專利名稱：電纜用的干式端接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于介質(zhì)與高壓的電纜用的端接頭，對于這種類型的戶外使用暴露到空氣中并可能污染介質(zhì)的電纜，端接頭在被運輸?shù)桨惭b地點之前所有部件就已經(jīng)完備，并且它適于連接電纜而不接觸其內(nèi)部。
對于本發(fā)明目的使用的介質(zhì)與高壓，一般是指電壓處于10KV到245KV或更高的范圍內(nèi)。
作為本發(fā)明目的的一種裝置，在于通過電纜用的端接頭適于把電纜連接到裸露的導體例如架空導線上；這個端接頭包括電纜導線與裸露導線之間的電連接機構(gòu)以及電纜外表面與連接到其上的部件間的電分離機構(gòu)，并且一般處于地電位，而且元件例如裸露導線處于張力作用下。這種端接頭一般包括一導電元件，一絕緣涂層，以及能夠產(chǎn)生與相關(guān)元件的絕緣強度特性相適應的電場構(gòu)形的電場控制機構(gòu)。
已知的戶外使用端接頭在“64-154KV交聯(lián)聚乙烯電纜用的新的預制輔助設備”(地下傳輸和配電會議，1974年224-232頁)出版物中進行了描述。
該端接頭包括由陶瓷制成并被提供有尾翼面的為絕緣外殼用的支撐基面。缺乏屏蔽的電纜遍布端接頭的整個長度延伸，直至電纜緊固而為該外殼支撐而且連接出現(xiàn)在電壓軸上進而連在另一電氣設備處的上端。
由環(huán)氧樹脂制成并包括接地電極的圓柱體圍繞彈性體元件裝配并被固定到支撐基座上。該圓柱體具有與其中錐形元件相匹配的錐形外形。
該裝置進一步包括作用到彈性體元件下端的彈簧系統(tǒng)的使用，以便在這個彈性體元件和電纜絕緣之間產(chǎn)生壓力，而且壓力也在此彈性體元件和環(huán)氧樹脂圓柱體之間產(chǎn)生，以避免微量空氣的存在，由此可避免放電的危險。
陶瓷外殼內(nèi)的空間被充滿絕緣油。
由于陶次外殼的存在，該端接是自我支撐型的，并且被支撐在橋塔或類似物組成的部件的基座上。
而且，已知的端接頭被提供以架空型固體絕緣體，而不是被支撐在支撐結(jié)構(gòu)上。根據(jù)這個方案，此端接頭通過絕緣元件的介入而與支撐結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)。
例如，從“電氣工程師協(xié)會10KV-180KV動力電纜和輔助設備”的出版物中，倫敦1986年11月第238-241頁中，已知一種在端接頭的整個長度上伸展的電纜用的66KV電壓的端接頭。
在這個方案中，從電纜一端起始，半導體屏蔽在電纜特定長度范圍內(nèi)被去除，并且電纜屏蔽端被涂敷以導電涂料，直至絕緣部分被覆蓋。
在屏蔽被切去的區(qū)域，由于電容和電阻元件的存在而給定阻抗的可熱收縮管被應用，其與屏蔽被切去區(qū)域中的電纜導線的電應力(electricalstress)降低成容性相關(guān)(capacitively associated)。
然后附加的可收縮管圍繞同一類型的最內(nèi)部的管子和圍繞電纜絕緣于部分配置。
最外層管包括接近電纜屏蔽被切去端的絕緣斷面。
然后可熱收縮絕緣材料的多個翼片被安裝到外管上。
對于端接頭的安裝來說，在熱收縮技術(shù)中熟練的合格工人是需要的，并且所有步驟中的精度、對細節(jié)的注意以及清潔也是需要的。
專利WO 91/16564，在其描述現(xiàn)有技術(shù)狀況的部分提到了端接頭根據(jù)熱收縮技術(shù)如過去一樣地制作，并且說明通過使用合適的心軸如何避免使用那個技術(shù)，而在心軸上被提供翼片的彈性體材料的外殼(jacket)被擴張；該外殼是通過使心軸滑出到以前準備好的較小直徑的電纜上而被收縮。
被封裝在端接頭內(nèi)的末端電纜部分包括電纜導體，它以特定距離跟隨沒有半導體層和屏蔽的絕緣體。
管狀繞組是電纜組裝的一部分，它由可減小否則會出現(xiàn)在半導體層末端上應力的材料制成；這種繞組被應用到半導體層和絕緣體上。
換一種方式，例如通過復合擠壓或滾壓，可以為目的在于減小內(nèi)部絕緣外殼內(nèi)的上述應力的層做些準備。
導線的上端與設置有孔的扁平夾板相關(guān)聯(lián)。
為了使心軸滑出更為容易，多個加強肋在彈性體外殼被支撐的地方設置，并且在加強肋之間還使用了潤滑劑。
心軸圍繞于已被配置為端接頭組成部分的電纜端部與心軸的彈性體外殼一起配備。外殼在心軸上的扭轉(zhuǎn)有利于潤滑劑在加強肋上的分散以及心軸的滑脫，由此引起該電纜端部上外殼的收縮。
也還知道一種電纜用的端接頭，其中電纜僅僅是部分地插入其中而不是沿伸到連接架空導線或其它電氣設備的軸上。
這種自支撐端接頭的一個例子在專利申請EP 95 101 338.2中進行了描述。
按照這個方案，電纜在距端頭接入口的給定點處停止，并且在整個需要達到架空線長度上的電連接是通過一導電元件來實現(xiàn)的。
該導電元件的外部被提供以翼片式彈性體層，并且優(yōu)選由環(huán)氧樹脂制成且被置于一支撐元件上的絕緣支座所支撐。
包括該環(huán)氧樹脂基座和導電元件的組合使該端接頭成為自支撐類型。
特別是，包括該環(huán)氧樹脂基座和剛性導電元件的組合把對于端接頭表面的電場帶到與空氣介電強度相容的值，并且長至足以形成適于阻止放電的滲漏線。
電纜在距端接頭入口給定距離處被剝?nèi)テ帘?，留下未覆蓋的絕緣體；在屏蔽被切去的地方，電場控制機構(gòu)被提供，它包括一偏轉(zhuǎn)錐體和上絕緣體，這對于把電場值提高到與所使用材料及周圍空氣的介電應力相容的值是有用的。
該環(huán)氧樹脂基座包括一錐形空腔，電場控制機構(gòu)絕緣體的端部被置于其上。
適合的彈性機構(gòu)以不包含在不同部件接觸表面之間可能產(chǎn)生氣泡的方式把該錐體和絕緣體推向樹脂基座的錐形表面，而氣泡已知會帶來放電的危險。
該申請人曾經(jīng)指出，通過將電纜端接頭在其被安裝到它的支承和使用位置上之前就使其所有部件配備完全，以及其后使用屬于設備用戶(通常是供電公司或類似用戶)一般技術(shù)知識的連接、接合或搭接技術(shù)，通過實現(xiàn)連接到電纜上的操作，安裝操作基本上可被簡化，而且工作組件的可靠性可以提高。
在本發(fā)明的范圍之內(nèi)，特別可以發(fā)現(xiàn)一種端接頭，其具有一與打算供其用的電纜基本相同尺寸的部分，該端接頭允許通過已知技術(shù)很容易地把其連接到電纜上，盡管所有關(guān)于端接頭的安裝操作和技術(shù)檢驗可在工廠內(nèi)于控制環(huán)境下通過熟練的員工進行，而不需要在現(xiàn)場或由顧客進行這些操作。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，它涉及電纜用的端接部件，其包括-一具有導電元件和遍布其上的絕緣涂層的端接頭，以及-連接到電纜上用的連接機構(gòu)，其特征在于-所述端接頭包括含有一導體和與其同軸的絕緣涂層且具有基本上為圓柱狀外形以及預定長度與直徑的連接部分，而且-上述連接機構(gòu)包括使端接頭的上述連接部分與上述電纜的一端相連的連接組件，其中上述預定長度和直徑與上述連接組件相適應。
在優(yōu)選實施例中，端接頭的上述絕緣涂層包括一具有連接外部支撐結(jié)構(gòu)用的機構(gòu)的絕緣體。
具體地說，上述端接頭的連接部分包括上述導電元件和上述絕緣體的末端部分。
優(yōu)選地是，連接上述端接頭的連接部分和上述電纜一端的上述連接組件，包括以下元件把上述電纜的導線和上述端接頭的導電元件連在一起的電連接元件，以及覆蓋上述電連接元件和上述端接頭連接部分及上述電纜末端一部分的預制的柔性接頭。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，它涉及預定直徑電纜用的端接頭，其包括-一在一個下端和一個上端之間縱向延伸的導電元件，-一被連到上述導電元件上端的適于把端接頭連到電氣設備上的導電軸(shank)，-一環(huán)繞上述導電元件的絕緣體，-一圍繞上述絕緣體的絕緣材料制的外殼，
-包括在上述外殼內(nèi)的電場控制機構(gòu)，其特征在于，上述導電元件包括含有上述下端且基本上為圓柱狀部分，并且上述絕緣體包括一環(huán)繞上述導電元件下端而且具有與上述導電元件基本圓柱狀部分同軸的外圓柱面的部分。
特別地是，上述絕緣體包括一導電涂層，其在環(huán)繞導電元件下端的上述部分的預定長度上延伸，適于圍繞導電元件本身構(gòu)成一電屏蔽。
優(yōu)選地是，上述電場控制機構(gòu)與上述絕緣體的導電涂層相接觸。
在一優(yōu)選實施例中，上述電場控制機構(gòu)包括一半導體彈性材料制的電場偏轉(zhuǎn)元件。
優(yōu)選地是，絕緣體上的上述導電涂層，包括充滿導電填充物的涂料層。
優(yōu)選地是，上述絕緣體包括連接到外部支撐結(jié)構(gòu)上用的機構(gòu)。
特別地是，上述連接機構(gòu)包括一橫過端接頭縱軸并且包括一為支撐結(jié)構(gòu)末端用的支撐面的凸緣。
優(yōu)選地是，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，上述導電元件和絕緣體構(gòu)成一適于抵抗預定的橫向應力的基本上為剛性的組件。
優(yōu)選地是，圍繞上述絕緣體的絕緣材料制的上述外殼，包括一粘著到絕緣體上或被彈性緊固在絕緣體上的彈性材料制成的部分。
優(yōu)選地是，絕緣材料制的上述外殼，包括一被提供翼片表面的外部；優(yōu)選上述帶有翼片表面的外部由具有環(huán)境阻力的材料構(gòu)成。
在一優(yōu)選實施例中，絕緣組件的上述第一部分包括偏轉(zhuǎn)元件，其沿絕緣體的下部被彈性推動至與施加到絕緣體上構(gòu)成電屏蔽的導電涂層相接觸。
在一具體的實施例中，上述絕緣體在其下部包括一偏轉(zhuǎn)元件，并且上述絕緣外殼由彈性并直接裝在絕緣體外表面上的帶有翼片的管構(gòu)成。
本發(fā)明的又一方面，它涉及一種連接電纜的方法，其包括一電導體、一絕緣涂層和一圍繞上述導體配置到一裸露導線上的屏蔽，其特征在于它包括以下步驟-適當?shù)嘏渲靡欢私宇^，該端接頭包括一導電元件，一圍繞上述導電元件的絕緣體，一在上述絕緣體上的絕緣材料制的外殼，以及連接到上述導電元件第一端上的導電軸；-配置適于在絕緣體下部一預定范圍內(nèi)構(gòu)成電屏蔽的導電涂層，-在上述絕緣體導電涂層一端提供電場控制機構(gòu)，并且其后，-在端接頭的導電元件的第二端和電纜導線之間進行機械和電連接，-使上述機械和電連接絕緣，-把電纜屏蔽連接到端接頭的上述導電涂層上。
優(yōu)選地是，本發(fā)明的方法進一步包括把上述絕緣體機械連接到一支撐結(jié)構(gòu)上的步驟。
優(yōu)選地是，使上述機械和電連接絕緣以及把電纜屏蔽連接到端接頭的上述導電涂層上的步驟，包括在對應于端接頭的導電元件第二端和電纜導線之間的上述機械與電連接的區(qū)域內(nèi)應用一接頭。
在一具體實施例中，配置適于在絕緣體下部一預定范圍內(nèi)構(gòu)成電屏蔽的導電涂層的上述步驟，包括把一半導體涂料施加到絕緣體上。
優(yōu)選地是，上述電場控制機構(gòu)至少具有一個緊貼于絕緣體的導電涂層上的部分。
在一優(yōu)選實施例中，上述外殼圍繞上述絕緣體被彈性安裝。
特別地是，根據(jù)本發(fā)明的方法，上述這些步驟-適當?shù)嘏渲靡欢私?，該端接包括一導電元件，一圍繞上述導電元件的絕緣體，一在上述絕緣體上的絕緣材料制的外殼，以及連接到上述導電元件第一端上的導電軸；-配置適于在絕緣體下部一預定范圍內(nèi)構(gòu)成電屏蔽的導電涂層，-在上述絕緣體導電涂層一端配置電場控制機構(gòu)，是在現(xiàn)場安裝端接頭之前在工廠中完成的。
優(yōu)選地是，本發(fā)明的方法進一步包括安裝之前在工廠中電檢測帶有上述導電涂層與電場控制機構(gòu)的上述端接頭的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，它涉及一種生產(chǎn)電纜用的端接頭的方法，其特征在于以下步驟-在一預定長度上配置一線性伸展的導電元件，
-圍繞該導電元件施加一絕緣體，-在接近導電元件兩端之一的一部分絕緣體的一預定范圍內(nèi)從外部施加一導電涂層，-在與上述導電涂層電接觸的地方應用一電場控制機構(gòu)，-在與上述導電元件和上述電場控制機構(gòu)端點對應的區(qū)域內(nèi)，在上述絕緣體和上述電場控制機構(gòu)上配置具有一預定的表面延伸的絕緣材料制的外殼。
進一步的特征，從根據(jù)本發(fā)明對電纜用端接頭的某些優(yōu)選實施例的詳細描述中將變得更為清楚。
這個描述隨后將參照附圖給出，其中-

圖1是根據(jù)本發(fā)明連接到一電纜上的端接頭的縱向剖面圖；-圖2是沿圖1所示端接頭的縱向剖面圖；-圖3以放大比例表示圖2的細部；-圖4是圖1端接頭細部的另一實施例的縱向剖面圖；-圖5以放大比例表示圖1的接頭；-圖6表示使用條件1圖1端接頭一部分的電力線輪廓；-圖7是檢驗圖1端接頭可操作性用的裝置第一實施例的縱向剖面圖；-圖8是檢驗圖1端接頭可操作性用的裝置的另一實施例縱向剖面圖。
本發(fā)明的實施例如圖1所示，其包括一與支撐結(jié)構(gòu)2相關(guān)聯(lián)的端接頭1，一電纜3以及電纜3與端接頭1之間的連接機構(gòu)4。
端接頭的上端如圖1虛線所示被連接到一架空導線3′上。
一般對于包括60和500KW之間的電壓來說(這種電壓在現(xiàn)有技術(shù)中一般被稱為“高壓”)，電纜2包括一導線5(例如銅線)，一突出的絕緣體6以及一半導體層7，電纜在其末端部分被逐漸去除以與接頭4相連。
半導體層7構(gòu)成屏蔽，在該屏蔽中由導線5的電壓產(chǎn)生的電力線被導向。
電纜可能是關(guān)于示例之一的不同類型；例如，它可具有由紙或紙層制品和浸滿油或絕緣混合物的聚合材料制成的層狀結(jié)構(gòu)。
端接頭1最好如圖2所示是被分開說明，它在與支撐結(jié)構(gòu)2和電纜3相連之前所有部件就已經(jīng)齊備，其包括一在端接頭上端9與下端10之間延伸的導電元件8；一固著在該導電元件上的絕緣體11；一施加到絕緣體11外面下部一預定范圍的導電涂層12；一電場控制元件13；一從端接頭上端9沿伸到接近與支撐結(jié)構(gòu)相連的端接頭部分的絕緣材料制的帶翼片外殼14；具體地說，在圖2的例子中，帶翼片的外殼14延伸直到覆蓋電場控制元件13，而且電場控制元件13依次與導電涂層12的上邊緣15相接觸。
在下面，“導電元件”意味著或者完全由導電材料制成的具有固體或管狀結(jié)構(gòu)以及撓曲剛度的元件，或者根據(jù)本發(fā)明目的如下所示通過與此有關(guān)的另外元件制成具有足夠剛性的柔性導電元件，或者任何其它對等的形式，例如管狀導電層或?qū)щ姴牧现瞥蓪优c其化學或機械相連的介電材料元件。
在某些優(yōu)選實施例中，導電元件由金屬材料制成，例如鋼、銅、鋁或任何其它良性導電金屬。
通過電場控制元件，此處的目的或者在于被合適追蹤的導電體，通常被稱為電極或偏轉(zhuǎn)器，目前由半導電彈性體材料制成，與絕緣材料體構(gòu)成一體且被設計為使電場梯度處于可接受范圍；或者在于按照電場梯度具有可變電容率和導電率的材料；或者也可以在于按同一目的設計的電容器系統(tǒng)。
該端接在與導電元件8相連的上端包括一軸16，并且它向外伸出以與架空的電導線3′相連；軸16為具有能避免因“日暈放電效應”而放電的尺寸的屏蔽環(huán)17所環(huán)繞。
根據(jù)一優(yōu)選實施例，如圖2在首部分所示圍繞導電元件的絕緣體11，可一整體構(gòu)成，例如可由環(huán)氧樹脂制成，也可有選擇地包括纖維或其它填充物以增加機械強度。
另一方面，根據(jù)圖2右首部分所示的實施例，絕緣體11第一部分11a可由環(huán)氧樹脂制成，而剩余部分11b則由絕緣彈性材料層18，例如可由EPR、硅橡膠或類似物制成。
優(yōu)選地是，由導電元件8和絕緣體11組成的單元包括目的在于把圖1所示的端接頭1和支撐結(jié)構(gòu)2連在一起的支撐元件。
更為清楚地如放大的圖3所示，上述支撐元件優(yōu)選通過把絕緣體鑄成包含置于距端接頭下端10為預定值“a”的凸緣19的單件中制成；例如，對處于170KV的端接頭來說，大約500mm的“a”值是適當?shù)摹?br> 在圖3右首部分，絕緣體11用的緊固件20被用虛線部分表示出來，在這個例子中緊固件20包括通過錨定式連接桿22被壓在凸緣19相對側(cè)之上的一對相對的平板21a和21b。
如圖1所示，上述緊固件20還包括螺栓23和螺母24，以把平板21b緊固到支撐結(jié)構(gòu)2的基座25上。
被施加到絕緣體下部的導電涂層12，目的在于構(gòu)成電力線包含在其中的屏蔽。
優(yōu)選地是，導電涂層是通過把半導體涂料施加到凸緣19下游與上游絕緣體11的管狀部分以及凸緣本身的上表面上來獲得；在一個實施例中，該涂料包括充以導電組分的絕緣樹脂，例如充以石墨的環(huán)氧樹脂；換一種方法，圍繞絕緣體被緊緊纏繞的半導體電帶(semiconductivetaping)，充以炭黑的可熱收縮彈性管，以及帶有水平凸緣或適于形成圍繞導電元件8電屏蔽的其它對等方案的鋁管可被提供。
當端接頭被使用時，電場控制元件13目的是把從導電涂層12上邊緣15出射的電場線的距離限制到與周圍空氣強度相適應的值。
根據(jù)圖2的優(yōu)選實施例，電場控制元件13包括一偏轉(zhuǎn)體26，由半導體彈性材料制成，并且它與覆蓋絕緣體11的絕緣套管27的下部結(jié)合成一體。
絕緣套管27由絕緣彈性混合物例如EPR(乙烯-丙烯共聚物或乙烯-丙烯-二烯烴三聚物基彈性體)構(gòu)成，它不包含導電填充物，而且偏轉(zhuǎn)體26由半導體混合物例如由炭黑填充物制成的導電的EPR基混合物構(gòu)成。
絕緣混合物在此意味著具有基本上不低于1012Ωcm電阻率的彈性混合物；而且半導電混合物在此意味著具有基本上不超出104Ωcm電阻率的彈性混合物。
帶翼片的外殼14由絕緣材料構(gòu)成，且被安裝在絕緣套管27上。換一種方式，如果構(gòu)成材料適合在目的條件下使用，那么絕緣套管27本身可被提供以帶翼片的外表面。在這種情況下，帶翼片的外殼14構(gòu)成絕緣套管27的一部分。
由于帶翼片的絕緣外殼14適于抵御周圍環(huán)境，因此在使用中，它并不顯示出在標準IBC1109，1992中描述的如包括即使在干燥條件下也形成導電路徑的絕緣材料表面不可逆轉(zhuǎn)的退化那樣所謂的“留印跡”現(xiàn)象。
根據(jù)圖2的實施例，帶翼片的絕緣外殼14延伸至其覆蓋偏轉(zhuǎn)錐體26的下部；在本發(fā)明的其它實施例中，根據(jù)具體使用要求，帶翼片的絕緣外殼14在圖中能以不同的方式延伸。
圖4表示端接頭的第二實施例。在此圖中，與圖2的端接頭中那些部件類似的部件被用相同的附圖標記表示。
在如圖4所示的端接頭實施例中，絕緣體11′包括電場偏轉(zhuǎn)元件26。
如圖4左首一側(cè)所示，與圖1實施例中描述的絕緣體11類似，絕緣體11′可被構(gòu)成整體，優(yōu)選其由用纖維或類似填充物增強的環(huán)氧樹脂或由另外的絕緣材料制成；換一種方式，如圖4右首一側(cè)所示，它可包括由絕緣材料例如環(huán)氧樹脂制成的下部11′a，以及由彈性絕緣材料層例如EPR制成的上部11′b。
在以上兩種方案中都存在帶翼片絕緣外殼14，它基本上是管狀，具有較小的厚度，由與絕緣體內(nèi)圓柱形樹脂表面相關(guān)連的彈性材料制成。比較適宜的是，這個外殼除了給出足夠延伸的帶翼片表面以避免表面放電現(xiàn)象之外，也應為絕緣體抵御天氣因素(例如濕度或類似因素)提供保護。
通過舉例，參照圖2所示的測量結(jié)果和對應關(guān)于圖4的實施例，對于達到170KV的端接頭來說，軸和下端之間的總體高度約為2500mm，其以H表示為已經(jīng)提到的大約等于500mm的距離“a”與大約等于2000mm的軸16與凸緣上表面19間的距離“h”之和。
值“h”是由足以使承受拉力的軸16和與支撐結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的凸緣19互相分開的要求決定的，且此支撐結(jié)構(gòu)以外殼14帶翼片表面可產(chǎn)生滲漏線適于避免對地放電的方式被電連接地。
在描述的例子中，滲漏線的值大約為4000mm。
值“a”是由在凸緣19之下具有一可獲得的充分空間以在端接頭與電纜之間能夠有效地進行電或機械連接的需要決定的。
為了這個目的，由導電元件和絕緣體形成的單元已經(jīng)適于為隨后與電纜的連接安置。
具體地說，如圖3所示，在接近導電元件8下端的地方，導電元件8具有一未被絕緣體11覆蓋的部分10a；絕緣體11順次被提供一環(huán)狀凹槽28，如下面所解釋的那樣，絕緣體11適于順利地與電纜相連。
在圖1到圖3所示的實施例中，對應其配置在凸緣10之上部分的絕緣體的圓柱部分，其直徑最好具有大于凸緣下對應延伸直徑的值。。
此外，如圖3所示，對應其配置在凸緣19之上部分8a的導電元件8，其直徑也是比凸緣下對應沿伸8b的直徑大的值。
以這種方式，導電元件的自支撐能力被提高，這將引起對橫向施加到端接頭上的力較大的抵抗，并且電場線也在絕緣體更大的部分分布。
在圖2的例子中，對于高達170KV的電壓來說，導電元件由鋁(硬鋁合金)制成并且具有50mm的直徑“d0”；絕緣體具有200mm的直徑“d”值；導電元件8下部直徑“c”的值和凸緣19下絕緣體延伸的對應直徑值是由端接頭打算用的電纜尺寸決定的，并且最好等于或類似于該導體和待連接到其上的電纜絕緣體的對應直徑。
圖2與圖4中的端接頭1以其所有操作部件構(gòu)成一完整單元，而不考慮打算為之使用的電纜。
因此，端接頭1能以獨立的方式被生產(chǎn)和檢測，并且隨后被運輸?shù)酱B接在支撐結(jié)構(gòu)和相關(guān)電纜上的安裝地點。
圖1表示端接頭1在其安裝中定位于支撐結(jié)構(gòu)2上，它的凸緣19被夾在共同為錨定式連接桿22所互相緊固的相對平板21a與21b之間，并且上平板21b通過螺栓和螺母結(jié)構(gòu)23，24固定到支撐結(jié)構(gòu)的基座25上。
端接頭由軸16連接其上部到架空線3′上。
根據(jù)本發(fā)明最一般方面，連接端接頭到電纜上的方法包括以下的基本步驟a)在從中心導線5末端去除一部分絕緣體6以及從絕緣體6上去除一部分屏蔽7之后，從外部在與端接頭1相關(guān)的低位配置電纜3；b)把電纜導線5的上端機械和電連接到導電元件8的下端10；c)把電纜屏蔽7連接到絕緣體11的導電涂層12上。
步驟a、b和c最好由對電纜領(lǐng)域熟悉的普通技術(shù)人員進行。由此可避免通常已知的操作，其中把電纜引入端接頭需要在其部分或整個長度上以及對端接頭具體特征熟悉的人員的參與。
把電纜連接到端接頭上，具體地說，在連接區(qū)域絕緣和屏蔽的恢復可包括通常適于連接兩個電纜長度的技術(shù)，例如可貼膠帶或類似物，也可如后面的例子所描述并表示在圖1與擴大比例的圖5中，優(yōu)選使用預制的彈性接頭來實現(xiàn)。
接頭4包括把電纜導線5和端接頭的導電元件8連在一起的套管29，以及基本上是管狀且由兩可分離部分制成的金屬夾30，而且它的兩端31、32分別被插入端接頭絕緣體11的凹槽28與電纜絕緣體6中形成的適合凹槽33中；如專利EP 0 199 742中更為詳細描述的那樣，金屬夾30的目的在于避免由相應材料的可熱收縮效應引起的相對運動。
套管29和金屬夾30適合被導線34電連接，以便確定等電位條件，并且最終即使有空氣存在也不產(chǎn)生放電。
該接頭進一步包括由導電材料制成的電場偏轉(zhuǎn)體，由預先模制的絕緣材料制成的罩36以及由半導體材料制成且其兩端分別接觸電纜屏蔽7和絕緣體11的半導體涂層12的覆蓋物(sheath)37。
也和電纜屏蔽7和半導體涂層12電接觸的銅編織物37′環(huán)繞該接頭，以避免電容性電流的影響；此外，一或多個外層覆蓋物(沒有示出)覆蓋著該組件。
圖1還表示該端接頭的支撐結(jié)構(gòu)2的接地元件。
這些元件包括銅辮38，它被加在電連接到基座25上的平板21a與緊固到電纜屏蔽7上的套環(huán)39之間；適合的電纜40把套環(huán)39引向接地電位。
由聚乙烯或類似物制成的覆蓋物41被置于電纜屏蔽3的外部，它具有保護電纜金屬覆蓋物在水滲透發(fā)生情況下免遭腐蝕的功能。
在圖1的實施例中，覆蓋物完整性例如關(guān)于覆蓋物本身中孔洞的可存在性，能夠被檢查。
該檢查是通過例如由手提發(fā)電機把電壓加到電纜金屬屏蔽上并驗證其相對地的絕緣性來進行。為進行該檢查，連接38和40被暫時去除，以便屏蔽電位在必要檢查期間相對地電位可被升高。
為此目的，半導體涂料層12連貫性方面的中斷(interruption)與凸緣19相應存在于其上裝有接頭4的絕緣體11的下部和上部之間，以便使待供電的電纜屏蔽與處于地電位的支撐2分開。
連接到接頭4上的端接頭1如下進行操作。
該端接頭的特征在于它中間包括一電纜模型，其由與絕緣體相關(guān)聯(lián)的導電元件構(gòu)成，適于構(gòu)成電屏蔽的半導電涂料12沿凸緣19的上下游施加到絕緣體下部。
電場線被包括在處于導電元件的最高電位值和接地屏蔽(包括半導電涂料12)的電位值之間。
對應于屏蔽中斷，即對應于半導體涂料層12的上邊緣15，發(fā)生從電場線處于絕緣體11內(nèi)的區(qū)域到敞開區(qū)域的轉(zhuǎn)變；在此區(qū)域內(nèi)，等勢電場線密度的增加將沿徑向發(fā)生，因為上述上屏蔽邊緣是拐角形，具有較高的彎曲值。
已知在端接頭中，給定區(qū)域內(nèi)的電場梯度值基本由上述區(qū)域內(nèi)的電勢和鄰接等勢線間的距離之比來表示。
因此，對應于屏蔽的上邊緣，可能會出現(xiàn)過大的電場梯度值，從而帶來放電危險。
根據(jù)圖1的實施例，由于與絕緣套管27合為一體的偏轉(zhuǎn)錐體的存在，可避免上述電場線密度的增加。
在圖2的實施例中，絕緣套管27的有利特征在于它在相對于剩余部分的下部具有一加寬部分，這既是為了能夠安裝合適尺寸的偏轉(zhuǎn)錐體26，也是為了確定一充足的尺寸，以便使電場線間互相徑向移開，從而在與所使用材料剛度和周圍空氣相適應的外表面上獲得一電場梯度值。
在如圖所示的優(yōu)選實施例中，對于高達170KV的電壓來說，對應于絕緣套管27加寬部分的直徑，具有對應于那些以前提到的導電元件8與絕緣體11直徑值440mm的“D”值。
通過舉例，在圖6左首一側(cè)，電場線的趨向被定性表示，而且其相關(guān)間隔由適于在空氣中低于2.5Kv/mm(優(yōu)選低于2KV/mm)電場強度值下工作的電場控制機構(gòu)確定。
端接頭的良好運行還依賴于承受拉力的軸16和與處于接地電位的支撐結(jié)構(gòu)相接觸的凸緣19間的高度。
所以，為穿過凸緣19支撐在支撐結(jié)構(gòu)上的剛性中心部分所決定的端接頭的自支撐特性使端接頭得以實施，它適于在直立位置運行，并且具有例如可在空氣中提供一條具有足以使漏電值可以忽略長度的通路。
由于對彎曲的剛性，端接頭可在橫向應力存在條件下無明顯變形運行。
絕緣套管27上大量翼片的存在幫助提供足夠高值的滲漏線，以避免表面放電。
確定滲漏線的條件被詳細說明在例如國際電工學委員會1986年815出版物上，其題目為“關(guān)于污染條件下的絕緣體選擇指南”。
端接的高度值“h1”與外殼11上翼片的形狀與尺寸一起導致上面提到的滲漏線值。
如圖1所示，在凸緣19的上下表面之間的通道上，可以看到屏蔽12的中斷。
然而，端接頭1的實施考慮到在這個區(qū)域存在屏蔽條件下，給定凸緣19的厚度值使得電場線路徑基本不偏離會發(fā)生的可能性，除了如圖6定量表示的輕微徑向膨脹之外，如已被確定的那樣，并沒有電場梯度值過大的危險與端接頭1對應。
應當指出，在高達170KV的具有象上面描述的例子中一樣尺寸的端接頭中，凸緣19的合適厚度約為40mm。
在偏轉(zhuǎn)體35和半導體材料覆蓋物存在的條件下，接頭4處電場線的趨向被定性表示在圖5中。
端接頭的正確運行取決于許多特征，根據(jù)本發(fā)明，這些特征在端接頭生產(chǎn)過程中甚至在安裝到支撐結(jié)構(gòu)2上之前被確定。
端接頭正確運行的第一基本條件是在易受高電位差影響的不同部件之間沒有空氣，特別是，在遍布它們整個尺寸的導電元件8與絕緣體11之間，在導電涂層12與絕緣體11之間，在偏轉(zhuǎn)錐體26和絕緣體11之間，以及在帶翼片外殼14和絕緣導管27之間，都沒有氣泡存在。
實際上，空氣的存在，在電場存在的條件下可能招致電離現(xiàn)象，從而引發(fā)從較高電位向接地電位放電。
關(guān)于運行的方便結(jié)果，可按下面的方式獲取。
絕緣體11最好被固著到導電元件8上，例如可通過模壓過程來實現(xiàn)，它包括把導電元件配置在模子中，圍繞導電元件澆鑄或模壓想要構(gòu)成絕緣體本身的材料的步驟；或者用絕緣纖維或紗線(例如玻璃纖維或芳族聚酰胺纖維以及類似物)做一繞組，圍繞導電元件配置并被浸滿樹脂，例如熱固樹脂(聚脂、環(huán)氧樹脂或類似物)來實現(xiàn)。
半導體屏蔽12對絕緣體預定部分的粘接是由使該屏蔽本身例如通過半導體涂料施加到絕緣體11外表面相關(guān)部分上來實現(xiàn)。
偏轉(zhuǎn)體26固著到導電涂層12上，因為偏轉(zhuǎn)體適合由彈性材料構(gòu)成并與絕緣套管27結(jié)合成整體；偏轉(zhuǎn)體與絕緣套管的整體，以偏轉(zhuǎn)體在半導體涂層上施加壓力(例如通過使絕緣套管27和絕緣體11間干擾程度至少為10％)的方式被彈性安裝在絕緣體11上。
換一種方式，在把偏轉(zhuǎn)體26配置在絕緣體11上之后，絕緣套管27可被直接模壓其上；在這種情況下，各元件之間的粘接可通過粘性材料的介入而促進。
帶翼片的外殼14被粘到絕緣套管27的表面上。
在一實施例中，當被分開模壓之后，通過把帶翼片外殼14彈性安裝到絕緣套管27上，可把前者加到后者上面。
換一種方式，當被使用材料具有合適的特性時，帶翼片外殼14可以是絕緣套管本身的組成部分構(gòu)成該絕緣套管的外部；帶翼片外形可通過模壓或機械加工(即通過切除、研磨、重修之類)來完成。
換一種方式，帶翼片的外殼14可通過采用適于充滿例如液態(tài)硅的樹脂的帶翼片鑄模圍繞絕緣體11模壓；這個技術(shù)可以獲得僅僅構(gòu)成帶翼片外殼的部分，或者可選擇地獲得包括絕緣套管27與帶翼片外殼14在內(nèi)的整個組件，在最后提到的情況下帶翼片外殼將構(gòu)成上述絕緣導管的外面部分。
根據(jù)本發(fā)明的端接頭最好提交最終質(zhì)量控制程序，以便在使用中為顧客提供良好運行的保證，而不再需要任何另外的檢查。
舉例來說，參考圖2所示實施例，端接用的第一質(zhì)量控制方法在下文被描述。為此目的，象以前描述的那樣構(gòu)成的端接頭是按照把端接頭安裝到屏蔽環(huán)17和軸16的上端來完成的。
如圖7所示，該方法使用了帶導電表面的球管(bulb)43和充以絕緣流體44a的金屬容器44。
該方法包括以下步驟-把球管43配置在導電元件8末端附近；-為了檢測的統(tǒng)一性，把包括球管43的末端部分引入被電連接地的金屬容器44內(nèi)的絕緣流體中，且距金屬容器壁一預定距離；-把預定電壓值加在端接頭的軸16與容器的接地45之間。
在此例中，球管具有300mm的外徑，球管表面距離金屬容器44側(cè)壁的距離為350mm，絕緣流體是礦物油；檢測電壓與端接頭的使用電壓相對應，并且可被增加到使用電壓的250％。
檢測的可靠結(jié)果與直到上面最大檢測電壓也不產(chǎn)生放電相對應。
上面描述的方法可為用戶提供后面良好運行已被保證的端接頭，并且其所有部件已經(jīng)齊備，準備隨后連接到電纜上。
根據(jù)本發(fā)明的另一種方法，端接頭的質(zhì)量控制是通過如圖8所示的檢測來完成的。
為此目的，導電桿46的配置最好與導電元件8以及與球47一起設置在端接頭底部打算為端接頭用的電纜導線具有相同的直徑，而整個導電桿與絕緣樹脂物質(zhì)48結(jié)合成整體，它具有打算為端接頭用的電纜導線相同尺寸的上面部分48a。
樹脂物質(zhì)在距離球47一預定距離例如大約100mm處被涂敷以半導體層。因此，該方法包括以下步驟-把半導體層49連接到接地設施50上，-通過適于進行電接觸的套管29，把從絕緣樹脂物質(zhì)上面部分48伸出的導電桿46上端連接到端接頭的導電元件8上，-在整個套管29上加上接頭4，由此把樹脂物質(zhì)48的半導體層49連接到端接頭絕緣體11上的導電涂層12上，-在端接頭軸16和接地設施50之間加一電壓。
優(yōu)選地是，圖8中的接頭4是參照圖5已被描述的類型。
根據(jù)這個方案，為簡化起見，接體的描述可被省略，并且該接頭的不同部分用與前面類型相同的附圖標記表示。
端接頭合格是由直到最大電壓值也不放電來決定的，并且這也要按照檢測標準對模式的需要來決定。
如圖1所示，這個方法既檢驗端接頭的良好運作，也檢驗連到接頭上的端接頭連接的良好運作，以及檢驗具體在檢驗中所使用接頭被預制并且被提供的是與最后安裝中使用的一樣時用戶的優(yōu)勢。
由于端接頭的運作已被上面描述的檢驗方法所保證，因此安裝過程中在端接內(nèi)就不需要任何進一步操作，以便保持不同部件的外形以及所獲得的特性不隨時間推移而改變。
與已經(jīng)提到的中請人本身的專利申請EP 95 101 338.2中描述的端接頭相比，按照本發(fā)明制造的端接頭是合宜的。
而且對于上面提到的專利申請中的端接頭來說，通過把與最終端接頭安裝實際使用的一樣的電纜樣品引入后面已知的模式，在生產(chǎn)之后和安裝之前端接頭的質(zhì)量檢測就確實可以想象。
但是在這個實施例中，具體安裝操作是需要的，以實現(xiàn)相關(guān)電場控制元件所要求的緊固條件，而該操作大大影響檢測結(jié)果，并且在任何情況下當端接頭已被安裝時，操作必須被重復。
因此，對于這個已知端接頭的檢測以及后面的安裝步驟，需要端接頭自身內(nèi)重復介入非常細致的操作和檢查，以及對端接頭領(lǐng)域熟悉的典型操作者的熟練安裝技術(shù)。
相反，根據(jù)本發(fā)明的端接頭使用了沿由導電元件8和絕緣體11構(gòu)成的整個端接頭長度方向延伸的組件，首先是裝有偏轉(zhuǎn)體26的絕緣套管27，然后是帶翼片外殼14被安裝在該裝置上；按照這種方式，各種元件間的完美粘接得以實現(xiàn)，而這對于防止空氣泡混入是必要的。所有這些操作是在工廠中的受控條件下由合格員工完成的，并且隨后緊跟以具體的檢驗操作。
因此本發(fā)明區(qū)別于前者，而且也區(qū)別于如已有技術(shù)中描述的由陶瓷制成并被提供以絕緣油的端接頭，這不但是根據(jù)本發(fā)明由上面描述的方案決定的，而且是由于不需要使用意味著后續(xù)調(diào)節(jié)操作的傳統(tǒng)彈性擠壓系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的端接頭可長時間保持工廠中獲得的粘接，因此端接頭本身對電纜的連接就不再需要具體檢測。
此外，根據(jù)本發(fā)明的端接即使在橫向應力存在的情況下也是自支撐在直立位置的，因此避免了外部具有陶瓷外殼內(nèi)部具有絕緣油的傳統(tǒng)自支撐結(jié)構(gòu)的使用，進而產(chǎn)生了內(nèi)部放電存在條件下也不發(fā)生曝炸或著火危險的優(yōu)點。
在此特別提醒的是，雖然在前面的描述中導電元件8被限定為“剛性”，然而整體的剛性卻是由包括導電元件8和絕緣體11在內(nèi)的組件保證的；因此，如果絕緣體11本身適于保證對于端接頭來說的剛性特征，例如由玻璃纖維加強的樹脂或類似物制成，那么導電元件8僅僅需要的功能就會只是電導體。
換一種方式，剛性機械特征可以根據(jù)具體使用需要分擔在導體元件8和絕緣體11之間，以及其它可供選擇的現(xiàn)有元件之間，直至獲得該組件的理想剛度。
很明顯，本發(fā)明并不嚴格局限于在此之前的描述；實際上，在本發(fā)明范圍內(nèi)的所有方案和可替換實施例雖然沒有在此特意描述，但仍可很容易地為對本領(lǐng)域熟悉的技術(shù)人員推知。
權(quán)利要求
1.一種電纜用的端接組件，其包括-一具有導電元件和遍布其上的絕緣涂層的端接頭，以及-連接到電纜上用的裝置，其特征在于-上述端接頭包括含有導體和與其同軸的絕緣涂層、具有基本上為圓柱狀外形以及預定長度與直徑的連接部分，而且-上述連接裝置包括使該端接頭的上述連接部分與上述電纜的一端相連的連接組件，其中所述預定長度和直徑與上述連接組件相適應。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電纜用的端接組件，其特征在于該端接頭的上述絕緣涂層包括帶有連接外部支撐結(jié)構(gòu)用的機構(gòu)的絕緣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電纜用的端接組件，其特征在于上述端接頭的連接部分包括上述導電元件和上述絕緣體的末端部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電纜用的端接組件，其特征在于，連接上述端接頭的連接部分和上述電纜一端的上述連接組件包括以下部件把上述電纜的導線和上述端接頭的導電元件連在一起的電連接元件，以及覆蓋上述電連接元件和上述端接頭連接部分及上述電纜末端的一部分的預制的柔性接頭。
5.一種預定直徑電纜用的端接頭，它包括-一在下端和上端之間縱向延伸的導電元件，-一被連到上述導電元件上端、適于把該端接頭連接到電氣設備上的導電軸，-一環(huán)繞上述導電元件的絕緣體，-一圍繞上述絕緣體的絕緣材料外殼，-包括在上述外殼內(nèi)的電場控制機構(gòu)，其特征在于，上述導電元件包括含有上述低端的基本上為圓柱狀部分，并且上述絕緣體包括環(huán)繞上述導電元件低端而且具有與上述導電元件基本上為圓柱狀部分同軸的外圓柱面的部分。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的端接頭，其特征在于，上述絕緣體包括一導電涂層，其遍布環(huán)繞導電元件低端的上述部分的預定長度伸展，并且適于圍繞導電元件本身構(gòu)成電屏蔽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的端接頭，其特征在于上述電場控制機構(gòu)與上述絕緣體的導電涂層相接觸。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的端接頭，其特征在于上述電場控制機構(gòu)包括半導體彈性材料制的電場偏轉(zhuǎn)元件。
9.根據(jù)權(quán)利要求6的端接頭，其特征在于絕緣體上的上述導電涂層包括充滿導電填充物的涂料層。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的端接頭，其特征在于上述絕緣體包括連接到外部支撐結(jié)構(gòu)上用的機構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的端接頭，其特征在于，上述連接裝置包括一橫過該端接頭縱軸，并包括一端接支撐結(jié)構(gòu)用的支承面的凸緣。
12.根據(jù)權(quán)利要求5的端接頭，其特征在于上述導電元件和絕緣體構(gòu)成適于抵抗預定橫向應力的基本上為剛性的組件。
13.根據(jù)權(quán)利要求5的端接頭，其特征在于圍繞上述絕緣體的上述絕緣材料外殼，包括粘著到絕緣體上的彈性材料部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的端接頭，其特征在于圍繞上述絕緣體的上述絕緣材料外殼，包括被彈性緊固在絕緣體上的彈性材料部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的端接頭，其特征在于上述絕緣材料外殼包括被提供以裝有尾面的外部。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的端接頭，其特征在于上述裝有尾面的外部包括具有環(huán)境阻力的材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的端接頭，其特征在于，該絕緣組件的第一部分包括一偏轉(zhuǎn)元件，它沿絕緣體的下部被彈性推動，以與施加到構(gòu)成電屏蔽的絕緣體上的導電涂層相接觸。
18.根據(jù)權(quán)利要求5的端接頭，其特征在于，上述絕緣體在其下部包括一偏轉(zhuǎn)元件，并且上述絕緣外殼由彈性并直接裝在絕緣體外表面上的帶有尾翼的管子構(gòu)成。
19.一種連接電纜的方法，包括一電導體、一絕緣涂層和一圍繞上述導體配置到裸導體上的屏蔽，其特征在于包括以下步驟-適當?shù)嘏渲靡欢私宇^，該端接頭包括一導電元件，一圍繞上述導電元件的絕緣體，一在上述絕緣體上的絕緣材料制的外殼，以及連接到上述導電元件第一端上的導電軸；-配置適于在絕緣體下部的整個預定范圍內(nèi)形成電屏蔽的導電涂層，-在上述絕緣體的上述導電涂層一端提供電場控制機構(gòu)，其后，-在該端接頭的導電元件的第二端和電纜導線之間進行機械和電連接，-使上述機械和電連接絕緣，-把電纜屏蔽連接到端接頭的上述導電涂層上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于它進一步包括把上述絕緣體機械連接到一支撐結(jié)構(gòu)上的步驟。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于，使上述機械與電連接絕緣以及把電纜屏蔽與端接頭的上述導電涂層連接的上述步驟包括在對應于端接頭的導電元件第二端和電纜導線之間的上述機械與電連接的整個區(qū)域內(nèi)應用一接頭。
22.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于，配置適于在絕緣體下部的整個預定范圍內(nèi)形成電屏蔽的導電涂層的上述步驟，包括把半導體涂料施加到絕緣體上。
23.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于，上述電場控制機構(gòu)至少有一部分緊貼在絕緣體的導電涂層上。
24.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于，上述外殼圍繞上述絕緣體被彈性安裝。
25.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其特征在于上述這些步驟-適當?shù)嘏渲靡欢私宇^，該端接頭包括一導電元件，一圍繞上述導電元件的絕緣體，一在上述絕緣體上的絕緣材料制的外殼，以及連接到上述導電元件第一端上的導電軸；-配置適于在絕緣體下部的整個預定范圍內(nèi)形成電屏蔽的導電涂層，-在上述絕緣體的上述導電涂層一端配置電場控制機構(gòu)，是現(xiàn)場安裝端接頭之前在工廠中進行的。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的方法，其特征在于，它進一步包括安裝之前在工廠中電檢測帶有上述導電涂層與電場控制機構(gòu)的上述端接頭的步驟。
27.一種生產(chǎn)電纜用的端接頭的方法，其特征在于以下步驟-配置一在預定長度上線性伸展的導電元件，-圍繞該導電元件施加一絕緣體，-在接近導電元件兩端之一的部分絕緣體的整個預定范圍內(nèi)從外部施加一導電涂層，-在與上述導電涂層電接觸的地方施加電場控制機構(gòu)，-在與上述導電元件和上述電場控制機構(gòu)端點對應的區(qū)內(nèi)，遍及上述絕緣體和電場控制機構(gòu)，配置預定表面延伸的絕緣材料外殼。
全文摘要
一電纜(3)用的端接頭(1),遍及其整個長度內(nèi)部包括一為絕緣體(11)所圍繞的導電元件(8),絕緣體(11)的下部由半導體制成,以形成一電屏幕(12),其被帶有尾翼的絕緣外殼(14)覆蓋,并且封裝有被擠壓在絕緣體(11)的半導體涂層上的電場控制機構(gòu)(13);電纜(3)和端接頭(1)之間的連接是通過例如預鑄的接頭(4)來完成的。端接頭(1)甚至在被連到電纜(3)上之前它的所有部件就已經(jīng)齊備了,并且它不需要為其安裝用的內(nèi)部操作。
文檔編號H02G15/06GK1255251SQ98804947
公開日2000年5月31日 申請日期1998年4月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月10日
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