高压电力电缆终端制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高压电力电缆终端，包括了导体接线柱、高压端、地端及绝缘单元，所述绝缘单元被设置在所述高压端和地端之间，所述导体接线柱设置在所述高压端，所述的导体接线柱具有至少一个光缆通道，该光缆通道起始于所述导体接线柱的容纳和固定电缆导体的导体腔室的顶部，终止于所述导体接线柱的外表面。本实用新型专利技术终端可以完成该电缆的终端处理和光纤引出。引出的光纤可以引到地电势，或和另一个处于高压电势的光纤接续。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压/超高压电力电缆附件，特别是一种导体内置光缆的高压电 力电缆终端。该终端包括了导体接线柱、高压端、地端及绝缘单元，绝缘单元被设 置在所述高压端和地端之间，导体接线柱设置在高压端。
技术介绍
为保证高压地下电缆系统的安全运行，电力部门对其进行在线监测。在线监测 的主要内容包括负荷监测和故障监测两个方面。电缆的负荷能力的约束条件主要来自电缆和电缆附件制造材料允许的工作温度 极限。例如，对于XLPE电缆，电缆导体的温度，也就是临近导体的XLPE的温度， 通常规定不可超过85度。在电缆和电缆系统设计时，就是主要按照导体温度限制来 完成负荷能力设计的。电缆系统的负荷能力通常按照IEC60287和IEC853标准设计。 这些标准假设负荷电流是恒定的或基本按照一个日负荷曲线样式变化，并假设周围 环境条件是确定的。为保证设计安全，所假设的条件往往取极端情况，导致电缆系 统实际运行负载低、资产利用不足的可能。事实上，由于电缆的电气相互影响和传 热学问题的复杂性，上述标准不可能为比较复杂的敷设环境中(特别是多回路)的 电缆提供可靠和精确的解。对电缆温度进行在线检测，提供一个解决该问题的途径， 导体温度是非常重要的，可直接作为负荷监测的关键指标。实际运行电缆系统的周围的环境条件是复杂的，而且其状态有可能会发生迁移， 很不确定，因此不检测电缆全长的温度分布无法可靠地判断出整个电缆温度的最高 点。电缆温度最高点是事实上的负荷瓶颈点。更复杂的情况是，在同一根电缆上的 负荷瓶颈点的位置是变化的，而且在一个时间段内，同一根电缆可能出现多个瓶颈 点。分布式光纤温度传感(Distributed Temperature Sensor ，以下简称DTS)技 术为电缆在线负荷监测提供了有保障的解决方案。利用DTS技术，可以检测到一根长达几千米到几十千米光纤的温度分布，采样点距离可达到1到2米。将该测温光 纤沿电缆轴向布置，则可以获得电缆的轴向温度分布。到目前为止，通常认为，由于高压电缆的导体处于高压电势，由完整性不容破 坏的绝缘层包裹，无法将光纤布置在导体上或内部并引出到处于地电势的外部。所 以利用DTS技术直接测量导体温度是不可行的。目前通常的做法有两种1、 外置式将容纳测温光纤的光缆布置在电缆表面；2、 内置式在电缆制造阶段，将测温光纤或光缆加入到电缆绝缘层外的某层或 某两层之间，典型地在半导体绝缘屏蔽外、金属套内。这时，测量的温度虽然不是电缆导体的温度，但仍然具有重要的参考价值。并且， 以测温光纤为外边界，对电缆建立传热偏微分方程模型，持续输入实时负荷电流和 实时光纤温度，可计算出电缆导体温度。韩国专利公开号2003-45864揭示了一种在 电缆中设置一温度测量光纤用于计算地下电力电缆导体温度的系统。关于外置式对于电缆隧道中的电缆和在回填土方前的直埋电缆，可以由人工采用绑扎或粘合的方法将光缆固定在电缆表面。但对于排管方式敷设的电缆，光缆 通常在电缆穿管完毕后再牵引入排管中。这时，光缆不太可能像上述的情况中紧密 地接触电缆表面，部分光缆可能接触了电缆表面，部分则可能没有接触到电缆而悬 空在排管中的介质中。这将使模型引入不确定的因素，导致较大的计算误差。关于内置式中国专利公开号CN1624812A、日本专利公开号1990-144810、 1994-148001、 1994-181013、 1994-181014和1994-181015揭示了多种光纤复合电 力电缆。它们都将光缆布置在电缆绝缘层和护套之间，属于内置式。在内置式光纤 复合电力电缆中，光缆非常一致地处于电缆绝缘外的某一层，解决了上述外置式的 问题，但必须处理电缆接头处光纤的连接问题，这使电缆接头安装过程变得复杂。 通常要采用一根跳线光缆，两个熔接点，分别和两根电缆的光纤抽头熔接。也就是 说，为了监测一根电缆的温度分布，测温光纤上的熔接点的数量至少是电缆接头数 量的两倍。对于较长的电缆，光纤熔接点的数量可能太多。光纤熔接点有一定的损 耗和不可靠性，对DTS测温造成负面影响。内置式的另一个显著的缺点是，由于光 纤所处的位置，在电缆制造，盘巻，运输，安装和运行阶段有可能受到张力。而光 纤的机械强度很低， 一旦损坏又无法维修。因此对光纤的保护设计、制造和施工都 提出了较高的要求。除了受外力破坏外，电缆及其附件的制造质量缺陷、安装质量缺陷和绝缘老化都会引发电缆故障。这些故障在导致电缆最终破坏前，通常有一个绝缘劣化而产生 局部放电的过程。对局部放电的检测是故障监测的一个重要手段。光纤传感技术可 以用于局部放电的检测。如通过干涉的方法，可以检测到电缆局部放电产生的超声 波和其他异常的机械振动。这需要沿电缆长度方向上布置探测光缆，同样存在上述 问题。并且，由于超声波的传播具有方向性并且迅速衰减，发生在同一截面上的相 同强度的局部放电，布置在偏心一侧的探测光纤可能因为局部放电位置所处的角度 不同而给出不同的检测量，甚至可能检测不到。另外，统计表明，电缆中间接头和电缆终端在电缆系统投入运行的前几年，其 故障率远远大于电缆本体的故障率。故障类型既包括由于电缆导体的连接件或接线 柱的不良连接导致过热，也包括电缆中间接头和电缆终端由于设计、制造和安装阶 段引入的缺陷或不良点导致的绝缘故障。而在上述的光缆布置方案中，探测光纤位 于地电势的电缆绝缘外部，而该部绝缘的几何尺寸都大于电缆本体的绝缘，在更多 的情况，光纤甚至不得不布置在具有更大几何尺寸的电缆金属屏蔽或电缆接头防水 套外。这时，探测光纤所在的位置对导体发热的温度响应和电缆本体的情况相比， 既弱又滞后。为电缆本体而建立的计算导体温度的数学模型就不适用，电缆的温度 异常也不容易被探测到。同样地，其内部绝缘故障所产生的局部放电信号因为要穿 透较厚的绝缘和其他护层，也衰减得较为严重，不易被探测光纤所检测到。在本技术中，光纤指主要由石英构成的裸光纤或具有涂覆层的裸光纤，其 不能承拉，容易折断；光缆包括光纤和承拉和/或径向压力缓冲的保护结构。典型地， 光缆具有塑料或金属护套或护层。在本技术中，高压指35kV和以上的交流或直流电压，包括高压、超高压和 特高压。图6为常规高压电力电缆的终端结构示意图。此终端被用在电缆变压器或者架 空线连接。此终端主要包括了导体接线柱20、绝缘单元21和屏蔽罩22。接线柱20 由铜制作，用于连接和固定高压电缆中心导体19。绝缘单元用于防止电场聚集和防 止外部污染进入。屏蔽罩为圆滑外形，防止高压造成电晕的可能性。常规光纤复合电力电缆中光纤或者光缆都是放在电缆绝缘层的外部，在电缆终 端制作时，首先将光缆从电缆中引出，然后分别对电气部分和光学部分进行连接。为了解决己有技术的不足，需要一种电缆中心导体内部带有探测光纤的高压电 力电缆和与之配套的电缆附件，从而光纤可以直接检测到电缆的导体温度，并可以有效地检测到电缆局放的超声波信号。而目前的终端无法解决导体内光纤的引出的 问题。
技术实现思路
本技术为克服上述已有技术的不足，本技术要解决的技术问题是提供 一种高压电力电缆终端及其安装方法。该终端可以完成该电缆的终端处理和光纤引 出。引出的光纤可以引到地电势，或和另一个处于高压电势的光纤续接。本实用新本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压电力电缆终端，包括了导体接线柱、高压端、地端及绝缘单元，所述绝缘单元被设置在所述高压端和地端之间，所述导体接线柱设置在所述高压端，　　　　其特征在于：　　　　所述的导体接线柱具有光缆通道，该光缆通道起始于所述导体接线柱的导体腔室的顶部、终止于所述导体接线柱的外表面。

【技术特征摘要】
1、一种高压电力电缆终端，包括了导体接线柱、高压端、地端及绝缘单元，所述绝缘单元被设置在所述高压端和地端之间，所述导体接线柱设置在所述高压端，其特征在于所述的导体接线柱具有光缆通道，该光缆通道起始于所述导体接线柱的导体腔室的顶部、终止于所述导体接线柱的外表面。2、 根据权利要求l所述的高压电力电缆终端，其特征在于所述的光缆通道为从所述 的导体接线柱中的导体腔室顶部到该导体接线柱侧面的开孔。3、 根据权利要求l所述的高压电力电缆终端，其特征在于所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨峰，张成先，张东明，赵浩，曹进，林宗强，
申请(专利权)人：上海波汇通信科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]