DE1640021B2 - Endverschluss fuer hochspannungskabel - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Endverschluß des Kabelendes, und trotzdem eine gute Isolation des

für Hochspannungskabel, der einen das Kabelende Kabelendes gewährleistet.

umschließenden, das äußere Anschlußteil tragenden Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Endisolierkörper mit einer am Kabeleinsteckende nach Verschluß der eingangs erwähnten Art, erfindungsdem Einstecken des Kabels an dessen Außenseite 5 gemäß dadurch gelöst, daß die Einstecköffnung der anliegenden Ringdichtung aufweist und bei dem im Ringdichtung vor dem Einstecken des Kabelendes zusammengebauten Zustand der Raum zwischen durch eine Membran verschlossen ist, das Innere des Isolierkörper und Kabelende mit einer Isoliermasse Isolierkörpers bereits vor dem Einstecken des Kabelausgefüllt ist. endes mit Isoliermasse gefüllt ist und eine in das

Es sind bereits Kabelendverschlüsse dieser Art be- ίο Innere des Isolierkörpers mündende, verschließbare kannt (USA.-Patentschrift 2 273 538), bei denen Ablauföffnung zum Abführen überschüssiger Isolier-— nach dem Einstecken des Kabelendes — in den masse beim Einstecken des Kabelendes vorSpalt zwischen Isolierkörper und Kabelende eine zäh- gesehen ist.

flüssige Isoliermasse eingeführt wird. Diese das Kabel- Vorteilhafte Ausgestaltungen des neuen Endende umgebende Isoliermasse stellt eine bessere Iso- 15 Verschlusses sind in den Unteransprüchen angegeben, lierung als Luft dar. Die zähflüssige Isoliermasse Der neue Endverschluß wird in der Fabrik vollkann bei dem bekannten Kabelverschluß auch so ein- ständig fertig zusammengebaut, bereits dort mit der gebracht werden, daß sie vor dem Einsetzen des Isoliermasse zum späteren Ausfüllen des Trennspaltes Kabelendes auf dessen Außenfläche aufgetragen wird, zwischen Kabelende und Isolierkörper gefüllt und in worauf das Kabelende mit dem vorher darauf auf- 20 dieser Form an die Arbeitsstelle geliefert. Durch die gesetzten Dichtring in den Isolierkörper eingesetzt Verschlußmembran an der Ringdichtung wird ein wird, wobei die überschüssige Isoliermasse austreten Auslaufen der Isoliermasse beim Transport verkann. Im zusammengebauten Zustand des End- hindert. Zum Anbringen des Endverschlusses braucht Verschlusses wird die zähflüssige Isoliermasse im dieser nur durch den Arbeiter auf das Kabelende Inneren des Isolierkörpers durch die auf den Kabel- 25 aufgeschoben zu werden, nachdem die Ummantelung mantel aufgesetzte Ringdichtung gehalten. Die Her- des Kabels ein Stück entfernt und ein Anschlußstellung derartiger Kabelendverschlüsse ist auf Bau- bolzen an dem Kabelende befestigt wurde. Dabei stellen im Freien sehr kompliziert und kann nur von wird die Abschlußmembran durchstoßen. Die Ablauf-Fachleuten durchgeführt werden. Es besteht auch die Öffnung des Isolierkörpers wird vorher geöffnet, so Gefahr, daß beim Zusammenbau Schmutzteilchen in 30 daß überschüssige Isoliermasse während des Einden Trennspalt zwischen Kabelende und Isolier- Schiebens des Kabelendes ablaufen kann. Die Ringkörper gelangen und die Isolierung beeinträchtigen. dichtung legt sich eng am Kabelmantel an und

Es sind auch schon Endverschlüsse für Hoch- dichtet das Innere des Isolierkörpers nach außen ab. spannungskabel bekannt (deutsche Patentschrift Am Ende der Einsteckbewegung fährt der am Kabel-934 657), bei denen die Trennfuge zwischen der 35 ende befestigte Anschlußbolzen in die Bohrung im Außenwand des Dielektrikums des Kabelendes und Abschlußteil des Endverschlusses ein, deren Münder Innenwand des dieses umgebenden Isolierkörpers dung zweckmäßigerweise konisch ausgebildet ist, und mit einer elastischen Ausfütterung in Form einer wird dort festgelegt. Der Endverschluß ist damit Tülle aus Gummi oder elastischem Kunststoff hoher fertig. Als Isoliermasse ist insbesondere eine Spezialelektrischer Durchschlagfestigkeit ausgefüllt ist. Bei 40 masse geeignet, die innerhalb des zulässigen diesen bekannten Kabelendverschlüssen ist nicht mit Temperaturbereiches der Kabelisolierung thixotrop Sicherheit gewährleistet, daß in zusammengebautem ist und die eine Dielektrizitätskonstante annähernd Zustand die Fuge nicht doch noch Luftblasen ent- gleich der der Kabelisolierung aufweist,
hält cder beim Zusammenbau andere Fremdkörper Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an mit in die Fuge eindringen, welche Inhomogenitäten 45 Hand der Zeichnungen näher erläutert,
des elektrischen Feldes in der Nähe des Kabelendes F i g. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen in der und damit wiederum Isolierschwierigkeiten mit sich Fabrik fertiggestellten, nach außen dichten Kabelbringen, endverschluß, der eine Isoliermasse enthält;

Bei Endverschlüssen für Hochspannungskabel ist F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht eines für die Eines ferner bekannt, auf das Kabelende einen Ring aus 50 führung vorbereiteten Endes eines elektrischen einer Spiralfeder als elektrische Abschirmung auf- Starkstromkabels, bevor dieses Ende in den in zusetzen und diesen elektrisch mit dem Kabelmantel Fig. 1 gezeigten Endverschluß eingesetzt wird;
zu verbinden (USA.-Patentschrift 3 243 499). Dieser F i g. 3 zeigt einen Längsschnitt durch den Kabelbekannte Abschirmring kann keine Kabelspannungen endverschluß nach F i g. 1 mit teilweise eingeschobemechanischer Art aufnehmen, da er nicht am 55 nem Ende des Starkstromkabels, während
Gehäuserand befestigt ist. Er kann im übrigen nur F i g. 4 einen der F i g. 3 ähnlichen Längsschnitt als gesondertes Teil vor dem Einbau auf das Kabel- zeigt, bei dem das Ende des Kabels vollständig in den ende aufgesetzt werden. Schließlich ist es bei Kabel- Endverschluß eingeschoben ist und die konzentrisch armaturen bekannt, zum Erleichtern des Einsteckens angeordneten Bewehrungsdrähte des Kabels am Enddes Kabelendes die Bohrung im Anschlußteil, in die 60 Verschluß festgelegt sind.

der Anschlußbolzen im Isolierkörper zu liegen Bei dem in F i g. 1 dargestellten Kabelendverschluß

kommt, am Rand konisch auszubilden (USA.- bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen Isolierkörper,

Patentschrift 2 967 901). der aus einem geeigneten keramischen oder glas-

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Endverschluß ähnlichen Material besteht und vorstehende Rippen der eingangs erwähnten Art so weiterzubilden und 65 11 und Riffelungen 12 aufweist. Das aus Metall bezu verbessern, daß er sehr einfach und von ungelern- stehende Fußteil 14 bildet mit dem Isolierkörper 10 ten Arbeitern auf der Baustelle im Freien angebracht den Mantel des Kabelendverschlusses. Das gewerden kann, und zwar durch einfaches Einstecken gossene Fußteil 14 hat einen verstärkten Basis-

abschnitt 16 mit einem bei 17 gekrümmten Rand zur Kontaktierung einer elastisch nachgiebigen Dichtungsmanschette 18. Mittels eines Haftmittels 20 werden der Isolierkörper und das Fußteil 14 fest und dicht miteinander verbunden. An dem Fußteil 14 ist ein Befestigungsflansch 21 ausgebildet, mittels dessen der Endverschluß an eine ortsfeste Abstützung befestigt werden kann. Das Fußteil 14 hat eine Öffnung 22, die mit einem Verschlußstopfen 23 mit Gewinde verschließbar ist.

Ein Abdichtkörper 27 mit einem plattenförmigen Ansatz 24 aus Aluminium oder einem anderen geeigneten Metall ist mittels Befestigungsbolzen 25 (F i g. 4) an dem Fußteil 14 lösbar angebracht. Der Abdichtkörper 27 hat eine Bohrung, deren Durchmesser groß genug ist, um das abzuschließende Kabelende aufzunehmen. Der Abdichtkörper 27 dient dazu, die elastisch nachgiebige flexible Ringdichtung 28 an dem Fußteil 14 festzulegen. Die Ringdichtung 28 ist zwischen dem plattenförmigen Ansatz 24 und dem verstärkten Abschnitt 16 des Fußteiles 14 längs ihres Umfanges eingeklemmt und weist eine Einstecköffnung 30 auf, durch die das Kabel eingeführt wird. Zum Verschließen der Öffnung 30, um die in den Endverschluß eingefüllte Masse bis zum Einsetzen des Kabels zurückzuhalten, wird eine Membran 31 (ein Kunststoffilm oder eine Kunststoffschicht) (Fig. 1) in derselben Weise wie die Ringdichtung 28 durch den plattenförmigen Ansatz 24 mit Klemmwirkung gehalten. Die Membran 31 befindet sich auf der Innenseite der Ringdichtung 28 und liegt an dieser an. Das Material, aus dem die Membran 31 besteht, braucht keine besondere Zusammensetzung zu besitzen, sofern nur ein beständiger und nicht poröser Kunststoff ausreichender Festigkeit Verwendung findet. Die Membran 31 muß nicht nur das Austreten der in den Endverschluß eingefüllten Masse verhindern, sondern auch das Eintreten ve η Staubteilchen und Verunreinigungen, die die Wirksamkeit der Isoliermasse vor dem Einsetzen des Kabels nachteilig beeinträchtigen würden. Die Festlegung der Ringdichtung 28 und der Membran 31 wird durch die Befestigungsbolzen 25 erreicht, mit denen der Abdichtkörper 27 an dem Fußteil 14 befestigt wird.

Das Material der Ringdichtung 28 ist so ausgewählt, daß es Umwelteinflüssen, wie ultravioletten Strahlen, Ozon-Beeinflussungen und Oxydation standhält. Es wird ein hochbeanspruchbares Silikonelastomer bevorzugt, das bei Temperaturen bis zu etwa — 30° C verwendet werden kann.

Der dargestellte Kabelendverschluß ist außerdem mit einem Feldverteilungskörper 34 versehen, der in der Fabrik mit eingebaut wird. Dieser besteht vorzugsweise aus Beryllium—Kupfer, obwohl auch andere leitfähige, federnde Metalle Verwendung finden können. Er hat eine durchgehende Außenwandung und eine elastisch nachgiebige Innenwandung, die durch mit der Außenwandung aus einem Stück gebildete, federnde Finger 35 gebildet wird, welche an ihren freien Enden bei 36 nach außen abgebogen sind. Diese spezielle Ausbildung des Feldverteilungskörpers ist wünschenswert, denn sie erleichtert das Einsetzen des Kabels in den Endverschluß und schafft gleichzeitig einen elektrischen Kontakt zwischen dem Feldverteilungskörper und dem Mantel 51 des Kabels, wenn dasselbe voll eingesetzt ist.

Der Feldverteilungskörper 34 wird innerhalb des Endverschlusses durch Stützteile 37 gehalten, die an ihrem einen Ende an der zylindrischen Außenwandung des Körpers 34 befestigt sind und an ihrem anderen Ende mittels Niete 38 an dem verstärkten Abschnitt 16 angebracht sind. Es sind zwei oder mehrere Stützteile 37 erforderlich, die nicht nur den Feldverteilungskörper 34 innerhalb des Endverschlusses abstützen, sondern gleichzeitig den Körper 34 mit dem Fußteil 14 des Endverschlusses verbinden und

ίο damit den Körper 34 auf Massepotential legen.

Der Endverschluß enthält ferner einen mit Poren versehenen Kunststoffkörper 40, der innerhalb des Fußteiles 14 angeordnet ist und den Feldverteilungskörper 34 umschließt. Der Kunststoffkörper 40 hat im wesentlichen die Form einer gespaltenen Gewindemuffe und kompensiert wirksam die auf Grund von Temperatur- und Belastungsänderungen auftretende thermische Ausdehnung der Isoliermasse und die des Kabeldielektrikums.

ao An dem der Kabeleinführungsseite entgegengesetzten Ende des Endverschlusses ist der Isolierkörper 10 mit einem Abschlußteil 41 verschlossen, das das äußere elektrische Anschlußteil42 (s. Fig. 1) für den Kabelleiter trägt. Der nach innen ragende Teil

a5 43 des Abschlußteiles 41 ist mit Gewinde versehen und hält einen Ansatz 44 mit konisch abgeschrägten Flächen 45. Der Teil 43 ist rohrförmig und hat an seiner Innenfläche Schlitze 46, die beim Einsetzen des Anschlußbolzens 54 während der Einführung des Kabels ein Hineinfließen der Isoliermasse in das Abschlußteil 41 erleichtern. Um den Anschlußbolzen 54 des eingesetzten Kabels im Abschlußteil 41 festzulegen und elektrisch anzuschließen, ist das Abschlußteil 41 mit einer abdichtbaren Kopfschraube 47 versehen. Eine Dichtung 48, die zwischen dem Abschlußteil 41 und dem Isolierkörper 10 eingefügt ist, dichtet dieses Ende des Endverschlusses ab.

Bei dem in F i g. 1 gezeigten, vollständig mit der Isoliermasse ausgefüllten Kabelendverschluß ist die Öffnung 30 in der Ringdichtung 28 durch die Membran 31 abgedeckt, die die Masse innerhalb des Endverschlusses hält. Eine bevorzugte Masse besteht aus einer Mischung von hochmolekularen Polybutenen und niedrigmolekularen Polyolefinen zusammen mit einem Reaktionsverzögerer. Da die Masse während des gesamten Betriebes einer hohen Beanspruchung durch das elektrische Feld ausgesetzt ist, muß die Masse staubfrei gemischt und eingefüllt werden. Ein weiteres Kennzeichen der Masse besteht darin, daß sie fest an der Polyäthylenisolierung, dem beispielsweise aus Porzellan bestehenden Isolierkörper des Endverschlusses und auch an dem Metall des Feldverteilungskörpers bis zu Temperaturen von etwa —30° C herunter anhaftet. Die Füllmasse muß auch bei niedrigen Temperaturen ihre Flexibilität beibehalten.

F i g. 2 zeigt das vorbereitete Ende eines Starkstromkabels 50 mit einem Kunststoffdielektrikum 52.

Die halbleitende Mantelschicht 51 des Kabels wurde über eine bestimmte Länge vom Kabelende her entfernt, um das Kabeldielektrikum 52 freizulegen. An dem Kabelende wurde dann das Kabeldielektrikum 52 entfernt, um den Kabelleiter 53 freizulegen, und dieser freigelegte Abschnitt des Kabelleiters ist in einen Anschlußbolzen 54 eingepaßt. Wenn dieser angebracht ist und der stirnseitige Rand des Kabeldielektrikums abgeschrägt worden ist, kann das

Kabel in den Endverschluß eingeführt werden. Die Schritte beim Einführen des Kabels sind in den F i g. 3 und 4 gezeigt. Zunächst wird der Verschlußstopfen 23 entfernt, so daß überschüssige Masse aus dem Inneren des Endverschlusses abgeführt werden kann. Das vorbereitete Ende des Kabels wird dann in die öffnung 30 der Ringdichtung 28 eingeschoben, wobei der Anschlußbolzen 54 die Membran 31 durchstößt und in den Feldverteilungskörper 34 eindringt. Die Ringdichtung 28 dichtet das Innere des Kabelendverschlusses gegen den Kabelmantel ab, wenn das Kabel weiter eingeschoben wird, wobei eine entsprechende Menge der Isoliermasse durch die Öffnung 22 herausgedrängt wird, wie es in F i g. 3 durch das Bezugszeichen 55 angedeutet ist. Ein Behälter 56 kann die verdrängte Masse aufnehmen. Da diese unter Druck steht und klebrig ist, haftet sie an der Oberfläche der Kabelisolierung an, so daß keine Poren oder eingeschlossenen Luftblasen verbleiben.

Beim weiteren Einschieben des Kabelendes gelangt das Ende des Anschlußbolzens 54 in Kontakt mit dem Ansatz 44. Die abgeschrägten Flächen 45 des Ansatzes 44 erleichtern das weitere Einsetzen des Kabels. Wenn das Einschieben des Kabelendes beendet ist, wird die öffnung 22 durch den Stopfen 23 wieder verschlossen, und außerdem wird die elektrische Verbindung der Teile hergestellt, indem die Kopfschraube 47 eingeschraubt wird und in Kontakt mit dem eingeschobenen Anschlußbolzen 54 gelangt. Schließlich werden ncch die konzentrisch angeordneten Bewehrungsdrähte 57 des Kabels (F i g. 2 und 4) durch die Schelle 58 an den Abdichtkörper 27 angeklemmt.

Die Öffnung 30 in der Ringdichtung 28 ist zweckmäßigerweise kleiner als der Durchmesser des eingeführten, ummantelten Kabels, da dann der Öffnungsrand unter Spannung steht und somit eine enge und dichte Umfassung geschaffen wird, die eine wirksame Abdichtung herbeiführt.

Wenn das Kabelende ganz eingeführt ist, befindet sich der Feldverteilungskörper 34 in direktem elektrischem Kontakt mit dem halbleitenden Kabelmantel 51. Die Lage des Feldverteilungskörpers und die besondere Ausbildung der federnden Finger 55 ermöglichen eine gute Erdung des Kabelmantels 51, die automatisch beim Einsetzen des Kabels bewirkt wird. Der Einsatz des gezeigten Feldverteilungskörpers in Verbindung mit der Isoliermasse erspart die sonst erforderliche Anbringung eines gewickelten oder vorgefertigten Feldverteilungskonus.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Endverschluß für Hochspannungskabel, der einen das Kabelende umschließenden, das äußere Anschlußteil tragenden Isolierkörper mit einer

ίο am Kabeleinsteckende nach dem Einstecken des Kabels an dessen Außenseite anliegenden Ringdichtung aufweist und bei dem im zusammengebauten Zustand der Raum zwischen Isolierkörper und Kabelende mit einer Isoliermasse ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstecköffnung (30) der Ringdichtung (28) vor dem Einstecken des Kabelendes durch eine Membran (31) verschlossen ist, daß das Innere des Isolierkörpers (10) bereits vor dem Einstecken des Kabelendes mit Isoliermasse gefüllt ist und daß eine in das Innere des Isolierkörpers (10) mündende, verschließbare Ablauföffnung (22, 23) zum Abführen überschüssiger Isoliermasse beim Einstecken des Kabelendes vorgesehen ist.

2. End Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren des Isolierkörpers (10) ein Druckschwankungen kompensierender, mit Poren versehener Kunststoffkörper

(40) angeordnet ist.

3. Endverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung in dem das äußere elektrische Anschlußteil (42) tragenden Abschlußteil (41) des Endverschlusses, in die der Anschlußbolzen (54) des Kabelendes eingeführt wird, eine konisch abgeschrägte Einführungsfläche (45) aufweist.

4. Endverschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß am Kabeleinsteckende des Isolierkörpers (10) ein Feldverteilungskörper (34) vorgesehen ist, der aus einem am Fußteil (14) des Isolierkörpers (10) befestigten Metallring mit mehreren nach innen U-förmig umgebogenen und an ihren Enden nach außen abstehenden Kontaktfingern (35, 36) besteht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen