EP0977309A1 - Kopplungsvorrichtung und Verwendung derselben - Google Patents

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EP0977309A1
EP0977309A1 EP98810730A EP98810730A EP0977309A1 EP 0977309 A1 EP0977309 A1 EP 0977309A1 EP 98810730 A EP98810730 A EP 98810730A EP 98810730 A EP98810730 A EP 98810730A EP 0977309 A1 EP0977309 A1 EP 0977309A1
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EP
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coupling device
housing
needle
connection
coupling
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98810730A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Widner Hanspeter
Ludger Bitter
Ralt Hausen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ascom Systec AG
Original Assignee
Ascom Systec AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/01—Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts characterised by the form or arrangement of the conductive interconnection between the connecting locations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/68—Structural association with built-in electrical component with built-in fuse
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/24—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands
    • H01R4/2404—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having teeth, prongs, pins or needles penetrating the insulation
    • H01R4/2408—Connections using contact members penetrating or cutting insulation or cable strands the contact members having teeth, prongs, pins or needles penetrating the insulation actuated by clamping screws

Definitions

  • the invention relates to a coupling device according to the Preamble of claim 1 and the use thereof.
  • Coupling devices of this type are used for coupling electrical devices used on a power cable and can in particular when transferring information via power distribution networks for coupling and decoupling z.
  • B. high-frequency signals are used.
  • the invention is based on the object Coupling device to specify the easy, quick and previous Power cut-off required essentially without danger a power cable can be attached. Further Advantages are that the coupling device is simple in construction, small, light and inexpensive to manufacture.
  • the coupling device according to the invention is very suitable good for coupling and decoupling signals for transmission of information about the power grid and can especially in local network transformer stations, Distribution points and house connection boxes one Low-voltage power supply network can be used. Especially when the coupling device is close to a Disconnection point of the power cable on a phase conductor only slight emissions occur, Reflections and attenuations so that also signals with relatively small amplitude for the Sufficient information transfer.
  • the coupling device an elongated, about cuboid housing 1 on from an electrical insulating material, preferably plastic, with, in the Near an upper end, one on a front arranged opening 2 through which a needle 3 transversely to Longitudinal direction of the housing 1 protrudes outwards.
  • the needle 3 is firmly anchored in a holder 4, which is displaceable and is rotatably mounted in the housing 1.
  • the bracket 4 has an external thread with an internal thread a bearing sleeve 5 which engages with a screw 6 is firmly connected. It is on the outside with one Provide a slot for the engagement of a screwdriver.
  • the needle 3, the holder 4 and the bearing sleeve 5 are made made of electrically conductive material, preferably steel, the Screw 6, on the other hand, made of electrically insulating material, preferably plastic.
  • the bearing sleeve 5 is connected to a contact piece 7, which at the upper end of an elongated cavity 8 in Inside the housing 1 is arranged. At the bottom is the cavity 8 surrounded by a contact sleeve 9, with the An insulated cable 10 is electrically conductive on the outside is connected, which at the lower end of the housing 1 the same is led out and a connection for z. B. forms a transmitting and receiving device.
  • An overcurrent fuse 11 is arranged in the cavity 8, with a first contact 12, which on the contact piece 7 abuts and a second contact 13 which slides in the Contact sleeve 9 is mounted and with the inside of both directly as well as via one at the lower end of the contact sleeve 9 supported compression spring 14 in electrically conductive contact stands.
  • the compression spring 14 acts on the Overcurrent fuse 11 with an upward force and creates sufficient contact pressure between the first contact 12 and the contact piece 7 safe.
  • the Needle 3 is thus over the holder 4, the bearing sleeve 5, the contact piece 7, the overcurrent fuse 11 and the Contact sleeve 9 connected to the cable 10.
  • At the back of the housing 1 are, spaced in the longitudinal direction, two Cross grooves 15, 16 attached.
  • the needle 3 In a rest position, the needle 3 is withdrawn, so that it protrudes little or not out of the opening 2.
  • the coupling device as in FIG. 2 shown, conveniently on a phase conductor 17 one to one Power cable 18 belonging to the power supply network are attached by two cable ties 19, 20 around the Phase conductor 17 and the coupling device are laid, in such a way that they lie in the transverse grooves 15, 16.
  • a screwdriver on screw 6 attached and by turning to the right, in which the bearing sleeve 5 is rotated, the bracket 4 pushed forward, see above that the needle 3 isolates the phase conductor 17 pierces until it reaches its operational position, in which bumps its tip against its surface. So that is an electrically conductive connection between the Phase conductor 17 and the cable 10 made.
  • the Contact area between the tip of the needle 3 and the Phase conductor 17 is small, but because there are only small currents should flow, sufficient.
  • the coupling device is largely attached safely.
  • the only non-isolated part is the Needle 3 with the phase conductor 17 in an electrically conductive Connection.
  • the opening 2 of the housing 1 is in direct contact with the insulation of the phase conductor, partly inside the housing 1, partly inside the insulation and is therefore not accessible.
  • a device connected to the cable 10, such as a transmit and Receiving device, is thus via the coupling device coupled to the phase conductor 17 and can be used for sending and Received from the power grid Information is used. It's through that Overcurrent protection 11 against damage from overcurrents protected. It is for the quality of the transmission advantageous if the coupling device is close to a Disconnection point 21 of the power cable 18, up to which it is surrounded by common insulation and is held together, attached to a phase conductor 17 becomes. There occur because of the still homogeneous field distribution Radiations, reflections and attenuations of the injected Signals only to a small extent and the efficiency of the Coupling in and out is particularly high.
  • the coupling device at the point where it is no longer needed, it can, in turn without a power cut being required after Withdraw the needle 3 to the rest position Turn screw 6 counterclockwise and cut the cable ties 19, 20 can be removed without difficulty.
  • the little one injury caused by the penetration of the needle 3 Isolation of the phase conductor 17 is not important.

Landscapes

  • Details Of Connecting Devices For Male And Female Coupling (AREA)
  • Cable Accessories (AREA)
  • Connections By Means Of Piercing Elements, Nuts, Or Screws (AREA)
  • Fuses (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
  • Installation Of Indoor Wiring (AREA)
  • Processing Of Terminals (AREA)

Abstract

Eine Nadel (3) ist durch Drehen einer Schraube (6) vorschieb- und zurückziehbar in einem Gehäuse (1) gelagert und ragt durch eine im Endbereich desselben angebrachte Oeffnung (2) seitlich nach aussen. Sie ist über eine im Inneren des Gehäuses (1) angeordnete Ueberstromsicherung mit einem Kabel (10) verbunden. Das Gehäuse (1) und die Schraube (6) bestehen aus elektrisch isolierendem Material. Ein an das Kabel (10) angeschlossenes Sende- und Empfangsgerät kann, nachdem das Gehäuse (1) mittels Kabelbindern (19, 20) in der Nähe einer Auftrennstelle (21) an einem Phasenleiter (17) eines zu einem Stromverteilungsnetz gehörenden Starkstromkabels (18) befestigt wurde und die Nadel (3) die Isolierung des Phasenleiters (17) durchdrungen hat, zur Uebermittlung von Informationen über das Stromverteilungsnetz eingesetzt werden. <IMAGE>

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Kopplungsvorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Verwendung derselben. Derartige Kopplungsvorrichtungen werden zur Ankopplung elektrischer Geräte an ein Starkstromkabel eingesetzt und können insbesondere bei der Uebertragung von Informationen über Stromverteilungsnetze zum Ein- und Auskoppeln von z. B. hochfrequenten Signalen verwendet werden.
Stand der Technik
Es ist bekannt, Nachrichten über Stromversorgungsnetze zu übertragen. Dazu werden (WO-A-95/29 537) hochfrequente Signale kapazitiv ein- und ausgekoppelt. Dies erfordert jedoch Installationen, welche nur bei abgeschaltetem Strom angebracht werden können, was beträchtliche Umtriebe und Kosten verursacht.
Darstellung der Erfindung
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Koppelvorrichtung anzugeben, die leicht, rasch und vorherige Stromabschaltung erforderlich im wesentlichen gefahrlos an einem Starkstromkabel angebracht werden kann. Weitere Vorteile liegen darin, dass die Kopplungsvorrichtung einfach im Aufbau, klein, leicht und billig herstellbar ist.
Die erfindungsgemässe Kopplungsvorrichtung eignet sich sehr gut zum Aus- und Einkoppeln von Signalen zur Uebertragung von Informationen über das Stromversorgungsnetz und kann insbesondere in Ortsnetz-Transformatorstationen, Verteilstellen und Hausanschlusskästen eines Niederspannungs-Energieversorgungsnetzes eingesetzt werden. Vor allem wenn die Kopplungsvorrichtung nahe an einer Auftrennstelle des Starkstromkabels an einem Phasenleiter angesetzt wird, treten nur geringfügige Abstrahlungen, Reflexionen und Dämpfungen auf, so dass auch Signale mit verhältnismässig kleiner Amplitude für die Informationsübertragung ausreichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnung, welche lediglich ein Ausführungsbeispiel zeigen, näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1
einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Kopplungsvorrichtung und
Fig. 2
schematisch eine erfindungsgemässe Kopplungsvorrichtung, an einem Phasenleiter eines Starkstromkabels angebracht.
Wege zur Ausführung der Erfindung
Wie am besten aus Fig. 1 ersichtlich, weist die erfindungsgemässe Kopplungsvorrichtung ein längliches, etwa quaderförmigen Gehäuse 1 auf aus einem elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise Kunststoff, mit, in der Nähe eines oberen Endes, einer an einer Vorderseite angeordneten Oeffnung 2, durch welche eine Nadel 3 quer zur Längsrichtung des Gehäuses 1 nach aussen ragt. Die Nadel 3 ist in einer Halterung 4 fest verankert, die verschiebbar und unverdrehbar im Gehäuse 1 gelagert ist. Die Halterung 4 weist ein Aussengewinde auf, das mit einem Innengewinde einer Lagerhülse 5 eingreift, welche mit einer Schraube 6 fest verbunden ist. Sie ist an der Aussenseite mit einem Schlitz für den Eingriff eines Schraubenziehers versehen. Die Nadel 3, die Halterung 4 und die Lagerhülse 5 bestehen aus elektrisch leitendem Material, vorzugsweise Stahl, die Schraube 6 dagegen aus elektrisch isolierendem Material, vorzugsweise Kunststoff.
Die Lagerhülse 5 ist mit einem Kontaktstück 7 verbunden, welches am oberen Ende eines länglichen Hohlraums 8 im Inneren des Gehäuses 1 angeordnet ist. Am unteren Ende ist der Hohlraum 8 von einer Kontakthülse 9 umgeben, mit deren Aussenseite ein isoliertes Kabel 10 elektrisch leitend verbunden ist, welches am unteren Ende des Gehäuses 1 aus demselben herausgeführt ist und einen Anschluss für z. B. ein Sende- und Empfangsgerät bildet.
Im Hohlraum 8 ist eine Ueberstromsicherung 11 angeordnet, mit einem ersten Kontakt 12, welcher am Kontaktstück 7 anliegt und einem zweiten Kontakt 13, der gleitend in der Kontakthülse 9 gelagert ist und mit deren Innenseite sowohl direkt als auch über eine am unteren Ende der Kontakthülse 9 abgestützte Druckfeder 14 in elektrisch leitendem Kontakt steht. Die Druckfeder 14 beaufschlagt die Ueberstromsicherung 11 mit einer nach oben gerichteten Kraft und stellt so einen ausreichenden Kontaktdruck zwischen deren erstem Kontakt 12 und dem Kontaktstück 7 sicher. Die Nadel 3 ist somit über die Halterung 4, die Lagerhülse 5, das Kontaktstück 7, die Ueberstromsicherung 11 und die Kontakthülse 9 mit dem Kabel 10 verbunden. An der Rückseite des Gehäuses 1 sind, in Längsrichtung beabstandet, zwei Querrillen 15, 16 angebracht.
In einer Ruhestellung ist die Nadel 3 zurückgezogen, so dass sie nur wenig oder gar nicht aus der Oeffnung 2 ragt. In diesem Zustand kann die Kopplungsvorrichtung, wie in Fig. 2 dargestellt, bequem an einem Phasenleiter 17 eines zu einem Stromversorgungsnetz gehörenden Starkstromkabels 18 befestigt werden, indem zwei Kabelbinder 19, 20 um den Phasenleiter 17 und die Kopplungsvorrichtung gelegt werden, und zwar so, dass sie in den Querrillen 15, 16 liegen. Anschliessend wird an der Schraube 6 ein Schraubenzieher angesetzt und durch Rechtsdrehen, bei welchem die Lagerhülse 5 mitgedreht wird, die Halterung 4 nach vorn geschoben, so dass die Nadel 3 die Isolierung des Phasenleiters 17 durchstösst, bis sie ihre Einsatzposition erreicht, in welcher ihre Spitze an dessen Oberfläche anstösst. Damit ist eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Phasenleiter 17 und dem Kabel 10 hergestellt. Die Kontaktfläche zwischen der Spitze der Nadel 3 und dem Phasenleiter 17 ist zwar klein, doch, da nur kleine Ströme fliessen sollen, ausreichend.
Dank dem isolierenden Gehäuse 1 und dem Umstand, dass die Schraube 6 gleichfalls aus isolierendem Material besteht, ist das Ansetzen der Kopplungsvorrichtung weitgehend gefahrlos. Als einziges nicht isoliertes Teil steht die Nadel 3 mit dem Phasenleiter 17 in elektrisch leitender Verbindung. Sie liegt jedoch, da die Oeffnung 2 des Gehäuses 1 unmittelbar an der Isolierung des Phasenleiters anliegt, zum einen Teil innerhalb des Gehäuses 1, zum anderen Teil innerhalb der Isolierung und ist daher nicht zugänglich.
Ein an das Kabel 10 angeschlossenes Gerät, etwa ein Sende- und Empfangsgerät, ist somit über die Kopplungsvorrichtung an den Phasenleiter 17 angekoppelt und kann zum Senden und Empfangen von über das Stromversorgungsnetz übertragenen Informationen eingesetzt werden. Es ist durch die Ueberstromsicherung 11 vor Beschädigung durch Ueberströme geschützt. Für die Qualität der Uebertragung ist es vorteilhaft, wenn die Kopplungsvorrichtung in der Nähe einer Auftrennstelle 21 des Starkstromkabels 18, bis zu welcher dasselbe von einer gemeinsamen Isolierung umgeben ist und zusammengehalten wird, an einen Phasenleiter 17 angesetzt wird. Dort treten wegen der noch homogenen Feldverteilung Abstrahlungen, Reflexionen und Dämpfungen der eingekoppelten Signale nur in geringem Umfang auf und die Effizienz der Ein- und Auskopplung ist besonders hoch.
Wird die Kopplungsvorrichtung an der Stelle, an der sie angesetzt ist, nicht mehr benötigt, so kann sie, wiederum ohne dass eine Stromabschaltung erforderlich wäre, nach Zurückziehen der Nadel 3 in die Ruhestellung durch Linksdrehung der Schraube 6 und Durchtrennen der Kabelbinder 19, 20 ohne Schwierigkeit abgenommen werden. Die kleine durch das Eindringen der Nadel 3 verursachte Verletzung der Isolation des Phasenleiters 17 ist nicht von Belang.
Bezugszeichenliste
1
Gehäuse
2
Oeffnung
3
Nadel
4
Halterung
5
Lagerhülse
6
Schraube
7
Kontaktstück
8
Hohlraum
9
Kontakthülse
10
Kabel
11
Ueberstromsicherung
12
erster Kontakt
13
zweiter Kontakt
14
Druckfeder
15, 16
Querrillen
17
Phasenleiter
18
Starkstromkabel
19, 20
Kabelbinder
21
Auftrennstelle

Claims (10)

  1. Kopplungsvorrichtung zur elektrischen Ankopplung von Geräten an einen von einer Isolation umgebenen Einzelleiter eines Starkstromkabels (18), mit mindestens einem Anschluss für ein Gerät, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine vorstehende Nadel (3) zum Durchstossen der Isolation aufweist, welche mit dem Anschluss elektrisch leitend verbunden ist.
  2. Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Gehäuse (1) aufweist mit einer Oeffnung (2), in welcher die Nadel (3) angeordnet ist.
  3. Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadel (3) zwischen einer Einsatzstellung, in welcher sie aus dem Gehäuse (1) herausragt und einer Ruhestellung, in welcher sie nicht oder weniger weit aus dem Gehäuse (1) herausragt, verschiebbar ist.
  4. Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadel (3) in einer Halterung (4) verankert ist, welche mittels einer im Gehäuse (1) gelagerten, von aussen betätigbaren Schraube (6) in einer im Gehäuse (1) angeordneten Lagerhülse (5) verschiebbar ist.
  5. Kopplungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitende Verbindung der Nadel (3) mit dem Anschluss über die Halterung (4) und die Lagerhülse (5) hergestellt ist und mindestens der von aussen zugängliche Teil der Schraube (6) aus elektrisch isolierendem Material besteht.
  6. Kopplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Nadel (3) und den Anschluss eine Ueberstromsicherung (11) gelegt ist.
  7. Kopplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5 und Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ueberstromsicherung (11) im Gehäuse (1) angeordnet und mit dem Anschluss über eine Kontakthülse (9), in welcher sie gleitend gelagert ist, elektrisch leitend verbunden ist.
  8. Kopplungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (1) länglich ausgebildet ist und an einer Rückseite zwei in Längsrichtung beabstandete Querrillen (15, 16) zur Aufnahme von Kabelbindern (19, 20) aufweist, während die Oeffnung (2) an einer Vorderseite, insbesondere an einem Endbereich, des Gehäuses (1) angeordnet ist.
  9. Verwendung der Koppeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Einkopplung von der Informationsübermittlung dienenden Signalen in ein Stromversorgungsnetz.
  10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelungseinrichtung unmittelbar anschliessend an eine Auftrennstelle (21) eines Starkstromkabels (18) an einem der isolierten Phasenleiter (17) angesetzt wird.
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