DE907905C - Kabelarmatur fuer mit getraenktem Papier isolierte elektrische Hochspannungskabel - Google Patents

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 29. MÄRZ 1954

E 1398 VIIIb 121 c

Hochspannungskabel

Die Erfindung betrifft einen Endverschluß oder eine Verbindungsmuffe für mit getränktem Papier isolierte elektrische Hochspannungskabel, wobei die Kabelisolierung durch einen zusätzlichen Isolierkörper verstärkt oder ersetzt ist, welcher mit der benachbarten Kabelisolierung zusammen in einem mit Isolierflüssigkeit gefüllten Gehäuse od. dgl. eingeschlossen ist. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Isolierung aus einem geformten selbsttragenden Körper aus homogenem, ölunlöslichem, thermoplastischem Kunstharz, z. B. Zelluloseacetat, besteht, der gegebenenfalls zwischen Sprühschutztrichter und Isolator oder in plastischem Zustand mittels einer Form unter Druck um die Kabeladern herumgepreßt ist. Gemäß einem bevorzugten Verfahren zur Herstellung der zusätzlichen Isolierung eines Kabelendverschlusses od. dgl. wird erfindungs-

') Von der Patentsucherin sind als die Erfinder angegeben worden:

Edward Bowden f und Stephan Chaplin, London

gemäß um das Kabelende eine Form angeordnet, die gegebenenfalls zum Teil aus dem Schutztrichter und zum Teil aus einer Anzahl anderer Teile besteht, wobei in diese Form ein homogenes, ölunlösliches, thermoplastisches Isoliermittel, z. B. Zelluloseacetat, in plastischem Zustand eingepreßt, dort erstarren gelassen und die Form dann wieder entfernt wird. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der plastische Isolierstoff in die Wandung der Form ίο als Einzelstrom eingeführt wird, welcher dann, in zwei Zweigströme geteilt, rings um die Kammerwand bis zu gegenüberliegenden Eintrittsöffnungen in die zu füllende Form eingeführt wird. Gemäß einer anderen Ausbildungsform wird der plastische Isolierstoff in die Formkammer als ein nach innen fließender Ringstrom eingeführt, dessen Dicke in der Nähe der Einfüllöffnung einen !Mindestwert aufweist und mit dem Abstand von dieser Stelle aus zunimmt.

Bei den bisher gebräuchlichen Kabelendverschlüssen oder !Muffen für mit getränktem Papier isolierte elektrische Hochspannungskabel hat man praktisch ausschließlich härtbare Kunstharze, insbesondere die sogenannten Phenoplaste, verwendet. Die Kunstharze müssen bei ihrer Verwendung durch eine Druck- und Wärmebehandlung besonders gehärtet, d. h. zwecks Überführung in den unschmelzbaren Endzustand fertig kondensiert werden. Abgesehen davon, daß hierbei stets noch Wasser zufolge der Kondensation gebildet wird, was die elektrische Eigenschaft jener Harze ungünstig beeinflußt, erfordert die Druck- und Wärmebehandlung eine erhebliche Zeitdauer und eine umständliche Preßeinrichtung. Es ist ferner außerordentlich schwierig festzustellen, ob die erforderliche Reaktion in dem ganzen Gebilde abgelaufen ist, um zu verhindern, daß diese erst bei der späteren Erhitzung des Kabels im Betrieb stattfindet. Es ergibt sich mithin oft ein Gebilde von unbekannten mechanischen und elektrischen Eigenschaften. Man hat zwar bereits vorgeschlagen, thermoplastische Kunstharze, welche keiner Härtungsbehandlung bedürfen, in Form einer Suspension in öl zu verwenden, um die Zwischenräume aus-' 45 zufüllen. Man erhält hierbei jedoch keinen homogenen Isolierkörper und kann daher auch nicht die vorzüglichen Eigenschaften jener Harze voll ausnutzen. Offenbar stößt man bei der Verformung solcher thermoplastischen !Massen zu homogenen Körpern unter sehr hohem Druck auf die Schwierigkeit, daß die Papierisolierung beschädigt und die Kabeladern aus ihrer Lage verschoben werden. Demgegenüber bietet die Erfindung die Vorteile einer vollkommenen Nutzbarmachung der ausgezeichneten elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften der thermoplastischen Kunstharze sowie eine bessere Vereinfachung und Verbilligung des Herstellungsverfahrens unter Vermeidung der obengenannten Nachteile. Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben, die Ausführungsbeispiele eines Kabelendverschlusses und einer Kabelmuffe gemäß der Erfindung sowie Ausführungsbeispiele der zu ihrer Herstellung benutzten Vorrichtung und die Art der Verwendung dieser Vorrichtung darstellt.

In der Zeichnung zeigt

Fig. ι einen Teilquerschnitt eines Kabelendver-Schlusses für ein einadriges papierisoliertes und t bleiummanteltes Hochspannungskabel,

Fig. 2 eine Ansicht teilweise im Schnitt einer Form zur Herstellung des Endverschlusses gemäß Fig. i,

Fig. 3 eine Ansicht von unten (in Richtung des Pfeiles III der Fig. 2) auf die Form gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine Ansicht teilweise im Schnitt und in vergrößertem Maß stäbe eines Sprühschutztrichters und einer Hälfte der Form gemäß Fig. 2 und 3 nach Aufsetzen auf das vorbereitete Kabelende.

Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine fertiggestellte Muffe für ein dreiadriges papierisoliertes und bleiummanteltes Hochspannungskabel.

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Form zur Herstellung der Muffe gemäß Fig. 5. bei der ein Teil der oberen Formhälfte zur Veranschaulichung des Forminnereu fortgelassen ist.

Auf den papierisolierten Leiter 1 (Fig. 1) ist ein üblicher Sprühschutztrichter 2 aus Kupferblech aufgeschoben. Das untere Ende des Trichters ist zylindrisch und mit einer Anzahl von Schlitzen 3 versehen, um es fest auf die metallisierte Außenfläche 4 der freigelegten Isolierung nahe dem Ende des Bleimantels 5 mittels einer Klammer 6 festzuklemmen, die mit einer den Bleimantel 5 umfassenden Klammer 7 verbunden ist. Das auf die Kabelisolierung 1 aufgebrachte zusätzliche Isoliermaterial besteht erfmdungsgemäß aus einem selbsttragenden Formkörper 8 aus homogener Masse, z. B. Zelluloseacetat. Das Ende des Kabels liegt innerhalb eines Kabelabschlusses 9 und eines rohrförmigen Isolators 10, an dessen Oberseite eine Klemme (nicht dargestellt) befestigt ist, an die das Ende des Leiters angeschlossen ist. Der Zwischenraum zwischen dem rohrförmigen Isolator und dem Leiter mit seiner normalen und zusätzlichen Isolierung ist in der üblichen Weise mit einem geeigneten Isolieröl oder einer Isoliermasse (nicht dargestellt) gefüllt.

Die Form, mittels welcher der Formkörper 8 gebildet wird, besteht aus einem Schutztrichter und dem rohrförmigen Körper gemäß Fig. 2 und 3, der aus einzelnen Teilen besteht, damit er vom Kabel entfernt werden kann, nachdem der Formvorgang beendet ist. Der abnehmbare Teil der Form besteht aus Metall, vorzugsweise Messing, und ist in radialen Ebenen in drei übereinanderliegende Abschnitte 11, 12 und 13 unterteilt. Jeder dieser Abschnitte ist wieder in einer Axialebene in zwei Teile geteilt. Der Bodenabschnitt hat eine innere Zylinderfläche und eine äußere konische Fläche zum Eintritt in den Trichter 2 zur Herstellung einer Verbindung mit dem oberen Teil der Innenfläche des Trichters. Die beiden Teile des Abschnittes 11 werden durch Bolzen zusammengehalten, die durch vorspringende Augen 14 hindurchtreten. Ferner ist 1*5 der Abschnitt 11 mit dem Mittelabschnitt 12 durch

Zusammenbolzen der Flanschen 15 und 16 verbunden. Die Innenfläche des Abschnittes 12 ist zylindrisch und bildet eine Fortsetzung der Zylinderfläche des Abschnittes 11 mit Ausnahme ihres 5 oberen Endes, das kleineren Durchmesser hat, um sich gegen die Fläche des isolierten Leiters zu legen. Die beiden Teile dieses Abschnittes tragen Flansche 17 und 18, durch welche sie zusammengehalten werden. Der oberste Abschnitt hat die Gestalt eines Zylinderrohres, dessen innerer Durchmesser dem Durchmesser des isolierten Leiters τ entspricht und das ferner den gleichen Durchmesser hat wie das obere Ende des Abschnittes 12, von dem es eine Fortsetzung bildet. Die Teile dieses Abschnittes sind durch Zusammenbolzen der Flansche 19 und 20 miteinander verbunden. Mit dem Mittelabschnitt 12 ist der Abschnitt 13 durch Verbolzen seines Flansches 21 an seinem unteren Ende mit dem Flansch 22 am oberen Ende des

ao Mittelabschnittes verbunden. In einer Erweiterung 23 an der Oberseite des Flansches 21 befindet sich eine Gewindebohrung 24 zur Befestigung der Füllvorrichtung. Diese Bohrung steht in Verbindung mit einer Ausnehmung 25, die in die Unterfläche

as des Flansches eingeschnitten ist und sich nach beiden Seiten in der Umfangsrichtung erstreckt, um durch die von dem Teil des Mittelabschnittes mit verringertem Durchmesser gebildete, nach innen gebogene Lippe eine Verbindung mit zwei Bohrungen 26 herzustellen. Diese Durchlässe und Bohrungen bilden Eingüsse, durch welche die plastische Masse von oben in die Formkammer eingedrückt werden kann.

Fig. 4 zeigt den rohrförmigen Körper und den Schutztrichter nach dem Zusammenbau auf dem Kabel zur Bildung einer vollständigen Form, die für den Füllvorgang fertig vorbereitet ist. Beim Zusammenbau der Form wird zunächst der Trichter 2 in seiner Lage befestigt und die beiden Hälften des rohrförmigen Körpers (von denen jede aus drei Teilen l>esteht) um das Kabel herumgelegt und durch Verbolzen der Längsflansche der Hälften miteinander verbunden. Der rohrförmige Körper wird dann in Eingriff mit dem Ende des Trichters 2 gelegt. Hierauf wird ein Klemmring 27 um den Trichter gelegt und mittels Bolzen 28 in Schlitzen 29 gegen den abnehmbaren Teil der Form gezogen, wobei die Bolzenköpfe die Oberfläche des Flansches 16 erfassen. Hierdurch wird der Trichter gegen den abnehmbaren Teil der Form gehalten. Der Klemmring 27 besteht vorzugsweise aus Holz und ist zweiteilig, so daß er leicht in seine Lage gebracht werden kann. Die beiden Hälften werden durch Bolzen 30 miteinander verbunden, ehe die Abdichtung der Form in der Längsrichtung stattfindet.

Der plastische Isolierstoff wird in die Form mittels einer Druckpumpe gebracht, deren Düse Gewinde zum Einschrauben in die Gewindeöffnung 24 der Form trägt. Die Masse kann kalt in den Pumpenzylinder eingebracht und in ihm durch Erwärmen der Pumpe plastisch gemacht werden, beispielsweise durch Eintauchen der Pumpe in ein Bad von heißem öl, nachdem die Düse durch eine Kappe verschlossen ist. Die Druckpumpe kann von bekannter Bauart sein, bei welcher ein Kolben durch Abwärtsschrauben einer Kolbenstange mit Gewinde bewegt wird, die in eine Gewindeöffnung im Zylinderdeckel eingreift.

An dem oberen Ende des Formgehäuses können kleine öffnungen vorgesehen sein. Diese wirken zusammen mit den nicht bedeckten Teilen der Schlitze 3 in dem Trichter als Entlüftungen und dienen ferner dazu, anzuzeigen, wenn die Form vollständig mit plastischer Masse gefüllt ist. Der Druck, welchem die plastische Masse in der Form unterworfen ist, wird durch sie nicht wesentlich verringert.

Wenn die Form voll ist, wird die Pumpe abgenommen und die Form sich selbst überlassen, bis die Masse sich zu einem Formkörper verfestigt hat, der sich unbegrenzte Zeit ohne irgendein äußeres Traggehäuse selbst trägt. Nach der Verfestigung werden die entfernbaren Teile des Formgehäuses auseinandergenommen und entfernt, während der ⁸S Formkörper 8 an der Kabelisolierung haftenbleibt. Die Trennung der Form wird durch die Schlitze 38 in den Flanschen erleichtert.

Fig. 5 und 6 zeigen eine vollständige Verbindung eines dreiadrigen, papierisolierten und bleiumman- 9" telten Hochspannungskabels derjenigen Gattung, bei welcher die isolierten Adern 40 ovalen Querschnitt haben und mit einem metallisierten Band oder Metallband 41 umwickelt sind. Die Leiter 42 sind in der üblichen Weise dadurch verbunden, daß sie mit Hilfe von Verbindungsklemmen 43 zusammengelötet sind. Die Adern sind in entsprechend geformte Bohrungen in Metallscheiben 44 eingeschraubt, und jede Ader hat einen Schutztrichter, der durch Aufwickeln eines konischen Kupferstreifens auf die Ader gebildet ist. Das die normale Isolierung auf jeden Leiter umgebende zusätzliche Isoliermaterial besteht erfindungsgemäß aus einem selbsttragenden Formkörper 46 aus plastischer Masse. Es hat Zylinderform und umgibt vollständig die Länge der drei Adern zwischen den Innenflächen der Scheiben 44. Es ist ersichtlich, daß dieser Körper eine doppelte Funktion erfüllt, nämlich die normale zur Verbindung der Leiter entfernte Aderisolierung zu ersetzen und die normale Aderisolierung in der Nachbarschaft der Verbindung zu verstärken. Eine äußere Bleihülse 47 umgibt den Formkörper 46 und ist an ihren Enden mit den Bleimänteln 48 der Kabel durch angeglichene metallische Verbindungen 49 verbunden. Der Raum zwischen dem Körper 46 und der Hülse 47 ist in der üblichen Weise mit geeignetem Isolieröl oder einer geeigneten Masse 50 gefüllt.

Das Formgehäuse 51 (vgl. Fig. 6), das zur Her- iao stellung der Verbindung benutzt wird, besteht aus einem zylindrischen Körper mit Endteilen 52 von verringertem Durchmesser zur Anpassung an den äußeren Durchmesser des Bleimantels des Kabels. Das Formgehäuse ist in einer Axialebene in Teile, 1*5 die mittels Flanschen 54 und Bolzen 53 miteinan-

der verbunden sind, und ferner in einer radialen Ebene in Teile geteilt, die durch ihre Flanschen 56 und 57 und Bolzen 55 zusammengehalten werden. Die beiden Scheiben 44, die die beiden Enden der Form bilden, werden in der Form durch Umfangsflansche 59 gehalten, die sich in eine Umfangsnut 58 am Ende des Mittelteils der Form legen. In der Oberseite des Flansches 56, der zu diesem Zweck verdickt ist, ist eine Füllöffnung 60 angeordnet, die mit Gewinde für die Düse einer Druckpumpe versehen ist. Diese Öffnung steht mit einem Umfangskanal 61 in Verbindung, der durch eine Nut in der Stirnfläche des Flansches 56 gebildet wird. Aus diesem Kanal wird die plastische Masse in die Form enhveder durch eine Anzahl von Durchlässen, die in die Kammer an verschiedenen, gleichmäßig um ihren Umfang verteilten Stellen eintreten, wie im Falle des oben beschriebenen Endverschlusses, oder durch einen Umfangsschlitz 62 ao gedrückt. Der Schlitz 62 erweitert sich von der Stelle unmittelbar neben der Füllöffnung 60, wo er eine kleine Breite besitzt, auf eine größere Breite an einem gegenüberliegenden Punkt. Im letzteren Fall trifft die Masse in die Form in Gestalt eines nach innen fließenden ringförmigen Stromes, dessen Dicke an oder nahe der Füllöffnung am geringsten ist und mit dem Abstand von jenem Punkt zunimmt. Hiernach richtet sich der Druckabfall, welcher in Richtung der Länge des Umfangskanals 61 eintritt, und ein gleichmäßiger Massestrom ergießt sich in die Form, so daß die Möglichkeit vermieden wird, daß die Adern sich unter dem Druck der einströmenden Masse seitlich verschieben. Nach der Fertigstellung des Isolierkörpers wird das Formgehäuse wieder entfernt und dann in üblicher Weise die äußere Bleihülse 47 aufgebracht und das Muffeninnere gefüllt.

Es hat sich in einigen Fällen als vorteilhaft erwiesen, die Fläche derjenigen Teile jedes isolierten Leiters, auf welchen der Formkörper aufgebracht werden soll, und ferner das Innere jedes Trichters mit einer Lösung von Harz oder einer anderen Lösung anzustreichen, deren Art von der Gattung des benutzten Formpulvers abhängt, ehe die Form aufgebracht wird, um das Haften des geformten Körpers zu unterstützen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Kabelarmatur für mit getränktem Papier isolierte elektrische Hochspannungskabel, bei welcher die Kabelisolierung durch einen zusätzlichen Isolierkörper verstärkt oder ersetzt ist, welcher mit der benachbarten Kabelisolierung zusammen in einem mit Isolierflüssigkeit gefüllten Gehäuse od. dgl. eingeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Isolierung aus einem geformten, selbsttragenden Körper aus homogenem, ölunlöslichem, thermoplastischem Kunstharz, z. B. Zelluloseacetat, besteht, der in plastischem Zustand mittels einer Form gegebenenfalls zwischen Sprühschutztrichter und isolierter Ader unter Druck herumgepreßt ist.
2. 2. Verfahren zur Herstellung der zusätzlichen Isolierung einer Kabelarmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß um das Kabelende eine Form angeordnet wird, die gegebenenfalls zum Teil aus dem Schutztrichter und zum Teil aus einer Anzahl anderer Teile besteht und in die eine homogene, ölunlösliche, thermoplastische Isoliermasse, ζ. Β. Zelluloseacetat, in plastischem Zustand eingepreßt wird und dort erstarrt, und daß die Form dann wieder entfernt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die plastische Isoliermasse in die Wandung der Form als Einzelstrom eingeführt wird, welcher dann, in zwei Zweigströme geteilt, rings um die Kammerwand bis zu gegenüberliegenden Eintrittsöffnungen in die zu füllende Form geführt wird.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der plastische Isolierstoff in die Formkammer als ein nach innen fließender Ringstrom eingeführt wird, dessen Dicke in der Nähe der Einfüllöffnung einen Mindestwert aufweist und mit dem Abstand von dieser Stelle aus zunimmt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   O 5861 3.54