CN103314495A

CN103314495A - 应力控制装置

Info

Publication number: CN103314495A
Application number: CN2011800602477A
Authority: CN
Inventors: 马克·格雷弗曼; 延斯·魏克霍尔德
Original assignee: 3M Innovative Properties Co
Current assignee: 3M Innovative Properties Co
Priority date: 2010-12-17
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2013-09-18
Also published as: TW201232978A; EP2466708A1; WO2012082585A2; WO2012082585A3; BR112013014745A2; US20130248224A1; JP2013546300A; KR20130132911A; CA2821281A1; RU2013126924A; MX2013006746A

Abstract

一种用于具有中心导体（5）和接地层（15）的线缆（1）的端部的电应力控制装置，所述应力控制装置包括所述线缆（1）的端部能够插入其中的轴向孔（170）以及两个或更多个导电或半导电的应力控制层（110,120,130），所述应力控制层中至少有一部分围绕所述孔（170）同心地设置并彼此同心地设置，且特征在于，所述线缆（1）的端部能够以这样的方式在轴向方向（25）上插入所述孔（170）中，使得当在轴向纵切面中看时，与所述线缆（1）的接地层（15）相比，所述应力控制装置的应力控制层（110，120，130）在所述轴向方向（25）上朝着所述线缆（1）的末端（3）延伸得更远，并且与应力控制层（110，120，130）中径向靠内的一个相比，应力控制层（110，120，130）中径向靠外的一个在所述轴向方向上（25）朝着线缆（1）的末端（3）延伸得更远。

Description

应力控制装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制电应力，尤其是用于控制高压线缆的接线端或接头中的电应力的装置。其还涉及包括这样的装置的接线端或接头以及这样的接线端或接头的安装方法。

背景技术

高压线缆通常包括覆盖围绕中心导体的线缆绝缘材料的接地层。接地层常为半导电或导电的，并电连接到距封端的线缆末端一定距离的地电势。当线缆需要封端或与另一线缆接合时，通常向后切削绝缘材料以暴露中心导体，并进一步向后切削接地层以使其边缘与绝缘材料的末端隔开一定距离。中心导体与接地层之间的电场线集中于接地层靠近封端的线缆末端的边缘处。一方面，中心导体的暴露部分与接地层的边缘之间的较大距离降低中心导体与接地层的边缘之间的强电场中电击穿的风险。另一方面，该距离应该保持为最小，以使接线端或接头的尺寸较小，以使得其成本更低且其安装更容易。

高压线缆的接线端或接头必须管理在线缆的端部处，中心导体与接地层的边缘之间的强电场，以避免电“应力”，即，由局部放电（可能导致长期电击穿或电蚀）和界面放电引起的负面影响。由强电场对线缆的材料以及接线端或接头的材料引起这些放电。具体地讲，期望避免电场线高度集中于接地层的边缘，同时将整个接线端或接头的物理尺寸保持在合理的界限内。

已采取不同的电阻应力控制、折射应力控制、电容应力控制或几何应力控制等电场控制或应力控制方法以避免电场的集中。传统上，许多线缆接线端装置或接头装置具有应力锥，其在锥形元件的外表面上提供导电接地层。国际专利申请WO00/74191提到了包括应力锥的几何场控制。

在欧洲专利申请EP1056162中，描述了一种控制电场所引起的应力的装置，其可同时用于电容场控制（包括基本上同心地设置在内部中心导体与外部地电势之间的多个电容层）和几何场控制（包括与地电势接触地设置的应力锥）。

期望改善线缆接线端和接头的应力控制性能，以便降低电击穿的风险以及对线缆或对接线端或接头的损坏。具体地讲，期望提供应力控制手段以在较高电压下提供可靠的应力控制，而无需更多空间。本发明满足这些需求。

发明内容

在第一方面，本发明提供一种用于具有中心导体和接地层的线缆的端部的电应力控制装置。应力控制装置包括所述线缆的端部能够插入其中的轴向孔以及两个或更多个导电或半导电的应力控制层，所述的部分应力控制层至少应该围绕所述孔同心地设置并彼此同心地设置。所述线缆的端部能够以这样的方式在轴向方向上插入所述孔中，使得当在所述线缆和应力控制装置的轴向纵切面中看时，与所述线缆的接地层相比，应力控制装置的应力控制层中的至少两个在所述轴向方向上朝着线缆的末端延伸得更远，并且与应力控制层中径向靠内的一个相比，应力控制层中径向靠外的一个在所述轴向方向上朝着线缆的末端延伸得更远。

与传统应力控制装置相比，根据本发明的电应力控制装置可在更高的电压下提供改善的应力控制，而无需更多空间，因为应力控制层的边缘在轴向纵切面中落在这样的分布上，使得能够使用该应力控制装置的线缆的接地层的边缘处的电场线的集中减小。电场线的集中的减小导致线缆的接地层的边缘处的电击穿风险降低。尽管一些传统应力控制装置尝试通过在线缆的径向方向上进一步延伸的元件（例如，应力锥）来减小电场线的集中，但根据本发明的电应力控制装置使用应力控制层，其较薄，并且在径向方向上不会显著延伸。因此，使用这样的层可允许应力控制装置的直径不会显著大于传统应力控制装置的直径，同时能更有效地减小电场线的集中。

根据本发明的电应力控制装置包括线缆的末端能够插入其中的轴向孔。所述孔的直径可被选择为使得其足够大，以允许线缆的端部插入，并使得应力控制装置与线缆的端部之间紧密贴合，从而应力控制装置相对于线缆处于明确限定的径向位置。然而，所述孔的直径可大于线缆的端部，并可使用（例如）在线缆上滑动的间隔装置，以允许应力控制装置相对于线缆处于明确限定的径向位置。所述孔可具有圆柱形形状，并且可从应力控制装置的一端延伸至应力控制装置的另一端。

在根据本发明的应力控制装置中，应力控制层的至少一些部分围绕所述孔同心地设置并彼此同心地设置。例如，一个应力控制层可在纵向方向上比另一应力控制层远离线缆末端延伸得更远，从而仅所述一个应力控制层的一部分与所述另一应力控制层同心地设置。例如，应力控制层可具有开口或狭缝或凸起，从而仅应力控制层的不包括那些开口或狭缝或凸起的那些部分围绕所述孔同心地设置并彼此同心地设置。应力控制层可为导电或半导电管，或者导电或半导电涂漆层，或者导电或半导电挤出层或者导电或半导电共挤出层。例如，应力控制层可包括弹性体，类似例如硅树脂、天然橡胶或乙烯丙烯二烯单体。应力控制层可包括碳粒物质以提供导电性。

线缆的端部可以这样的方式插入根据本发明的电应力控制装置的所述孔中，使得在线缆和应力控制装置的一个特定轴向纵切面中，与线缆的接地层相比，应力控制装置的应力控制层中的至少两个朝着线缆的末端延伸得更远，并且与应力控制层中径向靠内的一个相比，应力控制层中径向靠外的一个在所述轴向方向上朝着线缆的末端延伸得更远。以相同的创新布置方式，但在围绕中心导体的中心线所形成的轴线在不同的角位置截取的另一轴向纵切面中，这些条件中的一者或二者可能不满足。例如，与线缆的接地层相比，并非应力控制装置的应力控制层中的至少两个朝着线缆的末端延伸得更远，或者又如，与应力控制层中径向靠内的一个相比，并非应力控制层中径向靠外的一个在所述轴向方向上朝着线缆的末端延伸得更远。

在本发明的另一方面，线缆可以这样的方式在轴向方向上插入所述孔中，使得线缆的接地层以及应力控制装置的应力控制层中的至少两个的相应边缘在轴向纵切面中落在凸型分布上。已知电容器片的凸型分布可减少那些片的边缘处的电场线的集中，从而降低其边缘之间电击穿的风险。将相同的原理应用于轴向纵切面中，线缆的接地层和应力控制层的边缘，即，形成离散凸型分布的接地层和应力控制层的边缘的位置，也可减少接地层的边缘处的电场线的集中，从而降低可使用该应力控制装置的线缆的中心导体与接地层之间电击穿的风险。凸型分布通常是这样的分布：在轴向纵切面中，随着距线缆的末端的距离减小，逐渐远离线缆的中心导体弯曲。凸型分布可以是线缆和应力控制装置的轴向纵切面中的线条，包括直线段。其可包括或可不包括曲线段。凸型分布的曲率半径可沿着该分布变化。

在本发明的另一方面，线缆可以这样的方式在轴向方向上插入所述孔中，使得接地层以及应力控制层中的至少两个的相应边缘在轴向纵切面中落在罗戈夫斯基分布（Rogowski profile）上。已知根据特定罗戈夫斯基分布成形的电容器片可减少那些片的边缘处的电场线的集中，从而降低其边缘之间电击穿的风险。将相同的罗戈夫斯基原理应用于轴向纵切面中，线缆的接地层和用于该线缆的应力控制装置的应力控制层的边缘同样可减少接地层的边缘处的电场线的集中，从而降低线缆的中心导体与接地层的边缘之间电击穿的风险。因此，罗戈夫斯基分布由线缆和应力控制装置的轴向纵切面中，线缆接地层和应力控制层的边缘的离散端点构成。

在本发明的另一方面，罗戈夫斯基分布是电势ψ等于或大于0.1π的罗戈夫斯基分布。电势ψ的值等于或大于0.1π的罗戈夫斯基分布可明显降低电击穿风险，或者可有助于减小应力控制装置的尺寸。ψ小于0.1π的罗戈夫斯基分布具有非常平的形状，将在线缆的轴向方向上延伸得非常远。线缆接地层的边缘和应力控制层的边缘形成ψ小于0.1π的罗戈夫斯基分布的应力控制装置对于许多实际用途而言可能太长。

在本发明的另一方面，罗戈夫斯基分布是电势ψ小于(5/6)π的罗戈夫斯基分布。ψ的值小于(5/6)π的罗戈夫斯基分布可明显降低电击穿风险。

在本发明的另一方面，不导电或半导电的隔层设置在两个以上应力控制层部分之间。这样的隔层可允许精确控制其所在两侧的应力控制层之间的距离。应力控制层的边缘由此可在径向方向上更精确地设置，这可降低使用应力控制装置的线缆的中心导体和接地层之间电击穿的风险。例如，隔层可包括硅树脂。所述硅树脂可基于硅橡胶。所述硅树脂可填充碳粒。例如，隔层可包括乙烯丙烯二烯单体（M级）橡胶。例如，隔层可包括比电阻介于10⁹Ωcm和10¹⁶Ωcm之间的材料。

在另一方面，隔层包括可挤出的聚合物材料。隔层能够被挤出，这可允许以较低的成本制造隔层和整个应力控制装置。例如，可挤出的聚合物材料包括硅树脂。所述硅树脂可基于硅橡胶。所述硅树脂可填充碳粒。例如，可挤出的聚合物材料包括乙烯丙烯二烯单体（M级）橡胶。例如，可挤出的聚合物材料具有介于10⁹Ωcm和10¹⁶Ωcm之间的比电阻。

在本发明的另一方面，应力控制层之一适于置于地电势上。接地的应力控制层可进一步降低使用应力控制装置的线缆的中心导体和接地层之间电击穿的风险，因为接地的应力控制层能有效地防止接地层边缘处的电场集中。例如，应力控制层可通过包括外部可触及的部分而适于置于地电势上，导电胶带可缠绕在该部分上。胶带的另一端可与包括应力控制装置的接线端装置或接头的接地的屏蔽编织物电接触。

在本发明的另一方面，应力控制层之一适于置于浮动电势上。将应力控制层之一置于浮动电势上可降低未紧挨着接地层的边缘的那部分线缆中的电击穿风险。例如，应力控制层可通过将其嵌入不导电材料中或通过围绕其缠绕不导电膜或胶带而适于置于浮动电势上。

在另一方面，本发明提供一种包括如上所述的电应力控制装置的高压接线端装置或高压线缆接头。包括根据本发明的电应力控制装置的高压接线端装置或线缆接头可降低使用该高压接线端装置或线缆接头的线缆的中心导体与接地层之间电击穿的风险，同时需要很少的空间。

在本发明的另一方面，包括如上所述的电应力控制装置的高压接线端装置或高压线缆接头至少部分地为弹性的。弹性可允许高压接线端装置或高压线缆接头围绕插入高压接线端装置或高压线缆接头中的线缆紧密贴合。选择的接线端装置或线缆接头的内径和/或线缆的外径能使得接线端装置或线缆接头可与线缆形成密封，这可阻止水渗入接线端装置或接头中。

在另一方面，本发明提供一种将接线端装置或线缆接头安装在线缆的端部上的方法，所述方法包括步骤：提供包括如上所述的电应力控制装置的接线端装置或线缆接头；提供包括中心导体和接地层的线缆端部；将线缆的端部以这样的方式在轴向方向上插入应力控制装置的所述孔中，使得当在轴向纵切面中看时，与线缆的接地层相比，应力控制装置的应力控制层在所述轴向方向上朝着线缆的末端延伸得更远，并且与应力控制层中径向靠内的一个相比，应力控制层中径向靠外的一个在所述轴向方向上朝着线缆的末端延伸得更远。

在另一方面，本发明提供一种将接线端装置或线缆接头安装在线缆的端部上的方法，所述方法包括步骤：提供包括如上所述的电应力控制装置的接线端装置或线缆接头；提供包括中心导体和接地层的线缆的端部；将线缆的端部以这样的方式在轴向方向上插入应力控制装置的所述孔中，使得线缆的接地层以及应力控制装置的应力控制层中的至少两个的相应边缘在轴向纵切面中落在凸型分布上。

在另一方面，本发明提供一种将接线端装置或线缆接头安装在线缆的端部上的方法，所述方法包括步骤：提供包括如上所述的电应力控制装置的接线端装置或线缆接头；提供包括中心导体和接地层的线缆的端部；将线缆的端部以这样的方式在轴向方向上插入应力控制装置的所述孔中，使得线缆的接地层以及应力控制装置的应力控制层中的至少两个的相应边缘在轴向纵切面中落在罗戈夫斯基分布上。

附图说明

现在将参考以下对本发明的特定实施例进行举例说明的附图来更详细地描述本发明：

图1线缆的端部的轴向纵切面透视图；

图2电容器片之间及周围的等势线的示意图；

图3包括根据本发明的应力控制装置的线缆接线端的轴向纵切面；

图4线缆的端部和包括根据本发明的应力控制装置的线缆接线端的轴向纵切面透视图；和

图5包括根据本发明的应力控制装置的线缆和线缆接线端的端部的更详细的轴向纵切面透视图。

具体实施方式

本发明的各种实施例在下文中进行描述并在附图中示出，其中类似的元件具有相同的参考标号。

图1所示的是纵切面透视图示出的典型高压线缆1的端部。为了图清晰，放大了一些径向尺寸。线缆1包括位于线缆1的中心的高压导体5或中心导体5，其可传导高压电流。在该图中，线缆1的末端3位于中心导体5末端。线缆1的端部是包括接地层15的边缘30附近的那部分线缆1以及介于接地层15的边缘30与线缆1的末端3之间的那部分线缆1。绝缘层10围绕中心导体5同心地设置。半导电或导电的接地层15围绕绝缘层10同心地设置。接地层15有时也称为屏蔽层。接地层15连接到进一步远离线缆1的末端3的位置处的地电势，此位置在图中未示出。线缆1的最外层是不导电的线缆外壳20或线缆护套20。

线缆1已做好准备封端或与第二线缆（未示出）接合。该准备涉及向后切削部分护套20、部分接地层15以及部分绝缘层10，使得中心导体5 暴露并可固定到接线端或连接器（未示出）。接地层15已被部分地移除，使得其在线缆的轴向方向上（箭头25所示方向）延伸直至边缘30。接地层15的边缘30与暴露的中心导体5隔开足够的距离，使得在操作线缆时，接地层15与中心导体5之间不会存在电击穿或放电的风险。继而，移除线缆护套20直至足够远离接地层15的边缘30的点，使得接地层15可靠近边缘30电接触。

在图示实施例中，接地层15由绝缘层10的外表面上的半导体材料构成。在该实施例中，半导体材料是填充有碳颗粒物的交联聚乙烯或XLPE。接地层15与线缆1的绝缘层10共挤出。或者，接地层15也可包括金属箔。该金属箔可围绕绝缘层10缠绕。例如，接地层15可包括铝箔，如缠绕铝箔。通常，接地层15可为半导电或导电的。

图2所示的是由距第二电容器片230的水平距离和表面高度决定的第一电容器片220的边缘210处的电场的等势线200。第一电容器片220是半无限电容器片，第二电容器片230是无限电容器片。第一电容器片220和第二电容器片230组合以形成电容器。第二电容器片230位于表面高度零处。第一电容器片220的边缘210位于表面高度3.1（电容器片220、230之间的距离）和水平距离零处。电容器片220、230之间的距离用作该示意图的x轴和ψ轴的标度，因此这些轴没有标任何长度单位。电容器片220从水平距离-∞水平延伸至零。罗戈夫斯基分布是第一电容器片220的边缘210附近的等势线200。ψ的各值表示等势线200，因此表示罗戈夫斯基分布。

在设计真实（即，有限）的电容器片时，已知由罗戈夫斯基型无限/半无限电容器片布置方式的一些等势线200来表示真实电容器片的有利形状，使得片的边缘附近的片之间电击穿的风险降低。已知根据特定罗戈夫斯基分布成形的第一电容器片的优点在于：在与第一片的边缘相邻的空间中第一片和第二片之间的电场不强于进一步远离第一片的边缘的地方片之间的电场，并且第一电容器片的边缘处的电场的集中降低，使得在第一片的边缘区域中片之间电击穿的风险最小化。

罗戈夫斯基分布数学上常常由2维平面中的空间坐标(x;y)的隐式公式描述：

其中

A=几何归一化参数，

ψ=电势。

已知具有根据特定罗戈夫斯基分布的等势线200的形状的电容器片具有改善的抗电击穿性。等势线200和对应罗戈夫斯基分布的实际形状取决于选择的电势ψ。对于ψ的每一值，等势线200的形状不同，这可从图2看出。已知根据ψ=π/2的罗戈夫斯基分布成形的电容器片在片的边缘区域提供良好的电击穿保护。还已知根据ψ=(2/3)π的罗戈夫斯基分布成形的电容器片仍提供良好的击穿保护，而根据ψ≥(5/6)π的罗戈夫斯基分布成形的电容器片通常被认为不再提供可接受的击穿保护。

电容器片成形的罗戈夫斯基原理可应用于应力控制装置，其可确定插入应力控制装置中的线缆1的中心导体5与导电接地层15之间的电场的集中。

线缆1的端部的接地层15的边缘30可设置在应力控制装置中，使得当在轴向纵切面中看时，接地层15的边缘30和应力控制装置的导电应力控制层的边缘位于罗戈夫斯基分布上。在图3和图4的上下文中更详细地说明本发明的这一方面。

对于给定距离，在线缆1和应力控制装置100的轴向纵切面中，在中心导体5与接地层15之间，特定电势ψ的等势线200，即，特定电势ψ的罗戈夫斯基分布的形状可以已知方式通过求解上面给定的x和y的已知隐式公式来导出。W.罗戈夫斯基的原始论文（“Die elektrische Festigkeit am Rande des Plattenkondensators”，Archiv für Elektrotechnik，第七卷，1923）给出了针对电容器片之间的给定距离计算合适的分布的方式。

另外，不同于罗戈夫斯基分布的其他凸型分布可一定程度上减少电击穿风险。因此，根据本发明的另一方面，线缆1的端部的接地层15的边缘30可设置在应力控制装置中，使得当在轴向纵切面中看时，接地层15的边缘30和应力控制装置的导电应力控制层的边缘位于凸型分布上。

图3是包括根据本发明的应力控制装置100的线缆接线端50的轴向纵切面示意图。接线端50的最外层为绝缘层60。绝缘层60围绕所谓的高K层70同心地设置，该高K层为绝缘层60与可使用接线端50的高压线缆1的高压中心导体5之间的电场控制提供某种程度的导电性。高K层70常常包括碳粒，所述碳粒在该层70中提供一定程度的导电率。

在这里所示的实施例中，应力控制装置100包括两个导电应力控制层110、120以及两个绝缘隔层138、140。应力控制层110、120和隔层138、140围绕轴向孔170同心地设置，线缆1的端部，例如，图1所示的线缆1的端部可插入该轴向孔中。作为另外一种选择，隔层138、140中的一个或若干或全部可为半导电的，例如包括在该层中提供一定程度的导电率的碳粒的高K层。

径向靠内的应力控制层110或内应力控制层110围绕轴向孔170同心地设置。其在箭头25所指示的轴向方向上延伸直至边缘115。径向靠外的应力控制层120或外应力控制层120围绕轴向孔170同心地设置，并且围绕内应力控制层110同心地设置，以使得应力控制层110、120彼此同心地设置。外应力控制层120在箭头25所指示的轴向方向上延伸直至边缘125。外应力控制层120在箭头25所指示的轴向方向上延伸得比内应力控制层110远。

内应力控制层110通过内隔层140与孔170分离开，该内隔层围绕孔170同心地设置，并轴向延伸超过内应力控制层110的边缘115。外应力控制层120通过另一外隔层138与内应力控制层110分离开，该外隔层围绕内应力控制层110、内隔层140和孔170同心地设置。外隔层138轴向延伸超过外应力控制层110的边缘125。内隔层140和外隔层138均具有一定程度的导电性，其相对介电常数介于ε_R=10和ε_R=30之间。应力控制层s110、120均通过相应的导电胶带来电连接到地电势，所述导电胶带单独地缠绕在各应力控制层110、120的外部可触及部分上并且还缠绕在接线端装置50的接地屏蔽编织物上，这些外部可触及部分以及胶带更靠近左侧设置，图中未示出。作为另外一种选择，应力控制层110、120中的一个或多个可不电连接，因而处于浮动电势。

绝缘层60、高K层70、应力控制层110、120以及隔层138、140为弹性的。由于这些层是弹性的，整个线缆接线端50是弹性的。当将线缆1插入孔170中时（其中线缆1的线缆护套20的外径略大于孔170的内径），接线端50在插入过程中由于其弹性而略微伸展，并在插入之后紧紧地围绕线缆护套20贴合。这可防止水渗入接线端50中。

线缆1的端部可以这样的方式在箭头25的轴向方向上插入孔170中，使得与接地层15相比，应力控制层110、120在该箭头25的轴向方向上朝着线缆1的末端3延伸得更远。

线缆1的端部可以这样的方式在箭头25的轴向方向上插入孔170中，使得线缆1的接地层15和应力控制层110、120延伸直至相应的边缘30、115、125，在线缆1和应力控制装置100的轴向纵切面中，所述边缘落在凸型分布160上。在图示实施例中，凸型分布160是罗戈夫斯基分布160。

分布是指线缆1和应力控制装置100的轴向纵切面的半平面中的平滑线条，该线条经过接地层15的边缘30并经过应力控制层110、120的边缘115、125，其中所述半平面的边缘由线缆1的中心导体5的中心线形成。轴向纵切面包含中心导体5的中心线。

图4是高压线缆1的端部和包括根据本发明的应力控制装置100的线缆接线端50的轴向纵切面透视图。纵切面的断面在两个平面中。线缆1具有接地层15，该接地层在箭头25所指示的轴向方向上延伸至边缘30。此应力控制装置100具有延伸至相应的边缘115、125、135的三个应力控制层110、120、130。线缆1的接地层15通过绝缘层10与线缆1的中心导体5分离开。接地层15的边缘30以及应力控制层110、120、130的边缘115、125、135在图示轴向纵切面中位于凸型分布160上，具体地讲，位于罗戈夫斯基分布160上。该罗戈夫斯基分布160的ψ的值大约为0.4π。该图示出线缆1以这样的方式在轴向方向25上插入应力控制装置100的孔170中，使得与接地层15相比，应力控制层110、120、130在轴向方向25上朝着线缆1的末端3延伸得更远。还可从该图看出，与应力控制层110相比，应力控制层120在轴向方向25上朝着线缆的末端3延伸得更远。相对于彼此，应力控制层120是径向靠外的应力控制层，应力控制层110是径向靠内的应力控制层，因为与应力控制层120相比，应力控制层110位于距轴向孔170的中心线较小的半径处。因此，在此实施例中，与应力控制层110、120、130中径向靠内的一个相比，应力控制层110、120、130中径向靠外的一个在所述轴向方向25上朝着线缆1的末端3延伸得更远。类似地，应力控制层120是相对于应力控制层130径向靠内的应力控制层，应力控制层130是相对于应力控制层120和应力控制层110径向靠外的应力控制层。

图4所示的根据本发明的应力控制装置100的实施例具有三个应力控制层110、120、130，其边缘115、125、135落在凸型分布160上。因此，与图3所示的仅具有两个应力控制层110、120的实施例相比可更好地降低电击穿的风险。

可以想到，作为另外一种选择，应力控制装置100可具有四个、五个、六个或更多个应力控制层110、120、130。全部110、120、130控制层或其中一些可被设置为使得线缆1的端部能够以这样的方式在轴向方向25上插入孔170中：当在线缆1和应力控制装置的轴向纵切面中看时，与线缆1的接地层15相比，应力控制装置的所有应力控制层110、120、130在所述轴向方向25上朝着线缆1的末端3延伸得更远，并且与应力控制层110、120、130中径向靠内的一个相比，应力控制层110、120、130中径向靠外的一个在所述轴向方向25上朝着线缆1的末端3延伸得更远。与图3所示仅具有两个应力控制层110、120的实施例相比，如这里所述设置的更多数量的应力控制层110、120、130可进一步降低电击穿的风险。类似地，与图3所示仅具有两个应力控制层110、120的实施例相比，以这样的方式设置的更多数量的应力控制层110、120、130可进一步降低电击穿的风险：线缆1的接地层15以及所有应力控制层110、120、130延伸直至相应的边缘30、115、125、135，所述边缘在轴向纵切面中落在凸型分布160上。如果所有应力控制层110、120、130以这样的方式设置，使得线缆1的接地层15以及所有应力控制层110、120、130延伸直至相应的边缘30、115、125、135，所述边缘在轴向纵切面中落在罗戈夫斯基分布160上，则击穿风险甚至可进一步降低。

在图4中，示出应力控制装置100被包括在线缆接线端50中。作为另外一种选择，应力控制装置100可被包括在可用于线缆1的端部的其他装置中，类似例如线缆接头或套管。

图5是图4的线缆接线端50的纵切面透视图，以示出另外的细节。需要指出的是一些尺寸为了清晰起见有所夸大。在接地层15与线缆护套20之间，线缆1具有屏蔽线180的网片，其缠绕在接地层15周围并与接地层15电接触。图4中未示出屏蔽线180。在准备线缆1的接线端时，从进入接线端50的线缆端部51的线缆1的端部移除屏蔽线180并向后拉，以使得仅接线端50内部的一小部分线缆1被屏蔽线180覆盖。线缆护套20向接线端50中延伸较小距离，以使得接线端50的线缆端部51与线缆护套20之间可获得防水密封。线缆接线端50由弹性材料制成。孔170的直径被选择为足够小，以使得接线端50的线缆端部51围绕线缆的线缆护套20贴合并与线缆护套20形成防水密封。

线缆接线端50还包括具有大致三角形轮廓的多个圆翼190。其目的在于使从连接器端部52到线缆接线端50的线缆端部51的表面泄露电流最小化。

该图还示出附接到线缆1的中心导体5的的线缆凸耳200。凸耳200 包括孔210以用于附连至电设施（未示出）。另外的弹性管（未示出）通常设置在接线端50的连接器末端52以及靠近接线端50的那部分凸耳200上，以对这两个元件的连接进行机械保护并防止水进入接线端50中。

Claims

1.一种用于线缆（1）的端部的电应力控制装置，所述线缆具有中心导体（5）和接地层（15），

所述应力控制装置包括所述线缆（1）的所述端部能够插入其中的轴向孔（170）、以及

两个或更多个导电或半导电的应力控制层（110，120，130），所述应力控制层中至少有一部分围绕所述孔（170）同心地设置并且彼此同心地设置，

其特征在于：

所述线缆（1）的所述端部能够以这样的方式在轴向方向（25）上插入所述孔（170）中，使得当在所述线缆（1）和所述应力控制装置的轴向纵切面中看时，与所述线缆（1）的所述接地层（15）相比，所述应力控制装置的所述应力控制层（110，120，130）中的至少两个在所述轴向方向（25）上朝着所述线缆（1）的末端（3）延伸得更远，并且

与所述应力控制层（110，120，130）中径向靠内的一个相比，所述应力控制层（110，120，130）中径向靠外的一个在所述轴向方向（25）上朝着所述线缆（1）的所述末端（3）延伸得更远。

2.根据权利要求1所述的电应力控制装置，其中所述线缆（1）能够以这样的方式在轴向方向（25）上插入所述孔（170）中，使得所述线缆（1）的所述接地层（15）以及所述应力控制装置的所述应力控制层（110，120，130）中的至少两个的相应的边缘（30，115，125，135）在轴向纵切面中落在凸型分布（160）上。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的电应力控制装置，其中所述线缆（1）能够以这样的方式在轴向方向（25）上插入所述孔（170）中，使得所述接地层（15）以及所述应力控制层（110，120，130）中的至少两个的相应边缘（30，115，125，135）在轴向纵切面中落在罗戈夫斯基分布（160）上。

4.根据权利要求3所述的电应力控制装置，其中所述罗戈夫斯基分布（160）是其中电势ψ等于或大于0.1π的罗戈夫斯基分布。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的电应力控制装置，其中所述罗戈夫斯基分布（160）是其中电势ψ小于(5/6)π的罗戈夫斯基分布。

6.根据前述权利要求中任一项所述的电应力控制装置，其中不导电或半导电的隔层（138，140）设置在所述应力控制层（110，120，130）中的两个的至少部分之间。

7.根据权利要求6所述的电应力控制装置，其中所述隔层（138，140）包括可挤出的聚合物材料。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电应力控制装置，其中所述应力控制层（110，120，130）之一适于置于地电势上。

9.根据前述权利要求中任一项所述的电应力控制装置，其中所述应力控制层（110，120，130）之一适于置于浮动电势上。

10.高压接线端装置（50）或高压线缆接头（50），包括前述权利要求中任一项所述的电应力控制装置。

11.根据权利要求10所述的高压接线端装置（50）或高压线缆接头（50），其中所述高压接线端装置（50）或高压线缆接头（50）至少部分地为弹性的。

12.将高压接线端装置（50）或高压线缆接头（50）安装在线缆（1）的端部上的方法，所述方法包括步骤

a)提供包括根据权利要求1至权利要求9中任一项所述的电应力控制装置的接线端装置（50）或线缆接头（50），

b)提供包括中心导体（5）和接地层（15）的线缆（1）的端部，

c)将线缆（1）的端部以这样的方式在轴向方向（25）上插入所述应力控制装置的所述孔（170）中，使得当在轴向纵切面中看时，与线缆（1）的接地层（15）相比，所述应力控制装置的应力控制层（110,120,130）在所述轴向方向（25）上朝着线缆（1）的末端（3）延伸得更远，并且

与应力控制层（110，120，130）中径向靠内的一个相比，应力控制层（110，120，130）中径向靠外的一个在所述轴向方向（25）上朝着线缆（1）的末端（3）延伸得更远。