DE8224220U1 - Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren, bei denen ein das Kabel aufnehmender Isolierkörper aus elastischem Kunststoff von einer äußeren schwachleitenden Schicht umgeben ist, wobei der Isolierkörper eine Aussparung aufweist für eine kapazitive Meßstelle mit einem metallischen Körper mit einem leitenden Außenkontakt, der in einem gewissen Abstand von den spannungsführenden Teilen endet.

Eine derartige kapazitive Betriebsanzeige ist im Elastimold-Garnituren-Prospekt unter der Typen-Nr. (K) 154 LR dargestellt.

Im Falle vollisolierter Anlagen und zugehöriger Kabelanschlüsse besteht keine Möglichkeit,-vor Beginn einer etwa notwendigen Demontage eine starre Erdung vorzunehmen, da keine im Betrieb Spannung führenden Teile zugänglich sind. Der Monteur hat nicht ohne weiteres die Möglichkeit, mit ausreichender Sicherheit den Betriebszustand zu bestimmen. Daher sind zur Bestimmung des Betriebszustandes kapazitive Meß- und Anzeige-Einrichtungen bei Kabelgarnituren bekanntgeworden, wie z.B. im Falle des obengenannten WinkelSteckers von Elastimold. Dort besteht die Möglichkeit,, mit einer Isolierstange in Kombination mit einer geeigneten Anzeigevorrichtung letztere mit dem Außenkontakt der kapazitiven Meßstelle nach Entfernen einer Schutzkappe zu kontaktieren. Damit wird festgestellt, ob die Anlage ein- oder ausgeschaltet ist. Eine Daueranzeige bzw. eine ortsferne Anzeige ist hier nicht vorgesehen. Weiterhin besteht ^ie Abschirmung lediglich aus einer

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Schicht von schwachleitfähigem Material, was in bestimmten Betriebsfällen keinen ausreichenden Berührungsschutz bieten kann.

Dementsprechend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit derartiger Kabelanschlüsse für vollgekapselte Anlagen zu erhöhen. Einmal im Sinne eines verbesserten Berührungsschutzes, zum anderen sollten für die unterschiedlichen Betriebs- und Montage-Situationen die jeweils geeigneten Anzeigemöglichkeiten zur Verfügung gestellt werden, z.B. vor Ort ebenso wie z.B. in der Schaltwarte.

Die vorgenannte Aufgabe wird bei einer Betriebsanzeige der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Isolierkörper von einem metallischen Gehäuse umgeben ist, das eine Öffnung mit einer Isolierung aufweist, die oberhalb eines metallischen Federkontaktes liegt, der im Zwischenraum zwischen >"solierkörper und Gehäuse vom Außenkontakt der kapazitiven Meßstelle zum Gehäuse verläuft und entweder mit diesem oder mit einem in das Gehäuse eingelassenen Kontakt einer Anzeigen-Einrichtung bzw. deren Zuleitung leitend

verbunden ist durch federndes Anliegen. 25

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, daß in das Gehäuse ein Kontaktstift einer am Gehäuse befestigten Buchse mit Koaxialkabelanschluß für eine ortsferne Anzeige eingelassen ist, an dem der Federkontakt federnd anliegt.

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Weiterhin empfiehlt es sich, im Falle des Nichtbenutzens des Koaxialkabelanschlusses diesen mittels einem Kurzschlußbügel abzudecken, der zum Gehäuse führt. Damit ist eine etwaige Berührung eines spannungsführenden Teiles ausgeschlossen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, aus dem sich weitere Merkmale und Vorteile entnehmen lassen. In der zugehörigen Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Winkelstecker, in dem alle wesentlichen Bauteile dargestellt sind;

Fig. 2 die eigentliche kapazitive Meßstelle im Detail, wiederum im Längsschnitt, mit BNC-Buchse;

Fig. 3 wiederum die kapazitive Meßstelle im Detail als Längsschnitt, z.T. in Ansicht, diesmal mit im Gehäuse integrierter LCD-Anzeige.

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In Figur 1 ist der Isolierkörper 10 mit einer Bohrung bzw. winkeligen durchlaufenden Aussparung 12 versehen, die von rechts her das abisolierte .abel aufnimmt und von links unten her die Durchführung der Anlage. In den Isolierkörper 1O ist aus elektrischen Gründen ein schwachleitender Feldsteuerungstrichter 14 integriert, der aus gleichartigem Material wie der Isolierkörper selbst, also z.B. aus Silikonkautschuk (mit Rußzusatz) bestehen kann oder ggf. z.B. auch aus Metall. Weiterhin ist der Isolierkörper 10, zumindest an den elektrisch beanspruchten Stellen, mit einer äußeren schwachleitenden Schicht 16 umgeben und weist weiterhin im Anschlußbereich der Bohrung 12 eine innere schwachleitende Schicht 18 auf.

Schließlich weist der Isolierkörper 10 noch Abstandshalter wie angeformte Noppen bzw. ringförmige Verdikkungen 11 auf, zur Sicherstellung eines für thermische Ausdehnungen zweckmäßigen geeigneten Abstandes von dem Gehäuse 40. Das Gehäuse 40 ist im Falle des Beispieles zweischalig, ausgebildet und weist Laschen 42 auf zur Verbindung der Gehäusehälften. Leitereingangsseitig ist das Gehäuse 40 konisch verengt und weist axial verlaufende Schlitze 44 auf zur Anpassung des Winkelstekkergehäuses an den Außendurchmesser des Kabels. Ggf. ist eine Anbringung einer Schelle möglich. Das Gehäuse kann eine vorbereitete Stelle aufweisen zur Verbindung mit der Kabelbeschirmung bzw. Erde. Durch das Anliegen der Verdickungen 11 am Gehäuse .40 ist auch die schwachleitende äußere Schicht 16 geerdet.

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Das Eckverbindungsstück 20 weist zwei winkel- und durchmessergerechte Bohrungen 21, 22 auf, die üblicherweise Kontaktlamellen 24 enthalten. Die kabelseitige Bohrung 21 ist bevorzugt verriegelbar ausgebildet. Die Mittelachsen der Bohrungen 21 und 22 schließen einen Winkel von 90° ein. Das Eckverbindungsstück 20 kann insbesondere aus einem Stück gegossen sein, insbesondere aus Kupfer. Es int jedoch auch möglich, dieses aus zwai Teilen herzustellen. Die Form des Eckverbindungsstückes 20 ist vorteilhafterweise so gewählt, daß ein kleinerer an ixe Kabelisolierung bzw. die kabelseitige Bohrung 21 angepaßter Zylinder rechtwinklig in einen größeren an den Enddurchnu-sser der Durchführung der Anlage angepaßten Zylinder des Eckverbindungsstückes 20 übergeht.

In die Bohrung 22 ist ein Adapterstift einstackbar zur Verbindung mit der Durchführung, in die Bohrung 21 ein Leiteranschlußbolzen mit einem hülsenförmigen Teil zum Anschluß an den Leiter durch Preßverbindung. Durch die vorgesehene Zwischenschaltung eines Adapterstiftes zwischen Eckverbindungsstück und leitendem Anschlußstück der Durchführung ist es möglich, sowohl Steck- als auch Schraubverbindungen zur Durchführung zu realisieren. Im Falle einar Steckverbindung wird in das EckverbindungsstücV 20 ein zylindrischer Adapterstift . eingesteckt, im Falle einer Verschraubung wird ein Adapterstift benutzt, der durchführungsseitig ein Außengewinde aufweist. Im Montagefall, wird zuerst dieser Ädapterstift mit dem Anschluß der Durchführung verschraubt und sodann wird die ansonsten fertigmontierte Winkelgarnitur aufgesteckt auf dieses Adapterstück.

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Die kapazitive Meßstelle (50) ist in eine Ausstülpung des Isolierkörpers (52) eingebettet. Entsprechend ist eine Ausbuchtung (54) im Gehäuse (40) notwendig, die einen Zwischenraum (56) zwischen Isolierkörper und Gehäuse· schafft. Dieser Zwischenraum (56) kann - wie gezeichnet — im wesentlichen neben der Ausstülpung, er kann aber z.B. auch ausschließlich über der Ausstülpung (52) liegen. Die kapazitive Meßstelle (50) weist einen metallischen Körper (58) auf mit

1.0 etwa hutförmigen Querschnitt. Er endet in Form einer Scheibe in einem gewissen Abstand von der schwachleitenden Schicht (18) . Diesermetallische Körper (58) weist weiterhin einen Außenkontakt (60) auf. Im einfachsten Fall ist eine Schraube (62) von oben in eine Sacklochbohrung des metallischen Körpers (58) eingelassen. Der metallische Körper (58) kann seinerseits in eine schwachleitende Schicht (64)'eingebettet sein, die insbesondere aus Silikonkautschuk mit RuCzusatz hergestellt sein kann. Zur Isolierung des metallischen Körpers (58) bzw. der kapazitiven Meßstelle (50) gegenüber der schwachleitenden Schicht (16) dient einerseits die Maßnahme, daß die schwachleitende Schicht (16) im Bereich der Ausstülpung (52) fehlt, andererseits wird unter die Schraube (62) eine Isolierscheibe(66)=gelegt, um den auf dieser befindlichen durch die Schraube (62) befestigten Federkontakt (68) gegen die geerdete schwachleitende Schicht (16) zu isolieren. Das Gehäuse (40) weist oberhalb und im Bereich des Federkontaktes (68) eine öffnung (76) auf, die zwecks Isolierung des in der Regel aus Metallblech bestehenden Gehäuserandes ein Isolierring oder dgl. (78) aufweist mit Außennut, oder ein Manschettenring. Dieser metallische oder jeden-

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falls aus gutleitendem Material bestehende Federkontaktarm (68) verläuft vom Außenkontakt .(6O) des kapazitiven Meßpunktes (50) zu einem durch das Gehäuse in den Zwischenraum (56) eintretenden Kontaktstift (74) , an dem der Federkontakt (68) federnd anliegt. Bei fehlen des Kontaktstiftes (74) in der einfachsten Ausführungsform würde der Federkontakt (68) direkt federnd am Gehäuse (40) anliegen. Der Kontaktstift (74) ist mit einer Anzeige-Einrichtung b?w. deren Zuleitung leitend.verbunden. Das bedeutet, daß z.B. am Gehäuse (40) eine Anschlußbuchse, etwa eine BNC-Buchse (80) mit Anschluß für ein Koaxialkabel befestigt sein kann, oder aber auch an eine Anzeige-Einrichtung, die entweder außerhalb des Gehäuses liegt, oder aber in das Gehäuse integriert ist (vgl. hierzu Figur 3). Von der Buchse (80) aus ist jedoch mittels Kabel auch eine Weiterleitung und Messung an einer ortsfernen Stelle, z.B. in einer Schaltwarte, möglich. Soweit der Anschluß eines Kabels, insbesondere Koaxialkabels an die vorhandene Buchse (80) entfällt, soll ein Kurzschlußbügel zum Gehäuse (40) hin vorgesehen werden zwecks Erdung des . nicht benutzten Anschlusses. Andernfalls besteht die Gefahr einer Potential-Berührung.

Figur 3 zeigt denselben Ausschnitt aus Figur 1 wie Figur 2, jedoch nur teilweise geschnitten und teils in Ansicht. Die gezeigten Teile ohne Bezifferungen stimmen überein. Man erkennt die in das Gehäuse eingelassene LCD-Anzeige (82) .
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Die erfindungsgemäße kapazitive Betriebsanzeige bzw. Meßstelle bietet also im einzelnen folgende Möglichkeiten zur Anzeige des Betriebszustandes:

Diskontinuierliche Anzeige:

Die kapazitive Meßstelle (50) soll im Betrieb mit dem metallischen Gehäuse (40) niederohmig verbunden sein. Dies geschieht über den Federkontakt (68),· der mit einer Schraube (62) im metallischen Körper (58) der Meßstelle (50) befestigt ist, und aufgrund einer Vorspannung mit dem anderen Ende, insbesondere am metal-ÜRchen flphäuse I ACi\ . an! ϊ

Mit einer geeigneten Meßspitze einer Isolierstange, wie sie auf dem Markt erhältlich sind, kann über die im Gehäuse (40) vorgesehene Bohrung (76) der Federkontakt (68) durch Druck vom Erdpotential des metallischen Gehäuses (40) getrennt werden. Die Isolierscheibe (66) verhindert dabei den Kontakt zur ebenfalls geerdeten schwachleitenden äußeren Schicht (16) des Isolierkörpers (1O). Durch den Isolierring (78) wird eine Berührung zwischen Meßspitze und metallischem Gehäuse (40) ausgeschlossen. Das im Betrieb an dieser Stelle vorhandene Zwischenpotential kann nun mit einer geeigneten Einrichtung, die mit der Isolierstange kombiniert ist, gemessen und abgelesen werden.

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Kontinuierliche Anzeige:

An das metallische Gehäuse (40) ist eine Buchse (80) , z.B. eine BNC-Buchse, befestigt, die den Anschluß einer Koaxialleitung ermöglicht. Der Schirm der Leitung liegt gemäß Ausbildung der Buchse auf dem Potential des metallischen Gehäuses (40), d.h. auf Erdpotential. Der Innenleiter ist über den Federkontakt (68) und den Kontaktstift (74) der Buchse (80) mit der kapazitiven Meßstelle (50) niederohmig verbunden. Dadurch ist es möglich, das im Betrieb vorhandene Zwischenpotential der Meßstelle (50) an einem beliebigen Ort anzuzeigen. Ansteile der Buchse (So) kann auch eine Anzeige, z.B. eine LCD-Anzeige (82) in das metallische Gehäuse (40) eingebaut werden.

Dessen ungeachtet besteht für das Bedienungspersonal die Möglichkeit, im Bedarfsfalle unabhängig von einer etwa angebrachten Anzeige gemäß "Diskontinuierliche Anzeige" zu verfahren.

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Claims (12)

31··· r · r« * * t t t * KABEL- UND LACKDRAHTFABRIKEN GMBH CASTER F· ELDST R. 62-64 6800 MANNHEIM- NECKARAU K+D - 82708 G 2β, Aug. 1982 KAPAZITIVE BETRIEBSANZEIGE FÜR MITTELSPANNUNGSGARNITUREN ANS PRO CHE

1. Kapazitive Betrieb:-anzeige für Mittelspannungs-Garnituren, bei denen ein das Kabel aufnehmender Isolierkörper (10) aus elastischem Kunststoff von einer äußeren schwachleitenden Schicht (16) umgeben ist, wobei der Isolierkörper (10) eine Aussparung (12) aufweist für eine kapazitive Meßstelle (50) mit einem metallischen Körper (58) mit einem leitenden Außenkon-

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takt (60), der in einem gewissen Abstand von den spannungsführenden Teilen endet, dadurch
gekennzeichnet, daß der Isolierkörper

(10) von einem metallischen Gehäuse (4O) umgeben ist, das eine Öffnung (76) mit einer Isolierung (78) aufweist, die oberhalb eines metallischen Federk.ntaktes

(68) liegt, der ^m Zwischenraum (56) zwischen Isolierkörper (10) und Gehäuse (40) vom Außenkontakt (60) dar kapazitiven Meßstelle (50) zum Gehäuse (40) verläuft und entweder mit diesem oder mit einem in das Gehäuse (40) eingelassenen Kontakt (74) einer Anzeige-Einrichtung
bzw. deren Zuleitung leitend verbunden ist durch
federndes Anliegen.

2. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren nach Anpsurch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß in das Gehäuse (40) ein Kontaktstift (74) einer im Gehäuse (40) befestigten Buchse (80) mit Koaxialkabelanschluß für eine ortsferne Anzeige eingelassen ist, an dem der Federkontakt (68) federnd anliegt.

3. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Earzschlußbügel vom

Koaxialkabelanschluß der Buchse (80) zum Gehäuse (40).

4. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet, daß die Betriebsanzeige (82) komplett in oder am Gehäuse (4o) eingebracht ist.

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5. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine LCD-Anzeige (82) vorgesehen ist.

6. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Körper (58) einen etwa hutförmigen Querschnitt aufweist und nach dnnen in Form einer Scheibe oder dgl. endet, welche auf die in den Isolierkörper (10) u.a. im Anschlußbereich des Kabels integrierte innere halbleitende Schicht (18) weist.

7. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die schwachleitende äußere Schicht (16) auf dem Isolierkörper (1O) im Bereich der kapazitiven Meßstelle (50) und ggf. zusätzlich durch eine unterhalb des Federkontaktes (68) angeordnete Isolierscheibe (66) oder dgl. abgedeckt ist.

8. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnitüren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Körper (58) von einer schwachleitenden Schicht (64) umgeben ist, die aus gleichartigem Material besteht wie der Isolierkörper (10).

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9. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (10) aus Silikonkautschuk und die innere und äußere schwachleitende Schicht (18, 16) Silikonkautschuk mit Rußzusatz bestehen.

10. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (10) im Bereich des kapazitiven Meßpunktes (5O) eine Ausstülpung (52) aufweist zur Aufnahme desselben im ausreichenden Abstand von der inneren schwachleitenden Schicht (18).

11. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) im Bereich des kapazitiven Meßpunktes (50) sowie des Federkontaktes (68) und des ggf. vorhandenen Kontaktstiftes (74) eine Ausbuchtung aufweist.

12. Kapazitive Betriebsanzeige für Mittelspannungs-Garnituren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierung der Öffnung (76) des Gehäuses (40) als in die Öffnung (76) einsetzbarer Manschettenring (78) ausgebildet ist.