专利名称：在线监控干式复合外套管电缆终端及其现场装配方法
技术领域：
本发明涉及一种干式复合外套管电缆终端，尤其涉及一种带伞裙的硅橡胶复合外套管干式电缆终端及其现场装配方法。
背景技术：
建设智能电网是目前的国家战略，“十二五”国家电网规划投资2万亿建设智能电网，“十三五”国家电网还将投资1.7万亿建设智能电网，最终实现坚强智能电网。建设智能电网需要高电压、大长度、大截面、高可靠性的交联电缆作为基础，而电缆终端的发展与交联电缆的发展紧密相关。高压交联电缆需要通过各种终端与各种不同的用电设备进行连接。户外高压(66kV、110kV、220kV)电缆终端的传统品种为瓷套型，这一品种的电缆终端已经使用了几十年，优点是运行稳定，但存在笨重、安装困难、在污染的大雾浓雾天气条件下可能发生污闪的缺陷。另瓷瓶可能破裂会对人体造成伤害，对其它用电设备造成损坏。另产品内部灌油，存在漏油的隐患。普通复合外套电缆终端可以解决瓷瓶可能破裂的缺陷，但是漏油的隐患仍然存在。上述电缆终端不能适应智能电网的要求，不能进行在线运行质量监控。在中国发明专利申请(申请号200910162807. 4)中公开了一种干式电缆终端。这种电缆终端是柔性的可以克服终端破裂和漏油的问题，但是安装以后不便固定，遇到大风天气产品容易随风摇摆。这种电缆终端还被动的跟着电缆线芯产生弯曲，产品的垂直度不能保证。该产品也不能满足建设智能电网的要求，不具备在线运行质量监控的能力。
发明内容
为克服上述缺陷，本发明需要解决的技术问题是提供一种可以进行现场运行质量实时进行在线监控的复合外套管干式电缆终端及其现场装配方法，该电缆终端可以防污闪、防破裂、杜绝漏油，可方便进行现场装配。为了解决所述技术问题，本发明的技术方案一种复合外套管干式电缆终端，包括底座、屏蔽罩、应力锥、电缆、中空的硅橡胶套管，底座和屏蔽罩分列在套管的两端侧，电缆插入到套管内，应力锥位于套管内，并套装在电缆主绝缘与外屏蔽切断处，其特征在于在应力锥上安装了一个用于测量和传输应力锥温度信息的传感器，该传感器集测量和传输于一体，采用光波的形式进行测量和传输；在套管与电缆之间的间隔内灌注有粘度在1500 1500000厘斯之间的硫化硅橡胶液体，该硫化硅橡胶常温固化后把底座、电缆、应力锥、套管连接在一起。在应力锥上安装的可传输温度信息的传感器一般为光纤光栅传感器，该传感器集测量和传输于一体，通过光纤光栅解调仪及通过LCD显示器，直观显示电缆终端运行时的温度，并长期自动存储数据，实现对终端温度动态智能监测。该硫化硅橡胶的化学名称为羟基聚二甲基硅氧烷，它为无色透明液体，在硫化硅橡胶内一般需要掺杂有促进其硫化、固化的有机锡盐，如二月桂酸二丁基锡，或辛酸亚锡，优选为辛酸亚锡。在实现本发明干式电缆终端成型时，待相应的结构部件装配到位后，再向套管与电缆之间的间隔内灌注所述的硫化硅橡胶，待硫化硅橡胶表面固化后，再装配屏蔽罩和出线金具。作为优选，在套管内设有中空的非金属支撑管，套管的内周面与支撑管的外周面紧贴合在一起，支撑管的内周面与硫化硅橡胶粘接在一起。非金属支撑管要求应具有一定的硬度，该支撑管的材质可以是合金塑料或玻璃钢，具有一定硬度的支撑管作为本电缆终端的支撑骨架，用以支撑起电缆终端，使电缆终端在使用过程中不易变形，提高了输电线路的美观性和输电安全性。作为优选，所述支撑管的材料包括玻璃纤维，玻璃纤维被织造成玻璃纤维布，玻璃纤维布以卷绕成多层的形态存在于支撑管内。该支撑管是由玻璃纤维布和树脂复合在一起而制成的，该支撑管的机械强度优异，电缆终端使用过程中的形状稳定性好。作为优选，所述支撑管的一端延伸至底座上表面，另一端延伸至盖板下表面上，盖板设于屏蔽罩与套管端部之间，盖板的圆心处设有透孔。盖板圆心处的透孔用于穿过线芯端部所连接的出线金具，支撑管的两端分别与盖板下表面和底座上表面相接触，改善了支撑管对电缆终端的支撑作用。作为优选，在套管的两端处分别设有环形的上接头座和下接头座，上、下接头座与套管两端部之间分别设有相互插接在一起的环形凹凸结构，上、下接头座的外端部均设有联接法兰。设置有带联接法兰的上、下接头座，方便了套管与底座和盖板之间的固定连接。 接头座与套管端面之间设有相互插接在一起的环形凹凸结构，两者连接方便，连接稳定性好。作为优选，所述上接头座内周面、套管上端面与支撑管外周面之间形成有环形空腔；所述下接头座内周面、套管下端面与支撑管外周面之间形成有环形空腔。电缆终端在使用过程中，在风力推动和电缆晃动的共同作用下，普通干式电缆终端有时会发生一定幅度的摆动，而本电缆终端由于支撑管的支撑作用，以及所述的环形空腔也有利于分散电缆终端的受力，既防止了终端的摆动又可以避免因电缆某局部位置处发生形变而对终端造成疲劳性损伤，有效保证了电缆终端的使用寿命。本发明干式复合外套管电缆终端的现场装配方法是把电缆端部穿过底座，对电缆线芯的外层进行剖切，在线芯端部装配出线金具，把硅橡胶应力锥套接在电缆主绝缘与外屏蔽切断处，在应力锥上所预设的安装空间内装配用于测量和传输应力锥温度信息的传感器，使电缆端部穿入硅橡胶套管内，应力锥处于套管内，往电缆与套管之间的间隔内灌注粘度在1500 1500000厘斯之间的硫化硅橡胶，待液体硫化硅橡胶表面固化后，装配盖板和屏蔽罩。为促进液体硫化硅橡胶的硫化和固化，在硫化硅橡胶内一般需要掺杂有催化量的有机锡盐，如二月桂酸二丁基锡，或辛酸亚锡，优选为辛酸亚锡。固化后的硫化硅橡胶的体积电阻率不小于1.0Χ1(^Ω ·πι。相对介电常数ε不大于3.0;介质损耗角正切值tg δ 不大于0.3%。介电强度E不小于18kV/mm。液体硫化硅橡胶表面固化是指在室温条件下 (25°C 士2°C)，让液体硫化硅橡胶固化25—45分钟，该固化时间是指在此温度条件下的时间，如果外界温度有变化，固化的时间会有相应的变化，高温下固化的时间相对较短，低温下固化的时间相对较长。液体硫化硅橡胶完全固化的时间，一般在M小时之内。作为优选，在套装套管前，先在套管内楔入圆柱形的非金属支撑管。在套管内楔入支撑管，利用支撑管的高强度使制成的电缆终端使用过程中的形状稳定性好。
4
作为优选，所述支撑管的骨架材料是玻璃纤维布，玻璃纤维布以卷绕多层的形态存在于支撑管内。玻璃纤维布与树脂材料制成了支撑管，该支撑管的机械强度优异，有效保证了电缆终端使用过程中的形状稳定性。同时该支撑管的电气性能也很高，有利于提高终端产品的绝缘性能。本发明的有益效果在于
1、可以实现对电力电缆线路运行状态的实时观测，有利于提高电网的智能控制。在同一回路的各个电缆终端(每个回路至少6个终端)分别接入不同波长的光纤光栅传感器，相应可以检测多个位置终端的温度变化，通过对电缆终端的连续温度监测，经过专用的分析软件能够提前确定终端的故障隐患，实现电缆终端故障的早期预测；可以实现电缆线路的报警功能，当电缆终端发生故障时，及时提供报警并准确指定故障点位置，可以节省故障查寻的时间，缩短停电检修时间，提高城市供电可靠性，有利于建设智能电力电缆运行线路。2、由于是往套管与电缆之间的间隔内部灌注硫化硅橡胶，可以将电缆与应力锥套管和支座粘接成为一个整体，可以提高产品的电气性能，同时杜绝了其它结构产品灌硅油存在漏油故障的隐患。3、复合套管是由硅橡胶制成，硅橡胶具有优良的憎水性、对其表面污物的可迁移性，故可以将该电缆终端应用于重污秽地区。4、本电缆终端可以在安装现场进行装配，可以通过选用或调整套管的高度来实现多种外绝缘长度，平原地区及高原地区可以根据不同的海拔高度选择同一电压等级的不同长度的产品，有效满足了线路正常输电的实际需求。在对电缆终端装配前的部件运输也显得方便。5、本电缆终端可以通过调整各部件的几何尺寸分别与66kV、110kV、220kV的交联电缆配套使用，与现有预制式的电缆终端相比，具有部件流通程序简化，制作方便，能够充分满足实际的装配需求。
图1是本发明干式电缆终端的纵向半剖视图。图2是图1中的A部放大结构示意图。图3是图1中的B部放大结构示意图。图4是图1中的C部放大结构示意图。
具体实施例方式见图中，本发明在线监控干式复合外套管电缆终端的结构包括铝合金底座1、铝合金屏蔽罩7、硅橡胶应力锥3、硅橡胶套管5，电缆4。底座1和屏蔽罩7分列在套管5的两端侧，电缆4端部插接在套管5内，应力锥3位于套管5内，应力锥3同时套接在电缆4上。 在电缆4与套管5之间的间隔内灌注有粘度在1500 1500000厘斯之间的硫化硅橡胶11 液体，该硫化硅橡胶11固化后能够把底座1、电缆4和套管5连接在一起，而形成干式的电缆终端。在制造应力锥3时预留了一个安装空间，在应力锥3上的该安装空间内安装一个可以检测并传输应力锥3温度信息的光纤光栅传感器16，连接光纤光栅传感器16的传输
5光纤17与控制室内的光纤光栅解调仪连接，通过LCD显示器直观显示电缆终端运行时的温度，并长期自动存储数据，实现对终端动态监测。光纤光栅传感器16位于应力锥3的下部， 靠近电缆4，光纤17上端与光纤光栅传感器16连接，下端穿过铝合金底座1、与控制室内光纤光栅解调仪及LCD显示器相连接。底座1固定在四个绝缘子2上面，四个绝缘子2固定在专用电缆支架上，电缆4穿过底座1的中心位置处而伸入到套管5内，套管5固定在底座1上。电缆4的结构包括电缆线芯、半导电屏蔽、主绝缘、半导电外屏蔽、保护层、阻水带、金属护套、外护套。在电缆插入套管5前，其端部需要依次剥开一定尺寸的外护套、金属护套、外屏蔽和主绝缘。电缆4与上述的应力锥3插接配合后，应力锥3套接在电缆主绝缘与外屏蔽切断处。线芯的端部装配有出线金具8，出线金具8上装配有防水接线金具9。屏蔽罩7呈钟形，扣接在圆形的铝合金盖板6上，盖板6的中心位置处设有供出线金具8穿过的透孔，出线金具8同时穿过屏蔽罩7，接线金具9与出线金具8相连接，接线金具9位于屏蔽罩7的外侧。在套管5内楔入中空的支撑管12，所述电缆4的端部和应力锥3位于支撑管12 内，硫化硅橡胶11与支撑管12的内周面相粘接。支撑管12是由玻璃纤维布和树脂制成， 玻璃纤维布以卷绕多层的形态存在于支撑管12内。支撑管12的的两端部分别延伸至盖板 6和底座1，支撑管12的一端与底座1的上表面相接触，支撑管12的另一端与盖板6的下表面相接触。在套管5的两端侧分别设有环形的上接头座10和环形的下接头座14，上接头座 10和下接头座14的外端部均设有与其连为一体的连接法兰，上接头座10上的连接法兰通过紧固螺栓与盖板6固定连接，下接头座14上的连接法兰通过紧固螺栓与底座1固定连接。上接头座10的下端面与套管5上端面之间设有相互插接配合的环形凹凸结构；下接头座14的上端面与套管5下端面之间设有相互插接配合的环形凹凸结构。上接头座10内周面、支撑管12外周面和套管5上端面之间形成有环形空腔，该空腔环绕支撑管12的外周面；下接头座14内周面、支撑管12外周面和套管5下端面之间也形成有环形空腔15。本电缆终端可方便地进行现场装配，对该终端的装配方法是把电缆4的端部穿过底座1，对电缆线芯的外层进行剖切，在线芯端部装配出线金具8，把硅橡胶应力锥3套接在电缆主绝缘与外屏蔽切断处。在应力锥3上所预设的安装空间内装配光纤光栅传感器 16，与光纤光栅传感器16相连接的传输光纤17穿底座1，伸出到电缆终端的外侧。使电缆端部穿入硅橡胶套管5内，应力锥3处于套管5内，往电缆与套管5之间的间隔内灌注粘度在1500 1500000厘斯之间的硫化硅橡胶11，待液体硫化硅橡胶11表面固化后，装配盖板 6和屏蔽罩7，最后可在出线金具8的外端部装配接线金具9。套管5是由硅橡胶预制成型的，在其外周面上设有若干与其连为一体的伞裙13， 这些伞裙I3并列设置。这些伞裙13的直径有差别，它们彼此间隔设置，两个大直径伞裙13 之间设置一个小直径伞裙13，这既可以延长电缆终端的干闪距离、又可以提高抗污闪的能力。在实现套管5与电缆相插接之前，可以先往套管5内插入圆柱形的非金属支撑管 12，套管5紧密地套接在支撑管12的外周面上，电缆插接在支撑管12内部，应力锥3也位于支撑管12内。支撑管12是通玻璃纤维布和树脂复合制成的，玻璃纤维布需要卷绕多层。
权利要求
1.一种在线监控干式复合外套管电缆终端，包括底座、屏蔽罩、应力锥、传感器、电缆、 中空的硅橡胶套管，底座和屏蔽罩分列在套管的两端侧，电缆插入到套管内，应力锥位于套管内，并套接在电缆主绝缘与外屏蔽切断处，其特征在于在应力锥(3)上设有一个用于测量和传输应力锥(3)温度信息的传感器(16)；在套管(5)与电缆(4)之间的间隔内灌注有粘度在1500 1500000厘斯之间的硫化硅橡胶(11)液体，该硫化硅橡胶(11)固化后把底座(1)、电缆(4)、应力锥(3)、套管(5)连接在一起。
2.根据权利要求1所述的电缆终端，其特征在于，在套管(5)内设有中空的非金属支撑管(12)，套管(5)的内周面与支撑管(12)的外周面紧贴合在一起，支撑管(12)的内周面与硫化硅橡胶(11)粘接在一起。
3.根据权利要求2所述的电缆终端，其特征在于，所述支撑管(12)的材料包括玻璃纤维，玻璃纤维被织造成玻璃纤维布，玻璃纤维布以卷绕成多层的形态存在于支撑管(12)内。
4.根据权利要求2或3所述的电缆终端，其特征在于，所述支撑管(12)的一端延伸至底座(1)上表面，另一端延伸至盖板(6)下表面上，盖板(6)设于屏蔽罩(7)与套管(5)端部之间，盖板(6)的圆心处设有透孔。
5.根据权利要求1、2或3所述的电缆终端，其特征在于，在套管(5)的两端处分别设有环形的上接头座(10)和下接头座(14)，上、下接头座与套管(5)两端部之间分别设有相互插接在一起的环形凹凸结构，上、下接头座的外端部均设有联接法兰。
6.根据权利要求5所述的电缆终端，其特征在于，所述上接头座(10)内周面、套管(5) 上端面与支撑管(12)外周面之间形成有环形空腔；所述下接头座(14)内周面、套管(5)下端面与支撑管(12)外周面之间形成有环形空腔(15)。
7.—种权利要求1所述电缆终端的现场装配方法，其特征在于，把电缆端部穿过底座 (1)，对电缆线芯的外层进行剖切，在线芯端部装配出线金具(8)，把硅橡胶应力锥(3)套接在电缆(4)主绝缘与外屏蔽切断处，在应力锥(3)上所预设的安装空间内装配用于测量和传输应力锥(3)温度信息的传感器(16)，使电缆(4)端部穿入硅橡胶套管(5)内，应力锥(3) 处于套管(5)内，往电缆(4)与套管(5)之间的间隔内灌注粘度在1500 1500000厘斯之间的硫化硅橡胶(11)，待液体硫化硅橡(11)胶表面固化后，装配盖板(6)和屏蔽罩(7)。
8.根据权利要求7所述的现场装配方法，其特征在于，在套装套管(5)前，先在套管(5) 内楔入圆柱形的非金属支撑管(12)。
9.根据权利要求8所述的现场装配方法，其特征在于，所述支撑管(12)的骨架材料是玻璃纤维布，玻璃纤维布以卷绕多层的形态存在于支撑管(12)内。
全文摘要
本发明公开了一种在线监控干式复合外套管电缆终端及其现场装配方法，该装配方法是把电缆端部穿过底座，对电缆线芯的外层进行剖切，在线芯端部装配出线金具，把硅橡胶应力锥套接在电缆主绝缘与外屏蔽切断处，在应力锥上所预设的安装空间内装配光电光栅传感器，与光电光栅传感器相连接的传输光纤穿过底座，伸出到电缆终端的外侧。使电缆端部穿入硅橡胶套管内，应力锥处于套管内，往电缆与套管之间的间隔内灌注粘度在1500～1500000厘斯之间的硫化硅橡胶，待液体硫化硅橡胶表面固化后，装配盖板和屏蔽罩。在液体硫化硅橡胶完全固化，以及装配上盖板和屏蔽罩、在线芯端部装配出线金具和接线金具后即可构成所述的干式电缆终端。
文档编号H02G15/064GK102208794SQ20111007038
公开日2011年10月5日 申请日期2011年3月23日 优先权日2011年3月23日
发明者孙建荣, 施维信, 柯德刚, 王体才, 陈永仁 申请人:上海永锦电力电器有限公司, 浙江永锦电力器材有限公司