DE7810421U1

DE7810421U1 - Hülse zum Verbinden und insbesondere zum EndabschluB eines Hochspannungsleiters

Info

Publication number: DE7810421U1
Application number: DE19787810421
Authority: DE
Original assignee: Tyco Electronics Raychem GmbH
Current assignee: Tyco Electronics Raychem GmbH
Priority date: 1977-04-07
Filing date: 1978-04-07
Publication date: 1980-08-14
Also published as: DE2815099A1; FR2386922A1

Description

G 78 10 421.9 10. März 1980

Raychem GmbH 14 883/77

Die Erfindung betrifft eine^Hülse· zum Verbinden und
insbesondere zum Endabschluss eines Hochspannungsleiters

Die Erfindung betrifft insbesondere, aber nicht aus- '·: schliesslich, den Endverschluss von Leistungskabeln,
die einen Leiter, beispielsweise einen mittig angeordneten Leiter, aufweisen, der seinerseits von einem Di- _ζ elektrikum, einer Abschirmung und einem Isoliermantel I umgeben ist. Andere Zwischenlagen sind gewöhnlich vorhanden, aber für die vorliegende Erfindung ohne Bedeutung. Normalerweise wird das Kabel abisoliert, um einen · Abschnitt des Leiters freizulegen, damit die eigentli- '

-ϊ^ T C_nA ~^Λ Φα~>> -JLR Μλ X Λθ]ί-ΛΟΤ MQ7-M ρτια-ο-

geben ist,kann die Wahrscheinlichkeit eines Überschlags

Sölte: 1 -

ehe leitende Verbindung hergestellt werden kann, sowie * einen Abschnitt des Dielektrikums und einen Abschnitt
der Abschirmung; der beim Abisolieren entfernte Mantel- ' abschnitt hat daher die grösste Länge. Bei der Her- ]

stellung des Endverschlusses für Hochspannungskabel
ist es erforderlich, den Potentialunterschied zwischen | der Abschirmung und dem Leiter zu berücksichtigen, in- ! dem irgendeine Art der Spannungssteuerung vorgesehen f wird, und ferner das freiliegende Dielektrikum, etc., ! durch ein Isoliermaterial abzudecken. Die Isolatoren
oder Isolierstoffe, die für derartige Zwecke verwendet werden, müssen strengen Anforderungen genügen,
und zwar für längere Zeitspannen sowie häufig in verunreinigter Atmosphäre.

14883/77

zwischen den Isolatoren, der durch einen zu grossen, als Folge der Verringerung des Oberflächenwiderstands durch Verunreinigung über die Oberfläche fliessenden Leckstroms verursacht wird, verringert werden, indem der Kriechweg durch die Anordnung mehrerer und entsprechend dünnerer Kragen vergrössert wird. Wie der Aufsatz angibt, ist es wegen des resultierenden Anstiegs in Turm- oder Unterstationhöhe nicht realistisch, die Gesamtlänge des Isolators zu erhöhen.

Die bei Isoliervorrichtungen bestehenden technischen Forderungen sind in Proc, IEE, 117, No. 7 1365 et seq., (1970) beschrieben und desgleichen die Brauchbarkeit der Anwendung von wärmeschrumpfbaren Werkstoffen für solche Einsatzgebiete. Um die Länge eines Endverschlusses so klein wie möglich zu machen, ist es bei wärmeschrumpfbaren Werkstoffen^wie auch bei beliebigen anderen, als wünschenswert angegeben, eine Anzahl von Kragen vorzusehen, diese so dünn wie möglich auszuführen und ihre Kragenbreite im Einklang mit den Erfordernissen der Fertigung und des Einsatzes so gross wie möglich zu machen. Einzelheiten derartiger Endverschlusssysteme sind beispielsweise in der Veröffentlichung 71 C 38 EI-93 aufgeführt, die von R. J. Penneck und R. J. T. Clabburn in der IEEE-Konferenz in Chicago, 111., USA im Jahre 1971 vorgelegt wurde.

Wo die Gesamtlänge der Isolierung kurz sein muss, ist es nicht möglich, viele Kragen vorzusehen, da ihre Anwesenheit Schwierigkeiten bei der Anwendung einer wärmeschrumpfbaren Endverschluss-Isolierung macht. Um die Gefahr einer Hohlraumbildung zwischen der Isolierung und dem Substrat, auf welches die Isolierung wärmerückgestellt werden soll, so klein wie möglich zu halten,

- neue Seite 2 -

• · «ff ··»· φ 4

14883/77

muss der wärmeschrumpfbare Teil ausreichend über seinen gesamten Umfang und seine gesamte Länge erhitzt werden, um eine ordnungsgemässe Rückstellung zu erzielen und an jeder Stelle einen Kontakt mit dem Substrat zu gewährleisten. Falls viele Kragen mit engem Abstand vorgesehen sind, ist es schwieriger, eine ausreichende Erhitzung de« Abschnitts des schrumpfbaren Isolierwerkstoffs zwischen den Kragen durch einen mit einer Heizflamme arbeitenden Brenner oder einer Heissluftzuführung, wie

sie normalerweise bei der Herstellung von Endverschlüssen an Baustellen verwendet werden, zu gewährleisten.

Falls Kragen getrennt aufgebracht werden, nach dem Schrumpfen des Teils auf den Endverschluss, ist es erforderlich, eine vollständige Klebeverbindung zwisehen dem Kragen und dem Teil herzustellen, so dass

ein Kriechweg zwischen der Aussenfläche des Teils und der Innenfläche des Kragens vermieden wird. Es bleibt somit eine Schwierigkeit bei der Herstellung eines kurzen Endverschlusses mit ausreichender Fähigkeit, einem Impuls höherer Spannung als die normale Betriebsspannung zu widerstehen, bestehen. Die Fähigkeit, Spannungsstössen zu widerstehen, kann vergrössert werden, indem die Wandstärke des wärmeschrumpfbaren Teils ver~ grössert wird, jedoch wird dadurch das Aufschrumpfen schwieriger, die Kosten werden erhöht und es wird keine proportionale Vergrösserung für eine gegebene Erhöhung der

Stärke erhalten.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Hülse zur Herstellung eines Endverschlusses eines abgeschirmten und isolierten elektrischen Leiters zur Verfügung/ der einen darauf be-

- neue Seite 3 -

f ♦ *■ # C ·

...I Λ}

1*1883/77

ill»·

findlichen Kragen am Abschnitt des freiliegenden Dielektrikums umfasst, wobei der Kragen innerhalb eines Eereichs von etwa ^O bis etwa 85 %, zweckmässig von etwa 50 % bis etwa 80 %, vorzugsweise von etwa 57 % bis etwa 77 % oder besser von etwa 60 % bis etwa 75 % und optimal etwa 70 % der Entfernung vom Ende des Kabelmantels zum Ende des Dielektrikum3 (gemessen vom Kabelmantelende) liegt. Vorzugsweise wird die Hülse durch Aufschrumpfen derselben und vorzugsweise durch Aufschrumpfen mittels Wärme auf das Kabelende aufgebracht. Der Kragen kann einstückig mit der Hülse ausgeführt sein oder es kann ein unabhängig aufgebrachter Kragen verwendet werden.

Es ist offensichtlich, dass die Fähigkeit, Spannungsstössen zu widerstehen, die höher sind als die üblichen Spannungen, erhöht wird, indem die Kragenlänge des Kragens vergrössert wird und indem dieser im Einklang mit der Erfindung angeordnet wird.

Die erfindungsgemasse Hülse eignet sich besonders für Endverschlüsse, die verhältnismässig kurz sind; beispielsweise gibt bei einem Kabel für 11,6/20 kV ein Endverschluss, in dem der Abstand zwischen dem Ende des Mantels und dem Ende des Dielektrikums 200 mm beträgt, zufriedenstellende Ergebnisse.

Gemäss der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die wärmeschrumpfbare Fülse

- neue Seite 4 -

14883/77

einen einstückigen Kragen in geeigneter Lage, wobei die Hülse und der Kragen eine anti-kriechwegbildende Aussenflache und eine spannungssteuernde Innenfläche aufweisen und die Hülse mühelos in einem einzigen Arbeitsgang aufgebracht werden kann.

Der Werkstoff der Hülse wird unter Berücksichtigung der Natur des Kabelendes ausgewählt, auf das er aufgebracht werden soll. Vorzugsweise ist die Hülse einschliesslich des Kragens aus einem Isoliermaterial, das sich zur Verwendung für Hochspannungsanwendungen eignet. Geeignete Werkstoffe sind beispielsweise in den GB-PSen 1 28¹I 082, 1 303 ^32 und 1 337 951 angegeben. Die Aussenfläche der Hülse ist zweckmässig anti-bahnbildend. Es kann eine Einrichtung zur Spannungssteuerung vorgesehen sein, die aus einer Widerstandsanordnung,einer kapazitiven Anordnung oder beiden besteht. Beispielsweise kann ein Teil der Hülse eine Spannungssteuerungsschicht aufweisen, beispielsweise eine innere halbleitende Schicht, die vorzugsweise aus einer Zusammensetzung besteht,, die ein Polymeres mit einem darin verteilten leitenden Füllstoff enthält. Beispiele geeigneter Werkstoffe sind in den GB-PSen 1 29H 665, 1 433 129 und 1 lJ70 501-H beschrieben.

Das spamvungssteuernde Material erstreckt sich vorzugsweise nicht zu den beiden Enden der Hülse; seine Länge beträgt vorzugsweise von etwa 50 % bis 90 %, und zweckmässig

Seit4 5

14883/77

etwa 55 2 des Abstands zwischen dem Mantel und den Enden des Dielektrikums. Vorteilhafterweise ist die spannungssteuernde Schicht mit der Isolierschicht in einer Weise verbunden, die die Möglichkeit, dass ein Spalt an den Enden der spannungssteuernden Schicht entsteht, so klein wie möglich hält, beispielsweise kann der isolierende Abschnitt über dem spannungssteuernden Abschnitt geformt sein. Die spannungssteuernde Schicht kann selbstverständlich in Bezug auf die Hülse in einem getrennten Arbeitsgang aufgebracht werden, entweder als wärmeschrumpfbare Hülse oder in anderer Weise, jedoch ist dies ein weniger bevorzugtes Verfahren. Die spannungssteuernde Schicht ist im allgemeinen innerhalb der Hülse angeordnet, um in Anlage an der Erdabschirmung zu stehen und sich bis zum Ende, des mittigen Leiters über eine ausreichende Länge zu erstrecken, um in jedem besonderen Fall die Spannung zu steuern.

Vorteilhafterweise haben die Endabschnitte der Innenfläche der Hülse, die gegen das Leiterende gelegt werden,und insbesondere der Mantel eine Klebstoffschicht aufgebracht, deren Art selbstverständlich von den Werkstoffen der Hülse und der Abschnitte des Kabels abhängt, über welche diese aufgebracht wird; der Klebstoff ist vorzugsweise ein isolierender Klebstoff.

Vorteilhafterweise ist die Länge der Hülse derart, dass sie sich über den Kabelmantel über einen Abschnitt von etwa bis 80 mm erstreckt.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform stellt die Erfindung eine wärmeschrumpfbare Hülse zur Verfügung, die eine äussere Isolierschicht aufweist, deren Aussenflache antibahnbildend ist, und deren Innenfläche an jedem Endbereich mit einem Klebstoff versehen wird, wobei der mittige Abschnitt der Innenfläche der äusseren Schicht als spannungs-

14883/77 ■ ' : * ϊ : Γ ' - ^:..^:

steuernde Schicht eine halbleitende Auskleidung einer Polymerenzusammensetzung mit einem leitenden Füllstoff aufweist j und " die äussere Schicht einen Kragen enthält, der derart angeordnet ist, dass bei Aufbringen der Hülse über einem Kabelende der Kragen etwa bei 2/3 der Entfernung zwischen dem Ende des Kabelmantels und dem Ende des Dielektrikums liegt. Um eine-genaue Lage des Kragens um das Kabelende zu erzielen, ist es erwünscht, eine Einrichtung zur richtigen Anordnung der Hülse am Kabelende vorzusehen. Eine derartige Einstellvorrichtung kann beispielsweise einen inneren Vorsprung oder Plansch an der Hülse umfassen, der am Ende des Mantels anliegt, wenn die Hülse am Kabelende angebracht ist und dem Arbeiter eine formschlüssige Anzeige gibt, dass die Hülse richtig angeordnet ist. Das Ende der Hülse, das den Mantel abdecken soll, hat vorzugsweise einen grösseren Querschnitt als die übrige Hülse, abgesehen vom Querschnitt, dec Kragens, und der Einstellvorsprung oder -flansch kann zweckmässi? am Übergang zwischen diesem Abschnitt .mit grosserem Querschnitt und dem restlichen Teil der Hülse liegen. Entsprechend weist eine Ausführungsform einer bevorzugten Hülse eine Einstellvorrichtung und einen von dieser derart im Abstand liegenden Kragen auf, dass bei Anordnung der Hülse über dem Kabelende der Kragen etwa bei 2/3 des Abstands zwischen dem Ende des Mantels und dem Ende des Dielektrikums liegt. Es zeigt sich häufig, dass bei einer derartigen Anordnung der Kragen etwa bei 2/3 der Gesamtlänge der Hülse liegt, gemessen von dem Ende, das den grösseren Querschnitt aufweist.

Die Erfindung wurde zwar unter Bezugnahme auf einen einzigen Kragen beschrieben, der sich bei den meisten Anwendungen als ausreichend erwiesen hat, jedoch kann ein weiterer Kragen an der Hülse vorgesehen werden, falls der Endverschluss für ein Kabel zur Verwendung bei einer höheren Spannung, beispielsweise 36 kV oder mehr, dient, vorausgesetzt, dass ein derartiger weiterer Kragen nicht so nahe an dem erfindungsge-

Sl I « · ·

. . ,r„ ,. /If

14883/77 \ ' : ' ^: '

mass wesentlichen Kragen liegt, um Schwierigkeiten bei der richtigen Montage der Hülse zu erzeugen, beispielsweise unter Verwendung eines Brenners oder einer Heissluftpistole.

Vorzugsweise wird ein Kragen verwendet, der bei Gebrauch eine Fläche aufweist, die mehr nahezu senkrecht zur Achse der Hülse als die andere angeordnet ist und die in eine Richtung weisend bezeichnet werden kann. Vorzugsweise wird die Hülse dem Anwender im normalen erweiterten Zustand geliefert, wobei der Kragen jedoch in die entgegengesetzte Richtung weist.

Die Hülse wird vorzugsweise montiert, indem ausgehend von dem Ende erhitzt wird, das näher am oder über dem Mantel liegen soll, d.h. der breitere Abschnitt wird vor dem engeren erhitzt, oder der weiter vom Kragen entfernte Endabschnitt wird eher* erhitzt als der näher an ihm liegende Endabschnitt.

Nachdem der längere Abschnitt aufgeschrumpft wurde, wobei gegen den Kragen zu gearbeitet wird, wird dieser, falls nötig, in seine richtige Stellung umgeschlagen und der Rest der Hülse wird auf das Kabelende aufgeschrumpft.

Zwar eignet sich die Erfindung zur Verwendung bei allen Arten von Endverschlüssen, jedoch hat eine Hülse, die sich besonders in Verbindung mit einem Kabelendabschnitt mit einer Länge von 200 mm zwischen dem abgeschnittenen Ende des Mantels und dem abgeschnittenen Ende des Dielektrikums eignet, folgende bevorzugte näherungsweise Abmessungen im völlig rückgestellten Zustand:

Gesamtlänge 300 (mm)

Durchmesser am Ende des Dielektrikums 18 "

14883/77

Durchmesser am Mantelende 2¹I (mm)

Abstand des Kragens vom Ende

des Dielektrikums 113,5 "

Länge des Dichtungsmittels oder 70 " Klebstoffs am Ende des Dielektrikums ,

Länge des Abschnitts mit grösserem 60 " Durchmesser

Länge des Dichtungsmittels oder 60 " Klebstoffs am Mantelende

Die spannungssteuernde Schicht erstreckt sich zwischen den inneren Enden der Dichtungsschichten und ist beispielsweise etwa 170 mm lang.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemäss aufgebauten Hülse wird nun beispielsweise in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung beschrieben, in welcher die einzige Figur einen axialen Schnitt der wärmeschrumpfbaren Hülse darstellt.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird durch die Bezugsziffer 1 allgemein eine Hülse bezeichnet, die wärmeschrumpfbar ist, und einen ersten Abschnitt 2 mit konstantem Querschnitt, einen sich nach aussen erweiternden Abschnitt 3 und einen zweiten Abschnitt ¹I mit konstantem Querschnitt aufweist, der grosser als jener des Abschnitts 2 ist. Ein ringförmiger Kragen 5 erstreckt sich von einem Teil des Abschnitts 2 zwischen den Enden desselben radial nach aussen. Die Innenfläche des freien Endbereichs aes Abschnitts 2 ist mit einer Klebstoffauskleidung 6 versehen, während der übrige Teil 7 der Innenfläche des Abschnitts 2 durch ein spannungssteuerndes Material gebildet wird.

- neue Seite 9 -

« « ««- *. « * · till «ι jf

11883/77 Ü Γ ''..'''T ' Γ "^!

Die Hülse wird auf den abisolierten Endabschnitt eines mit dem Endverschluss zu versehenden Kabels derart aufgebracht, dass das mit Klebstoff beschichtete Ende näher am Kabelende liegt und es wird Wärme zugeführt,· beginnend mit dem Abschnitt H und Weitergehen gegen das freie Ende, wobei darauf geachtet wird, eine völlige Rückstellung auf die Oberfläche des Kabels besonders in der Nähe des Abschnitts des Kragens 5 zu erzielen.

Ende der Beschreibung

- 10 -

Claims

Raychem GmbH 14 883/77

Schutzanspr ü c h e

j 1. Wärmeschrumpfbare Hülse mit zwei offenen Enden, die

an einem Ende einen grösseren Innenquerschnitt als am

anderen Ende aufweist, gekennzeichnet durch einen einstückigen Kragen (5), der in einem Bereich zwischen 40 % und 85 % des zwischen den Enden liegenden Abstands, gemessen vom Ende mit dem grösseren Innenquerschnitt, angeordnet ist.

- 2. HüTse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (S) in einem Bereich von 50 % bis 85% des genannten Absta ids liegt.

3. Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (5) in einem Bereich von 57 % bis'77 % de-j

F genannten Abstands liegt.

4. Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (5) in einem Bereich zwischen 60 % bis 75 % des genannten Abstands liegt.

5. Hülse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kragen (5) bei etwa 2/3 des genannten Abstands liegt.

6. Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine äussere Isolierschicht enthält, deren Aussenflache anti-kriechwegbildend ist und deren Innenfläche mindestens am engeren Endabschnitt mit Klebstoff (6) versehen ist, wobei der mittige Ab-

Raychem GmbH 14 883/77

schnitt (7) nur der Innenfläche der ausseien Schicht eine spannungssteuernde Schicht aus einer halbleitenden Auskleidung einer Polymerenzusammensetzang mit einem leitenden Füllstoff aufweist.

7. Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , dass nur ein Kragen (5) auf der Hülse (1) angeordnet ist.

8. Hülse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein weiterer Kragen (5) an der Hülse vorhanden ist.

- neue Anspruchsseite 2 -