RU2064725C1 - Terminal box of plastic-covered power cable - Google Patents
Terminal box of plastic-covered power cable Download PDFInfo
- Publication number
- RU2064725C1 RU2064725C1 RU94014950A RU94014950A RU2064725C1 RU 2064725 C1 RU2064725 C1 RU 2064725C1 RU 94014950 A RU94014950 A RU 94014950A RU 94014950 A RU94014950 A RU 94014950A RU 2064725 C1 RU2064725 C1 RU 2064725C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- elastomeric element
- elastoplastic
- cable
- insulation
- filler
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cable Accessories (AREA)
Abstract
Description
Предполагаемое изобретение относится к кабельной технике, а именно к концевым муфтам, предназначенным для присоединения кабельных линий высокого напряжения к воздушным линиям электропередачи с помощью стандартного аппаратного зажима. Предполагаемое изобретение также может быть использовано в конструкциях кабельных вводов в трансформаторы и другие аппараты высокого напряжения. The alleged invention relates to cable technology, and in particular to terminations designed to connect high voltage cable lines to overhead power lines using a standard hardware clamp. The alleged invention can also be used in the construction of cable entries in transformers and other high-voltage apparatuses.
Известна конструкция концевой муфты [1] содержащая заполненный изоляционной жидкостью фарфоровый изолятор, в котором размещен эпоксидный изолятор, концевую разделку с эластомерным элементом, принудительно поджатым посредством металлической пружины к внутренней поверхности эпоксидного изолятора и к изоляции кабеля, верхний и нижний экраны. A known design of the end sleeve [1] containing a porcelain insulator filled with an insulating liquid, in which an epoxy insulator is placed, an end groove with an elastomeric element, forced by means of a metal spring to the inner surface of the epoxy insulator and to the cable insulation, the upper and lower screens.
Поскольку элемент находится под воздействием силы, направленной вдоль оси симметрии эластомерного элемента, и оказываемой металлической пружиной, он испытывает сложное напряженно-деформированное состояние, что ускоряет старение и ползучесть материала эластомерного элемента. В результате быстро снижается контактное давление со стороны эластомерного элемента на изоляцию кабеля, что ведет к ослаблению электрической прочности муфты. Этот недостаток устранен в концевой муфте силового кабеля с пластмассовой изоляцией (2), содержащей фарфоровый изолятор, заполненный изоляционной жидкостью, концевую разделку с эластомерным элементом, верхний и нижний экраны. Конструкция не имеет эпоксидного изолятора, а эластомерный элемент оказывает контактное давление на изоляцию кабеля не за счет приложенной к нему осевой силы, а за счет простого натяга эластомерного элемента на кабель. В этом случае эластомерный элемент во время эксплуатации при воздействии температурных циклов имеет возможность свободно расширяться вместе с изоляцией кабеля, вследствие чего замедляется старение материала эластомерного элемента и процесс ползучести. Надежность муфты при этом возрастает. Эта конструкция является наиболее близким техническим решением к заявляемому и поэтому принимается заявителем за прототип. Since the element is under the influence of a force directed along the axis of symmetry of the elastomeric element and exerted by a metal spring, it experiences a complex stress-strain state, which accelerates the aging and creep of the material of the elastomeric element. As a result, the contact pressure from the side of the elastomeric element to the cable insulation is rapidly reduced, which leads to a weakening of the electrical strength of the coupling. This disadvantage is eliminated in the end sleeve of the power cable with plastic insulation (2), containing a porcelain insulator filled with insulating liquid, an end groove with an elastomeric element, upper and lower screens. The design does not have an epoxy insulator, and the elastomeric element exerts contact pressure on the cable insulation not due to the axial force applied to it, but due to a simple tension of the elastomeric element on the cable. In this case, the elastomeric element during operation under the influence of temperature cycles has the ability to expand freely with the cable insulation, as a result of which the aging of the material of the elastomeric element and the creep process are slowed down. The reliability of the coupling increases. This design is the closest technical solution to the claimed and therefore is accepted by the applicant as a prototype.
В этой конструкции имеются следующие недостатки. Проблема ограничения диффузии изоляционной жидкости между изоляцией кабеля и эластомерным элементом, а также между экраном муфты и электродом эластомерного элемента не решена. Указанный процесс диффузии приводит к обогащению электрода эластомерного элемента в зоне контакта с изоляционной жидкостью и снижению со временем удельного объемного электрического сопротивления электрода при циклических температурных воздействиях. Кроме того, конструкция предусматривает крепление нижней части эластомерного элемента непосредственно на концевой разделке ленточным бандажом, которое не обеспечивает наличие надежного электрического контакта. При циклических температурных воздействиях ленточный бандаж может быть поврежден, что приведет к снижению электрической прочности конструкции. Помимо этого, такое крепление затрудняет теплоотвод от жилы кабеля к остальным конструктивным частям муфты, что также приводит к снижению электрической прочности конструкции. This design has the following disadvantages. The problem of limiting the diffusion of insulating fluid between the cable insulation and the elastomeric element, as well as between the coupling screen and the electrode of the elastomeric element, has not been solved. The specified diffusion process leads to the enrichment of the electrode of the elastomeric element in the zone of contact with the insulating liquid and to decrease with time the specific volume electric resistance of the electrode under cyclic temperature effects. In addition, the design provides for the fastening of the lower part of the elastomeric element directly to the end grooves with a tape bandage, which does not provide a reliable electrical contact. During cyclic temperature influences, the tape brace may be damaged, which will lead to a decrease in the electric strength of the structure. In addition, this fastening makes it difficult to heat away from the cable core to the rest of the structural parts of the coupling, which also leads to a decrease in the electric strength of the structure.
Задача предполагаемого изобретения состоит в создании конструкции муфты с повышенными электрическими характеристиками при одновременном упрощении процесса ее монтажа. The objective of the proposed invention is to create the design of the coupling with high electrical characteristics while simplifying the process of its installation.
Согласно предполагаемому изобретению, концевая муфта, содержащая заполненный изоляционной жидкостью фарфоровый изолятор, концевую разделку кабели с эластомерным элементом, верхний и нижний экраны, дополнительно содержит прижимной стакан, охватывающий нижнюю торцевую чаять эластомерного элемента в зоне контакта электрода эластомерного элемента и нижнего экрана муфты. According to the proposed invention, the end sleeve, comprising a porcelain insulator filled with insulating liquid, an end butcher cable with an elastomeric element, upper and lower screens, further comprises a pressure cup covering the lower end face of the elastomeric element in the contact zone of the elastomeric element electrode and the lower coupling screen.
В предлагаемой конструкции предусматривается обеспечение улучшенного теплоотвода от изоляции кабеля к нижнему экрану муфты за счет заполнения пространства между изоляцией кабеля и нижним экраном материалом с высоким коэффициентом теплопроводности. The proposed design provides for improved heat dissipation from the cable insulation to the lower screen of the coupling by filling the space between the cable insulation and the lower screen with a material with a high coefficient of thermal conductivity.
Согласно одному из вариантов выполнения технического решения, между изоляцией кабеля и нижним экраном муфты устанавливается заполнитель, представляющий собой цилиндрическую пористую эластомерную трубку с коэффициентом теплопроводности 0.5-1.0 Вт/(К•м). According to one embodiment of the technical solution, a filler is installed between the cable insulation and the lower screen of the coupling, which is a cylindrical porous elastomeric tube with a thermal conductivity of 0.5-1.0 W / (K • m).
Согласно другому варианту, предусматривается вместо указанной выше цилиндрической пористой эластомерной трубки использовать полимерную пасту с коэффициентом теплопроводности 0.5-1.0 Вт/(К.м) в сочетании с эластомерным уплотнителем, предотвращающим проникновение пасты при температурных циклах в область контакта электрода эластомерного элемента и нижнего экрана муфты. According to another embodiment, it is provided instead of the above-mentioned cylindrical porous elastomeric tube to use a polymer paste with a thermal conductivity coefficient of 0.5-1.0 W / (K.m) in combination with an elastomeric sealant that prevents the penetration of the paste during temperature cycles into the contact area of the electrode of the elastomeric element and the lower coupling screen .
На фиг. 1 представлен общий вид конструкции предлагаемой концевой муфты силового кабеля с пластмассовой изоляцией; на фиг. 2 схема установки для измерения контактного давления эластомерного элемента на изоляцию кабеля; на фиг. 3 схема установки для определения контактного давления электрода эластомерного элемента на нижний экран муфты. In FIG. 1 shows a General view of the design of the proposed end sleeve of the power cable with plastic insulation; in FIG. 2 installation diagram for measuring the contact pressure of an elastomeric element on the cable insulation; in FIG. 3 installation diagram for determining the contact pressure of the electrode of the elastomeric element on the lower screen of the coupling.
Как показано на фиг. 1, предлагаемая конструкция содержит заполненный изоляционной жидкостью фарфоровый изолятор 1, концевую разделку кабеля 2 с эластомерным элементом 3, верхний 4 и нижний 5 экраны, цилиндрическую пористую эластомерную трубку 6, герметизирующее кольцо 7 из маслостойкого эластомера с поперечным сечением в виде прямоугольного треугольника, установленное на дне прижимного стакана 8, эластомерный уплотнитель 9, электрод эластомерного элемента 10. Как показано на фиг. 2, схема установки для определения значений контактного давления верхней части эластомерного элемента на изоляцию кабеля содержит полый металлический цилиндр 1 с отверстием в стенке для вывода тензодатчика 2 к контактной исследуемой поверхности и потенциометр 3 для регистрации значений контактного давления. Исследованиям подверглись различные модификации эластомерного элемента, имеющие различные сочетания значений конусностей внутренней и внешней поверхностей верхней части эластомерного элемента, выполненной в виде кольца. При этом анализировались значения глубины диффузии между изоляцией кабеля и эластомерным элементом в области "а" при температуре 60oС, контактного давления на изоляцию кабеля со стороны части эластомерного элемента в виде кольца, примыкающего к области "а", контактного давления на изоляцию кабеля со стороны эластомерного элемента в области СД (фиг. 2), а также ползучесть материала эластомерного элемента в области "а" после 40 циклов нагрева до 60oС и выдержки при этой температуре в течение 8 ч, и охлаждения в течение 16 ч до температуры окружающей среды. В таблице 1 приведены результаты сравнительных испытаний предлагаемой конструкции эластомерного элемента и прототипа.As shown in FIG. 1, the proposed design contains a porcelain insulator 1 filled with insulating liquid,
Как следует из представленных в таблице 1 данных, предлагаемая конструкция эластомерного элемента, верхняя часть которого выполнена в виде кольца с диапазонами значений конусностей внутренней и внешней поверхностей 2-4o и 30-36o соответственно, обеспечивает снижение глубины диффузии изоляционной жидкости в область "а" между изоляцией кабеля и эластомерным элементом на 75 Указанный диапазон значений определен экспериментально с помощью рассмотренной выше установки, схема которой представлена на фиг. 2. Кроме того, отмеченный выше диапазон значений конусностей внутренней и внешней поверхностей эластомерного элемента позволяет выровнять значения контактного давления на поверхность изоляции кабеля в областях конического и цилиндрического участков эластомерного элемента, что позволяет уменьшить ползучесть материала эластомерного элемента на 30 и повысить электрическую прочность муфты. Обработка экспериментальных данных производилась с помощью методов статистического анализа. Исследования проводились на 120 образцах эластомерных элементов.As follows from the data presented in table 1, the proposed design of the elastomeric element, the upper part of which is made in the form of a ring with ranges of taper values of the inner and outer surfaces of 2-4 o and 30-36 o, respectively, provides a decrease in the depth of diffusion of the insulating liquid in the region "a "between the cable insulation and the elastomeric element at 75. The indicated range of values was determined experimentally using the installation described above, the diagram of which is shown in FIG. 2. In addition, the above-mentioned range of taper values of the inner and outer surfaces of the elastomeric element allows you to align the contact pressure on the cable insulation surface in the areas of the conical and cylindrical sections of the elastomeric element, which allows to reduce the creep of the material of the elastomeric element by 30 and increase the dielectric strength of the coupling. Processing of experimental data was carried out using statistical analysis methods. Studies were conducted on 120 samples of elastomeric elements.
Как показано на рис. 3, схема установки для определения значений контактного давления электрода эластомерного элемента на нижний экран муфты, в области АВ, содержит прижимной стакан 1 и нижний экран 2 с отверстием для вывода тензодатчика 3 к потенциометру 4. Прижимной стакан обеспечивает уменьшение ползучести материала эластомерного элемента в области контакта электрода эластомерного элемента и нижнего экрана муфты. Форма образующей внутренней поверхности прижимного стакана задается из следующих условий:
1) обеспечение значения контактного давления на участке АВ нижнего экрана муфты постоянного по величине и равного значению контактного давления на участке СД изоляции кабеля;
2) наличие плавного перехода от поджимаемого к свободным участкам эластомерного элемента.As shown in fig. 3, an installation diagram for determining contact pressure values of an electrode of an elastomeric element on the lower screen of the coupling, in the region AB, contains a pressure cup 1 and a
1) ensuring the value of the contact pressure in the section AB of the lower screen of the coupling constant in magnitude and equal to the value of the contact pressure in the section SD of cable insulation;
2) the presence of a smooth transition from compressible to free areas of the elastomeric element.
Испытаниям подверглись 120 муфт. Обработка результатов экспериментов с помощью методов статистического анализа позволила получить следующее соотношение, определяющее форму образующей внутренней поверхности прижимного стакана:
Р(х) А + С•(B x)2
где А и С коэффициенты, выбираемые из условий равных значений контактных давлений на изоляцию кабеля и на нижний экран муфты;
х текущая координата профиля образующей внутренней поверхности прижимного стакана;
B толщина стенки эластомерного элемента в точке перехода от прижатой части эластомерного элемента к свободной его части. Экспериментально также установлено, что для различных кабелей с пластмассовой изоляцией указанные коэффициенты имеют следующие значения:
А -2.22•10-4-10-2; С 54.50-72.10.120 couplings were tested. Processing the experimental results using statistical analysis methods allowed us to obtain the following relationship that determines the shape of the generatrix of the inner surface of the pressure cup:
P (x) A + C • (B x) 2
where A and C are coefficients selected from the conditions of equal values of contact pressure on the cable insulation and on the lower screen of the coupling;
x current coordinate of the profile forming the inner surface of the pressure cup;
B the wall thickness of the elastomeric element at the transition point from the pressed part of the elastomeric element to its free part. It was also experimentally established that for various cables with plastic insulation the indicated coefficients have the following values:
A -2.22 • 10 -4 -10 -2 ; C 54.50-72.10.
В таблице 2 приведены результаты сравнительных испытаний предлагаемой конструкции, которая содержит прижимной стакан, и прототипа, где прижимной стакан отсутствует. Представленные в таблице 2 данные свидетельствуют о том, что применение в конструкции муфты прижимного стакана, который имеет профиль, полученный при использовании полученного экспериментально и рассмотренного выше соотношениям позволяет снизить ползучесть материала эластомерного элемента, в области контакта электрода эластомерного элемента и нижнего экрана муфты на 50 и обеспечить равные значения контактных давлений на изоляцию кабеля и на нижний экран. Table 2 shows the results of comparative tests of the proposed design, which contains the pressure cup, and the prototype, where the pressure cup is missing. The data presented in table 2 indicate that the use of a clamping cup in the design of the coupling, which has a profile obtained using the experimentally obtained and discussed above ratios, can reduce the creep of the material of the elastomeric element in the contact area of the elastomeric element electrode and the lower coupling screen by 50 and ensure equal contact pressures on the cable insulation and on the lower screen.
Для устранения диффузии изоляционной жидкости в область этого контакта предлагаемая заявителем конструкция муфты дополнительно содержит герметизирующее кольцо 7 с поперечным сечением в виде прямоугольного треугольника (фиг. 1), установленное на дне прижимного стакана. Форма поперечного сечения герметизирующего кольца определяется формой нижнего торца предлагаемой конструкции эластомерного элемента, а форма нижнего торца, задающая указанное поперечное сечение, позволяет значительно упростить процесс установки эластомерного элемента на кабель. To eliminate the diffusion of the insulating liquid into the area of this contact, the coupling design proposed by the applicant further comprises a sealing ring 7 with a cross section in the form of a right triangle (Fig. 1) mounted on the bottom of the pressure cup. The cross-sectional shape of the sealing ring is determined by the shape of the lower end of the proposed design of the elastomeric element, and the shape of the lower end, defining the specified cross-section, can significantly simplify the process of installing the elastomeric element on the cable.
Руководствуясь данными (2), заявителем были проведены сравнительные испытания конструкций муфт, в которых было обеспечено выполнение всех рассмотренных выше конструктивных решений. В результате проведения электрических испытаний муфт по определению электрической прочности конструкции муфты при длительном воздействии напряжения промышленной частоты в размере l.5 Uном было установлено, что электрическая прочность предлагаемой муфты в 1.4 раза выше, чем прототипа. Guided by the data (2), the applicant conducted comparative tests of the designs of the couplings, in which the implementation of all the design solutions discussed above was ensured. As a result of conducting electrical tests of the couplings to determine the electric strength of the coupling design under prolonged exposure to an industrial frequency voltage of l.5 Unom, it was found that the electric strength of the proposed coupling is 1.4 times higher than that of the prototype.
Claims (4)
y=P(x)=A+C(B-x)2,
где A=-2,22•10-4 oC10-2,
С=54,50oC72,10,
B толщина стенки эластомерного элемента в точке перехода от прижатой части эластомерного элемента к свободной его части,
x текущая координата образующей внутренней поверхности прижимного стакана,
герметизирующее кольцо из маслостойкого эластомера с поперечным сечением в виде прямоугольного треугольника, размещенное на дне прижимного стакана, и заполнитель пространства между изоляцией кабеля и нижним экраном из полимерного материала, при этом верхняя часть эластомерного элемента имеет конусности внутренней и внешней поверхностей 2-4° и 30-36° соответственно.1. The end sleeve of the power cable with plastic insulation, containing a porcelain insulator filled with insulating liquid, the end of the cable with tightened reinforcing insulation in the form of an elastomeric element made in the form of a ring having the taper of the upper part of the outer surface, upper and lower screens, characterized in that it further comprises a clamping cup with an inner surface providing an equal contact value covering the lower end part of the elastomeric element s pressure on the cable insulation and on the lower screen, the generatrix of which corresponds to the formula
y = P (x) = A + C (Bx) 2 ,
where A = -2.22 • 10 -4 o C10 -2 ,
C = 54.50 o C72.10,
B the wall thickness of the elastomeric element at the transition point from the pressed part of the elastomeric element to its free part,
x current coordinate of the generatrix of the inner surface of the pressure cup,
a sealing ring made of an oil-resistant elastomer with a rectangular triangle cross-section located at the bottom of the pressure cup and a space filler between the cable insulation and the lower screen of polymer material, while the upper part of the elastomeric element has tapers of the inner and outer surfaces of 2-4 ° and 30 -36 ° respectively.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94014950A RU2064725C1 (en) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | Terminal box of plastic-covered power cable |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94014950A RU2064725C1 (en) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | Terminal box of plastic-covered power cable |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94014950A RU94014950A (en) | 1995-12-10 |
| RU2064725C1 true RU2064725C1 (en) | 1996-07-27 |
Family
ID=20155094
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94014950A RU2064725C1 (en) | 1994-04-21 | 1994-04-21 | Terminal box of plastic-covered power cable |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2064725C1 (en) |
-
1994
- 1994-04-21 RU RU94014950A patent/RU2064725C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. The development of 154 kv XLPE cable accessories in Korea /S.c.Hwang, J.w.Nam, K.c. Lee et al II CIGRE 1990, p.21-103. 2. Garinturen fur VPE-isolierte Hoch-und Hochst-spannugskabel Felten Gulleume, ФРГ, 1984. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4768129A (en) | Through type twin capacitor | |
| JP5405949B2 (en) | Device for connection point between two high voltage cables | |
| EP3172800B1 (en) | Dry power cable termination | |
| EP2710699A1 (en) | Termination for electrical cables and method for manufacturing such a termination | |
| EP0053363B1 (en) | Bushing for gas-insulated electrical equipment | |
| BR112018071935B1 (en) | HIGH VOLTAGE APPLIANCE AND MANUFACTURING METHOD OF SUCH APPLIANCE | |
| RU2064725C1 (en) | Terminal box of plastic-covered power cable | |
| CA2164592C (en) | Material level probe having crimp seal | |
| US3474393A (en) | High voltage cable terminal | |
| CN213844991U (en) | Novel voltage tap of transformer bushing | |
| US3878313A (en) | Pre-assembled cable termination | |
| US3408450A (en) | Cable termination | |
| US4135054A (en) | High voltage cable fitting with a sealing member | |
| JP2633613B2 (en) | Simple termination for power cable withstand voltage test | |
| RU190682U1 (en) | High Voltage Vacuum Input | |
| RU160436U1 (en) | ENCLOSED POWER CABLE CLUTCH WITH PLASTIC INSULATION | |
| KR20190025696A (en) | Apparatus comprising an insulator made of plastic | |
| US2719875A (en) | Pothead for electric cable | |
| RU18022U1 (en) | ENCLOSED POWER CABLE CLUTCH WITH PLASTIC INSULATION | |
| RU2177197C1 (en) | Plastic covered high-voltage cable terminator | |
| KR910007692B1 (en) | Cable connecting insulated unit detecting system and method | |
| CN101919009A (en) | Arrangement comprising a gas-tight measurement bushing | |
| JP3542851B2 (en) | Prefabricated connections for cross-linked polyethylene cables | |
| US2364071A (en) | Terminator | |
| RU94014950A (en) | END POWER CABLE WITH PLASTIC INSULATION |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090422 |