CN101719652A - 导体中心设置光纤的复合电力电缆gis终端的应用 - Google Patents

Abstract

一种导体中心设置光纤的复合电力电缆GIS终端的应用，操作步骤是：设置电缆预留长度，露出线芯并分开电缆圆形分割导体，把带不锈钢护套的光纤从两扇形导体单元之间缝隙引出；切除部分圆形分割导体后与电缆导体引出棒压接；然后套上相应的终端构件，将引出的裸光纤穿入绝缘套管的预留小孔中，从下部密封金具预留孔引到终端外面，密封预留孔，最后进行终端的其他安装工作。它解决了现有测温光纤不能监测终端的运行温度和现有电缆终端的接线柱加工复杂、操作麻烦等问题，其工艺简便、操作容易，能满足电力电缆线路安全运行的在线实时温度检测、老化监测、实时故障监测预警的自动监控要求，显著提高施工作业的可靠性和效率，降低施工成本。

Description

导体中心设置光纤的复合电力电缆GIS终端的应用

技术领域

本发明涉及一种交联聚乙烯绝缘电力电缆线路用的GIS(气体绝缘开关站)终端的连接方法，特别是一种导体中心设置光纤的复合电力电缆的GIS终端的应用，它主要用于将测温光纤直接设置在绞合成型的圆形分割导体中心的复合电力电缆，通过专用的GIS终端与GIS设备的温度控制箱的光纤连接。

背景技术

随着分布式光纤传感技术的发展和应用，电力部门为确保电力电缆线路中的传输强电电能的安全运行，要求利用测温光纤对整个线路中的电缆进行以下安全运行的自动监控：第一、在线实时温度检测，以便对整个线路中的电缆实现运行状态监测，有效地监测电缆在不同负载和不同环境温度下的发热状态，积累历史技术数据，进行载流量限度分析，可以保证在不超过电缆允许运行温度的情况下，最大限度的发挥整个线路中的电缆的传输能力，提高经济效益。第二、老化监测，发现电缆上的局部过热点，及时采取降温措施，延缓电缆老化速度。第三、实时故障监测预警，及时发现电缆运行过程中外界因素导致的破坏等。但因现有超高压交联聚乙烯绝缘复合电力电缆不能把测温光纤放入电缆导体中心，故达不到理想的准确测量电缆导体温度的目的，从而无法满足对整个线路实现运行状态自动监控的要求。

通常电力电缆线路是通过GIS终端与GIS设备连接构成的。目前国内、外带光纤测温系统的交联聚乙烯电力电缆GIS终端主要包括电缆导体引出棒、绝缘套管、上部密封金具、下部密封金具、套在电缆绝缘上的应力锥、内置气体绝缘介质的气体密封筒等。设置在处于零电位的电缆绝缘表面与外护套之间的测温光纤不经绝缘套管直接从下部金具引出至温度控制箱。它只能用于电缆绝缘与外护套之间设置测温光纤的电缆的连接。测温光纤没有进入终端内部，不能监测终端的运行温度。

中国专利申请号：200720199586.4的“高压电力电缆终端”和200710172693.2的“高压电力电缆终端及其安装方法”、所公开的终端技术方案，是专用于完成中国专利申请号为200710172197.7和200720199185.9的“复合光纤的高压电力电缆”的户外终端处理和光纤引出的技术方案。它将设置在电缆通道内的光纤穿过接线柱中部经特殊加工的光缆通道引出，引出后，在接线柱边再通过一个光缆接头盒与一段光纤熔接。被熔接的光纤再从终端下部引出到终端外部。该方案中的接线柱(即导体引出棒)需要制造出光缆通道，加工复杂；另外，从终端上部接线柱的光缆通道引出的光纤还需要再熔接一段光纤，才能引出到终端外部，增加了工艺流程，操作麻烦。为了保证电缆运行时的电气及机械性能要求，一般压缩比要求在10-12的范围，也就是说其导体腔室被压接部分的电缆外径尺寸压接后将缩小10-12％。因此，压接在导体腔室内的上述复合光纤的高压电力电缆通道内的光纤很可能已经损坏，无法进行可靠的在线测量。GIS终端与户外终端有所不同，它的应力锥与绝缘套管之间一般没有间隙，应力锥外表面与绝缘套管的内表面在应力锥压紧装置的作用下形成一定的压力来保证其电气性能；无需绝缘填充液体，也无光纤可以穿过的空间。所以中国专利申请号：200710172197.7公开的户外终端处理和光纤引出的技术方案无法适用于GIS终端。

发明内容

本发明的目的是提供一种导体中心设置光纤的复合电力电缆GIS终端的应用，它解决了现有测温光纤不经绝缘套管直接引出不能监测终端的运行温度和专用于带光缆通道的电缆终端的接线柱加工复杂、操作麻烦等问题，其工艺简便、操作容易，不仅能满足确保整个电力电缆线路安全运行的在线实时温度检测、老化监测、实时故障监测预警的自动监控要求，而且可以显著提高施工作业的可靠性和效率，降低施工成本。

本发明所采用的技术方案是：该导体中心设置光纤的复合电力电缆GIS终端的应用的技术要点是：所述GIS终端是专用于导体中心设置光纤的复合电力电缆的主要由电缆导体引出棒、绝缘套管、上部密封金具、下部密封金具、套在电缆绝缘上的应力锥、气体密封筒组成的终端，具体应用的操作步骤是：

步骤一：设置所述电缆预留长度为略大于所述终端绝缘套管的高度加电缆导体引出棒的压接导体腔室的高度，按正常的施工方法去掉所述电缆预留长度的塑料护套、金属护套；

步骤二：沿轴向将所述电缆预留长度的线芯表面的电缆绝缘切除，露出所述电缆扇形导体单元绞合成的圆形分割导体；

步骤三：将所述扇形导体单元分开，把带不锈钢护套的光纤在所述圆形分割导体相邻的两扇形导体单元之间缝隙引出；

步骤四：在引出所述带不锈钢护套的光纤的位置上方，恢复所述电缆圆形分割导体的扇形导体单元的绞合形状，切除等于所述预留长度中的终端绝缘套管高度的电缆圆形分割导体，将余下的所述电缆圆形分割导体，与所述电缆导体引出棒按正常的压接方法进行压接；

步骤五：将按步骤四压接有所述电缆导体引出棒的所述电缆，按正常的施工方法，套上所述应力锥和带预留小孔的绝缘套管以及固定上部密封金具、下部密封金具和气体密封筒，将引出的位于所述导体引出棒下方的去掉不锈钢护套的裸光纤，表面擦拭清洁后，穿入所述带预留小孔的绝缘套管的预留小孔中，从所述下部密封金具的预留孔的三通管的用硅橡胶垫圈密封的直线口引出到终端外面，在所述裸光纤穿越所述下部密封金具预留孔的出口的部分套上一段尼龙热缩管，并通过所述三通管的垂直口向所述预留孔内注入绝缘胶，直至所述绝缘套管上端的小孔溢出所述绝缘胶为止，将下端三通管的注胶孔密封，最后进行终端的其他安装工作。

所述导体中心设置光纤的复合电力电缆包括将圆形导体分割成形状相同的扇形导体单元，绞合围绕成的圆形分割导体中相邻的两个扇形导体单元之间用绝缘隔层隔开，带不锈钢护套的光纤置入圆形分割导体中心围成的有固定形状的空间内，在之后的电缆制造的所有各个工序、出厂试验及电缆在施工现场铺设的过程中，上述空间都不会改变或变形。

本发明具有的优点及积极效果是：由于本发明的GIS终端与导体中心设置光纤的复合电力电缆配合使用，而该电缆又是采用本发明人的“复合电力电缆导体中心绞合光纤的方法”，利用现有的设备和常用的电缆绞合工艺加工出的符合现有超高压交联聚乙烯绝缘电力电缆标准规定的产品，其带不锈钢护套的光纤置入圆形分割导体中心围成的有固定形状的空间，在之后的电缆制造的所有各个工序、出厂试验及电缆在施工现场铺设的过程中，上述空间都不会改变或变形，置入复合电力电缆导体中心的光纤可以在该空间内沿其轴向自由地移动，所以可以在不改变现有电缆的相关连接部件结构的条件下进行安装。因此，它解决了现有测温光纤不经绝缘套管直接引出不能监测终端的运行温度和专用于带光缆通道的电缆终端的接线柱加工复杂、操作麻烦的问题。其不仅能满足确保整个电力电缆线路安全运行的在线实时温度检测、老化监测、实时故障监测预警的自动监控要求，而且GIS终端的连接工艺简便、操作容易，可以显著提高施工作业的可靠性和效率，降低施工成本。

附图说明

以下结合附图对本发明作进一步描述。

图1是本发明的一种GIS终端的结构示意图。

图2是本发明的一种具体实施方法示意图。

图中序号说明：1电缆导体引出棒、2裸光纤、3带预留小孔的绝缘套管、4应力锥、5三通管、6电缆金属护套、7下部密封金具、8电缆绝缘、9电缆圆形分割导体、10带不锈钢护套的光纤、11上部密封金具、12气体密封筒、13气体绝缘介质。

具体实施方式

根据图1～2详细说明本发明的具体结构。该导体中心设置光纤的复合电力电缆GIS终端是专用于导体中心设置光纤的复合电力电缆的主要由电缆导体引出棒1、带预留小孔的绝缘套管3、上部密封金具11、下部密封金具7、套在电缆绝缘8上的应力锥4、内置气体绝缘介质13的气体密封筒12组成的终端。

本实施例中的导体中心设置光纤的复合电力电缆是采用本发明人的“复合电力电缆导体中心绞合光纤的方法”，利用现有的设备和常用的电缆绞合工艺加工出的符合现有超高压交联聚乙烯绝缘电力电缆标准规定的产品。简单地说就是利用这种方法制造出的截面超过800平方毫米的导体中心设置光纤的复合电力电缆采用分割导体结构。它包括将圆形导体分割成形状相同的扇形导体单元，绞合围绕成的圆形分割导体9中相邻的两个扇形导体单元之间用绝缘隔层隔开，带不锈钢护套的光纤10置入圆形分割导体9的中心围成的有固定形状的空间内，在之后的电缆制造的所有各个工序、出厂试验及电缆在施工现场铺设的过程中，上述空间都不会改变或变形。

其中“复合电力电缆导体中心绞合光纤的方法”的操作步骤如下：

首先利用现有框式绞线机绞合并通过扇形压模，将圆铜单线绞合紧压成型为4-6个形状相同的扇形导体单元。其次将紧压成型的相邻的两个扇形导体单元之间用绝缘纸带隔开，再把用绝缘纸带隔开的扇形导体单元绞合成圆形分割导体9。与此同时，把带不锈钢护套的光纤10一起绞入圆形分割导体9的中心围成的有固定形状的空间内，并使带不锈钢护套的光纤10在该空间内沿其轴向自由地移动。这个有固定形状空间的有效内切圆的直径大约可达3-4毫米，在之后的电缆制造的所有其它各个工序、出厂试验及电缆在施工现场铺设的过程中，该导体中心设置光纤的复合电力电缆的上述空间都不会改变或变形。最后在圆形分割导体9的外周依次设置由半导电屏蔽层、交联聚乙烯绝缘体、绝缘半导电屏蔽层构成的电缆绝缘8、金属护套和塑料护套，即制成导体中心设置光纤的复合电力电缆。

本实施例中的GIS终端的构件，除带预留小孔的绝缘套管3预制外，其余基本采用现有终端常用的构件，其中带预留小孔的绝缘套管绝缘套管3制造过程是：首先在浇注模具内环氧树脂填充的空间内设置一个直径约10毫米的从上到下贯穿整个套管长度的钢芯；浇注完成，经过固化成型，然后在脱掉浇注模具时，将钢芯抽出，于是在绝缘套管内就形成了一个直径约10毫米的从上到下贯穿整个绝缘套管的小孔。

本发明导体中心设置光纤的复合电力电缆GIS终端的应用的具体操作步骤是：

步骤一：设置上述电缆预留长度为略大于带预留小孔的绝缘套管3的高度加电缆导体引出棒1的压接导体腔室的高度，按正常的施工方法去掉上述电缆预留长度的塑料护套、金属护套。

步骤二：沿轴向将上述电缆预留长度的线芯表面的电缆绝缘8切除，露出电缆扇形导体单元绞合成的圆形分割导体9。

步骤三：将上述扇形导体单元分开，把带不锈钢护套的光纤10在电缆圆形分割导体9相邻的两扇形导体单元之间缝隙引出。

步骤四：在引出带不锈钢护套的光纤10的位置上方，恢复电缆圆形分割导体9的扇形导体单元的绞合形状，切除等于预留长度中的带预留小孔的绝缘套管3高度的电缆圆形分割导体，将余下的电缆圆形分割导体10，与电缆导体引出棒1按正常的压接方法进行压接。

步骤五：将按步骤四压接有电缆导体引出棒1的电缆，按正常的终端施工方法，套上应力锥4和带预留小孔的绝缘套管3以及固定上部密封金具11、下部密封金具7和气体密封筒12，将引出的位于导体引出棒1下方的去掉不锈钢护套的裸光纤2，表面擦拭清洁后，穿入带预留小孔的绝缘套管3的预留小孔中，从下部密封金具7的预留孔的三通管5的用硅橡胶垫圈密封的直线口引出到终端外面，在裸光纤2穿越下部密封金具7预留孔的出口的部分套上一段尼龙热缩管，并通过三通管5的垂直口向预留孔内注入绝缘胶，直至绝缘套管上端的小孔溢出绝缘胶为止，将下端三通管5的注胶孔密封，最后进行终端的其他安装工作。

Claims (2)

1.一种导体中心设置光纤的复合电力电缆GIS终端的应用，其特征在于：所述GIS终端是专用于导体中心设置光纤的复合电力电缆的主要由电缆导体引出棒、绝缘套管、上部密封金具、下部密封金具、套在电缆绝缘上的应力锥、气体密封筒组成的终端，具体应用的操作步骤是：

步骤一：设置所述电缆预留长度为略大于所述终端绝缘套管的高度加电缆导体引出棒的压接导体腔室的高度，按正常的施工方法去掉所述电缆预留长度的塑料护套、金属护套；

步骤二：沿轴向将所述电缆预留长度的线芯表面的电缆绝缘切除，露出所述电缆扇形导体单元绞合成的圆形分割导体；

步骤三：将所述扇形导体单元分开，把带不锈钢护套的光纤在所述圆形分割导体相邻的两扇形导体单元之间缝隙引出；

步骤四：在引出所述带不锈钢护套的光纤的位置上方，恢复所述电缆圆形分割导体的扇形导体单元的绞合形状，切除等于所述预留长度中的终端绝缘套管高度的电缆圆形分割导体，将余下的所述电缆圆形分割导体，与所述电缆导体引出棒按正常的压接方法进行压接；

步骤五：将按步骤四压接有所述电缆导体引出棒的所述电缆，按正常的施工方法，套上所述应力锥和带预留小孔的绝缘套管以及固定上部密封金具、下部密封金具和气体密封筒，将引出的位于所述导体引出棒下方的去掉不锈钢护套的裸光纤，表面擦拭清洁后，穿入所述带预留小孔的绝缘套管的预留小孔中，从所述下部密封金具的预留孔的三通管的用硅橡胶垫圈密封的直线口引出到终端外面，在所述裸光纤穿越所述下部密封金具预留孔的出口的部分套上一段尼龙热缩管，并通过所述三通管的垂直口向所述预留孔内注入绝缘胶，直至所述绝缘套管上端的小孔溢出所述绝缘胶为止，将下端三通管的注胶孔密封，最后进行终端的其他安装工作。

2.根据权利要求1所述的导体中心设置光纤的复合电力电缆GIS终端的应用，其特征在于：所述导体中心设置光纤的复合电力电缆包括将圆形导体分割成形状相同的扇形导体单元，绞合围绕成的圆形分割导体中相邻的两个扇形导体单元之间用绝缘隔层隔开，带不锈钢护套的光纤置入圆形分割导体中心围成的有固定形状的空间内，在之后的电缆制造的所有各个工序、出厂试验及电缆在施工现场铺设的过程中，上述空间都不会改变或变形。

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