DE1640130B1 - Elektrische kabelverbindung - Google Patents

Description

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es vor al- nen diese, falls erforderlich, nach der üblichen Praxis

lern, die eingangs genannte Verbindungseinrichtung, vorgesehen werden. Die beiden Hälften der Verbin-

für gasgefüllte elektrische Kabel mit Metallmänteln, dungseinrichtung sind symmetrisch ausgebildet, so hinsichtlich der mechanischen Festigkeit an den Lot- daß in den Zeichnungen jeweils nur das eine Ende verbindungen zu verbessern. Die Wirkung der axialen 5 dargestellt ist.

Zug- und Schubkräfte sowie quergerichteter Scher- Gemäß F i g. 1 sind die Kabel 1 jeweils mit einem

kräfte, die durch den Kabelmantel übertragen wer- glattwandigen Aluminiummantel 2 umgeben, der eine

den, auf die Verbindungsmuffe und die Lötverbin- Dicke hat, welche ausreicht, ihm eine Berstfestigkeit

dung zwischen der Verbindungsmuffe und den Ka- von 84,5 kg/cm² zu geben,

belmänteln soll vermindert werden. io Die Schutzüberzüge 3 über dem Mantel 2 jeder

Diese Aufgabe wird bei einer Verbindungseinrich- Kabellänge werden über ein Stück von 82 cm vom

tung der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, Ende der Kabellänge her entfernt. Dann wird der

daß zwischen jeder Lötverbindung und der sie umge- Aluminiummantel auf eine Länge von 62 cm ent-

benden Kunstharzumhüllung eine Schicht eines Ma- fernt, so daß an jedem Kabelende der Aluminium-

terials angeordnet ist, das einen niedrigeren Elastizi- 15 mantel 2 auf eine Länge von 20 cm frei liegt. Bevor

tätsmodul besitzt als die Kunstharzumhüllungen. Zur die Leiter der beiden Kabelenden verbunden werden,

Herstellung der Schicht wird bevorzugt selbstver- wird eine Hülse oder Muffe 4 aus Blei mit einer

schweißendes Polyäthylenband verwendet. Länge von 122 cm und einem Innendurchmesser von

Mit der Schicht wird eine wesentlich stärkere Bin- 127 mm über das eine Kabelende geschoben. Die

dung zwischen den Kunstharzumhüllungen und Lot- 20 Hülse hat eine Nenndicke von 3,7 mm und ist in der

verbindungen als die bisher bekannten Kabelverbin- Lage, den Kurzschlußstrom des Kabelsystems zu tra-

dungseinrichtungen erreicht. Der Begriff »Bindung« gen. Nachdem die Leiterverbindungen hergestellt und

umfaßt sowohl die Oberflächenhaftung als auch die zusammen mit einer Bandumwicklung 5 umgeben

Verbindung auf Grund des inneren Eingriffes der worden sind, wird die Hülse 4 darübergeschoben,

entsprechend geformten Oberflächen. 25 und jedes Ende 6 wird auf eine Länge von 12,5 cm

Die druckfeste Kunstharzumhüllung, die die Lot- beigedrückt, damit sich eine konische Form mit

verbindung umschließt, besitzt in vorteilhafter Weise einem Kegelwinkel von 20° und ein Innendurchmes-

eine derartige Form und Größe, daß sie über ihre ser am äußersten Ende ergibt, der gleich demjenigen

ganze Länge eine Festigkeit unter axialem Druck auf- des Kabelmantels 2 ist. Eine Bleilötung 7 wird dann

weist, die gleich ist oder größer als die Knickfestig- ₃₀ zwischen jedem beigedrückten Ende 6 der Hülse 4

keit des Kabelmantels unter axialem Druck. und dem von ihr umgebenen Kabelmantel 2 herge-

Wenn die Verbindungsmuffe ausreichend standfest stellt.

ist, um dem Gasdruck innerhalb der Kabelverbin- Statt der Bleilötung kann auch eine gegossene Me-

dungseinrichtung zu widerstehen, ist keine Verstär- tallverlötung verwendet werden. Die Bleilötung 7 er-

kungsumhüllung aus Kunstharz für die Muffe selbst 35 streckt sich von der Berührungsstelle der Hülse 4 mit

erforderlich, aber in Fällen zusätzlicher äußerer BeIa- dem Kabelmantel 2 etwa 2,5 cm über den Kabelman-

stungen ist auch die Muffe mit einer derartigen Um- tel, wo sie schließlich eine Wanddicke von Null hat,

hüllung zu versehen. In den meisten Fällen ist die j_n der einen Richtung und über das beigedrückte ko-

neue Kabelverbindungseinrichtung jedoch derart aus- nische Ende des Teilstücks 6 der Hülse 4. Dort, wo

gebildet, daß sich die druckfeste Umhüllung aus harz- ₄₀ der konische Teil der Hülse in den zylindrischen Teil

gebundenem Glasfasermaterial über die ganze Länge übergeht, ist die Wanddicke der Bleilötung wieder

der Verbindungsmuffe sowie über die Lötverbindun- Null. Der überwiegende Teil der äußeren Oberfläche

gen erstreckt und mit diesen festhaftend verbunden der Bleilot-Verbindungsstelle 7 ist konisch und

ist. schließt mit der Längsachse des Kabels einen Winkel

Um zu verhindern, daß größere durch den Kabel- ₄₅ von 10° ein. Der Teil über dem Kabelmantel 2 ist

mantel übertragene Schubkräfte sowie Scherkräfte leicht konoidisch.

auf die metallische Verbindungsmuffe und die Blei- Um eine gute Bindung zwischen dem Kabelmanlotverbindungen zwischen der metallischen Verbin- tel 2 und der glasfaserverstärkten Kunstharzumhüldungsmuffe und dem Kabelmantel wirken, sind die lung 8, die über der Bleilotverbindung 7 anzubringen Bleilot-Verbindungsstellen konisch ausgebildet, um ₅₀ ist, sicherzustellen, werden auf dem freigelegten Teilauf diese Weise eine Abstufung zu vermeiden, stück des Kabelmantels 2 jenseits jeden Endes der

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun- Hülse 4 acht Drahtbinder 9 angebracht, die je aus

mehr an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. zwei vollständigen Windungen eines verzinnten Kup-

Diese zeigen zwei Ausführungsformen der neuen ferdrahtes mit einem Durchmesser von etwa 2 mm

Verbindungseinrichtung für ein dreiadriges, gasge- ₅₅ bestehen. Diese Binder haben einen Mittenabstand

fülltes Kabel mit einem Querschnitt von 385 mm², von 1,25 cm und werden auf der vorher gereinigten

wobei und verzinnten Oberfläche des Mantels 2 aufge-

Fig. 1 einen Aufriß im vertikalen Schnitt durch bracht, an der sie jeweils durch Weichlot verankert

einen Teil der ersten Ausführungsform darstellt werden,

und 60 Um die Gefahr der Übertragung von Schubkräften

Fig. 2 in einer ähnlichen Ansicht einen Teil der durch den Kabelmantel auf die Lötstelle 7 zu ver-

zweiten Ausführungsform. mindern, wird die gesamte Oberfläche jeder Löt-

Bei beiden Ausführungsformen wird das Verbin- stelle 7 mit einer Schicht 10 aus selbstverschweißenden und das erneute Isolieren der drei Kabeladern dem Polyäthylenband überzogen, welches mit einer entsprechend der üblichen Praxis ausgeführt und da- 65 Überlappung von 50 °/o schraubenlinienförmig aufgeher nicht im einzelnen beschrieben. Beide Verbin- bracht wird.

dungseinrichtungen sind als gerade Durchgangsver- Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der

bindungen ohne Gaseintritte dargestellt, jedoch kön- Verbindung wird eine glasfaserverstärkte Kunstharz-

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umhüllung aufgebracht, die sich über die ganze Blei- mit einer 50 %igen Überlappung aufgebracht wird,

hülse 4 hinweg erstreckt. Statt dessen kann auch das und schließlich einer Lage aus selbstklebendem PVC-

nicht beigedrückte mittlere Teilstück der Bleihülse 4 Band.

mit einer vorgeformten Umhüllung versehen werden, Die zweite Ausführungsform der Verbindungsein-

an welcher die Endteilstücke der Umhüllung an Ort 5 richtung, die in F i g. 2 dargestellt ist, unterscheidet

und Stelle gebildet werden können. sich von der in F i g. 1 dargestellten darin, daß eine

Da der Elastizitätsmodul der glasfaserverstärkten dreiteilige Verbindungshülse verwendet wird, deren Kunstharzumhüllung etwa 105 · 10³ kg/mm² vergli- mittleres Teilstück in der Lage ist, dem Gasdruck inchen mit 7 · 10³ kg/mm² für Aluminium, beträgt, nerhalb der Verbindungsstellen-Umhüllung zu widerwird die Wanddicke der Umhüllung 8 am muffensei- io stehen, und somit keine Verstärkung durch eine glastigen Ende des Bereichs ihrer Berührung des Kabel- faserverstärkte Kunstharzumhüllung benötigt. In mantels 2 etwa vier- bis siebenfach stärker als die Fig. 2 haben diejenigen Teile, die denen der in Wanddicke des Kabelmantels 2 gemacht. An den ka- F i g. 1 dargestellten Ausführungsform entsprechen, belseitigen Enden der Umhüllung 8, die vorzugsweise dieselben Bezugszeichen.

mit den Enden der zurückgeschnittenen Schutzüber- 15 Die Verbindungshülse wird aus einem rohrförmi-

züge 3 der Kabel zusammenfallen, wird die Wand- gen Mittelstück 13 aus Stahl aufgebaut, das Endflan-

dicke auf Null reduziert. sehe 14 aufweist, die mit Stahlflanschen 15 ver-

Da die Umhüllung über den zylindrischen Teil der schraubt werden, welche dauernd an Kupferman-Bleihülse4 hinweg den größten Durchmesser hat, scherten 16 befestigt sind. Jede der Manschetten 16 kann die Wanddicke dort geringer als an den verjüngt 20 weist ein Teilstück 17 gleichbleibenden Durchmessers zulaufenden Enden sein. Aus diesem Grunde wird es sowie ein verjüngt zulaufendes Teilstück 18 auf, in vorgezogen, die Umhüllung in zwei Stufen herzustel- dessen engem Ende ein Bleiring 19 sitzt, der mit dem len. In der ersten Stufe werden auf jede der Polyäthy- Kabelmantel 2 vor der Bildung einer Lötstelle 20 lenbandschichten 10 an den Lötstellen 7 und auf das zwischen dem Kabelmantel 2 und der Kupfermanfreigelegte, mit Drahtwindungen versehene Teilstück 25 scherte 16 verlötet wird. Der Verjüngungswinkel des des Aluminiummantels 2 aufeinanderfolgende Lagen Teilstücks 18 beträgt etwa 20°. Die Oberfläche der aus Glasfaserband aufgebracht und diese Lage für Lötstelle 20, die in diesem Falle im ganzen konoi-Lage mit einem Gemisch aus einem Epoxyharz und disch ist, mit einem maximalen Verjüngungswinkel einem Härtemittel für dieses gesättigt, um den mit von etwa 15°, wird ganz mit einer Lage 10 aus selbstkonisch zulaufenden Oberflächen versehenen Umhül- 30 verschweißendem Polyäthylenband überzogen,
lungskörper 8 zu bilden, der sich von dem zurückge- Fünf Windungen eines Kupferstreifens 21, der an schnittenen Ende des Schutzüberzugs 3 der Kabelen- das Teilstück 17 gleichbleibenden Durchmessers der den bis zu derjenigen Stelle erstreckt, an welcher die Manschette 16 angelötet wird, haben eine ähnliche Hülse 4 aus ihrer konischen in die zylindrische Form Funktion wie die Drahtbinder 9.
übergeht. An Stelle eines Epoxyharzes kann auch ein 35 Jede der Lötstellen 20 wird in diesem Falle mit Polyesterharz verwendet werden. einer einteiligen Umhüllung 22 umgeben, die aus

In der zweiten, unmittelbar folgenden Stufe wird glasfaserverstärktem Kunstharz bis zu einer Maxidas radial äußere Teilstück 11 der Umhüllung in der- maldicke vom 5- bis 7fachen der Dicke des Kabelseiben Weise gebildet, das sich von dem zurückge- mantels 2 in ähnlicher Weise wie die innere Umhülschnittenen Ende des Schutzüberzugs 3 des einen Ka- 40 lung 8 nach Fi g. 1 hergestellt wird. Die Wanddicke belendes hin zum Schutzübergang des anderen Kabel- des Teilstücks dieser Umhüllung 22, welches das endes erstreckt. Bei Verwendung von Bändern in Teilstück 17 der Manschette 16 umgibt, beträgt das einer Breite von 7,5 cm, einer normalen Dicke von l,5fache der Dicke des Teilstücks 17. Wie nach 0,178 mm, einem Nenngewicht von 176 g/qm und Fig. 1, wird die Umhüllung 22 von einer Schutz-Aufbringung von 10 Lagen bei 50 °/oiger Überlap- 45 schicht 12 umgeben.

pung wird eine Umhüllung erzielt, die über das zylin- Beide Ausführungsformen von Verbindungseindrische Teilstück der Bleihülse eine Wanddicke von richtungen können durch einen mit Bitumen gefüllten etwa 6,35 mm hat. Über die übrigen Teile seiner Muffenkasten aus glasfaserverstärktem Kunstharz ge-Länge hat dieses radial äußere Teilstück der Umhül- schützt werden, wie dies strichpunktiert bei 23 in lung eine Wanddicke, die sich allmählich auf dieje- 50 F i g. 2 angedeutet ist, wobei der Kasten mit Endmannige der Schutzhülle 3 reduziert. scherten 24 versehen wird, die nach den Kabeln hin

Auf die zusammengesetzte Umhüllung und auf die bei 25 umwickelt werden.

Enden des Schutzüberzugs 3 der Kabelenden wird ein Es hat sich herausgestellt, daß die beschriebenen

Schutzüberzug 12 aufgebracht, der beispielsweise aus Verbindungseinrichtungen für Gasdruckkabel bei

einem 0,127 mm starken PVC-Band mit 50 %iger 55 einer Temperatur von 70° C in der Lage sind, ohne

Überlappung besteht, gefolgt von zwei Lagen eines Beschädigung Kabelschubkräften von 590 kg zu

selbstverschweißenden Polyäthylenbandes, welches widerstehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

1 2 zu 21 kg/cm2 ausgelegt. Hier und nachfolgend bedeu- Patentansprüche: tet der Ausdruck »druckfester Metallmantel« entweder (a) ein glattwandiges Rohr aus Aluminium, einer

1. Verbindungseinrichtung für gasgefüllte elek- Aluminiumlegierung, aus einem dispersionsverstärktrische Kabel mit einem druckfesten Metallman- 5 ten Blei oder einer bleireichen Legierung, oder (b) tel, bei der eine als Verbindungsmuffe ausgebil- ein gewelltes Rohr aus Aluminium, einer Aluminiumdete Metallhülse die Leiterverbindung oder legierung, aus dispersionsverstärktem Blei oder einer Leiterverbindungen umgibt und an ihren Enden bleireichen Legierung oder (c) ein Rohr aus Blei, durch Lötverbindungen, insbesondere Bleilotver- einer Bleilegierung, einem anderen, mechanisch bindungen, mit den Kabelmänteln verbunden ist; io schwachen Blei oder einer bleireichen Legierung, das bei der ferner jede Lötverbindung zwischen der durch schraubenlinienförmig und/oder in Längsrich-Verbindungsmuffe und einem Kabelmantel von tung aufgebrachte Bänder aus einem Material von einer druckfesten, glasfaserverstärkten Kunstharz- höherer Festigkeit als der des Rohres verstärkt ist.
umhüllung umgeben ist, die fest an der Verbin- Bei der Herstellung von Verbindungen zwischen dungsmuffe und dem jeweiligen Kabelmantel an- 15 zwei Längen eines gasgefüllten Kabels ist es notwenhaftet, dadurch gekennzeichnet, daß dig, die Mantel vom Ende jeder Kabellänge her zuzwischen jeder Lötverbindung und der sie umge- rückzuschneiden, damit die Verbindungen der Leiter benden Kunstharzumhüllung (8, 22) eine Schicht hergestellt und isoliert werden können. Anschließend (10) eines Materials angeordnet ist, das einen nied- wird diese Stelle mit einer Metallhülse überbrückt, rigeren Elastizitätsmodul besitzt als die Kunst- 20 deren Enden mit den Metallmänteln der Kabellängen harzumhüllungen (8, 22). mit Blei verlötet werden. Diese Hülse oder Muffe be-

2. Verbindungseinrichtung nach Anspruch 1, steht gewöhnlich — wenn auch nicht unbedingt — dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (10) mit aus Blei oder einer Bleilegierung und kann einteilig niedrigem Elastizitätsmodul aus Polyäthylen be- oder mehrteilig ausgebildet sein.

steht. 25 Aus der französischen Patentschrift 1 166 309 ist

3. Verbindungseinrichtung nach einem der An- es bereits bekannt, eine Verstärkungsumhüllung für spräche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß derartige Verbindungsmuffen auf die Weise herzudie druckfesten, glasfaserverstärkten Kunstharz- stellen, daß die Muffe mit einem Band, z.B. aus Umhüllungen (8), der Lötverbindungen (7) Be- Glasfasermaterial, umwickelt wird, das mit einem standteile einer einzigen derartigen Umhüllung 30 härtbaren Material, z.B. einem Polyesterharz, besind, die sich, die ganze Länge der Verbindungs- schichtet und mit einer Härterflüssigkeit getränkt ist. muffe (4) überdeckend, bis über die Enden der In der genannten französischen Patentschrift wird Mantel (2) der in die Muffe (4) eingeführten Ka- ferner darauf hingewiesen, daß die mechanische Febel (1) erstreckt. stigkeit einer Bleilotverbindung zwischen der Verbin-

4. Verbindungseinrichtung nach einem der An- 35 dungsmuffe und den eingeführten Kabelmänteln ersprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß höht wird, beispielsweise gegen Scherkräfte im Falle die druckfesten, glasfaserverstärkten Kunstharz- einer Senkung des Erdbodens, wenn die Umwicklung Umhüllungen (8) der Lötverbindungen (7) von über den eigentlichen Muffenkörper hinaus bis über einer weiteren derartigen Umhüllung (11) umge- die Enden der Kabelmäntel fortgesetzt wird.

ben sind, die auch die Verbindungsmuffe (4) um- 40 Weiterhin ist zur Verstärkung der Bindung zwi-

hüllt und an den von ihr umgebenen Flächen fest sehen einer Schutzumhüllung aus Kunstharz und

anhaftet. einem Kabelmantel sowie zur Erhöhung der Schubfe-

5. Verbindungseinrichtung nach einem der An- stigkeit dieser Bindung in einer Richtung parallel zur sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Achse der Verbindungsmuffe bekannt, die Oberdruckfeste Kunstharzumhüllung (8, 22) eine der- 45 fläche des Kabelmantels mit einer Schrubbfeile oder artige Form und Größe aufweist, daß sie über einer Raspel aufzurauhen oder auf den Kabelmantel ihre ganze Länge eine Festigkeit unter axialem zwei oder mehrere im Abstand voneinander angeord-Druck besitzt, die gleich ist oder größer als die nete Drahtwindungen aufzulöten, die in der Umhül-Knickfestigkeit des druckfesten Kabelmantels (2) lung eingebettet werden, wenn diese auf den Kabelunter axialem Druck. 50 mantel aufgewickelt wird (deutsche Auslegeschrift

1068 784, deutsche Patentschrift 655 111, deutsches Gebrauchsmuster 1 807 061).

Es hat sich jedoch erwiesen, daß eine Kabelverbindung mit einer glasfaserverstärkten Umhüllung zum 55 mechanischen Schutz der Metallverbindungsmuffe

Die Erfindung bezieht sich auf Verbindungsein- und zur Erhöhung der mechanischen Festigkeit der richtungen für gasgefüllte elektrische Kabel mit Lötverbindungen, insbesondere der Bleilotverbinduneinem druckfesten Metallmantel, bei der eine als Ver- gen, zwischen der Verbindungsmuffe und den Metallbindungsmuffe ausgebildete Metallhülse die Leiter- mantel der Kabel, die an der Spleißstelle miteinander verbindung oder Leiterverbindungen umgibt und an 60 verbunden sind, nicht immer zufriedenstellend sein ihren Enden durch Lötverbindungen, insbesondere kann.

durch Bleilotverbindungen, mit den Kabelmänteln Kabeladern gasgefüllter Kabel können unter nor-

verbunden ist; bei der ferner jede Lötverbindung zwi- malen Betriebsbedingungen bei Vollast eine Tempeschen der Verbindungsmuffe und einem Kabelmantel ratur von ungefähr 80° C und bei Überlastungen sovon einer druckfesten, glasfaserverstärkten Kunstharz- 65 wie Kurzschluß sogar noch höhere Temperaturen erumhüllung umgeben ist, die gut an der Verbindungs- reichen. Die dabei erzeugte Wärme kann mechanimuffe und dem jeweiligen Kabelmantel anhaftet. sehe Kräfte erzeugen, die auf die Kabelverbindungs-

Der druckfeste Metallmantel ist für Gasdrücke bis stelle übertragen werden.