CN105846133A - 新型电缆附件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型电缆附件，属于电缆辅助设备技术领域，包括导体屏蔽部、接头增强部和绝缘屏蔽部，导体屏蔽部覆盖在两根电缆接头的电缆导体上，接头增强部覆盖在接头连接部位，绝缘屏蔽部是电缆附件的整体外敷层，新型电缆附件的导体屏蔽部、接头增强绝缘部和绝缘屏蔽部采用与电缆绝缘相似的交联聚乙烯料模注成型，与电缆绝缘层和屏蔽层熔融一体。本发明解决了电缆附件不同绝缘材料交界面处积聚空间电荷，导致局部电场发生严重畸变，使绝缘发生击穿的问题，具有附件的增强绝缘层与电缆绝缘层交界面融成一体，形成“无界面”电缆附的优点，从而消除了界面，从根本上改善了空间电荷的积累情况。

Description

新型电缆附件

技术领域

本发明属于电缆辅助设备技术领域，涉及电缆附件方向，具体涉及一种新型电缆附件。

背景技术

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene，XLPE)绝缘电缆在交流输电线路上应用广泛，但其在直流输电上的应用受到限制，这是因为普通的XLPE绝缘材料在直流电压下会产生空间电荷的积聚。20世纪末，欧洲、日本等材料开发商相继开发了具有优良直流特性的直流XLPE绝缘材料，成功解决了直流电缆的设计、制造问题。然而，由于直流电缆附件的发展受到多种绝缘材料组合界面上的空间电荷积聚等因素的限制，因此滞后于电缆本体的发展。

与交流电缆附件的结构类似，直流电缆附件的绝缘结构也是由多种绝缘材料组合而成。由于材料性能存在差异，因此不同绝缘材料交界面处(界面)会积聚空间电荷，导致局部电场发生严重畸变，畸变处电场强度(简称场强)甚至高达数倍正常工作场强，使绝缘发生击穿。因此，绝缘界面空间电荷的抑制是开发高压直流电缆附件时需解决的关键问题之一。

发明内容

根据以上现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提出一种新型电缆附件，通过历史数据分析结合每根电缆的实际大小模注成型新型电缆附件，与电缆绝缘层和屏蔽层熔融一体，解决了电缆附件不同绝缘材料交界面处积聚空间电荷，导致局部电场发生严重畸变，使绝缘发生击穿的问题，具有附件的增强绝缘层与电缆绝缘层交界面融成一体，形成“无界面”电缆附的优点，从而消除了界面，从根本上改善了空间电荷的积累情况。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种新型电缆附件，所述新型电缆附件包括导体屏蔽部1、接头增强部2和绝缘屏蔽部3，导体屏蔽部1覆盖在两根电缆接头的电缆导体上，接头增强部2覆盖在接头连接部位，绝缘屏蔽部3是电缆附件的整体外敷层，新型电缆附件的导体屏蔽部1、接头增强绝缘部和绝缘屏蔽部3采用与电缆绝缘相似的交联聚乙烯料模注成型，与电缆绝缘层和屏蔽层熔融一体。

所述绝缘屏蔽部3的外径等于或大于电缆绝缘屏蔽层的外径。所述模注成型由可调模具完成，可调模具连接有控制器，控制器根据电缆的导体直径、绝缘层厚度、电缆外径大小和新型电缆附件的安装扩张形变关系输出新型电缆附件的参数值到可调模具，可调模具模注成型新型电缆附件。所述控制器中设有数据库和数据输入单元，数据库用来存放传统的电缆附件安装前后的数据包括电缆附件安装前后的厚度、长度、扩张率、设计的预测安装效果数据、实际安装尺寸和控制器的输出指令，数据库连接在数据控制器上，数据输入单元用来输入需要安装新型电缆附件的电缆的参数值。所述数据输入单元中包括手动输入方式，手动输入电缆的参数值发送到控制器。所述数据输入单元中包括自动测量方式，数据输入单元中设有自动测量器，自动测量器用来手动调节，自动读取数值，发送到控制器。所述自动测量器上设有手动调节的尺码器、确认扭和读数器，读数器安装在尺码器上，读数器连接在控制器上，尺码器上通过手动调节，调节尺码器的测量范围，按下确认扭，读数器自动识别活动卡的停止读取尺码器的测量值。所述控制器中设有数据处理器，数据处理器根据电缆的导体直径、绝缘层厚度和电缆外径大小计算出新型电缆附件的安装扩张形变关系，数据处理器连接在控制器上。所述控制器中设有数据输出单元，数据输出单元连接在控制器，数据输出单元的输出端连接可调模具，由数据输出单元输出新型电缆附件的参数值到可调模具。

本发明有益效果是:本发明提供一种新型电缆附件，该电缆附件为了有效抑制绝缘界面空间电荷的积聚，将电缆附件的应力锥和接头增强绝缘层采用与电缆绝缘相似的交联聚乙烯料在电缆绝缘上模注成型。附件的增强绝缘层与电缆绝缘层交界面融成一体，形成“无界面”电缆附件，从而消除了界面，从根本上改善了空间电荷的积累情况。此外，为了考虑到电缆附件使用中的扩张形变对附件运行可靠性的影响，本发明在模注成型的过程前，通过弹性力学理论，推导出电缆附件在扩张过程中的形变和位移规律，然后利用形变和位移规律将电场优化后呈扩张态的附件结构进行结构松弛至生产结构，从而确保电缆附件安装后的最优电场分布。

附图说明

下面对本说明书附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1是本发明的具体实施方式的新型电缆附件的结构示意图。

图2是本发明的具体实施方式的控制器的工作结构框图。

图中1为导体屏蔽部，2为接头增强部，3为绝缘屏蔽部3。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。

一种新型电缆附件，所述新型电缆附件包括导体屏蔽部1、接头增强部2和绝缘屏蔽部3，导体屏蔽部1覆盖在两根电缆接头的电缆导体上，接头增强部2覆盖在接头连接部位，绝缘屏蔽部3是电缆附件的整体外敷层，新型电缆附件的导体屏蔽部1、接头增强绝缘部和绝缘屏蔽部3采用与电缆绝缘相似的交联聚乙烯料模注成型，与电缆绝缘层和屏蔽层熔融一体。

所述绝缘屏蔽部3的外径等于或大于电缆绝缘屏蔽层的外径。所述模注成型由可调模具完成，可调模具连接有控制器，控制器根据电缆的导体直径、绝缘层厚度、电缆外径大小和新型电缆附件的安装扩张形变关系输出新型电缆附件的参数值到可调模具，可调模具模注成型新型电缆附件。所述控制器中设有数据库和数据输入单元，数据库用来存放传统的电缆附件安装前后的数据包括电缆附件安装前后的厚度、长度、扩张率、设计的预测安装效果数据、实际安装尺寸和控制器的输出指令，数据库连接在数据控制器上，数据输入单元用来输入需要安装新型电缆附件的电缆的参数值。所述数据输入单元中包括手动输入方式，手动输入电缆的参数值发送到控制器。所述数据输入单元中包括自动测量方式，数据输入单元中设有自动测量器，自动测量器用来手动调节，自动读取数值，发送到控制器。所述自动测量器上设有手动调节的尺码器、确认扭和读数器，读数器安装在尺码器上，读数器连接在控制器上，尺码器上通过手动调节，调节尺码器的测量范围，按下确认扭，读数器自动识别活动卡的停止读取尺码器的测量值。所述控制器中设有数据处理器，数据处理器根据电缆的导体直径、绝缘层厚度和电缆外径大小计算出新型电缆附件的安装扩张形变关系，数据处理器连接在控制器上。所述控制器中设有数据输出单元，数据输出单元连接在控制器，数据输出单元的输出端连接可调模具，由数据输出单元输出新型电缆附件的参数值到可调模具。

如图1所示，新型电缆附件(文中简称电缆附件)由三部分构成，导体屏蔽部1、接头增强部2和绝缘屏蔽部3，当两根电缆的导体焊接在一起时，新型电缆附件的各个部分覆盖在电缆连接端外，导体屏蔽部1覆盖在电缆导体上，接头增强部2覆盖在两根电缆的接头连接部位，绝缘屏蔽部3即是绝缘屏蔽层，是电缆附件的最外层，只电缆附件的整体外敷层，增强电缆接头的绝缘性。电缆附件的导体屏蔽部1、接头增强绝缘部和绝缘屏蔽部3采用与电缆绝缘相似的交联聚乙烯料模注成型，与电缆绝缘层和屏蔽层熔融一体，消除了物理界面。在模注成型的过程中，还要注意电缆附件的后期形变和位移影响，所以模注成型过程需要控制器根据分析数据和电缆导体的直径信息发出电缆附件结构的指令结构。

新型电缆附件的大小由可调模具模注成型而成，但模注成型的型号受控于控制器，控制器决定了电缆附件的直径大小、厚度和长度。因为为了避免附件沿面击穿，电缆附件在安装过程中与电缆过盈配合确保界面一定的抱紧力。在传统电缆附件结构设计过程中，电场优化尺寸即为附件生产尺寸，而实际电缆附件由于和电缆过盈配合，在投入运行后呈扩张状态。扩张后的附件结构不仅导致附件主绝缘厚度变薄、长度变短，而且附件薄弱点如应力锥角度、高压屏蔽管端部形状均偏离附件结构设计过程中的优化尺寸。所以电缆附件的模注成型过程中必须考虑电缆附件的优化结构，本发明中通过弹性力学理论，初步了解电缆附件在扩张过程中的形变和位移方程，然后利用此形变和位移方程将电场优化后呈扩张态的附件结构进行结构松弛至生产结构，从而确保电缆附件安装后的最优电场分布。

如图2所示，控制器中设有数据库、数据输入单元、数据处理器、数据输出单元，数据库连接在数据处理器上，方便数据处理器调用数据，数据输入单元连接在数据处理器，用来输入需要设置附件的电缆的参数信息，数据处理器根据数据库和数据处理器的数据分析结果得出所需新型电缆附件的参数值，数据处理器输出参数值到数据输出单元，数据输出单元连接生产新型电缆附件的可调模具，可调模具根据数据输出单元输出的参数值，模注成型新型电缆附件。

数据库中包括实验分析数据库和实际数据库，实验分析数据库用来保存传统的电缆附件的初始数据包括电缆附件未使用前的厚度、长度、扩张率及设计的预测安装效果等数据，和用来保存电缆附件安装后的厚度、长度、扩张率及实际安装尺寸和设计的预测尺寸的数据，而实际数据库是用来保存根据控制器的输出指令，由模注成型方法制成的电缆附件的数据及安装后的电缆附件的各种实际数据值，方便控制器中的数据处理器进行数据效果分析。电缆附件的模注成型需要根据电缆导体的直径、电缆的外径、绝缘层厚度等数据值才能决定电缆附件的各个导体屏蔽部1、接头增强部2和绝缘屏蔽部3的厚度和大小，所以数据输入单元的作用是用来输入需要设置电缆附件的电缆的信息值，需要电缆的导体直径、绝缘层、外径等信息后，数据输入单元的信息发送到数据处理器。

为了减少人工测量的误差，也可以设置一个自动测量器，自动测量器，自动测量器上设有手动调节的尺码器，尺码器停止后，按下确认扭，尺码器上的读数器自动读取尺码器的数值，读数器安装在尺码器上，读数器连接在控制器上，尺码器上通过手动调节，利用活动卡在尺码板上的滑动，调节尺码器的测量范围，按下确认扭得时候，读数器安装在活动卡的内测，自动识别活动卡的停止位置下的数值，读取尺码器的测量值，这样电缆接头连接的过程中，只需要手动调节活动卡的位置，然后就可以自动读取数据，不需要人工一次次的测量，大大减少了工作测量时间，数值读取方便，手动调节，自动读取数值，发送到数据处理器作为输入数据。

数据处理器利用实验分析数据库中的数据，根据电缆附件安装前后的数据，分析得出电缆附件的安装过程中，电缆附件厚度、长度及扩张率的变化规律，电缆附件扩张形变与结构松弛间的关系，从而实现扩张后的电缆附件结构优化后，再进行沿径向不同位置、不同位移量的用于附件生产尺寸的结构还原。即数据处理器在得到电缆附件扩张形变与结构松弛的关系后，带入接收的需要设置附件的电缆数据值，模拟出电缆附件的安装示意结构，计算出电缆附件的最佳优化结构。最后，数据处理器根据电缆的实际值模拟出电缆所需附件的参数，输入到数据输出单元，数据输出单元连接在生产附件的可调模具上，输出模注成型的必要数据，最终由可调模具模注成型电缆附件，既与电缆绝缘层和屏蔽层熔融一体，消除了物理界面，又最大限度减小了附件安装后的扩张形变影响。

电缆附件撑开时，绝缘内侧到外侧位移量非线性降低，附件厚度减薄、长度变短，应力锥角度、高压屏蔽管端部形状均偏离附件结构设计尺寸，造成附件界面电场、绝缘内部电场增加，而采用提出的新型电缆附件，能够有效确保电缆附件扩张后的最优电场分布。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种新型电缆附件，其特征在于，所述新型电缆附件包括导体屏蔽部、接头增强部和绝缘屏蔽部，导体屏蔽部覆盖在两根电缆接头的电缆导体上，接头增强部覆盖在接头连接部位，绝缘屏蔽部是电缆附件的整体外敷层，新型电缆附件的导体屏蔽部、接头增强绝缘部和绝缘屏蔽部采用与电缆绝缘相似的交联聚乙烯料模注成型，与电缆绝缘层和屏蔽层熔融一体。

2.根据权利要求1所述的新型电缆附件，其特征在于，所述绝缘屏蔽部的外径等于或大于电缆绝缘屏蔽层的外径。

3.根据权利要求1所述的新型电缆附件，其特征在于，所述模注成型由可调模具完成，可调模具连接有控制器，控制器根据电缆的导体直径、绝缘层厚度、电缆外径大小和新型电缆附件的安装扩张形变关系输出新型电缆附件的参数值到可调模具，可调模具模注成型新型电缆附件。

4.根据权利要求3所述的新型电缆附件，其特征在于，所述控制器中设有数据库和数据输入单元，数据库用来存放传统的电缆附件安装前后的数据包括电缆附件安装前后的厚度、长度、扩张率、设计的预测安装效果数据、实际安装尺寸和控制器的输出指令，数据库连接在数据控制器上，数据输入单元用来输入需要安装新型电缆附件的电缆的参数值。

5.根据权利要求4所述的新型电缆附件，其特征在于，所述数据输入单元中包括手动输入方式，手动输入电缆的参数值发送到控制器。

6.根据权利要求4所述的新型电缆附件，其特征在于，所述数据输入单元中包括自动测量方式，数据输入单元中设有自动测量器，自动测量器用来手动调节，自动读取数值，发送到控制器。

7.根据权利要求6所述的新型电缆附件，其特征在于，所述自动测量器上设有手动调节的尺码器、确认扭和读数器，读数器安装在尺码器上，读数器连接在控制器上，尺码器上通过手动调节，调节尺码器的测量范围，按下确认扭，读数器自动识别活动卡的停止读取尺码器的测量值。

8.根据权利要求3所述的新型电缆附件，其特征在于，所述控制器中设有数据处理器，数据处理器根据电缆的导体直径、绝缘层厚度和电缆外径大小计算出新型电缆附件的安装扩张形变关系，数据处理器连接在控制器上。

9.根据权利要求3所述的新型电缆附件，其特征在于，所述控制器中设有数据输出单元，数据输出单元连接在控制器，数据输出单元的输出端连接可调模具，由数据输出单元输出新型电缆附件的参数值到可调模具。