DE3021845C2 - Kabelstecker - Google Patents

Description

2. Kabelstecker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolierkörper (11) aus Silikonkautschuk besteht.

3. Kabelstecker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem dem Kontaktkörper (24) abgewandten Ende des stabförmigen Teils (1) eine kopfartige Verdickung vorhanden ist, die als Klemmenkörper der Schraubklemme (2, 7) dient.

4. Kabelstecker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kopfartige Verdickung (2) mit einer Schicht (8) aus einem leitenden Gummi überzogen ist.

5. Kabelstecker nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Kabelseele (6) und der sie aufnehmenden Bohrung (3) der Schraubklemme (2, 7) eine austauschbare Kontakthülse (5) sitzt.

6. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der stabartige Teil (1) mit der Bohrung (3) der Schraubklemme (2, 7) fluchtet.

7. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der stabartige Teil (1) im Winkel zur Bohrung der Schraubklemme angeordnet ist.

8. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, daß der stabartige Teil (1) in den Kontaktkörper (24) eingeschraubt ist.

9. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß in den Isolierkörper (11) konzentrisch zu dem das Kabelende aufnehmenden Kanal ein Feldsteücrungskörpcr (13) eingebettet ist, dessen Innenmantelfläche einen Teil der Kanalwandung bildet.

10. Kabelstecker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung (15) des Isolierkörpers (11) mittels eines aus einem Isoliermaterial bestehenden Stopfens (17) verschlossen ist, der mit einer Prüfelektrode (18) versehen ist.

Die Erfindung betrifft einen Kabelstecker, der die Merkmale des Oberbegriffs des Anspruchs 1 aufweist.

Ein derartiger Kabelstecker ist bekannt (Druckschrift Elastimold »Winkelstecker 400-600A«). Die Klemmvorrichtung, welche im Steckerinneren das abisolierte Kabelende erfaßt, ist als eine Preßhülse ausgebildet, an welche sich gleichachsig der stabförmige Teil der Verbindungseinrichtung anschließt, welcher mit einer durchgehenden Querbohrung versehen ist. Diese Querbohrung durchdringt einen Schraubbolzen, welcher durch die verschließbare Öffnung des Isolierkörpers hindurch erreichbar ist und die elektrische sowie mechanische Verbindung zu dem Kontaktkörper herstellt. Der Kabelstecker ist deshalb nur als Winkelstecker ausführbar. Da der Außendurchmesser der Preßhülse größer ist als der Außendurchmesser der Isolation des in den einen Schenkel des Isolierkörpers eingeführten Kabelendabschnittes, weist dieser Schenkel zur Aufnahme der Preßhülse und des Kabelendabschnittes einen Längskanal auf, dessen Durchmesser größer ist als der Außendurchmesser der Kabelisolation. Dieser Durchmesserunterschied ist auch erforderlich um Kabel unterschiedlichen Querschnitts und damit unterschiedlichen Außendurchmessers mit einem solchen Stecker versehen zu können. Da der Isolierkörper des Steckers die auftretenden mechanischen Belastungen aufnehmen muß, besteht er aus einem relativ harten Gummi. Das hieraus resultierende Fehlen einer Anpassungsfähigkeit des Isolierkörpers an unterschiedliche Kabeldurchmesser macht es in Verbindung mit der Notwendigkeit, den Innendurchmesser des die Preßhülse und das Kabelende aufnehmenden Kanals auf den AuO'endurchmesser der Preßhülse abzustimmen, erforderlich, den diesen Kanal enthaltenden Schenkel in seiner Längsrichtung zweiteilig auszubilden. Der den freien Endabschnitt dieses Schenkels bildende Teil hat dabei die Form einer Hülse, die vor dem Verpressen der Preßhülse auf die Kabelisolation aufgeschoben wird und im montierten Zustand teils in den Längskanal des anderen Teils des Schenkels eingreift, teils letzteren verlängert und in diesem Abschnitt auch der Feldsteuerung dient. Da die Isolation von Kabeln große Toleranzen aufweist, ist eine gute Anlage des hülsenförmig'ün Teils an der Kabelisolation nicht gewährleistet.

Bei einer bekannten lösbaren Steckverbindung für Miuelspannungskabel (DE-GM 19 00 658) ist der Inneridurchmeser des Isolierkörpers, in den das Kabel eingeführt wird, ebenfalls größer gewählt als der Auöendurchmesser der Isolation des Kabels. Nach dem Einführen des Kabels wird der vorhandene Zwischenraum mit einem fließfähigen Isoliermaterial gefüllt.

Hierdurch wird ein dichter Verschluß erreicht, obwohl der Isolierkörper aus einem harten Isoliermaterial, nämlich einem Epoxydharz, besteht Eine solche Steckverbindung kann aber nur in vertikaler Lage verwendet werden, weshalb die hier verwendete Abdichtung für Kabelstecker, die auch in anderen Lagen verwendbar sein müssen, nicht in Frr£e kommt.

Bei einer Kabelendverbindung für Hochspannungskabel mit gleichachsiger Lage des Kabelendes und des Steckkontaktes ist eine das Kabel aufnehmende Gumminabe an die Gummiisolierung des Kabels anvulkanisiert. Für kunststoffisolierte Kabel ist daher diese Art der Erzielung einer dichten Anlage des Isolierkörpers an der Aderisolation nicht anwendbar.

Eine unzureichende Anlage des Isolierkörpers an der Kabelisolation ergibt sich auch bei einem bekannten Winkelverbinder oder Winkelstecker (DE-OS 22 37 469), da auch hier unabhängig davon, ob die metallische Verbindungseinrichtung in den Isolierkörper eingegossen oder nach dessen Herstellung eingeführt wird, der Isolierkörper die auftretenden mechanischen Belastungen aufnehmen muß und daher nur aus einem harten Material bestehen kann, das eine Anpassung des Innendurchmessers des das Kabelende aufnehmenden Kanals an die toleranzbedingten Unterschiede des Kabeldurchmessers nicht zuläßt.

Ein bekannter Bananenstecker (DE-PS 6 58 210) weist zwar eine Schraubklemme auf, mittels deren das Kabelende mit dem stiftförmigen Steckkontakt in einfacher Weise verbindbar ist. Das Problem einer Abdichtung zwischen der Kabeiisolation und dem hülsenförmigen Isolierkörper tritt jedoch bei derartigen Steckern nicht auf, da sie nur im Niederspannungsnetz verwendbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kabelstecker der eingangs genannten Art für Kabel eines Mittelspannungsenergieversorgungsnetzes zu schaffen, der auch bei großen Toleranzen des Kabeldurchmessers eine gute Anlage des Isolierkörpers an der Kabelisolation gewährleistet, dennoch in seinem Aufbau einfach und robust ist sowie leicht montiert werden kann, und zwar ohne Einbuße an elektrischer Sicherheit mit mindestens denselben Meß- und Prüfmöglichkeiten.

Diese Aufgabe löst ein Kabelstecker mit den Merkmalen des Anspruchs 1.

Da die Klemmvorrichtung eine Schraubklemme ist, kann der das Kabelende aufnehmende Kanal des Isolierkörpers auf den Durchmesser der Kebelisolation abgestimmt werden. Der Isolierkörper braucht deshalb nur die durch Toleranzen des Kabeldurchmessers bedingten Unterschiede auszugleichen, wozu er ohne weiteres in der Lage ist, da er aus einem weichen, elastischen Material besteht. Außerdem kann dieses Material auch starke Wärmedehnungen unc! Wärme-Schrumpfungen des Kabels ausgleichen, ohne daß sich zwischen dem Kabel und dem Isolierkörper ein Spalt bildet. Daher ist eine dichte Anlage des Isolierkörpers auch bei großen Toleranzen des Kabeldurchmessers gewährleistet. Trotz des weichen, elastischen Materials hat der Stecker eine hohe mechanische Stabilität, da er einerseits mit Ausnahme seines in eine Steckbuchse od. dgl. einzuführenden Fortsatzes von einem metallischen Gehäuse umgeben ist und andererseits die bei der Handhabung des Steckers auftretenden Zug- und Druckkräfte vom Kabel über die Schraubklemme und den stabförmigen Teil zum Kontaktkörper übertragen werden. Der Isolierkörper erfährt also durch diese Kräfte keine Beanspruchung. Die Montage ist einfach, weil hierzu nur das Kabelende in den im Isolierkörper vorgesehenen Kanal und in die Schraubklemme eingeführt zu werden braucht, deren Schraube oder Schrauben durch die Öffnung im isolierkörper hindurch, welche einen Zugang zu den Spannung führenden Teilen zu Prüfzwecken, also beispielsweise eine Prüfung des Spannungszustandes oder ein Anlegen einer Prüfspannung, ermöglicht, gut zugänglich sind. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Stecker sowohl als gerader Stecker als auch im Winkelstecker ausgebildet werden kann, da der stabförmige Teil in wählbarer Richtung von der Schraubklemme weggeführt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist als Material für den Isolierkörper ein elektrisch hochwertiger, weicher Silikonkautschuk.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist an dem dem Kontaktkörper abgewandten Ende des stabförmigen Teils eine kopfartige Verdickung vorhanden, die als Klemmkörper der Schraubklemme dient. Der Durchmesser des Stabes kann dann entsprechend der elektrischen und mechanischen Funktionen, die er zu erfüllen hat, gewählt werden. Durch die einstückige Ausbildung der Schraubklemme mit dem stabförmigen Teil wird ein zusätzlicher Obergangswiderstand zwischen Schraubklemme und stabförmigem Teil vermieden. Außerdem entfällt ein zusätzlicher Raumbedarf für Verbindungselemente.

Um das Feld im Bereich der kopfartigen Verdickung zu steuern und zu verhindern, daß Lufteinschlüsse zu Überschlägen führen, ist es zweckmäßig, die kopfartige Verdickung mit einer leitenden Schicht zu versehen. Diese leitende Schicht besteht vorzugsweise aus einem leitenden Gummi, da sie dann in der Lage ist, elastische Verformungen und Verschiebungen der Kabelisolation relativ zum Kopf auszugleichen.

Damit Kabel mit unterschiedlichem Querschnitt der Kabelseele angeschlossen werden können, kann zwischen der Kabelseele und der sich aufnehmenden Bohrung der Schraubklemme eine austauschbare oder entfernbare Kontakthülse sitzen.

Bei der Ausbildung des Steckers als gerader Stecker fluchtet der stabartige Teil mit der Bohrung der Schraubklemme. Bei einer Ausbildung als Winkelstekker ist der stabartige Teil im Winkel zur Bohrung der Schraubklemme angeordnet. Der Übergang von der einen zu anderen Steckerart bedingt also nur eine andere Lage des stabartigen Teils bezüglich der Bohrung der Schraubklemme. Andere grundsätzliche Änderungen sind nicht erforderlich.

Im Hinblick auf eine möglichst einfache Montage ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der stabförmige Teil in den Kontaktkörper eingeschraubt. Nach dem Einbetten des Stabes in den Isolierkörper braucht also nur noch das Gehäuse aufgesetzt und der Kontaktkörper angeschraubt zu werden.

Bei einer bevorzugten Ausführungsfom ist in den Isolierkörper konzentrisch zu dem das Kabelende aufnehmenden Kanal ein Feldsteuerungskörper eingebettet, dessen Innenmantelfiäche einen Teil der Kanalwandung bildet. Dadurch kontaktiert dieser Feldsteuerungskörper zwangläufig beim Einführen des Kabelendes in den Kabelstecker dessen Leitschicht, so daG für die Feldsteuerung keine besonderen Maßnahmen getroffen zu werden brauchen.

Damit eine gefahrlose und ständige Überwachung oder Messung des Betriebszustandes möglich ist, ist die

öffnung im Isolierkörper mittels eines aus einem Isoliermaterial bestehenden Stopfens verschlossen, der mit einer Prüfelektrode versehen ist. Diese Prüfelektrode ist kapazitiv an die Schraubklemme angekoppelt, so daß ihr Potential Aufschluß über den Betriebszustand des den Kabelstecker tragenden Kabels geben kann.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Die einzige Figur zeigt einen Längsschnitt des Ausführungsbeispiels.

Wie F i g. 1 zeigt, v/eist das als gerader Kabelstecker ausgebildete Ausführungsbeispiel einen geradlinigen Stab 1 aus einem elektrisch gut leitenden Material auf, der an seinem einen Endabschnitt mit einem Außengewinde versehen ist und an seinem anderen Ende eine kopfartige oder faustartige Verdickung 2 aufweist, welche den Klemmenkörper einer Schraubklemme bildet und in die von der dem Stab wegweisenden Seite aus eine gleichachsig zum Stab 1 liegende Sacklochbohrung 3 eindringt. Der Durchmesser dieser Sacklochbohrung 3 ist so gewählt, daß die Seele des den größten Leiterquerschnitt aufweisenden Kabels, für das der Stecker verwendbar sein soll, in die Bohrung eingeführt werden kann. Da das im Ausführungsbeispiel vorgesehene, kunststoffisolierte Kabel 4, bei dem es sich um ein übliches Kabel eines Mittelspannungs-Energieversorgungsnetzes handelt, einen kleineren Leiterquerschnitt hat, ist in die Sacklochbohrun.g 3 eine in Längsrichtung mehrfach geschlitzte Kontakthülse 5 eingeschoben, deren Innendurchmesser an den Außendurchmesser der Kabelseele 6 angepaßt ist. Eine auf die Sacklochbohrung 3 ausgerichtete, mit einem Gewinde versehene Querbohrung enthält eine Klemmschraube 7.

Die Verdickung 2 ist mit einer Schicht 8 aus einem leitenden Gummi bedeckt, die nur die Mündungsöffnung der Sacklochbohrung 3 und die äußere Mündungsöffnung der Querbohrung frei läßt. Wie die Figur zeigt, bildet die Schicht 8 auch einen kurzen, konzentrisch zur Sacklochbohrung 3 liegenden Stutzen 8', welcher die von der äußeren Ummantelung des Kabels freigelegte Kunststoffisolation ein Stück weit übergreift und an dieser anliegt.

Die Verdickung 2 ist in einen aus einem elektrisch hochwertigen, weichen Silikonkautschuk bestehenden Isolierkörper 11 eingebettet, der einen sich konisch verjüngenden Fortsatz II' aufweist, welcher dicht am Stab 1 an dessen vom Gewinde freien Abschnitt anliegt. Auf der dem Fortsatz II' gegenüberliegenden Seite schließt sich an den iin Durchmesser größeren Mittelabschnitt des Isolierkörpers 11 ein sich zu seinem freien Ende hin konisch verjüngender Endabschnitt 11" an, der einen sich vom freien Ende bis zur Verdickung 2 erstreckenden und gleichachsig zum Stab I liegenden, zylindrischen Kanal bildet. Der Innendurchmesser des Kanals, der nur an seinem Endabschnitt etwas vergrößert ist, ist so gewählt, daß eine dichte Anlage an der Kunststoffisolation 10 des Kabels gewährleistet ist, auch wenn der Außendurchmesser der Kunststoffisolation 10 wesentlich kleiner ist als der Sollwert. Die Länge des Endabschnittes 11" ist so gewählt, daß dieser nicht nur denjenigen Abschnitt des Kabels aufnehmen kann, in dem die Kunststoffisolation 10 freigelegt ist, sondern auch noch ein Stück des Außenmantels 12. Wie die Figur zeigt, ist konzentrisch zu dem das Kabel aufnehmenden Kanal im Endabschnitt H" in das Silikonkautschukmaterial ein Feldabsteucrungskörper 13 eingebettet, der entweder aus einem leitenden Gummi besteht oder aus einem mit einer Leitschicht versehenen Silikonkautschuk. Der Feldsteuerungskörper 13 erweitert sich trichterförmig gegen die Verdickung 2 hin. Ein Teil seiner Innenmantelfläche ist zylindrisch ausgebildet und liegt in der von der Innenfläche des Kanals definierten Zylinderfläche. Dadurch ergibt sich automatisch eine Kontaktierung der Leitschicht 14 des Kabels durch den Feldsteuerungskörper, wenn das Kabclcnde in den Kabelstecker eingeführt wird.

Ein sich gegen die Verdickung 2 hin konisch verjüngender Kanal 15 im Mittelabschnitt des Isolierkörpers 11 ist auf die Querbohrung der Verdickung 2 ausgerichtet, so daß die Klemmschraube 7 von außen her gut zugänglich ist. In eine Gewindesacklochbohrung der Klemmschraube 7 ist ein Gewindezapfen 16 anschraubbar, der über die Stirnseite eines konischen, aus einem elektrisch gut isolierenden Material bestehenden Verschlußstopfens 17 übersteht, mittels dessen der Kanal 15 elektrisch dicht verschlosen werden kann. An dem dem Gewindezapfen 16 abgekehrten Ende des Verschlußstopfens 17 ist im Ausführungsbeispiel eine Früfelektrode 18 festgelegt, und zwar mittels eines Gewindezapfens 19, der in eine Sacklochbohrung des Verschlußstopfens 17 eingeschraubt ist. Diese Prüfelektrode 18 ist kapazitiv an die Verdickung 2 und damit an die Kabelseele 6 angekoppelt. Eine abnehmbare Kappe 20 deckt die Prüfelektrode 18 berührungssicher ab. Der Mittelteil des Isolierkörpers 11 sowie der Endabschnitt 11" sind in ein metallisches Gehäuse 21 eingesetzt. Die von diesem Gehäuse 21 abgedeckte Außenfläche des Isolierkörpers 11 sowie die den Fortsatz II' tragende Stirnfläche und ein sich anschließendes, kurzes Stück des Fortsatzes 11 sind mit einer elektrisch leitenden Schicht 22 bedeckt.

Auf den mit dem Gewinde versehenen Endabschnitt des Stabes 1 ist, wie die Figur zeigt, unter Zwischenlage eines Druckringes 23 der als Steckerstift ausgebildete Kontaktkörper 24 aufgeschraubt.

Um mittels des Steckers das Kabel mit einem nicht dargestellten Leiter, beispielsweise einem innerhalb eines geschlossenen Gehäuses 25 liegenden Leiter, zu verbinden, werden der Kontaktkörper 24 und der Fortsatz 11' in einen becherförmigen, elektrisch isolierenden Buchsenkörper 26 eingeführt, der das Gehäuse 25 durchdringt und einen dem Fortsatz 11' entsprechenden Innenkonus hat. Am Grund des Buchsenkörpers 26 ist eine Steckbuchse 27 festgelegt, die den Kontaktkörper 24 aufnimmt. Ist dieser vollständig in die Steckbuchse 27 eingeführt, dann verschließt der Fortsatz 11' elektrisch dicht den Buchsenkörper 26, da er dann mit ausreichendem Druck an dem Buchsenkörper 26 anliegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Kabelstecker für isolierte Kabel eines Mittelspannungs-Energieversorgungsnetzes mit

a) einem als Steckkontakt ausgebildeten Kontaktkörper,

b) einer zwischen diesem und dem abisolierten Kabelende eine mechanische und elektrisch leitende Verbindung herstellenden, wenigstens teilweise stabförmigen Verbindungseinrichtung, die an ihrem einen Ende eine das abisolierte Kabelende aufnehmende Klemmvorrichtung aufweist,

c) einem die Verbindungseinrichtung enthaltenden sowie einen Kanal zur Aufnahme des Kabelendes aufweisenden isolierkörper, der eine verschließbare, sich von außen bis zu einem der mit dem Kabel elektrisch leitend verbündenen Teile erstreckende öffnung hat,
gekennzeichnet durch

folgende Merkmale:

d) die Klemmvorrichtung ist eine Schraubklemme

(2, 7);

e) der Isolierkörper (U), dessen verschließbare öffnung (15), auf die mindestens eine Schraube (7) der Schraubklemme (2, 7) ausgerichtet ist, besteht aus einem weichen, elastischen Material;

f) der stabförmige Teil (1) der Verbindungseinrichtung (1, 2, 7) erstreckt sich von der Schraubklemme (2, 7) durch einen konischen, sich zu seinem freien Ende hin verjüngenden Fortsatz (U") des Isolierkörpers (II) hindurch bis zum Kontaktkörper (24);

g) der Isolierkörper (11) ist mit Ausnahme seines Fortsatzes (H') in einem metallischen Gehäuse (21) angeordnet und auf seiner vom metallischen Gehäuse (21) abgedeckten Oberfläche mit einer leitenden Schicht (22) versehen.