CN102882179A - 26/35kV或27.5kV硅橡胶冷缩式直通接头 - Google Patents
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Abstract
一种26/35kV或27.5kV电气化铁道系统的硅橡胶冷缩式直通接头，包括绝缘层，在所述绝缘层的外表面上设有外屏蔽层，在所述绝缘层中部内壁上复合有均压管，在所述绝缘层两端内壁上各设有一个应力锥，在所述均压管的两端各设有一个双锥结构，每个所述双锥结构包括一个向外扩张的内锥和一个外锥，所述内锥和外锥之间通过一段直径大于均压管的内径的圆管过渡连接。本发明通过改进均压管结构进行优化电场分布，避免均压管端部及沿界面切向处出现电场集中现象，有效减小其电场强度，均衡电场，合理并有效的恢复电缆内半导电层；从而提升直通接头电气性能，减少事故率，长期保障电路系统的稳定运行。
Description
技术领域
本发明涉及一种可优化电场分布，改善均压管端部的电场分布及沿界面切向处的电场强度，为26/35kV电力系统、27.5kV电气化铁道系统提供电气性能优良稳定的硅橡胶冷缩式直通接头。
背景技术
硅橡胶冷缩式直通接头（俗称电缆中间接头），是由应力锥、均压管、绝缘层和外屏蔽层复合构成的一个整体；用于电力系统线路，连接两根电缆形成连续电路的附件。
现有的硅橡胶冷缩式直通接头如图4所示，包括绝缘层300，在所述绝缘层300的外表面上设有外屏蔽层400，在所述绝缘层300中部内壁上复合有均压管200，在所述绝缘层300两端内壁上各设有一个应力锥100。这种硅橡胶冷缩式直通接头适用于26/35kV电力系统的电缆连接时常出现质量不稳定，造成电力事故，更不适合于作为27.5kV电气化铁道系统电缆的中间接头使用。其主要原因是目前各厂家生产的26/35kV或27.5kV电缆中间接头的均压管200的壁厚一般为4～6mm，且均压管200的端部为简单的圆弧过渡，由于受到均压管200的壁厚的限制，所述圆弧半径小于6mm，因此，造成硅橡胶冷缩式直通接头无法进行电场的均衡分布、电应力的疏散；以及无法解决电晕的产生，致使存在电位差，使绝缘层300易被破坏；从而形成由均压管200将外屏蔽层400击穿或沿电缆绝缘表面向外屏蔽层400击穿的问题；从而造成产品质量不稳定，加大事故率，且无法保证长期运行，进而给供电部门及广大用户造成不便及损失。
发明内容
为了合理并有效的进行电场优化，使电场均匀分布，有效提升26/35kV或27.5kV硅橡胶冷缩式直通接头耐受交流电压和冲击电压水平等电气性能，从而减少事故率并保证长期运行的稳定性；本发明提供一种26/35kV硅橡胶冷缩式直通接头；该冷缩式直通接头均压管结构不仅能优化电缆导体连接处的高压电场，使其均匀分布，合理有效的进行电缆内半导电层的恢复；并且可以同时满足26/35kV电力系统和27.5kV电气化铁道系统所用的对硅橡胶冷缩式直通接头的性能要求，完全满足26/35kV电力系统和27.5kV电气化铁道系统挤包绝缘电力电缆的接续工作，其电气性能完全符合并超越GB/T12706.4标准的规定要求。
本发明的技术方案是向社会提供一种26/35kV或27.5kV硅橡胶冷缩式直通接头，包括绝缘层，在所述绝缘层的外表面上设有外屏蔽层，在所述绝缘层中部内壁上复合有均压管，在所述绝缘层两端内壁上各设有一个应力锥，在所述均压管的两端各设有一个双锥结构，每个所述双锥结构包括一个向外扩张的内锥和一个外锥，所述内锥和外锥之间通过一段直径大于均压管的内径的圆管过渡连接。
作为对本发明的改进，所述内锥包括第一内锥和第二内锥，所述第一内锥和第二内锥过渡平滑连接，所述第一内锥和第二内锥的中剖面的弧线大体上呈“S”形。
作为对本发明的改进，所述外锥的中剖面的弧线由第一弧线和第二弧线过渡平滑连接而成，大体上呈“U”字形。
作为对本发明的改进，所述绝缘层是用混炼绝缘硅橡胶制成。
作为对本发明的改进，所述应力锥、均压管和外屏蔽层均是由半导电硅橡胶制成。
本发明由于采用了将均压管内表面端部设计成台阶状，形成二锥结构，其增加了均压管内表面端部圆弧过渡距离，即整体增加了过渡圆弧半径；通过二锥结构可有效控制电缆内半导电层切断处的电应力分布，并减少其沿界面的切向场强，达到改善电场的分布，避免电场集中于均压管内表面端部，使均压管内表面为均匀电场，即等位电场；另，均压管外表面端部设计加大的半径圆弧过渡，避免电场集中，结合均压管内表面端部的二锥结构，使电场均匀分布，即将高压电场均匀屏蔽于均压管内部，由于均压管外表面为圆滑结构，故均压管内、外表面电场一致，形成等位电场，合理并有效的恢复电缆内半导电层。
本发明的均压管长度设计可在180-250mm选取，均压管的厚度可在8-12mm选取；这样，设计长度与厚度充足，适用于多种规格的电缆截面与连接管。
本发明的绝缘层厚度设计可以16-20mm选取，可确保绝缘强度，提高交流耐压裕度；制作时先将应力锥、均压管及外屏蔽层制作完成后，再进行绝缘层的注射制作复合构成一整体；可以保证直通接头在注射制作时的绝缘密度、减少气泡的产生、层与层之间的复合强度，从而提升产品的绝缘性能及减小局部放电量。
本发明通过改进均压管结构进行优化电场分布，避免均压管端部及沿界面切向处出现电场集中现象，有效减小其电场强度，均衡电场；从而提升直通接头电气性能，减少事故率，长期保障电路系统的稳定运行。
附图说明
图1是本发明的中剖平面结构示意图。
图2是本发明产品电应力及电场控制效果模拟示意图剖面图。
图3是本发明产品通电运行效果模拟示意图剖面图。
图4是现有的硅橡胶冷缩式直通接头的结构示意图。
具体实施方式
请参见图1至图3，图1至图3揭示的是一种26/35kV或27.5kV硅橡胶冷缩式直通接头,包括绝缘层3，在所述绝缘层3的外表面上设有外屏蔽层4，在所述绝缘层3中部内壁上复合有均压管2，在所述绝缘层3两端内壁上各设有一个应力锥1，在所述均压管2的两端各设有一个双锥结构21，每个所述双锥结构21包括一个向外扩张的内锥211和一个外锥212，所述内锥211和外锥212之间通过一段直径大于均压管2的内径的圆管213过渡连接。所述均压管2的长度可在180-250mm之间选取，均压管2的厚度可在8-12mm之间选取；均压管的长度与厚度充足，适用于多种规格的电缆截面与连接管。本发明中，所述绝缘层3的厚度可以16-20mm之间选取；所述圆管213的长度可以3-8mm之间选取。
本发明中，所述内锥211包括第一内锥2111和第二内锥2112，所述第一内锥2111和第二内锥2112过渡平滑连接，所述第一内锥2111和第二内锥2112的中剖面的弧线大体上呈“S”形，采用“S”形弧线结构可以大大地提高均匀电场能力。所述外锥212的中剖面的弧线由第一弧线2121和第二弧线2122过渡平滑连接而成，大体上呈“U”字形，双锥结构的设计，使得本发明各项电气指大大地提高，具体果见表一。本发明中，所述绝缘层3是用混炼绝缘硅橡胶制成。所述应力锥1、均压管2和外屏蔽层4均是由半导电硅橡胶制成。
从图2可以看出，本发明通过均压管2内表面端头二锥结构，以及第二锥的第二弧线2122可将电缆内半导电层切断口处的电应力进行疏散，控制电场分布，从而避免由于电应力集中而形成应力环所产生的问题；同进还可将电缆导体连接处高压电场段进行均压，使其均匀分布。
本发明通过应力锥1可将电缆外半导电层切断口处的电应力进行疏散，控制电场分布，从而避免由于电应力集中而形成应力环所产生的问题；使电场均匀分布。如图中电应力线5和电场线6所示。
从图3可以看出，本发明通过均压管2内表面端头二锥结构，以及第二锥的第二弧线2122可将电缆内半导电层切断口处的电应力进行疏散，控制电场分布;将电缆导体7连接处高压电场段进行均匀分布，使均压管2内、外表面电场一致，无电位差，合理有效恢复电缆内半导电层10；结合应力锥1解决控制外半导电层切断口处的电场分布，使直通接头整体电场均匀化，即形成等位电场。图中可以明显地看出电场等位线及走向9是非常均匀的。两电缆之间是连接管8。
表一 硅橡胶直通接头测试表
结论：根据GB/T12706.4相关标准要求对以上两种类型直通接头进行测试，分别测试10根；测试结果表明，本发明的改进型硅橡胶冷缩式直通接头电气性能符合并超越GB/T12706.4标准要求，满足于26/35kV电力系统和27.5kV电气化铁道系统用直通接头。
Claims (5)
1.一种26/35kV或27.5kV的硅橡胶冷缩式直通接头，包括绝缘层（3），在所述绝缘层（3）的外表面上设有外屏蔽层（4），在所述绝缘层（3）中部内壁上复合有均压管（2），在所述绝缘层（3）两端内壁上各设有一个应力锥（1），其特征在于，在所述均压管（2）的两端各设有一个双锥结构（21），每个所述双锥结构（21）包括一个向外扩张的内锥（211）和一个外锥（212），所述内锥（211）和外锥（212）之间通过一段直径大于均压管（2）的内径的圆管（213）过渡连接。
2.根据权利要求1所述的26/35kV或27.5kV硅橡胶冷缩式直通接头，其特征在于，所述内锥（211）包括第一内锥（2111）和第二内锥（2112），所述第一内锥（2111）和第二内锥（2112）过渡平滑连接，所述第一内锥（2111）和第二内锥（2112）的中剖面的弧线大体上呈“S”形。
3.根据权利要求1或2所述的26/35kV或27.5kV硅橡胶冷缩式直通接头，其特征在于，所述外锥（212）的中剖面的弧线由第一弧线（2121）和第二弧线（2122）过渡平滑连接而成，大体上呈“U”字形。
4.根据权利要求1或2所述的26/35kV或27.5kV硅橡胶冷缩式直通接头，其特征在于，所述绝缘层（3）是用混炼绝缘硅橡胶制成。
5.根据权利要求1或2所述的26/35kV或27.5kV硅橡胶冷缩式直通接头，其特征在于，所述应力锥（1）、均压管（2）和外屏蔽层（4）均是由半导电硅橡胶制成。
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