本发明涉及电缆附件技术领域,具体涉及一种用于户内高压的直流电缆终端。
背景技术:
电缆终端集防水、应力控制、屏蔽、绝缘于一体,具有良好的电气性能和机械性能,能在各种恶劣的环境条件下长期使用,具有重量轻、安装方便等优点。电缆终端广泛应用于电力、石油化工、冶金、铁路港口和建筑等各个领域。但是目前能够用于室内500kv高压的直流电缆终端较少,且现有的高压直流电缆终端应力锥安装过程复杂,对安装人员的要求较高,安装费时费力。例如,中国专利文献cn102270825a公开了一种500kv及500kv以上电力电缆户外终端,包括套管、绝缘剂、应力锥和绕包材料,还包括有出线金具、上盖板、下底板和尾管,应力锥装在套管内,安装电缆终端时,在将应力锥套在电缆上后,才能安装绕包材料,安装绕包材料的目的是在电缆的导体层(高电位)和半导体层(接地体)之间形成多层电容,从而起到均匀电场的作用。若在绕包材料安装期间材料不一致,或环境中的金属杂质较多,形成的电容就会不均匀,进而导致场强不均匀,从而使得电缆的绝缘层失效。另外,由于应力锥的内径通常小于电缆外护套层的外径,在应力锥安装时会用力将其向下安装在电缆外层,由于切向方向的摩擦就会有产生一个向上的力,在填充绝缘油后,由于绝缘油本身的压力的存在,若应力锥在下方无支撑会导致其具有向下滑动的趋势,最终偏离初始的安装位置;同时由于应力锥在安装后是浸泡在绝缘油中,长时间使用后会出现松弛,也会导致其偏离初始的安装位置,从而使得应力锥的半导电部分与电缆的半导电层之间的接触发生改变,电缆的半导电层在剥离处场强过高,导致绝缘失效。
虽然现有技术中也采用了一些手段对应力锥进行支撑,以避免其在使用过程中偏离初始的安装位置,导致绝缘失效,例如用胶带将应力锥和电缆进行缠绕固定,或者通过弹簧支撑应力锥,但是这两种方式在实际使用过程中均存在一些不足。胶带缠绕由于是人工进行的操作,缠绕的力度并不均匀,导致胶带、应力锥和电缆外护套层之间的间隙不均匀,在受热膨胀后,易发生放电,同时改变整体结构的力学性能,影响电流终端的正常使用。弹簧支撑的方式在高压电缆终端中需要设置若干个(一般为5~6个)才能起到很好的支撑作用。因此上述方案均存在应力锥安装过程复杂,对安装人员的操作要求较高的缺陷。
技术实现要素:
因此,本发明要解决的技术问题在于现有技术中的直流电缆终端中应力锥安装过程复杂,费时费力,且支撑、安装不牢固的缺陷,从而提供一种应力锥安装牢固与方便的用于户内高压的直流电缆终端。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种用于户内高压的直流电缆终端,包括:
绝缘套筒,内装有绝缘剂;
底座,设置于所述绝缘套筒的底端;
应力锥,设置于所述绝缘套筒内部,所述应力锥通过一支撑套筒固定,所述应力锥的底部设置配合所述支撑套筒顶端的安装结构。
所述的直流电缆终端,所述安装结构具有开口朝向所述底座的槽体结构,所述支撑套筒的外径与所述槽体结构的内径配合设置,以使得所述应力锥通过底部的槽体结构套设在所述支撑套筒的顶端。
所述的直流电缆终端,所述支撑套筒的底端朝所述底座延伸并与所述底座密封连接,以使所述支撑套筒的外壁、应力锥的外壁及所述绝缘套筒内壁间形成用于装设绝缘剂的密封腔。
所述的直流电缆终端,还包括设置于所述直流电缆终端外壁上的、用于所述直流电缆终端周围电场进行均匀的均压装置。
所述的直流电缆终端,还包括设于所述绝缘套筒的顶端的电极和上法兰,及设于所述绝缘套筒与所述底座之间的下法兰,所述绝缘套筒通过所述上法兰、所述下法兰与所述电极、所述底座密封连接。
所述的直流电缆终端,还包括套设在所述绝缘套筒外的绝缘伞。
所述的直流电缆终端,所述绝缘剂为硅凝胶。
所述的直流电缆终端,所述支撑套筒的材质为玻璃纤维增强树脂。
所述的直流电缆终端,所述应力锥由半导电部和增强绝缘部组成,所述半导电部与所述电缆的半导电层接触设置,且所述半导电部为半导电硅橡胶材质,所述增强绝缘部为硅橡胶材质。
所述的直流电缆终端,所述直流电缆终端为直筒形。
本发明技术方案,具有如下优点:
1.本发明提供的用于户内高压的直流电缆终端,应力锥通过底部的安装结构与设置于绝缘套筒内的支撑套筒固定,这样在安装直流电缆终端时就可以先将支撑套筒套在电缆上,然后再安装应力锥,不仅使得应力锥便于安装,且支撑套筒还为应力锥提供了机械支撑,不会使得应力锥在使用一段时间后由于形变发生位置的移动,进而导致绝缘失效,从而使得应力锥、电缆和绝缘套筒之间的连接更加可靠。
2.本发明提供的用于户内高压的直流电缆终端,应力锥通过底部的槽体结构套设在支撑套筒的顶端,且支撑套筒的外径与槽体结构的内径配合设置,这种安装方式不仅简单,易于操作,还保证了支撑套筒与应力锥连接的密封性,同时起到密封绝缘剂的效果。
3.本发明提供的用于户内高压的直流电缆终端,绝缘套筒内的绝缘剂为硅凝胶,硅凝胶作为一种更环保的材料,还具有重量轻的特点,同时避免了绝缘油及六氟化硫气体作为绝缘剂对环境可能造成的危害性后果。此外,使用硅凝胶作为绝缘剂对直流电缆终端密封的要求更低,加工难度低,因此降低了生产成本。
4.本发明提供的用于户内高压的直流电缆终端,所述直流电缆终端为直筒形,不仅简化了绝缘套筒及其表面的绝缘伞的生产工艺,降低了生产成本,还增加了内部的充油量,有利于散热。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的用于户内高压的直流电缆终端的示意图。
附图标记说明:
1-底座;2-电极;3-上法兰;4-下法兰;5-绝缘套筒;6-绝缘剂;7-绝缘伞;8-应力锥;9-支撑套筒。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示的用于户内高压的直流电缆终端的一种具体实施方式,包括绝缘套筒5,内装有绝缘剂6;底座1,设置于所述绝缘套筒5的底端;应力锥8,设置于所述绝缘套筒5内部,所述应力锥8通过一支撑套筒9固定,所述应力锥6的底部设置配合所述支撑套筒9顶端的安装结构。具体地,所述安装结构具有开口朝向所述底座1的槽体结构,所述支撑套筒9的外径与所述槽体结构的内径配合设置,以使得所述应力锥8通过底部的槽体结构套设在所述支撑套筒9的顶端。
应力锥8通过底部的槽体结构与安装于绝缘套筒5内的支撑套筒9固定,通过恰当的尺寸设计令应力锥8和支撑套筒9之间存在一定的过盈压强,以保证密封性,这样在安装直流电缆终端时就可以先将支撑套筒9和底座1套在电缆上,然后再安装应力锥8,由于应力锥8的底部设置有槽体结构,因此便于支撑套筒5的顶端直接与其插接配合安装,不仅安装方便,而且支撑套筒9还为应力锥8提供了机械支撑,不会导致应力锥在使用一段时间后偏离其初始的安装位置,从而使得应力锥的半导电部分与电缆的半导电层之间的接触发生改变,电缆的半导电层在剥离处场强过高,导致绝缘失效的现象的发生;同时支撑套筒5的外径与槽体结构的内径配合设置,不仅使得支撑牢固,还使得支撑套筒9起到密封绝缘剂的效果。
具体地,绝缘套筒5为一上下直径均一的直筒结构,底座1的直径均大于绝缘套筒5的直径,以使得直流电缆终端整体呈直筒形,底座1可为铸铁材质。应力锥8靠近绝缘套筒6的一端设置,即设置在电缆的半导电部的外屏蔽层处,以使得应力锥的半导电部与电缆的半导电部接触,支撑套筒9设置在应力锥8和底座1之间,支撑套筒9的材质为玻璃纤维增强树脂,具有一定的刚度,保证了支撑强度。
作为一种具体实施方式,所述支撑套筒9的底端朝所述底座1延伸并与所述底座1密封连接,以使所述支撑套筒9的外壁、应力锥8的外壁及所述绝缘套筒5内壁间形成用于装设绝缘剂6的密封腔。底座1朝向支撑套筒9的端面中央一体成型有安装槽,安装槽的内径与支撑套筒9的外径适配,以保证安装牢固性;安装槽的内壁上可以设置内螺纹,支撑套筒9的下端设置外螺纹,底座1和支撑套筒9通过螺纹配合实现固定连接。绝缘套筒5的内径大于支撑套筒9的外径设置,以形成用于装设绝缘剂6的密封腔。
作为另一种具体实施方式,还包括设置于所述直流电缆终端外壁上的、用于所述直流电缆终端周围电场进行均匀的均压装置。
作为一种具体实施方式,还包括设于所述绝缘套筒6的顶端的电极2和上法兰3,及设于所述绝缘套筒5与所述底座1之间的下法兰4,电极2为铝制材料,与绝缘套筒5的顶端接触设置,上法兰3和下法兰4均为铸铁材质,且为圆台状,圆台的大头端与上电极2或底座1接触固定,圆台的小头端与绝缘套筒5的两端接触固定,所述绝缘套筒5通过所述上法兰3、所述下法兰4与所述电极2、所述底座1密封连接。
作为一种具体实施方式,还包括套设在所述绝缘套筒5外的绝缘伞7。绝缘伞7为硅橡胶材料,绝缘伞7均匀分布在绝缘套筒5的外壁上。
作为一种具体实施方式,所述绝缘剂6为硅凝胶。作为替代实施方式,绝缘剂6也可以为绝缘油,只要能够起到绝缘作用即可。
作为一种具体实施方式,所述应力锥8由半导电部和增强绝缘部组成,所述半导电部与所述电缆的半导电层接触设置,且所述半导电部为半导电硅橡胶材质,所述增强绝缘部为硅橡胶材质。应力锥半导电部的作用是平滑电缆的接地电位,疏散接地电位的电力线,从而平滑电场,降低此位置电场强度。由于降低后的电场强度在此位置的值仍然高于绝缘油或硅凝胶等绝缘材料的材料击穿强度,因此还需要设置基于硅橡胶材料的增强绝缘部,以耐受此处的绝缘强度。
作为一种具体实施方式,所述支撑套筒9和所述应力锥8内部均设置有允许电缆穿过的容置空间,容置空间的内径与电缆的外径一致。支撑套筒9内部的空间中填充有绝缘剂6,电缆在支撑套筒9内部处于绝缘剂6的包围之中。
在安装直流电缆终端时,首先在电缆表面合适位置做标记,剥除合适长度的电缆pe外皮,切割铝制护套,然后将直流电缆终端的底座及支撑套筒套在电缆上。再剥除电缆屏蔽层,并打磨电缆绝缘层,去除毛刺。剥除电缆顶部一定长度的导体外层材料直至导体露出,绝缘层表面均匀涂抹润滑用硅凝胶。然后安装应力锥,并将应力锥通过底部的槽体结构与支撑套筒连接,由于支撑套筒的外径与槽体结构的内径配合设置,因此保证了其密封效果。将外层覆盖绝缘伞的绝缘套筒及上法兰、下法兰作为一个整体安装到位,再安装顶部电极和均压装置,最后向绝缘套筒中充入绝缘剂硅凝胶,并进行加温固化。本发明设计中各部分的尺寸、形状和位置均以改善电场分布为目的进行了优化,充分考虑了电缆绝缘层与应力锥交界面切向电场、应力锥半导电部分表面电场强度模值、绝缘伞表面切向电场强度、均压装置表面电场模值等因素,达到了改善电场分布,降低局部放电的可能的目的。
显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。