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CN110676798A - 一种导电锥、电缆终端和电缆中间接头 - Google Patents

一种导电锥、电缆终端和电缆中间接头 Download PDF

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罗艺
王海田
韩正一
周明瑜
尹立
周育桢
张翀
翟雪冰
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Global Energy Interconnection Research Institute Co Ltd
Yantai Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
European Institute For Global Energy Internet
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Global Energy Interconnection Research Institute Co Ltd
Yantai Power Supply Co of State Grid Shandong Electric Power Co Ltd
State Grid Corp of China SGCC
European Institute For Global Energy Internet
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    • G—PHYSICS
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    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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    • G01R31/1218—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing using optical methods; using charged particle, e.g. electron, beams or X-rays

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Abstract

本发明涉及电力电缆附件技术领域，具体涉及一种导电锥、电缆终端和电缆中间接头。一种导电锥，包括：设置在内部的第一透明绝缘体和覆盖在外部的透明导电层，所述透明导电层完全覆盖所述第一透明绝缘体。一种电缆终端，包括所述的导电锥，所述导电锥套设在电缆的绝缘层和电缆的半导电绝缘屏蔽层的连接处。一种电缆中间接头，包括一对所述的导电锥，一对所述导电锥相向设置，所述导电锥套设在电缆的绝缘层和电缆的半导电绝缘屏蔽层的连接处，且一对位于电缆接头中心处的电缆导体通过连接结构固定。本发明提供了一种适用范围广、局部放电监测灵敏度高的导电锥、电缆终端和电缆中间接头。

Description

一种导电锥、电缆终端和电缆中间接头
技术领域
本发明涉及电力电缆附件技术领域，具体涉及一种导电锥、电缆终端和电缆中间接头。
背景技术
电缆附件的应力锥与电缆绝缘之间的界面是电缆附件中最薄弱的环节，在该界面存在缺陷或界面压强不足时，在电场作用下有可能在此处发生局部放电。为了对局部放电现象进行光学测量，需要在电缆附件的内部设置至少一条允许局部放电光信号穿透应力锥向外传播的光学通路。目前已有使用透明绝缘硅橡胶材料实现应力锥内部局部放电测量的方法，但其导电锥由黑色非透明材料制成，因此局部光放电线只能经由特定角度的光学路径向外穿透，这就导致光学传播路径较长，限制了应力锥的适用范围和局部防线监测的灵敏度。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的导电锥光学传播路径较长，适用范围受限，灵敏度较低的缺陷，从而提供一种光学传播路径较短，适用范围广、局部放电监测灵敏度高的导电锥、电缆终端和电缆中间接头。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种导电锥，包括：
设置在内部的第一透明绝缘体和覆盖在外部的透明导电层，所述透明导电层完全覆盖所述第一透明绝缘体。
所述的导电锥，所述透明导电层为透明导电氧化物涂层或金属纳米线网。
所述的导电锥，所述透明导电氧化物涂层为SnO2、In2O3、ZnO、CdO、Ga2O3、ZnO－SnO2、ZnO－In2O3、In2O3－SnO2、CdO－SnO2、CdO－In2O3、MgIn2O4、GaInO3、CdSb2O6、Zn－In2O3－SnO2、CdO－In2O3－SnO2和ZnO－CdO－In2O3－SnO2涂层中的任一种。
所述的导电锥，所述金属纳米线网为银纳米线网、铜纳米线网、金纳米线网、铜线芯表层镀银纳米线网和镍线芯表层镀银纳米线网中的任一种。
还提供了一种电缆终端，包括所述的导电锥，所述导电锥套设在电缆的绝缘层和电缆的半导电绝缘屏蔽层的连接处。
所述的电缆终端，还包括包覆在所述导电锥和所述电缆的绝缘层外部的第二透明绝缘体，在所述第二透明绝缘体外部缠绕有光纤，所述光纤用于接收所述导电锥与所述电缆的绝缘层和电缆的半导电绝缘屏蔽层的连接处的局部放电产生的光信号。
所述的电缆终端，所述光纤与所述导电锥对应设置。
还提供了一种电缆中间接头，包括一对所述的导电锥，一对所述导电锥相向设置，所述导电锥套设在电缆的绝缘层和电缆的半导电绝缘屏蔽层的连接处，且一对电缆导体通过连接结构固定。
所述的电缆中间接头，所述连接结构为导体连接管。
所述的电缆中间接头，还包括由内到外依次包覆在所述导电锥外部的第二透明绝缘体、应力锥绝缘屏蔽层和金属屏蔽层，光纤设置在所述金属屏蔽层和所述第二透明绝缘体之间，且靠近所述导电锥设置。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的导电锥，内部的第一透明绝缘体和外部的透明导电层的设置，使得局部放电产生的光信号可以直接穿过第一透明绝缘体和透明导电层向外传输至外部信号处理单元，从而实现局部放电的光学在线监测，且由于导电锥整体为透明材质，因此不论何处发生局部放电，光信号均可以以最短的光学路径向外传输，使得导电锥的适用范围广，局部放电监测灵敏度高。
2.本发明提供的电缆终端，在第二透明绝缘体外部缠绕的光纤与导电锥对应设置，保证了由导电锥与电缆的绝缘层和电缆的半导电绝缘屏蔽层的连接处的局部放电产生的光信号可以直接向外传输，并被及时捕捉，从而达到光信号的传输路径最短，减少了传输过程中的衰减，提高了检测的灵敏度。
3.本发明提供的电缆中间接头，一对导电锥相向设置，光纤设置在金属屏蔽层和第二透明绝缘体之间，且靠近导电锥设置。这样一对导电锥局部放电产生的光信号可以分别被不同的光纤接收，进一步提高了检测的效率和准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的导电锥的剖视图；
图2为本发明提供的电缆终端的示意图；
图3为本发明提供的电缆中间接头的示意图。
附图标记说明：
1－第一透明绝缘体；2－透明导电层；3－导电锥；4－笔直部；5－弯折部；6－电缆的绝缘层；7－电缆的半导电绝缘屏蔽层；8－第二透明绝缘体；9－光纤；10－导体连接管；11－高压电极；12－电缆导体；13－应力锥绝缘屏蔽层；14－金属屏蔽层。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
如图1所示的导电锥的一种具体实施方式，包括设置在内部的第一透明绝缘体1和覆盖在外部的透明导电层2，所述透明导电层2完全覆盖所述第一透明绝缘体1。第一透明绝缘体1为向模具中浇注透明硅橡胶制成，然后在固化成型的透明硅橡胶表面通过例如喷涂的方式形成透明导电层2。第一透明绝缘体1和透明导电层2均包括笔直部4和弯折部5两部分，且弯折部5朝向远离导电锥3轴线的方向延伸。
作为一种具体的实施方式，所述透明导电层2为透明导电氧化物涂层，如SnO2、In2O3、ZnO、CdO、Ga2O3、ZnO－SnO2、ZnO－In2O3、In2O3－SnO2、CdO－SnO2、CdO－In2O3、MgIn2O4、GaInO3、CdSb2O6、Zn－In2O3－SnO2、CdO－In2O3－SnO2和ZnO－CdO－In2O3－SnO2涂层中的任一种。透明导电氧化物涂层通过溅射工艺覆盖在第一透明绝缘体1的外部。
作为替代的实施方式，所述透明导电层2还可以为金属纳米线网，如银纳米线网、铜纳米线网、金纳米线网、铜线芯表层镀银纳米线网和镍线芯表层镀银纳米线网中的任一种。透明金属纳米线网通过喷涂的工艺覆盖在第一透明绝缘体1的外部，然后覆盖透明硅橡胶对其空隙进行填充，同时实现金属纳米线网部分与透明硅橡胶部分的良好连接。
如图2所示的电缆终端的一种具体实施方式，包括导电锥3，所述导电锥3套设在电缆的绝缘层6和电缆的半导电绝缘屏蔽层7的连接处，在所述导电锥3和所述电缆的绝缘层6的外部还包覆有作为第二透明绝缘体8的透明硅橡胶制成的应力锥绝缘部分，在所述第二透明绝缘体8外部缠绕有用于接收所述导电锥3与所述电缆的绝缘层6和电缆的半导电绝缘屏蔽层7的连接处的局部放电产生的光信号的光纤9，这是因为导电锥3与电缆的绝缘层6之间的截面如果安装或者设计存在缺陷，是最容易发生局部放电的位置。具体的，所述光纤9与所述导电锥3对应设置，即光纤9设于易发生局部放电位置的光信号向外传输的最短直线距离处。光纤9的一端连接信号处理单元，该信号处理单元要求能够对接收到的光脉冲强度、数量和时间点进行记录，并将该信息发送给设备状态在线监测单元。局部放电产生的光信号沿直线最短距离依次穿过透明的导电锥和透明的应力锥绝缘体，并被缠绕于透明的应力锥绝缘体外部的光纤9接收，传导至信号处理单元，从而实现电缆附件局部放电的光学在线监测。
如图3所示的电缆中间接头的一种具体实施方式，包括一对导电锥3，一对导电锥3的弯折部5相向设置，所述导电锥3套设在电缆的绝缘层6和电缆的半导电绝缘屏蔽层7的连接处，且一对电缆导体12通过连接结构固定。所述导电锥3套设在电缆的绝缘层6和电缆的半导电绝缘屏蔽层7的连接处，在所述导电锥3和所述电缆的绝缘层6的外部还包覆有作为第二透明绝缘体8的透明硅橡胶制成的应力锥绝缘部分，在所述第二透明绝缘体8外部缠绕有光纤9，所述光纤9用于接收所述导电锥3与所述电缆的绝缘层6和电缆的半导电绝缘屏蔽层7的连接处的局部放电产生的光信号。具体的，所述连接结构为套设在电缆的绝缘层6端部的导体连接管10。在导体连接管10的外周套设有高压电极11，高压电极11由不透明半导电硅橡胶材料制作。导电锥3、高压电极11、第二透明绝缘体8和应力锥绝缘屏蔽层13通常通过模具的方式生产为一个整体，而后统一安装到位。在第二透明绝缘体8外部由内到外还依次包覆有应力锥绝缘屏蔽层13和金属屏蔽层14，应力锥绝缘屏蔽层13套设在第二透明绝缘体8的周向上，不与电缆的半导电绝缘屏蔽层7接触；金属屏蔽层14则形成一个封闭结构，套设在应力锥绝缘屏蔽层13的外周，且与电缆的半导电绝缘屏蔽层7接触设置。光纤9设置在所述金属屏蔽层14与第二透明绝缘体8之间，且靠近所述导电锥3设置，在本实施例中，光纤9分别设置在金属屏蔽层14与第二透明绝缘体8之间的靠近端部的位置。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种导电锥，其特征在于，包括：
设置在内部的第一透明绝缘体(1)和覆盖在外部的透明导电层(2)，所述透明导电层(2)完全覆盖所述第一透明绝缘体(1)。
2.根据权利要求1所述的导电锥，其特征在于，所述透明导电层(2)为透明导电氧化物涂层或金属纳米线网。
3.根据权利要求2所述的导电锥，其特征在于，所述透明导电氧化物涂层为SnO2、In2O3、ZnO、CdO、Ga2O3、ZnO－SnO2、ZnO－In2O3、In2O3－SnO2、CdO－SnO2、CdO－In2O3、MgIn2O4、GaInO3、CdSb2O6、Zn－In2O3－SnO2、CdO－In2O3－SnO2和ZnO－CdO－In2O3－SnO2涂层中的任一种。
4.根据权利要求2所述的导电锥，其特征在于，所述金属纳米线网为银纳米线网、铜纳米线网、金纳米线网、铜线芯表层镀银纳米线网和镍线芯表层镀银纳米线网中的任一种。
5.一种电缆终端，其特征在于，包括权利要求1－4任一项所述的导电锥，所述导电锥(3)套设在电缆的绝缘层(6)和电缆的半导电绝缘屏蔽层(7)的连接处。
6.根据权利要求5所述的电缆终端，其特征在于，还包括包覆在所述导电锥(3)和所述电缆的绝缘层(6)外部的第二透明绝缘体(8)，在所述第二透明绝缘体(8)外部缠绕有光纤(9)，所述光纤(9)用于接收所述导电锥(3)与所述电缆的绝缘层(6)和电缆的半导电绝缘屏蔽层(7)的连接处的局部放电产生的光信号。
7.根据权利要求6所述的电缆终端，其特征在于，所述光纤(9)与所述导电锥(3)对应设置。
8.一种电缆中间接头，其特征在于，包括一对权利要求1-4任一项所述的导电锥(3)，一对所述导电锥(3)相向设置，所述导电锥(3)套设在电缆的绝缘层(6)和电缆的半导电绝缘屏蔽层(7)的连接处，且一对电缆导体(12)通过连接结构固定。
9.根据权利要求8所述的电缆中间接头，其特征在于，所述连接结构为导体连接管(10)。
10.根据权利要求8所述的电缆中间接头，其特征在于，还包括由内到外依次包覆在所述导电锥(3)外部的第二透明绝缘体(8)、应力锥绝缘屏蔽层(13)和金属屏蔽层(14)，光纤(9)设置在所述金属屏蔽层(14)与所述第二透明绝缘体(8)之间，且靠近所述导电锥(3)设置。
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