专利名称：电缆用的干式端接头的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于介质与高压的电缆用的端接头，对于这种类型的户外使用暴露到空气中并可能污染介质的电缆，端接头在被运输到安装地点之前所有部件就已经完备，并且它适于连接电缆而不接触其内部。
对于本发明目的使用的介质与高压，一般是指电压处于10KV到245KV或更高的范围内。
作为本发明目的的一种装置，在于通过电缆用的端接头适于把电缆连接到裸露的导体例如架空导线上；这个端接头包括电缆导线与裸露导线之间的电连接机构以及电缆外表面与连接到其上的部件间的电分离机构，并且一般处于地电位，而且元件例如裸露导线处于张力作用下。这种端接头一般包括一导电元件，一绝缘涂层，以及能够产生与相关元件的绝缘强度特性相适应的电场构形的电场控制机构。
已知的户外使用端接头在“64-154KV交联聚乙烯电缆用的新的预制辅助设备”(地下传输和配电会议，1974年224-232页)出版物中进行了描述。
该端接头包括由陶瓷制成并被提供有尾翼面的为绝缘外壳用的支撑基面。缺乏屏蔽的电缆遍布端接头的整个长度延伸，直至电缆紧固而为该外壳支撑而且连接出现在电压轴上进而连在另一电气设备处的上端。
由环氧树脂制成并包括接地电极的圆柱体围绕弹性体元件装配并被固定到支撑基座上。该圆柱体具有与其中锥形元件相匹配的锥形外形。
该装置进一步包括作用到弹性体元件下端的弹簧系统的使用，以便在这个弹性体元件和电缆绝缘之间产生压力，而且压力也在此弹性体元件和环氧树脂圆柱体之间产生，以避免微量空气的存在，由此可避免放电的危险。
陶瓷外壳内的空间被充满绝缘油。
由于陶次外壳的存在，该端接是自我支撑型的，并且被支撑在桥塔或类似物组成的部件的基座上。
而且，已知的端接头被提供以架空型固体绝缘体，而不是被支撑在支撑结构上。根据这个方案，此端接头通过绝缘元件的介入而与支撑结构相关联。
例如，从“电气工程师协会10KV-180KV动力电缆和辅助设备”的出版物中，伦敦1986年11月第238-241页中，已知一种在端接头的整个长度上伸展的电缆用的66KV电压的端接头。
在这个方案中，从电缆一端起始，半导体屏蔽在电缆特定长度范围内被去除，并且电缆屏蔽端被涂敷以导电涂料，直至绝缘部分被覆盖。
在屏蔽被切去的区域，由于电容和电阻元件的存在而给定阻抗的可热收缩管被应用，其与屏蔽被切去区域中的电缆导线的电应力(electricalstress)降低成容性相关(capacitively associated)。
然后附加的可收缩管围绕同一类型的最内部的管子和围绕电缆绝缘于部分配置。
最外层管包括接近电缆屏蔽被切去端的绝缘断面。
然后可热收缩绝缘材料的多个翼片被安装到外管上。
对于端接头的安装来说，在热收缩技术中熟练的合格工人是需要的，并且所有步骤中的精度、对细节的注意以及清洁也是需要的。
专利WO 91/16564，在其描述现有技术状况的部分提到了端接头根据热收缩技术如过去一样地制作，并且说明通过使用合适的心轴如何避免使用那个技术，而在心轴上被提供翼片的弹性体材料的外壳(jacket)被扩张；该外壳是通过使心轴滑出到以前准备好的较小直径的电缆上而被收缩。
被封装在端接头内的末端电缆部分包括电缆导体，它以特定距离跟随没有半导体层和屏蔽的绝缘体。
管状绕组是电缆组装的一部分，它由可减小否则会出现在半导体层末端上应力的材料制成；这种绕组被应用到半导体层和绝缘体上。
换一种方式，例如通过复合挤压或滚压，可以为目的在于减小内部绝缘外壳内的上述应力的层做些准备。
导线的上端与设置有孔的扁平夹板相关联。
为了使心轴滑出更为容易，多个加强肋在弹性体外壳被支撑的地方设置，并且在加强肋之间还使用了润滑剂。
心轴围绕于已被配置为端接头组成部分的电缆端部与心轴的弹性体外壳一起配备。外壳在心轴上的扭转有利于润滑剂在加强肋上的分散以及心轴的滑脱，由此引起该电缆端部上外壳的收缩。
也还知道一种电缆用的端接头，其中电缆仅仅是部分地插入其中而不是沿伸到连接架空导线或其它电气设备的轴上。
这种自支撑端接头的一个例子在专利申请EP 95 101 338.2中进行了描述。
按照这个方案，电缆在距端头接入口的给定点处停止，并且在整个需要达到架空线长度上的电连接是通过一导电元件来实现的。
该导电元件的外部被提供以翼片式弹性体层，并且优选由环氧树脂制成且被置于一支撑元件上的绝缘支座所支撑。
包括该环氧树脂基座和导电元件的组合使该端接头成为自支撑类型。
特别是，包括该环氧树脂基座和刚性导电元件的组合把对于端接头表面的电场带到与空气介电强度相容的值，并且长至足以形成适于阻止放电的渗漏线。
电缆在距端接头入口给定距离处被剥去屏蔽，留下未覆盖的绝缘体；在屏蔽被切去的地方，电场控制机构被提供，它包括一偏转锥体和上绝缘体，这对于把电场值提高到与所使用材料及周围空气的介电应力相容的值是有用的。
该环氧树脂基座包括一锥形空腔，电场控制机构绝缘体的端部被置于其上。
适合的弹性机构以不包含在不同部件接触表面之间可能产生气泡的方式把该锥体和绝缘体推向树脂基座的锥形表面，而气泡已知会带来放电的危险。
该申请人曾经指出，通过将电缆端接头在其被安装到它的支承和使用位置上之前就使其所有部件配备完全，以及其后使用属于设备用户(通常是供电公司或类似用户)一般技术知识的连接、接合或搭接技术，通过实现连接到电缆上的操作，安装操作基本上可被简化，而且工作组件的可靠性可以提高。
在本发明的范围之内，特别可以发现一种端接头，其具有一与打算供其用的电缆基本相同尺寸的部分，该端接头允许通过已知技术很容易地把其连接到电缆上，尽管所有关于端接头的安装操作和技术检验可在工厂内于控制环境下通过熟练的员工进行，而不需要在现场或由顾客进行这些操作。
根据本发明的第一方面，它涉及电缆用的端接部件，其包括-一具有导电元件和遍布其上的绝缘涂层的端接头，以及-连接到电缆上用的连接机构，其特征在于-所述端接头包括含有一导体和与其同轴的绝缘涂层且具有基本上为圆柱状外形以及预定长度与直径的连接部分，而且-上述连接机构包括使端接头的上述连接部分与上述电缆的一端相连的连接组件，其中上述预定长度和直径与上述连接组件相适应。
在优选实施例中，端接头的上述绝缘涂层包括一具有连接外部支撑结构用的机构的绝缘体。
具体地说，上述端接头的连接部分包括上述导电元件和上述绝缘体的末端部分。
优选地是，连接上述端接头的连接部分和上述电缆一端的上述连接组件，包括以下元件把上述电缆的导线和上述端接头的导电元件连在一起的电连接元件，以及覆盖上述电连接元件和上述端接头连接部分及上述电缆末端一部分的预制的柔性接头。
根据本发明的另一方面，它涉及预定直径电缆用的端接头，其包括-一在一个下端和一个上端之间纵向延伸的导电元件，-一被连到上述导电元件上端的适于把端接头连到电气设备上的导电轴(shank)，-一环绕上述导电元件的绝缘体，-一围绕上述绝缘体的绝缘材料制的外壳，
-包括在上述外壳内的电场控制机构，其特征在于，上述导电元件包括含有上述下端且基本上为圆柱状部分，并且上述绝缘体包括一环绕上述导电元件下端而且具有与上述导电元件基本圆柱状部分同轴的外圆柱面的部分。
特别地是，上述绝缘体包括一导电涂层，其在环绕导电元件下端的上述部分的预定长度上延伸，适于围绕导电元件本身构成一电屏蔽。
优选地是，上述电场控制机构与上述绝缘体的导电涂层相接触。
在一优选实施例中，上述电场控制机构包括一半导体弹性材料制的电场偏转元件。
优选地是，绝缘体上的上述导电涂层，包括充满导电填充物的涂料层。
优选地是，上述绝缘体包括连接到外部支撑结构上用的机构。
特别地是，上述连接机构包括一横过端接头纵轴并且包括一为支撑结构末端用的支撑面的凸缘。
优选地是，根据本发明的一个方面，上述导电元件和绝缘体构成一适于抵抗预定的横向应力的基本上为刚性的组件。
优选地是，围绕上述绝缘体的绝缘材料制的上述外壳，包括一粘着到绝缘体上或被弹性紧固在绝缘体上的弹性材料制成的部分。
优选地是，绝缘材料制的上述外壳，包括一被提供翼片表面的外部；优选上述带有翼片表面的外部由具有环境阻力的材料构成。
在一优选实施例中，绝缘组件的上述第一部分包括偏转元件，其沿绝缘体的下部被弹性推动至与施加到绝缘体上构成电屏蔽的导电涂层相接触。
在一具体的实施例中，上述绝缘体在其下部包括一偏转元件，并且上述绝缘外壳由弹性并直接装在绝缘体外表面上的带有翼片的管构成。
本发明的又一方面，它涉及一种连接电缆的方法，其包括一电导体、一绝缘涂层和一围绕上述导体配置到一裸露导线上的屏蔽，其特征在于它包括以下步骤-适当地配置一端接头，该端接头包括一导电元件，一围绕上述导电元件的绝缘体，一在上述绝缘体上的绝缘材料制的外壳，以及连接到上述导电元件第一端上的导电轴；-配置适于在绝缘体下部一预定范围内构成电屏蔽的导电涂层，-在上述绝缘体导电涂层一端提供电场控制机构，并且其后，-在端接头的导电元件的第二端和电缆导线之间进行机械和电连接，-使上述机械和电连接绝缘，-把电缆屏蔽连接到端接头的上述导电涂层上。
优选地是，本发明的方法进一步包括把上述绝缘体机械连接到一支撑结构上的步骤。
优选地是，使上述机械和电连接绝缘以及把电缆屏蔽连接到端接头的上述导电涂层上的步骤，包括在对应于端接头的导电元件第二端和电缆导线之间的上述机械与电连接的区域内应用一接头。
在一具体实施例中，配置适于在绝缘体下部一预定范围内构成电屏蔽的导电涂层的上述步骤，包括把一半导体涂料施加到绝缘体上。
优选地是，上述电场控制机构至少具有一个紧贴于绝缘体的导电涂层上的部分。
在一优选实施例中，上述外壳围绕上述绝缘体被弹性安装。
特别地是，根据本发明的方法，上述这些步骤-适当地配置一端接，该端接包括一导电元件，一围绕上述导电元件的绝缘体，一在上述绝缘体上的绝缘材料制的外壳，以及连接到上述导电元件第一端上的导电轴；-配置适于在绝缘体下部一预定范围内构成电屏蔽的导电涂层，-在上述绝缘体导电涂层一端配置电场控制机构，是在现场安装端接头之前在工厂中完成的。
优选地是，本发明的方法进一步包括安装之前在工厂中电检测带有上述导电涂层与电场控制机构的上述端接头的步骤。
根据本发明的又一个方面，它涉及一种生产电缆用的端接头的方法，其特征在于以下步骤-在一预定长度上配置一线性伸展的导电元件，
-围绕该导电元件施加一绝缘体，-在接近导电元件两端之一的一部分绝缘体的一预定范围内从外部施加一导电涂层，-在与上述导电涂层电接触的地方应用一电场控制机构，-在与上述导电元件和上述电场控制机构端点对应的区域内，在上述绝缘体和上述电场控制机构上配置具有一预定的表面延伸的绝缘材料制的外壳。
进一步的特征，从根据本发明对电缆用端接头的某些优选实施例的详细描述中将变得更为清楚。
这个描述随后将参照附图给出，其中-
图1是根据本发明连接到一电缆上的端接头的纵向剖面图；-图2是沿图1所示端接头的纵向剖面图；-图3以放大比例表示图2的细部；-图4是图1端接头细部的另一实施例的纵向剖面图；-图5以放大比例表示图1的接头；-图6表示使用条件1图1端接头一部分的电力线轮廓；-图7是检验图1端接头可操作性用的装置第一实施例的纵向剖面图；-图8是检验图1端接头可操作性用的装置的另一实施例纵向剖面图。
本发明的实施例如图1所示，其包括一与支撑结构2相关联的端接头1，一电缆3以及电缆3与端接头1之间的连接机构4。
端接头的上端如图1虚线所示被连接到一架空导线3′上。
一般对于包括60和500KW之间的电压来说(这种电压在现有技术中一般被称为“高压”)，电缆2包括一导线5(例如铜线)，一突出的绝缘体6以及一半导体层7，电缆在其末端部分被逐渐去除以与接头4相连。
半导体层7构成屏蔽，在该屏蔽中由导线5的电压产生的电力线被导向。
电缆可能是关于示例之一的不同类型；例如，它可具有由纸或纸层制品和浸满油或绝缘混合物的聚合材料制成的层状结构。
端接头1最好如图2所示是被分开说明，它在与支撑结构2和电缆3相连之前所有部件就已经齐备，其包括一在端接头上端9与下端10之间延伸的导电元件8；一固着在该导电元件上的绝缘体11；一施加到绝缘体11外面下部一预定范围的导电涂层12；一电场控制元件13；一从端接头上端9沿伸到接近与支撑结构相连的端接头部分的绝缘材料制的带翼片外壳14；具体地说，在图2的例子中，带翼片的外壳14延伸直到覆盖电场控制元件13，而且电场控制元件13依次与导电涂层12的上边缘15相接触。
在下面，“导电元件”意味着或者完全由导电材料制成的具有固体或管状结构以及挠曲刚度的元件，或者根据本发明目的如下所示通过与此有关的另外元件制成具有足够刚性的柔性导电元件，或者任何其它对等的形式，例如管状导电层或导电材料制成层与其化学或机械相连的介电材料元件。
在某些优选实施例中，导电元件由金属材料制成，例如钢、铜、铝或任何其它良性导电金属。
通过电场控制元件，此处的目的或者在于被合适追踪的导电体，通常被称为电极或偏转器，目前由半导电弹性体材料制成，与绝缘材料体构成一体且被设计为使电场梯度处于可接受范围；或者在于按照电场梯度具有可变电容率和导电率的材料；或者也可以在于按同一目的设计的电容器系统。
该端接在与导电元件8相连的上端包括一轴16，并且它向外伸出以与架空的电导线3′相连；轴16为具有能避免因“日晕放电效应”而放电的尺寸的屏蔽环17所环绕。
根据一优选实施例，如图2在首部分所示围绕导电元件的绝缘体11，可一整体构成，例如可由环氧树脂制成，也可有选择地包括纤维或其它填充物以增加机械强度。
另一方面，根据图2右首部分所示的实施例，绝缘体11第一部分11a可由环氧树脂制成，而剩余部分11b则由绝缘弹性材料层18，例如可由EPR、硅橡胶或类似物制成。
优选地是，由导电元件8和绝缘体11组成的单元包括目的在于把图1所示的端接头1和支撑结构2连在一起的支撑元件。
更为清楚地如放大的图3所示，上述支撑元件优选通过把绝缘体铸成包含置于距端接头下端10为预定值“a”的凸缘19的单件中制成；例如，对处于170KV的端接头来说，大约500mm的“a”值是适当的。
在图3右首部分，绝缘体11用的紧固件20被用虚线部分表示出来，在这个例子中紧固件20包括通过锚定式连接杆22被压在凸缘19相对侧之上的一对相对的平板21a和21b。
如图1所示，上述紧固件20还包括螺栓23和螺母24，以把平板21b紧固到支撑结构2的基座25上。
被施加到绝缘体下部的导电涂层12，目的在于构成电力线包含在其中的屏蔽。
优选地是，导电涂层是通过把半导体涂料施加到凸缘19下游与上游绝缘体11的管状部分以及凸缘本身的上表面上来获得；在一个实施例中，该涂料包括充以导电组分的绝缘树脂，例如充以石墨的环氧树脂；换一种方法，围绕绝缘体被紧紧缠绕的半导体电带(semiconductivetaping)，充以炭黑的可热收缩弹性管，以及带有水平凸缘或适于形成围绕导电元件8电屏蔽的其它对等方案的铝管可被提供。
当端接头被使用时，电场控制元件13目的是把从导电涂层12上边缘15出射的电场线的距离限制到与周围空气强度相适应的值。
根据图2的优选实施例，电场控制元件13包括一偏转体26，由半导体弹性材料制成，并且它与覆盖绝缘体11的绝缘套管27的下部结合成一体。
绝缘套管27由绝缘弹性混合物例如EPR(乙烯-丙烯共聚物或乙烯-丙烯-二烯烃三聚物基弹性体)构成，它不包含导电填充物，而且偏转体26由半导体混合物例如由炭黑填充物制成的导电的EPR基混合物构成。
绝缘混合物在此意味着具有基本上不低于1012Ωcm电阻率的弹性混合物；而且半导电混合物在此意味着具有基本上不超出104Ωcm电阻率的弹性混合物。
带翼片的外壳14由绝缘材料构成，且被安装在绝缘套管27上。换一种方式，如果构成材料适合在目的条件下使用，那么绝缘套管27本身可被提供以带翼片的外表面。在这种情况下，带翼片的外壳14构成绝缘套管27的一部分。
由于带翼片的绝缘外壳14适于抵御周围环境，因此在使用中，它并不显示出在标准IBC1109，1992中描述的如包括即使在干燥条件下也形成导电路径的绝缘材料表面不可逆转的退化那样所谓的“留印迹”现象。
根据图2的实施例，带翼片的绝缘外壳14延伸至其覆盖偏转锥体26的下部；在本发明的其它实施例中，根据具体使用要求，带翼片的绝缘外壳14在图中能以不同的方式延伸。
图4表示端接头的第二实施例。在此图中，与图2的端接头中那些部件类似的部件被用相同的附图标记表示。
在如图4所示的端接头实施例中，绝缘体11′包括电场偏转元件26。
如图4左首一侧所示，与图1实施例中描述的绝缘体11类似，绝缘体11′可被构成整体，优选其由用纤维或类似填充物增强的环氧树脂或由另外的绝缘材料制成；换一种方式，如图4右首一侧所示，它可包括由绝缘材料例如环氧树脂制成的下部11′a，以及由弹性绝缘材料层例如EPR制成的上部11′b。
在以上两种方案中都存在带翼片绝缘外壳14，它基本上是管状，具有较小的厚度，由与绝缘体内圆柱形树脂表面相关连的弹性材料制成。比较适宜的是，这个外壳除了给出足够延伸的带翼片表面以避免表面放电现象之外，也应为绝缘体抵御天气因素(例如湿度或类似因素)提供保护。
通过举例，参照图2所示的测量结果和对应关于图4的实施例，对于达到170KV的端接头来说，轴和下端之间的总体高度约为2500mm，其以H表示为已经提到的大约等于500mm的距离“a”与大约等于2000mm的轴16与凸缘上表面19间的距离“h”之和。
值“h”是由足以使承受拉力的轴16和与支撑结构相关联的凸缘19互相分开的要求决定的，且此支撑结构以外壳14带翼片表面可产生渗漏线适于避免对地放电的方式被电连接地。
在描述的例子中，渗漏线的值大约为4000mm。
值“a”是由在凸缘19之下具有一可获得的充分空间以在端接头与电缆之间能够有效地进行电或机械连接的需要决定的。
为了这个目的，由导电元件和绝缘体形成的单元已经适于为随后与电缆的连接安置。
具体地说，如图3所示，在接近导电元件8下端的地方，导电元件8具有一未被绝缘体11覆盖的部分10a；绝缘体11顺次被提供一环状凹槽28，如下面所解释的那样，绝缘体11适于顺利地与电缆相连。
在图1到图3所示的实施例中，对应其配置在凸缘10之上部分的绝缘体的圆柱部分，其直径最好具有大于凸缘下对应延伸直径的值。。
此外，如图3所示，对应其配置在凸缘19之上部分8a的导电元件8，其直径也是比凸缘下对应沿伸8b的直径大的值。
以这种方式，导电元件的自支撑能力被提高，这将引起对横向施加到端接头上的力较大的抵抗，并且电场线也在绝缘体更大的部分分布。
在图2的例子中，对于高达170KV的电压来说，导电元件由铝(硬铝合金)制成并且具有50mm的直径“d0”；绝缘体具有200mm的直径“d”值；导电元件8下部直径“c”的值和凸缘19下绝缘体延伸的对应直径值是由端接头打算用的电缆尺寸决定的，并且最好等于或类似于该导体和待连接到其上的电缆绝缘体的对应直径。
图2与图4中的端接头1以其所有操作部件构成一完整单元，而不考虑打算为之使用的电缆。
因此，端接头1能以独立的方式被生产和检测，并且随后被运输到待连接在支撑结构和相关电缆上的安装地点。
图1表示端接头1在其安装中定位于支撑结构2上，它的凸缘19被夹在共同为锚定式连接杆22所互相紧固的相对平板21a与21b之间，并且上平板21b通过螺栓和螺母结构23，24固定到支撑结构的基座25上。
端接头由轴16连接其上部到架空线3′上。
根据本发明最一般方面，连接端接头到电缆上的方法包括以下的基本步骤a)在从中心导线5末端去除一部分绝缘体6以及从绝缘体6上去除一部分屏蔽7之后，从外部在与端接头1相关的低位配置电缆3；b)把电缆导线5的上端机械和电连接到导电元件8的下端10；c)把电缆屏蔽7连接到绝缘体11的导电涂层12上。
步骤a、b和c最好由对电缆领域熟悉的普通技术人员进行。由此可避免通常已知的操作，其中把电缆引入端接头需要在其部分或整个长度上以及对端接头具体特征熟悉的人员的参与。
把电缆连接到端接头上，具体地说，在连接区域绝缘和屏蔽的恢复可包括通常适于连接两个电缆长度的技术，例如可贴胶带或类似物，也可如后面的例子所描述并表示在图1与扩大比例的图5中，优选使用预制的弹性接头来实现。
接头4包括把电缆导线5和端接头的导电元件8连在一起的套管29，以及基本上是管状且由两可分离部分制成的金属夹30，而且它的两端31、32分别被插入端接头绝缘体11的凹槽28与电缆绝缘体6中形成的适合凹槽33中；如专利EP 0 199 742中更为详细描述的那样，金属夹30的目的在于避免由相应材料的可热收缩效应引起的相对运动。
套管29和金属夹30适合被导线34电连接，以便确定等电位条件，并且最终即使有空气存在也不产生放电。
该接头进一步包括由导电材料制成的电场偏转体，由预先模制的绝缘材料制成的罩36以及由半导体材料制成且其两端分别接触电缆屏蔽7和绝缘体11的半导体涂层12的覆盖物(sheath)37。
也和电缆屏蔽7和半导体涂层12电接触的铜编织物37′环绕该接头，以避免电容性电流的影响；此外，一或多个外层覆盖物(没有示出)覆盖着该组件。
图1还表示该端接头的支撑结构2的接地元件。
这些元件包括铜辫38，它被加在电连接到基座25上的平板21a与紧固到电缆屏蔽7上的套环39之间；适合的电缆40把套环39引向接地电位。
由聚乙烯或类似物制成的覆盖物41被置于电缆屏蔽3的外部，它具有保护电缆金属覆盖物在水渗透发生情况下免遭腐蚀的功能。
在图1的实施例中，覆盖物完整性例如关于覆盖物本身中孔洞的可存在性，能够被检查。
该检查是通过例如由手提发电机把电压加到电缆金属屏蔽上并验证其相对地的绝缘性来进行。为进行该检查，连接38和40被暂时去除，以便屏蔽电位在必要检查期间相对地电位可被升高。
为此目的，半导体涂料层12连贯性方面的中断(interruption)与凸缘19相应存在于其上装有接头4的绝缘体11的下部和上部之间，以便使待供电的电缆屏蔽与处于地电位的支撑2分开。
连接到接头4上的端接头1如下进行操作。
该端接头的特征在于它中间包括一电缆模型，其由与绝缘体相关联的导电元件构成，适于构成电屏蔽的半导电涂料12沿凸缘19的上下游施加到绝缘体下部。
电场线被包括在处于导电元件的最高电位值和接地屏蔽(包括半导电涂料12)的电位值之间。
对应于屏蔽中断，即对应于半导体涂料层12的上边缘15，发生从电场线处于绝缘体11内的区域到敞开区域的转变；在此区域内，等势电场线密度的增加将沿径向发生，因为上述上屏蔽边缘是拐角形，具有较高的弯曲值。
已知在端接头中，给定区域内的电场梯度值基本由上述区域内的电势和邻接等势线间的距离之比来表示。
因此，对应于屏蔽的上边缘，可能会出现过大的电场梯度值，从而带来放电危险。
根据图1的实施例，由于与绝缘套管27合为一体的偏转锥体的存在，可避免上述电场线密度的增加。
在图2的实施例中，绝缘套管27的有利特征在于它在相对于剩余部分的下部具有一加宽部分，这既是为了能够安装合适尺寸的偏转锥体26，也是为了确定一充足的尺寸，以便使电场线间互相径向移开，从而在与所使用材料刚度和周围空气相适应的外表面上获得一电场梯度值。
在如图所示的优选实施例中，对于高达170KV的电压来说，对应于绝缘套管27加宽部分的直径，具有对应于那些以前提到的导电元件8与绝缘体11直径值440mm的“D”值。
通过举例，在图6左首一侧，电场线的趋向被定性表示，而且其相关间隔由适于在空气中低于2.5Kv/mm(优选低于2KV/mm)电场强度值下工作的电场控制机构确定。
端接头的良好运行还依赖于承受拉力的轴16和与处于接地电位的支撑结构相接触的凸缘19间的高度。
所以，为穿过凸缘19支撑在支撑结构上的刚性中心部分所决定的端接头的自支撑特性使端接头得以实施，它适于在直立位置运行，并且具有例如可在空气中提供一条具有足以使漏电值可以忽略长度的通路。
由于对弯曲的刚性，端接头可在横向应力存在条件下无明显变形运行。
绝缘套管27上大量翼片的存在帮助提供足够高值的渗漏线，以避免表面放电。
确定渗漏线的条件被详细说明在例如国际电工学委员会1986年815出版物上，其题目为“关于污染条件下的绝缘体选择指南”。
端接的高度值“h1”与外壳11上翼片的形状与尺寸一起导致上面提到的渗漏线值。
如图1所示，在凸缘19的上下表面之间的通道上，可以看到屏蔽12的中断。
然而，端接头1的实施考虑到在这个区域存在屏蔽条件下，给定凸缘19的厚度值使得电场线路径基本不偏离会发生的可能性，除了如图6定量表示的轻微径向膨胀之外，如已被确定的那样，并没有电场梯度值过大的危险与端接头1对应。
应当指出，在高达170KV的具有象上面描述的例子中一样尺寸的端接头中，凸缘19的合适厚度约为40mm。
在偏转体35和半导体材料覆盖物存在的条件下，接头4处电场线的趋向被定性表示在图5中。
端接头的正确运行取决于许多特征，根据本发明，这些特征在端接头生产过程中甚至在安装到支撑结构2上之前被确定。
端接头正确运行的第一基本条件是在易受高电位差影响的不同部件之间没有空气，特别是，在遍布它们整个尺寸的导电元件8与绝缘体11之间，在导电涂层12与绝缘体11之间，在偏转锥体26和绝缘体11之间，以及在带翼片外壳14和绝缘导管27之间，都没有气泡存在。
实际上，空气的存在，在电场存在的条件下可能招致电离现象，从而引发从较高电位向接地电位放电。
关于运行的方便结果，可按下面的方式获取。
绝缘体11最好被固着到导电元件8上，例如可通过模压过程来实现，它包括把导电元件配置在模子中，围绕导电元件浇铸或模压想要构成绝缘体本身的材料的步骤；或者用绝缘纤维或纱线(例如玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维以及类似物)做一绕组，围绕导电元件配置并被浸满树脂，例如热固树脂(聚脂、环氧树脂或类似物)来实现。
半导体屏蔽12对绝缘体预定部分的粘接是由使该屏蔽本身例如通过半导体涂料施加到绝缘体11外表面相关部分上来实现。
偏转体26固着到导电涂层12上，因为偏转体适合由弹性材料构成并与绝缘套管27结合成整体；偏转体与绝缘套管的整体，以偏转体在半导体涂层上施加压力(例如通过使绝缘套管27和绝缘体11间干扰程度至少为10％)的方式被弹性安装在绝缘体11上。
换一种方式，在把偏转体26配置在绝缘体11上之后，绝缘套管27可被直接模压其上；在这种情况下，各元件之间的粘接可通过粘性材料的介入而促进。
带翼片的外壳14被粘到绝缘套管27的表面上。
在一实施例中，当被分开模压之后，通过把带翼片外壳14弹性安装到绝缘套管27上，可把前者加到后者上面。
换一种方式，当被使用材料具有合适的特性时，带翼片外壳14可以是绝缘套管本身的组成部分构成该绝缘套管的外部；带翼片外形可通过模压或机械加工(即通过切除、研磨、重修之类)来完成。
换一种方式，带翼片的外壳14可通过采用适于充满例如液态硅的树脂的带翼片铸模围绕绝缘体11模压；这个技术可以获得仅仅构成带翼片外壳的部分，或者可选择地获得包括绝缘套管27与带翼片外壳14在内的整个组件，在最后提到的情况下带翼片外壳将构成上述绝缘导管的外面部分。
根据本发明的端接头最好提交最终质量控制程序，以便在使用中为顾客提供良好运行的保证，而不再需要任何另外的检查。
举例来说，参考图2所示实施例，端接用的第一质量控制方法在下文被描述。为此目的，象以前描述的那样构成的端接头是按照把端接头安装到屏蔽环17和轴16的上端来完成的。
如图7所示，该方法使用了带导电表面的球管(bulb)43和充以绝缘流体44a的金属容器44。
该方法包括以下步骤-把球管43配置在导电元件8末端附近；-为了检测的统一性，把包括球管43的末端部分引入被电连接地的金属容器44内的绝缘流体中，且距金属容器壁一预定距离；-把预定电压值加在端接头的轴16与容器的接地45之间。
在此例中，球管具有300mm的外径，球管表面距离金属容器44侧壁的距离为350mm，绝缘流体是矿物油；检测电压与端接头的使用电压相对应，并且可被增加到使用电压的250％。
检测的可靠结果与直到上面最大检测电压也不产生放电相对应。
上面描述的方法可为用户提供后面良好运行已被保证的端接头，并且其所有部件已经齐备，准备随后连接到电缆上。
根据本发明的另一种方法，端接头的质量控制是通过如图8所示的检测来完成的。
为此目的，导电杆46的配置最好与导电元件8以及与球47一起设置在端接头底部打算为端接头用的电缆导线具有相同的直径，而整个导电杆与绝缘树脂物质48结合成整体，它具有打算为端接头用的电缆导线相同尺寸的上面部分48a。
树脂物质在距离球47一预定距离例如大约100mm处被涂敷以半导体层。因此，该方法包括以下步骤-把半导体层49连接到接地设施50上，-通过适于进行电接触的套管29，把从绝缘树脂物质上面部分48伸出的导电杆46上端连接到端接头的导电元件8上，-在整个套管29上加上接头4，由此把树脂物质48的半导体层49连接到端接头绝缘体11上的导电涂层12上，-在端接头轴16和接地设施50之间加一电压。
优选地是，图8中的接头4是参照图5已被描述的类型。
根据这个方案，为简化起见，接体的描述可被省略，并且该接头的不同部分用与前面类型相同的附图标记表示。
端接头合格是由直到最大电压值也不放电来决定的，并且这也要按照检测标准对模式的需要来决定。
如图1所示，这个方法既检验端接头的良好运作，也检验连到接头上的端接头连接的良好运作，以及检验具体在检验中所使用接头被预制并且被提供的是与最后安装中使用的一样时用户的优势。
由于端接头的运作已被上面描述的检验方法所保证，因此安装过程中在端接内就不需要任何进一步操作，以便保持不同部件的外形以及所获得的特性不随时间推移而改变。
与已经提到的中请人本身的专利申请EP 95 101 338.2中描述的端接头相比，按照本发明制造的端接头是合宜的。
而且对于上面提到的专利申请中的端接头来说，通过把与最终端接头安装实际使用的一样的电缆样品引入后面已知的模式，在生产之后和安装之前端接头的质量检测就确实可以想象。
但是在这个实施例中，具体安装操作是需要的，以实现相关电场控制元件所要求的紧固条件，而该操作大大影响检测结果，并且在任何情况下当端接头已被安装时，操作必须被重复。
因此，对于这个已知端接头的检测以及后面的安装步骤，需要端接头自身内重复介入非常细致的操作和检查，以及对端接头领域熟悉的典型操作者的熟练安装技术。
相反，根据本发明的端接头使用了沿由导电元件8和绝缘体11构成的整个端接头长度方向延伸的组件，首先是装有偏转体26的绝缘套管27，然后是带翼片外壳14被安装在该装置上；按照这种方式，各种元件间的完美粘接得以实现，而这对于防止空气泡混入是必要的。所有这些操作是在工厂中的受控条件下由合格员工完成的，并且随后紧跟以具体的检验操作。
因此本发明区别于前者，而且也区别于如已有技术中描述的由陶瓷制成并被提供以绝缘油的端接头，这不但是根据本发明由上面描述的方案决定的，而且是由于不需要使用意味着后续调节操作的传统弹性挤压系统。
根据本发明的端接头可长时间保持工厂中获得的粘接，因此端接头本身对电缆的连接就不再需要具体检测。
此外，根据本发明的端接即使在横向应力存在的情况下也是自支撑在直立位置的，因此避免了外部具有陶瓷外壳内部具有绝缘油的传统自支撑结构的使用，进而产生了内部放电存在条件下也不发生曝炸或着火危险的优点。
在此特别提醒的是，虽然在前面的描述中导电元件8被限定为“刚性”，然而整体的刚性却是由包括导电元件8和绝缘体11在内的组件保证的；因此，如果绝缘体11本身适于保证对于端接头来说的刚性特征，例如由玻璃纤维加强的树脂或类似物制成，那么导电元件8仅仅需要的功能就会只是电导体。
换一种方式，刚性机械特征可以根据具体使用需要分担在导体元件8和绝缘体11之间，以及其它可供选择的现有元件之间，直至获得该组件的理想刚度。
很明显，本发明并不严格局限于在此之前的描述；实际上，在本发明范围内的所有方案和可替换实施例虽然没有在此特意描述，但仍可很容易地为对本领域熟悉的技术人员推知。
权利要求
1.一种电缆用的端接组件，其包括-一具有导电元件和遍布其上的绝缘涂层的端接头，以及-连接到电缆上用的装置，其特征在于-上述端接头包括含有导体和与其同轴的绝缘涂层、具有基本上为圆柱状外形以及预定长度与直径的连接部分，而且-上述连接装置包括使该端接头的上述连接部分与上述电缆的一端相连的连接组件，其中所述预定长度和直径与上述连接组件相适应。
2.根据权利要求1的电缆用的端接组件，其特征在于该端接头的上述绝缘涂层包括带有连接外部支撑结构用的机构的绝缘体。
3.根据权利要求2的电缆用的端接组件，其特征在于上述端接头的连接部分包括上述导电元件和上述绝缘体的末端部分。
4.根据权利要求1的电缆用的端接组件，其特征在于，连接上述端接头的连接部分和上述电缆一端的上述连接组件包括以下部件把上述电缆的导线和上述端接头的导电元件连在一起的电连接元件，以及覆盖上述电连接元件和上述端接头连接部分及上述电缆末端的一部分的预制的柔性接头。
5.一种预定直径电缆用的端接头，它包括-一在下端和上端之间纵向延伸的导电元件，-一被连到上述导电元件上端、适于把该端接头连接到电气设备上的导电轴，-一环绕上述导电元件的绝缘体，-一围绕上述绝缘体的绝缘材料外壳，-包括在上述外壳内的电场控制机构，其特征在于，上述导电元件包括含有上述低端的基本上为圆柱状部分，并且上述绝缘体包括环绕上述导电元件低端而且具有与上述导电元件基本上为圆柱状部分同轴的外圆柱面的部分。
6.根据权利要求5的端接头，其特征在于，上述绝缘体包括一导电涂层，其遍布环绕导电元件低端的上述部分的预定长度伸展，并且适于围绕导电元件本身构成电屏蔽。
7.根据权利要求6的端接头，其特征在于上述电场控制机构与上述绝缘体的导电涂层相接触。
8.根据权利要求7的端接头，其特征在于上述电场控制机构包括半导体弹性材料制的电场偏转元件。
9.根据权利要求6的端接头，其特征在于绝缘体上的上述导电涂层包括充满导电填充物的涂料层。
10.根据权利要求5的端接头，其特征在于上述绝缘体包括连接到外部支撑结构上用的机构。
11.根据权利要求10的端接头，其特征在于，上述连接装置包括一横过该端接头纵轴，并包括一端接支撑结构用的支承面的凸缘。
12.根据权利要求5的端接头，其特征在于上述导电元件和绝缘体构成适于抵抗预定横向应力的基本上为刚性的组件。
13.根据权利要求5的端接头，其特征在于围绕上述绝缘体的上述绝缘材料外壳，包括粘着到绝缘体上的弹性材料部分。
14.根据权利要求13的端接头，其特征在于围绕上述绝缘体的上述绝缘材料外壳，包括被弹性紧固在绝缘体上的弹性材料部分。
15.根据权利要求13的端接头，其特征在于上述绝缘材料外壳包括被提供以装有尾面的外部。
16.根据权利要求15的端接头，其特征在于上述装有尾面的外部包括具有环境阻力的材料。
17.根据权利要求14的端接头，其特征在于，该绝缘组件的第一部分包括一偏转元件，它沿绝缘体的下部被弹性推动，以与施加到构成电屏蔽的绝缘体上的导电涂层相接触。
18.根据权利要求5的端接头，其特征在于，上述绝缘体在其下部包括一偏转元件，并且上述绝缘外壳由弹性并直接装在绝缘体外表面上的带有尾翼的管子构成。
19.一种连接电缆的方法，包括一电导体、一绝缘涂层和一围绕上述导体配置到裸导体上的屏蔽，其特征在于包括以下步骤-适当地配置一端接头，该端接头包括一导电元件，一围绕上述导电元件的绝缘体，一在上述绝缘体上的绝缘材料制的外壳，以及连接到上述导电元件第一端上的导电轴；-配置适于在绝缘体下部的整个预定范围内形成电屏蔽的导电涂层，-在上述绝缘体的上述导电涂层一端提供电场控制机构，其后，-在该端接头的导电元件的第二端和电缆导线之间进行机械和电连接，-使上述机械和电连接绝缘，-把电缆屏蔽连接到端接头的上述导电涂层上。
20.根据权利要求19的方法，其特征在于它进一步包括把上述绝缘体机械连接到一支撑结构上的步骤。
21.根据权利要求19的方法，其特征在于，使上述机械与电连接绝缘以及把电缆屏蔽与端接头的上述导电涂层连接的上述步骤包括在对应于端接头的导电元件第二端和电缆导线之间的上述机械与电连接的整个区域内应用一接头。
22.根据权利要求19的方法，其特征在于，配置适于在绝缘体下部的整个预定范围内形成电屏蔽的导电涂层的上述步骤，包括把半导体涂料施加到绝缘体上。
23.根据权利要求19的方法，其特征在于，上述电场控制机构至少有一部分紧贴在绝缘体的导电涂层上。
24.根据权利要求19的方法，其特征在于，上述外壳围绕上述绝缘体被弹性安装。
25.根据权利要求19的方法，其特征在于上述这些步骤-适当地配置一端接头，该端接头包括一导电元件，一围绕上述导电元件的绝缘体，一在上述绝缘体上的绝缘材料制的外壳，以及连接到上述导电元件第一端上的导电轴；-配置适于在绝缘体下部的整个预定范围内形成电屏蔽的导电涂层，-在上述绝缘体的上述导电涂层一端配置电场控制机构，是现场安装端接头之前在工厂中进行的。
26.根据权利要求25的方法，其特征在于，它进一步包括安装之前在工厂中电检测带有上述导电涂层与电场控制机构的上述端接头的步骤。
27.一种生产电缆用的端接头的方法，其特征在于以下步骤-配置一在预定长度上线性伸展的导电元件，-围绕该导电元件施加一绝缘体，-在接近导电元件两端之一的部分绝缘体的整个预定范围内从外部施加一导电涂层，-在与上述导电涂层电接触的地方施加电场控制机构，-在与上述导电元件和上述电场控制机构端点对应的区内，遍及上述绝缘体和电场控制机构，配置预定表面延伸的绝缘材料外壳。
全文摘要
一电缆(3)用的端接头(1),遍及其整个长度内部包括一为绝缘体(11)所围绕的导电元件(8),绝缘体(11)的下部由半导体制成,以形成一电屏幕(12),其被带有尾翼的绝缘外壳(14)覆盖,并且封装有被挤压在绝缘体(11)的半导体涂层上的电场控制机构(13);电缆(3)和端接头(1)之间的连接是通过例如预铸的接头(4)来完成的。端接头(1)甚至在被连到电缆(3)上之前它的所有部件就已经齐备了,并且它不需要为其安装用的内部操作。
文档编号H02G15/06GK1255251SQ98804947
公开日2000年5月31日 申请日期1998年4月9日 优先权日1997年4月10日
发明者达里奥·奎加 申请人:皮雷利·卡维系统有限公司