DE102018116399A1

DE102018116399A1 - coupling sleeve

Info

Publication number: DE102018116399A1
Application number: DE102018116399.1A
Authority: DE
Inventors: Uwe Amerpohl; Mathias Behle
Original assignee: NKT GmbH and Co KG
Current assignee: NKT GmbH and Co KG
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2020-01-09
Also published as: WO2020008056A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsmuffe (2) zur Verbindung von Hochspannungsgleichspannungskabeln (4) mit einem Verbindungskörper (6), der eine stromtragfähige Verbindung (10) zur elektrischen Verbindung der Leiter (12) der Kabel (4) und Aufnahmebereiche (5) zur Aufnahme der Kabelenden (3) aufweist, wobei die Aufnahmebereiche (5) als konische Aufnahmebereiche (5) zur Aufnahme von korrespondierenden konisch abgemantelten Kabelenden (3) ausgebildet sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Kabelsystem (1) mit einer Verbindungsmuffe (2) sowie ein Verfahren zum Verbinden von zwei konisch abgemantelten Kabelenden (3) von zwei Gleichspannungskabeln (4) mit einer Verbindungsmuffe (2).

The invention relates to a connecting sleeve (2) for connecting high-voltage direct voltage cables (4) to a connecting body (6), which has a current-carrying connection (10) for the electrical connection of the conductors (12) of the cables (4) and receiving areas (5) for receiving the cable ends (3), the receiving areas (5) being designed as conical receiving areas (5) for receiving corresponding conically stripped cable ends (3). The invention further relates to a cable system (1) with a connecting sleeve (2) and a method for connecting two conically stripped cable ends (3) of two DC cables (4) to a connecting sleeve (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungsmuffe zur Verbindung von Hochspannungsgleichspannungskabeln mit einem Verbindungskörper, der eine stromtragfähige Verbindung zur elektrischen Verbindung der Leiter der Kabel und Aufnahmebereiche zur Aufnahme der Kabelenden aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Kabelsystem, insbesondere für Hochspannungsgleichspannungsanwendungen, sowie ein Verfahren zum Verbinden von zwei konisch abgemantelten Kabelenden von zwei Gleichspannungskabeln mit einer Verbindungsmuffe.The present invention relates to a connecting sleeve for connecting high-voltage direct voltage cables to a connecting body which has a current-carrying connection for the electrical connection of the conductors of the cables and receiving areas for receiving the cable ends. The invention further relates to a cable system, in particular for high-voltage DC voltage applications, and to a method for connecting two conically stripped cable ends of two DC voltage cables to a connecting sleeve.

Die Erfindung kann bei der Verbindung von Kabelenden insbesondere von Hochspannungsgleichspannungskabeln eingesetzt werden. Verbindungsmuffen sind im Bereich der elektrischen Energietechnik, insbesondere im Bereich von Wechselspannungsanwendungen, bereits seit vielen Jahren bekannt. Diese dienen dabei insbesondere der elektrischen und mechanischen Verbindung zweier Kabelenden. Gleichzeitig bieten die Verbindungsmuffen jedoch Isolations- und Schutzmöglichkeiten. Die Verbindungsmuffen können fest mit den Kabeln verbunden werden und die elektrische Trennstelle umschließen. Zur Verbindung der Kabelenden sind Aufnahmebereiche zur Aufnahme der Kabelenden vorgesehen, in welche die Kabelenden eingeführt werden können. Bei bekannten Verbindungsmuffen werden die Leiter der Kabelenden entsprechend vorbereitet und in die Verbindungsmuffe eingeschoben. Im Inneren des Verbindungskörpers ist eine stromtragfähige Verbindung vorgesehen, mittels welcher die abgemantelten Leiter der Kabel verbunden und in der Verbindungsmuffe fixiert werden können. Über die stromtragfähige Verbindung kann dann der Strom geführt werden.The invention can be used when connecting cable ends, in particular high-voltage direct voltage cables. Connection sleeves have been known for many years in the field of electrical power engineering, in particular in the area of AC voltage applications. These serve in particular the electrical and mechanical connection of two cable ends. At the same time, the connection sleeves offer insulation and protection options. The connection sleeves can be firmly connected to the cables and enclose the electrical separation point. To connect the cable ends, receiving areas are provided for receiving the cable ends, into which the cable ends can be inserted. In known connecting sleeves, the conductors of the cable ends are prepared accordingly and inserted into the connecting sleeve. A current-carrying connection is provided in the interior of the connecting body, by means of which the stripped conductors of the cables can be connected and fixed in the connecting sleeve. The current can then be conducted via the current-carrying connection.

Beim Einsatz bei Wechselspannungsanwendungen haben sich derartige Verbindungsmuffen bewährt. Allerdings hat es sich insbesondere im Zusammenhang mit Hochspannungsgleichspannungsanwendungen gezeigt, dass das elektrische Feld nicht ausreichend kontrolliert werden kann, da die Feldverhältnisse bei Wechsel- und Gleichspannung völlig unterschiedlich sind. Bei Gleichspannung bildet sich ein oftmals völlig anderes resistives Strömungsfeld aus, für das die Leitfähigkeiten verantwortlich sind. Mischfelder und transiente Belastungen führen dabei zu sehr komplexen Feldverhältnissen, welche bei der Ausgestaltung einer Verbindungsmuffe zu berücksichtigen sind. Insoweit ist es in der Regel nicht möglich, standardmäßige AC-Verbindungsmuffen auch als DC-Verbindungsmuffen zu verwenden.Connection sleeves of this type have proven their worth when used in AC voltage applications. However, especially in connection with high-voltage DC voltage applications, it has been shown that the electrical field cannot be adequately controlled, since the field relationships for AC and DC voltage are completely different. With DC voltage, a completely different resistive flow field is formed, for which the conductivities are responsible. Mixed fields and transient loads lead to very complex field conditions, which must be taken into account when designing a connecting sleeve. In this respect, it is usually not possible to use standard AC connection sleeves as DC connection sleeves.

Aufgrund dessen können zwei Wechselspannungskabel auf einfache Weise mit bekannten Muffen verbunden werden. Bei Gleichspannungsanwendungen, insbesondere bei Spannungen über 250 kV ist die Feldstärke jedoch abhängig von transienten und statischen Vorgängen im Hochspannungsgleichspannungskabel, welche nicht mit bekannten Muffen gehandhabt werden können.Because of this, two AC cables can be easily connected to known sleeves. In DC voltage applications, especially at voltages above 250 kV, the field strength is dependent on transient and static processes in the high-voltage DC voltage cable, which cannot be handled with known sleeves.

Vor diesem Hintergrund stellt sich die Erfindung die Aufgabe, eine Verbindungsmuffe zur Verbindung von Hochspannungsgleichspannungskabeln anzugeben, welche verbesserte elektrische und mechanische Eigenschaften aufweist.Against this background, the object of the invention is to provide a connecting sleeve for connecting high-voltage direct voltage cables, which has improved electrical and mechanical properties.

Bei einer Verbindungsmuffe der eingangs genannten Art wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Aufnahmebereiche als konische Aufnahmebereiche zur Aufnahme von korrespondierenden, konisch abgemantelten Kabelenden ausgebildet sind.In the case of a connecting sleeve of the type mentioned at the outset, the object is achieved in that the receiving areas are designed as conical receiving areas for receiving corresponding, conically stripped cable ends.

Mit Hilfe einer entsprechenden Verbindungsmuffe können sowohl die mechanischen als auch die elektrischen Eigenschaften verbessert werden, wodurch sich auch beispielsweise die Montage vereinfachen lässt. Es kann eine kapazitive und/oder resistive Feldsteuerung für die Anforderung bei Hochspannungsgleichspannungsanwendungen erreicht werden. Durch eine konische Ausgestaltung der Aufnahmebereiche sowie die Ausgestaltung der Kabelenden als konisch abgemantelte Kabelenden kann das elektrische Feld über den gesamten Verlauf des Verbindungskörpers und insbesondere an den Grenzflächen zum Kabel eingestellt werden. Auf diese Weise können positive elektrische Eigenschaften erzielt werden. Des Weiteren kann sich durch die Ausgestaltung der Aufnahmebereiche als Konen eine Art Führung ergeben, mittels welcher die Kabelenden auf einfache Art und Weise in den Verbindungskörper eingesteckt und geführt werden können. Durch die spezielle Form der Aufnahmebereiche können Unterschiede in den Leitfähigkeiten der Materialien im stationären Gleichspannungsfall ausgeglichen werden.With the help of an appropriate connecting sleeve, both the mechanical and the electrical properties can be improved, which also simplifies assembly, for example. Capacitive and / or resistive field control can be achieved for the requirement in high voltage DC applications. Due to the conical design of the receiving areas and the design of the cable ends as conically stripped cable ends, the electrical field can be set over the entire course of the connecting body and in particular at the interfaces to the cable. In this way, positive electrical properties can be achieved. Furthermore, the configuration of the receiving areas as cones can result in a type of guide, by means of which the cable ends can be inserted and guided in the connecting body in a simple manner. Due to the special shape of the receiving areas, differences in the conductivities of the materials in the stationary DC voltage case can be compensated.

Bevorzugt ist, wenn durch die konische Ausgestaltung der Aufnahmebereiche, insbesondere über den Winkel und/oder die Länge der Aufnahmeflächen der Aufnahmebereiche, das elektrische Feld an den Grenzflächen der Aufnahmebereiche einstellbar ist. So kann beispielsweise durch die Wahl der Länge und/oder des Winkels der konischen Aufnahmebereiche eine ausreichende elektrische Festigkeit an der Grenzfläche eingestellt werden. Durch die konische Ausgestaltung der Aufnahmebereiche sowie der Kabel, insbesondere der Grenzflächen zwischen der Kabelisolierung und dem Verbindungskörper können Unterschiede in den Leitfähigkeiten der Materialien im stationären Gleichspannungsfall ausgeglichen werden. Die Brechung der Feldlinien an den Grenzflächen kann durch die Konusform unterstützt werden.It is preferred if the conical configuration of the receiving areas, in particular the angle and / or the length of the receiving areas of the receiving areas, makes it possible to set the electric field at the interfaces of the receiving areas. Sufficient electrical strength at the interface can be set, for example, by the choice of the length and / or the angle of the conical receiving areas. Due to the conical design of the receiving areas and the cables, in particular the interfaces between the cable insulation and the connecting body, differences in the conductivities of the materials in the stationary DC voltage case can be compensated for. The refraction of the field lines at the interfaces can be supported by the cone shape.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht dabei vor, dass die Potentialverteilung homogenisierbar ist. Auf diese Weise können Feldstärkemaxima und/oder - minima verhindert und eine gleichmäßige Feldverteilung im Übergangsbereich zwischen der Verbindungsmuffe, insbesondere dem Verbindungskörper, und dem Kabel, insbesondere der Kabelisolierung, erzeugt werden.An advantageous embodiment provides that the potential distribution can be homogenized. In this way, field strength maxima and / or minima can be prevented and a uniform field distribution in the transition area between the connecting sleeve, in particular the connecting body, and the cable, in particular the cable insulation, can be generated.

Gemäß einer konstruktiven Ausgestaltung weist die Aufnahmefläche des Aufnahmebereichs einen Winkel zwischen 5° und 60°, besonders bevorzugt zwischen 20° und 45°, auf. Besonders bevorzugt weist die Aufnahmefläche des Aufnahmebereichs jedoch einen Winkel von im Wesentlichen 25° auf. Auf diese Weise kann der Austrittswinkel der Feldlinien und eine ausreichende elektrische Festigkeit an der Grenzfläche zusätzlich eingestellt werden.According to a constructive embodiment, the receiving surface of the receiving area has an angle between 5 ° and 60 °, particularly preferably between 20 ° and 45 °. However, the receiving surface of the receiving area particularly preferably has an angle of essentially 25 °. In this way, the exit angle of the field lines and sufficient electrical strength at the interface can also be set.

Ferner bevorzugt ist, wenn die Aufnahmefläche des Aufnahmebereichs eine Länge zwischen 50 mm und 400 mm, besonders bevorzugt zwischen 100 mm und 250 mm, aufweist. Auch über die Wahl der Länge der Aufnahmefläche kann zusätzlich eine ausreichende elektrische Festigkeit an der Grenzfläche zwischen Kabel und Verbindungsmuffe eingestellt werden.It is further preferred if the receiving surface of the receiving area has a length between 50 mm and 400 mm, particularly preferably between 100 mm and 250 mm. Adequate electrical strength can also be set at the interface between the cable and the connecting sleeve via the choice of the length of the receiving surface.

Entsprechend einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die Aufnahmebereiche in Form eines sich in Richtung der Mitte des Verbindungskörpers erstreckenden Innenkonus ausgebildet. Durch die Ausgestaltung der Aufnahmebereiche als Innenkonen kann sich einerseits eine Art Führung ergeben, mittels welcher die Kabelenden der Kabel auf einfache Art und Weise in den Verbindungskörper eingeschoben und geführt werden können. Darüber hinaus können durch eine konische Ausgestaltung der Aufnahmebereiche auch positive elektrische Eigenschaften, wie beispielsweise eine gute Potentialverteilung und/oder eine hohe elektrische Festigkeit der Grenzschicht, erzielt werden. Besonders bevorzugt kann sich die Kabelisolierung in Richtung der Leitverbindung verjüngen.According to a particularly preferred embodiment, the receiving areas are designed in the form of an inner cone extending in the direction of the center of the connecting body. The design of the receiving areas as inner cones can result on the one hand in a type of guide by means of which the cable ends of the cables can be inserted and guided in the connecting body in a simple manner. In addition, positive electrical properties, such as for example a good potential distribution and / or a high electrical strength of the boundary layer, can also be achieved by a conical configuration of the receiving regions. The cable insulation can particularly preferably taper in the direction of the lead connection.

In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Aufnahmebereiche an gegenüberliegenden Seiten des Verbindungskörpers angeordnet sind. Eine Verbindung der Kabelenden der zu verbindenden Kabel kann so auf einfache Art und Weise in Längsrichtung der Kabel erfolgen, wodurch sich eine kompakte Bauform ergeben kann.In a development of the invention, it is proposed that the receiving areas are arranged on opposite sides of the connecting body. The cable ends of the cables to be connected can thus be connected in a simple manner in the longitudinal direction of the cables, which can result in a compact design.

Weiter vorteilhaft ist es, wenn an den nach außen gerichteten Endbereichen der Aufnahmebereiche Feldsteuerkörper angeordnet sind. Die Feldsteuerkörper können bevorzugt als Feldsteuertrichter ausgebildet sein und/oder als umfangsseitig integrierte Elektrodenringe ausgebildet sein. Auf diese Weise kann die Potentialverteilung zusätzlich eingestellt und gesteuert werden. Die Feldsteuerkörper können dabei insbesondere bei transienten Vorgängen dominieren.It is further advantageous if field control bodies are arranged on the outward-facing end regions of the receiving regions. The field control bodies can preferably be designed as field control funnels and / or can be designed as electrode rings integrated on the circumference. In this way, the potential distribution can also be set and controlled. The field control bodies can dominate particularly in the case of transient processes.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Grenzflächen zwischenmaterialfrei ausgebildet. Insbesondere können die konisch abgemantelte Kabelisolierung und der Verbindungskörper direkt, insbesondere flächig, aufeinander angeordnet sein. Aufgrund der konischen Ausgestaltung der Aufnahmebereiche und der Kabel ist es nicht notwendig, an den Grenzflächen Materialien mit anderen Leitfähigkeiten, insbesondere mit zumindest teilweise nicht-linearen Leitfähigkeiten, zur gezielten Feldsteuerung einzusetzen. Auf diese Weise kann die Verbindungsmuffe insgesamt unempfindlicher gegen kleine Variationen ausgebildet werden. Es ergibt sich eine einfache und trotzdem zuverlässige Verbindungsmuffe.According to an exemplary embodiment of the invention, the interfaces are designed to be free of intermediate materials. In particular, the conically stripped cable insulation and the connecting body can be arranged directly, in particular flat, on top of one another. Because of the conical design of the receiving areas and the cables, it is not necessary to use materials with other conductivities, in particular with at least partially non-linear conductivities, for targeted field control at the interfaces. In this way, the connecting sleeve can be made less sensitive to small variations overall. The result is a simple, yet reliable connection sleeve.

Bevorzugt weist die stromtragfähige Verbindung Hochspannungselektroden auf. Mit Hilfe der Hochspannungselektroden kann das elektrische Feld innerhalb der Verbindungsmuffe zusätzlich gesteuert werden. Die Hochspannungselektrode kann insbesondere als Feld- oder Schirmelektrode ausgebildet sein. Bevorzugt ist die Hochspannungselektrode nach Art einer Elektrodenhülse um die stromtragfähige Verbindung herum angeordnet und beispielsweise aus Metall oder Silikon gefertigt.The current-carrying connection preferably has high-voltage electrodes. With the help of the high-voltage electrodes, the electrical field inside the connecting sleeve can be controlled additionally. The high-voltage electrode can in particular be designed as a field or shield electrode. The high-voltage electrode is preferably arranged in the manner of an electrode sleeve around the current-carrying connection and is made, for example, of metal or silicone.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass der Verbindungskörper einteilig ausgebildet ist. Besonders bevorzugt weist der Verbindungskörper in diesem Fall einen Muffenhauptkörper auf. An den Außenseiten können in den Verbindungskörper und insbesondere in den Muffenhauptkörper bevorzugt leitfähige Elektroden als Feldsteuerkörper integriert sein. Die Elektroden können bevorzugt als Feldsteuertrichter ausgebildet sein und als umfangsseitig integrierte Elektrodenringe ausgebildet sein. Auf diese Weise kann die Potentialverteilung zusätzlich eingestellt und gesteuert werden.An advantageous embodiment provides that the connecting body is formed in one piece. In this case, the connecting body particularly preferably has a sleeve main body. On the outer sides, conductive electrodes can preferably be integrated as field control bodies in the connecting body and in particular in the sleeve main body. The electrodes can preferably be designed as field control funnels and can be designed as electrode rings integrated on the circumference. In this way, the potential distribution can also be set and controlled.

Alternativ kann der Verbindungskörper mehrteilig, insbesondere dreiteilig, mit einem Muffenhauptkörper und mindestens einem Adapterelement ausgebildet sein. In diesem Fall hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn das Adapterelement aus einem Silikonelastomer mit integrierten Feldsteuerelementen ausgebildet ist. Besonders bevorzugt ist, wenn das Adapterelement einen Isolierköper und/oder eine Feldsteuerelektrode als Feldsteuerkörper umfasst. Die Elektroden können bevorzugt als Feldsteuerelement, insbesondere als Feldsteuertrichter, ausgebildet sein und als umfangsseitig integrierte Elektrodenringe ausgebildet sein. Mittels des Feldsteuerelements kann die Potentialverteilung an den Grenzflächen zu dem Verbindungskörper zusätzlich eingestellt werden. Der Feldsteuerkörper kann bevorzugt komplementär zum Muffenhauptkörper des Verbindungskörpers und/oder zum abisolierten Kabel ausgebildet sein. Der Isolierkörper kann bevorzugt aus einem elastomeren Material, wie Silikon, EPDM oder EPR ausgebildet sein. Auf diese Weise kann die Feldverteilung über den gesamten Bereich zuverlässig eingestellt werden.Alternatively, the connecting body can be formed in several parts, in particular in three parts, with a sleeve main body and at least one adapter element. In this case, it has proven to be advantageous if the adapter element is formed from a silicone elastomer with integrated field control elements. It is particularly preferred if the adapter element comprises an insulating body and / or a field control electrode as field control body. The electrodes can preferably be designed as a field control element, in particular as a field control funnel, and can be designed as electrode rings integrated on the circumference. The potential distribution at the interfaces to the connecting body can also be set by means of the field control element. The field control body can preferably complement the sleeve main body of the Connection body and / or to be stripped cable. The insulating body can preferably be formed from an elastomeric material, such as silicone, EPDM or EPR. In this way, the field distribution can be reliably set over the entire area.

Das Adapterelement kann bevorzugt zwischen dem Kabel und dem Muffenhauptkörper angeordnet werden und sich insbesondere der Form des Muffenhauptkörpers und/oder des Kabels anpassen. Das Adapterelement kann einteilig oder mehrteilig, beispielsweise aus zwei Halbschalenelementen, aufgebaut sein. Besonders bevorzugt ist, wenn der Muffenhauptkörper und das Adapterelement aus dem gleichen Material hergestellt sind. Allerdings sind auch Ausgestaltungen denkbar, bei welchen der Muffenhauptkörper und das Adapterelement aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind.The adapter element can preferably be arranged between the cable and the sleeve main body and in particular adapt to the shape of the sleeve main body and / or the cable. The adapter element can be constructed in one part or in several parts, for example from two half-shell elements. It is particularly preferred if the sleeve main body and the adapter element are made of the same material. However, configurations are also conceivable in which the sleeve main body and the adapter element are made of different materials.

Gemäß einer in diesem Zusammenhang vorteilhaften Ausgestaltung weist das Adapterelement die konisch ausgebildeten Aufnahmebereiche auf. Dies bietet den Vorteil, dass die mit dem Kabel in direktem Kontakt stehenden Grenzflächen korrespondierend zu den konisch abgemantelten Kabelenden, insbesondere der Kabelisolierung ausgestaltet sind. Auf diese Weise kann das elektrische Feld und insbesondere die Potentialverteilung auch bei einer mehrteiligen Verbindungsmuffe mit Adapterelementen gewährleistet werden.According to an embodiment which is advantageous in this context, the adapter element has the conically shaped receiving areas. This offers the advantage that the interfaces which are in direct contact with the cable are designed to correspond to the conically stripped cable ends, in particular the cable insulation. In this way, the electrical field and in particular the potential distribution can be ensured even in the case of a multi-part connecting sleeve with adapter elements.

Gemäß einer konstruktiven Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Verbindungsmuffe als Aufschiebemuffe ausgebildet ist. Die Verbindungsmuffe kann insoweit bereits vollständig vorgefertigt sein, wodurch sich der Fertigungsaufwand am Einbauort deutlich verringern lässt. Die Verbindungsmuffe kann auf diese Weise am Einbauort auf eines der Kabelenden aufgeschoben, die Kabelenden, beispielsweise mittels Press-, Schraub- oder Schweißverbindungen, miteinander verbunden und dann die Verbindungsmuffe über die Verbindungsstelle geschoben werden. Aufwändige Herstellungsprozesse, wie diese beim Herstellen einer Gießharzmuffe entstehen, können so vermieden werden.According to a constructive embodiment, it is proposed that the connecting sleeve be designed as a sliding sleeve. In this respect, the connecting sleeve can already be completely prefabricated, as a result of which the manufacturing effort at the installation site can be significantly reduced. In this way, the connecting sleeve can be pushed onto one of the cable ends at the installation location, the cable ends can be connected to one another, for example by means of press, screw or welded connections, and the connecting sleeve can then be pushed over the connection point. Complex manufacturing processes, such as those that arise when manufacturing a cast resin sleeve, can be avoided in this way.

Bei einem Kabelsystem der eingangs genannten Art wird die Aufgabe durch zwei Kabel mit konisch abgemantelten Kabelenden und einer Verbindungsmuffe gelöst. Dabei hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die Verbindungsmuffe zumindest eines der zuvor beschriebenen Merkmale allein oder in Kombination aufweist. Es ergeben sich die gleichen Vorteile, welche zuvor im Zusammenhang mit der Verbindungsmuffe beschrieben wurden.In a cable system of the type mentioned in the introduction, the task is solved by two cables with conically stripped cable ends and a connecting sleeve. It has proven advantageous if the connecting sleeve has at least one of the features described above, alone or in combination. The same advantages result, which were previously described in connection with the connecting sleeve.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Kabelsystems sieht dabei vor, dass die Kabel unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Durch die konische Ausgestaltung der Aufnahmebereiche des Verbindungskörpers der Verbindungsmuffe bzw. die konisch abgemantelten Kabelenden können bevorzugt auch Kabel mit unterschiedlichen Durchmesser verbunden werden, da die Unterschiede durch die Ausgestaltung der Verbindungsmuffe an den Grenzflächen ausgeglichen werden können. Besonders bevorzugt können hierzu unterschiedliche konische Ausgestaltungen, insbesondere unterschiedliche Konusformen, vorgesehen sein.An advantageous embodiment of the cable system provides that the cables have different diameters. Due to the conical design of the receiving areas of the connecting body of the connecting sleeve or the conically stripped cable ends, cables with different diameters can preferably also be connected, since the differences can be compensated for by the design of the connecting sleeve at the interfaces. Different conical configurations, in particular different cone shapes, can particularly preferably be provided for this purpose.

Ferner vorteilhaft ist, wenn die Kabel unterschiedliche elektrische Eigenschaften aufweisen. Auf diese Weise können über die Verbindungsmuffe auch Kabel mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften miteinander verbunden werden, da die Unterschiede über die Materialien und/oder die Grenzflächen ausgeglichen werden können. In elektrischer Hinsicht können auch Kabel miteinander verbunden werden, die unterschiedliche Materialparameter und damit unterschiedliche elektrische Eigenschaften aufweisen, da die Einprägung der Potentialverteilung, insbesondere bei Gleichspannungsanwendungen, stark dominierend ist. Durch die Einprägung der Potentialverteilung über die konisch ausgebildeten Aufnahmeflächen ist es daher möglich, die Feldverteilung aufgrund der unterschiedlichen Materialparameter der Kabelisolierung und Muffenisolierung positiv zu beeinflussen.It is also advantageous if the cables have different electrical properties. In this way, cables with different electrical properties can also be connected to one another via the connecting sleeve, since the differences can be compensated for via the materials and / or the interfaces. From an electrical point of view, cables can also be connected to one another that have different material parameters and thus different electrical properties, since the impressing of the potential distribution, particularly in DC voltage applications, is strongly dominant. By embossing the potential distribution over the conically shaped receiving surfaces, it is therefore possible to positively influence the field distribution due to the different material parameters of the cable insulation and sleeve insulation.

Besonders bevorzugt sind die Kabel mit der Verbindungsmuffe mittels Press-, Schraub- oder Schweißverbindungen verbindbar. Derart kann ein zuverlässiger Halt der Kabelenden in der Verbindungsmuffe gewährleistet werden.The cables can particularly preferably be connected to the connecting sleeve by means of press, screw or welded connections. In this way, a reliable hold of the cable ends in the connecting sleeve can be guaranteed.

Des Weiteren wird zur Lös u n g der eingangs genannten Aufgabe ein Verfahren zum Verbinden von zwei konisch abgemantelten Kabelenden von zwei Gleichspannungskabeln vorgeschlagen, bei welchem die Kabelenden, insbesondere die Kabelisolierungen, konisch abgemantelt werden und die Kabelenden in den Verbindungskörper der Verbindungsmuffe eingeführt und arretiert werden.Furthermore, a method for connecting two conically stripped cable ends of two DC cables is proposed for solving the above-mentioned object, in which the cable ends, in particular the cable insulation, are stripped conically and the cable ends are inserted and locked in the connecting body of the connecting sleeve.

Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Verbindungsmuffe mindestens eines der zuvor beschriebenen Merkmale aufweist. Auch hier ergeben sich die gleichen Vorteile, welche bereits im Zusammenhang mit der Verbindungsmuffe und/oder dem Kabelsystem beschrieben wurden, wobei einzelne Merkmale allein oder in Kombination Verwendung finden können.It has proven to be particularly advantageous if the connecting sleeve has at least one of the features described above. Here too there are the same advantages which have already been described in connection with the connecting sleeve and / or the cable system, individual features being able to be used alone or in combination.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird vorgeschlagen, dass vor dem Einführen und Arretieren der Kabelenden in den Verbindungskörper, Adapterelemente auf die Kabelenden aufgeschoben und befestigt werden und die Kabelenden zusammen mit den Adapterelementen in den Verbindungskörper eingeführt und arretiert werden. Auf diese Weise kann eine einfache Montage beispielsweise am Einsatzort gewährleistet werden. So ist es am Einbauort lediglich erforderlich, die Kabelenden in die Verbindungsmuffe einzustecken und diese mechanisch miteinander zu verbinden. Auf diese Weise ergibt sich eine einfache Montage, ohne dass diese besonders fehleranfällig ist.According to a preferred embodiment of the method, it is proposed that before inserting and locking the cable ends into the connecting body, adapter elements are pushed and fastened onto the cable ends and the cable ends together with the adapter elements in the connector body inserted and locked. In this way, simple assembly can be ensured, for example, at the place of use. So it is only necessary at the installation site to insert the cable ends into the connecting sleeve and mechanically connect them to each other. This results in simple assembly without being particularly prone to errors.

Ferner können insbesondere auch Kabel mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften miteinander verbunden werden, da die Verbindungsmuffe aufgrund der konischen Ausgestalltung der Aufnahmebereiche an die jeweiligen Kabel angepasst werden kann.Furthermore, in particular cables with different diameters and / or different electrical properties can also be connected to one another, since the connecting sleeve can be adapted to the respective cables due to the conical configuration of the receiving areas.

Bei dem Verfahren können auch die anhand der Verbindungsmuffe und/oder des Kabelsystems beschriebenen Merkmale und Ausgestaltungen allein und in Kombination verwendet werden. Auch können die anhand des Verfahrens und/oder des Kabelsystems beschriebenen Merkmale und Ausgestaltungen bei einer Verbindungsmuffe und/oder einem Kabelsystem allein und in Kombination verwendet werden.The features and configurations described on the basis of the connecting sleeve and / or the cable system can also be used alone and in combination in the method. The features and configurations described with the aid of the method and / or the cable system can also be used alone and in combination in a connecting sleeve and / or a cable system.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nachfolgend anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Hierin zeigt:

1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer einteiligen Verbindungsmuffe;
2 einen Längsschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer mehrteiligen Verbindungsmuffe;
3 eine schematische Darstellung des Potentialverlaufs.

Further details and advantages of the invention will be explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments illustrated in the drawings. Herein shows:

1 a longitudinal section through a first embodiment of a one-piece connecting sleeve;
2 a longitudinal section through a second embodiment of a multi-part connecting sleeve;
3 a schematic representation of the potential curve.

In der 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsmuffe 2 eines Kabelsystems 1 dargestellt. Mittels einer entsprechenden Verbindungsmuffe 2 können zwei Kabelenden 3 von Hochspannungsgleichspannungskabeln 4 auf einfache Art und Weise miteinander verbunden werden.In the 1 is a first embodiment of a connecting sleeve according to the invention 2 of a cable system 1 shown. By means of an appropriate connecting sleeve 2 can have two cable ends 3 of high-voltage DC cables 4 be connected to each other in a simple manner.

Verbindungsmuffen 2 werden in vielen Bereichen der Energietechnik im Bereich der Hochspannung und Höchstspannung zur Verbindung von Hochspannungsgleichspannungskabeln 4, wie beispielsweise von Erdkabeln oder dergleichen, verwendet. Mit Hilfe der Verbindungsmuffen 2 können Kabelenden 3 und insbesondere deren Leiter 12 elektrisch leitend miteinander verbunden werden. Die Verbindungsmuffen 2 schützen dabei die Verbindungsstelle 13 der Kabelenden 3 der Hochspannungsgleichspannungskabel 4 vor äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Feuchtigkeit, Staub oder dem Eindringen von Fremdkörpern, da die Verbindungsstelle 13 vollständig umschlossen wird.joints 2 are used in many areas of power engineering in the field of high voltage and extra high voltage to connect high voltage DC cables 4 , such as underground cables or the like. With the help of the connecting sleeves 2 can cable ends 3 and especially their leaders 12 be electrically connected to each other. The connecting sleeves 2 protect the connection point 13 the cable ends 3 the high-voltage direct voltage cable 4 against external influences such as moisture, dust or the penetration of foreign bodies, as the connection point 13 is completely enclosed.

Bei bekannten Verbindungsmuffen 2 wird die Kabelisolierung 17 an den Kabelenden 3 zunächst komplett entfernt, so dass der Leiter 12 frei liegt. An der Übergangsstelle zwischen Leiter 12 und Kabelisolierung 17 entsteht dann eine Kante. Die freigelegten Leiter 12 werden dann in die Verbindungsmuffe 2 eingeschoben und dort fixiert. Hierzu weißt die Verbindungsmuffe 2 eine stromtragfähige Verbindung 10 auf, innerhalb derer die Leiter 12 der Kabelenden 3 miteinander verbunden werden. Über die stromtragfähige Verbindung 10 wird dann nach dem Verbinden der Kabelenden 3 der Strom geführt.With known connecting sleeves 2 becomes the cable insulation 17 at the cable ends 3 initially completely removed so the head 12 is free. At the transition point between the ladder 12 and cable insulation 17 then an edge is created. The exposed ladder 12 are then in the joint 2 inserted and fixed there. The connecting sleeve knows this 2 a current-carrying connection 10 on within which the ladder 12 the cable ends 3 be connected to each other. Via the current-carrying connection 10 is then after connecting the cable ends 3 the current led.

Wie dies die 1 weiter zeigt, weist die stromtragfähige Verbindung 10 Hochspannungselektroden 14 auf. Mit Hilfe der Hochspannungselektroden 14 kann das elektrische Feld innerhalb der Verbindungsmuffe 2 zusätzlich gesteuert und im Inneren des Verbindungskörpers 6 geführt werden. Die Hochspannungselektrode 14 kann insbesondere als Feld- oder Schirmelektrode, beispielsweise nach Art einer Elektrodenhülse ausgebildet sein, welche um die stromtragfähige Verbindung 10 herum angeordnet und beispielsweise aus Metall oder Silikon gefertigt ist. Alternativ oder zusätzlich können auch Steuereinlagen verwendet werden.Like this 1 shows further shows the current carrying connection 10 High voltage electrodes 14 on. With the help of the high voltage electrodes 14 can the electrical field inside the coupling sleeve 2 additionally controlled and inside the connecting body 6 be performed. The high voltage electrode 14 can in particular be designed as a field or shield electrode, for example in the manner of an electrode sleeve, which surrounds the current-carrying connection 10 arranged around and is made of metal or silicone, for example. Alternatively or additionally, tax deposits can also be used.

Der Verbindungskörper 6 ist insgesamt zylinderförmig und von seinem Aufbau her rotationssymmetrisch ausgestaltet. Der Verbindungskörper 6 kann in einem nicht näher dargestellten Gehäuse angeordnet sein, welches den Verbindungskörper 6 vollständig umschließt und diesen so vor Umgebungseinflüssen schützt. Des Weiteren kann der Verbindungskörper 6 von weiteren Elementen ummantelt werden, wie beispielsweise Bändern, Schrumpfschläuchen oder dergleichen. Das Gehäuse kann bevorzugt als zweigeteiltes Zylinderrohr ausgebildet sein, so dass die beiden Teilelemente des Gehäuses von beiden Seiten des Verbindungskörpers 6 her auf diesen aufgeschoben werden können.The connecting body 6 is cylindrical overall and is rotationally symmetrical in its structure. The connecting body 6 can be arranged in a housing, not shown, which the connecting body 6 completely encloses and thus protects it from environmental influences. Furthermore, the connecting body 6 are encased by other elements, such as tapes, shrink sleeves or the like. The housing can preferably be designed as a two-part cylinder tube, so that the two sub-elements of the housing from both sides of the connecting body 6 can be slid on here.

Des Weiteren weißt die Verbindungsmuffe 2 Aufnahmebereiche 5 auf, in welche die abgemantelten Kabelenden 3 der Hochspannungsgleichspannungskabel 4 eingesteckt werden können. Die Aufnahmebereiche 5 sind an beiden Seiten der stromtragfähigen Verbindung 10, insbesondere an den gegenüberliegenden Seiten des Verbindungskörpers 6, angeordnet. Die Aufnahmebereiche 5 dienen dabei insbesondere der Aufnahme der Kabelenden 3 von beiden Seiten her, so dass diese Kabelenden 3 von beiden Seiten her in die Verbindungsmuffe 2 eingesteckt und dort fixiert werden können.Furthermore, the connecting sleeve knows 2 receiving areas 5 into which the stripped cable ends 3 the high-voltage direct voltage cable 4 can be inserted. The recording areas 5 are on both sides of the current carrying connection 10 , in particular on the opposite sides of the connecting body 6 , arranged. The recording areas 5 serve in particular to accommodate the cable ends 3 from both sides, so these cable ends 3 from both sides into the connecting sleeve 2 can be inserted and fixed there.

Die Aufnahmebereiche 5 sind als konische Aufnahmebereiche 5 zur Aufnahme von korrespondierenden konisch abgemantelten Kabelenden 3 ausgebildet. Durch eine derartige Ausgestaltung kann eine Verbindungsmuffe 2 angegeben werden, mit welcher die elektrischen und/oder mechanischen Eigenschaften und insbesondere auch die Montage insbesondere bei Gleichspannungsanwendungen vereinfacht werden können. Hierdurch können Verbindungsmuffen 2 auch bei Gleichspannungsanwendungen, insbesondere im Bereich der Hoch- und Höchstspannung, Anwendung finden. Durch einen erfindungsgemäßen Verbindungskörper 6 mit konisch ausgestalteten Aufnahmebereichen 5 kann die Potentialverteilung in dem Verbindungskörper 6 vorgegeben werden.The recording areas 5 are as conical receiving areas 5 to accommodate corresponding conically stripped cable ends 3 educated. With such a configuration, a connecting sleeve can be 2 are specified with which the electrical and / or mechanical properties and in particular also the assembly can be simplified, in particular in DC voltage applications. This allows connecting sleeves 2 can also be used in DC voltage applications, particularly in the area of high and extra high voltage. By a connecting body according to the invention 6 with conically shaped receiving areas 5 can the potential distribution in the connector body 6 be specified.

Denn bekannte Verbindungsmuffen 2 haben sich im Einsatz zwar durchaus bewährt, insbesondere bei Wechselspannungsverhältnissen. Da bei Gleichspannungen jedoch deutlich andere Verhältnisse wirken, sind bestehende Verbindungsmuffen 2 nicht mehr ausreichend. Denn grundsätzlich ergeben sich die Verhältnisse bei Wechsel- und Stoßspannungen als kapazitives Verschiebungsfeld, welches von den Materialien bestimmt wird. Bei Gleichspannung bildet sich ein oftmals völlig anderes resistives Strömungsfeld aus, für das die Leitfähigkeit verantwortlich ist. Mischfelder und transiente Belastungen führen dabei zu sehr komplexen Feldverhältnissen, welche bei der Ausgestaltung einer Verbindungsmuffe 2 zu berücksichtigen sind. Insoweit ist es in der Regel nicht möglich, standardmäßige AC-Verbindungsmuffen auch als DC-Verbindungsmuffen 2 zu verwenden.Because known connecting sleeves 2 have proven their worth in use, especially with alternating voltage conditions. However, since there are clearly different conditions at DC voltages, there are existing connecting sleeves 2 no longer sufficient. Basically, the conditions for AC and surge voltages result as a capacitive displacement field, which is determined by the materials. With DC voltage, a completely different resistive flow field is formed, for which the conductivity is responsible. Mixed fields and transient loads lead to very complex field conditions, which are important when designing a connecting sleeve 2 are to be considered. In this respect, it is usually not possible to use standard AC connection sleeves as DC connection sleeves 2 to use.

Die Feldverteilungen im Kabelsystem 1 unterscheiden sich bei Gleichspannung grundsätzlich von den üblicherweise betrachteten dielektrischen Verschiebungsfeldern bei Wechsel- und Stoßspannungsbelastung. Bei sehr langer anstehender Gleichspannung bildet sich ein stationäres Strömungsfeld aus, dessen Feldverteilung nicht mehr von der Elektrizitätszahl, sondern von den stationären Leitfähigkeiten der Isoliermaterialien bestimmt wird. The field distributions in the cable system 1 differ fundamentally with DC voltage from the usually considered dielectric displacement fields with AC and surge voltage loads. If the DC voltage is present for a very long time, a stationary flow field is formed, the field distribution of which is no longer determined by the number of electricity, but by the stationary conductivities of the insulating materials.

Dadurch werden Materialien mit höherer Leitfähigkeit entlastet und Materialien mit niedriger Leitfähigkeit sehr stark belastet. Es kommt erschwerend hinzu, dass nach dem Zuschalten, Ändern oder Umpolen einer Gleichspannung Verschiebungsfelder auftreten, die in einem transienten Vorgang dem stationären Strömungsfeld zustreben, wobei schwer überschaubare Feld- und Belastungsmaxima auftreten können. Ein Gleichspannungskabelsystem 1 muss all diesen Situationen Rechnung tragen.This relieves stress on materials with higher conductivity and stresses on materials with low conductivity. To make matters worse, after switching on, changing, or reversing the polarity of a DC voltage, displacement fields occur that strive for the stationary flow field in a transient process, whereby field and load maxima that are difficult to understand can occur. A DC cable system 1 must take all of these situations into account.

Insbesondere ist bei der Verbindung zweier Hochspannungsgleichspannungskabel 4 die Feldsteuerung im Bereich der Verbindungsmuffe 2 zu beachten. Denn die im Hochspannungsgleichspannungskabel 4 auftretende Spannung und insbesondere die Hochspannungsgleichspannungskabel 4 auftretenden Feldstärken unterscheiden sich deutlich, je nachdem ob eine Verwendung mit Wechselspannung oder Gleichspannung erfolgt. Aufgrund dessen können zwei Wechselspannungskabel auf einfache Weise mit bekannten Muffen verbunden werden. Bei Gleichspannungsanwendungen, insbesondere bei Spannungen über 250 kV, ist die Feldstärke jedoch abhängig von transienten und stationären Vorgängen im Hochspannungsgleichspannungskabel 4, welche nicht mit bekannten Muffen gehandhabt werden können.In particular, when connecting two high-voltage DC cables 4 field control in the area of the connecting sleeve 2 to be observed. Because that in the high-voltage DC voltage cable 4 occurring voltage and especially the high-voltage DC cables 4 occurring field strengths differ significantly, depending on whether they are used with AC voltage or DC voltage. Because of this, two AC cables can be easily connected to known sleeves. In DC voltage applications, especially at voltages above 250 kV, the field strength is dependent on transient and stationary processes in the high-voltage DC voltage cable 4 which cannot be handled with known sleeves.

Durch die erfindungsgemäße Verbindungsmuffe 2 können diese Nachteile behoben werden. Über die konische Ausgestaltung der Aufnahmebereiche 5, insbesondere über den Winkel α und/oder die Längen L der Aufnahmeflächen 9 der Aufnahmebereiche 5, kann das elektrische Feld an den Grenzflächen 11 der Aufnahmebereiche 5 eingestellt werden. Durch die Wahl der Länge L und/oder des Winkels α können die Feldverteilungseigenschaften zusätzlich eingestellt und an den jeweiligen Anwendungsfall angepasst werden. Die Aufnahmebereiche 5 sind in Form eines sich in Richtung der Mitte des Verbindungskörpers 6 erstreckenden Innenkonus ausgebildet, so dass sich zusätzlich eine Art Führung ergeben kann, mittels welcher die Kabelenden 3 in die Verbindungsmuffe 2 und insbesondere den Verbindungskörper 6 eingeschoben werden können.Through the connecting sleeve according to the invention 2 these disadvantages can be eliminated. About the conical design of the receiving areas 5 , especially about the angle α and / or the lengths L of the receiving surfaces 9 the recording areas 5 , the electric field at the interfaces 11 the recording areas 5 can be set. By choosing the length L and / or the angle α The field distribution properties can also be set and adapted to the respective application. The recording areas 5 are in the form of a towards the center of the connecting body 6 extending inner cone, so that there can additionally be a type of guide by means of which the cable ends 3 in the connecting sleeve 2 and especially the connector body 6 can be inserted.

Als bevorzugt haben sich dabei Längen der Aufnahmefläche 9 des Aufnahmebereichs 5 zwischen 50 mm und 400 mm, besonders bevorzugt zwischen 100 mm und 250 mm erwiesen. Als bevorzugter Winkel α zwischen der Außenseite des Leiters 12 und der Aufnahmefläche 9 des Aufnahmebereichs 5 haben sich Winkel α zwischen 5° und 60°, besonders bevorzugt zwischen 20° und 45° erwiesen. Durch eine solche Ausgestaltung ist die Potentialverteilung homogenisierbar. Die natürliche Berechnung der Feldlinien an den Grenzflächen 11 kann insoweit durch die Konusform unterstützt werden.Lengths of the receiving surface have proven to be preferred 9 of the recording area 5 between 50 mm and 400 mm, particularly preferably between 100 mm and 250 mm. As the preferred angle α between the outside of the conductor 12 and the receiving surface 9 of the recording area 5 have angles α between 5 ° and 60 °, particularly preferably between 20 ° and 45 °. The potential distribution can be homogenized by such a configuration. The natural calculation of the field lines at the interfaces 11 can be supported by the cone shape.

Die Grenzflächen 11 zwischen dem Verbindungskörper 6, insbesondere den Aufnahmeflächen 9 und dem Kabelende 3 ist zwischenmaterialfrei ausgebildet. Aufgrund der konischen Ausgestaltung ist es nicht erforderlich, zusätzliche Zwischenmaterialien vorzusehen, welche die Potentialverteilung im Übergangsbereich steuern. Vielmehr kann durch die konische Ausgestaltung der Aufnahmebereiche 5 eine ausreichende Potentialverteilung erzielt werden. Nachteile, welche durch entsprechende Zwischenlagen aus anderen, insbesondere feldsteuernden Materialien, hervorgerufen werden, können so verhindert werden. Insbesondere ist es nicht erforderlich, dass dort Materialien mit anderen Leitfähigkeiten und zum Teil nicht-linearen Leitfähigkeiten zur gezielten Feldsteuerung eingesetzt werden.The interfaces 11 between the connector body 6 , especially the receiving surfaces 9 and the cable end 3 is free of intermediate materials. Due to the conical design, it is not necessary to provide additional intermediate materials that control the potential distribution in the transition area. Rather, the conical design of the receiving areas 5 sufficient potential distribution can be achieved. Disadvantages, which are caused by corresponding intermediate layers made of other, in particular field-controlling materials, can thus be prevented. In particular, it is not necessary that materials with different conductivities and in some cases non-linear conductivities are used for targeted field control.

Die Aufnahmebereiche 5, und insbesondere die Aufnahmeflächen 9, und die abgemantelten Kabel 3 weisen eine zueinander korrespondierende Form auf. Die Aufnahmeflächen 9 und das abgemantelte Kabelende 3 liegen dabei flächig aufeinander. Durch die Form der Grenzfläche 11 kann die Potentialverteilung entlang dieser ohne zusätzliche Steuerelektroden eingestellt werden. The recording areas 5 , and in particular the receiving surfaces 9 , and the stripped cables 3 have a mutually corresponding shape. The receiving surfaces 9 and the stripped cable end 3 lie flat on top of each other. Due to the shape of the interface 11 the potential distribution along this can be adjusted without additional control electrodes.

An den nach außen gerichteten Endbereichen der Aufnahmebereiche 5 sind Feldsteuerkörper 15 vorgesehen, welche als leitfähige Elektroden ausgebildet sind. Diese können insbesondere als integrierte Erdelektroden ausgebildet sein und während der transienten Vorgänge wirksam sein. Die Feldsteuerkörper 15 können insbesondere als Feldsteuertrichter, beispielsweise in Form von Elektroden ausgebildet sein, wobei diese aus einem leitfähigen HTV-Silikon und/oder aus einem isolierenden RTV bzw. LSR-Silikon hergestellt sein können..At the outward-facing end areas of the receiving areas 5 are field control bodies 15 provided which are designed as conductive electrodes. These can be designed in particular as integrated earth electrodes and can be effective during the transient processes. The field control bodies 15 can in particular be designed as a field control funnel, for example in the form of electrodes, which can be made from a conductive HTV silicone and / or from an insulating RTV or LSR silicone.

Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 ist der Verbindungskörper 6 einteilig mit einem Muffenhauptkörper 7 ausgebildet. Der Verbindungskörper 6 und insbesondere der Muffenhauptkörper 7 weist dabei einen insgesamt zylinderförmigen Aufbau auf. Der Verbindungskörper 6 und insbesondere der Muffenhauptkörper 7 sind aus einem Elastomer oder einem Gießharz hergestellt. Die Verbindungsmuffe 2 kann dabei insbesondere als eine Aufschiebemuffe ausgestaltet sein, wodurch sich die Montage und insbesondere die Montagezeit gegenüber bekannten Lösungen verbessern lässt. Die Verbindungsmuffe 2 kann so flexibel auf die Kabelenden 3 der Hochspannungsgleichspannungskabel 4 aufgeschoben werden. Durch das Vorsehen eines solchen Muffenhauptkörpers 7 kann eine hochspannungsfeste Umhüllung des Verbindungsbereichs 13 der Leiterenden 12 bei gleichzeitiger Verbindung zu den Kabelisolierungen 17 erreicht werden.According to the first embodiment according to 1 is the connecting body 6 one-piece with a socket main body 7 educated. The connecting body 6 and especially the socket main body 7 has an overall cylindrical structure. The connecting body 6 and especially the socket main body 7 are made of an elastomer or a cast resin. The connecting sleeve 2 can be designed in particular as a slide-on sleeve, whereby the assembly and in particular the assembly time can be improved compared to known solutions. The connecting sleeve 2 can be flexible on the cable ends 3 the high-voltage direct voltage cable 4 be postponed. By providing such a sleeve main body 7 can be a high-voltage-proof covering of the connection area 13 the leader ends 12 with simultaneous connection to the cable insulation 17 can be achieved.

Zur Vorbereitung der Verbindung der Kabelenden 3 werden die Kabelenden 3 im vorderen Bereich abgemantelt und insbesondere die Kabelisolierung 17 zumindest teilweise entfernt. Wie dies die 1 zeigt, liegen zum einen die Leiterenden 12 frei. Diese sind in die stromtragfähige Verbindung 10 eingeschoben und dort verbunden. Von da aus wird die Kabelisolierung 17 in Richtung des Kabels 4 konisch abgesetzt. Die Kabelisolierung 17 wird insoweit entfernt, um eine entsprechende konische Ausgestaltung herzustellen. Dabei ist die konische Abisolierung nicht mit der Widerherstellung von Kabelisolierungen 17 vergleichbar, wie diese beispielsweise bei Wickelmuffen Anwendung findet. Denn bei Wickelmuffen handelt es sich um eine ganz spezielle Muffenbauart, bei welcher die Kabelisolierung 17 aus VPE nahezu durchmessergleich wieder hergestellt werden muss. Der Prozess ist insbesondere für höhere Spannungsebenen (>170kV) sehr aufwendig und fehleranfällig und wird daher nur unter „Laborbedingungen“ in speziellen Fällen, wo man den gleichen Durchmesser benötigt durchgeführt. In den Wickelmuffen ist ein konisches Interface aufgrund der mechanischen, beispielsweise aufgrund der Vernetzung zwischen dem gewickelten Teil und dem Kabel, und den elektrischen Eigenschaften, wie beispielsweise, dass kein tangentiales Feld in einer Trennfuge erforderlich ist, notwendig. Das konische Interface dient nicht der Feldsteuerung.To prepare the connection of the cable ends 3 become the cable ends 3 stripped in the front area and especially the cable insulation 17 at least partially removed. Like this 1 shows, the conductor ends are on the one hand 12 free. These are in the current carrying connection 10 inserted and connected there. From there, the cable insulation 17 towards the cable 4 tapered. The cable insulation 17 is removed so far to produce a corresponding conical configuration. The conical stripping is not with the restoration of cable insulation 17 comparable to how this is used, for example, in changing sleeves. Because winding sleeves are a very special type of sleeve, in which the cable insulation 17 must be restored from VPE with almost the same diameter. The process is very complex and prone to errors, especially for higher voltage levels (> 170kV) and is therefore only carried out under "laboratory conditions" in special cases where the same diameter is required. A conical interface is required in the winding sleeves due to the mechanical, for example due to the networking between the wound part and the cable, and the electrical properties, such as that no tangential field is required in a parting line. The conical interface is not used for field control.

In der 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsmuffe 2 dargestellt. Im Gegensatz zu der in der 1 dargestellten Verbindungsmuffe 2 ist bei dieser der Verbindungskörper 6 mehrteilig, insbesondere dreiteilig, mit einem Muffenhauptkörper 7 und mindestens einem Adapterelement 8 ausgebildet. Hinsichtlich der sonstigen Eigenschaften sind diese Verbindungsmuffen 2 jedoch identisch.In the 2 is a further embodiment of a connecting sleeve according to the invention 2 shown. In contrast to that in the 1 illustrated coupling sleeve 2 is the connecting body 6 multi-part, in particular three-part, with a socket main body 7 and at least one adapter element 8th educated. With regard to the other properties, these are connecting sleeves 2 however identical.

Bei dem in der 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Verbindungsmuffe 2 handelt es sich um eine dreiteilige Verbindungsmuffe 2, bei welcher an beiden Seiten des Verbindungskörpers 6 Adapterelemente 8 vorgesehen sind. Die Adapterelemente 8 können bevorzugt zwischen Muffenhauptkörper 7 und den Kabelenden 3 angeordnet werden. In diesem Fall weisen die Adapterelemente 8 die Feldsteuerkörper 15 auf, welche wiederum in einem Isolierkörper eingebettet sind. Bevorzugt können die Adapterelemente 8 und insbesondere der Isolierkörper der Adapterelemente 8 aus dem gleichen Material gefertigt sein wie der Muffenhauptkörper 7, oder beispielsweise aus einem elastomeren Material wie Silikon, EPDM oder EPR gefertigt sein. Bevorzugt weisen die Materialen isolierende Eigenschaften auf.The one in the 2 illustrated embodiment of the connecting sleeve 2 it is a three-part connecting sleeve 2 , on which on both sides of the connecting body 6 adapter elements 8th are provided. The adapter elements 8th can preferably between sleeve main body 7 and the cable ends 3 to be ordered. In this case, the adapter elements 8th the field control bodies 15 on, which in turn are embedded in an insulating body. The adapter elements can preferably 8th and in particular the insulating body of the adapter elements 8th be made of the same material as the sleeve main body 7 , or for example be made of an elastomeric material such as silicone, EPDM or EPR. The materials preferably have insulating properties.

Wie dies die 2 weiter zeigt, sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Adapterelemente 8 mit konisch ausgebildeten Aufnahmebereichen 5 versehen. Mit Hilfe solcher Adapterelemente 8 kann zusätzlich eine höhere Flexibilität erreicht werden, wodurch sich auch beispielsweise Kabel 4 mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder elektrischen und/oder mechanischen Eigenschaften verbinden lassen. Über den Feldsteuerkörper 15 kann die elektrische Feldverteilung im Bereich der Grenzflächen 11 zusätzlich beeinflusst werden.Like this 2 further shows, are the adapter elements in the second embodiment 8th with conically shaped receiving areas 5 Mistake. With the help of such adapter elements 8th higher flexibility can also be achieved, which also means, for example, cables 4 with different diameters and / or electrical and / or mechanical properties. Via the field control body 15 can the electrical field distribution in the area of the interfaces 11 can also be influenced.

Mittels einer erfindungsgemäßen Verbindungsmuffe 2 lässt sich die Potentialverteilung über die komplette Muffe 2 einstellen und insbesondere die Potentialverteilung über den Muffenhauptkörper 7 und/oder die Adapterelemente 8 auf die Grenzfläche 11 zwischen dem Verbindungskörper 6 und dem Kabel 4 einprägen. Einen solchen Verlauf der Potentialverteilung an den Grenzflächen 11 zeigt in beispielhafter Weise 3.By means of a connecting sleeve according to the invention 2 the potential distribution over the entire sleeve 2 adjust and in particular the potential distribution over the sleeve main body 7 and / or the adapter elements 8th to the interface 11 between the connector body 6 and the cable 4 memorize. Such a course of the potential distribution at the interfaces 11 shows in an exemplary manner 3 ,

Wie dies dort zu erkennen ist, wird das elektrische Feld über die Grenzfläche 11 der Verbindungsmuffe 2 und die konisch abgemantelten Kabelenden 3 geführt. An den Grenzflächen 11 tritt das elektrische Feld in die Kabelisolierung 17 des Kabels 4 ein. Durch die konisch ausgestalteten Aufnahmebereiche 5 wird das elektrische Feld zunächst innerhalb des Verbindungskörpers 6 und dann in die Kabelisolierung 17 geführt. Insoweit wird die Potentialverteilung über die den Verbindungskörper 6, insbesondere mit Hilfe der Hochspannungselektroden 14, an den Innenkonen auf das Kabel 4 übertragen und dort eingeprägt. Durch die konische Ausgestaltung der Aufnahmebereiche 5 bzw. des Verbindungskörpers 6 in der Nähe der Grenzfläche 11 kann die Feldverteilung im Bereich des Übergangs zwischen zwei Materialien eingestellt und kontrolliert werden. Insoweit kann eine Kontrolle der Feldstärke im Inneren der Muffe 2 erfolgen. Dabei ist die Potentialverteilung abhängig von der Länge L und/oder des Winkels α der konisch ausgebildeten Aufnahmebereiche 5, sowie der konisch abgemantelten Kabelenden 3. Während der transienten Vorgänge wirken zudem die Feldsteuerkörper 15 in den Muffenhauptkörper 7 und/oder den Adapterelementen 8. Durch die Einprägung der Potentialverteilung über die konisch ausgestalteten Grenzflächen 11 ist es daher möglich, die Feldverteilung aufgrund der unterschiedlichen Materialparameter der Kabelisolierung 17 positiv zu beeinflussen. As can be seen there, the electric field is across the interface 11 the connecting sleeve 2 and the conically stripped cable ends 3 guided. At the interfaces 11 the electrical field enters the cable insulation 17 of the cable 4 on. Due to the conically shaped receiving areas 5 the electric field is first inside the connecting body 6 and then into the cable insulation 17 guided. In this respect, the potential distribution over the connecting body 6 , especially with the help of the high voltage electrodes 14 , on the inner cones on the cable 4 transferred and embossed there. Due to the conical design of the receiving areas 5 or the connecting body 6 near the interface 11 the field distribution in the area of the transition between two materials can be set and controlled. To this extent, a check of the field strength inside the sleeve 2 respectively. The potential distribution depends on the length L and / or the angle α of the conically shaped receiving areas 5 , as well as the conically stripped cable ends 3 , The field control bodies also act during the transient processes 15 in the sleeve main body 7 and / or the adapter elements 8th , By impressing the potential distribution over the conical interfaces 11 it is therefore possible to change the field distribution due to the different material parameters of the cable insulation 17 to positively influence.

Die Verbindungsmuffe 2 stellt einen Teil eines Kabelsystems 1 dar, insbesondere eines Kabelsystems 1 für Hochspannungsgleichspannungsanwendungen, mit zwei Hochspannungsgleichspannungskabeln 4 und einer Verbindungsmuffe 2. Mit solch einem Kabelsystem 1 und insbesondere einer solchen Verbindungsmuffe 2 können Kabelenden 3 mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften und/oder unterschiedlichen Durchmessern miteinander verbunden werden. Dies ist bei normalen Muffen 2 aufgrund unterschiedlicher Materialparameter nicht möglich. Mit der erfindungsgemäßen Verbindungsmuffe 2 ist dies jedoch aufgrund der Einprägung der Potentialverteilung über die konisch ausgestalteten Aufnahmebereiche 5 sowie die konische Abmantelung der Kabelisolierung 17 möglich. Denn in diesem Fall sind die unterschiedlichen Materialparameter weniger ausschlaggebend. Vielmehr ist die Einprägung der Potentialverteilung dominierend.The connecting sleeve 2 represents part of a cable system 1 represents, in particular a cable system 1 for high voltage direct voltage applications, with two high voltage direct voltage cables 4 and a connecting sleeve 2 , With such a cable system 1 and in particular such a connecting sleeve 2 can cable ends 3 with different electrical properties and / or different diameters. This is with normal sleeves 2 not possible due to different material parameters. With the connecting sleeve according to the invention 2 however, this is due to the imprinting of the potential distribution over the conically shaped receiving areas 5 as well as the conical stripping of the cable insulation 17 possible. In this case, the different material parameters are less important. Rather, the imprint of the potential distribution is dominant.

Die Verbindungsmuffe 2 ist bevorzugt als Aufschiebemuffe ausgebildet, sodass diese nach einem Verbindungsvorgang über die Verbindungsstelle 13 der Leiter 12 geschoben werden kann. Bei einem Verfahren zum Verbinden von zwei Kabelenden 3 von zwei Hochspannungsgleichspannungskabeln 4 werden zunächst die Kabelenden 3, insbesondere die Kabelisolierungen 17, konisch abgemantelt und danach die Kabelenden 3 miteinander verbunden. Anschließend wird die Verbindungsmuffe 2 auf die Verbindungsstelle 13 aufgeschoben. Die Verbindungsmuffe 2 kann so bereits werkseitig vorbereitet werden. So ist es am Einbauort lediglich erforderlich, die Kabelenden 3 in die Verbindungsmuffe 2 einzustecken und diese mechanisch miteinander zu verbinden. Auf diese Weise ergibt sich eine einfache Montage, ohne dass diese besonders fehleranfällig ist. Ferner können insbesondere auch Kabel 4 mit unterschiedlichen Durchmessern und/oder unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften miteinander verbunden werden, da sich die Verbindungsmuffe 2 aufgrund der Ausgestaltung der Aufnahmebereiche 5 bzw. der Kabelisolierungen 17 an die jeweiligen Kabel 4 anpassen lässt. Die Kabel 4 sind dabei insbesondere mit der Verbindungsmuffe 2 mittels Press-, Schraub- oder Schweißverbindungen miteinander verbindbar. Bei einer dreiteiligen Muffe insbesondere mit Adapterelementen 8 können vor dem Einführen und Arretieren der Kabelenden 3 in den Verbindungskörper 6 die Adapterelemente 8 auf die Kabelenden 3 aufgeschoben und gefestigt werden und die Kabelenden 3 zusammen mit den Adapterelementen 8 in den Verbindungskörper 6 eingeführt und arretiert werden.The connecting sleeve 2 is preferably designed as a push-on sleeve, so that after a connection process via the connection point 13 the leader 12 can be pushed. In a method of connecting two cable ends 3 of two high voltage DC cables 4 first the cable ends 3 , especially the cable insulation 17 , stripped conically and then the cable ends 3 connected with each other. Then the connecting sleeve 2 to the junction 13 postponed. The connecting sleeve 2 can already be prepared at the factory. So it is only necessary at the installation site, the cable ends 3 in the connecting sleeve 2 insert and mechanically connect them together. This results in simple assembly without being particularly prone to errors. Cables can also be used in particular 4 with different diameters and / or different electrical properties can be connected to each other, since the connecting sleeve 2 due to the design of the reception areas 5 or the cable insulation 17 to the respective cables 4 can be adjusted. The cables 4 are particularly with the connecting sleeve 2 connectable with each other by means of press, screw or welded connections. In the case of a three-part sleeve, in particular with adapter elements 8th can before inserting and locking the cable ends 3 in the connector body 6 the adapter elements 8th on the cable ends 3 be pushed on and fixed and the cable ends 3 together with the adapter elements 8th in the connector body 6 inserted and locked.

Der Anwendungsbereich der vorliegenden erfindungsgemäßen Verbindungsmuffe 2 sowie des Kabelsystems 1 liegt vorteilhaft bei Spannungen höher als 150 kV. Besonders bevorzugt sind jedoch Anwendungsbereiche von mehr als 300 kV, insbesondere von mehr als 500 kV. Es sind jedoch auch Anwendungen im Bereich der Mittelspannungen möglich. Die erfindungsgemäße Verbindungsmuffe 2 eignet sich dabei insbesondere für Hochspannungsgleichspannungsanwendungen. Eine Anpassung an höhere Spannungen lässt sich dabei insbesondere durch die Anpassung der Maße des Verbindungskörpers 6 sowie der Aufnahmebereiche 5 und der konischen Abmantelung der Kabelisolierung 17 erreichen. Zudem eignet sich die Verbindungsmuffe 2 auch für den Einsatz im Bereich der Erdkabel, wo andere Anforderungen gelten, als dies beispielsweise bei Durchführungen oder Kabelendverschlüssen der Fall ist.The scope of the present coupling sleeve according to the invention 2 and the cable system 1 is advantageously at voltages higher than 150 kV. However, areas of application of more than 300 kV, in particular of more than 500 kV, are particularly preferred. However, applications in the area of medium voltages are also possible. The connecting sleeve according to the invention 2 is particularly suitable for high-voltage direct voltage applications. An adaptation to higher voltages can be achieved in particular by adapting the dimensions of the connecting body 6 as well as the reception areas 5 and the conical stripping of the cable insulation 17 to reach. The connecting sleeve is also suitable 2 also for use in the area of underground cables, where other requirements apply than is the case with bushings or cable terminations, for example.

Mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Verbindungsmuffe 2 mit einem Verbindungskörper 6, welcher konisch ausgebildete Aufnahmebereiche 5 aufweist, können konisch abgemantelte Kabelenden 3 von Hochspannungsgleichspannungskabel 4 unterschiedlicher Durchmesser und/oder elektrischer und/oder mechanischer Eigenschaften auf einfache Art und Weise miteinander verbunden werden. Durch die konische Ausgestaltung lässt sich die Potentialverteilung an der Grenzfläche 11 zum Kabel 4 auf einfache Weise einprägen. Es ergibt sich eine einfache Montage sowie verbesserte elektrische Eigenschaften.With the help of a connecting sleeve according to the invention 2 with a connecting body 6 , which conical receiving areas 5 has conically stripped cable ends 3 of high voltage DC cables 4 different diameters and / or electrical and / or mechanical properties can be connected to one another in a simple manner. The conical design allows the potential distribution at the interface 11 to the cable 4 memorize in a simple way. The result is simple assembly and improved electrical properties.

Bezugszeichen:

1: Kabelsystem
2: Verbindungsmuffe
3: Kabelende
4: Hochspannungsgleichspannungskabel
5: Aufnahmebereich
6: Verbindungskörper
7: Muffenhauptkörper
8: Adapterelement
9: Aufnahmefläche
10: Stromtragfähige Verbindung
11: Grenzfläche
12: Leiter
13: Verbindungsstelle
14: Hochspannungselektrode
15: Feldsteuerkörper
16: Potentiallinie
17: Kabelisolierung
L: Länge
A: Längsachse
α: Winkel

Reference numerals:

1: cable system
2: coupling sleeve
3: cable end
4: High voltage DC cable
5: reception area
6: connecting body
7: Socket main body
8th: adapter element
9: receiving surface
10: Current-carrying connection
11: interface
12: ladder
13: junction
14: High-voltage electrode
15: Field control body
16: potential line
17: cable insulation
L: length
A: longitudinal axis
α: angle

Claims

Coupling sleeve for connecting high voltage direct current cables (4) with a connecting body (6) which has a current-carrying connection (10) for electrically connecting the conductor (12) of the cable (4) and receiving portions (5) for receiving the cable ends (3), characterized characterized in that the receiving areas (5) are designed as conical receiving areas (5) for receiving corresponding conically stripped cable ends (3).

Connection sleeve after Claim 1 , characterized in that the conical configuration of the receiving areas (5), in particular the angle (α) and / or the length (L) of the receiving areas (9) of the receiving areas (5), the electrical field at the interfaces (11) the receiving area (5) is adjustable.

Connection sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that the potential distribution can be homogenized.

Connection sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving surface (9) of the receiving region (5) has an angle (α) between 5 ° and 60 °, particularly preferably between 20 ° and 45 °.

Connection sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving surface (9) of the receiving area (5) has a length (L) between 50 mm and 400 mm, particularly preferably between 100 mm and 250 mm.

Connecting sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving areas (5) are designed in the form of an inner cone extending in the direction of the center of the connecting body (6).

Connecting sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that the receiving areas (5) are arranged on opposite sides of the connecting body (6).

Connecting sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that field control bodies (15) are arranged on the outwardly directed end regions of the receiving regions (5).

Connection sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that the interfaces (11) are formed without intermediate material.

Connecting sleeve according to one of the preceding claims, characterized in that the connecting body (6) is formed in one piece.

Connection sleeve according to one of the Claims 1 to 10 characterized in that the connecting body (6) is constructed in several parts, in particular in three parts, with a sleeve main body (7) and at least one adapter element (8).

Connection sleeve after Claim 11 , characterized in that the adapter element (8) has the conically shaped receiving areas (5).

Cable system, in particular for high-voltage DC voltage applications, characterized by two cables (4) with conically stripped cable ends (3) and a connecting sleeve (2) according to one of the Claims 1 to 2 ,

Cable system according to Claim 13 , characterized in that the cables (4) have different diameters and / or different electrical properties.

Method for connecting two conically stripped cable ends (3) of two DC cables (4), with a connecting sleeve (2) according to one of the Claims 1 to 14 , in which the cable ends (3), in particular the cable insulation (17), are stripped conically and the Cable ends (3) are inserted and locked in the connector body (6) of the connector sleeve (2).

Procedure according to Claim 15 , characterized in that before inserting and locking the cable ends (3) in the connecting body (6), adapter elements (8) are pushed onto and fixed to the cable ends (3) and the cable ends (3) together with the adapter elements (8) in the connecting body (6) are inserted and locked.