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Dokumentenidentifikation DE69604608T2 31.05.2000
EP-Veröffentlichungsnummer 0732768
Titel Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer metallenen Abschirmung eines Energiekabels und Ring zur Durchführung des Verfahrens
Anmelder Alcatel Cable, Clichy, FR
Erfinder Francois, Daniel, 62340 Andres, FR;
Ringot, Xavier, 62610 Balinghen, FR
Vertreter Dreiss, Fuhlendorf, Steimle & Becker, 70188 Stuttgart
DE-Aktenzeichen 69604608
Vertragsstaaten DE, GB, IT, SE
Sprache des Dokument Fr
EP-Anmeldetag 11.03.1996
EP-Aktenzeichen 964005003
EP-Offenlegungsdatum 18.09.1996
EP date of grant 13.10.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2000
IPC-Hauptklasse H01R 4/64

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Ring wie auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer metallenen Abschirmung eines Energiekabels.

Üblicherweise ist das Energiekabel ein Hochspannungsenergiekabel oder ein Energiekabel sehr hoher Spannung. Die elektrische Verbindung, die aus der Durchführung des Verfahrens nach Maßgabe der Erfindung resultiert, ist vorgesehen für die Erdung der metallenen Abschirmung des Energiekabels oder für eine Verbindung zwischen metallischen Abschirmungen im Falle einer Verbindung, hergestellt zwischen zwei jeweiligen Enden von Kabeln.

Mit Bezug auf die Fig. 1 umfasst ein Energiekabel 1, das im Wesentlichen eine zylindrische Form hat, typischerweise ein zentrales Leitelement 10, das von Hüllen, Verstärkungen oder Abschirmungen umgeben ist, die radial gesehen aufeinanderfolgende Schichten bilden. Das Leitelement 10 ist von einer Halbleiterabschirmung 11 umgeben. Diese Halbleiterabschirmung 11 ist selbst durch eine innere Isolierverstärkung 12 umgeben, die von einer metallenen Abschirmung 13 umgeben ist, wobei die metallene Abschirmung 13 eventuell von einer äußeren Isolierverstärkung 14 umgeben und an dieser fixiert ist. In der Praxis existieren andere Strukturen von Energiekabeln entsprechend dem Stand der Technik, die Halbleiterabschirmungen und/oder zusätzliche Isolationsverstärkungen umfassen. Zum Verständnis der Erfindung sei lediglich darauf hingewiesen, dass ein Energiekabel u. a. eine metallene Abschirmung, d. h. eine Panzerung 13, umfasst, die zwischen zwei Hüllen 12 und 14 jeweils innen und außen angeordnet ist.

Für eine Erdung der metallenen Abschirmung 13 eines Energiekabels 1 oder für die Herstellung einer Verbindung zwischen zwei metallenen Abschirmungen im Falle einer Verbindung, hergestellt zwischen jeweils zwei Enden von zwei Kabeln, sieht die europäische Patentanmeldung EP-A-0 549 942 die Verwendung einer Metallplakette vor, die gebogen ist, um die Form eines in Längsrichtung zylindrischen Ringes anzunehmen. Die Fig. 2 zeigt einen derartigen Ring 2 gemäß des Standes der Technik. An dem Ring 2, in der Form einer gebogenen Plakette 20, ist beispielsweise durch Schweißung ein Verbindungselement 21 fixiert, das als Halterung für die Verbindung mit einem Gehäuse zur Erdung dienen soll oder mit einem anderen Verbindungselement im Falle einer Verbindung zwischen zwei jeweiligen Enden zweier Kabel. Das Verbindungselement 21 kann die Form eines Fußes annehmen, wie in der Fig. 2 dargestellt, kann aber auch aus einer Schraube bestehen, oder sogar aus einem leitenden Band. Die gebogene Plakette oder der Ring 20 kann eine äußere glatte Fläche vorsehen, aber umfasst vorzugsweise vorstehende Spitzen 200, die auf zumindest einem Teil der äußeren Fläche vorgesehen ist, was ihm den Eindruck einer "Käsereibe" verleiht.

Ein derartiger Ring nach Fig. 2 wird in der folgenden Weise im Stand der Technik eingesetzt. In der äußeren Isolationsverstärkung 14 sind Längseinschnitte vorgesehen, um das Einführen des Ringes zwischen die innere Hülle 12 und die leitende metallene Abschirmung 13 zu erleichtern. Dieser Vorgang wird durch die Tatsache erleichtert, dass die metallene Abschirmung 13 typischerweise durch Kleben an der Hülle befestigt ist oder der äußeren Isolationsverstärkung 14. Bei einer Variante, gemäß welcher die gebogene Plakette nach außen vorstehende Spitzen aufweist, die auf zumindest einem Teil der Außenfläche vorgesehen sind, dringen die nach außen vorstehenden Spitzen oberflächlich in die metallene Abschirmung ein, um eine gute Fixierung der Plakette 2 zwischen der inneren Isolationshülle 12 und der metallenen Abschirmung 13 zu garantieren. Die Plakette 2, die leitende Eigenschaften aufweist, bildet so ein elektrisches Verbindungselement zwischen der metallenen Abschirmung 13 und einem gegebenen Verbindungspunkt, über das Verbindungselement 21.

Bei einer elektrischen Verbindungsvorrichtung, die das Kabel nach Maßgabe der Fig. 1 und den Ring nach Maßgabe der Fig. 2 aufweist, und zwischen der inneren Hülle und der Abschirmung des Kabels montiert ist, für die Herstellung der besagten Verbindung zwischen der Abschirmung des Kabels, ist der über die Länge offene Ring als solcher anpassbar an Ausdehnungsphänomene des Kabels im Betrieb und im Speziellen des Materials der inneren Hülle. Jedoch wird der Ring normalerweise durch Verklemmung an Ort und Stelle gehalten und unterliegt daher großen Kräften zwischen ihm und der inneren Hülle, insbesondere wenn es sich um ein Kabel sehr hoher Spannung handelt.

Darüber hinaus ist die Anordnung des vorgenannten Ringes unter die Abschirmung schwierig, da die äußere Hülle, die diese Abschirmung umgibt, eine große Dicke aufweist und daher eine geringe Verformbarkeit.

Die vorliegende Erfindung zielt auf die Abschaffung der Nachteile der vorgenannten Verbindungsvorrichtung, insbesondere der Probleme aufgrund der Ausdehnungsphänomene der Innenhülle des Kabels, ab.

Sie hat daher eine elektrische Verbindungsvorrichtung zum Gegenstand, die ein Energiekabel umfasst und einen Ring zur Einrichtung dieser Verbindung mit einer metallischen Abschirmung des Kabels, wobei die Abschirmung zwischen einer inneren isolierenden Hülle und einer äußeren isolierenden Hülle des Kabels angeordnet ist, wobei der Ring metallisch ist, angeordnet zwischen der inneren Hülle und der Abschirmung entlang eines Bereichs des Kabels und verbunden mit Einrichtungen zur Verklemmung und umfassend ein darauf fixiertes Verbindungselement, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring aus einem Abschnitt einer in sich geschlossenen und im Wesentlichen nicht verformbaren Röhre gemacht ist, die einen Durchmesser aufweist, der etwas größer ist, als der Außendurchmesser der Innenhülle, wobei der Innendurchmesser des Rohrabschnittes ausreichend dimensioniert ist, um eine Ausdehnung des Kabels zu ermöglichen, ohne hohe mechanische Kräfte zwischen dem Kabel und dem Ring zu erzeugen.

Vorteilhafterweise besitzt der Rohrabschnitt vorstehende Spitzen, die auf zumindest einem Teil der äußeren Oberfläche der Röhre ausgebildet sind. Andererseits kann der Ring mit zumindest einer Schelle zur Verklemmung verbunden sein.

Ebenfalls gemäß der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer metallenen Abschirmung, die zwischen einer äußeren Hülle und einer inneren Hülle angeordnet ist, die Teile eines Energiekabels sind, den Schritt des Einführens eines Ringes zwischen die Innenhülle und die metallene Abschirmung entlang eines ersten Teiles des Kabels, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring wie weiter oben definiert, ausgebildet ist und dadurch, dass dem Schritt des Einführens ein Schritt der Bearbeitung der äußeren Hülle vorangeht, entlang eines zweiten Bereiches des Kabels, der den ersten Bereich umfasst und sich etwas über den ersten Bereich hinaus erstreckt, um die Dicke der äußeren Hülle zu verringern, ohne auf Null zu sinken, in einem Bereich der äußeren Hülle mit reduzierter Dicke.

Darüber hinaus kann das Verfahren nach dem Schritt der Bearbeitung und vor dem Schritt des Einführens folgenden Schritt umfassen:

- Längsschneiden des Teiles der äußeren Hülle mit reduzierter Dicke sowie der metallenen Abschirmung, die unter diesem angeordnet ist, zur Ausbildung von Zungen, unter die der Ring eingeführt wird, und

nach dem Schritt des Einführens den Schritt des

- Verklemmen der durch Einschneiden gebildeten Zungen auf der äußeren Oberfläche des Ringes, mit Hilfe der Schelle.

Andere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der Lektüre der folgenden Beschreibung, unter Bezugnahme auf die beigefügten korrespondierenden Zeichnungen, darin zeigt:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Teiles des Energiekabels nach dem bekannten Stand der Technik;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Ringes nach dem Stand der Technik zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer metallenen Abschirmung eines Energiekabels;

Fig. 3 einen Ring nach Maßgabe der Erfindung zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer metallenen Abschirmung eines Energiekabels sehr hoher Spannung; und

Fig. 4 ein Energiekabel, das einen in der Fig. 3 dargestellten Ring aufnimmt, zur Erklärung des Verfahrens nach Maßgabe der Erfindung, wobei nur ein auf der linken Seite des Ringes angeordneter Teil der Figur in einem Querschnitt dargestellt ist.

Bezugnehmend auf Fig. 3 unterscheidet sich ein Ring 3 nach Maßgabe der Erfindung vom Stand der Technik dadurch, dass er die Form eines geschlossenen Rohrabschnittes 30 hat. An diesem Rohrabschnitt 30 ist beispielsweise durch Schweißen ein Verbindungselement 21 fixiert, das dazu bestimmt ist, als Halterung an der Verbindung mit einem Gehäuse zur Erdung zu dienen oder mit einem anderen Verbindungselement im Falle einer Verbindung zwischen zwei jeweiligen Enden zweier Kabel. Dieses Verbindungselement 21 kann die Form eines Fußes annehmen oder eines leitenden Bandes. Der Ring 3 kann eine glatte Außenoberfläche aufweisen, umfasst aber vorzugsweise nach außen vorstehende Spitzen 200, die auf zumindest einem Teil der Außenoberfläche vorgesehen ist, was ihm den Eindruck einer "Käsereibe" verleiht.

Mit Bezugnahme auf Fig. 4 ist das Verfahren nach Maßgabe der Erfindung dargestellt. Es wird in der folgenden Beschreibung angenommen, dass der Ring 3 zwischen die innere Isolierhülle 12 an der metallischen Abschirmung 13 und diese metallische Abschirmung 13 eingeführt wird, entlang eines ersten Teiles, bezeichnet mit p, des Kabels 1.

Wie auf der rechten Seite der Fig. 4 dargestellt, ist das Kabel an seinem Ende zunächst von der metallenen Abschirmung 13 und der äußeren Isolationshülle 14 befreit, um ein abisoliertes Segment 5 der inneren Isolationshülle 12 hervortreten zu lassen. Das Bezugszeichen A der beiden Enden des Segmentes S der abisolierten Innenhülle 12 bildet ein Ende des ersten Bereiches p des Kabels 1, entlang dessen der Ring zwischen die Hülle 12 und die Abschirmung 13 einzuführen ist. Man schreitet sodann fort zu einer Bearbeitung der äußeren Isolationshülle 14, entlang eines zweiten Bereiches P des Kabels 1, der den ersten Bereich p umfasst und sich im Wesentlichen über den ersten Bereich p hinaus erstreckt. Diese Bearbeitung resultiert in einer Verringerung der Dicke der äußeren Isolationshülle 14, ohne diese auf Null zu reduzieren, in einen Teil der Außenhülle mit reduzierter Dicke. Die Extraktion des Materiales der äußeren Isolationshülle 14 entlang des zweiten Bereiches P des Kabels 1 ist durch das Bezugszeichen 50 in der Fig. 4 bezeichnet.

Gemäß einer ersten Variante des Verfahrens nach Maßgabe der Erfindung wird dieser einzige Bearbeitungsvorgang vor dem Einführen des Rohrabschnittes 30 des Ringes 3 zwischen die äußere Isolationshülle 12 und die metallene Abschirmung 13 durchgeführt. Die Bearbeitung, welche die Dicke der äußeren Isolationshülle 14 reduziert, erlaubt das Einführen des Ringes 3. Es ist zu bemerken, dass die Dicke der äußeren Isolationshülle 14 entlang des Bereiches des Kabels P nach dem Bearbeitungsvorgang nicht Null ist, um einen guten elektrischen Schutz der metallenen Abschirmung 13 zu gewährleisten.

Vorteilhafterweise ist gemäß einer zweiten Variante nach dem Bearbeitungsvorgang vorgesehen, den äußeren Hüllenbereich mit reduzierter Dicke sowie die zylindrische metallene Abschirmung, die darunter angeordnet ist, in Längsrichtung des Kabels 1 längs einzuschneiden, um Zungen 60, 61, 62 zu bilden. Diese Längseinschnitte 40 und 41 sind durch die Bezugszeichen 40 und 41 im Bereich der Fig. 3 bezeichnet, der auf der linken Seite des Ringes 2 angeordnet ist und der einen Querschnitt zeigt. Sodann wird der Rohrabschnitt 30, der einen Teil des Ringes 3 bildet, unter die derart ausgebildeten Zungen geführt, entlang des ersten mit p bezeichneten Bereiches des Kabels 1. Nachdem der Rohrabschnitt 30 des Ringes 3 auf diese Weise zwischen die innere Isolationshülle 12 und die metallene Abschirmung 13 eingeführt wurde, werden die durch Einschnitt gebildeten Zungen auf der Außenfläche des Rohrabschnittes 30 des Ringes 3 verklemmt. Für diese Verklemmung ist es vorgesehen, beispielsweise eine Klemmschelle 31, 32 zu verwenden. Vorzugsweise umfasst der Teil des Rohrabschnittes 30 des Ringes 3, der unter die durch Einschnitt gebildeten Zungen eingeführt wird, nach außen vorstehende Spitzen 200, die auf dessen Oberfläche ausgebildet sind. Gemäß einer sehr wichtigen Eigenschaft der Erfindung hat der Rohrabschnitt 30 des Ringes 3 einen Innendurchmesser, der etwas größer als der Außendurchmesser der Außenhülle 12 ist, wodurch ein Raum zwischen der Innenfläche des Ringes und der Außenfläche der Innenhülle gebildet wird. Dieser Spalt oder Raum zwischen dem Außendurchmesser der Innenhülle 12 und dem Innendurchmesser des Rohrabschnittes 30 des Ringes 3 ist mit 6 bezeichnet.

Dieser Durchmesserabstand ist vorgesehen, um eine Expansion des Kabels 1 zu ermöglichen, ohne hohe mechanische Kräfte zwischen dem Kabel 1 und dem Ring 3 hervorzurufen. Eine derartige Ausdehnung entsteht aufgrund einer starken Erwärmung des Kabels 1, deren Ursache eine große in dem Kabel 1 auftretende elektrische Intensität ist.

Es ist zu bemerken, dass gemäß dieser Variante die Aufrechterhaltung einer geringen Dicke der äußeren Isolationshülle 15 für jede der Zungen 60, 61, 62 entlang des Bereiches P des Kabels eine Biegung ohne Bruch eines jeden Bereiches der metallenen Abschirmung ermöglicht, die jeweils einen Teil der Zungen bildet, wenn der Rohrabschnitt 30 des Ringes 3 zwischen die innere Isolationshülle 12 und die metallene Abschirmung 13 eingeführt wird.

Das Verbindungselement 21 des Ringes, wie in der Form eines Fußes in der Fig. 3 dargestellt, kann ebenso beispielhaft aus einer Schraube oder einem leitenden Band bestehen.


Anspruch[de]

1. Vorrichtung zur elektrischen Verbindung, umfassend ein Energiekabel (1) und einen Ring (3) zur Einrichtung dieser Verbindung mit einer metallischen Abschirmung (13) des Kabels, wobei die Abschirmung zwischen einer inneren isolierenden Hülle (12) und einer äußeren isolierenden Hülle (14) des Kabels angeordnet ist, wobei der Ring metallisch ist, angeordnet zwischen der inneren Hülle (12) und der Abschirmung (13), entlang eines Bereiches (p) des Kabels, und verbunden mit Einrichtungen zur Verklemmung (31, 32) und umfassend ein darauf fixiertes Verbindungselement (21), dadurch gekennzeichnet, dass der Ring (3) aus einem Abschnitt einer in sich geschlossenen und im Wesentlichen nicht verformbaren Rohre (30) gemacht ist, die einen Durchmesser aufweist, der etwas großer ist, als der Außendurchmesser der Innenhülle (12), wobei der Innendurchmesser des Rohrabschnittes (30) ausreichend dimensioniert ist, um eine Ausdehnung des Kabels zu ermöglichen, ohne hohe mechanische Kräfte zwischen dem Kabel (1) und dem Ring (3) zu erzeugen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrabschnitt (30) vorstehende Spitzen (200) aufweist, die auf zumindest einem Teil der äußeren Oberfläche der Rohre ausgebildet sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verklemmeinrichtungen (31, 32) zumindest eine Schelle zur Verklemmung der äußeren Hülle (14) auf der Abschirmung (13) sowie dem Rohrabschnitt (30) umfasst.

4. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit einer metallenen Abschirmung (13), die zwischen einer äußeren Hülle (14) und einer inneren Hülle (12) angeordnet ist, die Teil eines Energiekabels (1) sind, umfassen den Schritt des Einführens eines Ringes (3) zwischen die Innenhülle (12) und die metallene Abschirmung (13), entlang eines ersten Teiles (p) des Kabels (1), dadurch gekennzeichnet, dass dem Schritt des Einführens eine Schritt der Bearbeitung der äußeren Hülle (14) vorangeht, entlang eines zweiten Bereiches (P) des Kabels (1), der den ersten Bereich (p) umfasst (p) und sich etwas über den ersten Bereich (p) hinaus erstreckt, um die Dicke der äußeren Hülle (14) zu verringern, ohne Null zu werden, in einem Bereich der äußeren Hülle mit reduzierter Dicke.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Ring dem in Anspruch 3 definierten entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem Schritt der Bearbeitung und vor dem Schritt des Einführens einen Schritt umfasst: des Längseinschneidens (40, 41) des Teiles der äußeren Hülle (14) mit reduzierter Dicke sowie der metallenen Abschirmung (13), die unter diesem angeordnet ist, zur Ausbildung von Zungen (60, 61, 62), unter die der Ring (3) eingeführt wird, und nach dem Schritt des Einführens, den Schritt des - Verklemmens (31, 32) auf der äußeren Oberfläche des Ringes (3), mit Hilfe der Schelle, der durch Einschneiden gebildeten Zungen (60, 61, 62).







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