CN208849437U - 一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，通过具有筒壁为上薄下厚的圆筒形锥托的锥托组件、顶部安装锥托组件而底部安装顶紧螺栓的滚笼式延长组件、套装在延长组件外的筒状结构法兰组件、套装在电缆的保护层外并包裹应力锥且用于固定法兰组件的绝缘套管等的组合，能够方便进行延长组件与锥托组件的对中，进而保证应力锥安装位置的正确精准、与芯线径向距离的均等一致，使其固定牢固、受力均匀，从而能够确保电缆接头的可靠和稳定，并以此保障电缆运行的安全；此外，本实用新型设计新颖，制作简单，安装调节方便，顶紧应力的控制稳定可靠，机械压力控制均匀，能有效避免偏心，故而，极具推广应用价值。

Description

一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置

技术领域

本实用新型涉及一种电缆应力锥顶紧装置，尤其是一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，属于高压及特高压电缆附件技术领域。

背景技术

如图1所示，电力电缆从结构上分析，大致可分为三大部分，即导体也就是电缆线芯51、绝缘及屏蔽层52、保护层53；电缆线芯51一般采用多股圆铝线或铜线紧压绞合而成；绝缘及屏蔽层52包括导体屏蔽层521、主绝缘层522及绝缘屏蔽层523；保护层53包括内层的接地屏蔽层也就是金属护套531以及外层的塑胶护套532，金属护套531与塑胶护套532之间通常还有缓冲层533。

电力电缆制造过程中，由于导体和绝缘体的表面不可能制造得足够光滑来均匀导体和绝缘体表面的电场强度，因此，在导体和绝缘体表面都各有一层半导屏蔽层54来实现这一目的；半导屏蔽层54的存在减少了局部放电的可能性，也可有效抑制水电树枝的生长；半导屏蔽层54的热阻可使线芯51上的高温不能直接冲击绝缘层；另外，外半导屏蔽层54与金属护套531等电位，避免了绝缘及屏蔽层52与保护层53之间发生局部放电。

电力电缆中的每一相线芯外设置接地金属护套531，可使导电线芯51与金属护套531之间形成径向分布的电场，也就是说，正常电缆的电场只有从线芯51沿半径向接地金属护套531的电力线，没有芯线51轴向的电场电力线，电场分布是均匀的。

在做电缆头进行两段电缆连接时，由于剥去了绝缘及屏蔽层，改变了电缆原有的电场分布，将产生对绝缘极为不利的切向电场（沿导线轴向的电力线），在剥去绝缘及屏蔽层的芯线端，电力线向绝缘及屏蔽层的断口处集中，这种集中于绝缘及屏蔽层断口处的电力线习惯称之为电应力，如此，绝缘及屏蔽层断口处就成为电应力最集中的地方，也是电缆最容易击穿的部位。

为保护电缆，传统的做法是在电缆最容易击穿的绝缘及屏蔽层断口处，采用介电常数为20~30、体积电阻率为108～1012Ω·cm 材料制作成电应力控制管（简称应力管），套在绝缘及屏蔽层断口处，以分散断口处的电场应力（电力线），从而保证电缆能可靠地运行。

现有技术中，通常会将“应力管”的一端设计成为锥形，故而将此种电应力控制管称作为电应力控制锥，简称应力锥，是一种缓解电场应力集中较为常见的应力管设计，从电气的角度上来将，采用一端为锥形的应力锥也是最可靠、最有效缓解电场应力集中的方法。

应力锥通过将绝缘及屏蔽层的切断处进行延伸，使零电位形成喇叭状，改善了绝缘及屏蔽层的电场分布，降低了电晕产生的可能性，减少了绝缘的破坏，保证了电缆的运行寿命。

为尽量使电缆在绝缘及屏蔽层断口处电场应力分散，应力锥与接地金属护套的接触长度要求不小于20mm，短了会使应力管的接触面不足，应力锥上的电力线会传导不足；长了会使电场分散区（段）减小，电场分散不足。

此外，由于电缆本体上，芯线外表面不可能是标准圆，芯线对屏蔽层的距离会不相等，根据电场原理，电场强度也会有大小，这对电缆绝缘也是不利的；为尽量使电缆内部电场均匀，芯线外有一外表面圆形的半导体层，使主绝缘层的厚度基本相等，达到电场均匀分布的目的；同样，在电缆连接时，芯线外套接的应力锥与芯线径向距离应该保持相等，如此，才能保证电场均匀和有效缓解电场应力集中，保证电缆安全。

然而，由于两段电缆采用电缆附件进行连接时，电缆附件中包括了多层复合的介质绝缘构件和密封构件，相比电缆本身，其结构更为复杂，因此，通常需要现场通过人工才能制作完成，因此，容易出现应力锥安装位置不合适、与芯线径向距离各向不均等等问题，影响了应力锥的作用效果；

此外，对于超高压电缆接头而言，由于电缆运行时的电场条件比较苛刻，一般需要长期浸泡在绝缘介质中，因此，随着电缆运行时间的推移，还可能出现应力锥松动、偏心，导致应力锥作用降低，电缆接头出现故障。

实用新型内容

为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，以期达到保证应力锥安装位置精确、与芯线径向距离均等、固定牢固、受力均匀，进而保证电缆接头的可靠性和稳定性，保证电缆的安全运行。

为达上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：

一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，所述电缆包括线芯、绝缘及屏蔽层和保护层，所述绝缘及屏蔽层内包括主绝缘层，所述应力锥套装在所述电缆的主绝缘层外；

其特征在于：所述顶紧装置包括绝缘套管、延长组件、锥托组件、法兰组件、顶紧螺栓；所述绝缘套管为管状，套装在所述电缆的保护层外并包裹所述应力锥；所述延长组件为滚笼式构件，套装在所述电缆的保护层外，顶部安装所述锥托组件，底部安装所述顶紧螺栓；所述锥托组件具有筒壁为上薄下厚的圆筒形锥托且锥托抵托在所述应力锥的斜锥面上；所述法兰组件为筒状结构体，套装在所述延长组件外，且通过螺栓固定在所述绝缘套管上。

进一步的，所述延长组件包括具有盲孔的底环和具有通孔的顶环、以及两端分别连接所述底环和所述顶环的连杆，所述底环、顶环、连杆组成滚笼式构件。

进一步的，所述锥托组件还包括弹簧、导向螺杆、螺母，所述弹簧套装在所述导向螺杆上，所述导向螺杆一端与所述锥托下部连接而另一端穿过所述通孔并通过旋入所述螺母与所述顶环连接，通过旋转所述螺母能够调节所述锥托与所述顶环间的距离，从而调节所述锥托所受所述弹簧的弹力以及所述锥托与所述延长组件的同心偏离距离。

进一步的，所述法兰组件包括具有底螺孔的底盘和具有顶螺孔的顶盘、以及套装在所述延长组件外的套筒，所述底盘和所述顶盘分别固定在所述套筒两端形成筒状结构体。

进一步的，所述顶紧螺栓通过旋入所述底螺孔并顶入所述盲孔连接所述底盘和所述底环，通过调节所述顶紧螺栓可以调节所述延长组件与底盘间的距离。

与现有技术相比，本发明有益效果及显著进步在于：

1）本实用新型提供的高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，通过绝缘套管、延长组件、锥托组件、法兰组件、顶紧螺栓等的组合，能够方便进行延长组件与锥托组件的对中，进而保证应力锥安装位置的正确精准、与芯线径向距离均等，固定牢固、受力均匀，从而保证电缆接头的可靠性和稳定性，电缆运行的安全；

2）本实用新型设计新颖，制作简单，安装调节方便，顶紧应力的控制稳定可靠，机械压力控制均匀，能有效避免偏心，因而，极具推广应用价值。

附图说明

图1为现有技术中高压及特高压电缆的剖面结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置正视剖切结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置A局部放大示意图；

图4为本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置B局部放大示意图；

图5为本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置延长组件立体结构示意图；

图6为本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置锥托组件立体结构示意图；

图7为本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置延长组件、锥托组件、法兰组件、顶紧螺栓的组装结构示意图。

图中：

1-延长组件，11-底环、111-盲孔，12-顶环、121-通孔，13-连杆；

2-锥托组件，21-锥托，22-弹簧，23-导向螺杆，24-螺母；

3-法兰组件，31-底盘、311-底螺孔，32-顶盘、321-顶螺孔，33-套筒；

4-顶紧螺栓；

5-高压及特高压电缆，51-芯线，52-绝缘及屏蔽层、521-导体屏蔽层、522-主绝缘层、523-绝缘屏蔽层，53-保护层，531-金属护套、532-塑胶护套、533-缓冲层，54-半导屏蔽层；

6-应力锥；

7-绝缘套管。

具体实施方式

下面结合附图以及附图说明和实施例对本实用新型提供的技术方案做进一步详细说明。

实施例

如图2本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置正视剖切结构示意图、图3本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置A局部放大示意图、图4本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置B局部放大示意图所示：

一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，包括：延长组件1、锥托组件2、法兰组件3、顶紧螺栓4、绝缘套管7；

如图5本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置延长组件立体结构示意图所示：

延长组件1包括具有盲孔111的底环11和具有通孔121的顶环12、以及两端分别连接底环11和顶环12的连杆13，底环11、顶环12、连杆13组成滚笼式构件；

如图6本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置锥托组件立体结构示意图所示：

锥托组件2包括锥托21、弹簧22、导向螺杆23、螺母24，锥托21为具有上薄下厚筒壁的圆筒，弹簧22套装在导向螺杆23上，导向螺杆23一端与锥托21下部连接而另一端穿过通孔121并通过旋入螺母24与顶环12连接，通过旋转螺母24能够调节锥托21与顶环12间的距离，从而调节锥托21所受弹簧22的弹力以及锥托21与延长组件1的同心偏离距离；

如图7本实用新型提供的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置延长组件、锥托组件、法兰组件、顶紧螺栓的组装结构示意图所示：

法兰组件3包括具有底螺孔311的底盘31和具有顶螺孔321的顶盘32、以及套装在延长组件1外的套筒33，底盘31和顶盘32分别固定在套筒33两端形成筒状结构体；

顶紧螺栓4通过旋入底螺孔311并顶入盲孔111连接底盘31和底环21，通过调节顶紧螺栓4可以调节延长组件1与底盘31间的距离。

结合图1、图2和图3、图4可以看到，本实用新型提供的高压及特高压电缆应力锥顶紧装置保证应力锥安装位置精确、与芯线径向距离均等、固定牢固、受力均匀，进而保证电缆接头的可靠性和稳定性，保证电缆的安全运行的目的是通过如下方式实现的：

首先，除去高压及特高压电缆5端头处的保护层53以及绝缘屏蔽层523，露出主绝缘层522，然后，将应力锥6套装在主绝缘层522外，再用管状的绝缘套管7套装在电缆5的保护层53外并包裹住应力锥6；

接着，将如图7所示已组装在一起的延长组件、锥托组件、法兰组件、顶紧螺栓组合件，套装在高压及特高压电缆5上，使锥托21抵托在应力锥6上，并用螺栓穿过顶螺孔321使顶盘32并通过顶盘3使组合件固定在绝缘套管上；

通过调节顶紧螺栓4，可以调节延长组件1与底盘31间的距离，再依次顶起锥托组件2以及应力锥6；

通过旋转螺母24，改变其在导向螺杆23上的相对位置，能够调节锥托21与顶环12间的距离，改变弹簧22的压缩量，从而调节锥托21所受弹簧22的弹力以及锥托21与延长组件1的同心偏离距离，使得应力锥6的内外表面形成合理的机械压力，从而完成对应力锥6区域的电场强度控制。

本实用新型的优点在于：设计新颖，安装和调节方便简单，顶紧应力的控制稳定且可靠，能够较好地避免偏心，且机械压力控制均匀。

综上所述：

本实用新型提供的高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，通过延长组件、锥托组件、法兰组件、顶紧螺栓、绝缘套管等的组合，能够方便进行延长组件与锥托组件的对中，进而保证应力锥安装位置的正确精准、与芯线径向距离均等，固定牢固、受力均匀，从而保证电缆接头的可靠性和稳定性，电缆运行的安全；

此外，本实用新型设计新颖，制作简单，安装调节方便，顶紧应力的控制稳定可靠，机械压力控制均匀，能有效避免偏心，极具推广应用价值。

最后，有必要说明的是：

上述内容仅用于帮助说明和理解本实用新型的技术方案，不能理解为对其的限制；本领域技术人员根据本说明书内容所做出的非本质改进和调整或者替换，均属本实用新型所要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，所述电缆包括线芯、绝缘及屏蔽层和保护层，所述绝缘及屏蔽层内包括主绝缘层，所述应力锥套装在所述电缆的主绝缘层外，其特征在于：

所述顶紧装置包括绝缘套管、延长组件、锥托组件、法兰组件、顶紧螺栓；

所述绝缘套管为管状，套装在所述电缆的保护层外并包裹所述应力锥；

所述延长组件为滚笼式构件，套装在所述电缆的保护层外，顶部安装所述锥托组件，底部安装所述顶紧螺栓；

所述锥托组件具有筒壁为上薄下厚的圆筒形锥托且锥托抵托在所述应力锥的斜锥面上；

所述法兰组件为筒状结构体，套装在所述延长组件外且通过螺栓固定在所述绝缘套管上。

2.如权利要求1所述的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，其特征在于：所述延长组件包括具有盲孔的底环和具有通孔的顶环、以及两端分别连接所述底环和所述顶环的连杆，所述底环、顶环、连杆组成滚笼式构件。

3.如权利要求2所述的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，其特征在于：所述锥托组件还包括弹簧、导向螺杆、螺母，所述弹簧套装在所述导向螺杆上，所述导向螺杆一端与所述锥托下部连接而另一端穿过所述通孔并通过旋入所述螺母与所述顶环连接，通过旋转所述螺母能够调节所述锥托与所述顶环间的距离，从而调节所述锥托所受所述弹簧的弹力以及所述锥托与所述延长组件的同心偏离距离。

4.如权利要求2所述的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，其特征在于：所述法兰组件包括具有底螺孔的底盘和具有顶螺孔的顶盘、以及套装在所述延长组件外的套筒，所述底盘和所述顶盘分别固定在所述套筒两端形成筒状结构体。

5.如权利要求4所述的一种高压及特高压电缆应力锥顶紧装置，其特征在于：所述顶紧螺栓通过旋入所述底螺孔并顶入所述盲孔连接所述底盘和所述底环，通过调节所述顶紧螺栓可以调节所述延长组件与底盘间的距离。