, mit einer Isolierung 140, welche eine Dicke von 175 mm hat, eine Testspannung von 35 kV haben. Zusätzlich wird ein Kabel, welches mit 35 kV eingestuft ist, mit einer Isolierung 140, welche eine Dicke von 345 mm hat, eine Testspannung von 69 kV haben. Von Schritt 780 aus fährt das Verfahren mit Schritt 790 fort, bei welchem das beispielhafte Verfahren 700 endet.
  • Angesichts des vorhergehenden wird anerkannt, dass die vorliegende Erfindung eine Abschluss-Anordnung für ein Kabel und ihr Verwendungsverfahren bereitstellt. Es sollte jedoch verständlich sein, dass sich das vorhergehende nur auf die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bezieht, und dass zahlreiche Änderungen hierzu gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie durch die folgenden Ansprüche bestimmt, abzuweichen.

Claims (24)

  1. Verfahren zum Testen eines elektrischen Stromkabels (100), welches eine erste Länge mit offenem Leiter (160) und eine zweite Länge mit Materialien hat, welche um den Leiter geschichtet sind, wobei die Materialien eine Isolierung enthalten, mit den Schritten: Befestigen der ersten Länge des Leiters in einer Kabelgreifer-Anordnung (230; 330; 410), welche dazu angepasst ist unterschiedliche Leitergrößen unterzubringen, wobei der Befestigungsschritt die Schritte enthält: Einlegen der ersten Länge an offenem Leiter (160) in die Kabelgreifer-Anordnung (230; 330; 410); Bewegen eines Greifer-Mittels (232; 305; 415) der Kabelgreifer-Anordnung (230; 330; 410) in Richtung zur ersten Länge an offenem Leiter (160); Zugreifen der ersten Länge an offenem Leiter (160); Ineinandergreifendes Verbinden der Kabelgreifer-Anordnung (230; 330; 410) mit dem Inneren eines Außenrings (205); Befüllen mindestens eines Abschnittes des Außenrings (205) mit einer Flüssigkeit mit hoher Durchschlagsfestigkeit, um die Kabelgreifer-Anordnung (230; 330; 410) zu bedecken; und Anlegen einer Spannung an den Unterbereich des Außenrings (205), wobei die Spannung vom Unterbereich des Außenrings an die Kabelgreifer-Anordnung (230; 330; 410) übertragen wird, und an die erste Länge des Leiters (160).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Verbindungsschritt ferner die Schritte enthält: Befestigen der unteren Außenoberfläche eines Innenrings (240; 425) mit der unteren Innenoberfläche des Außenrings (205), wobei der Innenring vollständig im Außenring enthalten ist; und Ineinandergreifendes Verbinden der Kabelgreifer-Anordnung (230; 330; 410) mit dem Innenring (240; 425), wobei der Innenring komplett die Kabelgreifer-Anordnung enthält.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem der Verbindungsschritt ferner enthält: Ausrichten von Keilnut-Stiften (236; 305) mit Keilnuten (235; 320), wobei die Keilnut-Stifte vom Inneren des Innenrings (240) in Richtung des Zentrums des Innenrings hervorstehen, und die Keilnuten in die Außenseite der Kabelgreifer-Anordnung (230; 330) platziert werden; und Einrasten der Keilnut-Stifte (236; 305) in die Keilnuten (235; 320), wobei die Kabelgreifer-Anordnung (230; 330) und der Innenring (240) elektrisch und physikalisch miteinander verbunden werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem der Verbindungsschritt ferner enthält: Einschnappen von Drückstiften (430) in eine Umfangsnut (420), wobei die Drückstifte vom Inneren des Innenrings (425) in Richtung des Zentrums des Innenrings hervorragen, und die Umfangsnut in die Außenseite der Kabelgreifer-Anordnung (410) platziert wird; wobei die Kabelgreifer-Anordnung (410) und der Innenring (425) elektrisch und physikalisch miteinander verbunden werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, bei welchem der Befestigungsschritt ferner enthält: Befestigen eines leitfähigen Bereiches (405) mit der ersten Länge des Leiters; Platzieren des leitfähigen Bereiches in die Kabelgreifer-Anordnung (410); und Befestigen des leitfähigen Bereiches in der Kabelgreifer-Anordnung.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, welches ferner den Schritt eines Messens einer Teilspannungsentladung des Kabels (100) enthält, um die Qualität der Isolierung zu Bestimmen.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Befestigungsschritt ferner ein Anlegen von Schichten an metallischen Streifen um die erste Länge des Leiters enthält.
  8. Kabelabschluss-Vorrichtung (200; 300; 400) zum elektrischen Testen eines elektrischen Stromkabels, wobei die Vorrichtung enthält: eine Kabelgreifer-Anordnung (230; 330; 410), welche so aufgebaut ist, dass sie ein erstes Ende eines Leiters (160), welcher mit einem ersten Ende eins Kabels (100) im Zusammenhang steht, zugreift, und damit elektrischen Kontakt aufnimmt; und einen Außenring (205), welcher ineinandergreifend mit der Kabelgreifer-Anordnung befestigt ist, wobei der Außenring einen Endring (220) enthält, welcher aus einem elektrisch leitfähigen Material gemacht ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Fluid mit hohem Dielektrikum die Kabelgreifer-Anordnung und eine Länge des ersten Endes des Leiters bedeckt, und dass die Kabelgreifer-Anordnung dazu angepasst ist, unterschiedliche Leitergrößen unterzubringen.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, welche ferner einen Innenring (240; 425) enthält, welcher ineinandergreifend um die Kabelgreifer-Anordnung (230; 330; 410) befestigt ist, und damit elektrisch verbunden ist, wobei der Außenring (205) ineinandergreifend mit dem Innenring befestigt ist, und damit elektrisch verbunden ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, welche ferner eine Spannungsquelle enthält, welche so aufgebaut ist, dass sie über den Außenring (205), den Innenring (240; 425) und die Kabelgreifer-Anordnung (230; 330; 410) eine Spannung an das erste Ende des Leiters zuführt.
  11. Vorrichtung (200) nach Anspruch 8, wobei die Kabelgreifer-Anordnung (230) enthält: eine Haltehülse (231); Greifstifte (232), welche gleitfähig mit dem Inneren der Haltehülse verbunden sind, und zusammen dazu betriebsfähig sind, das erste Ende des Leiters zuzugreifen; und einen in eine erste Richtung drehbaren Kolben (233), welcher bewirkt, dass die Greiferstifte nach dem ersten Ende des Leiters zugreifen und damit elektrisch in Verbindung stehen, und welcher in eine zweite Richtung drehbar ist, um die Greiferstifte zu bewirken, sich vom ersten Ende des Leiters loszulösen und sich damit elektrisch zu trennen.
  12. Vorrichtung (300) nach Anspruch 8, bei welcher die Kabelgreifer-Anordnung enthält: eine Haltehülse; eine Spannstange (310), welche das Innere der Haltehülse durchläuft, wobei die Spannstange dazu betriebsfähig ist, sich in eine erst Richtung und in eine zweite Richtung zu umdrehen; und gegenüberliegende Greiferstifte (305), welche dazu betriebsfähig sind, sich entlang der Spannstange zu bewegen, und dazu betriebsfähig sind, zusammen nach dem ersten Ende des Leiters zuzugreifen, wobei die Spannstange in eine erste Richtung drehbar ist, um die Greiferstifte dazu zu bewirken, nach dem ersten Ende des Leiters zuzugreifen und sich damit elektrisch zu verbinden, und in eine zweite Richtung drehbar ist, um die Greiferstifte dazu zu bewirken, sich vom ersten Ende des Leiters loszulösen und sich elektrisch davon zu trennen.
  13. Vorrichtung (200) nach Anspruch 9, welche ferner enthält: Keilnutstifte (236), welche vom Inneren des Innenrings (240) in Richtung des Zentrums des Innenrings hervorragen; und Keilnute (235), welche an der Außenseite der Kabelgreifer-Anordnung (230) in Ausrichtung zu den Keilnut-Stiften platziert sind, wobei sich die Keilnut-Stifte einrastend in das Ende der Keilnute befestigen und elektrisch die Kabelgreifer-Anordnung mit dem Innenring verbinden.
  14. Vorrichtung (400) nach Anspruch 9, welche ferner enthält: eine Umfangsnut (420), welche in der Außenseite der Kabelgreifer-Anordnung (410) platziert ist; und Drückerstifte (430), welche vom Inneren des Innenrings (425) in Richtung des Zentrums des Innenrings hervorragen, wobei die Drückerstifte in die Umfangsnut einschnappen, wobei sie einrastend die Kabelgreifer-Anordnung mit dem Innenring befestigen und damit elektrisch verbinden.
  15. Vorrichtung (400) nach Anspruch 14, welche ferner enthält: Schlitze, welche an der Außenseite der Kabelgreifer-Anordnung (410) platziert sind, wobei die Schlitze senkrecht zur Umfangsnut (420) stehend, und sich von der Umfangsnut zum Ende der Kabelgreifer-Anordnung gegenüberliegend dem Ende, welches den Leiter empfängt, erstrecken; und wobei die Kabelgreifer-Anordnung vom Innenring (425) durch Drehen der Kabelgreifer-Anordnung, und zwar bis die Drückerstifte zu den Schlitzen ausgerichtet sind, und Ziehen der Kabelgreifer-Anordnung vom Innenring, und zwar wenn die Drückerstifte durch die Schlitze gleiten, losgelöst wird.
  16. Vorrichtung (200; 300; 400) nach Anspruch 8, bei welcher der Leiter (160) massiv ist.
  17. Vorrichtung (200; 300; 400) nach Anspruch 8, bei welcher der Leiter (160) aus mindestens einem der folgenden Materialien gemacht ist: Kupfer, Aluminium und Aluminiumlegierung.
  18. Vorrichtung (200; 300; 400) nach Anspruch 8, bei welcher der Leiter (160) festsitzt.
  19. Vorrichtung (200; 300; 400) nach Anspruch 18, bei welcher ein metallischer Streifen um den Leiter (160) platziert ist.
  20. Vorrichtung (200; 300; 400) nach Anspruch 18, bei welcher der Leiter versiegelte Litzen enthält, und ein metallischer Streifen um den Leiter platziert ist.
  21. Vorrichtung (200; 300; 400) nach Anspruch 8, bei welcher die Flüssigkeit mit hoher Durchschlagsfestigkeit einen umweltfreundlichen Verbund enthält.
  22. Vorrichtung (200; 300; 400) nach Anspruch 21, bei welcher der umweltfreundliche Verbund mindestens eines der folgenden Materialien enthält: ein pflanzliches Öl und ein synthetisches Öl.
  23. Vorrichtung (200; 300; 400) nach Anspruch 8, bei welcher der Leiter (160) isoliert ist, wobei die Isolierung aus mindestens einem der folgenden Materialien gemacht ist: Polyethylen, quervernetztes Polyethylen, und Ethylen-Propylengummi.
  24. Vorrichtung (200; 300; 400) nach Anspruch 8, bei welcher der Außenring (205) eine Röhre (210) enthält, welche aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material gemacht ist.
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