專利名稱：電纜終端的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電纜工程中使用的電纜連接附件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉 及一種電力戶內(nèi)冷縮式電纜終端。
背景技術(shù)：
隨著城市建設(shè)的迅速發(fā)展，電力電纜在配電系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣 泛，空氣開關(guān)柜數(shù)量逐步增多，戶內(nèi)電纜終端的用量也相應(yīng)增多。在電纜 終端與變壓器、配電設(shè)備、其它分支設(shè)備連接時，往往需要剝離電纜的外 護(hù)套、內(nèi)護(hù)套等。此外，為防止連接后電場集中而導(dǎo)致高壓擊穿，需要使 電纜終端的電場分散，因此對電纜終端的絕緣性能有一系列要求。當(dāng)前市 場上主要是以冷縮終端產(chǎn)品主。冷縮的戶內(nèi)電纜終端分為兩類， 一種是以
高介電常數(shù)為電應(yīng)力控制的電纜終端；另一種是以應(yīng)力錐為電應(yīng)力控制的 電纜終端。
冷縮終端出廠時進(jìn)行了預(yù)擴(kuò)張并在安裝后收縮在電纜絕緣體上，通過 橡膠收縮到原來的直徑以對電纜施加向內(nèi)的徑向壓力。這種徑向壓力在保 證了優(yōu)異的密封同時還提高了電纜終端的絕緣性能。冷縮終端在安裝到電 纜之后，通常其擴(kuò)張率在30%到150%之間。在出廠時，他們裝在可抽出 式的螺旋結(jié)構(gòu)的支撐芯繩上，其擴(kuò)張率在200%到300%之間。
戶內(nèi)冷縮終端的設(shè)計要考慮到很多方面的因素，比如使用環(huán)境、安裝 海拔高度、以及運行的電壓等級等。除此之外，還有以下幾個方面的因素
1) 密封性，冷縮終端本身對電纜的徑向壓力可以起到密封的作用。
2) 電場控制，電纜終端的電場最集中的位置是在絕緣屏蔽斷口處，主 要采用參數(shù)法和幾何法降低屏蔽斷口的電應(yīng)力。
圖1和2示出了參數(shù)法采用高介電常數(shù)材料的電應(yīng)力控制的傳統(tǒng)電纜 終端100的立體示意圖和縱向剖視圖。該電纜終端包括絕緣管110以及套 設(shè)在絕緣管110內(nèi)的應(yīng)力控制管101。包括絕緣層102和電纜芯線103的電纜的連接端105穿過絕緣管110和應(yīng)力控制管101。該連接端105例如
通過一接線片連接到諸如變壓器、配電設(shè)備之類的戶內(nèi)電器設(shè)備上。在這
種連接結(jié)構(gòu)中，從連接端105至應(yīng)力控制管101內(nèi)部的一定長度內(nèi)，將形 成絕緣屏蔽斷口 104。而且，越是靠近該絕緣屏蔽斷口 104的位置，其電 場強(qiáng)度越強(qiáng)，反之，越是遠(yuǎn)離絕緣屏蔽斷口 104的位置，強(qiáng)電場強(qiáng)度越弱。 為了保證產(chǎn)品的抗擊穿特性，需要確保絕緣管110具有足夠的長度，例如 在施加10kV電壓等級的情況下，絕緣管110的長度一般要求大于250mm。
圖3和4示出了幾何法采用應(yīng)力錐結(jié)構(gòu)的應(yīng)力控制的電纜終端200的 立體示意圖和縱向剖視圖。該電纜終端包括絕緣管210、以及設(shè)置在絕 緣管210內(nèi)的應(yīng)力錐201，其中在絕緣管210的外壁上部分地設(shè)有環(huán)狀的 多個裙緣203。其中多個裙緣203在絕緣管210的外壁上突出地形成并相 互隔開。包括絕緣層204和電纜芯線205的電纜的連接端202穿過絕緣管 210和應(yīng)力錐201。該連接端202例如通過一接線片連接到諸如變壓器、 配電設(shè)備之類的戶內(nèi)電器設(shè)備上。在這種連接結(jié)構(gòu)中，從連接端202至應(yīng) 力控制管210內(nèi)部的一定長度內(nèi)，將形成絕緣屏蔽斷口 206。
上述電纜終端200的制造工藝如下首先在一副模具中制造應(yīng)力錐 201，然后再把制成的應(yīng)力錐201放在另一副模具中制成絕緣管210以及 裙緣203，并通過注射或模壓使絕緣管210與應(yīng)力錐201成型為一體，從 而制成最終產(chǎn)品。
在電纜終端200中，其絕緣部分為帶裙緣203的由硅橡膠制成的絕緣 管210，由于采用了應(yīng)力錐201進(jìn)行電應(yīng)力控制，降低了在絕緣屏蔽斷口 206處及其周圍形成的電場的強(qiáng)度。例如，在施加10kV電壓等級的情況下， 絕緣管210長度一般要求大于190mm。
3) 降低沿面放電。硅橡膠作為冷縮電纜終端的絕緣管的制作材料， 因為具有較強(qiáng)的憎水性，可以在電纜終端的外表面上防止水通道的形成， 從而降低了沿該外表面進(jìn)行放電。
4) 延長漏電爬電距離。漏電爬電距離是從高壓端到終端接地處的總 長度。對于污染較高的地域，需要采用具有特殊設(shè)計結(jié)構(gòu)的邊緣結(jié)構(gòu)，或 者增加裙緣數(shù)量的方式來滿足對漏電爬電距離長度的要求，以延長電纜終 端的使用壽命。
4在上面提到的包括具有高介電常數(shù)的電應(yīng)力控制管的戶內(nèi)電纜終端 中，以擠出成型法制成絕緣管110，其制作工藝簡單，效率高成本低。電 應(yīng)力控制部分以應(yīng)力管或應(yīng)力膠帶或應(yīng)力泥為主，無論哪種形式，其制作 材料的介電常數(shù)值一般都應(yīng)大于10。若以應(yīng)力橡膠管為應(yīng)力控制管，也可 以采用擠出成型方式。
對于具有應(yīng)力錐為電應(yīng)力控制部分的戶內(nèi)電纜終端100，其裙緣203 提供了足夠的爬電距離，提高了終端的沖擊特性。但在電纜終端200的生 產(chǎn)過程中，應(yīng)力錐和外部絕緣管需要在模腔內(nèi)硫化，并且由于裙緣203之 間存在間距，不能采用擠出成型工藝，而是需要開模脫模，因此時間往往 耗費的較長，因此效率制作較低。
相比而言，在保證同樣的電性能的前提下，電纜終端100的絕緣管110 的長度要比電纜終端200的絕緣管210長度長許多。但電纜終端100的制 作工藝要比電纜終端200簡單一些。也就是說，傳統(tǒng)的電纜終端雖然解 決了結(jié)構(gòu)或制造工藝上的困難，但都無法同時解決結(jié)構(gòu)和制造工藝的問 題。
實用新型的內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本實用新型提供一種電纜終端， 其尺寸小、且制造工藝簡單。
為實現(xiàn)本實用新型的上述和其它目的、效果和優(yōu)點，提供一種電纜終 端，包括絕緣管以及應(yīng)力控制管，所述應(yīng)力控制管安置在所述絕緣管內(nèi)， 并且所述應(yīng)力控制管的長度不大于所述絕緣管的長度，在所述絕緣管的外 壁上一體地形成至少一個連續(xù)的螺旋狀突起。
在上述電纜終端中，所述突起在所述絕緣管的外壁上突起的高度不小 于3mm，進(jìn)一步地在3-10mm的范圍內(nèi)。
在上述電纜終端中，所述突起形成在所述絕緣管的整個長度上或者形 成在所述絕緣管的部分長度上。
上述電纜終端進(jìn)一步包括支撐芯繩，所述支撐芯繩包括呈螺旋狀的 支撐體，所述支撐體彈性地支撐所述絕緣管和應(yīng)力控制管的內(nèi)壁；以及抽 頭，所述抽頭從所述支撐芯繩的第一端延伸到第二端，并從所述第二端伸出。
在上述電纜終端中，所述支撐體的長度不小于所述絕緣管的長度。 在上述電纜終端中，所述應(yīng)力控制管為圓筒形結(jié)構(gòu)。 在上述電纜終端中，所述支撐芯繩由剛性聚合材料制成。
在上述電纜終端中，所述應(yīng)力控制管的介電常數(shù)值處于10-25的范圍內(nèi)。
在上述電纜終端中，所述絕緣管和應(yīng)力控制管由彈性橡膠材料制成。 根據(jù)本實用新型的戶內(nèi)冷縮電纜終端，由于裙緣式的突起結(jié)構(gòu)呈連續(xù) 的螺旋結(jié)構(gòu)，由此可以采用螺旋擠出工藝制成設(shè)有這種裙緣的絕緣管，這 樣可以節(jié)約采用模壓或注射制成絕緣管時成型工藝中的開模和脫模時間， 同時也避免了模壓或注射成型工藝中的飛邊及殘留在流道中的橡膠，確保 了生產(chǎn)的連續(xù)性和持久性，并且成型快，效率高。而且，本實用新型的電 纜終端的整體長度較短，在不減小漏電爬距的前提下，可適用于任何狹小 的安裝環(huán)境，提高了電纜終端電氣性能，增強(qiáng)電纜終端的可靠性。


本發(fā)明將參照附圖來進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中
圖l是傳統(tǒng)電纜終端的第一種實施例的連接到電纜時的立體示意圖2是圖1的縱向剖視圖3是傳統(tǒng)電纜終端的第二種實施例的連接到電纜時的立體示意圖； 圖4是圖3的縱向剖視圖5是根據(jù)本實用新型的電纜終端的第一種實施例的縱向剖視圖，圖 中包括支撐芯繩；
圖6是圖5中所示電纜終端的絕緣管的縱向剖視圖7是圖5所示的電纜終端連接到電纜時的立體示意圖8是圖7的縱向剖視圖9是根據(jù)本實用新型的電纜終端的第二種實施例的立體示意圖；以
及
圖10是圖9的縱向剖視圖。
結(jié)合附圖并參照本實用新型的優(yōu)選實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能更好地理解本申請的進(jìn)一步的公開、目的、優(yōu)點和方面，所給出的這些附圖和 實施例只是為了說明的目的。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實用新型的示例性實施例。附圖中相同的附 圖標(biāo)記表示相同的部件。
通過上面背景技術(shù)部分的分析，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，如果使 包括由高介電常數(shù)的材料制成的電應(yīng)力控制部分的戶內(nèi)電纜終端縮短，則 需要設(shè)置從絕緣管外表面上突起形成裙緣來增加漏電爬電距離；另一方 面，如果使包括應(yīng)力錐的電應(yīng)力控制部分的戶內(nèi)電纜終端的制造工藝簡 單，最好采用擠出成型工藝制造絕緣管。
圖5-8示出了根據(jù)本實用新型的電纜終端的第一種示例性實施例。該
電纜終端IO，包括絕緣管2，所述絕緣管2的外壁上一體地形成有一條
連續(xù)的螺旋狀的突起，例如裙緣9;以及應(yīng)力控制管3，所述應(yīng)力控制管3 套設(shè)在絕緣管2內(nèi)，并且其長度小于絕緣管2的長度。裙緣9在絕緣管2 的外壁上一體突起的高度一般不小于3mm，進(jìn)一步地突起的高度在3 — lOmrn 范圍內(nèi)，這種突出的裙緣9結(jié)構(gòu)的設(shè)置可增加漏電爬電距離，從而縮短絕 緣管2的長度，減小整個電纜終端的尺寸?？梢岳斫獾氖牵?dāng)絕緣管壁厚 增加時，突起的高度可以相應(yīng)增加。
絕緣管2和應(yīng)力控制管3都由例如硅橡膠、三元乙丙橡膠之類的彈性 橡膠材料制成，這樣制成的絕緣管2具有良好的電絕緣性能和良好的彈性。 特別是，應(yīng)力控制管3的介電常數(shù)值處于10-25的范圍內(nèi)。由于裙緣9呈 連續(xù)的螺旋形狀一體地形成在絕緣管2的外壁上，因此在制作絕緣管2時， 可以利用具有連續(xù)螺旋槽的預(yù)制的注塑模具一次性地旋轉(zhuǎn)擠出成型，從而 節(jié)約了制造絕緣管2的時間。
在一種實施例中，裙緣9形成在絕緣管2的整個長度上。但可選地， 裙緣9也可以形成在絕緣管2的部分長度上。在圖5-8的電纜終端的第一 種實施例中示出了一條連續(xù)的裙緣9突出地形成在絕緣管2的外壁上。在 電纜終端的第二種實施例中，參見圖9和10，也可以在絕緣管2的外壁上 突出地形成兩條連續(xù)的裙緣11和12。由此可以理解，可在絕緣管2的外壁上形成3條或者更多條這樣的裙緣，以增加相鄰裙緣之間的間距。
進(jìn)一步地，根據(jù)本實用新型的電纜終端還包括由例如PP、 PE之類的 剛性聚合材料制成的支撐芯繩，支撐芯繩包括呈螺旋狀的支撐體4，所
述支撐體4套設(shè)在絕緣管2和應(yīng)力控制管3內(nèi)并剛性地支撐絕緣管2和應(yīng)
力控制管3的內(nèi)壁；以及抽頭l，所述抽頭1從支撐芯繩的第一端延伸支
撐芯繩的第二端，并從所述第二端伸出。 一般地，支撐芯繩的支撐體4由
一根具有剛性的帶條纏繞成螺旋管而形成，并且該帶條的一端從支撐體的 第一端穿過支撐體的內(nèi)部延伸到第二端并從第二端伸出，從而形成抽頭1。
支撐體4的長度不小于絕緣管2的長度，從而可以使支撐體4貫穿整個絕 緣管2。進(jìn)一步地，支撐體4的外徑比未撐開的絕緣管2的內(nèi)徑大，從而 可以使支撐體4可以先后插入撐開后的應(yīng)力控制管3和絕緣管2內(nèi)，從而 對絕緣管2和應(yīng)力控制管3進(jìn)行支撐。
下面描述采用根據(jù)本實用新型的電纜終端將電纜連接至諸如變壓器、 配電設(shè)備、其它分支設(shè)備之類的電氣設(shè)備連接的操作過程。
圖6為未撐開的設(shè)有一條連續(xù)的螺旋式裙緣9的絕緣管2的縱向剖視 圖。圖6中的絕緣管2為內(nèi)部中空的管。在此情況下，將全部應(yīng)力控制管 3壓縮配合到絕緣管2內(nèi)，之后再使支撐體4穿過絕緣管2和應(yīng)力控制管 3。之后，將根據(jù)本實用新型的電纜終端套入直徑小于支撐體4的電纜上， 然后用力拉抽頭l，此時螺旋結(jié)構(gòu)的支撐體4從第二端開始逐漸釋放，并 最終把全部冷縮支撐芯繩4拉出。在支撐體4逐漸釋放的過程中，絕緣管 2和高介電常數(shù)的應(yīng)力控制管3在自身彈性回縮應(yīng)力下緊壓電纜的絕緣層 6。由于電纜的絕緣層6的直徑大于未擴(kuò)張的絕緣管2和應(yīng)力控制管3的 內(nèi)徑，從而使絕緣管2和應(yīng)力控制管3牢固地保持住包括絕緣層6的電纜。 此時，安裝了電纜的本實用新型的電纜終端如圖7和8所示。關(guān)于支撐芯 繩的結(jié)構(gòu)及其操作方式可參見美國專利文獻(xiàn)US6015629A，其公開的內(nèi)容在 本實用新型中全部參考引入。
當(dāng)根據(jù)本實用新型的電纜終端通過連接片連接至電氣設(shè)備時，可在應(yīng) 力控制管3內(nèi)鄰近電氣設(shè)備的一端產(chǎn)生絕緣屏蔽斷口 7。并且這種具有高 介電常數(shù)的應(yīng)力控制管3可改變絕緣屏蔽斷口 7處的電力線或等位線的折 射率，使得它們在絕緣屏蔽斷口7處的分布更為稀疏。通過改善電場線分布，可以極大的降低電纜終端表面的應(yīng)力，從而提高電纜終端的整體性能。
通過采用ANSYS有限元軟件進(jìn)行電場分析，將根據(jù)本實用新型的螺旋 式10kV戶內(nèi)電纜終端安裝在電纜上之后，模擬電纜和本實用新型的電纜 終端的電場和電勢分布情況。分析時，以螺旋式電纜終端的長度190mm為 例，其最短爬電距離約為246誦，安裝在8. 7/15kV 240mm2的電纜上，介 電常數(shù)值為20的應(yīng)力控制管的長度為140腿，在距應(yīng)力控制管3的鄰近電 氣設(shè)備的一端的距離為35mm的位置處形成絕緣屏蔽斷口。依據(jù)以上條件 建模，運算后結(jié)果如下
電纜絕緣屏蔽斷口處的等位線分布稀疏，最大場強(qiáng)為2.685kV/mm，表 明本實用新型的電纜終端的結(jié)構(gòu)設(shè)計是合理的。
通過以上模擬分析，可以確定本實用新型的具有螺旋型裙緣的戶內(nèi)電 纜終端足以滿足8.7/15kV及以下電壓等級電纜的使用要求。進(jìn)一步地， 本實用新型的電纜終端也可適用于35kV及以下電壓等級電纜的使用要求。 綜上所述，根據(jù)本實用新型的戶內(nèi)冷縮電纜終端，由于裙緣呈連續(xù)的 螺旋結(jié)構(gòu)，由此可以采用螺旋擠出工藝制成設(shè)有這種裙緣的絕緣管，這樣 可以節(jié)約了采用模壓或注射制成絕緣管時成型工藝中的開模和脫模時間， 同時也沒有模壓或注射成型中的飛邊及殘留在流道中的橡膠，確保了生產(chǎn) 的連續(xù)性和持久性，并且成型快，效率高。電纜終端出廠時，絕緣管和應(yīng) 力控制管都被支撐芯線擴(kuò)張。安裝時，可簡單地拉出支撐芯線，并使絕緣 管和應(yīng)力控制管牢固地保持住電纜，因此大大提高了電纜終端與電纜的安 裝的方便程度。且電纜終端的整體長度較短，在不減小漏電爬距的前提下， 可適用于任何狹小的安裝環(huán)境。在同樣絕緣長度的情況下，這種戶內(nèi)電纜 終端能提供更長的爬電距離，加上高介電常數(shù)控制電應(yīng)力的特點，更加提 高了電纜終端電氣性能，增強(qiáng)電纜終端的可靠性。
因此，對本發(fā)明的描述本質(zhì)上僅僅是示范性的，且由此沒有偏離本發(fā) 明的要旨的變化也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
9
權(quán)利要求1、一種電纜終端，包括絕緣管以及應(yīng)力控制管，所述應(yīng)力控制管安置在所述絕緣管內(nèi)，并且所述應(yīng)力控制管的長度不大于所述絕緣管的長度，其特征在于，在所述絕緣管的外壁上一體地形成至少一個連續(xù)的螺旋狀突起。
2、 如權(quán)利要求1所述的電纜終端，其特征在于所述突起在所述絕緣 管的外壁上的高度不小于3畫。
3、 如權(quán)利要求2所述的電纜終端，其特征在于所述高度在3-10mm的 范圍內(nèi)。
4、 如權(quán)利要求1所述的電纜終端，其特征在于所述突起形成在所述 絕緣管的整個長度上。
5、 如權(quán)利要求1所述的電纜終端，其特征在于所述突起形成在所述 絕緣管的部分長度上。
6、 如權(quán)利要求1-5中的任一項所述的電纜終端，其特征在于進(jìn)一步 包括支撐芯繩，所述支撐芯繩包括呈螺旋狀的支撐體，所述支撐體彈性地支撐所述絕緣管和應(yīng)力控制管 的內(nèi)壁；以及抽頭，所述抽頭從所述支撐芯繩的第一端延伸到第二端，并從所述第 二端伸出。
7、 如權(quán)利要求1-5中的任一項所述的電纜終端，其特征在于所述應(yīng) 力控制管為圓筒形結(jié)構(gòu)。
8、 如權(quán)利要求6所述的電纜終端，其特征在于所述支撐芯繩由剛性 聚合材料制成。
9、 如權(quán)利要求1-5中的任一項所述的電纜終端，其特征在于所述應(yīng) 力控制管的介電常數(shù)值處于10-25的范圍內(nèi)。
10、 如權(quán)利要求l-5中的任一項所述的電纜終端，其特征在于所述絕 緣管和應(yīng)力控制管由彈性橡膠材料制成。
專利摘要提供一種電纜終端，包括絕緣管，在所述絕緣管的外壁上一體地形成有至少一個連續(xù)的螺旋狀突起；以及應(yīng)力控制管，所述應(yīng)力控制管套設(shè)在所述絕緣管內(nèi)，并且所述應(yīng)力控制管的長度不大于所述絕緣管的長度。裙緣在所述絕緣管的外壁上突起的高度不小于3mm。本實用新型的電纜終端尺寸小、且制造工藝簡單。
文檔編號H02G15/02GK201332254SQ20092000140
公開日2009年10月21日 申請日期2009年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月6日
發(fā)明者崎 蘇 申請人:3M創(chuàng)新有限公司