CN105743053B - 一种不填充绝缘介质的电容型电缆终端 - Google Patents

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Abstract

一种不填充绝缘介质的电容型电缆终端属于高压电器领域,主要解决电缆终端绝缘套筒内部不充填绝缘介质的技术难题。其技术关键是,镶嵌于电容型绝缘套筒内表面的由上法兰延伸至应力套顶面的高压等位屏与电缆导电芯构成一高压等位仓,仓内电场强度为零,因此不需填充绝缘介质。另一技术关键是,电容型绝缘套筒的绝缘层内还嵌有的一组彼此绝缘的电容屏,最外层的接地屏与下法兰连接。由于电缆终端不填充绝缘介质,解决了漏油和漏气的难题,节能、环保、安全、可靠,由于一组电容屏的设置在绝缘套筒中,提高了电缆终端的绝缘水平和寿命。

Description

一种不填充绝缘介质的电容型电缆终端
技术领域
一种不填充绝缘介质的电容型电缆终端属于高压电器领域,可用作挤包固体绝缘的户外、户内、以及GIS等部位的电缆终端。
背景技术
一般电缆终端包括改善电缆终端根部应力集中的应力锥,绝缘套筒(可能是瓷套或树脂套筒),以及充满内部空间的绝缘介质(液体或气体)。应力锥的作用是改善电缆根部电场强度,减小应力集中;绝缘套筒的作用是包容应力锥和绝缘介质,并支撑电缆终端头和增加外爬电距离,绝缘套筒的端部的上法兰固定在电缆导体的端部,绝缘套筒根部的下法兰固定在电缆外皮的接地处。但由于绝缘套筒端部处于高电位,根部处于地电位,内部各点电场强度都较高,套筒与电缆间的空气间隙中很容易产生放电(包括击穿,闪络或局部放电),而使得绝缘损坏,所以必须充填绝缘介质,才能保证绝缘强度并使局部放电量降低到标准之下,才能在长期运行中保证安全。
在现场安装电缆终端时填充绝缘介质是很麻烦的一件事,不仅要保证清洁的环境,还需要使用较多的设备和较复杂的工艺,而且运行后绝缘介质可能会造成渗漏,如果漏油可能造成火灾,如果运行后的SF6气体发生渗漏,还可能造成环境污染或人员中毒,甚至造成爆炸,威胁到人身安全和设备的安全。本专利的目的是发明一种不填充绝缘介质的电容型电缆终端,能够更方便、高效进行现场安装,并安全、可靠的运行,为此,特提出本发明专利。
发明内容
由于绝缘套筒内各点电位不同,而且绝缘套筒与电缆装配时不可避免有空气间隙,所以现有产品必须充填绝缘介质用以提高绝缘强度和降低局部放电量。为免充绝缘介质,本专利设置在绝缘套筒内壁(或镶嵌在紧邻内壁的绝缘中)从上法兰处(导电端)延伸到应力套顶面的一金属等位屏或半导电等位屏,与电缆芯(导体)之间构成一个高压等位仓,在此空腔内各点电位相同,但电场强度为零,因此不需填充绝缘介质,绝缘套筒与电缆之间出现空隙也不会造成放电。这延伸的等位屏虽然短路掉绝缘套筒内表面的大部分绝缘,但剩下的一部分表面绝缘与应力套紧密配合仍可以承担导体与接地体之间的电压。这延伸的等位屏与导体之间构成的高压等位仓是这一专利的主要技术关键。
绝缘套筒的端部有上法兰与导芯及端子连接,绝缘套筒的根部有下法兰与电缆接地层及应力套接地部分连接,绝缘套筒下部的内表面与应力套侧面紧密压接。除上述在绝缘套筒的内表面或最接近内表面的绝缘中设置延伸的等位屏与导体连接外,还在绝缘套筒的最外层设置与下法兰链接的接地屏,并在等位屏与接地屏间的绝缘层中设置若干个彼此绝缘的电容屏。这组电容屏的上、下边缘分别沿着绝缘套筒的外表面及绝缘套筒与应力套的接触面向接地侧呈阶梯式退缩。这组电容屏的目的在于,利用电容分压的原理控制绝缘套筒的外表面电压,使电位分布均匀,提高沿面放电电压,从而提高污闪电压。同时控制应力套与绝缘套筒的紧密接触面的电压分布,防止沿绝缘套筒与应力套接触面闪络。这一组设置在绝缘套筒中的电容屏是本专利的另一关键技术。
按照本发明所提供的一种不填充绝缘介质的电容型电缆终端,包括导电杆1、应力套2,具有上法兰3和接地法兰4的电容型绝缘套筒5,电容型绝缘套筒5与应力套2紧密压接,其特征在于:镶嵌于电容型绝缘套筒5内表面的由上法兰3处延伸至应力套2顶面的高压等位屏6与电缆导电芯7构成一高压等位仓8,仓内电场强度为零,除高压等位屏6外电容型绝缘套筒的绝缘层内还嵌有的一组彼此绝缘的电容屏9,最外层的接地屏10与下法兰连接,沿着绝缘套筒5的外表面以及沿着绝缘套筒5与应力套2的接触面,电容屏9的上、下边缘均向下法兰侧呈阶梯式退缩。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
1 电容型绝缘套筒与电缆的装配间隙处于高压等位仓内,不必充填绝缘介质,更不会造成渗漏,不仅节能、环保,而且安全、可靠。
2 现场安装施工非常便捷、高效,高压等位仓部位的电缆绝缘表面不必打磨光滑,节省了很多时间。
3 由于多个电容屏的存在,控制了应力套与电容型绝缘套筒接触面以及外表面的电位梯度,使内、外绝缘的电位梯度都比较均匀,不仅提高了电缆终端的耐电强度,更提高了沿面放电电压,从而提高了污闪电压,也延长了电缆终端的使用寿命。
4 可以根据实际的现场条件,可以适当调整电容型电缆终端等位屏的长度,或者利用一段导体加长电缆导芯,从而解决电缆不够长和安装空间有限等实际安装问题。
附图说明
图1不填充绝缘介质的电容型电缆终端结构示意图
具体实施方式
如图1所示,本专利制作时,将具有上法兰3(例如,铝合金)和接地法兰4(例如,铝合金)的电容型绝缘套筒5(例如,由环氧玻璃丝包绕)与应力套2(例如,硅橡胶制作)组装一起,电容型绝缘套筒5与应力套2应紧密压接,镶嵌于电容型绝缘套筒5内表面的由上法兰延伸至应力套2的顶面的高压等位屏6(例如,用金属箔或半导电带敷设在绝缘层中)与电缆导电芯7构成一高压等位仓8(实质是一空气腔),电容型绝缘套筒5的绝缘层内还嵌有一组彼此绝缘的电容屏9(例如,用金属箔或半导电带敷设),这些电容屏的上边缘及下边缘分别沿着电容型绝缘套筒5的外表面及沿着电容型绝缘套筒5与应力套2的接触面向接地侧呈阶梯式退缩。
到现场后,应将一段电缆(与电容型电缆终端头长度配合)剥掉电缆外皮,去掉电缆的半导电层,且端部压接导电杆1,然后将此不填充绝缘介质的电容型电缆终端套装在剥掉外皮的电缆上,再将法兰固定在构架上。

Claims (10)

1.一种不填充绝缘介质的电容型电缆终端,包括导电杆(1)、应力套(2)及装有上法兰(3)和下法兰(4)的电容型绝缘套筒(5),电容型绝缘套筒(5)与应力套(2)紧密压接,其特征在于:镶嵌于电容型绝缘套筒(5)内表面的由上法兰(3)延伸至应力套(2)顶面的高压等位屏(6)与电缆导电芯(7)构成一高压等位仓(8),仓内电场强度为零,除高压等位屏(6)外,电容型绝缘套筒(5)的绝缘层内还嵌有的一组彼此绝缘的电容屏(9),最外层的接地屏(10)与下法兰连接,沿着电容型绝缘套筒(5)的外表面以及沿着电容型绝缘套筒(5)与应力套(2)的接触面,电容屏(9)的上、下边缘均向下法兰侧呈阶梯式退缩。
2.如权利要求1所述的不填充绝缘介质的电容型电缆终端,其特征在于:电容型绝缘套筒(5)是热固性绝缘材料制成,其外形是锥形或圆筒形。
3.如权利要求1所述的不填充绝缘介质的电容型电缆终端,其特征在于:设置在电容型绝缘套筒内的一组金属或半导电材料的电容屏,是在制作绝缘套筒的过程中被敷设或固定在其中且彼此绝缘,沿着绝缘套筒(5)的外表面以及沿着绝缘套筒(5)与应力套(2)的接触面电容屏(9)的上、下边缘均向下法兰侧呈阶梯式退缩。
4.如权利要求2所述的不填充绝缘介质的电容型电缆终端,其特征在于:电容型绝缘套筒(5)是环氧玻璃钢制成。
5.一种不填充绝缘介质的电缆终端头,包括导电杆(1),应力套(2),具有上法兰(3)和接地法兰(4)的电容型绝缘套筒(5),电容型绝缘套筒(5)与应力套(2)紧密压接,其特征在于:镶嵌于电容型绝缘套筒(5)内表面的由上法兰(3)延伸至应力套(2)顶面的高压等位屏(6)与电缆导电芯(7)构成一高压等位仓(8),仓内电场强度为零。
6.一种不填充绝缘介质的电容型电缆终端,包括导电杆(1)、应力套(2)及装有上法兰(3)和下法兰(4)的电容型绝缘套筒(5),电容型绝缘套筒(5)与应力套(2)紧密压接,其特征在于:设置于电容型绝缘套筒(5)内表面的高压等位屏(6)与电缆导电芯(7)构成一高压等位仓(8),所述的高压等位屏(6)由上法兰(3)延伸至应力套(2)顶面。
7.根据权利要求6所述的不填充绝缘介质的电容型电缆终端,其特征在于:高压等位仓(8)内电场强度为零,高压等位仓(8)内各点电位相同。
8.根据权利要求6-7任一所述的不填充绝缘介质的电容型电缆终端,其特征在于:所述的电容型绝缘套筒(5)的绝缘层内还嵌有的一组彼此绝缘的电容屏(9),并且所述的高压等位屏(6)位于这组电容屏(9)与电缆导电芯(7)之间。
9.根据权利要求8所述的不填充绝缘介质的电容型电缆终端,其特征在于:这组电容屏(9)的最外层的接地屏(10)与下法兰连接,这组电容屏(9)的上、下边缘均向下法兰侧呈阶梯式退缩。
10.如权利要求8所述的不填充绝缘介质的电容型电缆终端,其特征在于:这组电容屏(9)由金属或半导电材料制成,在制作电容型绝缘套筒(5)的过程中被敷设或固定在其中且彼此绝缘;高压等位屏(6)为金属等位屏或半导电等位屏,可用金属箔或半导电带敷设在电容型绝缘套筒(5)的绝缘层中。
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