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Kabelendverbindung für Hochspannungskabel Die Erfindung betrifft eine
Kabelendverbindung für Hochspannungskabel, insbesondere zur lösbaren Verbindung
von Hochspannungskabeln mit Hochspannungsgeräten, beispielsweise Transformatoren,
und besteht aus einem als Stecker ausgebildeten Kabelendverschluß und einem diesen
aufnehmenden Gegenkontakt in Form einer Buchse.
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Bei Kabelendverbindungen dieser Art treten Isolationsschwierigkeiten
auf, die ihre Ursache zum Teil in der Inhomogenität des elektrischen Feldes in der
Nähe des Kabelendes haben und zum Teil dadurch bedingt sind, daß beim Trennen und
Schließen des Kontaktes durch Luftfeuchtigkeit oder durch Staub der Oberflächenwiderstand
des aus Isolierstoff bestehenden Kabelendverschlusses bedeutend herabgesetzt werden
kann. Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten wurden Verbindungen vorgeschlagen,
bei denen durch eine besondere Formgebung des im allgemeinen metallischen Kabelmantels
eine Verdichtung der elektrischen Kraftlinien am Ende des Kabelmantels verhindert
wird, während das aus ihm herausragende Ende des Kabels von einer genügend starken
Isolierschicht umgeben ist, die sich mit möglichst geringem Zwischenraum an die
Innenwandung des Gegenkontaktes anlegt. Die Isolierung des. Kabelendverschlusses
bestand dabei aus starrem Material und wurde zylinderförmig gestaltet, um eine präzise
maßhaltige Ausführung zu gewährleisten.
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Obgleich solche Steckkontakte sich bei verhältnismäßig niedrigen Spannungen
als ausreichend erwiesen haben, ergeben sich um so mehr Schwierigkeiten,
zu
je höheren Spannungen man übergeht. Bei hohen Spannungen muß die Länge des Kabelendverschlusses
bzw. die Tiefe des Gegenkontaktes groß gewählt werden. Hierdurch ergeben sich Schwierigkeiten
in der Herstellung dieser ineinanderzuführenden Teile, welche, wie gesagt, fugenlos
passen sollen. Außerdem wird das Schließen und Trennen der Steckverbindung schwierig,
wenn die dicht passenden zylindrischen Steckerteile lang sind, weil Luftdruckwirkungen
überwunden werden müssen. Auch wird die Gefahr der Verklemmung durch Eindringen
von Fremdkörpern bzw. Sandkörnern immer größer.
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Die Kabelendverbindung nach der Erfindung vermeidet solche Nachteile.
Gemäß der Erfindung ist bei einer Kabelendverbindung für Hochspannungskabel, bestehend
aus einem Kabelendverschluß und einem das Kabelende umschließenden Gegenkontakt,
die Trennfuge. zwischen der Außenwand des Kabelendes und der Innenwand des Gegenkontaktes
mit einer elastischen Ausfütterung versehen. Die Passung zwischen Kabelendverschluß
und Gegenkontakt (die ja im geschlossenen Zustand sehr gut sein muß, damit die Fuge
eine möglichst hohe überschlagsspannung hat) wird dadurch weitgehend vereinfacht.
Man kann jetzt den Kabelendverschluß mit mehr Spiel ausführen. Nach erfolgter Einführung
in den Gegenkontakt kann man die Kabelendverbindung unter Druck. setzen und unter
Ausnutzung der elastischen Verformung ein Dichtschließen der Fuge erzwingen. Ein
eingedrungener Fremdkörper wird dabei von dem Material elastisch aufgenommen und
stört das Dichtschließen der Fuge nicht wesentlich. Auch das Wiedertrennen der Kabelendverbindung
wird sehr einfach, denn nach Aufhören des Druckes stellt sich wieder ein größeres
Spiel zwischen Endverschluß und Gegenkontakt ein, und die Saug- und Druckschwierigkeit
sowie die Verklemmungsgefahr durch etwaige Fremdkörper sind dadurch weitgehend beseitigt.
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Besonders augenfällig werden diese Vorteile bei einer kegelförmigen
Ausgestaltung von Kabelendverschluß und Gegenkontakt. Beim Einführen eines kegelförmigen
Endverschlusses in einen Kohlkegelförmigen Gegenkontakt ist bis zur Erreichung des
Paßsitzes ein genügender Luftspalt zum Ausgleich von Druckunterschieden vorhanden.
Im Sinne der Erfindung kann dieser Effekt dank der Verwendung eines elastischen
Werkstoffes ohne eine sorgfältige individuelle Abgleichung der Öffnungswinkel der
beiden Kegel erreicht werden, ja, es hat sich sogar gezeigt, daß besonders günstige
Ergebnisse erzielt werden können, wenn der Öffnungswinkel der kegelförmigen Öffnung
für den Endverschluß etwas größer gewählt wird als der Öffnungswinkel des kegelförmigen
Endverschlusses. Dann kann der Endverschluß fast bis zum Grund des Gegenkontaktes
eingeführt werden, ohne daß irgendwelche Saug- und Druckwirkungen auftreten. Die
nachfolgende Kompression am Ende des Endverschlusses bringt dann dessen etwas schlankeren
Kegel zur Anlage gegen den Kegel des Gegenkontaktes, so daß auch hier wieder eine
hochwertige Ausbildung der Fuge zwischen Kabelehdverschluß und Gegenkontakt gewährleistet
ist. Beim Lösen der Verbindung verjüngt sich der Endverschlußkegel wieder, und der
Endverschluß kann ohne Schwierigkeiten gelöst werden.
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Als Werkstoff zur Herstellung des Kabelendverschlusses kommt z. B:
Gummi in Frage. Bei Hochspannungskabeln mit Gummiisolierung wird der Kabelendverschluß
dabei durch eine Gummihülle gebildet, die zweckmäßig auf dem aus dem Kabelmantel
herausragenden Kabelende aufvulkanisiert ist: Auch elastische Kunststoffe hoher
elektrischer Durchschlagsfestigkeit, wie sie z. B. unter den Namen Oppanol, Flexigum
usw. bekannt sind, sind zur Herstellung des Kabelendverschlusses geeignet. Die gegebenenfalls
erforderliche unlösbare Verbindung eines aus . einem solchen Kunststoff hergestellten
Kabelendverschlusses mit einer aus imprägniertem Papier oder ähnlichem Material
bestehenden Kabelisolierung macht keine Schwierigkeiten und kann je nach den Eigenschaften
des verwendeten Kunststoffes durch bekannte Preß- oder Gießverfahren erfolgen. Die
gegenseitige Anpres= sung kann z. B. mittels einer Überwurfmutter erfolgen.
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In der Zeichnung ist eine Kabelendverbindung als Ausführungsbeispiel
der Erfindung dargestellt. Das Hochspannungskabel besteht aus der leitenden Kabelseele
i, der z. B. aus Gummi hergestellten Isolierung 2 und dem meistens geerdeten Kabelmantel
3 aus Metall. Der Kabelmantel ist an seinem Ende q. in bekannter Weise aufgeweitet
und verformt, um eine Verstärkung des elektrischen Feldes an dieser Stelle zu verhindern.
Über das aus dem Kabelmantel herausragende Kabelende 5 ist als KabelendverSChlüß
eine kegelstumpfförmige Hülle 6 aus Gummi geschoben und durch Vulkanisieren mit
der Isolierung des Kabelendes fest verbunden. Die gleichfalls konische Buchse 7
trägt auf ihrem Boden den Kontaktstift 8 und ist bei 9 auf geeignete Weise 'an dem
zu speisenden bzw. als Stromquelle dienenden Hochspannungsgerät befestigt. io kann
beispielsweise das metallene Schutzgehäuse eines Hochspannungstransformators sein.
Als Gegenstück zum Kontaktstift 8 ist am Kabelende die Kontakthülse i i angebracht,
welche von einer rohrförmigen Verlängerung i2 des Kabelendverschlusses 6 mit Abstand
umschlossen wird. Hierdurch wird die Kontakthülse i i auch bei gelöster Kabelendverbindung
vor mechanischer Beschädigung geschützt.
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Ein um den erweiterten Kabelmantel q. angeordneter Bund 13 dient als
Gegenlager für eine Überwurfmutter 1q., welche mit dem Anschlußstück 9 verschraubt
wird, um eine feste mechanische Verbindung zwischen, dem aus,den Teilen i bis 6
und i i bis 1q. bestehenden Kabelendverschluß mit dem aus den Teilen 7 bis io bestehenden
Gegenkontakt zu gewährleisten.
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Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt: Vor der Einführung des
Endverschlusses in den Gegenkontakt hat die kegelstumpfförmige Gummihülle
6
ihre ursprüngliche Gestalt, d. h., ihr äußerer Mantel bildet den Teil einer Kegelfläche,
welche an der (gedachten) Spitze des Kegels einen kleineren Öffnungswinkel aufweist
als der zu dem starren konischen Gegenkontakt 7 gehörige Öffnungswinkel. Vor Gebrauch
werden die Paßflächen von 6 und/ oder 7 mit einem 01 benetzt, welches das
elastische Material nicht angreift; bei Verwendung von Naturkautschuk eignet sich
gut Rizinusöl. Wird nun der Endv erschluß eingeschoben, so kommt (abgesehen von
dem Kontakt zwischen 8 und i i) zuerst das untere Ende 12 des Konus 6 mit dem Gegenkontakt
7 zur Berührung. Sodann deformiert sich das untere Ende von 6 und paßt sich der
Form von 7 an, ständig an der oberen Grenze der Anpassungszone das überschüssige
Öl vor sich teerausschiebend, bis schließlich der ganze Teil 6 die in der Zeichnung
dargestellte Form angenommen hat. Hierdurch wird erreicht, daß die im Spalt verbleibende
Ölmenge äußerst gering ist und daß mit Sicherheit Gasblasen aus der Fuge teerausgeschoben
werden, was von besonderer Bedeutung ist, da auch kleine Luftreste wegen der auftretenden
Ionisation die Durchschlagsfestigkeit bedeutend herabsetzen können und da Ozon insbesondere
auch auf Gummi schädlich einwirkt.
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Beim Herausziehen des Endverschlusses verjüngt sich zunächst der obere,
dann der untere Teil der elastischen Hülle 6, so daß Luft mit wenig Widerstand in
den Kontaktraum einströmen kann und nur wenig Arbeit zur Überwindung des äußeren
Luftdruckes notwendig ist. Natürlich ist bei der Konstruktion des Endverschlusses
darauf zu achten, daß die Teile 4 und 13 das Spiel des elastischen Belages
6 nicht beeinträchtigen.
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Zur Erreichung der geschilderten Vorteile ist es nicht unerläßlich,
daß Kabelendverschluß und Gegenkontakt konisch ausgebildet sind. Wenn der Teil 7
nur schwach. konisch gestaltet ist, kann der Teil 6 im Ruhezustand zylindrisch sein.
Ferner kann auch der Endverschluß aus starrem Material bestehen, wenn der Gegenkontakt
elastisch ausgefüttert ist.
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Bei Hochspannungskabeln mit Isolierung aus Gummi oder ähnlichem hochwertigem
elastischem Werkstoff ist es auch möglich, von der Anordnung einer besonderen Hülle
zur Bildung des Kabelende erschlusses abzusehen und das aus dem Kabelmantel herausragende
Kabelende unmittelbar z. B. mit Hilfe eines über das Ende des Kabelmantels gelegten
Bundes und einer Überwurfmutter gegen die Innenwandung des Gegenkontaktes anzupressen.
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Die Kabelendverbindung nach der Erfindung verbürgt bei geringstem
Raumbedarf eine gleichbleibend gute Isolation. Luft- oder Gaseinschlüsse können
sich zwischen dem Kabelendverschluß und dem Gegenkontakt nicht bilden, während etwa
in das Innere des Gegenkontaktes eingedrungene Verunreinigungen sich in den elastischen
Werkstoff eindrücken, mithin die Wand nicht verkratzen, wodurch sie an einer Wirkung
über größere Flächen, die eine Verschlechterung des Oberflächenwiderstandes zur
Folge haben könnte, gehindert werden.