СИСТЕМА ИЗ ДВУХ ИЛИ НЕСКОЛЬКИХ ИЗОЛИРУЮЩИХ КОМПОНЕНТОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ГАРНИТУРЫ КАБЕЛЯ СРЕДНЕГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2010 года по МПК H02G15/115 H01R4/70 

Область техники

Изобретение относится к системе из двух или нескольких изолирующих компонентов для изготовления гарнитуры кабеля среднего напряжения с автоматически фиксирующимся электрически изолирующим замком, например, для размещения в ней изоляции кабельных соединений согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Такие системы изолирующих компонентов требуются прежде всего там, где кабельные соединения или соединения линий проводки, в частности, при рабочих напряжениях более 1000 В необходимо изолировать после монтажа кабельного соединения или где существует необходимость оставить смотровое отверстие для технического обслуживания.

При этом требования, предъявляемые к эксплуатационной надежности систем изолирующих компонентов, не ограничиваются только качествами механически простого замка для соединяемых частей системы изолирующих компонентов, а скорее состоят в постоянном предотвращении проникновения влаги, наличия газовых включений, а также электрического пробоя.

Из патентного документа DE 4416682 C1 известен футляр для кабеля и способ его изготовления. В нем футляр для кабеля составляется из двух шарнирно соединенных друг с другом полукорпусов футляра со вставкой деформируемого соединительного элемента в форме полосы. Оба полукорпуса футляра имеют на своих краях, обращенных в сторону шарнира, по одной полости для размещения бокового участка поперечного сечения соединительного элемента. Участок поперечного сечения соединительного элемента ограничен внутренней перегородкой, повторяющей внутренний контур футляра, и внешней перегородкой, по существу повторяющей внешний контур футляра. Соединительный элемент имеет в своем поперечном сечении средний участок, который перекрывает зазор между обеими основными частями корпуса, а также расположенные по его сторонам, предпочтительно валикообразные утолщенные боковые участки, причем боковые участки воспринимаются полостями полукорпусов футляра.

Из патентного документа WO 99/22431 известна гофрированная труба для защитного покрытия электрических линий. Гофрированная труба имеет отверстие в форме щели, проходящее вдоль ее образующей, у которого края, образующие щель, оснащены запорными приспособлениями, образующими разъемное закрытие щели, причем гофрированная труба выполнена из упругого материала. Когда гофрированная труба сдавливается, запорные приспособления накладываются друг на друга и сцепляются друг с другом в замок. Когда давление перестает воздействовать на гофрированную трубу, замок фиксируется в запертом положении под действием напряжения, созданного оказанным до этого давлением.

В патентном документе DE 19856605 A1 описана система футляра для электрических линий, кабелей или кабельного жгута для применения в автомобилестроении. Система футляра включает в себя изгибаемую, гибкую защитную трубу, имеющую полость для размещения электрических линий, кабеля или кабельного жгута. В защитной трубе имеется продольный разрез, проходящий по всей ее длине, края которого устанавливаются в положение прилегания друг к другу или накладываются друг на друга с напуском. На внутреннюю и на наружную сторону защитной трубы нанесено покрытие из электропроводящего материала или защитная труба состоит полностью из электропроводящего материала. Кроме того, имеется устройство для контактного заземления, которое связано, с одной стороны, с массой и, с другой стороны, с электропроводящим материалом покрытия либо самой защитной трубы.

В патентном документе WO 99/30399 описан чехол для нескольких кабелей, выполненный для защиты от электрического пробоя. Чехол, надеваемый вокруг кабелей впоследствии, после прокладки, имеет продольный разрез, причем для закрытия чехла его края защелкиваются подобно пазу и пружине. На внутренней стороне чехла, обращенной к кабелю, помещены несколько перегородок, которые образуют несколько электрически изолированных друг от друга камер. По меньшей мере одна из этих перегородок выполнена изогнутой и по существу повторяет контур кабеля.

Из патентного документа DE 69508087 T2 известна соединительная муфта с захватываемым элементом и захватывающим элементом для кабелей среднего напряжения. При этом для уплотнения и электрической изоляции соединения применяется полимерный маслонаполненный уплотнительный материал. Дополнительно вокруг соединения помещен электропроводящий элемент типа клетки Фарадея, который находится в электрическом контакте с соединением, и соединение расположено на расстоянии от уплотнительного материала с образованием зазора.

В патентном документе JP-08191519 А описана кабельная изоляция, выполненная в виде составной поперечной муфты, которая используется для электрической изоляции соединяемых концов кабеля. Муфта включает в себя цилиндрическую среднюю часть, а также два конусообразных наконечника, которые в смонтированном состоянии ограничивают среднюю часть с торцевых сторон. Внутри средней части размещен электропроводящий элемент, проходящий коаксиально относительно продольной оси средней части, на концах которого монтируются оба соединяемых конца кабеля.

Общим в описанных выше типах изоляции является то, что они очень легко собираются и достаточно хорошо предохраняют от проникновения влаги. Однако особенно существенный недостаток этих типов изоляции представляет собой тот факт, что при рабочем напряжении свыше 1000 В не удается эффективно предотвращать электрический пробой их токоведущего кабеля на смежный кабель. Еще один существенный недостаток состоит в том, что при использовании применяемых в них простых механических замков не удается эффективно предотвращать наличие газовых включений в области замка, создающих предпосылки для возникновения полостных разрядов.

Раскрытие изобретения

В этой ситуации задача изобретения состоит в том, чтобы предложить легко монтируемую систему из двух или нескольких изолирующих компонентов, в которой изоляционные материалы, образующие поверхности раздела, постоянно прилегают друг к другу с определенным минимальным давлением для исключения наличия газовых полостей, и это надежно предотвращает электрический пробой в области замка, также и при использовании в области средних напряжений.

Концепцией изобретения предусматривается, что система изолирующих компонентов для изготовления гарнитуры кабеля среднего напряжения с автоматически фиксирующимся, электрически изолирующим замком, например, для размещения в ней кабельных соединений имеет конструкцию, состоящую из двух или более частей и при этом включает в себя по меньшей мере один первый изолирующий компонент с выполненным в его торцевой поверхности сопряжения линейным замкнутым валикообразным (т.е. имеющим утолщение) захватываемым элементом, который входит с защелкиванием в комплементарный, т.е. соответствующий ему по форме захватывающий элемент на торцевой поверхности сопряжения второго изолирующего компонента. По меньшей мере один из изолирующих компонентов имеет необходимые отверстия для введения концов кабеля. Изолирующие компоненты, образующие электрическую изоляцию гарнитуры кабеля среднего напряжения имеют внутреннюю сторону, обращенную к кабельному соединению, и наружную сторону, обращенную к окружающему пространству. По меньшей мере один изолирующий компонент окружает активные токоведущие соединительные элементы. Линейный валикообразный захватываемый элемент, образующий замок, а также соответствующий ему по форме захватывающий элемент в обоих соединяемых изолирующих компонентах по форме их поперечного сечения выполнены как выпукло-вогнутое закругленное сопряжение с областью головки в захватываемом элементе и областью отверстия в захватывающем элементе и с областью шейки, отделенной от соседних областей точками перегиба кривизны, в каждом элементе, а также с областью заплечика, граничащей с областью шейки, в каждом элементе. При этом соединительная пара захватываемый элемент - захватывающий элемент в области отверстия - головки выполнена как посадка с натягом таким образом, что по меньшей мере в нижней части области шейки и в смежной части области заплечика между обоими изолирующими компонентами образуется постоянный стыковой зазор.

Далее, как внутренняя сторона, так и наружная сторона обоих изолирующих компонентов имеют электропроводящие слои, которые по меньшей мере в одном из обоих изолирующих компонентов проходят по поверхности сопряжения с торцевой стороны вплоть до области отверстия или головки и здесь расположены на расстоянии друг от друга. В смонтированном состоянии обоих изолирующих компонентов электропроводящие слои, размещенные на наружных сторонах и на внутренних сторонах, контактируют друг с другом по меньшей мере по поверхности сопряжения с торцевой стороны или они гальванически связаны другим способом. Электропроводное соединение внешних или внутренних электропроводящих слоев может происходить также внутри путем контакта обеих половин с кабельным соединением, а снаружи - известным способом путем контакта обеих половин с электропроводящей лентой.

Из практических соображений система изолирующих компонентов, состоящая из двух или более частей, выполнена таким образом, что как внутренняя сторона, так и наружная сторона изолирующего компонента с валикообразным захватываемым элементом имеют электропроводящие слои, проходящие по торцевой поверхности сопряжения вплоть до области головки, по меньшей мере до точек перегиба кривизны, и расположенные здесь на расстоянии друг от друга. Изолирующий компонент с захватывающим элементом, который соответствует по форме изолирующему компоненту с валикообразным захватываемым элементом, напротив, имеет только на своей внутренней стороне электропроводящий слой, который в смонтированном состоянии контактирует с торцевой поверхностью сопряжения.

Идея изобретения остается неизменной и в том случае, когда как внутренняя сторона, так и наружная сторона обоих изолирующих компонентов имеют электропроводящие слои, проходящие по торцевой поверхности сопряжения вплоть до области головки, по меньшей мере до точек перегиба кривизны, и расположенные здесь на расстоянии друг от друга. В смонтированном состоянии обоих изолирующих компонентов контактируют друг с другом, с одной стороны, электропроводящие слои, расположенные на наружных сторонах изолирующих компонентов и, с другой стороны, электропроводящие слои, расположенные на внутренних сторонах изолирующих компонентов.

Под кабельными соединениями согласно изобретению подразумеваются кабельные наконечники, резьбовые клеммы, контактные болты и т.п. Для достижения необходимой электрической изолирующей способности изолирующий компонент с захватывающим элементом и/или изолирующий компонент с захватываемым элементом на поверхности раздела между областью головки и областью отверстия изготовлены предпочтительно из упругого изоляционного материала, например из силиконового эластомера.

Существенное преимущество применения упругого изоляционного материала состоит также в том, что после стыковки или соединения обоих изолирующих компонентов у поверхности раздела между захватывающим элементом и захватываемым элементом не остаются газовые включения, которые при рабочих напряжениях, а также в условиях испытаний вызывают полостные разряды (электрические частичные разряды) недопустимого уровня.

Электропроводящие слои, расположенные на внутренних сторонах изолирующих компонентов, имеют определенный первый электрический потенциал, а электропроводящие слои, расположенные на наружных сторонах изолирующих компонентов, имеют отличающийся от него второй электрический потенциал, причем один из обоих потенциалов предпочтительно является потенциалом "земли". При толщине слоя каждого из этих электропроводящих слоев, составляющей по меньшей мере 10 мкм, удельное объемное электрическое сопротивление каждого из этих слоев имеет значение самое большее 5000 Ом·см.

Электропроводящие слои при этом предпочтительно выполняются в виде электропроводящего полимера или в форме нанесения металлического покрытия (фольгирования). Согласно изобретению электропроводящие слои проходят непрерывно одинаковым образом, начинаясь от внутренней стороны и от наружной стороны изолирующих компонентов, через области заплечиков, примыкающие к ним области шеек по меньшей мере до точек перегиба кривизны.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения крайние зоны электропроводящих слоев изолятора с захватывающим элементом, проходящие до точек перегиба кривизны, выполнены в виде электропроводящих элементов с закругленными кромками и заделаны в изоляционный материал захватывающего элемента. При этом такие электропроводящие элементы, выполненные с закругленными кромками, перекрывают края электропроводящих слоев изолирующего компонента с захватываемым элементом по меньшей мере на 1 мм.

Вариант осуществления изобретения, дающий особенные преимущества, состоит в том, что крайние зоны электропроводящих слоев изолирующего компонента с захватывающим элементом, начиная по меньшей мере от области заплечика, выполняются как рефрактивно действующий слой, управляющий распределением поля, со значением диэлектрической постоянной от 10 до 20. При этом такие крайние зоны электропроводящих слоев изолирующего компонента с захватывающим элементом перекрывают концы электропроводящих слоев изолирующего компонента с захватываемым элементом также по меньшей мере на 1 мм.

Для обеспечения беспроблемной стыковки или соединения обоих изолирующих компонентов друг с другом на поверхности раздела между захватываемым элементом и захватывающим элементом помещен диэлектрический пастообразный смазочный материал. При применении этого смазочного материала особенно легко осуществляется также многократное выравнивание обоих изолирующих компонентов.

В следующем предпочтительном варианте осуществления изобретения предусмотрен дополнительный слой с более высоким по сравнению с изоляционным материалом изолирующего компонента модулем упругости, обеспечивающий в смонтированном состоянии обоих изолирующих компонентов, в сочетании с посадкой с натягом, дополнительное напряжение обоих изолирующих компонентов в пограничном слое между захватывающим элементом и захватываемым элементом в области головки или отверстия. При этом такой слой размещается на высоте захватывающего элемента и наносится либо на наружную и внутреннюю стороны изолирующего компонента с захватывающим элементом, либо внутри изолирующего компонента с захватывающим элементом.

Переходы электропроводящих слоев от области шейки к области головки и от области шейки к области заплечика имеют предпочтительно радиус кривизны не менее 0,5 мм.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения один из двух изолирующих компонентов выполнен в виде крышки для закрывания отверстия, имеющегося во втором изолирующем компоненте, окружающем кабельное соединение. Например, изолирующий компонент, выполненный в виде крышки, имеет для этого линейный проходящий по его периметру захватываемый элемент, который входит в соответствующий ему по форме и расположенный напротив него захватывающий элемент второго изолирующего компонента.

Кроме того, система изолирующих компонентов имеет по меньшей мере еще одно отверстие, которое позволяет, например, вводить в нее часть соединения внешнего конусного разъема или укреплять несколько винтовых кабельных наконечников. После этого такое отверстие предпочтительно запирается еще одной крышкой.

Оба изолирующих компонента согласно изобретению выполняются также в виде дополняющих друг друга до полного корпуса оболочек для токоведущих частей, например, для устройства, соединяющего концы кабеля. При использовании захватывающего элемента и соответствующего ему захватываемого элемента, размещенных на торцевых поверхностях сопряжения обоих изолирующих компонентов, оба изолирующих компонента соединяются друг с другом.

Системы изолирующих компонентов, выполненные неразъемными, для сборки приходится перемещать в монтажную позицию на одну сторону соединяемого проводника кабеля. В случае трехжильных кабелей для этого приходится смещать изоляцию кабеля настолько, чтобы оставалась свободной монтажная позиция для всей длины системы изолирующих компонентов плюс для половины длины кабельного соединителя. Многие изготовители гарнитуры кабеля требуют этого также в случае одножильного кабеля, если систему изолирующих компонентов нельзя переместить в монтажную позицию поверх кабельной оболочки.

В противоположность этому в системе изолирующих компонентов согласно изобретению, выполненной как составная поперечная соединительная муфта, для обоих соединяемых концов кабеля требуется только по одному дополнительному монтажному положению для каждой из двух частей системы изолирующих компонентов, суммарная длина которых равна лишь длине кабельного соединителя. В случае трехжильного кабеля отрезок такой длины, так или иначе, требуется для выпрямления. Усилие, необходимое для того, чтобы надвинуть оба изолирующих компонента, существенно меньше по сравнению с вариантом соединительной муфты, выполненной в виде только одной части, а необходимый для передвижения отрезок значительно короче. Это в немалой степени облегчает сборку и повышает ее надежность. К тому же общая длина муфты сокращается на сэкономленную длину монтажного положения. Кроме того, поскольку кабельный соединитель, выполненный в виде винтового соединения, имеет больший диаметр, чем изоляционный слой кабеля, то не требуется, чтобы восприимчивая область для изоляции сочленения, находящегося на уступе внешних электропроводящих слоев изолирующего компонента, надвигалась на кабельный соединитель и чрезмерно растягивалась для этого. В области системы изолирующих компонентов, выполненной в виде соединительной муфты, предусматривается соответствующее расстояние между кабельным соединителем и внутренней поверхностью внутренних электропроводящих слоев. Таким образом исключается возможность повреждения системы изолирующих компонентов острыми кромками, которые могут выступать над поверхностью соединителя после отрыва головок болтов со срезаемыми головками.

Изолирующие компоненты согласно изобретению, выполненные в виде оболочек, могут состоять по меньшей мере из двух частей-полукорпусов, разделенных продольно или поперечно. В прилегающих друг к другу в собранном состоянии торцевых сторонах этих полукорпусов либо размещены попарно линейные захватываемый и захватывающий элементы, либо выполнены торцы как таковые. В случае продольно разделенных полукорпусов внутренние электропроводящие слои находятся на достаточном расстоянии от удаленных периферических концов изолирующих компонентов для предотвращения электрического пробоя, зависящего от значения напряжения в токоведущем проводнике. При этом электрический пробой отнесен к значениям максимальной напряженности поля при длительной эксплуатации в штатном режиме, а также в режиме с нарушениями условий эксплуатации и при испытании кабельного соединения.

В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения для увеличения длины между первым изолирующим компонентом и вторым изолирующим компонентом размещается переходник. Этот переходник имеет две противоположные друг другу поверхности сопряжения, причем первая поверхность сопряжения выполнена в виде захватываемого элемента, а вторая поверхность - в виде захватывающего элемента. В смонтированном состоянии захватываемый элемент первого изолирующего компонента входит в захватывающий элемент переходника с силовым и геометрическим замыканием. На противоположной поверхности сопряжения переходника захватываемый элемент переходника входит в захватывающий элемент второго изолирующего компонента.

Идее изобретения также не противоречит и вариант, в котором при применении вышеуказанного переходника и первый изолирующий компонент, и второй изолирующий компоненты выполнены с идентичными поверхностями сопряжения. В первом случае оба изолирующих компонента имеют по захватываемому элементу, а переходник на обеих своих поверхностях сопряжения имеет по захватывающему элементу. Во втором случае оба изолирующих компонента имеют, напротив, захватывающие элементы, а переходник на обеих своих поверхностях сопряжения - соответственно захватываемый элемент.

Таким образом, поверхности сопряжения переходника могут быть выполнены различными или симметричными относительно оси.

Характерными преимуществами и признаками изобретения по отношению к уровню техники являются по существу следующие:

- автоматически фиксируемый, электрически изолирующий замок системы изолирующих компонентов,

- высокая электрическая прочность и высокая электрическая изолирующая способность состоящего из эластомера захватываемого элемента первого изолирующего компонента и соответствующего ему по форме захватывающего элемента второго изолирующего компонента,

- сочетаемость плоской изоляции с электропроводящими слоями на обеих противоположных поверхностях с различным электрическим потенциалом.

Краткий перечень фигур чертежей

Дальнейшие признаки и преимущества изобретения видны специалисту из нижеследующего подробного описания предпочтительных вариантов исполнения со ссылкой на прилагаемые фигуры; на них показано следующее:

На фиг.1: детальное изображение первого изолирующего компонента с захватываемым элементом и второго изолирующего компонента с захватывающим элементом;

На фиг.2: детальное изображение двух изолирующих компонентов, соединенных друг с другом;

На фиг.3: детальное изображение второго изолирующего компонента с внешним слоем с более высоким по сравнению с изоляционным материалом изолирующего компонента модулем упругости;

На фиг.4: детальное изображение внутренних и внешних электропроводящих слоев обоих изолирующих компонентов;

На фиг.5: детальное изображение предпочтительного варианта усовершенствования крайних зон электропроводящих слоев;

На фиг.6: детальное изображение следующего предпочтительного варианта усовершенствования крайних зон электропроводящих слоев;

На фиг.7: продольный разрез системы изолирующих компонентов, состоящей из двух поперечно разделенных полукорпусов, с идентично выполненными электропроводящими слоями обоих изолирующих компонентов;

На фиг.8: продольный разрез системы изолирующих компонентов, состоящей из двух поперечно разделенных полукорпусов, с электропроводящими слоями обоих изолирующих компонентов, выполненными различным образом.

Осуществление изобретения

Замковая система по настоящему изобретению, состоящая из захватываемого элемента и захватывающего элемента, является постоянно замкнутой системой. Так как предпочтительно речь идет об оболочках кабельных соединений, каждый изолирующий компонент имеет одну внутреннюю и одну внешнюю стороны.

На фиг.1 изображено сечение области замка первого изолирующего компонента 2 с захватываемым элементом 3 и второго изолирующего компонента 5 с соответствующим по форме захватывающим элементом 6. Первый изолирующий компонент 2 имеет на своей торцевой стороне поверхность 4 сопряжения, из которой сформирован валикообразный (т.е. имеющий утолщение) захватываемый элемент 3. Захватываемый элемент 3 включает в себя область 7 головки, примыкающую к ней область 8 шейки и область 9 заплечика. Второй изолирующий компонент 5 точно так же имеет на своей торцевой стороне поверхность 4 сопряжения, из которой сформирован захватывающий элемент 6, включающий в себя область 7 отверстия, область 8 шейки и область 9 заплечика. Угол раскрытия отверстия в области 7 отверстия захватывающего элемента 6, обозначенной оборотом обоюдоострой стрелки, находится в диапазоне от >180 до <360°, в варианте осуществления, показанном в данном примере, он составляет 270°. Оба изолирующих компонента выполнены как выпукло-вогнутое закругленное сопряжение, причем область 7 головки ограничивается не показанными более детально точками перегиба кривизны области шейки 8. Закругление выпукло-вогнутой области может быть как равномерным, так и неравномерным.

Фиг.2 демонстрирует детальное изображение посадки 21 с натягом обоих изолирующих компонентов 2, 5, которые в смонтированном состоянии входят в зацепление подобно замку с защелкой. Принципиальное устройство обоих изолирующих компонентов 2, 5 соответствует фиг.1. Согласно изобретению захватываемый элемент 3 с захватывающим элементом 6 выполнены в области 7 головки или отверстия как посадка 21 с натягом. Это значит, что наружный размер захватываемого элемента 3 всегда больше, чем внутренний размер захватывающего элемента 6. В качестве примера область посадки 21 с натягом обозначена оборотом обоюдоострой стрелки на 270°. В области 8 шейки захватываемый элемент 3 с захватывающим элементом 6, напротив, выполнены как посадка 22 с зазором. Это значит, что наружный размер захватываемого элемента 3 в смонтированном состоянии всегда равен внутреннему размеру захватывающего элемента 6 или меньше его. Вследствие механического напряжения, исходящего от захватываемого элемента 3 в области 7 головки и воздействующего на захватывающий элемент 6 в области отверстия, возникает постоянное прижимное усилие. В области 9 заплечика предусматривается постоянный стыковой зазор 20. Избыточный размер захватываемого элемента 3 в области посадки с натягом составляет предпочтительно 10%.

На фиг.3 показано детальное изображение второго изолирующего компонента 5 с размещенным на его наружной стороне внешним более твердым слоем 23. Этот более твердый слой 23 расположен в области захватывающего элемента 6 на втором изолирующем компоненте 5 и в смонтированном состоянии обоих изолирующих компонентов 2, 5 в сочетании с посадкой 21 с натягом, описанной на фиг.2, обеспечивает дополнительный натяг в области замка обоих изолирующих компонентов 2, 5. При этом слой 23, выполненный из более твердого, однако гибкого материала, проходит или только частично, или же предпочтительно полностью в форме оболочки вокруг захватывающего элемента 6.

На фиг.4 показано детальное изображение внутренних и внешних электропроводящих слоев 10, 11 обоих изолирующих компонентов 2, 5. Принципиальное устройство обоих изолирующих компонентов 2, 5 снова соответствует фиг.1. Как первый изолирующий компонент 2, так и второй изолирующий компонент 5 имеют соответственно внутренний электропроводящий слой 10.1, 10.2 и внешний электропроводящий слой 11.1, 11.2. Эти электропроводящие слои 10, 11 нанесены на внутреннюю сторону 1.1 или на наружную сторону 1.2, например, как металлическое покрытие поверх изоляционного слоя 17 обоих изолирующих компонентов 2, 5. Согласно изобретению электропроводящие слои 10, 11 проходят непрерывно, равным образом начинаясь на внутренней стороне 1.1 и наружной стороне 1.2 изолирующих компонентов 2, 5 через область 9 заплечика, примыкающую к ней область 8 шейки и по меньшей мере до точек перегиба кривизны.

В смонтированном состоянии как внутренние электропроводящие слои 10.1, 10.2 обоих изолирующих компонентов 2, 5, так и внешние электропроводящие слои 11.1, 11.2 обоих изолирующих компонентов 2, 5 контактируют друг с другом. Естественно, контактирующие внутренние электропроводящие слои 10.1, 10.2 и контактирующие внешние электропроводящие слои 11.1, 11.2 имеют соответственно равные потенциалы. Тем не менее, согласно изобретению внутренний потенциал отличается от внешнего потенциала, причем внешний потенциал является, например, потенциалом "земли". Переходы от области 8 шейки к области 7 головки и к области 9 заплечика электропроводящих слоев 10, 11 изогнуты и соответственно закруглены, причем радиус кривизны этих закруглений составляет примерно 0,5 мм.

На фигурах 5 и 6 показаны особенно предпочтительные формы выполнения крайних зон 24 электропроводящих слоев 10, 11 обоих изолирующих компонентов 2, 5. На фиг.5 крайние зоны 24 электропроводящих слоев 10.2, 11.2 изолирующих компонентов 5 с захватывающим элементом 6, проходящие до точек перегиба кривизны, выполнены в виде электропроводящих элементов с закругленными кромками и заделаны в изоляционный слой 17 захватывающего элемента 6. При этом в смонтированном состоянии обоих изолирующих компонентов 2, 5 электропроводящие слои 10.2, 11.2 изолирующего компонента 5 с захватывающим элементом 6 перекрывают края 24 электропроводящих слоев 10.1, 11.1 изолятора 2 с захватываемым элементом 3 по меньшей мере на 1 мм. Крайние зоны 24 электропроводящих слоев 10.2, 11.2 изолирующего компонента 5 с захватывающим элементом 6 кончаются в области, ограниченной максимальной и минимальной величинами (обозначенными как max и min). Фиг.6, напротив, иллюстрирует крайнюю зону 24 электропроводящих слоев 10.2, 11.2 изолирующего компонента 5 с захватывающим элементом 6, выполненную в виде полупроводящего управляющего слоя. Этот полупроводящий управляющий слой заделан в изоляционный слой 17 второго изолирующего компонента 5, так что внутренний контур захватывающего элемента 6 не имеет ступенчатого уступа или чего-либо подобного.

Фиг.7 иллюстрирует продольный разрез системы 1 изолирующих компонентов, состоящей из двух разделенных поперек полукорпусов, выполненной в виде поперечной соединительной муфты, в сочетании с двумя одножильными кабелями, соединенными при помощи кабельного соединителя 18. Поперечная соединительная муфта состоит из двух разделенных поперек полукорпусов, каждый из которых имеет наружную сторону 1.2, обращенную к окружающему пространству, и обращенную к кабельному соединению 18 внутреннюю сторону 1.1. Первый полукорпус, в изображении размещенный слева, соответствует при этом первому изолирующему компоненту 2, а второй полукорпус соответствует второму изолирующему компоненту 5. Как первый изолирующий компонент 2, так и второй изолирующий компонент 5 состоит из изоляционного слоя 17, который имеет обращенный наружу внешний электропроводящий слой 11.1; 11.2 и внутренний электропроводящий слой 10.1; 10.2, обращенный к кабельному соединению 18. Первый изолирующий компонент 2 включает в себя с торцевой стороны торцевую поверхность 4 сопряжения, на которой расположен захватываемый элемент 3. Этот захватываемый элемент 3 проходит линейно по периметру первого изолирующего компонента 2. Второй изолирующий компонент 5 имеет также с торцевой стороны торцевую поверхность 4 сопряжения, на которой помещен захватывающий элемент 6, соответствующий по форме захватываемому элементу 3. В соединенном состоянии, как здесь представлено, в линейный захватывающий элемент 6, проходящий по периметру второго изолирующего компонента 5, входит с силовым и геометрическим замыканием захватываемый элемент 3 первого изолирующего компонента 2. Поверхности 4 сопряжения обоих изолирующих компонентов 2, 5 обозначены как область 9 заплечика, область 8 шейки и область 7 головки или отверстия. В области 7 головки или отверстия захватываемый элемент 3 и захватывающий элемент 6 выполнены по посадке с натягом. В области 8 шейки и в области 9 заплечика находится постоянный стыковой зазор 20. Благодаря расположенным напротив друг друга внутренним и внешним электропроводящим слоям 10, 11 стыковой зазор 20 не подвергается электрической нагрузке. В смонтированном состоянии системы 1 изолирующих компонентов внешние электропроводящие слои 11.1; 11.2 обоих изолирующих компонентов 2, 5 и внутренние электропроводящие слои 10.1; 10.2 обоих изолирующих компонентов 2, 5 контактируют друг с другом. Как очевидно, оба внутренних электропроводящих слоя 10.1; 10.2, которые имеют электрический потенциал, отличающийся от потенциала внешних электропроводящих слоев 11.1; 11.2, частично связаны с кабельным соединением 18, выполненным из металла.

Каждый из кабелей, связываемых друг с другом посредством кабельного соединения 18 и изолируемых при помощи системы 1 изолирующих компонентов, конструктивно состоит из электрического проводника 16, окружающего электрический проводник 16 изоляционного слоя 15, а также размещенного на изоляционном слое 15 внешнего проводящего слоя 19 кабеля. Везде, кроме области, в которой с кабельным соединением 18 контактируют внутренние электропроводящие слои 10.1; 10.2, кабельное соединение 18 коаксиально окружено полостью 14. Изоляционные слои 15 обоих кабелей на их удаленных концах окружены в форме оболочки, каждый, рефрактивным элементом 13 управления распределением поля, который связан электрическим соединением с соответствующими внутренними электропроводящими слоями 10.1, 10.2. Внутренние электропроводящие слои 10.1, 10.2 в свою очередь контактируют друг с другом в области кабельного соединения 18 и проходят от рефрактивных элементов 13 управления распределением поля в направлении поверхностей 4 сопряжения обоих изолирующих компонентов 2, 5 через область заплечика 9, примыкающую к ней область 8 шейки до области 7 головки. В области кабельного соединителя 18 внутренние электропроводящие слои 10.1, 10.2 обоих изолирующих компонентов 2, 5 расположены на достаточном расстоянии от кабельного соединителя 18, чтобы во время надвигания или стыковки изолирующих компонентов 2, 5 исключить возможное повреждение выступающими острыми кромками освобожденного проводника 16 кабеля. Внешние электропроводящие слои 11.1; 11.2 проходят от наружной стороны 1.2 через область 9 заплечика, область 8 шейки до области 7 головки или отверстия.

Для предотвращения электрического пробоя, зависящего от уровня напряжения в токоведущем проводнике 16, внутренние электропроводящие слои 10.1, 10.2 обоих изолирующих компонентов 2, 5 расположены на достаточном расстоянии от удаленного конца изолирующих компонентов 2, 5.

Фиг.8 также иллюстрирует продольный разрез системы 1 изолирующих компонентов, состоящей из двух разделенных поперек полукорпусов, выполненной в виде поперечной соединительной муфты по образцу фиг.7, однако в предпочтительном варианте осуществления. Отказываясь от изображения кабельного соединителя 18, а также относящегося к нему кабеля 19, этот вариант осуществления изобретения по фиг.8 сосредоточил основное внимание на изображении различным образом выполненных электропроводящих слоев 10.1, 10.2 и 11.1, 11.2 обоих изолирующих компонентов 2, 5. Существенное отличие по сравнению с системой 1 изолирующих компонентов согласно фиг.7 состоит в том, что теперь только на внутренней стороне 1.1 и наружной стороне 1.2 изолятора 2 с валикообразным захватываемым элементом 3 имеются электропроводящие слои 10.1, 11.1, проходящие по торцевой стороне поверхности 4 сопряжения до области 7 головки по меньшей мере до точек перегиба кривизны и расположенные здесь на расстоянии друг от друга. Изолирующий компонент 5 с захватывающим элементом 6, соответствующий по форме изолирующему компоненту 2 с валикообразным захватываемым элементом 3, правда, имеет на своей внутренней стороне 1.1 и наружной стороне 1.2 электропроводящие слои 10.2 и 11.2, однако эти слои не проходят по торцевой стороне поверхности 4 сопряжения. Таким образом, в смонтированном состоянии обоих полукорпусов на совместной поверхности 4 сопряжения контактируют друг с другом только электропроводящие слои 10.1, 10.2, размещенные на внутренних сторонах 1.1 обоих изолирующих компонентов 2, 5.

Система (1) из двух или нескольких изолирующих компонентов для изготовления гарнитуры кабеля среднего напряжения с автоматически фиксирующимся, электрически изолирующим замком, например, для размещения в ней кабельных соединений включает в себя по меньшей мере первый изолирующий компонент (2) с выполненным в его поверхности (4) сопряжения с торцевой стороны линейным валикообразным захватываемым элементом (3), который входит, как в замке с защелкой, в соответствующий ему по форме захватывающий элемент (6) на торцевой стороне поверхности (4) сопряжения второго изолирующего компонента (5). По меньшей мере один изолирующий компонент (2 или 5) окружает активные токоведущие соединительные элементы, и линейный замкнутый валикообразный захватываемый элемент (3), образующий замок, а также соответствующий ему по форме захватывающий элемент (6) в обоих соединяемых изолирующих компонентах (2, 5) по форме их поперечного сечения выполнены как выпукло-вогнутое закругленное сопряжение с областью (7) головки в захватываемом элементе (3) и областью (7) отверстия в захватывающем элементе (6) и с областью шейки (8), отделенной от соседних областей точками перегиба кривизны, в каждом элементе, а также с областью (9) заплечика, граничащей с областью (8) шейки, в каждом элементе. Изобретение обеспечивает создание легко монтируемой и предотвращающей электрический пробой системы. 19 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Система (1) из двух или нескольких изолирующих компонентов для изготовления гарнитуры кабеля среднего напряжения, содержащая самофиксирующийся электрически изолирующий замок, например, для размещения кабельных соединений, включающая в себя по меньшей мере первый изолирующий компонент (2) с выполненным в его торцевой поверхности (4) сопряжения линейным валикообразным захватываемым элементом (3), который входит с защелкиванием в соответствующий ему по форме захватывающий элемент (6) на торцевой стороне поверхности (4) сопряжения второго изолирующего компонента (5), причем по меньшей мере один из изолирующих компонентов (2, 5) имеет необходимые отверстия для введения концов кабеля и каждый из изолирующих компонентов (2, 5), образующих электрическую изоляцию гарнитуры кабеля среднего напряжения, имеет внутреннюю сторону (1.1), обращенную к кабельному соединению, и наружную сторону (1.2), обращенную к окружающему пространству, и при этом по меньшей мере один изолирующий компонент (2 или 5) окружает активные токоведущие соединительные элементы, и линейный замкнутый валикообразный захватываемый элемент (3), образующий замок, а также соответствующий ему по форме захватывающий элемент (6) в обоих соединяемых изолирующих компонентах (2, 5) выполнены в поперечном сечении как выпукло-вогнутое закругленное сопряжение с областью (7) головки в захватываемом элементе (3), и с областью (7) отверстия в захватывающем элементе (6), и с областью (8) шейки, отделенной от соседних областей точками перегиба кривизны, в каждом элементе, а также с областью (9) заплечика, граничащей с областью (8) шейки, в каждом элементе, причем в области (7) отверстия или головки захватываемый элемент с захватывающим элементом выполнены по посадке с натягом, так, что по меньшей мере в нижней части области (8) шейки и в смежной части области (9) заплечика между обоими изолирующими компонентами (2, 5) образуется постоянный стыковой зазор (20), и что оба изолирующих компонента (2, 5) на внутренней стороне (1.1) и на наружной стороне (1.2) имеют электропроводящие слои (10, 11), и эти слои по меньшей мере в одном из обоих изолирующих компонентов (2, 5) проходят по поверхности (4) сопряжения с торцевой стороны вплоть до области (7) отверстия или головки по меньшей мере до точек перегиба кривизны и здесь расположены на расстоянии друг от друга, причем в смонтированном состоянии обоих изолирующих компонентов (2, 5) электропроводящие слои (11.1, 11.2) и (10.1, 10.2), размещенные на наружных сторонах (1.2) и на внутренних сторонах (1.1), находятся в контакте друг с другом по меньшей мере по торцевой поверхности (4) сопряжения или гальванически связаны другим способом.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что как внутренняя сторона (1.1), так и наружная сторона (1.2) обоих изолирующих компонентов (2, 5) имеет электропроводящие слои (10, 11), проходящие по торцевой поверхности (4) сопряжения вплоть до области (7) отверстия или головки по меньшей мере до точек перегиба кривизны и расположенные здесь на расстоянии друг от друга, причем в смонтированном состоянии обоих изолирующих компонентов (2, 5), с одной стороны, электропроводящие слои (11.1, 11.2), размещенные на наружных сторонах (1.2) изолирующих компонентов (2, 5), и, с другой стороны, электропроводящие слои (10.1, 10.2), размещенные на внутренних сторонах (1.1) изолирующих компонентов (2, 5), находятся в контакте друг с другом.

3. Система по п.1, отличающаяся тем, что как внутренняя сторона (1.1), так и наружная сторона (1.2) изолирующего компонента (2) имеют электропроводящие слои (10.1, 11.1), проходящие по поверхности (4) сопряжения с торцевой стороны вплоть до области (7) головки по меньшей мере до точек перегиба кривизны и расположенные здесь на расстоянии друг от друга, а изолирующий компонент (5) имеет на своей внутренней стороне (1.1) электропроводящий слой (10.2), который в смонтированном состоянии контактирует через торцевую поверхность (4) сопряжения.

4. Система по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что изолирующий компонент (5) с захватывающим элементом (6) и/или изолирующий компонент (2) с захватываемым элементом (3) для достижения необходимой электрической изолирующей способности на поверхности раздела между областью головки и областью отверстия (7) выполнен из упругого изоляционного материала.

5. Система по п.4, отличающаяся тем, что в качестве изоляционного материала предусмотрен силиконовый эластомер.

6. Система по одному из пп.1-3, 5, отличающаяся тем, что электропроводящие слои (10.1, 10.2), расположенные на внутренних сторонах (1.1) изолирующих компонентов (2, 5), имеют первый электрический потенциал, а электропроводящие слои (11.2, 11.2), расположенные на наружных сторонах (1.2) изолирующих компонентов (2, 5), имеют отличающийся от него второй электрический потенциал.

7. Система по п.6, отличающаяся тем, что один из двух электрических потенциалов является потенциалом "земли".

8. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что электропроводящие слои (10, 11) имеют толщину слоя по меньшей мере 10 мкм и удельное электрическое объемное сопротивление не выше 5000 Ом·см.

9. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что электропроводящие слои (10, 11) выполнены в виде металлического покрытия или в виде электропроводящего полимера.

10. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что электропроводящие слои (10, 11) проходят непрерывно, равным образом исходя из внутренней стороны (1.1) и наружной стороны (1.2) изолирующих компонентов (2, 5), через область (9) заплечика, примыкающую к ней область (8) шейки по меньшей мере до точек перегиба кривизны.

11. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что крайние зоны (24) электропроводящих слоев (10.2, 11.2) изолирующего компонента (5) с захватывающим элементом (6) выполнены в виде электропроводящих элементов с закругленными кромками и заделаны в изоляционный материал (17) захватывающего элемента (6) и при этом перекрывают края электропроводящих слоев (10.1, 11.1) изолирующего компонента (2) с захватываемым элементом (3) по меньшей мере на 1 мм.

12. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что в поверхности раздела между захватываемым элементом (3) и захватывающим элементом (6) размещен электрически изолирующий пастообразный смазочный материал.

13. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что на наружную сторону (1.2) и на внутреннюю сторону (1.1) изолирующего компонента (5) с захватывающим элементом (6) нанесены размещенные на высоте захватывающего элемента (6) слои (23) с более высоким по сравнению с изоляционным материалом изолирующего компонента модулем упругости, обеспечивающие в смонтированном состоянии обоих изолирующих компонентов (2, 5), в сочетании с посадкой с натягом, дополнительное напряжение обоих изолирующих компонентов (2, 5) в пограничном слое между захватывающим элементом (6) и захватываемым элементом (3) в области (7) головки или отверстия.

14. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что внутри изолирующего компонента (5) с захватывающим элементом (6) нанесен размещенный на высоте захватывающего элемента (6) слой (23) с более высоким, по сравнению с изоляционным материалом изолирующего компонента, модулем упругости, обеспечивающий в смонтированном состоянии обоих изолирующих компонентов (2, 5), в сочетании с посадкой с натягом, дополнительное напряжение обоих изолирующих компонентов (2, 5) в пограничном слое между захватывающим элементом (6) и захватываемым элементом (3) в области (7) головки или отверстия.

15. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что переходы от области шейки (8) к области головки (7) и от области шейки (8) к области заплечика (9) имеют радиус кривизны по меньшей мере 0,5 мм.

16. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что оба изолирующих компонента (2, 5) выполнены как дополняющие друг друга до полного корпуса оболочки для частей, находящихся под напряжением, например, для соединителя (18) концов кабеля, и соединяются друг с другом с использованием захватывающего элемента (6) и соответствующего ему захватываемого элемента (3), размещенных на торцевых поверхностях (4) сопряжения обоих изолирующих компонентов (2, 5).

17. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что составная система (1) изолирующих компонентов состоит из двух полукорпусов, разделенных продольно или поперечно, у которых на торцевых поверхностях, в смонтированном состоянии прилегающих друг к другу
a) размещены соответственно попарно линейные захватываемый элемент (3) и захватывающий элемент (6), или
b) торцевые стороны выполнены как таковые, причем в случае полукорпусов, разделенных продольно, внутренние электропроводящие слои (10.1, 10.2) находятся на достаточном расстоянии от удаленных концов изолирующего компонента (2, 5) для предотвращения электрического пробоя, зависящего от значения напряжения в токопроводящем проводнике (16).

18. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что один из двух изолирующих компонентов (2, 5) выполнен в виде крышки для закрывания отверстия, имеющегося во втором изолирующем компоненте (5, 2), окружающем кабельное соединение.

19. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что система (1) изолирующих компонентов имеет по меньшей мере еще одно отверстие, которое позволяет, например, вводить в нее часть соединения внешнего конусного разъема или укреплять несколько винтов резьбовых кабельных наконечников и которое закрывается крышкой.

20. Система по одному из пп.1-3, 5, 7, отличающаяся тем, что предусматривает переходник, служащий для увеличения длины, с двумя поверхностями (4) сопряжения, который помещен между первым изолирующим компонентом (2) и вторым изолирующим компонентом (5), а поверхности (4) сопряжения переходника входят в зацепление с поверхностями сопряжения первого изолирующего компонента (2) и второго изолирующего компонента (5), причем
a) обе поверхности (4) сопряжения переходника выполнены в виде захватывающих элементов (6), а поверхности (4) сопряжения обоих соединяемых изолирующих компонентов (2, 5) - в виде захватываемых элементов (3), или
b) обе поверхности (4) сопряжения переходника выполнены в виде захватываемых элементов (3), а поверхности (4) сопряжения обоих соединяемых изолирующих компонентов (2, 5) - в виде захватывающих элементов (6), или
c) первая поверхность (4) сопряжения выполнена в виде захватываемого элемента (3), а вторая поверхность - в виде захватывающего элемента (6), и поверхность (4) сопряжения первого изолирующего компонента (2) или второго изолирующего компонента (5) выполнена в виде захватывающего элемента (6), а поверхность (4) сопряжения второго изолирующего компонента (5) или первого изолирующего компонента (2) - в виде захватываемого элемента (3).