一种用于高压直流电缆终端的电应力控制层制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于高压直流预制式电缆终端的电应力控制层。该电应力控制层底部处于绝缘屏蔽断开处与应力锥半导电部分之间，处于电缆工厂绝缘与终端增强绝缘之间，一直延伸至高压直流电缆终端工厂绝缘切断处，并与各部分界面紧密相接。本实用新型专利技术的有益效果是：采用本实用新型专利技术的电应力控制层结构，可以改善绝缘屏蔽断开处的电场分布，抑制电缆工厂绝缘与终端增强绝缘的界面空间电荷，降低电晕产生的可能性，减少绝缘的破坏，保证电缆终端的运行寿命。采用本实用新型专利技术，可以加快我国高压直流电缆终端的结构设计研究，使高压直流电缆终端尽快实现国产化，以满足市场的需要。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压直流电缆终端的电应力控制层
本技术涉及电力设备
，尤其涉及一种用于高压直流预制型电缆终端的电应力控制层。
技术介绍
高压直流输电由于在远距离大容量送电及电网互联等方面具有独特优势，是未来电网发展的主要趋势，主要用于海岛供电、风电并网等。但相比于较成熟的高压交流输电，高压直流输电的发展受到电缆附件的限制。高压直流电缆终端是高压直流输电过程中的关键部件，其技术发展水平严重影响着高压直流输电的安全和可靠性。然而，高压直流输电一直未得到推广应用，这是因为在直流电压下，电缆终端的电场问题比较复杂，电缆工厂绝缘与增强绝缘界面极易积聚空间电荷，因此，需采用特殊结构对电缆终端的电场进行均化。但是在直流电场下，由于电缆终端的材料的电导率随温度、电场的变化非常明显，有时可达几个数量级的差异，而材料电导率的变化会影响均化电场部件的作用，导致均化电场的效果受到影响，导致电缆终端击穿。目前，预制型高压直流电缆终端普遍采用预制橡胶应力锥，其作为高压直流电缆终端的关键部件，通过将绝缘屏蔽断开处进行延伸，使零电位形成喇叭状，改善了绝缘屏蔽层的电场分布，防止电缆终端被击穿。但是，高压直流电缆终端的故障频发，说明了仅用应力锥来改善绝缘屏蔽断开的应力集中是不可靠的。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供了一种用于高压直流电缆终端的电应力控制层。本技术提供了一种用于高压直流电缆终端的电应力控制层，该电应力控制层底部处于绝缘屏蔽断开处与应力锥半导电部分之间，所述电应力控制层处于电缆工厂绝缘与终端增强绝缘之间，一直延伸至高压直流电缆终端工厂绝缘切断处，并与各部分界面紧密相接。作为本技术的进一步改进，即在预制型电缆终端添加一层电应力控制层，所述电应力控制层，上至高压直流电缆终端的工厂绝缘切断处，下至绝缘屏蔽断开处与应力锥半导电部分之间。作为本技术的进一步改进，所述电应力控制层厚度不小于4mm。作为本技术的进一步改进，所述电应力控制层的内径小于电缆的工厂绝缘外径。作为本技术的进一步改进，所述电应力控制层采用非线性三元乙丙橡胶或非线性硅橡胶材料。本技术的有益效果是：采用本技术的电应力控制层，可良好提升高压直流电缆终端绝缘屏蔽断开处的电场均化能力，抑制电缆工厂绝缘与终端增强绝缘的界面空间电荷，弥补应力锥均化电场不足，减小因材料属性变化导致其性能变化影响，使电缆与电缆附件交界面上的电场均匀分布，良好控制电缆与电缆附件交界面处的最大切向电场强度，使其小于电缆与电缆附件所用材料的表面闪络电场强度，确保高压直流输电安全可靠。附图说明为了易于说明，本技术由下述的具体实施及附图作以详细描述。图1为本技术一种带有电应力控制层的预制型高压直流电缆终端的关键局部1/2剖面结构示意图。图中：电缆导体线芯1；导体屏蔽层2；电缆工厂绝缘3；填充硅油4；电缆终端增强绝缘5；应力锥半导电部分6；电应力控制层7；绝缘屏蔽8；环氧树脂套筒9；绝缘子伞裙10。图2为应力锥部分放大的关键局部1/2剖面结构示意图。图中：应力锥半导电部分6；电应力控制层7；绝缘屏蔽8。具体实施方式如图1所述，本技术公开了一种用于高压直流预制型电缆终端的电应力控制层7，该电应力控制层7底部处于绝缘屏蔽8断开处与应力锥半导电部分6之间，所述电应力控制层处于电缆工厂绝缘3与电缆终端增强绝缘5之间，一直延伸至高压直流电缆工厂绝缘3切断处，并与各部分界面紧密相接。电应力控制层7具有一定的厚度，电应力控制层7的厚度不小于4mm。电应力控制层7底部与电缆绝缘屏蔽8切断处紧密接触，提供一定的压紧力确保电应力控制层7与电缆绝缘屏蔽8层合理有效压接。电应力控制层7的内径需根据具体使用时电缆的屏蔽层外径进行调整，要求其内径要小于电缆的绝缘外径。如电应力控制层7用于某高压直流输电线路，电缆绝缘外径若为96.4mm，则电应力控制层7内径小于96.4mm，确保电应力控制层7能有效合理压紧电缆绝缘表面。电应力控制层7区别于普通电缆附件使用的场应力控制管，电应力控制层7底部与电缆绝缘屏蔽8与应力锥半导电部分6紧密接触，协同橡胶应力锥均化电场。电应力控制层7所采用的材料是非线性三元乙丙橡胶或非线性硅橡胶材料。电应力控制层7的原理是根据Maxwell-Wagner界面极化理论，界面空间电荷的产生是由界面两侧绝缘材料电导率与介电常数比值的不连续导致。理想的界面参数条件可根据如下公式：式中，、分别为两个接触面的介电常数；、分别为两个接触面的电导率。当上式中等号左右两边不相等时，界面上就会积聚空间电荷；两边值相差越大，界面积累的空间电荷就越大。电应力控制层7是电缆工厂绝缘3与终端增强绝缘5的过渡界面，电应力控制层7的介电常数和电导率值可以更好地与电缆工厂绝缘3与终端增强绝缘5的介电常数和电导率值配合。本技术的电应力控制层，通过与应力锥半导电部分6配合协同均化电缆终端电场，消除绝缘屏蔽8切断处的电场应力集中，避免电缆击穿，确保高压直流输电线路安全可靠稳定运行。在直流电场下，由于电缆终端的材料的电导率随温度、电场的变化非常明显，因此，高压直流输电导致的电缆工厂绝缘和电缆终端增强绝缘材料的电导率发生变化，将影响其电场均匀分布的能力，导致电缆绝缘屏蔽切断处的轴向电场较大，极易出现电缆终端增强绝缘部分的击穿现象。采用本技术的电应力控制层7结构，可与应力锥协同提升电场均布能力，减小因材料属性变化导致其性能变化影响，使电缆与电缆终端界面上的电场均匀分布，良好控制电缆工厂绝缘与电缆终端增强绝缘界面的最大切向电场强度，保证高压直流输电安全稳定。以上内容是结合具体的优选实施方式对本技术所作的进一步详细说明，不能认定本技术的具体实施只局限于这些说明。对于本技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高压直流预制型电缆终端的电应力控制层，其特征在于：该电应力控制层底部处在绝缘屏蔽断开处与应力锥半导电部分之间，处于电缆工厂绝缘与终端增强绝缘之间，一直延伸至高压直流电缆终端工厂绝缘切断处，并与各部分界面紧密相接。

【技术特征摘要】
1.一种用于高压直流预制型电缆终端的电应力控制层，其特征在于：该电应力控制层底部处在绝缘屏蔽断开处与应力锥半导电部分之间，处于电缆工厂绝缘与终端增强绝缘之间，一直延伸至高压直流电缆终端工厂绝缘切断处，并与各部分界面紧密相接。2.根据权利要求1所述的电应力控制层，其特征在于：所述电应力控制层的厚度不小于4mm。3.根据权利要求1所述的电应...

【专利技术属性】
技术研发人员：李忠华，张霞，李思聪，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23