专利名称：电缆终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及电力电缆工程中使用的电缆连接附件技术领域，特别是涉 及一种电力户内冷缩式电缆终端。
背景技术：
随着城市建设的迅速发展，电力电缆在配电系统中的应用越来越广 泛，空气开关柜数量逐步增多，户内电缆终端的用量也相应增多。在电缆 终端与变压器、配电设备、其它分支设备连接时，往往需要剥离电缆的外 护套、内护套等。此外，为防止连接后电场集中而导致高压击穿，需要使 电缆终端的电场分散，因此对电缆终端的绝缘性能有一系列要求。当前市 场上主要是以冷縮终端产品主。冷縮的户内电缆终端分为两类， 一种是以
高介电常数为电应力控制的电缆终端；另一种是以应力锥为电应力控制的 电缆终端。
冷缩终端出厂时进行了预扩张并在安装后收缩在电缆绝缘体上，通过 橡胶收縮到原来的直径以对电缆施加向内的径向压力。这种径向压力在保 证了优异的密封同时还提高了电缆终端的绝缘性能。冷缩终端在安装到电 缆之后，通常其扩张率在30%到150%之间。在出厂时，他们装在可抽出 式的螺旋结构的支撑芯绳上，其扩张率在200%到300%之间。
户内冷縮终端的设计要考虑到很多方面的因素，比如使用环境、安装 海拔高度、以及运行的电压等级等。除此之外，还有以下几个方面的因素
1) 密封性，冷縮终端本身对电缆的径向压力可以起到密封的作用。
2) 电场控制，电缆终端的电场最集中的位置是在绝缘屏蔽断口处，主 要采用参数法和几何法降低屏蔽断口的电应力。
图1和2示出了参数法采用高介电常数材料的电应力控制的传统电缆 终端100的立体示意图和纵向剖视图。该电缆终端包括绝缘管110以及套 设在绝缘管110内的应力控制管101。包括绝缘层102和电缆芯线103的电缆的连接端105穿过绝缘管110和应力控制管101。该连接端105例如
通过一接线片连接到诸如变压器、配电设备之类的户内电器设备上。在这
种连接结构中，从连接端105至应力控制管101内部的一定长度内，将形 成绝缘屏蔽断口 104。而且，越是靠近该绝缘屏蔽断口 104的位置，其电 场强度越强，反之，越是远离绝缘屏蔽断口 104的位置，强电场强度越弱。 为了保证产品的抗击穿特性，需要确保绝缘管110具有足够的长度，例如 在施加10kV电压等级的情况下，绝缘管110的长度一般要求大于250mm。
图3和4示出了几何法采用应力锥结构的应力控制的电缆终端200的 立体示意图和纵向剖视图。该电缆终端包括绝缘管210、以及设置在绝 缘管210内的应力锥201，其中在绝缘管210的外壁上部分地设有环状的 多个裙缘203。其中多个裙缘203在绝缘管210的外壁上突出地形成并相 互隔开。包括绝缘层204和电缆芯线205的电缆的连接端202穿过绝缘管 210和应力锥201。该连接端202例如通过一接线片连接到诸如变压器、 配电设备之类的户内电器设备上。在这种连接结构中，从连接端202至应 力控制管210内部的一定长度内，将形成绝缘屏蔽断口 206。
上述电缆终端200的制造工艺如下首先在一副模具中制造应力锥 201，然后再把制成的应力锥201放在另一副模具中制成绝缘管210以及 裙缘203，并通过注射或模压使绝缘管210与应力锥201成型为一体，从 而制成最终产品。
在电缆终端200中，其绝缘部分为带裙缘203的由硅橡胶制成的绝缘 管210，由于采用了应力锥201进行电应力控制，降低了在绝缘屏蔽断口 206处及其周围形成的电场的强度。例如，在施加10kV电压等级的情况下， 绝缘管210长度一般要求大于190mm。
3) 降低沿面放电。硅橡胶作为冷缩电缆终端的绝缘管的制作材料， 因为具有较强的憎水性，可以在电缆终端的外表面上防止水通道的形成， 从而降低了沿该外表面进行放电。
4) 延长漏电爬电距离。漏电爬电距离是从高压端到终端接地处的总 长度。对于污染较高的地域，需要采用具有特殊设计结构的边缘结构，或 者增加裙缘数量的方式来满足对漏电爬电距离长度的要求，以延长电缆终 端的使用寿命。
4在上面提到的包括具有高介电常数的电应力控制管的户内电缆终端 中，以挤出成型法制成绝缘管110，其制作工艺简单，效率高成本低。电 应力控制部分以应力管或应力胶带或应力泥为主，无论哪种形式，其制作 材料的介电常数值一般都应大于10。若以应力橡胶管为应力控制管，也可 以采用挤出成型方式。
对于具有应力锥为电应力控制部分的户内电缆终端100，其裙缘203 提供了足够的爬电距离，提高了终端的冲击特性。但在电缆终端200的生 产过程中，应力锥和外部绝缘管需要在模腔内硫化，并且由于裙缘203之 间存在间距，不能采用挤出成型工艺，而是需要开模脱模，因此时间往往 耗费的较长，因此效率制作较低。
相比而言，在保证同样的电性能的前提下，电缆终端100的绝缘管110 的长度要比电缆终端200的绝缘管210长度长许多。但电缆终端100的制 作工艺要比电缆终端200简单一些。也就是说，传统的电缆终端虽然解 决了结构或制造工艺上的困难，但都无法同时解决结构和制造工艺的问 题。
实用新型的内容
为解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供一种电缆终端， 其尺寸小、且制造工艺简单。
为实现本实用新型的上述和其它目的、效果和优点，提供一种电缆终 端，包括绝缘管以及应力控制管，所述应力控制管安置在所述绝缘管内， 并且所述应力控制管的长度不大于所述绝缘管的长度，在所述绝缘管的外 壁上一体地形成至少一个连续的螺旋状突起。
在上述电缆终端中，所述突起在所述绝缘管的外壁上突起的高度不小 于3mm，进一步地在3-10mm的范围内。
在上述电缆终端中，所述突起形成在所述绝缘管的整个长度上或者形 成在所述绝缘管的部分长度上。
上述电缆终端进一步包括支撑芯绳，所述支撑芯绳包括呈螺旋状的 支撑体，所述支撑体弹性地支撑所述绝缘管和应力控制管的内壁；以及抽 头，所述抽头从所述支撑芯绳的第一端延伸到第二端，并从所述第二端伸出。
在上述电缆终端中，所述支撑体的长度不小于所述绝缘管的长度。 在上述电缆终端中，所述应力控制管为圆筒形结构。 在上述电缆终端中，所述支撑芯绳由刚性聚合材料制成。
在上述电缆终端中，所述应力控制管的介电常数值处于10-25的范围内。
在上述电缆终端中，所述绝缘管和应力控制管由弹性橡胶材料制成。 根据本实用新型的户内冷缩电缆终端，由于裙缘式的突起结构呈连续 的螺旋结构，由此可以采用螺旋挤出工艺制成设有这种裙缘的绝缘管，这 样可以节约采用模压或注射制成绝缘管时成型工艺中的开模和脱模时间， 同时也避免了模压或注射成型工艺中的飞边及残留在流道中的橡胶，确保 了生产的连续性和持久性，并且成型快，效率高。而且，本实用新型的电 缆终端的整体长度较短，在不减小漏电爬距的前提下，可适用于任何狭小 的安装环境，提高了电缆终端电气性能，增强电缆终端的可靠性。
本发明将参照附图来进一步详细说明，其中
图l是传统电缆终端的第一种实施例的连接到电缆时的立体示意图2是图1的纵向剖视图3是传统电缆终端的第二种实施例的连接到电缆时的立体示意图； 图4是图3的纵向剖视图5是根据本实用新型的电缆终端的第一种实施例的纵向剖视图，图 中包括支撑芯绳；
图6是图5中所示电缆终端的绝缘管的纵向剖视图7是图5所示的电缆终端连接到电缆时的立体示意图8是图7的纵向剖视图9是根据本实用新型的电缆终端的第二种实施例的立体示意图；以
及
图10是图9的纵向剖视图。
结合附图并参照本实用新型的优选实施例，本领域的技术人员能更好地理解本申请的进一步的公开、目的、优点和方面，所给出的这些附图和 实施例只是为了说明的目的。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的示例性实施例。附图中相同的附 图标记表示相同的部件。
通过上面背景技术部分的分析，本领域的技术人员可以理解，如果使 包括由高介电常数的材料制成的电应力控制部分的户内电缆终端缩短，则 需要设置从绝缘管外表面上突起形成裙缘来增加漏电爬电距离；另一方 面，如果使包括应力锥的电应力控制部分的户内电缆终端的制造工艺简 单，最好采用挤出成型工艺制造绝缘管。
图5-8示出了根据本实用新型的电缆终端的第一种示例性实施例。该
电缆终端IO，包括绝缘管2，所述绝缘管2的外壁上一体地形成有一条
连续的螺旋状的突起，例如裙缘9;以及应力控制管3，所述应力控制管3 套设在绝缘管2内，并且其长度小于绝缘管2的长度。裙缘9在绝缘管2 的外壁上一体突起的高度一般不小于3mm，进一步地突起的高度在3 — lOmrn 范围内，这种突出的裙缘9结构的设置可增加漏电爬电距离，从而縮短绝 缘管2的长度，减小整个电缆终端的尺寸。可以理解的是，当绝缘管壁厚 增加时，突起的高度可以相应增加。
绝缘管2和应力控制管3都由例如硅橡胶、三元乙丙橡胶之类的弹性 橡胶材料制成，这样制成的绝缘管2具有良好的电绝缘性能和良好的弹性。 特别是，应力控制管3的介电常数值处于10-25的范围内。由于裙缘9呈 连续的螺旋形状一体地形成在绝缘管2的外壁上，因此在制作绝缘管2时， 可以利用具有连续螺旋槽的预制的注塑模具一次性地旋转挤出成型，从而 节约了制造绝缘管2的时间。
在一种实施例中，裙缘9形成在绝缘管2的整个长度上。但可选地， 裙缘9也可以形成在绝缘管2的部分长度上。在图5-8的电缆终端的第一 种实施例中示出了一条连续的裙缘9突出地形成在绝缘管2的外壁上。在 电缆终端的第二种实施例中，参见图9和10，也可以在绝缘管2的外壁上 突出地形成两条连续的裙缘11和12。由此可以理解，可在绝缘管2的外壁上形成3条或者更多条这样的裙缘，以增加相邻裙缘之间的间距。
进一步地，根据本实用新型的电缆终端还包括由例如PP、 PE之类的 刚性聚合材料制成的支撑芯绳，支撑芯绳包括呈螺旋状的支撑体4，所
述支撑体4套设在绝缘管2和应力控制管3内并刚性地支撑绝缘管2和应
力控制管3的内壁；以及抽头l，所述抽头1从支撑芯绳的第一端延伸支
撑芯绳的第二端，并从所述第二端伸出。 一般地，支撑芯绳的支撑体4由
一根具有刚性的带条缠绕成螺旋管而形成，并且该带条的一端从支撑体的 第一端穿过支撑体的内部延伸到第二端并从第二端伸出，从而形成抽头1。
支撑体4的长度不小于绝缘管2的长度，从而可以使支撑体4贯穿整个绝 缘管2。进一步地，支撑体4的外径比未撑开的绝缘管2的内径大，从而 可以使支撑体4可以先后插入撑开后的应力控制管3和绝缘管2内，从而 对绝缘管2和应力控制管3进行支撑。
下面描述采用根据本实用新型的电缆终端将电缆连接至诸如变压器、 配电设备、其它分支设备之类的电气设备连接的操作过程。
图6为未撑开的设有一条连续的螺旋式裙缘9的绝缘管2的纵向剖视 图。图6中的绝缘管2为内部中空的管。在此情况下，将全部应力控制管 3压縮配合到绝缘管2内，之后再使支撑体4穿过绝缘管2和应力控制管 3。之后，将根据本实用新型的电缆终端套入直径小于支撑体4的电缆上， 然后用力拉抽头l，此时螺旋结构的支撑体4从第二端开始逐渐释放，并 最终把全部冷縮支撑芯绳4拉出。在支撑体4逐渐释放的过程中，绝缘管 2和高介电常数的应力控制管3在自身弹性回縮应力下紧压电缆的绝缘层 6。由于电缆的绝缘层6的直径大于未扩张的绝缘管2和应力控制管3的 内径，从而使绝缘管2和应力控制管3牢固地保持住包括绝缘层6的电缆。 此时，安装了电缆的本实用新型的电缆终端如图7和8所示。关于支撑芯 绳的结构及其操作方式可参见美国专利文献US6015629A，其公开的内容在 本实用新型中全部参考引入。
当根据本实用新型的电缆终端通过连接片连接至电气设备时，可在应 力控制管3内邻近电气设备的一端产生绝缘屏蔽断口 7。并且这种具有高 介电常数的应力控制管3可改变绝缘屏蔽断口 7处的电力线或等位线的折 射率，使得它们在绝缘屏蔽断口7处的分布更为稀疏。通过改善电场线分布，可以极大的降低电缆终端表面的应力，从而提高电缆终端的整体性能。
通过采用ANSYS有限元软件进行电场分析，将根据本实用新型的螺旋 式10kV户内电缆终端安装在电缆上之后，模拟电缆和本实用新型的电缆 终端的电场和电势分布情况。分析时，以螺旋式电缆终端的长度190mm为 例，其最短爬电距离约为246誦，安装在8. 7/15kV 240mm2的电缆上，介 电常数值为20的应力控制管的长度为140腿，在距应力控制管3的邻近电 气设备的一端的距离为35mm的位置处形成绝缘屏蔽断口。依据以上条件 建模，运算后结果如下
电缆绝缘屏蔽断口处的等位线分布稀疏，最大场强为2.685kV/mm，表 明本实用新型的电缆终端的结构设计是合理的。
通过以上模拟分析，可以确定本实用新型的具有螺旋型裙缘的户内电 缆终端足以满足8.7/15kV及以下电压等级电缆的使用要求。进一步地， 本实用新型的电缆终端也可适用于35kV及以下电压等级电缆的使用要求。 综上所述，根据本实用新型的户内冷縮电缆终端，由于裙缘呈连续的 螺旋结构，由此可以采用螺旋挤出工艺制成设有这种裙缘的绝缘管，这样 可以节约了采用模压或注射制成绝缘管时成型工艺中的开模和脱模时间， 同时也没有模压或注射成型中的飞边及残留在流道中的橡胶，确保了生产 的连续性和持久性，并且成型快，效率高。电缆终端出厂时，绝缘管和应 力控制管都被支撑芯线扩张。安装时，可简单地拉出支撑芯线，并使绝缘 管和应力控制管牢固地保持住电缆，因此大大提高了电缆终端与电缆的安 装的方便程度。且电缆终端的整体长度较短，在不减小漏电爬距的前提下， 可适用于任何狭小的安装环境。在同样绝缘长度的情况下，这种户内电缆 终端能提供更长的爬电距离，加上高介电常数控制电应力的特点，更加提 高了电缆终端电气性能，增强电缆终端的可靠性。
因此，对本发明的描述本质上仅仅是示范性的，且由此没有偏离本发 明的要旨的变化也在本发明的保护范围内。
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权利要求1、一种电缆终端，包括绝缘管以及应力控制管，所述应力控制管安置在所述绝缘管内，并且所述应力控制管的长度不大于所述绝缘管的长度，其特征在于，在所述绝缘管的外壁上一体地形成至少一个连续的螺旋状突起。
2、 如权利要求1所述的电缆终端，其特征在于所述突起在所述绝缘 管的外壁上的高度不小于3画。
3、 如权利要求2所述的电缆终端，其特征在于所述高度在3-10mm的 范围内。
4、 如权利要求1所述的电缆终端，其特征在于所述突起形成在所述 绝缘管的整个长度上。
5、 如权利要求1所述的电缆终端，其特征在于所述突起形成在所述 绝缘管的部分长度上。
6、 如权利要求1-5中的任一项所述的电缆终端，其特征在于进一步 包括支撑芯绳，所述支撑芯绳包括呈螺旋状的支撑体，所述支撑体弹性地支撑所述绝缘管和应力控制管 的内壁；以及抽头，所述抽头从所述支撑芯绳的第一端延伸到第二端，并从所述第 二端伸出。
7、 如权利要求1-5中的任一项所述的电缆终端，其特征在于所述应 力控制管为圆筒形结构。
8、 如权利要求6所述的电缆终端，其特征在于所述支撑芯绳由刚性 聚合材料制成。
9、 如权利要求1-5中的任一项所述的电缆终端，其特征在于所述应 力控制管的介电常数值处于10-25的范围内。
10、 如权利要求l-5中的任一项所述的电缆终端，其特征在于所述绝 缘管和应力控制管由弹性橡胶材料制成。
专利摘要提供一种电缆终端，包括绝缘管，在所述绝缘管的外壁上一体地形成有至少一个连续的螺旋状突起；以及应力控制管，所述应力控制管套设在所述绝缘管内，并且所述应力控制管的长度不大于所述绝缘管的长度。裙缘在所述绝缘管的外壁上突起的高度不小于3mm。本实用新型的电缆终端尺寸小、且制造工艺简单。
文档编号H02G15/02GK201332254SQ20092000140
公开日2009年10月21日 申请日期2009年1月6日 优先权日2009年1月6日
发明者崎 苏 申请人:3M创新有限公司