專利名稱:冷縮式高壓直流電纜終端的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種冷縮式高壓直流電纜終端，屬于電纜設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。該終端包括：終端主體，包括由非線性硅橡膠制成的增強絕緣部和傘裙部，所述增強絕緣部和傘裙部一體化連接，形成棒狀的終端主體，該終端主體內(nèi)設(shè)有容納電纜本體的容納腔；應(yīng)力錐，埋設(shè)于所述增強絕緣部內(nèi)，且環(huán)繞所述容納腔設(shè)置；接線端子，用于與電纜線路連接；以及密封帽，一端固定于所述傘裙部的端部，另一端與所述接線端子連接。上述終端在長期工作中電場分布均勻合理，并且當場強高出某一值后，非線性硅橡膠電導率迅速上升，可以避免終端在極端條件下(如過電壓情況)發(fā)生劇烈放電或擊穿事故。并且，該終端具有安裝簡單，無漏油風險的優(yōu)點。
【專利說明】
冷縮式高壓直流電纜終端
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電纜設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種冷縮式高壓直流電纜終端。
【背景技術(shù)】
[0002]交聯(lián)聚乙烯絕緣高壓直流電纜近年來獲得快速發(fā)展，在遠距離大容量輸電、電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、遠距離海底電纜傳輸?shù)确矫嫦啾冉涣麟娎|有顯著的優(yōu)勢。
[0003]但是，交聯(lián)聚乙烯絕緣高壓直流電纜終端是連接高壓直流電纜系統(tǒng)的重要元件，其設(shè)計和制造遠遠落后于高壓直流電纜本身的研究進展，這是因為直流電纜附件的結(jié)構(gòu)、材料特性以及電場分布與交流電纜有很大差異，直流電纜終端中的電場與絕緣材料的電導率呈反比分布，而絕緣材料的電導率又受溫度和電場的影響，通常電纜終端中采用橡膠材料作為增強絕緣，而交流電纜終端中常用的橡膠材料與電纜本體絕緣材料交聯(lián)聚乙烯的電導特性有明顯差異，當增強絕緣與電纜本體絕緣的電導率配合不合理時，將使終端中的電場分布嚴重畸變，嚴重時將導致終端擊穿破壞，因此，交流電纜終端中常用的橡膠材料不能直接應(yīng)用于直流電纜終端，這嚴重限制了交聯(lián)聚乙烯絕緣高壓直流電纜的開發(fā)和應(yīng)用。
[0004]針對以上問題，目前國際上普遍認可的方法是采用非線性橡膠絕緣材料作為增強絕緣均化電纜終端中的電場分布，文章《硅橡膠電導特性對XLPE絕緣高壓直流電纜終端電場分布的影響》中提出，非線性硅橡膠和交聯(lián)聚乙烯材料的電導率配合合理，能明顯改善電纜終端中的電場分布，使終端中的最大電場強度顯著降低并始終處于電纜絕緣內(nèi)部，保障了電纜終端的運行可靠性。
[0005]交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜的終端主要分為繞包式、預制式、熱縮式和冷縮式，在交流中低壓(交流電壓等級10_35kV)電纜系統(tǒng)中，冷縮式電纜終端的應(yīng)用得到廣泛認可，這是由于冷縮式電纜終端結(jié)構(gòu)簡單、適用性高、安裝方便、界面壓力穩(wěn)定、運行可靠。目前對于交聯(lián)聚乙烯絕緣高壓直流電纜系統(tǒng)應(yīng)用的電纜附件，由于國內(nèi)的研發(fā)和生產(chǎn)能力有限，性能不夠穩(wěn)定，目前在高壓直流電纜系統(tǒng)中使用冷縮式電纜終端鮮見報道。因此，研發(fā)交聯(lián)聚乙烯絕緣高壓直流電纜冷縮式終端有助于促進高壓直流輸電的發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于此，有必要針對上述問題，提供一種冷縮式高壓直流電纜終端，能夠應(yīng)用于交聯(lián)聚乙烯絕緣高壓直流電纜系統(tǒng)中作為終端使用。
[0007]—種冷縮式高壓直流電纜終端，包括:
[0008]終端主體，包括由非線性硅橡膠制成的增強絕緣部和傘裙部，所述增強絕緣部和傘裙部一體化連接，形成棒狀的終端主體，該終端主體內(nèi)設(shè)有容納電纜本體的容納腔；
[0009]應(yīng)力錐，埋設(shè)于所述增強絕緣部內(nèi)，且環(huán)繞所述容納腔設(shè)置；
[0010]接線端子，用于與電纜線路連接;以及
[0011]密封帽，一端固定于所述傘裙部的端部，另一端與所述接線端子連接。
[0012]上述冷縮式高壓直流電纜終端，其增強絕緣部和傘裙部采用非線性硅橡膠材料制成，非線性娃橡膠材料由液體娃橡膠和納米碳化娃、納米炭黑、納米石墨共混制成，具有優(yōu)良的電導特性，在終端使用的溫度范圍內(nèi)電導率均大于電纜本體絕緣材料(交聯(lián)聚乙烯絕緣)，終端在長期工作中電場分布均勻合理，并且當場強高出某一值后，非線性硅橡膠電導率迅速上升，可以避免終端在極端條件下(如過電壓情況)發(fā)生劇烈放電或擊穿事故。并且， 該終端采用增強絕緣、半導電應(yīng)力錐、傘裙三位一體的結(jié)構(gòu)，簡化終端安裝程序，縮短安裝時間，無需使用絕緣油，無漏油風險。
[0013]在其中一個實施例中，所述應(yīng)力錐為由半導電硅橡膠制成的半導電應(yīng)力錐。能夠更好的配合由非線性硅橡膠制成的終端主體。
[0014]在其中一個實施例中，所述傘裙部包括基底部和若干個傘裙，所述基底部為管狀結(jié)構(gòu)，所述傘裙由基底部向傘裙部徑向延伸。
[0015]在其中一個實施例中，所述增強絕緣部的直徑大于等于所述基底部的直徑。
[0016]在其中一個實施例中，所述應(yīng)力錐被所述增強絕緣部包裹。
[0017]在其中一個實施例中，還包括電纜本體和絕緣層，所述絕緣層套設(shè)于所述電纜本體外部，且所述電纜本體和絕緣層均置于所述容納腔內(nèi)。
[0018]在其中一個實施例中，所述絕緣層為交聯(lián)聚乙烯絕緣層。該終端特別適用于交聯(lián)聚乙烯絕緣的電纜系統(tǒng)中。
[0019]在其中一個實施例中，所述密封帽為由硅橡膠制成的絕緣密封帽。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下有益效果:
[0021]本實用新型的一種冷縮式高壓直流電纜終端，其增強絕緣部和傘裙部采用非線性娃橡膠材料制成，非線性娃橡膠材料由液體娃橡膠和納米碳化娃、納米炭黑、納米石墨共混制成，具有優(yōu)良的電導特性，在終端使用的溫度范圍內(nèi)電導率均大于電纜本體絕緣材料(交聯(lián)聚乙烯絕緣)，終端在長期工作中電場分布均勻合理，并且當場強高出某一值后，非線性硅橡膠電導率迅速上升，可以避免終端在極端條件下(如過電壓情況)發(fā)生劇烈放電或擊穿事故。特別適用于100kv及以下電壓等級的交聯(lián)聚乙烯絕緣高壓直流電纜系統(tǒng)。
[0022]并且，該終端采用增強絕緣、半導電應(yīng)力錐、傘裙三位一體的結(jié)構(gòu)，簡化終端安裝程序，縮短安裝時間，無需使用絕緣油，無漏油風險。【附圖說明】

[0023]圖1為實施例1中冷縮式高壓直流電纜終端結(jié)構(gòu)示意圖。[〇〇24] 其中:110增強絕緣部；120 ?傘裙部;200 ?應(yīng)力錐;300 ?接線端子;400 ?密封帽；510.電纜本體;520.絕緣層?！揪唧w實施方式】
[0025]為了便于理解本實用新型，下面將參照相關(guān)附圖對本實用新型進行更全面的描述。附圖中給出了本實用新型的較佳實施例。但是，本實用新型可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施例。相反地，提供這些實施例的目的是使對本實用新型的公開內(nèi)容的理解更加透徹全面。[〇〇26]需要說明的是，當元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連通到另一個元件或者可能同時存在居中元件。
[0027]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學術(shù)語與屬于本實用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實用新型的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本實用新型。
[0028]—種冷縮式高壓直流電纜終端，包括:終端主體，應(yīng)力錐，接線端子，和密封帽。
[0029]所述終端主體包括由非線性硅橡膠制成的增強絕緣部和傘裙部，所述增強絕緣部和傘裙部一體化連接，形成棒狀的終端主體，該終端主體內(nèi)設(shè)有容納電纜本體的容納腔。
[0030]所述應(yīng)力錐埋設(shè)于所述增強絕緣部內(nèi)，且環(huán)繞所述容納腔設(shè)置。
[0031]所述接線端子用于與電纜線路連接。
[0032]所述密封帽一端固定于所述傘裙部的端部，另一端與所述接線端子連接。
[0033]所述非線性硅橡膠采用液體硅橡膠與納米粒子添加劑共混得到，該納米粒子添加劑包括碳化硅、炭黑、石墨，半導電硅橡膠由液體硅橡膠和納米炭黑共混得到。
[0034]可以理解的，為了更好的配合由非線性硅橡膠制成的終端主體，所述應(yīng)力錐為由半導電硅橡膠制成的半導電應(yīng)力錐。
[0035]實施例1
[0036]一種冷縮式高壓直流電纜終端，如圖1所示，包括:終端主體，應(yīng)力錐200，接線端子300，和密封帽400。
[0037]所述終端主體包括由非線性硅橡膠制成的增強絕緣部110和傘裙部120，所述增強絕緣部110和傘裙部120—體化連接，形成棒狀的終端主體，該終端主體內(nèi)設(shè)有容納電纜本體的容納腔。
[0038]在本實施例中，所述容納腔內(nèi)還設(shè)有電纜本體510和絕緣層520，所述絕緣層520包裹于所述電纜本體510外部，所述絕緣層520為交聯(lián)聚乙烯絕緣層。
[0039]所述應(yīng)力錐200埋設(shè)于所述增強絕緣部110內(nèi)，且環(huán)繞所述容納腔設(shè)置。在本實施例中，所述應(yīng)力錐200為由半導電硅橡膠制成的半導電應(yīng)力錐。
[0040]所述接線端子300用于與電纜線路連接。
[0041]所述密封帽400—端固定于所述傘裙部120的端部，另一端與所述接線端子300連接。
[0042]所述非線性硅橡膠采用液體硅橡膠與納米粒子添加劑共混得到，該納米粒子添加劑包括碳化硅、炭黑、石墨，半導電硅橡膠由液體硅橡膠和納米炭黑共混得到。
[0043]將本實施例的冷縮式高壓直流電纜終端與對比用的電纜終端進行比較，測試其最大電場所在處附近電場分布云圖。
[0044]其中，對比用的電纜終端與本實施例的電纜終端結(jié)構(gòu)基本相同，不同在于對比用的電纜終端中以普通硅橡膠作為增強絕緣(即增強絕緣部和傘裙部)。
[0045]可以看出，對比用的終端中電場分布嚴重畸變，最大電場強度為44.lkV/mm，位于應(yīng)力錐根部的增強絕緣處，顯著超出電纜絕緣本體的平均場強8kV/mm。而本實施例的終端中電場分布均勻合理，最大電場強度為1.1 kV/mm，位于電纜本體絕緣層中，與電纜本體絕緣層中的最大電場相同，與電纜絕緣中的平均場強接近。
[0046]從上述對比可知，本實用新型中增強絕緣采用非線性硅橡膠絕緣材料，非線性硅橡膠由液體硅橡膠和納米碳化硅、納米石墨、納米炭黑共混制成，具有顯著的非線性電導特性，在電纜終端的使用溫度范圍內(nèi)電導率均稍大于電纜本體絕緣交聯(lián)聚乙烯，直流電壓下電場與電導率呈反比分布，因此電纜終端中的最大電場強度始終位于電纜本體絕緣中，保證了終端長期工作的穩(wěn)定性。另外，當場強超出某一確定電場值以后，非線性硅橡膠的電導率迅速升高，使電場分布得到進一步均化，避免了電纜終端在某些極端情況下(如遭遇過電壓時)出現(xiàn)劇烈放電或擊穿。
[0047]以上所述實施例的各技術(shù)特征可以進行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實施例中的各個技術(shù)特征所有可能的組合都進行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當認為是本說明書記載的范圍。
[0048]以上所述實施例僅表達了本實用新型的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細， 但并不能因此而理解為對實用新型專利范圍的限制。應(yīng)當指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本實用新型的保護范圍。因此，本實用新型專利的保護范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準。
【主權(quán)項】
1.一種冷縮式高壓直流電纜終端，其特征在于，包括:終端主體，包括由非線性硅橡膠制成的增強絕緣部和傘裙部，所述增強絕緣部和傘裙 部一體化連接，形成棒狀的終端主體，該終端主體內(nèi)設(shè)有容納電纜本體的容納腔；應(yīng)力錐，埋設(shè)于所述增強絕緣部內(nèi)，且環(huán)繞所述容納腔設(shè)置；接線端子，用于與電纜線路連接；以及密封帽，一端固定于所述傘裙部的端部，另一端與所述接線端子連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷縮式高壓直流電纜終端，其特征在于，所述應(yīng)力錐為由半導 電硅橡膠制成的半導電應(yīng)力錐。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷縮式高壓直流電纜終端，其特征在于，所述傘裙部包括基底 部和若干個傘裙，所述基底部為管狀結(jié)構(gòu)，所述傘裙由基底部向傘裙部徑向延伸。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的冷縮式高壓直流電纜終端，其特征在于，所述增強絕緣部的直 徑大于等于所述基底部的直徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷縮式高壓直流電纜終端，其特征在于，所述應(yīng)力錐被所述增 強絕緣部包裹。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷縮式高壓直流電纜終端，其特征在于，還包括電纜本體和絕 緣層，所述絕緣層套設(shè)于所述電纜本體外部，且所述電纜本體和絕緣層均置于所述容納腔 內(nèi)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的冷縮式高壓直流電纜終端，其特征在于，所述絕緣層為交聯(lián)聚 乙稀絕緣層。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的冷縮式高壓直流電纜終端，其特征在于，所述密封帽為由硅橡 膠制成的絕緣密封帽。
【文檔編號】H02G15/064GK205724812SQ201620360679
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年4月25日
【發(fā)明人】侯帥, 李春陽, 傅明利, 韓寶忠, 趙洪, 宋淑偉, 張沛紅
【申請人】中國南方電網(wǎng)有限責任公司電網(wǎng)技術(shù)研究中心, 南方電網(wǎng)科學研究院有限責任公司, 哈爾濱理工大學