Die Erfindung betrifft eine Überspannungsableiter-Kabelsteckteil-Verbindung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Überspannungsableiter sind in der Mittelspannungstechnik wichtige Netzmittel, die an Kabelstekker mit der Aufgabe angeschlossen werden, Überspannungen abzubauen, die beispielsweise durch Gewittereinflüsse entstehen können. Die dabei auftretenden Spannungshöhen überschreiten das Isolationsvermögen der Kabel und Kabelgarnituren und erzeugen Durchschläge in den Isolierstoffen, deren Folge Netzausfälle mit grösseren Schäden sind.
Zum Anschluss eines Überspannungsableiters an einen Kabelstecker sind Lösungen bekannt, bei denen der Überspannungsableiter mit Hilfe eines angepassten Zwischenstückes an den jeweiligen Kabelstecker koppelbar ist, und es sind Lösungen bekannt, bei denen der Überspannungsableiter direkt an das jeweilige Kabelsteckteil angeschlossen ist.
Zu letzteren gehört die in der DE 3 538 210 A1 beschriebene Lösung, bei der ein metallgekapselter Überspannungsableiter mit einem Adapter zum Anschluss an einen zwei konusförmige Anschlussöffnungen aufweisenden T-Stecker und mit einem Steckkontakt versehen ist, wobei der Adapter einen aus der Metallkapselung herausragenden konusförmigen Durchführungsisolator aufweist, welcher direkt in die vom angeschlossenen elektrischen Gerät wegweisende Anschlussöffnung eingeführt ist. Die elektrische Ankopplung ist durch eine Steckverbindung gegeben, für die der Adapter eine an einen Kontaktstift des T-Steckers angepasste Steckbuchse aufweist. Der Adapter und der T-Stecker sind durch an den jeweiligen Teilen angeordnete Halterungselemente miteinander verschraubbar. Eine Möglichkeit zur Spannungsmessung am angekoppelten Überspannungsableiter ist nicht gegeben.
Eine weitere Lösung ist aus der WO 91/11 040 A1 bekannt, in der ein Kabel-Verbinder aus Kunststoff beschrieben ist, in dem sowohl der Geräteanschlussteil als auch das Kabel und der Oberspannungsableiter integriert sind. Dazu ist in der geräteanschlussseitigen Anschlussöffnung ein Kontaktstift angeordnet, der im Bereich seiner rückwärtigen Verlängerung zugleich als Verbindungselement für das Kabel und im unmittelbaren Anschluss an dieses für den Überspannungsableiter dient, die beide in voneinander getrennt im Kabel-Verbinder ausgebildeten Röhren angeordnet sind, die in eine rückwärtige und durchgehende Verlängerung der Anschlussöffnung münden. Die elektrische Ankopplung erfolgt durch eine Schraubverbindung, die im Bereich der rückwärtigen Verlängerung angeordnet ist. Die nach aussen weisende \ffnung ist verschliessbar.
Das Kunststoffgehäuse ist auch ohne Überspannungsableiter verwendbar, wozu die für diesen vorgesehene Röhre durch einen Stopfen verschliessbar ist. Das Kunststoffgehäuse besteht aus einem vernetzten Polymer. Eine äussere Leitschicht ist nicht vorgesehen, so dass ein Berührungsschutz nicht gegeben ist. Überdies ist die Lösung zur Nachrüstung eines bereits montierten Kabelsteckteils mit einem Überspannungsableiter ungeeignet.
Zur Ankopplung eines Kabels an das Steckerteil in einem T-förmigen Steckergehäuse ist ferner in der DE 3 233 572 C2 eine Lösung beschrieben, bei der das Verbindungselement aus einem Bolzen mit einem einschraubbaren Steckerstift gebildet ist, wobei der Steckerstift bolzenseitig einen Sechskantflansch hat. Zwischen diesem und dem Bolzen ist die Anschlussfahne des Kabelpressschuhs des anzuschliessenden Kabels angeordnet und durch den Bolzen vermittels eines in diesem angeordneten Innensechskantes von der Rückseite des Steckerteils her festgeschraubt. Die Rückseite des Steckerteils ist verschliessbar, ermöglicht jedoch nach deren \ffnung eine direkte Spannungsprüfung und Erdung des Kabelleiters.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Überspannungsableiter-Kabelsteckteil-Verbindung zu schaffen, bei der der Überspannungsableiter und das Kabelsteckteil mechanisch und elektrisch lösbar zu einer Einheit verbindbar sind und bei der eine Spannungsmessung am angekoppelten Überspannungsableiter gegeben ist.
Die Aufgabe wird bei einer Überspannungsableiter-Kabelsteckteil-Verbindung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.
Die Verbindung zwischen einem Überspannungsableiter und einem Kabelsteckteil mit zwei konusförmigen Anschlussöffnungen ist erfindungsgemäss durch ein Adapterteil mit einem Aussenkonus gegeben, in dem der Überspannungsableiter mit einem Verbindungselement elektrisch gekoppelt ist, wobei dieses in einer axial zum Aussenkonus angeordneten durchgehenden \ffnung angeordnet ist. Das Verbindungsteil ist aussenkonusseitig mit dem Stekkerstift des Kabelsteckteils verschraubbar und auf der dem Steckerstift abgewandten Seite des Adapterteils für einen weiteren elektrischen Anschluss ausgebildet, über den die Möglichkeit einer Spannungsmessung gegeben ist.
Das Verbindungselement und der Überspannungsableiter sind im Anschlussbereich desselben von einer in den Adapter integrierten Steuerelektrode umgeben, und die durchgehende \ffnung ist auf der dem Aussenkonus abgewandten Seite spannungsfest und hermetisch verschliessbar.
Der Vorteil dieser Verbindungsanordnung liegt darin, dass der Überspannungsableiter vermittels des Adapterteils mit einem Kabelsteckteil jederzeit mechanisch und elektrisch lösbar zu einer Einheit verbindbar ist und dass am angekoppelten Überspannungsableiter eine Spannungsmessung möglich ist. Äussere Halterungselemente zur mechanischen Verbindung von Adapterteil und Kabelsteckteil sind nicht erforderlich. Zusätzliche Koppelstücke zwischen den beiden Teilen werden ebenfalls nicht benötigt.
Die Anordnung der Steuerelektrode im Anschlussbereich des Überspannungsableiters am Verbindungselement gestattet eine teilentladungsfreie Ankopplung des Überspannungsleiters mittels Schraubtechnik gemäss der Massnahme nach Anspruch 2.
Die im Anspruch 3 enthaltene Massnahme dient in einfacher Weise einem spannungsfesten und hermetischen Verschliessen der \ffnung des Adapterteils auf der dem Aussenkonus abgewandten Seite.
Durch das Merkmal des Anspruchs 4 ist die Überspannungsableiter-Kabelsteckteil-Verbindung berührungssicher.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemässe Überspannungsableiter-Kabelsteckteil-Verbindung im montierten Zustand, teilweise geschnitten und
Fig. 2 ein Adapterteil, teilweise geschnitten.
In der in Fig. 1 dargestellten Einheit ist ein Adapterteil 1 mit einem integrierten Überspannungsableiter 2 an ein Kabelsteckteil 3 mechanisch und elektrisch ohne Zwischenstück direkt angekoppelt. Das Kabelsteckteil 3 weist zwei konusförmige Anschlussöffnungen 4 und 5 auf, in denen ein Stekkerstift 6 axial angeordnet ist, der adapterseitig mit einem Gewinde versehen ist. Im Bereich zwischen den Anschlussöffnungen 4 und 5 mündet die Anschlussfahne 7 des Presskabelschuhs 8 des in das Kabelsteckteil 3 eingeführten Kabelendes. Die Anschlussfahne 7 ist mit einer Bohrung 9 zur Aufnahme des Steckerstiftes 6 versehen, der geräteseitig mit einer sechskantigen Erweiterung 10 an der Anschlussfahne 7 anliegt. Adapterseitig trägt der Stekkerstift 6 an der Anschlussfahne 7 eine Scheibe 11 und einen Federring 11a.
Das Adapterteil 1 (auch Fig. 2) hat eine axial zu einem Ansatz mit Aussenkonus 12 angeordnete durchgängige \ffnung 13 mit zwei Bereichen, von denen der aussenkanusseitige Bereich mit kleinerem Durchmesser einen Anschlussbolzen 14 als Verbindungselement zwischen dem Steckerstift 6 und dem Überspannungsableiter 2 umschliesst, und der dem Ansatz 12 abgewandte Bereich mit grösserem Durchmesser und innenkonusförmiger Ausbildung ein Gewindestück 15 des Anschlussbolzens 14 und die Anschlussfahne 16 des Überspannungsableiters 2 aufnimmt. Der Anschlussbolzen 14 hat kabelsteckteilseitig eine zentrische Gewindebohrung für den Steckerstift 6 und ist mit diesem und der Anschlussfahne 7 fest verschraubt.
Am Absatz 17 zwischen den beiden Bereichen der durchgehenden \ffnung 13 liegt die mit einer Bohrung 18 für das Gewindestück 15 versehene Anschlussfahne 16 des Überspannungsableiters 2 an, die in den konusförmigen Bereich der \ffnung 13 durch die in diesen mündende Anschlussöffnung 13a hineinragt. Diese Anschlussfahne 16 ist vermittels einer Scheibe 19 und eines Federringes 20 durch die Mutter 21 fest mit dem Anschlussbolzen 14 verbunden. Der konusförmige Teil der \ffnung 13 ist durch einen Schraubeinsatz 22 aus Kunststoff und eine leitfähige Kappe 23 spannungsfest und hermetisch verschlossen. In das Adapterteil 1 ist im Bereich der \ffnung 13 mit kleinerem Durchmesser und im Anschlussbereich der Anschlussfahne 16 des Überspannungsableiters 2 eine Steuerelektrode 24 integriert.
Das Adapterteil 1 und das Kabelsteckteil 3 sind mit einer äusseren Leitschicht 25 versehen, die jeweils mittels einer Kontaktschelle 26 auf Erdpotential gebracht ist.
Die Ankopplung des Überspannungsableiters 2 an das Kabelsteckteil 3 erfolgt in der Weise, dass zunächst der Anschlussbolzen 14 mit dem Steckerstift 6 verschraubt wird. Anschliessend werden das Adapterteil 1 mit dem eingesetzten Überspannungsableiter 2 auf den Anschlussbolzen 14 geschoben, wobei auch die Anschlussfahne 16 auf das Gewindestück 15 des Anschlussbolzens 14 geschoben wird, und die Anschlussfahne 16 von der Rückseite der \ffnung 13 aus vermittels der Scheibe 19 und des Federinges 20 durch die Mutter 21 fest mit dem Anschlussbolzen verschraubt, wobei gleichzeitig das Adapterteil 1 mit seinem konusförmigen Ansatz 12 in die adapterteilseitige Anschlussöffnung 5 des Kabelsteckteils 3 gedrückt wird.
The invention relates to a surge arrester cable plug connection according to the preamble of claim 1.
In medium-voltage technology, surge arresters are important network means that are connected to cable plugs with the task of reducing overvoltages that can arise, for example, from thunderstorms. The voltage levels that occur exceed the insulation capacity of the cables and cable fittings and create breakdowns in the insulation materials, the result of which are power failures with greater damage.
Solutions are known for connecting a surge arrester to a cable connector, in which the surge arrester can be coupled to the respective cable connector with the aid of an adapted intermediate piece, and solutions are known in which the surge arrester is connected directly to the respective cable connector part.
The latter includes the solution described in DE 3 538 210 A1, in which a metal-encapsulated surge arrester is provided with an adapter for connection to a T-plug having two conical connection openings and with a plug contact, the adapter being provided with a conical bushing insulator protruding from the metal encapsulation has, which is inserted directly into the connection opening pointing away from the connected electrical device. The electrical coupling is provided by a plug connection for which the adapter has a socket which is adapted to a contact pin of the T plug. The adapter and the T-plug can be screwed together by means of mounting elements arranged on the respective parts. There is no possibility for voltage measurement on the connected surge arrester.
Another solution is known from WO 91/11 040 A1, in which a cable connector made of plastic is described in which both the device connection part and the cable and the surge arrester are integrated. For this purpose, a contact pin is arranged in the device connection-side connection opening, which serves in the region of its rearward extension at the same time as a connecting element for the cable and in direct connection to it for the surge arrester, both of which are arranged in tubes formed separately from one another in a cable connector rear and continuous extension of the connection opening open. The electrical connection is made by a screw connection, which is arranged in the area of the rear extension. The opening facing outwards can be closed.
The plastic housing can also be used without a surge arrester, for which purpose the tube provided for this can be closed by a stopper. The plastic housing consists of a cross-linked polymer. An outer conductive layer is not provided, so that there is no protection against accidental contact. In addition, the solution for retrofitting an already assembled cable plug part with a surge arrester is unsuitable.
DE 3 233 572 C2 also describes a solution for coupling a cable to the plug part in a T-shaped plug housing, in which the connecting element is formed from a bolt with a screw-in plug pin, the plug pin having a hexagonal flange on the bolt side. Between this and the bolt, the terminal lug of the cable press shoe of the cable to be connected is arranged and screwed through the bolt by means of an internal hexagon arranged in it from the rear of the plug part. The back of the plug part can be closed, but after opening it enables direct voltage testing and earthing of the cable conductor.
It is an object of the invention to provide a surge arrester cable plug-in connection in which the surge arrester and the cable plug-in part can be mechanically and electrically detachably connected to form a unit and in which there is a voltage measurement on the coupled surge arrester.
The object is achieved in a surge arrester cable connector part connection according to the preamble of claim 1 by its characterizing features.
According to the invention, the connection between a surge arrester and a cable plug-in part with two conical connection openings is provided by an adapter part with an outer cone, in which the surge arrester is electrically coupled to a connecting element, which is arranged in a continuous opening arranged axially to the outer cone. The connecting part can be screwed on the outside cone side to the plug pin of the cable plug part and is formed on the side of the adapter part facing away from the plug pin for a further electrical connection, via which the possibility of a voltage measurement is given.
The connecting element and the surge arrester are surrounded in the connection area thereof by a control electrode integrated in the adapter, and the through opening is tension-proof and hermetically closable on the side facing away from the outer cone.
The advantage of this connection arrangement is that the surge arrester can be mechanically and electrically detachably connected to a unit at any time by means of the adapter part with a cable plug-in part, and that a voltage measurement is possible on the coupled surge arrester. External mounting elements for the mechanical connection of the adapter part and cable plug part are not required. Additional coupling pieces between the two parts are also not required.
The arrangement of the control electrode in the connection area of the surge arrester on the connecting element permits a partial discharge-free coupling of the surge conductor by means of screw technology according to the measure according to claim 2.
The measure contained in claim 3 serves in a simple manner a stress-resistant and hermetic closing of the opening of the adapter part on the side facing away from the outer cone.
Due to the feature of claim 4, the surge arrester cable connector connection is safe to touch.
The invention is explained below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawing:
Fig. 1 an inventive surge arrester cable connector connection in the assembled state, partially cut and
Fig. 2 is an adapter part, partially cut.
In the unit shown in FIG. 1, an adapter part 1 with an integrated surge arrester 2 is mechanically and electrically coupled directly to a cable plug part 3 without an intermediate piece. The cable plug part 3 has two conical connection openings 4 and 5, in which a plug pin 6 is arranged axially, which is provided with a thread on the adapter side. In the area between the connection openings 4 and 5, the connection lug 7 of the press cable lug 8 of the cable end inserted into the cable plug part 3 opens. The connection lug 7 is provided with a bore 9 for receiving the plug pin 6, which abuts the connection lug 7 on the device side with a hexagonal extension 10. On the adapter side, the plug pin 6 carries a washer 11 and a spring ring 11a on the connecting lug 7.
The adapter part 1 (also FIG. 2) has a continuous opening 13 arranged axially to an extension with an outer cone 12, with two areas, of which the area with a smaller diameter on the outer side of the connector encloses a connecting bolt 14 as a connecting element between the plug pin 6 and the surge arrester 2, and the area with a larger diameter and conical shape facing away from the shoulder 12 receives a threaded piece 15 of the connecting bolt 14 and the connecting lug 16 of the surge arrester 2. The connecting bolt 14 has a central threaded bore for the plug pin 6 on the cable plug part side and is screwed to the latter and the connecting lug 7.
The ledge 16 of the surge arrester 2, which is provided with a bore 18 for the threaded piece 15, bears on the shoulder 17 between the two areas of the continuous opening 13 and projects into the conical area of the opening 13 through the connection opening 13a opening into it. This connecting lug 16 is fixedly connected to the connecting bolt 14 by means of a washer 19 and a spring ring 20 through the nut 21. The conical part of the opening 13 is hermetically sealed in a tension-proof manner by a plastic screw insert 22 and a conductive cap 23. A control electrode 24 is integrated in the adapter part 1 in the area of the opening 13 with a smaller diameter and in the connection area of the connection lug 16 of the surge arrester 2.
The adapter part 1 and the cable plug-in part 3 are provided with an outer conductive layer 25, which is brought to ground potential by means of a contact clamp 26.
The surge arrester 2 is coupled to the cable plug part 3 in such a way that the connecting bolt 14 is first screwed to the plug pin 6. Then the adapter part 1 with the inserted surge arrester 2 is pushed onto the connecting bolt 14, the connecting lug 16 also being pushed onto the threaded piece 15 of the connecting bolt 14, and the connecting lug 16 from the rear of the opening 13 by means of the washer 19 and the spring washer 20 firmly screwed to the connecting bolt by the nut 21, at the same time the adapter part 1 with its conical extension 12 is pressed into the connection part 5 of the cable plug part 3 on the part of the adapter part.