專利名稱：在線監(jiān)控干式復(fù)合外套管電纜終端及其現(xiàn)場裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種干式復(fù)合外套管電纜終端，尤其涉及一種帶傘裙的硅橡膠復(fù)合外套管干式電纜終端及其現(xiàn)場裝配方法。
背景技術(shù)：
建設(shè)智能電網(wǎng)是目前的國家戰(zhàn)略，“十二五”國家電網(wǎng)規(guī)劃投資2萬億建設(shè)智能電網(wǎng)，“十三五”國家電網(wǎng)還將投資1.7萬億建設(shè)智能電網(wǎng)，最終實現(xiàn)堅強(qiáng)智能電網(wǎng)。建設(shè)智能電網(wǎng)需要高電壓、大長度、大截面、高可靠性的交聯(lián)電纜作為基礎(chǔ)，而電纜終端的發(fā)展與交聯(lián)電纜的發(fā)展緊密相關(guān)。高壓交聯(lián)電纜需要通過各種終端與各種不同的用電設(shè)備進(jìn)行連接。戶外高壓(66kV、110kV、220kV)電纜終端的傳統(tǒng)品種為瓷套型，這一品種的電纜終端已經(jīng)使用了幾十年，優(yōu)點是運(yùn)行穩(wěn)定，但存在笨重、安裝困難、在污染的大霧濃霧天氣條件下可能發(fā)生污閃的缺陷。另瓷瓶可能破裂會對人體造成傷害，對其它用電設(shè)備造成損壞。另產(chǎn)品內(nèi)部灌油，存在漏油的隱患。普通復(fù)合外套電纜終端可以解決瓷瓶可能破裂的缺陷，但是漏油的隱患仍然存在。上述電纜終端不能適應(yīng)智能電網(wǎng)的要求，不能進(jìn)行在線運(yùn)行質(zhì)量監(jiān)控。在中國發(fā)明專利申請(申請?zhí)?00910162807. 4)中公開了一種干式電纜終端。這種電纜終端是柔性的可以克服終端破裂和漏油的問題，但是安裝以后不便固定，遇到大風(fēng)天氣產(chǎn)品容易隨風(fēng)搖擺。這種電纜終端還被動的跟著電纜線芯產(chǎn)生彎曲，產(chǎn)品的垂直度不能保證。該產(chǎn)品也不能滿足建設(shè)智能電網(wǎng)的要求，不具備在線運(yùn)行質(zhì)量監(jiān)控的能力。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述缺陷，本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種可以進(jìn)行現(xiàn)場運(yùn)行質(zhì)量實時進(jìn)行在線監(jiān)控的復(fù)合外套管干式電纜終端及其現(xiàn)場裝配方法，該電纜終端可以防污閃、防破裂、杜絕漏油，可方便進(jìn)行現(xiàn)場裝配。為了解決所述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案一種復(fù)合外套管干式電纜終端，包括底座、屏蔽罩、應(yīng)力錐、電纜、中空的硅橡膠套管，底座和屏蔽罩分列在套管的兩端側(cè)，電纜插入到套管內(nèi)，應(yīng)力錐位于套管內(nèi)，并套裝在電纜主絕緣與外屏蔽切斷處，其特征在于在應(yīng)力錐上安裝了一個用于測量和傳輸應(yīng)力錐溫度信息的傳感器，該傳感器集測量和傳輸于一體，采用光波的形式進(jìn)行測量和傳輸；在套管與電纜之間的間隔內(nèi)灌注有粘度在1500 1500000厘斯之間的硫化硅橡膠液體，該硫化硅橡膠常溫固化后把底座、電纜、應(yīng)力錐、套管連接在一起。在應(yīng)力錐上安裝的可傳輸溫度信息的傳感器一般為光纖光柵傳感器，該傳感器集測量和傳輸于一體，通過光纖光柵解調(diào)儀及通過LCD顯示器，直觀顯示電纜終端運(yùn)行時的溫度，并長期自動存儲數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對終端溫度動態(tài)智能監(jiān)測。該硫化硅橡膠的化學(xué)名稱為羥基聚二甲基硅氧烷，它為無色透明液體，在硫化硅橡膠內(nèi)一般需要摻雜有促進(jìn)其硫化、固化的有機(jī)錫鹽，如二月桂酸二丁基錫，或辛酸亞錫，優(yōu)選為辛酸亞錫。在實現(xiàn)本發(fā)明干式電纜終端成型時，待相應(yīng)的結(jié)構(gòu)部件裝配到位后，再向套管與電纜之間的間隔內(nèi)灌注所述的硫化硅橡膠，待硫化硅橡膠表面固化后，再裝配屏蔽罩和出線金具。作為優(yōu)選，在套管內(nèi)設(shè)有中空的非金屬支撐管，套管的內(nèi)周面與支撐管的外周面緊貼合在一起，支撐管的內(nèi)周面與硫化硅橡膠粘接在一起。非金屬支撐管要求應(yīng)具有一定的硬度，該支撐管的材質(zhì)可以是合金塑料或玻璃鋼，具有一定硬度的支撐管作為本電纜終端的支撐骨架，用以支撐起電纜終端，使電纜終端在使用過程中不易變形，提高了輸電線路的美觀性和輸電安全性。作為優(yōu)選，所述支撐管的材料包括玻璃纖維，玻璃纖維被織造成玻璃纖維布，玻璃纖維布以卷繞成多層的形態(tài)存在于支撐管內(nèi)。該支撐管是由玻璃纖維布和樹脂復(fù)合在一起而制成的，該支撐管的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異，電纜終端使用過程中的形狀穩(wěn)定性好。作為優(yōu)選，所述支撐管的一端延伸至底座上表面，另一端延伸至蓋板下表面上，蓋板設(shè)于屏蔽罩與套管端部之間，蓋板的圓心處設(shè)有透孔。蓋板圓心處的透孔用于穿過線芯端部所連接的出線金具，支撐管的兩端分別與蓋板下表面和底座上表面相接觸，改善了支撐管對電纜終端的支撐作用。作為優(yōu)選，在套管的兩端處分別設(shè)有環(huán)形的上接頭座和下接頭座，上、下接頭座與套管兩端部之間分別設(shè)有相互插接在一起的環(huán)形凹凸結(jié)構(gòu)，上、下接頭座的外端部均設(shè)有聯(lián)接法蘭。設(shè)置有帶聯(lián)接法蘭的上、下接頭座，方便了套管與底座和蓋板之間的固定連接。 接頭座與套管端面之間設(shè)有相互插接在一起的環(huán)形凹凸結(jié)構(gòu)，兩者連接方便，連接穩(wěn)定性好。作為優(yōu)選，所述上接頭座內(nèi)周面、套管上端面與支撐管外周面之間形成有環(huán)形空腔；所述下接頭座內(nèi)周面、套管下端面與支撐管外周面之間形成有環(huán)形空腔。電纜終端在使用過程中，在風(fēng)力推動和電纜晃動的共同作用下，普通干式電纜終端有時會發(fā)生一定幅度的擺動，而本電纜終端由于支撐管的支撐作用，以及所述的環(huán)形空腔也有利于分散電纜終端的受力，既防止了終端的擺動又可以避免因電纜某局部位置處發(fā)生形變而對終端造成疲勞性損傷，有效保證了電纜終端的使用壽命。本發(fā)明干式復(fù)合外套管電纜終端的現(xiàn)場裝配方法是把電纜端部穿過底座，對電纜線芯的外層進(jìn)行剖切，在線芯端部裝配出線金具，把硅橡膠應(yīng)力錐套接在電纜主絕緣與外屏蔽切斷處，在應(yīng)力錐上所預(yù)設(shè)的安裝空間內(nèi)裝配用于測量和傳輸應(yīng)力錐溫度信息的傳感器，使電纜端部穿入硅橡膠套管內(nèi)，應(yīng)力錐處于套管內(nèi)，往電纜與套管之間的間隔內(nèi)灌注粘度在1500 1500000厘斯之間的硫化硅橡膠，待液體硫化硅橡膠表面固化后，裝配蓋板和屏蔽罩。為促進(jìn)液體硫化硅橡膠的硫化和固化，在硫化硅橡膠內(nèi)一般需要摻雜有催化量的有機(jī)錫鹽，如二月桂酸二丁基錫，或辛酸亞錫，優(yōu)選為辛酸亞錫。固化后的硫化硅橡膠的體積電阻率不小于1.0Χ1(^Ω ·πι。相對介電常數(shù)ε不大于3.0;介質(zhì)損耗角正切值tg δ 不大于0.3%。介電強(qiáng)度E不小于18kV/mm。液體硫化硅橡膠表面固化是指在室溫條件下 (25°C 士2°C)，讓液體硫化硅橡膠固化25—45分鐘，該固化時間是指在此溫度條件下的時間，如果外界溫度有變化，固化的時間會有相應(yīng)的變化，高溫下固化的時間相對較短，低溫下固化的時間相對較長。液體硫化硅橡膠完全固化的時間，一般在M小時之內(nèi)。作為優(yōu)選，在套裝套管前，先在套管內(nèi)楔入圓柱形的非金屬支撐管。在套管內(nèi)楔入支撐管，利用支撐管的高強(qiáng)度使制成的電纜終端使用過程中的形狀穩(wěn)定性好。
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作為優(yōu)選，所述支撐管的骨架材料是玻璃纖維布，玻璃纖維布以卷繞多層的形態(tài)存在于支撐管內(nèi)。玻璃纖維布與樹脂材料制成了支撐管，該支撐管的機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異，有效保證了電纜終端使用過程中的形狀穩(wěn)定性。同時該支撐管的電氣性能也很高，有利于提高終端產(chǎn)品的絕緣性能。本發(fā)明的有益效果在于
1、可以實現(xiàn)對電力電纜線路運(yùn)行狀態(tài)的實時觀測，有利于提高電網(wǎng)的智能控制。在同一回路的各個電纜終端(每個回路至少6個終端)分別接入不同波長的光纖光柵傳感器，相應(yīng)可以檢測多個位置終端的溫度變化，通過對電纜終端的連續(xù)溫度監(jiān)測，經(jīng)過專用的分析軟件能夠提前確定終端的故障隱患，實現(xiàn)電纜終端故障的早期預(yù)測；可以實現(xiàn)電纜線路的報警功能，當(dāng)電纜終端發(fā)生故障時，及時提供報警并準(zhǔn)確指定故障點位置，可以節(jié)省故障查尋的時間，縮短停電檢修時間，提高城市供電可靠性，有利于建設(shè)智能電力電纜運(yùn)行線路。2、由于是往套管與電纜之間的間隔內(nèi)部灌注硫化硅橡膠，可以將電纜與應(yīng)力錐套管和支座粘接成為一個整體，可以提高產(chǎn)品的電氣性能，同時杜絕了其它結(jié)構(gòu)產(chǎn)品灌硅油存在漏油故障的隱患。3、復(fù)合套管是由硅橡膠制成，硅橡膠具有優(yōu)良的憎水性、對其表面污物的可遷移性，故可以將該電纜終端應(yīng)用于重污穢地區(qū)。4、本電纜終端可以在安裝現(xiàn)場進(jìn)行裝配，可以通過選用或調(diào)整套管的高度來實現(xiàn)多種外絕緣長度，平原地區(qū)及高原地區(qū)可以根據(jù)不同的海拔高度選擇同一電壓等級的不同長度的產(chǎn)品，有效滿足了線路正常輸電的實際需求。在對電纜終端裝配前的部件運(yùn)輸也顯得方便。5、本電纜終端可以通過調(diào)整各部件的幾何尺寸分別與66kV、110kV、220kV的交聯(lián)電纜配套使用，與現(xiàn)有預(yù)制式的電纜終端相比，具有部件流通程序簡化，制作方便，能夠充分滿足實際的裝配需求。


圖1是本發(fā)明干式電纜終端的縱向半剖視圖。圖2是圖1中的A部放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是圖1中的B部放大結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是圖1中的C部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式見圖中，本發(fā)明在線監(jiān)控干式復(fù)合外套管電纜終端的結(jié)構(gòu)包括鋁合金底座1、鋁合金屏蔽罩7、硅橡膠應(yīng)力錐3、硅橡膠套管5，電纜4。底座1和屏蔽罩7分列在套管5的兩端側(cè)，電纜4端部插接在套管5內(nèi)，應(yīng)力錐3位于套管5內(nèi)，應(yīng)力錐3同時套接在電纜4上。 在電纜4與套管5之間的間隔內(nèi)灌注有粘度在1500 1500000厘斯之間的硫化硅橡膠11 液體，該硫化硅橡膠11固化后能夠把底座1、電纜4和套管5連接在一起，而形成干式的電纜終端。在制造應(yīng)力錐3時預(yù)留了一個安裝空間，在應(yīng)力錐3上的該安裝空間內(nèi)安裝一個可以檢測并傳輸應(yīng)力錐3溫度信息的光纖光柵傳感器16，連接光纖光柵傳感器16的傳輸
5光纖17與控制室內(nèi)的光纖光柵解調(diào)儀連接，通過LCD顯示器直觀顯示電纜終端運(yùn)行時的溫度，并長期自動存儲數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對終端動態(tài)監(jiān)測。光纖光柵傳感器16位于應(yīng)力錐3的下部， 靠近電纜4，光纖17上端與光纖光柵傳感器16連接，下端穿過鋁合金底座1、與控制室內(nèi)光纖光柵解調(diào)儀及LCD顯示器相連接。底座1固定在四個絕緣子2上面，四個絕緣子2固定在專用電纜支架上，電纜4穿過底座1的中心位置處而伸入到套管5內(nèi)，套管5固定在底座1上。電纜4的結(jié)構(gòu)包括電纜線芯、半導(dǎo)電屏蔽、主絕緣、半導(dǎo)電外屏蔽、保護(hù)層、阻水帶、金屬護(hù)套、外護(hù)套。在電纜插入套管5前，其端部需要依次剝開一定尺寸的外護(hù)套、金屬護(hù)套、外屏蔽和主絕緣。電纜4與上述的應(yīng)力錐3插接配合后，應(yīng)力錐3套接在電纜主絕緣與外屏蔽切斷處。線芯的端部裝配有出線金具8，出線金具8上裝配有防水接線金具9。屏蔽罩7呈鐘形，扣接在圓形的鋁合金蓋板6上，蓋板6的中心位置處設(shè)有供出線金具8穿過的透孔，出線金具8同時穿過屏蔽罩7，接線金具9與出線金具8相連接，接線金具9位于屏蔽罩7的外側(cè)。在套管5內(nèi)楔入中空的支撐管12，所述電纜4的端部和應(yīng)力錐3位于支撐管12 內(nèi)，硫化硅橡膠11與支撐管12的內(nèi)周面相粘接。支撐管12是由玻璃纖維布和樹脂制成， 玻璃纖維布以卷繞多層的形態(tài)存在于支撐管12內(nèi)。支撐管12的的兩端部分別延伸至蓋板 6和底座1，支撐管12的一端與底座1的上表面相接觸，支撐管12的另一端與蓋板6的下表面相接觸。在套管5的兩端側(cè)分別設(shè)有環(huán)形的上接頭座10和環(huán)形的下接頭座14，上接頭座 10和下接頭座14的外端部均設(shè)有與其連為一體的連接法蘭，上接頭座10上的連接法蘭通過緊固螺栓與蓋板6固定連接，下接頭座14上的連接法蘭通過緊固螺栓與底座1固定連接。上接頭座10的下端面與套管5上端面之間設(shè)有相互插接配合的環(huán)形凹凸結(jié)構(gòu)；下接頭座14的上端面與套管5下端面之間設(shè)有相互插接配合的環(huán)形凹凸結(jié)構(gòu)。上接頭座10內(nèi)周面、支撐管12外周面和套管5上端面之間形成有環(huán)形空腔，該空腔環(huán)繞支撐管12的外周面；下接頭座14內(nèi)周面、支撐管12外周面和套管5下端面之間也形成有環(huán)形空腔15。本電纜終端可方便地進(jìn)行現(xiàn)場裝配，對該終端的裝配方法是把電纜4的端部穿過底座1，對電纜線芯的外層進(jìn)行剖切，在線芯端部裝配出線金具8，把硅橡膠應(yīng)力錐3套接在電纜主絕緣與外屏蔽切斷處。在應(yīng)力錐3上所預(yù)設(shè)的安裝空間內(nèi)裝配光纖光柵傳感器 16，與光纖光柵傳感器16相連接的傳輸光纖17穿底座1，伸出到電纜終端的外側(cè)。使電纜端部穿入硅橡膠套管5內(nèi)，應(yīng)力錐3處于套管5內(nèi)，往電纜與套管5之間的間隔內(nèi)灌注粘度在1500 1500000厘斯之間的硫化硅橡膠11，待液體硫化硅橡膠11表面固化后，裝配蓋板 6和屏蔽罩7，最后可在出線金具8的外端部裝配接線金具9。套管5是由硅橡膠預(yù)制成型的，在其外周面上設(shè)有若干與其連為一體的傘裙13， 這些傘裙I3并列設(shè)置。這些傘裙13的直徑有差別，它們彼此間隔設(shè)置，兩個大直徑傘裙13 之間設(shè)置一個小直徑傘裙13，這既可以延長電纜終端的干閃距離、又可以提高抗污閃的能力。在實現(xiàn)套管5與電纜相插接之前，可以先往套管5內(nèi)插入圓柱形的非金屬支撐管 12，套管5緊密地套接在支撐管12的外周面上，電纜插接在支撐管12內(nèi)部，應(yīng)力錐3也位于支撐管12內(nèi)。支撐管12是通玻璃纖維布和樹脂復(fù)合制成的，玻璃纖維布需要卷繞多層。
權(quán)利要求
1.一種在線監(jiān)控干式復(fù)合外套管電纜終端，包括底座、屏蔽罩、應(yīng)力錐、傳感器、電纜、 中空的硅橡膠套管，底座和屏蔽罩分列在套管的兩端側(cè)，電纜插入到套管內(nèi)，應(yīng)力錐位于套管內(nèi)，并套接在電纜主絕緣與外屏蔽切斷處，其特征在于在應(yīng)力錐(3)上設(shè)有一個用于測量和傳輸應(yīng)力錐(3)溫度信息的傳感器(16)；在套管(5)與電纜(4)之間的間隔內(nèi)灌注有粘度在1500 1500000厘斯之間的硫化硅橡膠(11)液體，該硫化硅橡膠(11)固化后把底座(1)、電纜(4)、應(yīng)力錐(3)、套管(5)連接在一起。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電纜終端，其特征在于，在套管(5)內(nèi)設(shè)有中空的非金屬支撐管(12)，套管(5)的內(nèi)周面與支撐管(12)的外周面緊貼合在一起，支撐管(12)的內(nèi)周面與硫化硅橡膠(11)粘接在一起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電纜終端，其特征在于，所述支撐管(12)的材料包括玻璃纖維，玻璃纖維被織造成玻璃纖維布，玻璃纖維布以卷繞成多層的形態(tài)存在于支撐管(12)內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電纜終端，其特征在于，所述支撐管(12)的一端延伸至底座(1)上表面，另一端延伸至蓋板(6)下表面上，蓋板(6)設(shè)于屏蔽罩(7)與套管(5)端部之間，蓋板(6)的圓心處設(shè)有透孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的電纜終端，其特征在于，在套管(5)的兩端處分別設(shè)有環(huán)形的上接頭座(10)和下接頭座(14)，上、下接頭座與套管(5)兩端部之間分別設(shè)有相互插接在一起的環(huán)形凹凸結(jié)構(gòu)，上、下接頭座的外端部均設(shè)有聯(lián)接法蘭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電纜終端，其特征在于，所述上接頭座(10)內(nèi)周面、套管(5) 上端面與支撐管(12)外周面之間形成有環(huán)形空腔；所述下接頭座(14)內(nèi)周面、套管(5)下端面與支撐管(12)外周面之間形成有環(huán)形空腔(15)。
7.—種權(quán)利要求1所述電纜終端的現(xiàn)場裝配方法，其特征在于，把電纜端部穿過底座 (1)，對電纜線芯的外層進(jìn)行剖切，在線芯端部裝配出線金具(8)，把硅橡膠應(yīng)力錐(3)套接在電纜(4)主絕緣與外屏蔽切斷處，在應(yīng)力錐(3)上所預(yù)設(shè)的安裝空間內(nèi)裝配用于測量和傳輸應(yīng)力錐(3)溫度信息的傳感器(16)，使電纜(4)端部穿入硅橡膠套管(5)內(nèi)，應(yīng)力錐(3) 處于套管(5)內(nèi)，往電纜(4)與套管(5)之間的間隔內(nèi)灌注粘度在1500 1500000厘斯之間的硫化硅橡膠(11)，待液體硫化硅橡(11)膠表面固化后，裝配蓋板(6)和屏蔽罩(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的現(xiàn)場裝配方法，其特征在于，在套裝套管(5)前，先在套管(5) 內(nèi)楔入圓柱形的非金屬支撐管(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的現(xiàn)場裝配方法，其特征在于，所述支撐管(12)的骨架材料是玻璃纖維布，玻璃纖維布以卷繞多層的形態(tài)存在于支撐管(12)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在線監(jiān)控干式復(fù)合外套管電纜終端及其現(xiàn)場裝配方法，該裝配方法是把電纜端部穿過底座，對電纜線芯的外層進(jìn)行剖切，在線芯端部裝配出線金具，把硅橡膠應(yīng)力錐套接在電纜主絕緣與外屏蔽切斷處，在應(yīng)力錐上所預(yù)設(shè)的安裝空間內(nèi)裝配光電光柵傳感器，與光電光柵傳感器相連接的傳輸光纖穿過底座，伸出到電纜終端的外側(cè)。使電纜端部穿入硅橡膠套管內(nèi)，應(yīng)力錐處于套管內(nèi)，往電纜與套管之間的間隔內(nèi)灌注粘度在1500～1500000厘斯之間的硫化硅橡膠，待液體硫化硅橡膠表面固化后，裝配蓋板和屏蔽罩。在液體硫化硅橡膠完全固化，以及裝配上蓋板和屏蔽罩、在線芯端部裝配出線金具和接線金具后即可構(gòu)成所述的干式電纜終端。
文檔編號H02G15/064GK102208794SQ20111007038
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者孫建榮, 施維信, 柯德剛, 王體才, 陳永仁 申請人:上海永錦電力電器有限公司, 浙江永錦電力器材有限公司