专利名称：电缆端接装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种干式电缆端接装置。特别地，本实用新型涉及用于被用于配电的电缆的端接。
背景技术：
被用于配电的电缆通常在几千伏下操作，因此在端接这些电缆并将其连接至诸如开关装置单元的电气组件时必须小心操作。在其中对电缆进行端接的点处，发生需要控制的电应力。电缆端接通常要求去除围绕中心载流导体的各种电介质、绝缘、半导电和导电屏蔽层，并且将各种半导电和导电围绕层适当地连接至有关电气设备。特别地，电应力在电缆屏蔽系统中的突然变化处发生，例如在半导电外层被切开的地方。用于中压和高压的电缆端接装置通常地是包括外壳的绝缘体，被安装在电缆上的应力控制装置位于所述外壳内部。绝缘体外壳通常是瓷或复合材料的。应力控制装置的功能是控制电场，例如在外半导体层被切开的地方。应力控制装置常常是锥形的，并且称为应力锥。外壳充满电绝缘介质。此绝缘介质传统上是油，在这种情况下，将电缆端接装置称为是湿式。电缆端接装置可以替换地是所谓的干式的，例如当绝缘材料是如在US 5，130，495中的弹性化合物或某个适当种类的凝胶，例如聚合物或硅树脂凝胶。传统上，在末端位置处将电缆端接装置的不同部分组装并安装在电缆上。然后将该装置竖起在竖直位置上。最后，向绝缘体外壳中填充诸如油的电绝缘介质，并且然后通过安装顶端盖和外部电连接来将外壳密封。现场的组装工作是耗费时间的程序，有诸如油的对环境不友好的介质。涉及到风险，例如，如果电缆端接爆破，则在燃烧的油的情况下，损害将是严重的。现有的干式电缆端接装置具有昂贵的主要缺点。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种干式电缆端接装置，其用于端接包括高压载流导体的电缆，并且可以将该电缆端接装置预制并然后运送至最终现场，在所述最终现场以简单且安全的方式将其安装在电缆上。用所使用的术语“高压”来指示36kV及以上的电压，并且常常更加高得多，诸如几十万伏。因此定义了一种干式电缆端接装置，其用于端接高压电缆，包括具有第一末端和第二末端且具有空心内部的绝缘体外壳，该第二末端具有用于插入电缆的开口，还包括位于绝缘体外壳内部并适合于安装在高压电缆上的应力控制器装置，位于绝缘体外壳的第一末端处且提供有外部电连接装置的端盖以及填充绝缘体外壳的空心内部的至少一部分并围绕应力控制器装置的至少一部分的电绝缘凝胶，其特征在于应力控制器装置提供有用于控制电场的第一和第二偏转器装置。在应力控制器装置上具有两个偏转器的优点是可以使得应力控制器装置比仅具有一个偏转器的常规圆锥形应力控制器装置更短，并且这与长得多的常规圆锥形应力控制器装置相比制造起来不那么复杂。并且在应力控制器装置较短时更容易插入电缆。另一优点是提供两个偏转器装置使得可以将电场的控制集中于两个偏转器装置之间的区域。下面将对此进行更详细的描述。根据一个特征，根据本实用新型的电缆端接装置可以包括在一末端处被电连接到第二偏转器装置且在其另一末端处被电连接到端盖处的导体连接器的导电元件，该导体连接器适合于连接到被插入电缆端接装置中的高压电缆的载流导体，并且其中，第一偏转器装置适合于电连接至电缆的外导电或半导电层。根据另一特征，应力控制器装置可以具有安装在绝缘体外壳的第二末端处的第三末端，并且其从绝缘体外壳的第二末端延伸到绝缘体外壳中，在绝缘体外壳中其具有第四末端，并且其中，第二偏转器装置被布置在应力控制器装置的所述第四末端处。由此提供了优点，即借助于由导电元件和导体连接器提供的连接，第二、上偏转器装置具有与电缆的载流导体相同的电势。换言之，第二、上偏转器装置被连接到满电压。第一、下偏转器装置经由绝缘体外壳被连接到接地电平。因此，整个电压降及电场和应力的控制被集中于两个偏转器装置之间的区域。在第二上偏转器装置之上的区域原则上将没有电场和应力。因此，本实用新型提供了很大的优点，并且展示了本技术领域中的新的可能性和更简单的解决方案。根据一个进一步的特征，根据本实用新型的电缆端接装置可以包括被布置为在绝缘体外壳内部沿着朝向端盖的方向从应力控制器装置的第二偏转器装置开始延伸并至少部分地直至端盖的管状部件，并且该管状部件适合于接收电缆，由此，在绝缘体外壳的内壁和与管状部件组合的应力控制器装置之间形成空间，并且所述空间至少部分地填充有电绝缘凝胶。根据一个实施例，根据本实用新型的电缆端接装置可以具有由导电材料制成的管状部件，从而，管状部件可以构成导电元件。根据另一实施例，所述管状部件可以包括由电绝缘材料制成的第一层和由导电材料制成的第二层，并且所述第二层可以构成所述导电元件。根据另一实施例，所述管状部件可以是电绝缘材料的，并且所述导电元件可以是在管状部件旁边和内部行进的电导体。根据最后提到的本实施例的变体，所述管状部件并未一直延伸至端盖，其中，绝缘体外壳内部的凝胶的最高水平在管状部件的上自由端下面，并且其中，所述电导体一直向上行进并被连接到端盖处的导体连接器。通过本实用新型实现了另一优点，即可以预制电缆端接装置，包括用绝缘介质填充该装置。在该装置内部的绝缘介质是凝胶，其可以采取最初可以在装置处于竖直位置时将其注入绝缘体外壳中的粘性形式，并且其然后在短时间段之后将形成凝胶，因此允许在没有对整个装置是竖直还是侧面放倒等的任何考虑的情况下对其进行搬运。因此，可以容易地将预制装置运送到其最终现场。通过在应力控制器装置的第四末端处布置管状部件(第二偏转器装置位于那里，并且该管状部件至少部分地一直延伸至端盖所在处的绝缘体外壳的第一末端)，提供了这样的优点，即将可以也在应力控制器装置之上用电绝缘凝胶填充绝缘体外壳的内部，并从而具有对电场的更好控制。电绝缘凝胶的示例是基于聚合物的电绝缘凝胶、硅树脂凝胶或能够处于液体形式以便被注入到绝缘体外壳中的任何其它类型的适当凝胶，在绝缘体外壳那里其将改变或使其变成凝胶形式。管状部件还将提供用于电缆的通道，其将保护电缆并促进电缆的插入。根据本实用新型的干式电缆端接装置还具有更简单、更安全和更快的安装的优点，因为不必在安装现场将绝缘介质注入装置中，所以其是更加环境友好的产品，并且在发生故障的情况下，对周围环境造成损害的风险较小。例如，如果将存在爆破，则电绝缘凝胶与油相比接近于无害。根据本实用新型的电缆端接装置不一定必须安装在垂直地竖直的位置上，而是还可以与垂直面成一定角度地存储和安装。根据另一特征，所述应力控制器装置包括应力控制部件和支撑管，其中，所述应力控制部件借助于支撑管安装到绝缘体外壳的第二末端，其中，第一偏转器装置被设置在被连接到支撑管的应力控制部件的一个末端处，并且第二偏转器装置被设置在应力控制部件 的相对末端，该相对末端形成应力控制器装置的第四末端。使用支撑管并在支撑管上安装应力控制部件(即，执行实际应力控制功能的部件)的优点是应力控制部件将位于绝缘体外壳中的更高处，这将导致更好的应力控制功能。支撑管还保持在应力控制部件下面的绝缘体外壳的内部部分没有电绝缘凝胶，并因此促进电缆到外壳中和到应力控制部件中的插入。根据另一特征，电缆端接装置可以是自支撑的，使得更容易搬运、运送和安装。应力控制器装置和周围电绝缘凝胶还可以形成能够适合于不同电缆直径的可压缩单元。通常，可压缩性还将促进电缆到应力控制器装置和整个电缆端接装置中的插入。根据另一特征定义的是在安装在电缆上之前，可以预制根据本实用新型的电缆端接装置。总而言之，通过本实用新型获得了在电缆上安装之前和之后都干燥的电缆端接装置和在其到达安装现场时被预制并总体地准备好安装在电缆上的电缆端接装置、换言之“即插即用”式的电缆端接装置的优点。此外，该电缆端接装置能够在具有不同直径的电缆上使用。
通过对举例说明仅仅作为示例给出的本实用新型的不同方面和实施例的所附示意图进行参考，现在将更详细地描述本实用新型，并且在所述附图中图I部分地以横截面示意性地示出根据本实用新型的第一实施例的电缆端接装置，并且还示出被插入其中的电缆，图2部分地以横截面示意性地示出根据本实用新型的第二实施例的电缆端接装置，并且还示出被插入其中的电缆，图3部分地以横截面示意性地示出根据本实用新型的第三实施例的电缆端接装置，并且还示出被插入其中的电缆，以及图4部分地以横截面示意性地示出根据本实用新型的第二实施例的变体的电缆端接装置，并且还示出被插入其中的电缆。在图中，已经对不同实施例中的相同元件或相应元件提供相同的附图标记。
具体实施方式
根据本实用新型(其实施例在图I中示出)的电缆端接装置包括绝缘体外壳I和应力控制器装置5，所述绝缘体外壳I包括底座部件3。所示示例中的应力控制器装置5包括应力控制部件或应力锥6以及中间支撑管7。应力控制部件6被安装在中间支撑管7上，中间支撑管7又被安装在绝缘体外壳的底座部件3上。应力控制器装置5位于绝缘体外壳I的内部。绝缘体外壳I具有空心内部9，并且其具有两个开放末端，形成第一末端10的上端和形成第二末端11的下端。通常，绝缘体外壳的形状是基本上圆筒形的，中心孔12形成绝缘体外壳的内壁，有时在一个或两个末端逐渐变细。绝缘体外壳可以提供有在其外部表面上且从那里向外延伸的一系列侧板(skirt) 13。优选地，绝缘体外壳是刚性的且由玻璃纤维、环氧树脂、硅树脂、聚合物、橡胶或通常地用于此类装置的任何其它材料制成。绝缘体外壳还可以具有由一种材料(例如玻璃纤维加强环氧树脂)制成的芯，并且侧板13可以由例如硅树脂的不同材料制成。在上端10处，绝缘体外壳被端盖15密封，提供有外部电连接17，当电缆端接装置被安装在电缆上时，电缆30的内部电导体31被连接到该外部电连接17。
·[0037]可以对其使用本实用新型的电缆端接装置的电缆30的示例是XLPE式的高压电缆，具有被XLPE的绝缘层32围绕的内载流导体31和外导电或半导电层33。在将电缆插入电缆端接装置中之前，通过剥落外导电或半导电层33来准备电缆末端，使得从应力控制器装置5延伸至端盖15的电缆末端没有此层。应力控制器装置5借助于被安装在绝缘体外壳的第二下端11处的支撑管7在其第三下端24处被安装在绝缘体外壳I的空心内部9内。应力控制器装置5从第二下端11延伸到绝缘体外壳中，并且其具有比绝缘体外壳I的空心内部的长度短的全长，即其并不一直伸展至端盖15。原因是应力控制器装置5的应力控制部件6越长，将越难以插入电缆，因此，不应使应力控制部件6比获得电场的要求控制所需的更长。在应力控制器装置5的上、第四末端25 (其也是应力控制部件6的上端)与上端盖15之间布置了适合于接收电缆30的管状部件18。在图I的实施例中，管状部件18由导电材料制成，因此形成导电元件40。在其上端处，管状部件/导电元件被电连接到采取板的形状且位于端盖15处的导体连接器20。当电缆端接装置被安装在电缆上时，导体连接器20适合于连接到高压电缆的导体31。导体连接器板20与安装在电缆导体上且也被用于外部电连接17的电缆夹进行电接触。应力控制部件6优选地是至少略微具有弹性的聚合材料、橡胶或类似物。其还可以具有由不同材料制成的部分。应力控制部件的功能是控制并减小电场并使在电缆端接处产生的电应力最小化。应力控制部件6在其下端处提供有第一、下偏转器装置21，电缆在所述下端处被插入，并且该下偏转器装置将围绕电缆。下偏转器装置21具有控制并减小电场并使在其中去除了电缆的外导电或半导电层33的区域中发生的电应力最小化的功能。应力控制部件6提供有第二、上偏转器装置22，其围绕管状部件18的下端，管状部件18还形成导电元件40。此第二偏转器装置具有控制并减小电场且使在管状和导电部件18/40的末端周围发生的电应力最小化的功能。借助于由管状和导电部件18/40和导体连接器20提供的连接，第二、上偏转器装置22具有与电缆导体31相同的电势。换言之，第二、上偏转器装置被连接到满电压。第一、下偏转器装置21经由支撑管7和绝缘体外壳连接到接地电平。因此，整个电压降及电场和应力的控制被集中于两个偏转器装置21、22之间的区域。在第二上偏转器装置之上的区域原则上将没有电场和应力。在所示的示例中，应力控制部件6具有基本上圆筒形外部形状，但是其还可以具有其它适当形状，例如图2、图3和图4所示的圆锥形。在应力控制部件6的内部提供了适合于接收电缆的中心孔19。支撑管7具有使得可以将应力控制器装置5的应力控制部件6更高地定位于绝缘体外壳I的内部的功能。应力控制部件的较高位置提供更好的效果。支撑管7还提供在应力控制部件6下面的自由空间，这促进了电缆30插入到绝缘体外壳中和插入到应力控制部件6中。支撑管由电绝缘材料制成。在所示的示例中，绝缘体外壳I在其下部中填充有电绝缘凝胶23。该电绝缘凝胶围绕应力控制器装置5并优选地还有至少管状和导电部件18的下部。实际上，电绝缘凝胶 的水平可以基于减小电场的需要在应力控制器装置之上处于如不同的情况所需的高度。可以设想填充绝缘外壳的整个内部。这是可能的，因为将绝不存在由于阻塞电绝缘凝胶而引起的关于插入电缆方面的任何问题，因为将始终可以通过管状部件18来安装电缆。电绝缘凝胶可以是任何适当类型的，例如聚合物、硅树脂凝胶。电绝缘凝胶23可以是可压缩的类型。应力控制器装置5和周围电绝缘凝胶23从而可以构成可压缩单元，其允许将电缆端接装置用于不同直径的电缆。电绝缘凝胶23可以是能够被注入绝缘体外壳中(通常地在绝缘体外壳处于竖直位置的情况下)且将在其已被注入绝缘体外壳I中之后变成凝胶的类型。然后其应具有即使在将电缆端接装置侧面放倒的情况下运送电缆端接装置时也将其牢固地保持在原位的坚固性。电绝缘凝胶还应具有到绝缘体外壳的内壁以及到应力控制器装置的良好粘附能力，以便完全填充在绝缘体外壳I的内壁12与应力控制器装置5之间形成的空间26以及管状部件18的一部分(如果适用的话)。在图2中示意性地示出本实用新型的电缆端接装置的另一实施例。在本实施例中，提供了导电元件40作为在管状部件18内部和旁边行进的电导体35。当电缆端接装置已被安装在电缆上时，电导体35将在存在于管状部件18的内壁与电缆30之间的窄空间中行进。管状部件适当地是电绝缘材料的。在这种情况下，电导体35构成将第二上偏转器22与导体连接器20相连的导电元件40，并且其将以图2中的导电元件40/管状部件18相同的方式起作用。在图3中示意性地示出本实用新型的电缆端接装置的另一实施例。在本实施例中，管状部件18具有由两层制成的壁。其包括由电绝缘材料制成的第一、外层38和由导电材料制成的第二、内层39。在这种情况下，第二导电层39构成将第二上偏转器22与导体连接器20相连的导电元件40，并且其将以图I中的导电元件40/管状部件18相同的方式起作用。在图I、图2和图3的实施例中，将管状部件18示为从第二上偏转器装置22 —直延伸至导体连接器20。然而，情况不一定必须如此。特别是作为图2所示的实施例的变体，可以设想管状部件仅到达在应力控制器装置的第四上端25之上的某个距离，而不一直延伸至端盖，如图4所示。管状部件然后将具有上自由端36 ( S卩，相对于绝缘体外壳而言是自由的)。在这种情况下，凝胶的水平将始终保持在管状部件的上自由端36下面，以免阻碍电缆的插入。然而，形成导电元件40的电导体35仍将从第二上偏转器装置22 —直前进到导体连接器20，以便以图2中的导电元件40/管状部件18相同的方式起作用。根据本实用新型还提供了一种涉及预制电缆端接装置的提供的方法。该方法包括-通过用第三末端24将应力控制器装置安装到绝缘体外壳的第二末端11，在绝缘体外壳I的空心内部内安装具有适合于插入电缆30的空心内部19且具有第一 21和第二22偏转器装置的应力控制器装置5，其中第一偏转器装置可连接到电缆的外导电或半导电层33,所述绝缘体外壳具有第一末端10和第二末端11，绝缘体外壳的所述第二末端11具有用于经由其第二末端11将电缆30插入绝缘体外壳I中的开口，-在应力控制器装置5的第四末端25处安装管状部件18，该第二末端位于绝缘体外壳内部，使得管状部件在绝缘体外壳内部沿着朝向端盖15的方向延伸并至少部分地直至端盖，并且该管状部件18适合于接收电缆30，由此，在绝缘体外壳I的内壁12和与管状 部件18组合的应力控制器装置5之间形成空间26，-通过将导电元件连接到在应力控制器装置6的第四末端25处提供的用于控制电场的偏转器装置22并进一步将导电元件40连接到在端盖5处的导体连接器20来在绝缘体外壳内部安装导电元件40，该导体连接器20适合于连接到被插入电缆端接装置中的高压电缆的载流导体，以及-将优选地液体形式的电绝缘凝胶23填充到绝缘体外壳I中，使得所述空间26至少部分地填充有电绝缘凝胶。电缆端接装置的制造通常地还将包括在绝缘体外壳I的上端10处将其密封。根据本实用新型，这可以作为用于电缆端接装置的预制过程的一部分来执行，或者其可以替换地在将电缆端接装置安装在电缆上时在安装现场处完成。此外，该方法可以包括通过在设置于应力控制器装置6的第四末端25处的偏转器装置22与导体连接器20之间安装由导电材料制成、因此形成导电元件的管状部件来在同一个步骤中进行的管状部件18的安装和导电元件40的安装。替换地，该方法还可以包括通过在设置于应力控制器装置6的第四末端25处的偏转器装置22与导体连接器20之间安装包括由电绝缘材料制成的第一层38和由导电材料制成的第二层39的管状部件来在同一个步骤中进行的管状部件18的安装和导电元件40的安装，其中所述第二层构成所述导电元件40。根据另一替换，该方法可以包括至少部分地在管状部件18的旁边和内部安装导电元件40。导电元件则可以是简单的电导体35。此外，电缆端接装置的制造还可以包括通过将应力控制部件6安装在支撑管7上从而形成应力控制器装置5并借助于支撑管将应力控制部件连接到绝缘体外壳I来准备应力控制器装置5。电缆30还应经历用于安装的必要准备，诸如在电缆的末端处去除其外导电或半导电层33，以及在电缆的最外末端处去除绝缘层32，因此使内载流导体31准备好连接至外部电连接17。预制电缆端接装置是自支撑的，并且其将在垂直地竖直的位置上或与垂直平面成一定角度地(直至约45° )安装在电缆上。预制电缆端接装置在安装之前和之后是干燥的，并且其在没有额外装置的情况下准备好使用，即安装在电缆上。本实用新型不限于公开的示例，而是可以在所附权利要求的范围内以对于技术人员来说显而易见的许多方式进行修改。
权利要求1.一种电缆端接装置，用于端接高压电缆(30)，包括具有第一末端(10)和第二末端(11)且具有空心内部(9)的绝缘体外壳(I)，该第二末端具有用于插入高压电缆的开口，还包括位于绝缘体外壳(I)内部并适合于安装在高压电缆上的应力控制器装置(5)，位于绝缘体外壳的第一末端(10)处且提供有外部电连接装置(17)的端盖(15)以及填充绝缘体外壳(I)的空心内部(9)的至少一部分并围绕应力控制器装置(5)的至少一部分的电绝缘凝胶(23)，其特征在于应力控制器装置(5)提供有用于控制电场的第一(21)和第二(22)偏转器装置。
2.根据权利要求I所述的电缆端接装置，其特征在于，其包括在一末端处被电连接到第二偏转器装置(22)且在其另一末端处被电连接到端盖(15)处的导体连接器(20)的导电元件(40)，该导体连接器(20)适合于连接到被插入电缆端接装置的高压电缆的载流导体，并且其中，所述第一偏转器装置(21)适合于可电连接到电缆的外导电或半导电层(33)。
3.根据权利要求I或2所述的电缆端接装置，其特征在于，所述应力控制器装置具有安装在绝缘体外壳(I)的第二末端(11)处的第三末端(24)，并且其从绝缘体外壳的第二末端延伸到绝缘体外壳中，在绝缘体外壳中其具有第四末端(25)，并且其中，第二偏转器装置(22)被布置在应力控制器装置的所述第四末端(25)处。
4.根据权利要求2所述的电缆端接装置，其特征在于，其包括被布置为在绝缘体外壳内部沿着朝向端盖(15)的方向从应力控制器装置(5)的第二偏转器装置(22)延伸并至少部分地直至端盖的管状部件(18)，并且该管状部件(18)适合于接收电缆(30)，由此，在绝缘体外壳(I)的内壁(12)和与管状部件(18)组合的应力控制器装置(5)之间形成空间(26)，并且所述空间至少部分地填充有电绝缘凝胶(23)。
5.根据权利要求4所述的电缆端接装置，其特征在于，所述管状部件(18)由导电材料制成，从而管状部件(18)构成导电元件(40)。
6.根据权利要求4所述的电缆端接装置，其特征在于，所述管状部件(18)包括电绝缘材料的第一层(38)和由导电材料制成的第二层(39)，并且所述第二层构成所述导电元件(40)。
7.根据权利要求4所述的电缆端接装置，其特征在于，所述管状部件(18)是电绝缘材料的，并且导电元件(40)是至少部分地在管状部件旁边和内部行进的电导体(35)。
8.根据权利要求7所述的电缆端接装置，其特征在于，所述管状部件(18)并未一直延伸至端盖(15)，其中，绝缘体外壳内部的凝胶(23)的最高水平在管状部件的上自由端(36)下面，并且其中，所述电导体(35) —直向上行进并被连接到端盖处的导体连接器(20)。
9.根据权利要求I或者2所述的电缆端接装置，其特征在于，所述应力控制器装置(5)包括应力控制部件(6)和支撑管(7)，其中，所述应力控制部件借助于支撑管(7)安装到绝缘体外壳(I)的第二末端(11)，其中，所述第一偏转器装置(21)被设置在被连接到支撑管(7)的应力控制部件￠)的一个末端处，并且所述第二偏转器装置(22)被设置于形成应力控制器装置(5)的第四末端(25)的应力控制部件￠)的相对末端处。
10.根据权利要求I或者2所述的电缆端接装置，其特征在于，所述电缆端接装置是自支撑的。
11.根据权利要求I或者2所述的电缆端接装置，其特征在于，所述应力控制器装置(5)和周围电绝缘凝胶(23)形成能够适合于不同电缆直径的可压缩单元。
12.根据权利要求I或者2所述的电缆端接装置，其特征在于，电缆端接装置是在安装在电缆(30)上之前预制的。
专利摘要本实用新型涉及电缆端接装置。一种电缆端接装置，用于端接高压电缆，包括具有第一末端和第二末端且具有空心内部的绝缘体外壳，并且该第二末端具有用于插入高压电缆的开口。该电缆端接装置还包括位于绝缘体外壳内部且适合于安装在高压电缆上的应力控制器装置，位于绝缘体外壳的第一末端处且提供有外部电连接装置的端盖以及填充绝缘体外壳的空心内部的至少一部分并围绕应力控制器装置的至少一部分的电绝缘凝胶。此外，应力控制器装置提供有用于控制电场的第一和第二偏转器装置。
文档编号H02G15/064GK202586251SQ20112049437
公开日2012年12月5日 申请日期2011年11月29日 优先权日2011年5月20日
发明者A·博林, H·拉普, J·斯瓦恩, M·普林, D·马坦森 申请人:Abb技术有限公司