CN112913097B - 电力电缆用末端连接部以及电力电缆末端连接方法 - Google Patents

Abstract

目的在于提供能够抑制在电场缓和用橡胶单元的铅垂上部侧的绝缘破坏的发生的电力电缆用末端连接部以及电力电缆末端连接方法，具备：筒状的电场缓和用橡胶单元(12)，设置于朝向铅垂上方而立设的电力用电缆(11)与覆盖电力用电缆(11)的周围的绝缘管(10)之间且压接于电力用电缆(11)而被设置；和包含绝缘材料的屏障用橡胶单元(15)，形成在电场缓和用橡胶单元(12)的铅垂上部侧且电力用电缆(11)的周围，最外周缘的半径大于电场缓和用橡胶单元(12)的最外周缘的半径。

Description

电力电缆用末端连接部以及电力电缆末端连接方法

技术领域

本发明涉及能够抑制在电场缓和用橡胶单元的铅垂上部侧的绝缘破坏的发生的电力电缆用末端连接部以及电力电缆末端连接方法。

背景技术

以往，电力电缆用末端连接部一般在电力电缆安装电场缓和用橡胶单元，并被在其周围填充了绝缘油的绝缘管覆盖(参照专利文献1、2)。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-60981号公报

专利文献2：日本特开2004-80923号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，以往的电场缓和用橡胶单元是圆筒状，压接于电力电缆的铅垂上部侧平坦。若铅垂上部侧平坦，则形成从铅垂上部侧插入电场缓和用橡胶单元时的按压面，因而电场缓和用橡胶单元的安装变得容易。这是因为，通过将板状的插入夹具抵在平坦部，能够将电场缓和用橡胶单元压入电力电缆。电场缓和用橡胶单元通过橡胶的收缩力而压接于电力电缆，保持长期稳定的界面面压。

然而，在电力电缆用末端连接部在铅垂方向立设的情况下，从铅垂上部侧落下的异物变得容易堆积在铅垂上部侧的平坦部。因此，电场缓和用橡胶单元、绝缘油以及电力电缆这3点相接的部位容易成为绝缘破坏的起点。电场缓和用橡胶单元的平坦部即与电力电缆的接点是电场缓和用橡胶单元、绝缘油以及电力电缆这3点相接的部位，若异物堆积在平坦部，则可能产生绝缘破坏。

另外，也可考虑使电场缓和用橡胶单元的铅垂上部侧朝向铅垂上部倾斜以使得异物不堆积的结构，但在这样的结构中，可能基于电场缓和用橡胶单元的对电力电缆的界面面压下降，从而绝缘性能下降。进一步地，在这样的结构中，电力电缆因温度变化而反复膨胀和收缩，因而电场缓和用橡胶单元可能从倾斜部的细径部侧裂开。

本发明鉴于上述而作出，其目的在于，提供能够抑制在电场缓和用橡胶单元的铅垂上部侧的绝缘破坏的发生的电力电缆用末端连接部以及电力电缆末端连接方法。

用于解决课题的手段

为了解决上述的课题并达成目的，本发明的一个方式涉及的电力电缆用末端连接部的特征在于，具备：筒状的第1橡胶单元，设置于朝向铅垂上方而立设的电力用电缆与覆盖所述电力用电缆的周围的绝缘管之间且压接于所述电力用电缆而被设置；和包含绝缘材料的第2橡胶单元，形成在所述第1橡胶单元的铅垂上部侧且所述电力用电缆的周围，最外周缘的半径大于所述第1橡胶单元的最外周缘的半径。

此外，本发明的一个方式涉及的电力电缆用末端连接部的特征在于，所述第2橡胶单元从最外周缘起铅垂上部侧的全部或所述电力用电缆侧的一部分朝向外周缘侧倾斜，所述第2橡胶单元遍及整周而与所述绝缘管的内壁不接触。

此外，本发明的一个方式涉及的电力电缆用末端连接部的特征在于，所述第2橡胶单元的从最外周缘起铅垂下部侧朝向所述电力用电缆侧倾斜。

此外，本发明的一个方式涉及的电力电缆用末端连接部的特征在于，所述第1橡胶单元和所述第2橡胶单元不接触。

此外，本发明的一个方式涉及的电力电缆用末端连接部的特征在于，被插入所述电力用电缆的所述第2橡胶单元的内径大于被插入所述电力用电缆的所述第1橡胶单元的内径，且小于所述电力电缆的外径。

此外，本发明的一个方式涉及的电力电缆用末端连接部的特征在于，所述第1橡胶单元的铅垂上侧具有平坦部。

此外，本发明的一个方式涉及的电力电缆用末端连接部的特征在于，在所述绝缘管与所述电力用电缆之间且配置有所述第1橡胶单元以及所述第2橡胶单元的区域，至少填充有绝缘油。

此外，本发明的一个方式涉及的电力电缆用末端连接部的特征在于，在所述绝缘管与所述电力用电缆之间且配置有所述第1橡胶单元以及所述第2橡胶单元的区域，至少填充有绝缘气体。

此外，本发明的一个方式涉及的电力电缆末端连接方法的特征在于，设置筒状的第1橡胶单元和包含绝缘材料的第2橡胶单元，该第1橡胶单元设置于朝向铅垂上方而立设的电力用电缆与覆盖所述电力用电缆的周围的绝缘管之间且压接于所述电力用电缆而被设置，该第2橡胶单元形成在所述第1橡胶单元的铅垂上部侧且所述电力用电缆的周围，最外周缘的半径大于所述第1橡胶单元的最外周缘的半径，将所述第2橡胶单元的从最外周缘起铅垂上部侧的全部或所述电力用电缆侧的一部分朝向外周缘侧倾斜，将所述第2橡胶单元设为与所述绝缘管的内壁不接触。

发明效果

根据本发明，能够抑制在作为电场缓和用橡胶单元的第1橡胶单元的铅垂上部侧的绝缘破坏的发生。

附图说明

图1是包括一部分剖面而示出作为本发明的实施方式的电力电缆用末端连接部的概要结构的主视图。

图2是示出电场缓和用橡胶单元的详细结构的图。

图3是示出电场缓和用橡胶单元以及屏障用橡胶单元的内径与电力用电缆的外径的关系的说明图。

图4是图1所示的电力电缆用末端连接部的A-A线剖视图。

图5是示出本发明的实施方式的变形例1的屏障用橡胶单元的结构的图。

图6是示出本发明的实施方式的变形例2的屏障用橡胶单元的结构的图。

图7是示出本发明的实施方式的变形例3的屏障用橡胶单元的结构的图。

图8是示出作为本发明的实施方式的变形例4的电力电缆用末端连接部的结构的图。

具体实施方式

以下，参照附图来对用于实施本发明的方式进行说明。

<电力电缆用末端连接部的概要>

图1是包括一部分剖面而示出作为本发明的实施方式的电力电缆用末端连接部1的概要结构的主视图。如图1所示，电力电缆用末端连接部1具有：朝向铅垂上方(Z方向)而立设的电力用电缆11、和覆盖电力用电缆的周围的绝缘管10。在电力用电缆11与绝缘管10之间的区域E1，具有压接于电力用电缆11而设置的筒状的第1橡胶单元即电场缓和用橡胶单元12、和包含绝缘材料的第2橡胶单元，所述第2橡胶单元形成在电场缓和用橡胶单元12的铅垂上部侧且电力用电缆11的周围，最外周缘的半径大于电场缓和用橡胶单元12的最外周缘的半径。第2橡胶单元例如是屏障用橡胶单元15，但不限于此。屏障用橡胶单元15具有防止从顶部侧掉落的异物堆积在下部的电场缓和用橡胶单元12的功能。此外，在区域E1，填充有绝缘油16。也可以取代该绝缘油16，作为绝缘介质而填充绝缘气体。另外，电力用电缆11可以是交流送电用电力电缆，也可以是直流送电用电力电缆。另外，图1所示的电力用电缆11是标称66kV级以上的交流输电用电力电缆。此外，绝缘管10以一定的间隔而具有粗大部。进一步地，绝缘管10只要是具有绝缘性的材料即可，例如是陶瓷、橡胶或者包含纤维强化塑料的塑料。此外，屏障用橡胶单元15的材质只要是绝缘材料即可，例如是合成弹性体。作为合成弹性体，例如是乙烯丙烯橡胶、硅酮橡胶等。另外，屏障用橡胶单元15只要是在绝缘性能上没有问题的范围，也可以使用将如导电橡胶、半导电橡胶等那样的导电材料分散且具有导电性的材质。

另外，在绝缘管10的顶部设置有屏蔽体17。虽然省略了详细结构，但屏蔽体17的内部成为空洞，并与区域E1连接。如果产生温度变化，则绝缘油、空气膨胀或者收缩，如箭头A2所示，在屏蔽体17与绝缘管10内的区域E1之间发生绝缘油、空气的进出，屏蔽体17具有绝缘油、空气的蓄积功能。

<电场缓和用橡胶单元的结构>

图2是示出电场缓和用橡胶单元12的详细结构的图。如图2所示，电场缓和用橡胶单元12具有绝缘体部13、与绝缘体部13一体地成型的半导体部14。电场缓和用橡胶单元12被配置为半导体部14位于通过分段剥离处理而露出的外部半导电层11a，并且绝缘体部13位于通过分段剥离处理而露出的电缆绝缘体12a。另外，电缆绝缘体12a的材质例如是交联聚乙烯等塑料。半导体部14以及外部半导电层11a也可以是将导电材料分散在绝缘材料内的半导电层，例如是包含导电性碳的树脂。绝缘体部13的材质例如是合成弹性体。作为合成弹性体，例如是乙烯丙烯橡胶、硅酮橡胶等。另外，电场缓和用橡胶单元12的厚度优选为获得期望的界面面压的厚度。

如图2所示，电场缓和用橡胶单元12通过将半导体部14设为朝向铅垂上方展开的锥形状来使等电位线L1的密度稀疏，从而能够缓和电场的集中，抑制绝缘破坏。

<屏障用橡胶单元>

如图1所示，屏障用橡胶单元15的从最外周缘起铅垂上部侧(+Z方向)形成有朝向电力用电缆11侧的外周缘侧倾斜的倾斜面S1。而且，如上述所示，屏障用橡胶单元15的最外周缘的半径大于电场缓和用橡胶单元12的最外周缘的半径。其结果是，如图1中的箭头A1所示，从顶部侧掉落的异物不堆积在倾斜面S1，而且也不堆积在电场缓和用橡胶单元12的平坦面S3，而下落到绝缘管10的底部。由于底部的电场应力较弱，因而即使异物堆积也没有问题。

由此，异物不堆积在电场缓和用橡胶单元12的平坦面S3，可抑制以电场缓和用橡胶单元12、绝缘油16以及电力用电缆11这3点相接的部位(三重连结部)为起点的绝缘破坏。

另外，异物例如是电力电缆用末端连接部1的组装时的顶部的螺栓紧固时的金属粉等。此外，异物有时也在组装后的在屏蔽体17与绝缘管10内的区域E1之间的空气、绝缘油的进出时混入而落下。

而且，在电场缓和用橡胶单元12的铅垂上部形成有平坦面S3，通过将该平坦面S3作为安装电场缓和用橡胶单元12时的按压面而使用，电场缓和用橡胶单元12的安装变得容易。这是因为，能够通过将板状的插入夹具放在平坦面S3，从而将电场缓和用橡胶单元12压入电力用电缆11。

另外，电场缓和用橡胶单元12和屏障用橡胶单元15不接触地隔离配置。电场缓和用橡胶单元12与屏障用橡胶单元15的距离极接近更优，但为了异物堆积除去，优选设为1个屏障用橡胶单元15的量以下的距离。

此外，屏障用橡胶单元15的从最外周缘起铅垂下部侧(-Z方向)形成有朝向电力用电缆11侧倾斜的倾斜面S2。由此，能够防止绝缘油的注入时、因温度变化而产生的气泡聚集在屏障用橡胶单元15的下部，从而抑制绝缘破坏。

进一步地，屏障用橡胶单元15遍及整周而与绝缘管10的内壁不接触。由此，能够不妨碍在屏障用橡胶单元15的外缘部的上下的绝缘管10的内部的绝缘体或气体等介质的对流，从而使绝缘管10内的整体中的散热性提高。

另外，屏障用橡胶单元15只要相对于具有电场缓和用橡胶单元12的电力电缆用末端连接部1，不受其他构造的影响地追加设置即可，不产生相对于以往的电力电缆用末端连接部1的设计变更等。

此外，电力电缆用末端连接部1的最下部具有基台31和绝缘子33，绝缘子33立设在基台31上，并支撑上部的绝缘管10以及电力用电缆11。绝缘子33优选为4根以上，并大致均等地配置。另外，也可以使得绝缘子33经由脚部32而连接。

<电场缓和用橡胶单元以及屏障用橡胶单元的内径>

图3是示出电场缓和用橡胶单元12以及屏障用橡胶单元15的内径d2、d3与电力用电缆11的外径d1的关系的说明图。另外，外径d1表示电力用电缆11的绝缘体部的直径。如图3所示，被插入电力用电缆11的屏障用橡胶单元15的内径d3大于被插入电力用电缆11的电场缓和用橡胶单元12的内径d2，且小于电力用电缆11的外径d1。

屏障用橡胶单元15的内径d3也可以与电场缓和用橡胶单元12的内径d2相同，但使其大于电场缓和用橡胶单元12的内径d2更优。如果屏障用橡胶单元15的内径d3大于电场缓和用橡胶单元12的内径d2，则橡胶的紧固变弱，与电力用电缆11之间的界面面压变小，但在设计上，不要求屏障用橡胶单元15的界面面压的强度、即绝缘性的强度。反之，如果使屏障用橡胶单元15的内径d3大于电场缓和用橡胶单元12的内径d2，则与橡胶的紧固变弱的量相应地，能够相对于电力用电缆11而容易地外插屏障用橡胶单元15，并且电力用电缆11的膨胀以及收缩所导致的裂开变得不容易发生。在屏障用橡胶单元15的铅垂上部形成有倾斜面S1，但即使按压面是倾斜面S1，也与橡胶的紧固变弱的量相应地，相对于电力用电缆11的外插变得容易。

具体地，使内径d2比外径d1小20～30mm左右，并使内径d3比外径d1小2～10mm左右。另外，屏障用橡胶单元15遍及整周而与绝缘管10的内壁不接触。此外，电场缓和用橡胶单元12、屏障用橡胶单元15、电力用电缆11、绝缘管10分别处于以电力用电缆11的中心轴为中心的同心圆上。例如，电场缓和用橡胶单元12、屏障用橡胶单元15、电力用电缆11、绝缘管10如图4所示，构成为以电力用电缆11的中心轴11c为中心的旋转体形状。

另外，在380kV以上的电压级别中，由于异物向电场缓和用橡胶单元12的蓄积，绝缘破坏的可能性变得不能忽略，因而期望设为上述实施方式的结构。此外，如果是500kV级以上的电压，绝缘破坏的可能性进一步升高，所以设为上述实施方式的结构是更优选的。

此外，如果图1所示的绝缘管10的长度L10变为2.5m以上，则因为在与电压等级380kV大致同等以上的电压环境中使用，所以期望设为上述实施方式。另外，长度L10是绝缘管10的上部的绝缘管金属部41与下部的绝缘管金属部42之间的距离。

<变形例1>

图5是示出本发明的实施方式的变形例1的屏障用橡胶单元21的结构的图。如图5所示，关于对应于屏障用橡胶单元15的屏障用橡胶单元21，不是屏障用橡胶单元15的铅垂上部全部成为倾斜面S1，而是电力用电缆11侧的一部分成为倾斜面S1a，外周缘侧的一部分成为平坦面S1b。即使异物堆积在平坦面S1b，也能够抑制绝缘破坏的发生。

<变形例2>

图6是示出本发明的实施方式的变形例2的屏障用橡胶单元22的结构的图。如图6所示，对应于屏障用橡胶单元15的屏障用橡胶单元22不是如倾斜面S1、S2那样为倾斜平面，而是为圆弧形状。即使是该圆弧形状，也能够获得与屏障用橡胶单元15同样的作用效果。

<变形例3>

图7是示出本发明的实施方式的变形例3的屏障用橡胶单元23的结构的图。如图7所示，关于对应于屏障用橡胶单元15的屏障用橡胶单元23，不是如倾斜面S1、S2那样倾斜角度为相同，而是使对应于倾斜面S1的倾斜面S11和对应于倾斜面S2的倾斜面S21的倾斜角度不同。另外，在图7中，使倾斜面S21相对于铅垂方向的角度小于倾斜面S11相对于铅垂方向的角度。

<变形例4>

图8是示出作为本发明的实施方式的变形例4的电力电缆用末端连接部的结构的图。图8所示的变形例4的电力电缆用末端连接部具有环氧座114，是通过与压接在电力用电缆110的周围的电场缓和用橡胶单元113的组合来抑制绝缘破坏的预制型的末端连接部，通过弹簧115获得界面面压。另外，在该变形例4的电力电缆用末端连接部也填充绝缘油116。

在本变形例4中，也在电场缓和用橡胶单元113的铅垂上部设置屏障用橡胶单元15，使得异物不堆积在电场缓和用橡胶单元113。另外，在该情况下，也仅追加屏障用橡胶单元15，因而无大幅的设计变更。

以上，对应用由本发明的发明人完成的发明的实施方式以及变形例进行了说明，但本发明不由形成基于本实施方式的本发明的公开的一部分的描述以及附图限定。即，基于本实施方式由本领域技术人员等完成的其他实施方式、实施例以及运用技术等全部包括于本发明的范畴内。

符号说明

1：电力电缆用末端连接部；

10：绝缘管；

11、110：电力用电缆；

11a：外部半导电层；

11c：中心轴；

12、113：电场缓和用橡胶单元；

12a：电缆绝缘体；

13：绝缘体部；

14：半导体部；

15、21、22、23：屏障用橡胶单元；

16、116：绝缘油；

17：屏蔽体；

31：基台；

32：脚部；

33：绝缘子；

41、42：绝缘管金属部；

114：环氧座；

115：弹簧；

A1、A2：箭头；

d1：外径；

d2、d3：内径；

E1：区域；

LI：等电位线；

L10：长度；

S1、S2、S11、S1a、S21：倾斜面；

S1b、S3：平坦面。

Claims (12)

1.一种电力电缆用末端连接部，其特征在于，具备：

筒状的第1橡胶单元，设置于朝向铅垂上方而立设的电力用电缆与覆盖所述电力用电缆的周围的绝缘管之间且压接于所述电力用电缆而被设置；和

包含绝缘材料的第2橡胶单元，形成在所述第1橡胶单元的铅垂上部侧且所述电力用电缆的周围，最外周缘的半径大于所述第1橡胶单元的最外周缘的半径，

所述第2橡胶单元的从最外周缘起铅垂下部侧朝向所述电力用电缆侧向下倾斜。

2.根据权利要求1所述的电力电缆用末端连接部，其特征在于，

所述第2橡胶单元的从最外周缘起铅垂上部侧的全部或所述电力用电缆侧的一部分朝向周缘侧向下倾斜，

所述第2橡胶单元遍及整周而与所述绝缘管的内壁不接触。

3.根据权利要求1或2所述的电力电缆用末端连接部，其特征在于，

所述第1橡胶单元和所述第2橡胶单元不接触。

4.根据权利要求1或2所述的电力电缆用末端连接部，其特征在于，

所述第1橡胶单元的铅垂上侧具有平坦部。

5.根据权利要求1或2所述的电力电缆用末端连接部，其特征在于，

在所述绝缘管与所述电力用电缆之间且配置有所述第1橡胶单元以及所述第2橡胶单元的区域，至少填充有绝缘油。

6.根据权利要求1或2所述的电力电缆用末端连接部，其特征在于，

在所述绝缘管与所述电力用电缆之间且配置有所述第1橡胶单元以及所述第2橡胶单元的区域，至少填充有绝缘气体。

7.根据权利要求2所述的电力电缆用末端连接部，其特征在于，

所述第2橡胶单元的从最外周缘起铅垂上部侧的倾斜面相对于铅垂方向的倾斜角度与所述第2橡胶单元的从最外周缘起铅垂下部侧的倾斜面相对于铅垂方向的倾斜角度不同。

8.根据权利要求7所述的电力电缆用末端连接部，其特征在于，

所述第2橡胶单元的从最外周缘起铅垂下部侧的倾斜面相对于铅垂方向的倾斜角度比所述第2橡胶单元的从最外周缘起铅垂上部侧的倾斜面相对于铅垂方向的倾斜角度小。

9.根据权利要求2所述的电力电缆用末端连接部，其特征在于，

在第2橡胶单元的最外周缘侧的一部分形成平坦面。

10.根据权利要求1所述的电力电缆用末端连接部，其特征在于，

所述第2橡胶单元包含合成弹性体，通过橡胶的收缩力而被压接保持于电力用电缆。

11.一种电力电缆用末端连接部，其特征在于，具备：

筒状的第1橡胶单元，设置于朝向铅垂上方而立设的电力用电缆与覆盖所述电力用电缆的周围的绝缘管之间且压接于所述电力用电缆而被设置；和

包含绝缘材料的第2橡胶单元，形成在所述第1橡胶单元的铅垂上部侧且所述电力用电缆的周围，最外周缘的半径大于所述第1橡胶单元的最外周缘的半径，

被插入所述电力用电缆的所述第2橡胶单元的内径大于被插入所述电力用电缆的所述第1橡胶单元的内径，且小于所述电力用电缆的外径。

12.一种电力电缆末端连接方法，其特征在于，

设置筒状的第1橡胶单元和包含绝缘材料的第2橡胶单元，所述第1橡胶单元设置于朝向铅垂上方而立设的电力用电缆与覆盖所述电力用电缆的周围的绝缘管之间且压接于所述电力用电缆而被设置，所述第2橡胶单元形成在所述第1橡胶单元的铅垂上部侧且所述电力用电缆的周围，最外周缘的半径大于所述第1橡胶单元的最外周缘的半径，

将所述第2橡胶单元的从最外周缘起铅垂上部侧的全部或所述电力用电缆侧的一部分朝向外周缘侧向下倾斜，

将所述第2橡胶单元设为与所述绝缘管的内壁不接触，

将所述第2橡胶单元的从最外周缘起铅垂下部侧朝向所述电力用电缆侧向下倾斜。

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