DE2500570A1 - Kabelanschluss fuer ein fluessigkeitsgekuehltes hochstromkabel - Google Patents

Description

Danxel J. Goodman Sto Clair Shores, Michigan« USA

Kabelanschluß für ein flussigkeitsgekühltes Hochstromkabel

Die Erfindung bezieht sich auf einen Kabelanschluß zum Anschließen eines flüssigkeitsgekühlten von einem Schlauch umschlossenen mehrere stromführende Litzen aufweisenden Hochstromkabels eines elektrischen Lichtbogenofens an eine Stromschiene* mit einem Anschlußkörper mit einem sohalenförraigen eine Hülse bildenden Kontaktteil und einem elektrischen Verbindungstell« der sich von einem Ende des Kontaktteils von der Hülse fort erstreckt« und mit einer langgestreckten Steigrohranordnung für die Kühlflüssigkeit.

Bei flüsslgkeitsgekUhlten Hochstromkabeln besteht die Gefahr einer Verstopfung der Wasserkanäle und einer sich daraus ergebenden Unterbrechung der KUhlflüssigkeitsströmung durch dünne Splitter oder Bruchstücke der haarartigen Drähte« die die stromführenden Litzen bilden. Hierdurch ergeben sich schwere Gefahren für die Benutzer derartiger Kabel· Ein Verstopfen der Kühlflüssigkeitskanäle durch Splitter ruft auf Grund der Unterbrechung der Kühlflüssigkeitsströmung beispielsweise bei Verwendung von Wasser als Kühlflüssigkeit die Erzeugung von Dampfhervoer, dessen Druck schließlich ein Zerplatzen des Kabels bewirkt. Weiterhin bewirkt die Unterbrechung der Kühlflüssigkeitsströmung eine Zerstörung des Kabels durch die in dem un gekühl ten

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Kabel erzeugte Hitze,

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Wahrscheinlichkeit von Kabelexplosionen auf Grund einer Verstopfung der KühlflUsslgkeltskanäle durch Drahtsplitter zu verringern.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst«

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Kabelanschlusses besteht das im Inneren des schalenförmigen Kontaktteils des Kabelanschlusses befestigte Steigrohr aus einem äußeren Bauteil mit größerem Durchmesser als ein innerer Bauteil, der mit dem inneren Bauteil über am Umfang mit Abstand angeordnete Abstandsstücke befestigt 1st, die gebogene Hllfs-KtthlflUsslgkeitskanäle zwischen sich festlegen. Diese Hilfs-KÜhlflüssigkeitskanäle weisen eine ausreichende Größe auf, damit die Kühlflüssigkeit durch diese Kanäle durchlaufen und Ansammlungen oder Hassen von Litzendrahtspllttern umgehen kann, die als Ergebnis der Biegung des Kabels während der Verwendung abbrechen können und die anderenfalls d&s Kabel verstopfen und die KUhlflüssigkeitsströmung unterbrechen können, so daß sich unter hohem Druck stehender Dampf bilden könnte, der schließlich ein Platzen des Kabelschlauches hervorrufen könnte.

Zwischen dem inneren Bauteil des zusammengesetzten Steigrohres ist ein mit Durchbrechungen versehener flexibler rohrförmiger Elastomer-Kern vorgesehen, der die Innenseiten der stromführenden Litzen von dem inneren Bauteil des zusammengesetzten Steigrohres trennt und zwischen diesen einen Kühlflüssigkeits* kanal bildet. Der rohrförmige Elastomer-Kern ist mit Durchbrechungen versehen, die es der Kühlflüssigkeit ermöglichen, in die Zwischenräume zwischen den haarartigen Drähten der Litzen zu gelangen. Damit ein Verstopfen des Kabelanschlusses

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durch Splitter der haarartigen Drähte, aus denen die litzen bestehen, verhindert wird, besteht das Steigrohr aus koaxialen äußeren und Inneren Bauteilen mit unterschiedlichen Durchmessern, dl· durch die am Umfang verteilten Abstandsstüoke so getrennt sind, daß die Kühlflüssigkeit durch die auf diese Welse zwischen den Abstandεstücken gebildeten bogenförmigen Hilfskanäle und damit um die Außenseite des inneren Bauteils des Steigrohres sowie durch das Innere dieses Steigrohres fließen kann, so daß Splittermassen umgangen werden können, die anderenfalls die Ktthlflüssigkeitskanäle verstopfen könnten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten AusfUhrungsbeispiels noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig# 1 einen zentralen Längssohnltt entlang der Linie. 1-1 nach Figo 2 einer Ausführungsforra des Kabelanschlusses mit einem daran befestigten Ende eines Hochstromkabels;

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 nach Figo 1; Fig. 3 einen Querschnitt entlang der Linie 3-3 nach Fig.

In den Figg. 1 bis 3 ist ein Kabelanschluß für ein wassergekühltes Hochstromkabel für einen elektrischen Lichtbogenofen dargestellt, wobei die gesamte Kabelanordnung mit dem Kabelanschluß mit 10 bezeichnet 1st. Diese Kabelanordnung umfaßt die Kabel-Leiteranordnung 11, die in einem flexiblen Elastomer-Schlauch 13 angeordnet ist sowie den Kabelanschluß 12, der in einer noch zu erläuternden Weise an den Litzen des Kabels befestigt ist. Jede Kabelanordnung 10 ist mit zwei Kabelanschlüssen 12 an den Enden versehen und diese beiden Kabelanschlüsse 12 sind von gleicher Konstruktion, so daß nur einer im folgenden erläutert wird.

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Jeder Kabelanschluß 12 weist einen Anschlußkörper 15 mit einem schalenförmigen Kopfteil 14 auf, von dem ein plattenförmiger Klingen- oder Anschlußteil 16 vorspringt, der bei 18 genutet und mit einer Anzahl von Befestigungslöchern 20 für die Verschraubung oder andere Befestigung an den (nicht gezeigten) Transformator- oder LlohtbogenofenansohlUssen versehen Isto Die Anschlußklinge 16 ist an ihrem äußeren Ende 22 mit einer Gewindeöffnung 24 versehen, in der ein mit einem entsprechenden Gewinde versehener Anschluß einer (nicht gezeigten) KUhI-flUssigkeits-Versorgungsleitung befestigbar ist. Ein KUhIflüssigkeltskanal 26 erstreckt sich von der Gewindeöffnung 24 nach innen und öffnet sich in eine Gegenbohrung 30, von der aus eine ringförmige Endfläohe 28 sich in Radialrichtung nach außen zu einer Bohrung 34 in der sohalenförmigen HUlse 32 des Kontaktteils 14 erstreckt. Inder Gegenbohrung 30 und gegen die Endwand 36 dieser Bohrung ist das hintere Ende 38 des langgestreckten äußeren Bauteils 40 eines langgestreckten abgestuften zusammengesetzten Steigrohres, das allgemein mit 42 bezeichnet 1st, eingelötet oder auf andere Weise befestigt. Dieses zusammengesetzte Steigrohr schließt ein langgestrecktes flexibles inneres Steigrohrbauteil 44 mit kleinerem Durohmesser ein, dessen hinteres Ende 48 mit radialem Abstand und Überlappend an dem vorderen Ende 46 des Süßeren Bauteils 40 befestigt ist. Am Umfang verteilt um die innere zylindrische Oberfläche 50 des äußeren Steigrohrbauteils 40 sind die äußeren Seiten mehrerer AbstandsstUoke 52, von denen drei in Fig. 2 gezeigt sind, angelötet oder auf andere Weise befestigt. In ähnlioher Weise ist an den Inneren Seiten der Abstandsstücke 52 die äußere Oberfläche 54 des langgestreckten Inneren Steigrohrbauteils 44 in der Nähe des äußeren Endes 48 dieses Bauteils befestigt. Das Innere Steigrohrbauteil 44 weist vorzugsweise die Form eines flexiblen Metailschlauones, wie z.B. eines flexiblen Phosphorbronze-Metallschlauches auf. Das Kontaktteil 14, die Anschlußklinge l6 und das äußere Steigrohrbauteil 42 bestehen ebenfalls vorzugsweise aus Nichteisenmetall, wie z.B. Kupfer oder Bronze. Die inneren und äußeren Steigrohrbauteile 44 bzw. 40 sowie die AbstandsstUoke 52 bilden zusammen

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das zusammengesetzte Steigrohr 42. Weil das innere Steigrohrbauteil 44 einen kleineren Durohmesser aufweist als das äußere Steigrohrbauteil 40 und von diesem durch Abstandsstück« 52 getrennt ist, ergibt diese Anordnung eine Anzahl von bogenförmigen Kühlflüssigkeits-Nebensohlußöffnungen 60 zwischen den AbstandsstUoken 52.

Die äußere Oberfläche 46 des äußeren Steigrohrbauteils 40, die innere Oberfläche 34 der schalenförmigen Hülse 52 in dem Kontaktteil 14 und die ringförmige Endoberfläohe 28 bilden zusammen eine ringförmige Tasohe oder einen Hohlraum 68 für die stromführenden Litzen des Kabels· In dem ringförmigen Hohlraum 68 sind die äußeren Endteile 70 der stromführenden Litzen 72 bei« spielsweise durch Lot befestigt und die Litzen 72 sind zum Inneren des Kabels hin hinter den äußeren Endteilen 70 von durchbrochenen rohrförmigen Elastomer-Hülsen 76 umgeben, die sich in Längsrichtung der Litzen 72 erstrecken. Zwischen dem zusammengesetzten flexiblen Steigrohr 58 und den Endteilen 70 der stromführenden Litzen 72 ist das Ende 74 eines durchbroohenen rohrförmigen Elastomer-Kerns 78 befestigt, der eine ausgekehlte oder in Längsrichtung genutete Außenoberfläche 77 aufweist, die Kühl» flüsslgkeltsströmungsöffnungen 80 benaohbart zu den Durchbrechungen 82 der durchbrochenen Hülsen 76 aufweist. Das flexible Steigrohr-Bauteil 44 erstreckt sich teilweise In den Kern 78. Die hohle zylindrische Seltenwand 84 des Kontaktteils 14 1st mit einer ringförmig verzahnten oder gezackten Außenoberfläche 86 versehen, über die der Endteil 88 eines Elastomer-Schlauches 13 gezogen ist, der an dem Kontaktteil mit Hilfe von ringförmigen Schlauohklemmen 92 fest befestigt ist.

Beim Zusammenbau des Hochstromkabels 13 wird das hintere Ende 38 des äußeren Bauteils 40 des vorher zusammengebauten zusammengesetzten flexiblen Steifrohres 42 in die Gegenbohrung 30 eingelötet oder in dieser auf andere Weise befestigt. Die äußeren Endteile 70 der stromführenden Litzen 72 werden dann in den ringförmigen Hohlraum 68 eingeführt und in diesem duroh Eingießen

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von Lot wie z.B. Süberlot befestigt» wobei die Zwischenräume zwischen den einzelnen haarartigen Drähten der Litzen 72 gefüllt und die Bndteile 70 in dem ringförmigen Hohlraum 68 befestigt werden. Zur gleichen Zeit wird das Ende 74 des genuteten rohrförmigen Elastomer-Kerns 78 Über das flexible durchbrochene innere Steigrohrbauteil 44 in die in Fig. 1 gezeigte Position geschoben, worauf der Endteil 88 des Schlauches 13 Über die ringförmig verzahnte äußere Oberfläche 86 des Kontaktteile 14 gezogen wird und durch Anziehen der ringförmigen Sohlauohklemmen 92 befestigt wird.

Im Betrieb des flüsslgkeltsgekUhlten Hoohstromkabels sei angenommen« daß die Ansohlußklingen 16 der Kabelanschlüsse 12 mit den richtigen Anschlüssen des üblichen Transformators bzw. des Ofens durch Vers ohr auben oder auf andere Weise verbunden sind und daß Kühlflüssigkeit der Gewindeöffnung 24 zugeführt wird« von wo aus die Kühlflüssigkeit durch den Kanal 26 in die Kammer 94 des äußeren Steigrohrbauteils 40 fließt. Der Hauptteil der Kühlflüssigkeit fließt weiter durch die Kammer 96 des flexiblen inneren Steigrohrbauteils 44 und tritt am inneren Ende 97 in den Kanal 98 durch den Kern 78 außerhalb des inneren Endes 97 des flexiblen inneren Steigrohrbauteils 44 aus. Die Kühlflüssigkeit fließt dann durch die Durchbrechungen 80 des rohrförmigen Kerns 78* um die Hülsen 76 der Litzen 72 und dann durch die Durchbrechungen 82 der Hülsen in die Zwischenräume zwischen den haarartigen Drähten der Litzen 72« so daß diese gekühlt werden.

Zur gleichen Zeit fließt der übrige Teil der Kühlflüssigkeit« der nicht durch die Kammer 96 des flexiblen inneren Steigrohrbauteils 44 fließt« durch die gebogenen KUhlflüssigkeitsöffnungen 60 zwischen den Abstandsstüoken 52 und um das äußere Ende 74 des rohrförmigen Elastomer-Kerns 78 und durch die Kanäle« die durch die genutete äußere Oberfläche 77 gebildet sind«

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von wo aus die Kühlflüssigkeit In gleicher Welse durch die Durchbrechungen 82 In die rohrförmigen LltzenhUlsen J6 strömt und die haarartigen Drähte der Litzen 72 kühlt.

Wenn dann elektrischer Strom durch das Hochstromkabel oder die Hochstromkabel zum elektrischen Lichtbogenofen fließt, so er- ;.. hltzt dieser Strom die Litzen 72 und die Litzenanordnungen des Kabels werden durch die Kühlflüssigkeit gekühlt, die durch jede durchbrochene rohrförmlge Hülse 76 um die haarartigen Drähte der Litzen 72 in der vorstehend beschriebenen Weise fließt, so daß die in dem Kabel entstehende Wärme abgeführt wird und ein Ausbrennen des Kabels vermieden wird· Weil der übliche elektrische Lichtbogenofen, der zur Stahlherstellung verwendet wird» gekippt wird, um erst die Schlacke auszugießen und dann den darunter befindlichen Stahl, wird jedes zwischen dem Lichtbogenofen und den Anschlüssen des Transformators, an dem das andere Ende des Kabels 10 befestigt ist, aufgehängte Kabel 10 gebogen· Das Breohen oder Splittern der haarartigen Drähte der Litzen 72 während dieser Biegebewegung bei einer gleichzeitigen gewiesen Dehnung des Kabels während der Biegung wird durch die Biegung des flexiblen inneren Bauteils 44 des zusammengesetzten Steigrohres 42 so weit wie möglioh verringert. Irgendeine Bildung von Drahtsplittern, die anderenfalls versuchen würde, die KühlflüssigkeitsstrÖmung zu verhindern, wird in gleicher Weise durch die zusätzliche Kühlflüssigkeit verringert, die durch die bogenförmigen Hilfs-KühlflUssigkeiteöffnungen 60 zwischen den Abstandsstücken 52 Über und außerhalb der Kühlflüeslgkeitsströmung durch die Kammer 96 des inneren flexiblen Steigrohrbauteils 44 fließt.

Patentansprüche 8

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Claims (1)

1. Patentansprüche :

   Kabelanschluß zum Anschließen eines flussigkeitsgekühlten, von einem Schlauch umschlossenen mehrere stromführende Litzen aufweisenden Hochstromkabels eines elektrischen Lichtbogenofens an eine Stromschiene, bei dem die Litzen eine in der Mitte angeordnete flexible KUhlleitung umgeben und der einen Anschlußkörper mit einem schalenförmigen eine Buohse bildenden Kontaktteil und mit einem elektrischen Ansohlußteil, der sioh von einem Ende des Kontaktteils von dem Buchsenteil fort erstreckt, und eine langgestreckte Steigrohranordnung umfaßt, dadurch gekennzeichnet , daß die Steigrohranordnung (42) ein äußeres Bauteil (40) einschließt, von dem ein äußeres Ende an dem Ansohlußkörper in der Mitte in der Buchse befestigt ist und in der Buohse einen ringförmigen Hohlraum zur Aufnahme der äußeren Enden der Litzen (72) und zur Aufnahme von Einrichtungen zur Befestigung der Litzen (72) an dem Kontaktteil bildet, daß der Anschlußkörper einen durch ihn hindurchgehenden KUhI-flUssigkeitekanal (26) Aufweist, der mit dem äußeren Ende der Steigrohranordnung (42) in Verbindung steht, daß die Steigrohranordnung (42) weiterhin ein inneres Bauteil (44) aufweist, das koaxial Ende an Ende an dem äußeren Bauteil (40) befestigt und in dem äußeren Endteil der in der Mitte angeordneten flexiblen Kühlflüssigkeitsleitung (78) einsetzbar ist, daß die Steigrohranordnung Verblndungselnriohtungen (52) aufweist, die den äußeren Endteil des inneren Bauteils (44) mit dem inneren Endteil des äußeren Bauteils (40) verbinden und daß Kühlflüssigkeits-Nebenschlußelnrichtungen benachbart zu den Verbindungseinrichtungen (52) vorgesehen sind, die eine Kühlflüssigke its -Nebenströmung von dem äußeren Bauteil (40) aus außerhalb des inneren Bauteils (44) und ebenfalls außerhalb der flexiblen Kühlleitung (78) in den flexiblen Schlauch (9O) ermöglichen.

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   2. Kabelanschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Bauteil (44) der Steigrohranordnung aus flexiblem metallischem Material besteht.

   5. Kabelanschluß nach Anspruoh 2« daduroh gekennzeich· η e t , daß das äußere Bauteil (40) aus im wesentlichen starren metallischem Material besteht.

   4. Kabelanschluß nach Anspruch 1, daduroh gekennzeichnet« daß die Verbindungsanschlußeinrichtungen (l6) im wesentlichen in der Ebene des inneren Endes des schalenform migen Kontaktteils angeordnet sind und daß die KUhlflüssigkeits-Nebenströmungseinrichtungen Ktthlflüssigkeits-Auslaßöffnungen (60) umfassen« die zwisohen den miteinander verbundenen Endteilen der äußeren und inneren Bauteile (40, 44) der Steigrohranordnung angeordnet sind.

   ο Kabelanschluß nach Anspruch 1, daduroh gekennzeich« net« daß das innere Bauteil einen geringeren Durchmesser als das äußere Bauteil aufweist und daß die Verbindungsein« richtungen (52) diese Bauteile aneinander mit radialem Abstand befestigen« wobei die Ktihlflüssigkeits-Nebensehlußeinrlchtungen (60) in dem Abstand zwisohen den äußeren und inneren Bauteilen angeordnet sind.

   6. Kabelanschluß nach Anspruoh 5« dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungseinriohtungen (52) am Umfang mit Abstand zwischen den äußeren und inneren Bauteilen befestigt s ind und daß die KUhlflüssigkeits-Nebensohlußeinrlchtungen benachbart zu den Verbindungseinrichtungen (52) angeordnet sind ο

   7. Kabelanschluß nach Anspruch 6« dadurch gekennzeichnet« daß die äußeren und inneren Bauteile Ende an Ende überlappend angeordnet sind und daß die Verbindungseinriohtungen Abstandsstücke (52) umfassen« die am Umfang mit Abstand

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   zwischen den Überlappenden Endteilen der Bauteile (40, 44) angeordnet sind«

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