CN212061967U - 电力电缆新型金属护套 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电力电缆新型金属护套，包括在轴向截面上呈波浪形的护套和填充于护套内侧的填充层，所述填充层将护套内侧填平，以使得护套内形成平滑的圆柱形内腔，所述圆柱形内腔与护套近似同轴设置。综合了皱纹铝护套和平板铝护套的优势，延续了皱纹铝护套的外表面结构样式且结合了平板铝护套的内表面结构样式，即在轴向截面上呈波浪形的护套外表面和填充于护套内侧形成平滑的圆柱形内腔的填充层，不仅在电气上消除金属护套与半导电阻水层的间隙，使之成为等电位，有效消除局部放电造成的烧蚀损伤；而且弯曲性能良好，同样适用于各种敷设环境的电缆安装，提高电缆线路的运行可靠性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电力电缆领域，具体涉及一种电力电缆新型金属护套。
背景技术
电力电缆金属护套在电缆系统中外套于半导电阻水层，起通过电容电流、短路电流及屏蔽电场的作用。目前，国内外常用金属护套分为皱纹铝护套和平板铝护套，皱纹铝护套的弯曲性能好，适用于各种敷设环境，但是由于其皱纹结构，波峰处与半导电阻水层之间不可避免存在间隙，导致该处常常发生局部放电现象，随着放电烧蚀的加剧和累积效应，致使半导电阻水层烧蚀击穿，最终导致电缆故障。而平板铝护套内部不存在间隙，但机械强度高，弯曲性能差，受敷设环境及条件限制因素较多，大规模推广难度较大，目前没有能同时解决这两个问题的有效方法。
因此，为解决以上问题，需要一种电力电缆新型金属护套，能够满足金属护套与半导电阻水层无间隙的同时保证金属护套的弯曲性能，为提高电缆线路的供电可靠性提供有力的保障。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是克服现有技术中的缺陷，提供一种电力电缆新型金属护套，能够满足金属护套与半导电阻水层无间隙的同时保证金属护套的弯曲性能，为提高电缆线路的供电可靠性提供有力的保障。
本实用新型的电力电缆新型金属护套，包括在轴向截面上呈波浪形的护套和填充于护套内侧的填充层，所述填充层将护套内侧填平,以使得护套内侧形成平滑的圆柱形内腔，所述圆柱形内腔与护套近似同轴设置。
进一步，所述各波峰最高点位于同一轴向水平线上，所述各波峰最低点位于同一轴向水平线上。
进一步，所述相邻波峰轴向距离和相邻波谷轴向距离近似相等。
进一步，所述波谷处对应的填充层厚度不超过波峰处对应的填充层厚度的1/2。进一步，所述波峰处对应的填充层厚度不超过相邻波谷轴向距离的1/2。
进一步，所述护套和填充层均采用铝合金材料制成。
进一步，所述护套和填充层一体成型制成。
本实用新型的有益效果是：本实用新型公开的一种电力电缆新型金属护套，综合了皱纹铝护套和平板铝护套的优势，延续了皱纹铝护套的外表面结构样式且结合了平板铝护套的内表面结构样式，即在轴向截面上呈波浪形的护套外表面和填充于护套内侧形成平滑的圆柱形内腔的填充层，不仅在电气上消除金属护套与半导电阻水层的间隙，使之成为等电位，有效消除局部放电造成的烧蚀损伤；而且弯曲性能良好，同样适用于各种敷设环境的电缆安装，同时，金属护套截面积增大，能够更好的导通电容电流和短路电流，提高电缆线路的运行可靠性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：
图1为本实用新型轴向截面的结构示意图；
图2为本实用新型电缆产生电容电流原理示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型的结构示意图，图2为本实用新型电缆产生电容电流原理示意图，本实施例中，所述轴向即为沿护套1长度方向，所述径向即为护套1圆周方向，如图所示，本实施例中的电力电缆新型金属护套包括在轴向截面上呈波浪形的护套1和填充于护套1内侧的填充层8，所述填充层8将护套1内侧填平，以使得护套1内侧形成平滑的圆柱形内腔6，所述圆柱形内腔6与护套1近似同轴设置。所述近似同轴延伸含义为，在同轴的基础上，允许有制造及安装误差，在此不再赘述，同轴设置的圆柱形内腔6和护套1在结构上可以尽可能保证填充层8的均匀分布，进一步提高护套1整体结构的均匀性，所述填充层8可与护套1同材料一体成型制造，也可在护套1内部填充有与护套1相同材料的粉末，或者填充与护套1内部空间相适配的相同材料的棒材，即使护套1内侧为与半导电阻水层2贴合的实心结构，在此不再赘述，外套于半导电阻水层2的护套1通过圆柱形内腔6与半导电阻水层2贴合，所述圆柱形内腔6光滑平整，进一步提高护套1与半导电阻水层2之间的贴合度，尽可能的使二者无缝连接，消除间隙，使之成为等电位，从而消除局部放电信号，所述护套1在轴向截面上外表面7呈波浪形，现有技术中，国内外常用金属护套分为皱纹铝护套和平板铝护套，皱纹铝护套的弯曲性能好，适用于各种敷设环境，但是由于其皱纹结构，电缆运行过程中，波峰处与半导电阻水层2之间不可避免存在间隙，该处两点电压电位差不同，从而在间隙产生微弱的局部放电，长此以往会对半导电阻水层2造成烧蚀损伤，致使半导电阻水层2烧蚀击穿，最终导致电缆故障，而平板铝护套内部不存在间隙，但机械强度高，弯曲性能差，受敷设环境及条件限制因素较多，大规模推广难度较大，而本电力电缆新型金属护套综合了皱纹铝护套和平板铝护套的优势，延续了皱纹铝护套的外表面结构样式且结合了平板铝护套的内表面结构样式，即在轴向截面上呈波浪形的护套外表面7和填充于护套1内侧形成平滑的圆柱形内腔6的填充层8，消除了现有技术中波峰与半导电阻水层2之间的空隙，因为波峰与阻水层之间的空隙里面是空气，填充填充层8后可以使护套1与阻水层直接接触消除间隙，通常情况下，气体击穿电压<固体击穿电压，当护套1波峰处与半导电阻水层2之间存在气体间隙时，局部放电电压大于气体击穿电压时就会放电；消除间隙后波峰处与半导电阻水层2之间绝缘介质发生改变，使得护套1与半导电阻水层2两者紧密贴合，消除中间间隙，使之等电位，可有效提高绝缘性能，有效消除产生的局部放电信号，不仅在电气上消除护套1与半导电阻水层2的间隙，使之成为等电位，从而有效消除局部放电造成的烧蚀损伤；同时护套1截面积增大根据图2所示，所述电缆包括护套1、半导电阻水层2、外屏蔽3、XLPE绝缘层4、和铜导体5，其中图2为局部示意图，也就是说图2仅显示电缆一半的结构，其中铜导体5可视为电缆的中心轴线，护套1和外屏蔽3之间即为半导电阻水层2，铜导体5和外屏蔽3之间即为XLPE绝缘层4，为现有技术，在此不再赘述，R接为护套1与半导电阻水层2之间的接触电阻；RH为半导电阻水层2的电阻；CH为护套1与半导电阻水层2之间的电容；RJ为XLPE绝缘层4电阻；CJ为外屏蔽3与铜导体5之间的电容，现有技术中，因为皱纹铝护套波谷处与半导电阻水层2接触(点接触)后，产生接触电阻，皱纹铝护套与半导电阻水层2存在电位差，从而产生电容，电缆运行时，电容电缆从铜导体5通过护套1流向大地。当采用本电力电缆新型金属护套后，护套1与半导电阻水层2无缝接触(面接触)，两者等电位，使两者之间不存在接触电阻R接和电容CH，从而电容电流能够更好地通过护套1；根据电阻决定式R＝Lρ/S(R表示电阻，L表示长度，ρ表示电阻率，S表示横截面积，ρ只跟材料本身有关)，L不变的时候，增大横截面积S，电阻R降低，所以护套1能够通过更多的短路电流，提高电缆线路的运行可靠性，所述波浪形即包括波峰和波谷(波峰最低点位置)，为现有技术，在此不再赘述。
本实施例中，所述各波峰最高点71位于同一轴向水平线上，所述各波峰最低点72位于同一轴向水平线上，所述波浪形的护套外表面7与现有技术中皱纹铝护套外表面形状相同，在此不再赘述，处于同一轴向水平线上的波峰最高点71和处于同一水平线上的波峰最低点72，便于对护套1的加工制造和形成结构均匀的护套1，而且可以提高护套1的弯曲性，便于施工铺设，且有利于提高护套1整体的导电性，避免由于某处凸起或某处下凹导致局部烧蚀，导致电缆故障。
本实施例中，所述相邻波峰轴向距离和相邻波谷轴向距离近似相等。可有效的控制护套1整体结构，以使得护套1导电均匀，避免出现护套1某处结构差异导致此处局部烧蚀，导致电缆故障，所述近似相等即为在相等的情况下允许有制造以及铺设时的误差，在此不再赘述。
本实施例中，所述波谷处对应的填充层8厚度不超过波峰处对应的填充层8厚度的1/2。波谷处对应的填充层8厚度越小，电位差越小，局部放电量越少，越不易产生局部放电，造成局部烧蚀，此处进一步限制护套1形状，以使得护套1有良好的的弯曲性能，所述厚度即为径向上填充层8的尺寸，在此不再赘述。
本实施例中，所述波峰处对应的填充层8厚度不超过相邻波谷轴向距离的1/2。以使得更好的控制填充层8的厚度和波浪形的弯曲程度，避免出现护套外表面7波峰处弧度较小的情况，影响铺设于护套外表面7部分的其他敷层的铺设，以及降低护套外表面7与铺设于护套外表面7部分的其他敷层存在点接触，降低发生局部烧蚀的几率。
本实施例中，所述护套1和填充层8均采用铝合金材料制成，所述护套1和填充层8为板材一体成型轧制制成，并且板材两端焊接以构成外套于半导电阻水层2的护套1，以构成本实施例中所述的结构完整的实心电力电缆新型金属护套，所述护套1和填充层8还可以3D打印或者浇筑，等其他一体成型手段制造，以使得护套1与半导电阻水层2两者紧密贴合，消除中间间隙，使之等电位，在此不再赘述，采用同种材料，在加工制造时较为方便，降低护套1与填充层8之间的电位差，提高金属护套结构强度，并且一体成型制造降低了出现空隙的可能性，极大的保护了电缆在工作时的安全性，高压输电电缆一般采用铝质护套，其本身原因是铝金属机械强度较高，再采用皱纹铝护套是为了满足大截面电缆在敷设安装时，遇有转弯的情况下提高弯曲性能，使铝护套本身不会在敷设安装时受损伤；平板铝护套能消除金属护套与半导电阻水层之间的间隙，有效消除放电信号，但其弯曲性能差，由于机械强度高，电缆承受内压力的能力较高，不需要径向加固；其抵抗外部机械作用的能力也较好，因此不需要加装铠装层，而弯曲性能理论上则是越大越好，部分地区(如重庆)隧道修建结构复杂，常常有高落差、长下坡、大转弯的情况出现，护套弯曲性能越好，在敷设安装时就越不容易出现金属结构上的破坏，保证护套完整性，所以本电力电缆新型护套是为结合两者的优点而考虑的，能够同时在消除放电信号的基础上，满足电缆弯曲性，同样适用于各种敷设环境的电缆安装。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (7)
1.一种电力电缆新型金属护套，其特征在于：包括在轴向截面上呈波浪形的护套和填充于护套内侧的填充层，所述填充层将护套内侧填平，以使得护套内形成平滑的圆柱形内腔，所述圆柱形内腔与护套近似同轴设置。
2.根据权利要求1所述的电力电缆新型金属护套，其特征在于：各波峰最高点位于同一轴向水平线上，各波峰最低点位于同一轴向水平线上。
3.根据权利要求2所述的电力电缆新型金属护套，其特征在于：相邻波峰轴向距离和相邻波谷轴向距离相等。
4.根据权利要求2所述的电力电缆新型金属护套，其特征在于：波谷处对应的填充层厚度不超过波峰处对应的填充层厚度的1/2。
5.根据权利要求4所述的电力电缆新型金属护套，其特征在于：波峰处对应的填充层厚度不超过相邻波谷轴向距离的1/2。
6.根据权利要求1所述的电力电缆新型金属护套，其特征在于：所述护套和填充层均采用铝合金材料制成。
7.根据权利要求6所述的电力电缆新型金属护套，其特征在于：所述护套和填充层一体成型制成。
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