專(zhuān)利名稱：電纜終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及如獨(dú)立權(quán)利要求的前序部分所述的電纜終端，尤其是用于高壓的戶外終端。
現(xiàn)有各種形式的終端。較早的實(shí)施形式具有陶瓷絕緣和油-或其它化學(xué)填料。這種終端有以下缺點(diǎn)機(jī)械上不很堅(jiān)實(shí)，并且由于可能的材料泄漏而不滿足如今的環(huán)保要求。EP 667665 B1描述了一種無(wú)油填充的終端。這個(gè)終端的主要特征是一個(gè)硬的傳導(dǎo)件，它被設(shè)計(jì)來(lái)承受橫向力。力的傳遞由硬傳導(dǎo)件上的開(kāi)放連接通過(guò)具有場(chǎng)控制-和絕緣裝置的基體到支座上實(shí)現(xiàn)。在終端一尤其是在硬傳導(dǎo)件的范圍內(nèi)一的表面不存在場(chǎng)控制涂層。
本發(fā)明的目的在于給出一種電纜終端，尤其是一種高壓-戶外終端，它可以廉價(jià)地生產(chǎn)，并且機(jī)械上穩(wěn)定，電氣上可靠地被控制。
上述任務(wù)由獨(dú)立權(quán)利要求所述的特征完成。其它權(quán)利要求給出進(jìn)一步的實(shí)施形式。
終端在一側(cè)安裝在一個(gè)底端保護(hù)殼(Fussarmatur)上，最好固定在一個(gè)橫梁上。在底端保護(hù)殼上構(gòu)成用于固定電纜與一個(gè)終端內(nèi)部的電氣引線的裝置。在前端保護(hù)殼(Kopfarmatur)上具有固定電導(dǎo)體與電氣引線的裝置，存在用于電氣連接電纜屏蔽層與地的裝置和場(chǎng)控制及隔離在電纜終端的不均勻的電位過(guò)渡的裝置。
絕緣體通常在其表面上載有具有起凸表面(屏蔽盤(pán))的合成橡膠材料(最好是硅樹(shù)脂橡膠)。絕緣體的長(zhǎng)度，尤其是其直徑如此選擇使得在滿工作電壓下滿足足夠的絕緣和避免大氣火花放電的要求。此要求如此被滿足絕緣體表面用與電壓有關(guān)的控制涂層覆蓋?？刂茖踊谖⑿蛪好綦娮枳詈檬茄趸\(ZnO)-微型壓敏電阻構(gòu)成(WO 9726693 A1)。在優(yōu)化實(shí)施形式中采用ZnO-陶瓷-微粒，它以60至75的重量百分比加入聚合物基體中。ZnO-微粒用10％數(shù)量級(jí)基于Bi、Cr、Sb、Co、Mn和其他可能成分的氧化物添加少量混合氧化物。聚合物可以是硅樹(shù)脂橡膠或聚乙烯，視載體的基礎(chǔ)材料而定。在此情況下構(gòu)成控制涂層的層設(shè)計(jì)在構(gòu)成屏蔽盤(pán)的絕緣體的外殼的內(nèi)部。利用本發(fā)明的這一層實(shí)現(xiàn)了如此改變電位分布場(chǎng)力線在終端的上端更強(qiáng)，從而通過(guò)被改變的電場(chǎng)分布避免了在電纜導(dǎo)體連接處的電擊或過(guò)電壓。與場(chǎng)強(qiáng)有關(guān)的控制層的作用被說(shuō)明在“電學(xué)經(jīng)濟(jì)”(Elektrizittswirtschaft)的文章中(99(2000)，第68-73頁(yè))。
絕緣體固定在底端保護(hù)殼上。此固定方法相同于現(xiàn)有技術(shù)(EP667665 B1)。通常用于電氣連接屏蔽層和地的裝置以及用于場(chǎng)控制(場(chǎng)控制體)和隔離電纜終端不均勻的電位過(guò)渡的裝置被應(yīng)用。主要的是在固定到底端保護(hù)殼上時(shí)，存在的電纜終端與場(chǎng)控制-和隔離件之間的空腔通過(guò)與底端保護(hù)殼的機(jī)械張緊而被排除。
設(shè)計(jì)為管或栓的電氣引線通過(guò)接觸件與電纜導(dǎo)體連接，并且電氣引線，絕緣體和前端保護(hù)殼構(gòu)成進(jìn)行安裝的單元。具有接觸件的電氣引線，絕緣體和前端保護(hù)殼單獨(dú)被形成。前端保護(hù)殼主要由一個(gè)導(dǎo)電的終端盤(pán)和一個(gè)導(dǎo)體連接管組成，在其中可以帶有螺紋，用于固定吊環(huán)。電氣引線最好在焊接過(guò)程中(或通過(guò)另一個(gè)固定的機(jī)械連接)固定在終端盤(pán)的內(nèi)部。由絕緣材料構(gòu)成的絕緣體被粘接到前端保護(hù)殼上。如此形成的單元在吊環(huán)上用一臺(tái)起重機(jī)舉到安裝位置上，并且從上面下降到終端的已準(zhǔn)備好的下面部分上。構(gòu)成一個(gè)單元的結(jié)構(gòu)的下面區(qū)域的部分的尺寸如此設(shè)計(jì)，使得它們?cè)谘b接時(shí)自行滑入底端保護(hù)殼上的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)中。
最好用螺釘固定觸點(diǎn)接收器在電纜導(dǎo)體上。至電氣引線的接插連接形式的接觸通過(guò)接觸薄片形成。此接插連接不是為使力作用在終端上而設(shè)計(jì)的。為此在上述結(jié)構(gòu)中絕緣體被如此構(gòu)造和確定尺寸，使得它能承受所有機(jī)械力，而接插連接是不受機(jī)械應(yīng)力的。典型的橫向力大小以5kN計(jì)算，機(jī)械設(shè)計(jì)在此值下進(jìn)行。
絕緣體由澆注樹(shù)脂或其它合適的材料形成。它可以材料上被強(qiáng)化，例如用玻璃纖維。從底邊直至接觸件的高度，絕緣體完全被材料填充。最好在絕緣體的內(nèi)部形成一個(gè)空腔?？涨?空間填充)的橫截面可以線性地或以漏斗形曲線向前端保護(hù)殼減小。通過(guò)這個(gè)空腔構(gòu)造可以保持小的重量，然而壁厚只能減小到能承受彎曲力。在一個(gè)優(yōu)化實(shí)施形式中空腔的內(nèi)表面涂覆一個(gè)導(dǎo)電涂層。
組裝的主要步驟如下-準(zhǔn)備電纜端部，剝皮和露出電纜導(dǎo)體，-在電纜導(dǎo)體上安裝觸點(diǎn)接收器，-固定此基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在底端保護(hù)殼上，-借助于起重機(jī)舉起由絕緣體，前端保護(hù)殼和電氣引線組成的安裝-單元，-降下安裝-單元到固定在底端保護(hù)殼上的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上，-各部分自行定位，-固定和支張安裝-單元到底端保護(hù)殼上，并且-通過(guò)一個(gè)電流接線柱固定自由導(dǎo)體到前端保護(hù)殼上。
戶外終端的實(shí)施形式描述在附圖中，附圖中

圖1是具有不變的外直徑的第一實(shí)施形式，圖2是具有分級(jí)的外直徑的第二實(shí)施形式，圖3右半圖和左半圖示出具有不同外部輪廓的實(shí)施形式，以及圖4示出兩個(gè)法蘭盤(pán)-實(shí)施形式。
本發(fā)明的終端-例如對(duì)于145kV的額定電壓和1200mm2的導(dǎo)體橫截面-由一個(gè)最好由澆注樹(shù)脂構(gòu)成的絕緣體50組成，它在內(nèi)部有空腔56。在下部區(qū)域可見(jiàn)，在電纜芯線(導(dǎo)體12和導(dǎo)體絕緣15)的終端，場(chǎng)控制-(36)和絕緣件51的結(jié)構(gòu)以專(zhuān)業(yè)人員所熟知的構(gòu)造實(shí)現(xiàn)。
高壓電纜10被引入戶外終端8的下部區(qū)域。電纜的屏線11與底座20的法蘭盤(pán)20′電氣接觸，底座通過(guò)絕緣體21安裝在塔的橫梁上。
如圖1所示，絕緣體50的直徑在其整個(gè)長(zhǎng)度上，尤其是在下部區(qū)域內(nèi)(參見(jiàn)圖3中53)通過(guò)利用與電壓有關(guān)的控制涂層64保持小的數(shù)值?？刂仆繉咏?jīng)過(guò)從地電位到高壓電位絕緣體的整個(gè)長(zhǎng)度。為了獲得最佳的控制作用，層壁可以不同厚度涂覆。外場(chǎng)強(qiáng)在所有運(yùn)行狀態(tài)下低于規(guī)定的臨界值。
如前所述由ZnO-微粒構(gòu)成的層被添入到一個(gè)硅樹(shù)脂基體或者到一個(gè)適合作為絕緣體材料的基體(例如聚乙烯)中?？刂仆繉游挥诮^緣體內(nèi)部表面，在控制涂層上是屏蔽盤(pán)。
絕緣體50可由兩個(gè)相互粘接的具有不同材料特性的部分(51′，51″)組成，下面部分51″(從底部附件上的固定處，直至電纜導(dǎo)體上接觸件的高度)不被屏蔽盤(pán)覆蓋而露在環(huán)境中；這對(duì)于戶外應(yīng)用是合適的。上面部分51′可由一種簡(jiǎn)單材料組成，因?yàn)檫@個(gè)區(qū)域在所有情況下覆蓋屏蔽盤(pán)62。對(duì)于具有直到底部附件的屏蔽盤(pán)62.1的實(shí)施形式構(gòu)成一個(gè)外部的保護(hù)外殼，從而對(duì)這個(gè)區(qū)域也可利用絕緣體的簡(jiǎn)單材料特性。
絕緣體59的外-輪廓59最好在整個(gè)長(zhǎng)度上是圓柱形。根據(jù)外部的場(chǎng)控制涂層64的外形和質(zhì)量，絕緣體可設(shè)計(jì)為有不同的直徑(下部更大而上部減小，其中間錐形過(guò)渡，參看圖2和3)。戶外終端8的外表面被用由RTV-或LSR-硅樹(shù)脂橡膠構(gòu)成的屏蔽62覆蓋。空腔56的內(nèi)表面54可設(shè)計(jì)成導(dǎo)電的。它可由以下材料形成導(dǎo)電漆，導(dǎo)電的等離子體涂層，金屬-膜(薄片)，金屬化或埋在樹(shù)脂中的金屬織物。表面54位于高壓電位上。這個(gè)設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，即使在空腔中形成冷凝水的情況下也能保持電氣安全性，因?yàn)樵谏鲜龈邏弘娢幌码妶?chǎng)關(guān)系是一致的。
埋在澆注樹(shù)脂體50中的觸點(diǎn)接收器包括在載流管32下端的終端接觸點(diǎn)30。此管一直被引至前端保護(hù)殼70，并在那里被固定。在終端上部區(qū)域蓋著一個(gè)機(jī)械和電氣緊密的終端蓋71。
從下部區(qū)域53中構(gòu)成整個(gè)體積的基體到空腔的過(guò)渡中電纜導(dǎo)體12和電氣引線32之間被連接。連接器30在下部夾緊自由的電纜導(dǎo)體。電纜導(dǎo)體14的電流通過(guò)觸點(diǎn)接收器17到管32上。最好在電纜導(dǎo)體和電氣引線間有可移動(dòng)的接觸-和夾緊件。連接器30和接觸薄片42間的通道可借助于O-環(huán)填充。
場(chǎng)控制體33由硅樹(shù)脂橡膠構(gòu)成，并且與其控制件36一起安置在導(dǎo)體絕緣14和導(dǎo)電層15的終端的過(guò)渡區(qū)上。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于絕緣體50具有圓柱體外形59。絕緣體在上部區(qū)域中在其長(zhǎng)度方向上有恒定的外徑。在下部區(qū)域(51)中它接收?qǐng)隹刂企w33，并且用螺釘固定在底座20(法蘭盤(pán))上。在絕緣體的上部區(qū)域中在其內(nèi)部構(gòu)成空腔56，它的內(nèi)表面54被設(shè)計(jì)成導(dǎo)電的?？諝饪梢赃M(jìn)入空腔中。
絕緣體50在具有一個(gè)底板或法蘭盤(pán)的底座20中用螺釘固定在支柱29上(例如通過(guò)絕緣支撐21固定在橫梁上)。此外，絕緣體的下部區(qū)域也可成型為澆注體，它可插入到法蘭盤(pán)中。
圖3中右半圖示出在下部區(qū)域53中具有球狀加厚的絕緣體的實(shí)施形式。用于接地的金屬環(huán)26在此結(jié)構(gòu)中可以仍然具有不變的直徑。在球狀區(qū)域53中可以有屏蔽盤(pán)62.1(62.2)。
圖4A和4B示出不同形式的法蘭盤(pán)。絕緣體在法蘭盤(pán)上的固定用多個(gè)螺釘連接23(圖2和圖3)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)擰緊螺釘，所提到的安裝單元被彈簧件44支張開(kāi)(見(jiàn)圖3)，從而在場(chǎng)控制體區(qū)域中存在的空腔被完全消除。標(biāo)號(hào)24(圖3)表示用于接地的絕緣體表面在橫梁29上的接地連接。在絕緣體的底部安裝一個(gè)金屬環(huán)26(見(jiàn)圖3)。金屬環(huán)26通過(guò)螺釘連接與接地連接24接觸。
標(biāo)號(hào)8終端，10高壓電纜，11電纜的屏蔽線，12電纜導(dǎo)體，14導(dǎo)體絕緣，15電纜絕緣上的導(dǎo)電層，16，電纜芯線，17觸點(diǎn)接收器(電纜導(dǎo)體上的接線件)，18底端保護(hù)殼上的電纜固定，20，20′，20″底端保護(hù)殼(法蘭盤(pán))，21絕緣，23絕緣體的擰緊，24接地連接，26金屬環(huán)(在外導(dǎo)體層和地之間的接觸)，29橫梁，30連接器(接插連接器)，32導(dǎo)電的接線柱或管，33場(chǎng)控制體，34電極，36場(chǎng)控制漏斗，42接觸薄片，44彈簧件，50絕緣體，51，51′上部/下部，53下部區(qū)域，54內(nèi)表面，56空腔，58導(dǎo)電涂層，59外形，62屏蔽盤(pán)，62.1下部區(qū)域中的屏蔽盤(pán)(圖3)，62.2中間部分的屏蔽盤(pán)(圖3)，64導(dǎo)電層-外部，65導(dǎo)電層與地的連接，70前端保護(hù)殼，71終端蓋，72導(dǎo)體固定。
權(quán)利要求
1.用于電纜(10)的電纜終端(8)，尤其是戶外終端，具有一個(gè)電纜導(dǎo)體(12)，一個(gè)電纜絕緣體(14)，一個(gè)導(dǎo)電層(15)和一個(gè)電纜屏蔽(11)，其中終端(8)在一側(cè)安裝在底端保護(hù)殼(20)上，具有用以固定電纜(10)到底端保護(hù)殼(20)上的裝置(18)，具有在終端(8)內(nèi)部的電氣引線(32)，具有一個(gè)前端保護(hù)殼(70)，用于電導(dǎo)體與引線(32)的固定，具有將電纜屏蔽(11)接地的裝置(30)，具有用于在電纜終端上電位過(guò)渡的場(chǎng)控制-(34，36)和場(chǎng)隔離裝置，具有一個(gè)絕緣體(50)，具有固定絕緣體(50)在底部附件(20)上的裝置(23)，其中電氣引線(32)通過(guò)接觸件(17，30)與電纜導(dǎo)體(12)連接，其特征在于，在固定到底部附件(20)上的區(qū)域(23)至接觸件(17)的高度之間的絕緣體(50)被材料填充，并且填充向著前端保護(hù)殼(70)減少，這樣形成一個(gè)內(nèi)部空腔(56)，并且絕緣體(50)的表面被一個(gè)與電壓有關(guān)的場(chǎng)控制層(64)覆蓋。
2.如權(quán)利要求1所述的電纜終端，其特征在于，場(chǎng)控制層(64)基于微型壓敏電阻構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的電纜終端，其特征在于，氧化鋅(ZnO)-微型壓敏電阻被用作微型壓敏電阻。
4.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電纜終端，其特征在于，場(chǎng)控制層(64)經(jīng)過(guò)絕緣體(50)的整個(gè)長(zhǎng)度。
5.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電纜終端，其特征在于，絕緣體(50)被設(shè)計(jì)來(lái)承受終端(8)上的機(jī)械力。
6.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電纜終端，其特征在于，電纜導(dǎo)體(12)和引線(32)之間的連接(17，30)實(shí)現(xiàn)為接插連接。
7.如權(quán)利要求5所述的電纜終端，其特征在于，空腔(56)的內(nèi)表面(56)涂覆一個(gè)導(dǎo)電涂層(58)。
8.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電纜終端，其特征在于，絕緣體(50)由澆注樹(shù)脂形成。
9.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電纜終端，其特征在于，電氣引線(32)被設(shè)計(jì)為管。
10.如以上權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電纜終端，其特征在于，電纜導(dǎo)體(14)上的接觸件(17)是薄片-接觸。
全文摘要
本發(fā)明涉及在一側(cè)安裝的戶外終端(8)。在底部附件(20)上構(gòu)成用于固定電纜(10)與終端內(nèi)部的一個(gè)電氣引線(32)的裝置(18)。此外通常用于電氣連接電纜屏蔽到地的裝置和用于場(chǎng)控制(場(chǎng)控制體33)和隔離電纜終端上不均勻的電位過(guò)渡的裝置被應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)為管或栓的電氣引線(32)通過(guò)接觸件(42)連接于電纜導(dǎo)體(12)。引線(32)，絕緣體(50)和前端保護(hù)殼(70)構(gòu)成安裝單元。終端的表面被與電壓有關(guān)的場(chǎng)控制層(64)覆蓋。
文檔編號(hào)H02G1/02GK1398449SQ01804676
公開(kāi)日2003年2月19日 申請(qǐng)日期2001年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月9日
發(fā)明者尤依·阿曼波爾, 沃爾夫?qū)へ悹柎? 格哈特·豪普特, 伯恩哈德·辛德勒, 鮑杜·博特切 申請(qǐng)人:Nkt電纜有限公司, 迪庫(kù)雷坎姆電子有限公司