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Elektrische Steckverbindung, insbesondere für Hochspannungskabel Die
Erfindung betrifft eine elektrische Steckverbindung, insbesondere für Hochspannungskabel:,
mit einem Stecker, von dem sich ein elektrisch leitendes Teil erstreckt, und mit
einer Buchse, in der sich eine elektrisch leitende Hülse befindet.
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Die elektrischen Gefahren, die bei'der Wartung und Instandsetzung
von Hochspannungskabeln auftreten, sind allgemein bekannt. Eine besondere Gefahr
ist der elektrische-Lichtbogen, der bei der Auftrennung oder Abschaltung von Hochspannungskabeln
auf-C> tritt. Diese Gefahr ist von besonderer Bedeutung bei unter der Erzle verlegten
Energieverteilungsnetzen, bei denen Transformatoren auf der Erde montiert und zur
Erzielung einer besonders großen Sicherheit feste Kabelverbindungen vorgesehen sind.
Dadurch wird.jedoch die Wartung und Instandsetzung solcher Syateme beeinträchtigt,
da besonders ausgebildete Trennachalter i=erhalb
des unzugänglichen
Transformato--raumes zur sicheren Unterbrechung des Laststromes erforderlich sind.
Es besteht seit langem der Q
. 'lunsch näch schnelleren und einff-:#cheren
Mitteln zur Unterbrechung des Laststromes, die eine möglichst geringe Absche;ltungs.-eit
de3 Netzes erfordern.
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Die Erfindung hat es sich deingeLäß zur Aufgabe gemacht, die Unterbrechung
des Laststromes an de.. KabelanscY-lu!3 in einem zugänglichen Raum vorzunehmen,
so daß Kabelfehler i-nnerhnlb von .Minuten gefunden und isoliert werden kUnnen,
r,---,chdeLi sle einmal festgestell+ sind. Die Erfindung hat dabei -.u#.,h die #-ufgabe
zu lösen, di-tj bei der Auftrennun#r der Hochspanr.ungskabel entstehenden Lichtbögen
zu vermeiden. Die erfindungsgema'e Verbindung zc1-1 CD vollständig isoliert und
damit sicher zu handhaben und zu warten sein. Sie 3oll weiter billig, e--*xifach
in der Herstellun, und sicher in Betrieb sein, sie soll feuchtij#keitsgeschützt
und außer-CD dem leicht lösbar sein. Alle diese Forderungen werden durch
die Erfindung in vorteilhafter Weise erfüllt.
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Die Erfindung besteht darin, daß an den Enden wenigsten-s CD eines
der elektrisch leitenden Teile isolierende LÄTittel aus einem Material zur Lichtbogenlöschung
vorgesehen sind, so daß bei Trennung von Stecker und Buchse die isolierenden Mittel
lastströme mit hoher Spannung zwischen denleitenden Teilen unterbre#rEn Die erfindungsgemäße
Verbindung bietet ein hohes LlaM an S--clierheit
und kann zur Trennun-
von Kabeln bei beliebig hohen Spannungen dienen. Die elektrische Verbindung besteht
aus einem Steckery der mit einem isolierenden Polgeteil versehen istg das mit dem
Ende eines elektrisch leitenden Teiles verbunden ist. Die Steckverbindung weist
außerdem eine Buchse mit e-!ner isolier enden Hülse an dem Eingang einer elektrisch
leitenden Hülse auf. Das isolierende Polgeteil und die isolierende Hülse bestehen
beide aus einem lichtbogenlöschenden 1,1.aterial, das durch einen über den Spalt-zwischen
den beiden Te ilengebildeten lichtbogen-nach Trennung der elektrisch leitenden Teile
aktiviert wird. Die Hitze des Lichtbogens wird von dem lichibogenlöschenden Material
aufgenommen, und eine entionisierte Zone wird in dem engen Bereich zwinehen dem
Polgeteil und der Hülse aufgebaut. Diese entionisierte Zone unterbricht den Stror#flu3
in zwei cder vier Perioden nach der 211luftrennung der Steckverbindung und löscht
somit den Lichtbogen.
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Die Kar-le der Steckverbindung besteht aus einem elastischen Material,
dessen elastische Eigenschaften in verschiedener Hinsicht bedeutungsvoll sind. Eine-in
der Kappe vorgesehene öse stellt einen Energiespeicher dar, der beim Herausziehen
des Steckers aus der Buchse entsprechend der Elastizität des Materials ähnlich wie
e.-1*Lne Peder wirkt, nachdem der Stecker frei ist. An dem'Ende der ist eine ringförm.-lLgg
Rille vorgesehen, die
mit einem Hing in dem Stecker zusammen eine
Schnappverbindung bildet. Der Stecker und die Buchse sind außerdem feuchtigkeitedicht
ineinandergesteckt, wodurch eine zusätzliche Haltekraft durch das beim Herausziehen
zwischen dem Stecker und der Buchse entstehende Vakuum erzeugt wird. Nach Loslösung
des Steckers von der Buchse tritt eine Schnappwirkung ein, die zu einer sehr schnellen
Trennung der Steckverbindung führt.
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zur Verbindung des Kabels mit dem Stecker wird die konzentrische Umspinnung
vom Ende des Kabels zurückgeschoben und die Hochspannungsisolierung freigelegt.
An das Ende des Kabels wird ein Kabelschuh angequetscht und dann das Ganze in'eine
angeapritzte Ausneh#mung in der Steckerkappe gesteckt. Die Ausnehmung ist mit einem
fettartigen isolierenden Material gefülltg das den Raum zwischen der Kappe und dem
Kabelende ausfüllt.
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Ein elektrisch ieitendes Teil, d. h. der Steckerstift, wird
dann innerhalb des Steckers in den Kabelschuh eingeschraubt. Schließlich wird zur
Vervollständigung des Anschlusdes ein leitendes Band um das Ende des konusförmigen
Teiles des Steckers gewickelt. Eine derartige Verbindung hat sich wegen der geringen
Kosten und der Einfachheit als besonders vorteilhaft herausgestel£z, während gleichzeitig
ein Maximum an Sicherheit bei der Handhabung der Verbindung nach dem Anschluß erzielt
wird.
Anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele
soll die Erfindung näher erläutert werden.
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Fig. 1 ist eine Seitenansicht einer elektrischen Steckverbindung
im Schnitt, wobei Stecker und Buchse in Eingriff sind, Fig. 2 ist eine Ansicht ähnlich
der emäß Fig. 1,
sie zeigt Stecker und Buchse im auseinandergezogenen Zustand,
Fig. 3 ist eine Ansicht einer abgewandelten Steckverbindung und zeigt die
elektrisch leitenden Teile iii elektrischer Verbindung, während die isolierenden
Teile nicht im Eingriff stehen und Fig. 4 ist der Fig. 3 ähnlich und zeigt
die elektrisch leitenden Teile außer Eingriff und die isolierenden Teile im Eingriff.
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Zum Zwecke des besseren Verständnisses wird die dargestellte elektrische
Steckverbindung in ihrer Verwendung bei einem geerdeten Transformator beschrieben.
Es bedarf dabei keiner Erläuterung, daß das Anwendungsgebiet der Steckverbindung
nicht auf eine derartige Verwendung beschränkt ist. Die Grundkonzeption der erfindungsgemäßen
elektrischen Steckverbindung
kann auf jedem beliebigen Gebiet angewendet
werden, nuf dem es wünschenswert io:,t, die Gefahr von Lichtbogen beim irennen oder
Herausziehen von Hochspannungskabeln zu vermeiden. De-Ausdruck Hochspannung bezieht
sich hierbei auf Eabel für Betriebsspannungen von 1 000 V und mehr.
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In der Zeichnung ist eine elektrische Steckverbindung mit einem Stecker
10 und einer Buchse 12 dargestellt. Um den Stecker ist eine Kappe 14 angeordnet,
die aus isolierendem Material, beispiels-.-.-eise elastischem
Gummi, besteht
und ,rit einem Auge
15, einer Ausnehmung
16 für die elektrische Verbindung'und
mit einer Äusnehmung
18 Zur -.*#.ufnahme des Kabelendes versehen ist. In
der Zeichnung sind diese Ausneh-mungen quer zueinander därgestellt, sie können jedo--h
bei einer anderen Ausführungsform auch koaxial angeordnet sein. Die Buchse weist
eine isolierende Durchführungstülle 40 auf, die aus den bekann-CD ten organischen
isolierenden Stoffen und auch aus inorganischen Stoffen, wie beispielsweise Glas
oder Porzellan, hergestellt sein kann. Die Tülle ist mit einer zentralen Ausnehmung
42,
| einem Flansch 44 und einem Gewinde 46 zur Befes'li,--:j.,unz.
an einer |
| Platte versehen. |
| Zum Anschluß des Kabels an den Stecker "-"ird das Ende |
| Hochspannungskabels 22 in die Ausnehmung 18 geschobeL. |
| wird jedoch die konzentrische Umspinnung 23 zurü2ki-estre'Lft |
| C) |
| und durch passende .','littel geerdet. Die leitende 2rIz |
entfernt und so die Hochspannung-sisolierung
27 freigeIgt.
Ein Kabelschuh 24 ist an das Ende des Kabels geo_uetscht. An dem KabelsChuh ist
außerdem eine Mutter
28 befestigt, Die AusnehmunG für das Kabelende ist vor
dem Einschieben des Kabels mit einem fettartigen Material gefüllt, das nach Einführung
des-Kabels den Raum um das Kabel ausfüllt. Der Kabel-' schuh wird durch Einschrauben
eines Steckerstiftes
26 in die Mutter
28 gesichert, der sich in die
Auenehmung
16 erstreckt. Ein elektrisch leitendes Band
15 wird dann
so um das Ende der Ausnehmung gewickelt, daß eizie feste Verbindung mit dem konischen
Ende der Kappe 20 gebildet wird.
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Bei der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform ist
an dem Sterkerstift 26 ein isolierendes Teil 30 befestigt. Dieses
iaalierende Teil kann aus irgendeinem der bexannten isolierenden Stoffe besteheng
beispielsweise hartvulkanisierteiL Fiber Und aus Kunststoffen der Familie der Akryl-und
PolZ-tetrafluoräthylene. Der Steckerstift und das isolierende Teil sind beide zylinarisch
und haben beide im wesentlichen den gleichen DurChmesser. Wie aus den ZeichnunCen
ersichtlich, ist das isolierer#de Teil an dem Steckerstift mittels einer ballförm.igen
Verbindung 32 befestigt, die in eine Öffnung 34 in dem Ende des S-'U-ecr-.erstiftes
eingesetzt ist. Die Befestigung des isolierenden Teller. kann aber auch in irgendeiner
anderen
zweckmäßigen Weise erfolgen.
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Die Durchführungstülle ist an einer Platte oder einer «
Wand
befestigt. Dazu ist ein verlängertes Ende 48 durch eine Öffnung 50 in einer
Wand 52 gesteckt'und eine Mutter 54-auf das Gewinde 46 aufgeschraubt. An
dem Endedes-Gewindes 46 kann eine an dem Flansch 44 anliegende Dichtung vorgesehen-sein,
wenn die Tülle in der Seitenwandung eines Öltransformators angebracht ist. Ein Leiter
54 ist koaxial in der Tülle angeordnet und mit einer Bohrung 56 mit einem'Gewinde
zum Anschluß an eine Hochspannung.sleitung versehen. Innerhal-b der-Auanhmung 42
ist eine elektrisch leitende Steckfas'zung 58 vorgesehen und mittels einer
Schraube 60 mit dem Leiter 54 verbunden. Ein Abschnitt 62 'mit einem
geringeren Durchmesser-an dem Ende der Steckfassung 58 dient zur elektrischen
Kontaktgabä mit dem Steckerstift 26.
In der Steckfassung sind außerdem Schlitze
64 vorgeeeheng die eine gewisse Nachgiebigkeit des Abschnitts der Steckfassung mit
dem geringeren Durchmesser bewirken. Eine elektrisch nichtleitende Hülse
66 befindet sich an'dem Ende der-Ausnehmung und stößt an der elektriGch leitenden-Steckfazsung
an. Der innere Durchmesser der Hülse-i st etwas größer als der äußere Durchmesser
des Steckerstiftes, so daß sich eine bündige Passung zwischen den beiden isolierenden-Teilen
ergibt*
Der langgestreckte Teil der Tülle verjüngt sich mit dem
gleichen Winkel wie die konisch zum Ende zulaufende Erweiterung der Ausnehmung
16 in dem Stecker. Sonft ergibt sich eine bündige Passung zwischen der Buchse
und dem Stecker, nie dadurch feuchtigkeitsgeschützt ist, daß die Flächen mit einem
fettartigen Material überzogen sind, bevor die Steckveihndung ineinandergeschoben
wird. Eine-.Hille 38 kann in der Nähedes Endes des langgestreckten Teiles
vorgesehen sein, in die ein Vorsprung 36 in der Ausnehmung 16 eingreift,
so daß Stecker und Buchse fest miteinander verbunden sind. Die Rille dient zusammen
mit dem Ring in dem Stecker zur Halterung, wenn der Stecker vollständig in die Buchse
eingesteckt ist. Außerdem bewirkt die enge Passung zwischen dem Stecker und der
Buchse eine gewisse Halterung, da beim Auseinanderziehen von Stecker und Buchse
zwischen beid.en ein Vakuum entsteht, das der auseinanderführenden Kraft entgegenwirkt.
Zum Herausziehen des Steckers aus der Buchse ist eine gewisse Kraft erforderlich,
die zunächst der Rille zusammen mit dem Vorsprung oder der engen Passung des Steckers
und der Buchse oder oeiden entgegenwirkt und damit ein Herausziehen verhindert.
Dabei wird der Stecker entsprechend seiner elastischen Eigenschaften etwas gedehnt.
Ist die trennende Kraft groß genug, um diese Haltekräfte zu überwinden, so schnappt
der Stecker aus der Buchse
heraus, und zwar als Folge der Energie,
die in dem gedehnten CD Stecker gespeichert ist. Bei geringen Strömen erlaubt es
die schnappende Trennung des Steckers von der Buchse, das lichtbogenlöschende Material
an Stecker und Buchse fortzulassen. Bei der Verbindung des Steckers mit der Buchse
wird das isolierende Teil 30 in die Hülse 66 eingesetzt und der verlängerte
Teil mit der Ausnehmung 16 ausgerichtet. Der Staker wird dann solange auf
die Buchse aufgeschoben, bis der Teil der Steckfassung mit dem verringerten Durchmesser
das Ende des Steckerstiftes 26 umgreift. Das innere 2inde des verlängerten
Teiles wird dann in die Ausnehmuna, eingesetzt, #;;obei der sich nach innen erstreckende
Teil in die Rille der Buchse einschnap--t.
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Ist-der Stecker aus der Buchse herausgezo#;en, so besteht zwischen
dem Steckerstift und der elektrisch leitenden Steckfassung ein Sp alt, über den
sich ein Hochspannungslichtbogen ausbildet. Ist das isolierende Teil 30 In
die is-Ilierende Hülse eingeschoben, wenn der Stecker aus de-. verlängerten Teil
herausgezogen ist, so beschränkt sich die zwischen den leitenden Teilen, von dem
Lichtbogen entwickelte Hitze -auf den kleinen Spalt zwischen dem iaolierenden Teil
und der Hülse. Die Hitze des Lichtbogens erzeugt in diesem Bereich eine entionisierende
mosphäre, die den Laststrom in dem Spalt unterbrichti-md-so den
Lichtbogen
löscht.
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In den Fig.
3 und 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform dargestellt,
mit der die gleichen Ergebnisse erzielt weraeil können. Die Buchse ist als Phantom
dargestellt und mit einer nichtleitenden Hülse
70 vesehen,-uie eifie Verlängerung
des Eridgo einer elektrisch leitenden Hülse
72 innerhalb einer Ausnehmung
74 bildet. Eine elektrisch nichtleitende Kappe
76 ist innerhalb der elektrisch
leitenden Hülse angeordnet und durch-eine Feder
78 in Richtung zur Öffnung
der Hitlee vorgespannt. An dem offenen Ende der Kappe ist ein sich nach außen erstreckender
Flansch
80
vorgenehen,
de.- in ein Teil
82 der Hülse mit verringertem
Durch-
| messer eingreift und die Kappe innerhalb der Hülse hält. Wird |
| der Stec.'Ker #irdie Buchse eingeschoben, so drückt das Ende
des |
| elektrisCh -m:--zi#'-.enden Teiles 84 die-Kappe gegen
die Kraft der |
| Feder in diu elektrische Verbindung erfolgt nicht, |
| bevor ni--Iht. dar Ende des leitenden Teiles den Teil der Hülse |
| mit vEmingerte-" Durchmesser berührt. In getrenntem Zustand
ist |
| das elektrisch leitende Teil aus der Hülse herausgezogen, wobei |
| die Kappe der r--ewegung des Leiters folgt, wenn dieser aus
der |
| Hülse herausgezogen wird. Die Kappe bildet daher in dem Spalt |
| zivischen den 1,;#-4den Leitern ein hochdielektrisches Medium,
das |
| Jede L-'-,litbog#-%-bild:ung vermeidet. |