SE511325C3 - Anslutning foer en kraftkabel samt foerfarande vid anslutning av en kraftkabel - Google Patents

Description

'šnf mm L . _ i Mn. nu lmim main. i .ltm-'nåti ...- .l-“it .H :Llwil .i :rutan Ill..1ii_ .mt-it t» t, 'Mutant inw »qw lltlll till!! ll l 511 325 ning så att de med sådan kraft anligger mot varandra att de deformeras och därmed skadas. Genom de olika mekaniska påkänningarna på ledartrådarna uppkommer i Ogynnsamma fall olika övergångsresistans och därmed en ojämn elektrisk påkänning på kabelledaren.

Ett ytterligare problem med den kända anslutningen är att förb andet inte är demon- terbar, då dels verktygsfästet bryts av, dels ledartrådarna deformeras vid montaget.

Vid reparation eller utbyte av en sådan anslutning måste den deformerade änden hos kabelledaren avkapas och hela kabeln måste beredas på nytt, vilket kräver en ny arbetsinsats. Den kända anslutningen medger heller ingen återanvändning.

En nackdel vid den kända anslutningen är också, att stiftkontakten, beroende av sitt inskruvningsdjup i kontaktskon, skjuter olika långt in i en motsvarande anslutnings- anordning i anläggningen. Olika tjocklekar hos kabelledaren leder därför till att olika stora kontaktytor exponeras hos stiftkontakten.

Ett ytterligare problem föreligger vid den kända anslutningen, då mätning av kabel- skärmens jordresistans skall utföras. Vanligen förbinds anslutningens yttre ledande hölje med både jordanslutriingen i anläggningen och med den jordade kabelskärmen.

Detta säkerställer såväl ett mekaniskt skydd som ett pberöringsskydd, såsom också en potentialbalans. För att mäta kabelskärmens jordresistansen måste denna frikopplas från all förbindelse med vare sig jord eller kabelns yttre ledande skikt. l-Iärför måste det yttre höljet åtminstone delvis demonteras, vilket är tids- och arbetskrävande.

För att garantera en säker drift, måste anslutningen på ett oskiljbart sätt förbindas med en genomföring i anläggningen. Härför måste anslutningen hållas i kontaktläge mot genomföringen. Vid genomföringar i anläggningen finns öglor för infästning av en mot anslutningen anliggande spännbygel. En sådan bygel utövar ett tryck på anslutningshöljet i riktning mot anläggningen och fasthåller därvid anslutningen i sitt kontaktläge.

.J 511 325 Kända spännbyglar består vanligtvis av flera delar och är relativt kostsamma att framställa. Vanligen anbringas byglarna med hjälp av spännskruvar som dras åt vid montaget. Det förekommer också att anslutningen hålls i läge med hjälp av fjädrar som utövar en spännkraft över ett ok som anligger mot anslutningen.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNTNGEN Ändamålet med uppfinningen är att frambringa en beröringsfri anslutning för ström- tillförsel mellan exempelvis ett ställverk eller en transformator och en med fast isole- ring isolerad mellanspärmingskabel för distributionsnät upp till 36kV. Anslutningen är avsedd för inomhusmiljö och skall överföra strömmar upp till 250A. Kabelledaren skall utsättas för en mindre mekanisk påkänning än kända anslutningar. Mätning av kabelskärmens jordresistans vid monterad anslutning skall möjliggöras. Anslut- ningen skall medge ett enkelt och elektriskt säkert montage samt vara kostnads- effektiv. Den elektriska förbindelsen skall dessutom vara demonterbar och delarna bör vara återanvändbara. Nackdelen med den ovan angivna kända konstruktionen skall undvikas och arbets- och tidsinsatsen vid montage skall minskas.

Detta åstadkommas enligt uppfinningen av en anslutning enligt de i den känne- tecknade delen av det självständiga krav 1 angivna särdragen. Fördelaktiga utfö- ringsformer beskrivs av särdragen i de karaktäriserande delarna till de beroende kraven.

Anslutningen enligt uppfinningen innefattar en anslutningsanordning inrättad i ett elastiskt isolerande vinkelhus. Anslutningsanordningen innefattar ett i vinkelhuset placerat klämblock, i vars sida är gängad en stiftkontakt. En styrhylsa omsluter den avisolerade kabelledaränden och har en till klämback utformad förlängning. Kläm- backen är införd i klämblocket varvid klämblocket omsluter både klämbacken och kabelledaren. Stiftkontakten anligger mot klämbacken och utövar vid inskruvning ett tryck mot denna så att kabelledaren kläms fast mellan klämblockets mot stift- 'll lll IIlII' “till I 511 525 kontakten motstående sida och klämbacken. Anliggningsstrycket fördelas härmed jämnt över ledartrådarna hos kabelledaränden.

Kabelledarens värmeutvidgning varierar med olika belastningstillstånd. Sidodelarna av klämblocket är härför utförda så tunna, att de fjädrar då kabelledaren utvidgas.

Härigenom skapas över kabelledaren en tryckkraft som är delvis oberoende av värmevariationer, varvid det behövliga förspänningstrycket kan reduceras till en minimum.

Stiftkontakten intar vid en anslutning enligt uppfinningen oberoende av inskruv- ningsdjuptet alltid samma kontaktläge i husöppningen. Därmed blir insticksdjupet och därmed kontaktytan för stiftkontakten alltid lika stor, oberoende av den anslutna kabelledarens tjocklek.

Vinkelhuset är utfört av ett elastiskt material och innefattar flera skikt. Den erforder- liga potentialutjämningen åstadkoms genom att husets yttre skikt är utfört av ett halvledande material och anslutet till kabelskärmen och till anläggningens jord.

Genom det elastiska utförandet av huset är det möjligt att vika upp husets till kabeln anslutna ände och rulla den bakåt. Detta medger att förbindelsen mellan kabelskär- men och anslutningens yttre hölje avskiljes. Mätning av jordresistansen hos kabel- skärmen och därmed kontroll av kabelhöljet kan därmed enkelt utföras utan att anslutningen frånskiljas.

Anslutningen hålls i sitt kontaktläge av en spännbygel som är tillverkad i ett stycke.

Spännbygeln är utförd av ett elastiskt material, tex av en tråd av fjäderstål och utfor- mad så att den erhåller en liten fjäderkonstant med stor rörelseförrnåga. Detta upp- fylles exempelvis om spännbygeln bringas att inkludera minst en skruvfjäder. Häri- genom kan spännbygeln lätt anspännas för hand. Den åstadkomna fjäderkraften är tillräcklig för att säkert fasthålla anslutningen i sitt läge i anläggningen.

I|\ i511525 FIGURBESKRIVNING Uppfinningen förklaras i det följande närmare, även med avseende på ytterligare kännetecken, genom beskrivning av utföríngsexempel och under hänvisning till bifogande ritningar i fig 1-5, varvid fig la fig lb fig 2a fig 2b fig 3a fig 3b fig 3c fig 4a fig 4b fig 5a fig 5b visar en anslutning enligt uppfinningen i längdsnitt, visar en i anslutningen innefattad anslutningsanordning med en monterad kabelledare i längdsnitt, visar en styrhylsa enligt fig la och lb i längdsnitt, visar en styrhylsa enligt fig la och lb i planvy, visar ett klämblock i planvy, visar ett klämblock i sidovy, visar en stiftkontakt, visar en spännbygel i vy, visar en tredimensionell vy av en spännbygel, visar en sektion av den till kabeln anslutna delen av anslutningen, visar samma sektion som i fig Sa men med vinkelhusets yttre ledande skikt upprullat, och lliïw: :IH :nn l :nn-n ~ irl!!! t , . _. , mit mi, 1.1.. . 511 325 fig 5c visar en sektion av ett fördelaktigt utförande av den undre, avsmalnade delen av huset i monterat läge.

BESKMVNTNG AV UTFÖRINGSEXEMPEL I fig 1a visas en anslutning 7 för en mellanspänningskabel 1 innefattande ett vinkel- hus 3, en i vinkelhuset anordnad anslutningsanordning 5 och en spännbygel 4 för fixering av anslutningen mot en anläggning 2. Vinkelhuset 3 är tillverkat av ett elastiskt material innefattande flera skikt. - Vinkelltuset 3 är uppbyggt av en första del 71 och en andra del 72. Båda delarna är rotationssymmetriska kring var sin axel som korsar varandra. Den första delen 71 har en avlång rotationssymmetrisk form med avsmahiade ändar och en i fig horisontell symrnetriaxel. Den andra delen 72 har en i fig vertikal symmetriaxel och är väsentligen spolformad. Den andra vinkelhusdelen 72 innefattar en första cylindrisk sektion 721, en konformad övergångssektion 722 och en andra cylindriskt sektion 723. Övergångssektionen 722 förbinder den första sektionen 721 med den andra sektionen 723 och har en diameter som förändras kontinuerligt. Den andra sektionen 723, i det följande betecknad som rullsektion, har en mindre diameter än den första sektionen 721. Rullsektionen 723 innefattar i sin nedre ände två tungor 77 som är avsedda som handgrepp. Den första vinkelhusdelen 71 och den andra vinkelhusdelen 72 är i den visade utföringsformen vinkelrätta mot varandra.

Den andra vinkelhusdelen 72 är integrerad med den första vinkelhusdelens 71 första, tjockare ände och har ett till den övre delen 71 genomgående cylindrisk hål 75. Vid montering av anslutningen 7 skjuts en förberedd kabel 1 in i det cylindriska hålet 75. Över kabelns 1 yttre ledande skikt 13 och frilagda isolering 14 skjuts en övergångs- hylsa 34 som räcker nedåt över en del av kabelskärmen 12 och kabelhöljet 11. En del av övergångshylsan 34, som ligger mot det yttre ledande skiktet 13 och isolationen 14, är beklädd med ett halvledande skikt 35. Skíktet 35 har fältstyrande funktion och \l 511 325 säkerställer en i förväg definierad elektrisk fältfördelning mellan kabelledaren 15 och kabelskärmen 12 inuti anslutningen 7. För de olika kabelledartvärsnitt, för vilka anslutningen 7 är ämnad, behövs bara en enda variant eller storlek av övergångshylsan 34.

Den första vinkelhusdelen 71 har i den ena änden en cylindrisk eller lätt konisk öppning 74, som passar i en i anläggningen 2 inrättad genomföring 21. I den mot anläggningen motsatta änden hos den första vinkelhusdelen är anordnat en fördjupning 78, i vilken anligger en nedan närmare beskriven spännbygel 4.

Vinkelhuset 3 är uppbyggt av tre olika med varandra fast vulkaniserade skikt. Det yttre skiktet 31 består av halvledande material och bildar ett yttre beröringssäkert hölje, som står i elektrisk förbindelse med jord. Eftersom det yttre höljet 31 endast åstadkommer en potentialbalans, och under drift inte leder någon elektrisk ström, är här ett halvledande material användbart . Vid Vinkelhuset 3 är på en lämplig plats på det yttre höljet, såsom t ex visas i fig 1a, en ögla 36 utformad. I denna ögla 36 ansluts vid montaget en tråd hos kabelskärmen 12 för att säkerställa potentialbalansen mellan kabelskärrnen 12 och Vinkelhuset 3.

Det mellersta skiktet 32 hos Vinkelhuset 3 är utfört isolerande. Skiktet är tillräckligt tjockt, för att isolera kabelledaren 15 från det yttre höljet 31 och jord. Det inre skiktet 33 består av ett halvledande material och är anordnat i den del av Vinkelhuset 3, som också upptar anslutningsanordningen 5. Det halvledande materialet åstadkommer en utjämning av det elektriska fältet för att undviker fältstyrkekoncentrationer på anslutningsanordningens kanter.

Fig lb visar anslutningsanordningen 5, som innefattar ett klämblock 55 med en i dess sida gängad stiftkontakt 51 samt en styrhylsa 6, i vilken kabelledaränden är införd.

Anslutningsanordningen är vid montage av anslutningen 7 förmonterad i vinkel- huset 3. Vid montaget förs kabelledaränden 15 genom styrhylsan 6 så att den intränger i en öppning 58 i klämblocket 55. ' iliil r: rt:1::a:n:::rüí| ; 'linux ~ »Mimi min» rat-t i til.

'EFI 'I lllïín; 311 l IH 511 325 Styrhylsan 6, som visas i fig 2a och 2b är rörformig och kan på insidan av den undre änden vara avfasad för att underlätta införingen av kabelledaren 15. Utmed en sektor av styrhylsans 6 tvärsnitt är hylsväggen tjockare. På så sätt är anordnad ett längs hylsan löpande förstärkt 62 parti. I sin mot kabeländen vända del är styrhylsan 6 avkapad så att endast det förstärkta partiet 62 sträcker sig in i klämblocket 55, där det bildar en klämback 63 mellan kabelledaränden 15 och stiftkontakten 53. För att uppnå en bättre elektrisk kontakt med kabelledaren 15 är på den förstärkta sektio- nens 62 innersida anordnade längsgående räfflor 66. I klämbacken 63 är anordnat på den yttre sidan en fördjupning i vilken styrtappen 54 är roterbart fixerad.

Det i fig 3a och 3b visade klämblocket 55 är utformad som en väsentligen rät- blocksformad hålkropp med ett genomgående väsentligen fyrkantigt hålrum 58.

Klämblocket 55 är med sitt hålrum 58 anordnat att omsluta kabelledaränden och ~ klämbacken 63.

Klämblocket 55 har ett tjockt, främre parti, i vilket är anordnad ett gängat hål 57, som är genomgående till hålrummet 58. Det gängade hålet 57 är anordnat i företrädesvis rät vinkel mot hålrumrnet 58. En stiftkontakt 51 är skruvad i hålet 57. Det bakre partiet 56 hos klämblocket 55 är tjockt och uppvisar åtminstone på innersidan en konkav bågforrn. För att uppnå en bättre elektrisk kontakt med kabelledaren 15, är ytan på innersidan av det bakre partiet 56 räfflad i en med kabelledaren parallell riktning. Det bakre partiet kan på klämblockets 55 insida vara fasat vid sin undre kant, för att reducera den mekaniska påkänningen på kabelledaren 15. Klämblockets 55 sidopartier 60 är utförda tunna. På detta sätt erhåller blocket elastiska egenskaper så att en av värme orsakad volymförändring hos kabelledaren glappfritt kan upp- tagas. Det beskrivna utförandet medger att klämblocket 55 endast behöver tillverkas l en storlek, som passar för ett flertal kabelledartvärsnitt.

Stiftkontakten 51 visas i detalj i fig 3c. Stiftkontakten 51 har i sin ena ände ett verktygsfäste 52. Detta verktygsfäste kan vara anpassad för en sexkantnyckel. Vid 511 325 sin andra ändan innefattar stiftkontakten 51 ett gängat parti 53 och ytterst en styrtapp 54 avsedd för att passa i klämbackens hål 65.

Genom åtdraging av stiftkontakten 51 utövas ett tryck på klämbacken 63 och därmed klämmes kabelledaren 15 fast mellan klämbygelns bakre partiet 56 och klämbacken 63. Genom den väl slutande förbindelsen hålls övergångsresistansen mellan kabel- ledare 15, klämblock 55, klämback 63 och stiftkontakt 51 på låg nivå. Styrhylsan 6 är fixerad i vinkelhuset 7. Stiftkontaktens styrtapp 54 anligger alltid mot klämbacken 63 hos styrhylsan 6. Stiftkontakten 51 erhåller därför en konstant position i vinkelhuset 7. Därigenom har stiftkontakten alltid samma läge i vinkelhuset 3 vid anslutningen oberoende av kabelledarens tvärsnitt.

Fig 4 visar en spännbygel 4. Spännbygeln 4 är utförd av en tråd av ett fjädrande material, t ex fjäderstål, och utförd i ett stycke. Bygeln innefattar väsentligen två med hakar 42 försedda ben 43, vilka mjukt övergår i ett med skruvfjäder anordnat tvär- stycke 44. Hakama 42 träs vid montering in i öglor 22 i anläggningen 2. Benen 43 är utformade väsentligen raka eller lätt böjda. I fig 4 visas ett utföringsexempel, i vilket benen 43 består av två raka sektioner med en lätt böjning däremellan. Tvärstycket 44 avviker från benen med en vinkel mellan ca 90° och 110°.

I mitten av tvärstycket 44 är tråden anordnad i en cirkelformad slinga, på så sätt att en skruvfjäder med minst ett varv 41 åstadkoms. Varvet 41 kan som i figuren vara anordnat i ett plan parallellt med benen 43. För att säkerställa att spännbygeln 4 har fäste mot anslutningen 7, innefattar fjädern ett mot fjäderns plan i rät vinkel böjt parti som passar i fördjupningen 78 i bakre änden av vinkelhusets 3 första del 71. Det genom materialet och utformningen av spännbygeln 4 uppnådda fjäderkraften säker- ställer en god fixering av anslutningen 7 i anläggningen 2.

Rullsektionen 723 med de två tungorna 77 består av halvledande material. Rullsek- tionen 723 är så utförd, att den är tillräckligt elastisk för att vara uppvikbar från ka- beln och kunna rullas bakåt. I fig 5 a visas rullsektionen 723 i färdigmonterat läge. '10 511 325 Här anligger rullsektionen 723 i sin helhet på övergångshylsan 34. Fig 5 b visar rullsektionen 723 i bakåtrullat läge. Tungorna 77 tjänar som handgrepp, för att underlätta uppvikningen av rullsektionen 723. En fördelaktig utföringsform av uppfinningen visas i fig 5 c. Här är rullsektionen 723 utförd längre och sträcker sig nedåt över övergångshylsan 34 och ansluter till kabelhöljet 11.

Uppfinningen är ej begränsad till de ovan angivna utföringsexemplen. Andra för- delaktiga utföringsformer, där exempelvis vinkelhusets 7 första del 71 och andra del 72 korsar varandra med en godtycklig vinkel är sålunda möjliga inom ramen för uppfinningen.

Claims (1)

10 15 20 25 30 11 511 325 PATENT KRAV Anslutning (7) för en kraftkabel (1) med fast isolering till en mellanspännings- anläggning (2), innefattande ett i en elastisk isolerkropp (3) anordnat elektriskt förband (5), vid vilket en skruvbar stiftkontakt (51) är i förbindelse med kabelledaren, k ä n n e t e c k n a d a v att det elektriska förbandet innefattar en i isolerkroppen fixerad styrhylsa (6) med en till klämback (63) inrättad förlängning, i vilken hylsa kabelledaren (15) är införd, och ett klämblock (55), i vilket stiftkontakten är gängad, varvid stiftkontaktens inre ände anligger mot klämbacken, så att vid åtdraging av stiftkontakten kabelledaren är fastklämd mellan klämblocket och klämbacken. Anslutning enligt patentkrav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att klämblocket (55) innefattar en väsentligen rätblocksforrnad hålkropp, vars hålrum (58) är öppet vid flatsidorna och begränsat av två långsidor (60), en första kortsida (56) och en andra kortsida (59), i vilken stiftkontakten (51) är gängad. Anslutning enligt patentkrav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att stiftkontak- ten (51) innefattar en styrtapp (54) vilken är roterbart fixerad i ett i klämbacken (63) anordnat hål (65), varvid stiftkontakten vid anspänning intar samma posi- tion i isolerkroppen (3) för alla kabeldirnernsioner. Anslutning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att klämbackens (63) och klämblockets (55) mot kabelledaren vända ytor är räfflade. Anslutning enligt patentkrav 2 till 4, k ä n n e t e c k n a d a v att klämblockets (55) långsidor (60) uppvisar en elastisk töjbarhet anordnad att glappfritt uppta volymförändringar hos kabelledaren (15). 10 15 20 25 30 511 325 12 10. 11. Anslutning enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a d a v att isolerkroppen (3) innefattar ett yttre halvledande skikt (31), vars mot kabeln (1) anslutande ände (723) är uppvikbar, så att den elektriska förbindelsen mellan kabelskärmen och anslutningens yttre hölje är avskiljbar. Anslutning enligt något av föregående patentkrav k ä n n e te c k n a d a v att anordningen är borttagbart fixerad vid mellanspänningsanläggningen med en spännanordning (4), vilken är anordnad i ett stycke av fjädrande tråd, vilken är utformad att elastiskt fasthålla anslutningen vid anläggningen. Anslutning enligt patentkrav 7, k ä n n e t e c k n a d a v att spännanordningen (4) innefattar minst en skruvfjäder (41). Förfarande vid anslutning av en kraftkabel (1) med fast isolering till en mellan- spänningsanläggning (2) innefattande ett i en elastisk isolerkropp (3) anordnat elektrisk förband (5), vid vilket en skruvbar stiftkontakt (51) bringas i förbindelse med kabelledaren, k ä n n e t e c k n a t a v att det elektriska förbandet innefattar en styrhylsa (6), vilken fixeras i isolerkroppen, och vilken bibringas en till klämback (63) inrättad förlängning, och ett klämblock, i vilken stiftkontakten gängas och bringas att anligga mot klämbacken, varvid kabelledaren införes i styrhylsan, varefter stiftkontakten åtdrages så att kabelledaren kläms fast mellan klämblocket och klämbacken. Förfarande enligt patentkrav 9, k ä n n e t e c k n a t a v att klämblocket (55) anordnas som en väsentligen rätblocksforrnad hâlkropp, vars hålrum (58) är öppet mot flatsidorna och i vars ena ände (59) anordnas en gänga för stiftkon- takten (51). Pörfarande enligt patentkrav 9 eller 10, k ä n n e t e c k n a t a v att stiftkon- takten (51) anordnas med en styrtapp (54) vilken fixeras roterbart i en ursparing (65) som anordnas i klämbacken (63). 13 511 325 12. Förfarande enligt något av patentkraven 9 till 11, k ä n n e t e c k n a t a v att anslutningsanordningen (2) anordnas borttagbart fixerad vid mellanspärirtings- anläggningen med en spännanordnjng (4), vilken anordnas i ett stycke av fjädrande tråd, och vilken utformas så att anslutningen fasthålls elastiskt vid anläggningen.