專利名稱：一種預制式高壓電纜終端的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種高壓電纜終端，尤其涉及一種適用于66kV及以上的預制式高壓電纜終端。
背景技術：
目前，國際市場上66kV及以上的高壓電纜終端，常見的是干式絕緣電容形結構，充油或不充油的應力錐式結構。幾種結構都有各自的缺點。
充油瓷外套的應力錐式電纜終端使用時間最長，用量和市場份額目前也最大。這種終端是將電纜端部預處理后，將應力錐套裝在電纜本體絕緣上，應力錐屏蔽層與電纜絕緣外的屏蔽層連通，將瓷套套裝在其外，電纜導芯與壓接線夾連通，在瓷套與電纜本體絕緣間充絕緣材料，如硅油等。對于瓷套，現在也有用環氧管替代的，環氧管外為硅橡膠傘裙。
這種結構的電纜終端在現場安裝時，因為應力錐套裝時和套裝后要求應力錐內孔表面和電纜絕緣外表面間的緊密無氣隙配合等，對于電纜本體絕緣部分預處理的工藝要求很高，而且屬于充油設備，其運行和維護也很麻煩，也不符合高壓設備的無油化發展趨勢，而且比較笨重，安裝方式不靈活，安裝也不方便。但其應用時間已經很長了，而且因為采用瓷套或者環氧管的緣故，其機械強度很高。
最近出現的110kV的干式硅橡膠電纜終端，實際上還是采用的應力錐結構，大多由三段組成，電纜預處理后先套裝，或預擴后套裝應力錐，而后套裝上部兩段，主要用在戶外或戶內終端上。
其優點是輕巧，安裝方式靈活，安裝方便。但是由于這幾段全部由硅橡膠材料制成，因此其機械強度非常低；而且對于電纜本體絕緣部位預處理的工藝要求也是很高的，否則容易出現故障的；另外，各段間的防潮密封也是要求非常高的，尤其是電纜終端在長期運行的各種力的作用下發生物理變形時；還有，這種結構的電纜終端在發生物理變形時，終端與電纜本體的結合面會不會出現問題也是一個非常嚴峻的考驗。
還有一種不充油的電容式電纜終端結構，已經在市場上運行多年，也很受用戶歡迎。這種終端是在電纜本體絕緣上繞制電容式絕緣結構，用熱縮管作為護套進行保護，之外套裝硅橡膠傘裙。這種結構的電纜終端主要用在戶外或戶內終端上，其電位分布非常好，防污閃能力也很強，安全可靠性很高，安裝方式靈活，安裝也很方便。但與前述的干式硅橡膠電纜終端類似，存在機械強度不高的缺點，而且現場工作量也較大，不符合電纜終端的預制式發展趨勢。
另外，中國專利號為02282771.4號實用新型專利，公開了一種干式預制式電容型電纜終端，由反錐形電容套管、應力錐、端部導電體、根部護筒等組成，所述反錐形電容套管的主絕緣內具有由內至外由上至下依次錯開的同軸排列的導電材料或半導電材料制成的電容屏，所述反錐形電容套管的根部絕緣筒的內表面是上端直徑小下端直徑大呈喇叭口形，所述應力錐的絕緣端外表面是上端直徑小下端直徑大呈錐形，所述反錐形電容套管的根部絕緣筒的喇叭口形內表面與所述應力錐的錐形絕緣外表面形狀吻合并無縫隙緊密接觸，所述反錐形電容套管的喇叭口形的根部絕緣筒由高電氣強度絕緣材料制成，所述應力錐由彈性材料制成。
這種結構在安裝時，是先套裝應力錐，然后再安裝反錐形電容套管。雖然說其優點是輕巧，安裝方式靈活，安裝方便，但是這種結構的電纜終端也有相應的缺點首先，其反錐形電容套管的根部絕緣筒，按其說明書所述，用機械強度較高的絕緣材料制成，如果該管在應力錐上部參與耐受絕緣，則，由于電纜本體絕緣處理后的尺寸無法保證，該絕緣筒與電纜本體絕緣間的配合問題很難解決，除非在兩者間的氣隙中灌注絕緣油或者其它柔性絕緣材料；其次，電纜本體絕緣預處理部位長度也比較長，其工藝要求也是很高的，否則容易出現故障的；再次，這種結構中，由于承擔主絕緣的問題，對于應力錐的絕緣要求也比普通的充油應力錐式要高許多；還有，由于應力錐內表面和外表面都涉及到緊密無氣隙配合，裝配工藝要求也非常高。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于克服上述現有技術之不足，提供一種工藝要求不高、制作簡單、安全可靠性高、機械強度很高的預制式高壓電纜終端。
按照本發明提供的一種預制式高壓線纜終端，包括殼體、根部套置在所述殼體內的絕緣體、安裝在所述絕緣體頭部的均壓罩和穿過所述絕緣體中心孔的引出導體，其特征在于所述絕緣體包括主絕緣部分和外絕緣部分，所述主絕緣部分具有貫通的中心孔，所述主絕緣部分的中心孔內壁設有高壓屏蔽層，所述引出導體與電纜導芯直接連通，其連接處處于所述中心孔內的高壓屏蔽層內，所述主絕緣部分的根部設有控制其根部電位分布的根部電應力控制部，所述主絕緣部分的上部設有控制電纜終端電位分布的上部電應力控制部，所述主絕緣部分、所述外絕緣部分、所述高壓屏蔽層、所述根部電應力控制部和所述上部電應力控制部構成的絕緣體為預制式整體結構。
按照本發明提供的一種預制式高壓電纜終端還具有如下附屬技術特征
所述高壓屏蔽層由所述主絕緣部分的頭部開始，沿其中心孔的內壁向其根部延伸，到所述主絕緣部分的根部的上部為止，所述高壓屏蔽層覆蓋在電纜本體絕緣的端部、所述引出導體與電纜導芯的連接處以及所述引出導體位于所述中心孔內的部分上。
所述引出導體的長度大于所述絕緣體長度的0.5倍。
所述主絕緣部分的根部為彈性材料，并套裝在電纜本體絕緣處，所述根部電應力控制部的根部屏蔽層與電纜本體絕緣的外屏蔽層連通，所述主絕緣部分的中心孔內表面由根部底端到上部頂端依次為根部電應力控制部的根部屏蔽層的末端、主絕緣部分和上部電應力控制部的高壓屏蔽層。
所述主絕緣部分的上部電應力控制部是電容式結構或應力錐結構。
所述根部屏蔽層從其末端沿所述主絕緣部分的外表面延伸，并緊密覆蓋在所述主絕緣部分的根部上，其頂端與所述上部電應力控制部的電容式結構的末屏或者應力錐結構的屏蔽層相通。
所述主絕緣部分的根部電應力控制部是應力錐結構，所述主絕緣部分的根部直接套裝或預擴后套裝在電纜本體上。
所述主絕緣部分和外絕緣部分間設有護套或絕緣套筒或絕緣套筒并在套筒內有灌注材料，所述絕緣套筒是直筒或錐狀結構。
所述上部電應力控制部采用干式硅橡膠應力錐結構。
所述外絕緣部分為傘裙結構或柱狀結構或錐體狀結構。
按照本發明提供的一種預制式高壓電纜終端與現有技術相比具有如下優點首先，本發明將引出導體、殼體、均壓罩、接線端子及其它附件之外的其它部分做成一個整體，因此，絕緣體與電纜本體配合部分大大減少，現場裝配簡單方便，結合絕緣體上部的電容式結構或應力錐結構，大大提高其運行中的安全可靠性，可以控制電纜終端的整體電位分布均勻；其次，本發明采用比較長的引出導體，電纜本體絕緣預處理部分非常短，可以大大降低工藝難度，也會大大降低電纜預處理階段在大氣中的暴露時間有利于保證產品質量，這也是其它類型電纜終端所難以達到的，解決了傳統電纜預處理部分比較長的弊端；再次，絕緣體在工廠內預制完成，作為一個整體進行試驗、運輸、裝配，更好確保質量，其它的都達不到這個要求；最后，其機械強度由主絕緣部分和外絕緣部分間的剛性絕緣套筒(如玻璃鋼材料)或者高壓屏蔽層中的剛性材料或者兩者結合起來保證，所以其機械強度很高。
圖1是現有技術中電纜本體處理后的結構示意圖。
圖2是本發明中引出導體的剖視圖。
圖3是本發明中絕緣體的一種實施例的剖視圖。
圖4是本發明中絕緣體的另一種實施例的剖視圖。
圖5是本發明中絕緣體的再一種實施例的剖視圖。
圖6是本發明安裝后的一種實施例的剖視圖。
圖7是本發明安裝后的另一種實施例的剖視圖。
圖8是本發明安裝后的再一種實施例的剖視圖。
具體實施例方式
參見圖1、圖2、圖3和圖6，按照本發明提供的一種優選實施例，包括殼體1、根部套置在所述殼體1內的絕緣體2、安裝在所述絕緣體2頭部的均壓罩3和穿過所述絕緣體2中心孔的引出導體4。
本發明與現有技術的區別在于所述絕緣體2包括主絕緣部分5和外絕緣部分6，外絕緣部分6覆蓋在主絕緣部分5的上部54之外，所述主絕緣部分5具有貫通的中心孔51，所述中心孔51內設有高壓屏蔽層57，所述引出導體4與電纜導芯101直接連通，其連接處41處于所述中心孔51內的高壓屏蔽層57內的中下部，所述主絕緣部分5的根部52設有控制其根部電位分布的根部電應力控制部53，所述主絕緣部分5的上部54設有控制電纜終端電位分布的上部電應力控制部55，所述主絕緣體5、所述外絕緣體6、所述根部電應力控制部53、所述上部電應力控制部55和所述高壓屏蔽層57構成的絕緣體2為預制式整體結構。
本發明將整個絕緣體在工廠中做成整體結構，現場無須對電應力控制部與絕緣體進行配合安裝，消除了在現場安裝時存在的安全隱患。簡化了安裝的工藝，裝配更加簡單方便。同時，由于設置了兩部分電應力控制部，可以控制本發明的整體電位分布更加均勻，有效的消除安全隱患。
參見圖6，在本發明給出的上述實施例中，所述主絕緣部分5的根部52為彈性材料，并套裝在電纜本體10絕緣102處，所述根部電應力控制部53的根部屏蔽層56與電纜本體10絕緣的外屏蔽層103連通。所述根部屏蔽層56為半導電材料或導電材料。
參見圖3和圖6，在本發明給出的上述實施例中，所述高壓屏蔽層57由所述主絕緣部分5的頭部開始，沿其中心孔51的內壁向其根部52延伸，到所述主絕緣部分5的根部52的上部為止，所述高壓屏蔽層57覆蓋在電纜本體絕緣102的端部、所述引出導體4與電纜導芯101的連接處41以及所述引出導體4位于所述中心孔51內的部分上。所述主絕緣部分5的中心孔51的內表面由與電纜本體絕緣的外屏蔽層103相接的最底部到頭部依次為根部電應力控制部53的根部屏蔽層56的末端561、主絕緣部分5和上部電應力控制部55的高壓屏蔽層57。所述高壓屏蔽層57為半導電材料或導電材料，其中也可包含有剛性材料。所述引出導體4的長度大于所述主絕緣部分2長度的0.5倍。因此，本發明的引出導體4比較長，其與電纜導芯101在所述中心孔51的中下部即可進行連接，因此，電纜本體10預處理長度大大減小。消除了現有技術中對電纜本體10進行比較長的預處理而存在的安全隱患，同時，也大大降低施工難度。
參見圖3，在本發明給出的上述實施例中，所述主絕緣部分5的上部電應力控制部55是電容式結構。所述根部屏蔽層56從其末端561沿所述主絕緣部分5的外表面延伸，并緊密覆蓋在所述主絕緣部分5的根部52上，其頂端562與所述上部電應力控制部57的電容式結構的末屏58相通。所述主絕緣部分5的上部54和外絕緣部分6間設有套筒7。所述套筒7為環氧玻璃布保護層，其可以大大提高本發明的機械強度。如果所述套筒7采用熱縮材料或冷縮材料或其它柔性材料，則本發明中的高壓屏蔽層57必須含有剛性材料，以保證機械強度。
參見圖3和圖6，在本發明給出的上述實施例中，所述主絕緣部分5的根部電應力控制部53是應力錐結構。所述主絕緣部分5的根部預擴后套裝在電纜本體10上，可以使其與電纜本體10緊密的配合在一起。同時，該部分也可以直接套裝在電纜本體10上，但要保證該部分與電纜本體10的緊密配合。
參見圖3和圖6，在本發明給出的上述實施例中，所述外絕緣部分6為傘裙結構。同時，如果將本發明的外絕緣部分更換成柱狀結構或錐體狀結構，則可以應用在GIS電纜終端，或變壓器電纜終端上，例如，采用環氧玻璃布管或錐狀環氧玻璃布管。采用什么樣的外絕緣部分主要是根據使用場合的不同而改變。
參見圖4和圖7，在本發明給出的另一種實施例中，所述主絕緣部分5和套筒7間設有灌注材料61。所述套筒7也可以是錐狀套筒。其他結構與上述實施例完全相同。根據實際使用環境的不同，可以靈活改變。
參見圖5和圖8，在本發明給出的再一種實施例中，所述主絕緣部分5的上部電應力控制部55是采用干式硅橡膠應力錐結構。所述根部屏蔽層56從其末端561沿所述主絕緣部分5的外表面延伸，并緊密覆蓋在所述主絕緣部分5的根部52上，其頂端562與所述上部電應力控制部55的應力錐結構的屏蔽層59相通。所述外絕緣部分6與所述主絕緣部分5直接相連接，并且所述上部電應力控制部55不具有套筒。其他部分與上述實施例相同。此種實施例中，所述的高壓屏蔽層應包含有剛性材料以加強機械強度。
本發明的安裝過程如下首先，將電纜本體10預處理成圖1的結構形式，分別包括電纜導芯101、電纜絕緣102、電纜絕緣外屏蔽層103、電纜鎧裝104、電纜外護層105和電纜外護層的屏蔽層106。對于110kV的戶外電纜終端，上述預處理部分長度一般僅需要進行0.3-0.4米即可，而現有技術大多需要進行處理的長度達到1.2-1.6米。在預處理后，將外部殼體1套在電纜本體10上，將電纜導芯101插入引出導體4的根部壓接孔41中進行壓接。壓接后，將絕緣體2的根部預擴后，把絕緣體套裝在電纜本體、壓接處和引出導體上，將外部殼體套裝在絕緣體1的根部外，然后緊固在絕緣體1上，并與電纜鎧裝進行可靠連接并固定。最后安裝均壓罩3和接線端子42等其它附件。
上述優選實施例僅供說明本發明之用，而并非對本發明的限制。本領域的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍內指引下，還可做出各種變形和變換，因此所有等同技術方案皆屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種預制式高壓電纜終端，包括殼體(1)、根部套置在所述殼體(1)內的絕緣體(2)、安裝在所述絕緣體(2)頭部的均壓罩(3)和穿過所述絕緣體(2)中心孔的引出導體(4)，其特征在于所述絕緣體(2)包括主絕緣部分(5)和外絕緣部分(6)，所述主絕緣部分(5)具有貫通的中心孔(51)，所述主絕緣部分(5)的中心孔(51)內壁設有高壓屏蔽層(57)，所述引出導體(4)與電纜導芯(101)直接連通，其連接處(41)處于所述中心孔(51)內的高壓屏蔽層(57)內，所述主絕緣部分(5)的根部(52)設有控制其根部電位分布的根部電應力控制部(53)，所述主絕緣部分(5)的上部(54)設有控制電纜終端電位分布的上部電應力控制部(55)，所述主絕緣部分(5)、所述外絕緣部分(6)、所述高壓屏蔽層(57)、所述根部電應力控制部(53)和所述上部電應力控制部(55)構成的絕緣體(2)為預制式整體結構。
2.如權利要求1所述的一種預制式高壓電纜終端，其特征在于所述高壓屏蔽層(57)由所述主絕緣部分(5)的頭部開始，沿其中心孔(51)的內壁向其根部(52)延伸，到所述主絕緣部分(5)的根部(52)的上部為止，所述高壓屏蔽層(57)覆蓋在電纜本體絕緣(102)的端部、所述引出導體(4)與電纜導芯(101)的連接處(41)以及所述引出導體(4)位于所述中心孔(51)內的部分上。
3.如權利要求2所述的一種預制式高壓電纜終端，其特征在于所述引出導體(4)的長度大于所述絕緣體(2)長度的0.5倍。
4.如權利要求1所述的一種預制式高壓電纜終端，其特征在于所述主絕緣部分(5)的根部(52)為彈性材料，并套裝在電纜本體(10)絕緣處，所述根部電應力控制部(53)的根部屏蔽層(56)與電纜本體(10)絕緣的外屏蔽層連通，所述主絕緣部分(5)的貫通中心孔(51)內表面由其底部到其頂部依次為根部電應力控制部(53)的根部屏蔽層(56)的末端(561)、主絕緣部分(5)和上部電應力控制部(55)的高壓屏蔽層(57)。
5.如權利要求1所述的一種預制式高壓電纜終端，其特征在于所述主絕緣部分(5)的上部電應力控制部(55)是電容式結構或應力錐結構。
6.如權利要求5所述的一種預制式高壓電纜終端，其特征在于所述根部屏蔽層(56)從其末端(561)沿所述主絕緣部分(5)的外表面延伸，并緊密覆蓋在所述主絕緣部分(5)的根部(52)上，其頂端(562)與所述上部電應力控制部(57)的電容式結構的末屏(58)或者應力錐結構的屏蔽層(59)相通。
7.如權利要求1所述的一種預制式高壓電纜終端，其特征在于所述主絕緣部分(5)的根部電應力控制部(53)是應力錐結構，所述主絕緣部分(5)的根部直接套裝或預擴后套裝在電纜本體(10)上。
8.如權利要求1所述的一種預制式高壓電纜終端，其特征在于所述主絕緣部分(5)和外絕緣部分(6)間設有護套或絕緣套筒或絕緣套筒(7)并在套筒(7)內有灌注材料(61)，所述絕緣套筒(7)是直筒或錐狀結構。
9.如權利要求1所述的一種預制式高壓電纜終端，其特征在于所述上部電應力控制部(55)采用干式硅橡膠應力錐結構。
10.如權利要求1所述的一種預制式高壓電纜終端，其特征在于所述外絕緣部分(6)為傘裙結構或柱狀結構或錐體狀結構。
全文摘要
一種預制式高壓電纜終端，包括殼體、絕緣體、均壓罩和引出導體，絕緣體包括主絕緣部分和外絕緣部分，主絕緣部分具有中心孔，引出導體與電纜導芯直接連通，其連接處處于高壓屏蔽層內，主絕緣部分的根部設有根部電應力控制部，主絕緣部分的上部設有上部電應力控制部，主絕緣部分、外絕緣部分、高壓屏蔽層、根部電應力控制部和上部電應力控制部構成的絕緣體為預制式整體結構。本發明將絕緣體與電應力控制部做成一個整體，絕緣體與電纜本體配合部分大大減少，現場裝配簡單方便，同時還保證了其機械強度，結合絕緣體上部的電容式結構或應力錐結構，大大提高其運行中的安全可靠性，可以控制電纜終端的整體電位分布均勻。
文檔編號H02G15/02GK101064422SQ200610076039
公開日2007年10月31日 申請日期2006年4月24日 優先權日2006年4月24日
發明者王鈺 申請人:王鈺