CN104535910B - 一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置，包括：电缆连接夹具，包括两个分别用于装夹电缆两端的夹头；高压引出杆，与电缆连接夹具连接，用于为电缆两端施加试验电压；壳体，内部设有绝缘组件，包括用于容纳高压引出杆的高压套管以及用于容纳电缆连接夹具和用于电缆穿设的金属罐；电缆加热组件，与电缆连接，用于加热电缆。与现有技术相比，本发明采用电缆连接夹具分别装夹电缆两端的方式，使电缆导体在终端内部形成闭合，简化设备使得加热和加电压的连接都较为方便和可靠。

Description

一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置
技术领域
本发明涉及一种电力试验装置，尤其是涉及一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置。
背景技术
目前，用于电力传输的载体主要为架空线和电力电缆两种，而随着城市化的进程电力电缆的用量在逐年增加，在中国，110kV和220kV交联聚乙烯绝缘(以下简称XLPE)每年的新增用量在3000km以上，一些特大城市(例如上海、北京)已经开始使用500kV交联电缆。关于高压XLPE电缆的标准有IEC60840、IEC62067(国际电工委员会标准)、GB/T 11017、GB/Z18890以及GB/T 22078(国家标准)，高压交联电缆产品及敷设成本较高，因此人们在一直在不断地探索研究提升高压交联电缆的质量和寿命。以上所提到的标准对电缆寿命均为涉及。关于交联电缆寿命研究，目前通用的办法就是在试验室内用逐级击穿耐压法将电缆击穿，通过多个击穿数据在进行统计计算获得交联电缆的寿命指数n，从而可以优化高压电缆的设计或者获得较为可靠的电缆使用年限，这对提高城市电力安全尤为重要。对于110kV及以上电压等级电缆，在用逐级击穿试验时最大技术困难在于电缆用的试验终端，试验终端在试验室内与高压电缆端部相配的装置，没有试验终端，电压会加不上或者说电缆的端头会击穿，从而达不到逐级击穿的试验目的。
目前，对于高压电缆试验终端来讲，主要是用脱离子水终端，这种终端广泛用于电缆的出厂试验。但是对于逐级击穿试验来讲，由于电压值较高(110kV电缆的击穿电压一般在500kV以上，220kV电缆的击穿电压一边在700kV以上)，而且需要连续施加电压几个小时甚至几十个小时，这对于脱离子水终端来讲是不适合的，原因在于水终端是利用水来均压的，即在绝缘表面和终端的内套管之间，以及内套管和外套管之间，充满脱离子水，切两端分别连接高压电极和低压电极，通常水的电导率控制在0.05us/cm～0.2us/cm，根据均压原理，为了降低终端内部的场强，施加电压越高，电导率应越高。而水中的发热功率为U2/R(U为所施加的电压，R为高低压电极之间的水的电阻)，因此随着电压的升高、电导率升高(即电阻下降)，发热功率将会呈指数增加，这将导致终端内部温度急剧升高，这就导致要么中断试验、要么终端内部的电缆发生击穿，最终无法获得有效试验数据。而且，电压等级越低，由于其绝缘外径越小，因此水终端内部的单位长度上的水含量越多，电阻越小，也就越容易发热。因此针对110kV及以上电压等级电缆利用逐级击穿耐压来进行研究的几乎没有先例，原因就在于没有合适的试验终端。
此外又如中国专利CN 103809085 A公开了一种用于电缆耐压测试的接线装置和电缆耐压测试方法，接线装置包括：壳体，壳体包括第一连接部和用于连接待测试电缆的第二连接部，壳体的内部形成腔体；触头部，触头部的至少一部分设置在腔体内，触头部通过第一连接部与壳体连接；引线部，引线部设置在腔体的外部，引线部与触头部连接；用于向腔体内充入绝缘气体的气阀，气阀设置在壳体上。测试电缆的电缆终端设置在接线装置的腔体内，腔体内充有绝缘气体。然而该接线装置仅能连接电缆的一端，进行电压试验时，一般是用两个单个的终端，若需要导体闭合连接，必须在两个终端之间另接连线，且要保证连线不能对低压端放点或闪络，操作也较为麻烦。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可减小场地占用的用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置，包括：
电缆连接夹具，包括两个分别用于装夹电缆两端的夹头；
高压引出杆，与电缆连接夹具连接，用于为电缆两端施加试验电压；
壳体，内部设有绝缘组件，包括用于容纳高压引出杆的高压套管以及用于容纳电缆连接夹具和用于电缆穿设的金属罐；
电缆加热组件，与电缆连接，用于加热电缆。
所述绝缘组件包括分别设于金属罐内两端的两个油气隔离舱，所述电缆连接夹具的两个夹头分别置于两个油气隔离舱内。
所述两个油气隔离舱内设有油纸型应力锥，所述两个油纸型应力锥分别套设于电缆两端裸露的电缆导体上后，由电缆连接夹具的两个夹头分别夹紧电缆两端电缆导体端头。
所述油纸型应力锥为预制电容锥。
所述油气隔离舱内填充有绝缘油。
所述油气隔离舱与金属罐之间以及高压引出杆与高压套管之间均填充有绝缘气。
所述两个油气隔离舱通过电缆连接夹具相互连接并成一角度。
所述两个油气隔离舱所成角度为钝角。
所述电缆加热组件为穿心式变压器，所述穿心式变压器套设于电缆上。
所述高压套管顶部设有高压屏蔽罩，所述高压引出杆通过高压屏蔽罩与高压电压源连接。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)通常用进行电压试验时，一般是用两个单个的终端(比如两个水终端)，若需要导体闭合连接，必须在两个终端之间另接连线，且要保证连线不能对低压端放点或闪络，操作也较为麻烦；本装置在结构上巧妙的设计，使得电缆导体在终端内部形成闭合，进而使得加热和加电压的连接都较为方便和可靠，也可以减小场地的占用。
2)终端内部不再使用脱离子水，而改用预制的油纸型应力锥配合绝缘介质，可以避免在较高电压下终端内部的电导损耗的发热造成击穿点出现在终端内部的现象，并且可以长时间进行耐压试验；
3)两个油气隔离舱通过电缆连接夹具相互连接并成一角度可以是电缆的连接更加自然。
4)油纸型应力锥为预制电容锥可以使电缆的装卸过程更加方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的俯视结构示意图；
其中：1、电缆，2、金属罐，3、油气隔离舱，4、绝缘油，5、油纸型应力锥，6、电缆连接夹具，7、电缆导体，8、高压引出杆，9、绝缘气，10、高压套管，11、高压屏蔽罩，12、穿心式变压器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置，如图1所示，包括电缆连接夹具6、高压引出杆8、壳体和电缆加热组件，其中电缆连接夹具6包括两个夹头，两个夹头分别用于装夹电缆1的两个端头，高压引出杆8与电缆连接夹具6连接，用于为电缆1两端施加试验电压，壳体，包括用于容纳高压引出杆8的高压套管10以及用于容纳电缆连接夹具6和用于电缆1穿设的金属罐2，其中金属罐2为筒形，壳体内部设有绝缘组件，电缆加热组件与电缆1连接，用于加热电缆1。
绝缘组件包括分别设于金属罐2内两端的两个油气隔离舱3，电缆连接夹具6的两个夹头分别置于两个油气隔离舱3内。
两个油气隔离舱3内设有油纸型应力锥5，两个油纸型应力锥5分别套设于电缆1两端裸露的电缆导体7上后，由电缆连接夹具6的两个夹头分别夹紧电缆1两端电缆导体7端头，其中油纸型应力锥5为预制电容锥。
油气隔离舱3内填充有绝缘油4。
油气隔离舱3与金属罐2之间以及高压引出杆8与高压套管10之间均填充有绝缘气9。
如图2所示，两个油气隔离舱3通过电缆连接夹具6相互连接并成一角度。
两个油气隔离舱3所成角度的角度值具体根据电缆1长度而设定，优选为钝角，电缆1长度越长，角度越大，因电缆具有柔韧性，在电缆1长度较长时，也可以为180度角。
电缆加热组件为穿心式变压器11，穿心式变压器11套设于电缆1上。
高压套管10顶部设有高压屏蔽罩11，高压引出杆8通过高压屏蔽罩11与高压电压源连接。
当需要对一段高压电缆进行逐级击穿试验时，首先将电缆1两端绝缘以外的各层剥除，每端的剥除长度约2m，并使端头部分露出长度约100mm的电缆导体7，然后分别套上预制的油纸型应力锥5，再从金属罐2的两侧插入，使两端的电缆导体7的两个端头与电缆连接夹具6的两个夹头紧密连接，然后将绝缘油4充满两个油气隔离舱3内部，将电缆两端未剥除金属套部分与筒形金属罐2相接部位进行密封并固定好。在油气隔离舱3与金属罐2之间以及高压套管10内部的空间是连通的，并由绝缘气9充满，本实施例中绝缘气9选用六氟化硫气体，其压力在常温下保持在0.5MPa以上。高压引出杆8连接电缆连接夹具6和外部的高压屏蔽罩11。按上述描述装配好之后，被试电缆1的电缆导体7已构成一个闭合的回路，其回路的一部分位于终端装置内部，其余部分位于终端外部，在终端外部的回路部分套上穿心式变压器12，其起到电流源的作用用以给电缆导体7加热。同时将高压电压源的引线连接本装置中的高压屏蔽罩11。这样就可以进行试验。通常是使电缆导体7表面温度达到90度(这个值是XLPE允许的长期工作温度)，施加电压的目的即将绝缘击穿。

Claims (7)

1.一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置，其特征在于，包括：
电缆连接夹具，包括两个分别用于装夹电缆两端端头的夹头，
高压引出杆，与电缆连接夹具连接，用于为电缆两端施加试验电压，
壳体，内部设有绝缘组件，包括用于容纳高压引出杆的高压套管以及用于容纳电缆连接夹具和用于电缆穿设的金属罐，
电缆加热组件，与电缆连接，用于加热电缆；
所述绝缘组件包括分别设于金属罐内两端的两个油气隔离舱，所述电缆连接夹具的两个夹头分别置于两个油气隔离舱内；
所述两个油气隔离舱通过电缆连接夹具相互连接并成一角度；
所述两个油气隔离舱所成角度为钝角。
2.根据权利要求1所述的一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置，其特征在于，所述两个油气隔离舱内设有油纸型应力锥，所述两个油纸型应力锥分别套设于电缆两端裸露的电缆导体上后，由电缆连接夹具的两个夹头分别夹紧电缆两端电缆导体端头。
3.根据权利要求2所述的一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置，其特征在于，所述油纸型应力锥为预制电容锥。
4.根据权利要求1所述的一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置，其特征在于，所述油气隔离舱内填充有绝缘油。
5.根据权利要求1所述的一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置，其特征在于，所述油气隔离舱与金属罐之间以及高压引出杆与高压套管之间均填充有绝缘气。
6.根据权利要求1所述的一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置，其特征在于，所述电缆加热组件为穿心式变压器，所述穿心式变压器套设于电缆上。
7.根据权利要求1所述的一种用于电力电缆逐级击穿试验的一体式终端装置，其特征在于，所述高压套管顶部设有高压屏蔽罩，所述高压引出杆通过高压屏蔽罩与高压电压源连接。
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