CN108711820A - 一种插拔式无局部放电的充油电缆终端及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种插拔式无局部放电的充油电缆终端及其应用，构成包括内充绝缘油的壳体、插入壳体内安装在壳体上端口上的柱筒和安装在壳体下端面上与电缆缆芯相连接的连接组件；壳体上端封头设计有与柱筒相匹配的安装孔和定位柱筒的第一定位结构；柱筒的筒腔与电缆外圆面插拔配合，柱筒的上端口位于壳体上端封头外且设计有定位电缆的第二定位结构；连接组件包括设置在壳体下端封头外侧面的外连端子，位于壳体内与电缆端面缆芯连接的内连端子和设置在壳体下端封头内侧面上使内连端子与电缆端面缆芯自动保持接触的抵紧构件，内连端子与外连端子电气连接。本发明可实现电缆头的快速安装、固定，且无需破坏主绝缘层，有效保障了电缆的绝缘性能。

Description

一种插拔式无局部放电的充油电缆终端及其应用

技术领域

本发明高电压技术领域，涉及一种用于高电压试验的电缆终端，具体涉及一种插拔式无局部放电的充油电缆终端及其应用。

背景技术

局部放电(Partial Discharge)是指当外加电压在电气设备中产生的电场场强足以使绝缘部分区域发生放电，但在放电区域内未形成固定放电通道的放电现象。局部放电测试不仅是用来评价电缆终端产品生产质量、敷设施工质量的主要指标，也是绝缘缺陷状态的重要评估手段。目前局部放电测试广泛应用于电力电缆出厂试验和电力电缆预防性试验当中。

为准确判断电缆本体是否存在局部放电，在局部放电测试之前需要保证电缆终端头不发生局部放电。传统处理方法为将电缆两端制作为冷缩式终端头或者热缩式终端头，这两类终端制作过程中，需要剥离电缆的铜屏蔽层、外半导电层和部分主绝缘层，使得电缆在出厂试验中工序较为繁琐且处理过程会对电缆产生不可逆损伤。

目前，为了规范电缆头制作工序，保障每个电缆头的完整、一致，同时提高工作效率，多种改进的电缆头制作被提出。申请号为CN201610684930.2的申请文件公开了一种ZRC-JYPVP控制电缆电缆头制作工艺，包括剥电缆、做标识、电缆头制作及处理、绑扎固定、电缆头线芯处理、屏蔽层接地、热缩电缆头和加挂正式电缆标牌等，这种制作工艺规范了整体制作电缆头工艺水平，电缆头制作出来后美观、一致。虽然上述电缆头制作工艺可以使电缆头制作标准化，但仍需进行大量的操作剥离电缆各层结构，并且终端头制作完成后不可拆除，不能重复使用；特别是电缆的主绝缘层为高电气绝缘材料，破坏后将难以恢复。此外，目前制作的电缆头均为封闭式结构，不能有效观测到电缆头绝缘老化情况。

发明内容

针对目前应用于电力电缆出厂试验和电力电缆预防性试验当中的电缆头制作工艺繁琐、易对电缆产生不可逆损伤的技术问题本发明提供了一种插拔式无局部放电的充油电缆终端，能够在不破坏电缆绝缘层本体的情况下，实现对电缆头的快速安装，并可防止电缆终端发生电晕放电现象。

本发明进一步提供了上述插拔式无局部放电的充油电缆终端在电缆老化试验中的应用。

本发明提供的插拔式无局部放电的充油电缆终端，构成包括内充绝缘油的壳体、插入壳体内安装在壳体上端口上的柱筒和安装在壳体下端面上与电缆缆芯相连接的连接组件；所述壳体由筒体、上端封头和下端封头构成，上端封头设计有与柱筒相匹配的安装孔和定位柱筒的第一定位结构；所述柱筒的筒腔与电缆外圆面插拔配合，柱筒的上端口位于壳体上端封头外且设计有定位电缆的第二定位结构；所述连接组件包括设置在壳体下端封头外侧面的外连端子，位于壳体内与电缆端面缆芯连接的内连端子和设置在壳体下端封头内侧面上使内连端子与电缆端面缆芯自动保持接触的抵紧构件，内连端子与外连端子电气连接。

上述插拔式无局部放电的充油电缆终端，利用柱筒将电缆固定在壳体内，通过连接组件与电缆缆芯接触实现电连接，可实现电缆头的快速安装、固定，且无需破坏主绝缘层，有效保障了电缆的绝缘性能。

上述插拔式无局部放电的充油电缆终端，电缆缆芯与内连端子接触后，为了使内连端子受力不产生大的偏移，所述抵紧构件包括设置在壳体下端封头内侧面上的弹簧座和一端安装在弹簧座内的弹簧，弹簧的外端与内连端子连接。为了保证内连端子上端面仅与电缆缆芯接触，所述内连端子设计有与电缆缆芯截面相匹配的凸缘。

上述插拔式无局部放电的充油电缆终端，柱筒的上下两端设计有结构环，第二定位结构由沿柱筒上端结构环周向均布不少于3个第二固定螺栓构成，第二固定螺栓前端穿过柱筒壁顶紧定位电缆。柱筒用于穿设和固定电缆，对于其导电或绝缘性能没有特殊要求，柱筒材质为绝缘材质或/和金属。本发明采用的柱筒上下两端的结构环为金属材质的结构环，柱筒筒体为高分子材料(例如绝缘环氧树脂)的绝缘筒体；柱筒筒体材质优选为透明绝缘环氧树脂，这样可以便于观察电缆在柱筒中的状态。

上述插拔式无局部放电的充油电缆终端，第一定位结构由沿上端封头周向均布不少于3个的第一固定螺构成，第一固定螺栓前端穿过上端封头侧壁顶紧定位柱筒。

上述插拔式无局部放电的充油电缆终端，壳体上端封头对于导电或绝缘性能没有特殊要求，其材质可以为绝缘材质或金属。壳体上端封头、下端封头之间的筒体为透明结构，以便于观察电缆绝缘老化试验中壳体内电缆头的变化情况。考虑到壳体的上述作用，本发明采用的壳体具体结构为：壳体的上下两端的封头均为金属材质的封头，筒体为高分子材料透明绝缘(例如透明绝缘环氧树脂)的筒体。

上述插拔式无局部放电的充油电缆终端，将电缆头的连接部位进入到壳体内充满的绝缘油中，确保电缆头在高压环境中不发生电晕从而避免产生局部放电。

上述插拔式无局部放电的充油电缆终端可以应用于电缆老化试验中。当用于电缆老化试验时，充油电缆终端的外连端子接入局部放电检测装置的高压输出端，通过局部放电检测装置对待测电缆施加高压，进行老化试验，测试电缆的绝缘老化性能；通过壳体中部透明部分，可以观察电缆头的变化情况。在电缆老化试验中，利用该插拔式无局部放电的充油电缆终端可同时实现对多个电缆的绝缘老化试验，每根待测电缆插入相应的充油电缆终端内，每个充油电缆终端的外连端子之间通过导线连接，导线再接入局部放电检测装置的高压输出端，通过局部放电检测装置对待测电缆施加高压，进行老化试验，测试电缆的绝缘老化性能，并保证连接处不发生局部放电；通过壳体中部透明部分，可以观察电缆头的变化情况。可以采用本领域已经披露的局部放电检测装置对电缆进行老化试验，例如振荡波局部放电检测装置。

与现有技术相比，本发明提供的插拔式无局部放电的充油电缆终端，具有如下十分突出的优点和有益技术效果：

1、本发明插拔式无局部放电的充油电缆终端，通过固定螺栓将穿设有电缆的柱筒固定在壳体内，并通过与外界电气连接的连接组件和浸入绝缘油的电缆头电连接，可实现电缆头的快速安装、固定，且无需破坏主绝缘层，有效保障了电缆的绝缘性能；

2、本发明插拔式无局部放电的充油电缆终端，可以用于电缆出厂绝缘老化试验和电力电缆预防性试验中，在试验中由于电缆头安装、拆卸方便，充油电缆终端可以重复使用，因而可实现试验的流水化作业，适于在本领域内推广使用；

3、本发明插拔式无局部放电的充油电缆终端应用于电缆出厂绝缘老化试验和电力电缆预防性试验中时，可以一次性同时对多根电缆进行测试，不仅能够提高测试效率，还可以使现场对电缆进行试验过程中更加方便，给高压试验技术带来新的突破；

4、本发明插拔式无局部放电的充油电缆终端，壳体为透明结构，可以实时观察电缆绝缘老化试验中电缆头的变化情况，有助于电缆绝缘老化方面的研究；

5、本发明插拔式无局部放电的充油电缆终端，壳体内充满绝缘油，电缆头浸末到绝缘油中，能够保证电缆头在高压环境中不发生电晕从而避免电缆头出现局部放电情况；

6、本发明插拔式无局部放电的充油电缆终端，柱筒、壳体、固定螺栓、内连端子、抵紧构件和外连端子等各组成部分不仅结构简单、成本低，而且不易老化和损坏，可以重复使用，具有较好的应用前景。

附图说明

图1为本发明插拔式无局部放电的充油电缆终端结构示意图。

图2为本发明插拔式无局部放电的充油电缆终端俯视图。

图3为利用插拔式无局部放电的充油电缆终端对两段电缆进行连接的装配示意图。

图中符号：1-柱筒、2-壳体，3-绝缘油，4-外连端子，5-外连端子，6-抵紧构件，7-第一固定螺栓，8-第二固定螺栓，9-电缆外护套层，10-电缆铜屏蔽层，11-电缆外半导体，12-电缆主绝缘层，13-电缆缆芯，14-连接导线。

具体实施方式

以下将结合附图给出本发明实施例，并通过实施例对本发明的技术方案进行进一步的清楚、完整说明。显然，所述实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明内容，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

实施例

本实施例利用插拔式无局部放电的充油终端对两段电缆进行连接并进行局部放电试验，其连接示意图，如图3所示。

本实施例中的待测电缆结构为由电缆缆芯13以及依次包裹在电缆缆芯13外侧的电缆主绝缘层12、电缆外半导电层11、电缆铜屏蔽层10和电缆外护套层9，待测电缆试验前均需要先对电缆头进行预处理，操作为：从电缆端部剥离外护套层700mm，再从电缆端部剥离电缆铜屏蔽层600mm，然后从电缆端部剥离电缆外半导电层570mm，不破坏电缆主绝缘层。

本实施例采用的局部放电检测装置为振荡波局部放电检测装置，其型号为DAC-30。

本实施例提供的插拔式无局部放电的充油终端，如图1及图2所示，其构成包括内充绝缘油的壳体2、插入壳体内安装在壳体上端口上的柱筒1和安装在壳体下端面上与电缆缆芯相连接的连接组件。

如图1及图2所示，壳体2由筒体、上端封头和下端封头构成一体式结构，其内充满绝缘油3。壳体的上下两端的封头材质均为金属材质，筒体材质为透明绝缘环氧树脂。上端封头设计有与柱筒相匹配的安装孔和定位柱筒1的第一定位结构。第一定位结构由沿上端封头周向均布的3个第一固定螺栓7构成，第一固定螺栓7前端穿过上封头侧壁顶紧定位柱筒。

如图1及图2所示，柱筒1的上下两端设计有金属材质的结构环，柱筒上下两端之间为绝缘环氧树脂材质的筒体。柱筒的筒腔与电缆外圆面插拔配合，柱筒的上端口位于壳体上端封头外且设计有定位电缆的第二定位结构。第二定位结构由沿柱筒上端结构环周向均布的3个第二固定螺栓8构成，第二固定螺栓8前端穿过柱筒壁顶紧定位电缆。

如图1所示，连接组件包括设置在壳体下端封头外侧面的外连端子5，位于壳体内与电缆端面缆芯连接的内连端子4和设置在壳体下端封头内侧面上使内连端子与电缆端面缆芯自动保持接触的抵紧构件6，内连端子4与外连端子5电气连接。内连端子4设计有电缆缆芯截面相匹配的凸缘。抵紧构件6包括设置在壳体下端封头内侧面上的弹簧座和一端安装在弹簧座内的弹簧，弹簧的外端与内连端子4连接。外连端子5上设置有便于导线14穿过的过孔。

上述第一固定螺栓6和第二固定螺栓7均为六角螺栓。

将电缆安装到上述插拔式无局部放电的充油电缆终端的安装方法如下：

1)将柱筒1垂直放入壳体2内，保证柱筒2/3部分在壳体内部，1/3部分露出在外，然后通过三个第一固定螺栓7将柱筒1固定在壳体2中心位置；

2)将预处理好的电缆垂直插入柱筒1内，尽可能向内插入保证电缆缆芯13与内连端子4充分接触并对内连端子形成挤压；

3)保持电缆位置不变，利用柱筒上端的三个第二固定螺栓8固定电缆，保证第二固定螺栓与电缆铜屏蔽层10有效接触，并保持电缆位于柱筒1的中心位置；同时电缆铜屏蔽层10接地；

4)在壳体2内部装满绝缘油3。

通过上述步骤1)～4)便可实现待测电缆与充油电缆终端的连接。重复步骤1)～4)将两段电缆与充油电缆终端的快速组装。然后将两个连接端子5通过连接导线14进行连接，如图3所示。

将组装好的两个充油电缆终端接入局部放电检测装置，充油电缆终端的连接端子5与局部放电检测装置的高压输出端连接，局部放电检测装置的低压端接地，测量局部放电的钳形传感器套接在电缆铜屏蔽层10的外表面。局部放电试验通过逐级升压进行，施加电压分别为U₀，1.3U₀，1.5U₀，1.7U₀，U₀为电缆单相对地的额定运行电压。当电压施加到1.7U₀后保持电压不变，测量钳形传感器中的局部放电信号。

Claims (10)

1.一种插拔式无局部放电的充油电缆终端，其特征在于，构成包括内充绝缘油的壳体(2)、插入壳体内安装在壳体上端口上的柱筒(1)和安装在壳体下端面上与电缆缆芯相连接的连接组件；所述壳体由筒体、上端封头和下端封头构成，上端封头设计有与柱筒相匹配的安装孔和定位柱筒的第一定位结构；所述柱筒的筒腔与电缆外圆面插拔配合，柱筒的上端口位于壳体上端封头外且设计有定位电缆的第二定位结构；所述连接组件包括设置在壳体下端封头外侧面的外连端子(5)，位于壳体内与电缆端面缆芯连接的内连端子(4)和设置在壳体下端封头内侧面上使内连端子与电缆端面缆芯自动保持接触的抵紧构件(6)，内连端子与外连端子电气连接。

2.根据权利要求1所述的插拔式无局部放电的充油电缆终端，其特征在于，所述抵紧构件(6)包括设置在壳体下端封头内侧面上的弹簧座和一端安装在弹簧座内的弹簧，弹簧的外端与内连端子连接。

3.根据权利要求2所述的插拔式无局部放电的充油电缆终端，其特征在于，所述内连端子设计有与电缆缆芯截面相匹配的凸缘。

4.根据权利要求1或2或3所述插拔式无局部放电的充油电缆终端，其特征在于，柱筒的上下两端设计有结构环，第二定位结构由沿柱筒上端结构环周向均布不少于3个第二固定螺栓(8)构成，第二固定螺栓(8)前端穿过柱筒壁顶紧定位电缆。

5.根据权利要求4所述插拔式无局部放电的充油电缆终端，其特征在于，所述柱筒上下两端的结构环为金属材质的结构环，柱筒筒体为高分子材料的绝缘筒体。

6.根据权利要求1或2所述插拔式无局部放电的充油电缆终端，其特征在于，第一定位结构由沿上端封头周向均布不少于3个的第一固定螺栓(7)构成，第一固定螺栓(7)前端穿过上端封头侧壁顶紧定位柱筒。

7.根据权利要求6所述插拔式无局部放电的充油电缆终端，其特征在于，所述壳体(2)的上下两端的封头均为金属材质的封头，筒体为高分子材料透明绝缘的筒体。

8.权利要求1至7任一权利要求所述插拔式无局部放电的充油电缆终端在电缆老化试验中的应用。

9.根据权利8所述插拔式无局部放电的充油电缆终端在电缆老化试验中的应用，其特征在于当试验包括两个以上安装有电缆的充油电缆终端时，每个充油电缆终端的外连端子之间通过导线(14)连接。

10.根据权利9所述插拔式无局部放电的充油电缆终端在电缆老化试验中的应用，其特征在于试验时，每个安装于充油电缆终端的电缆分别接地。