专利名称：电缆终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及如独立权利要求的前序部分所述的电缆终端，尤其是用于高压的户外终端。
现有各种形式的终端。较早的实施形式具有陶瓷绝缘和油-或其它化学填料。这种终端有以下缺点机械上不很坚实，并且由于可能的材料泄漏而不满足如今的环保要求。EP 667665 B1描述了一种无油填充的终端。这个终端的主要特征是一个硬的传导件，它被设计来承受横向力。力的传递由硬传导件上的开放连接通过具有场控制-和绝缘装置的基体到支座上实现。在终端一尤其是在硬传导件的范围内一的表面不存在场控制涂层。
本发明的目的在于给出一种电缆终端，尤其是一种高压-户外终端，它可以廉价地生产，并且机械上稳定，电气上可靠地被控制。
上述任务由独立权利要求所述的特征完成。其它权利要求给出进一步的实施形式。
终端在一侧安装在一个底端保护壳(Fussarmatur)上，最好固定在一个横梁上。在底端保护壳上构成用于固定电缆与一个终端内部的电气引线的装置。在前端保护壳(Kopfarmatur)上具有固定电导体与电气引线的装置，存在用于电气连接电缆屏蔽层与地的装置和场控制及隔离在电缆终端的不均匀的电位过渡的装置。
绝缘体通常在其表面上载有具有起凸表面(屏蔽盘)的合成橡胶材料(最好是硅树脂橡胶)。绝缘体的长度，尤其是其直径如此选择使得在满工作电压下满足足够的绝缘和避免大气火花放电的要求。此要求如此被满足绝缘体表面用与电压有关的控制涂层覆盖。控制层基于微型压敏电阻最好是氧化锌(ZnO)-微型压敏电阻构成(WO 9726693 A1)。在优化实施形式中采用ZnO-陶瓷-微粒，它以60至75的重量百分比加入聚合物基体中。ZnO-微粒用10％数量级基于Bi、Cr、Sb、Co、Mn和其他可能成分的氧化物添加少量混合氧化物。聚合物可以是硅树脂橡胶或聚乙烯，视载体的基础材料而定。在此情况下构成控制涂层的层设计在构成屏蔽盘的绝缘体的外壳的内部。利用本发明的这一层实现了如此改变电位分布场力线在终端的上端更强，从而通过被改变的电场分布避免了在电缆导体连接处的电击或过电压。与场强有关的控制层的作用被说明在“电学经济”(Elektrizittswirtschaft)的文章中(99(2000)，第68-73页)。
绝缘体固定在底端保护壳上。此固定方法相同于现有技术(EP667665 B1)。通常用于电气连接屏蔽层和地的装置以及用于场控制(场控制体)和隔离电缆终端不均匀的电位过渡的装置被应用。主要的是在固定到底端保护壳上时，存在的电缆终端与场控制-和隔离件之间的空腔通过与底端保护壳的机械张紧而被排除。
设计为管或栓的电气引线通过接触件与电缆导体连接，并且电气引线，绝缘体和前端保护壳构成进行安装的单元。具有接触件的电气引线，绝缘体和前端保护壳单独被形成。前端保护壳主要由一个导电的终端盘和一个导体连接管组成，在其中可以带有螺纹，用于固定吊环。电气引线最好在焊接过程中(或通过另一个固定的机械连接)固定在终端盘的内部。由绝缘材料构成的绝缘体被粘接到前端保护壳上。如此形成的单元在吊环上用一台起重机举到安装位置上，并且从上面下降到终端的已准备好的下面部分上。构成一个单元的结构的下面区域的部分的尺寸如此设计，使得它们在装接时自行滑入底端保护壳上的基础结构中。
最好用螺钉固定触点接收器在电缆导体上。至电气引线的接插连接形式的接触通过接触薄片形成。此接插连接不是为使力作用在终端上而设计的。为此在上述结构中绝缘体被如此构造和确定尺寸，使得它能承受所有机械力，而接插连接是不受机械应力的。典型的横向力大小以5kN计算，机械设计在此值下进行。
绝缘体由浇注树脂或其它合适的材料形成。它可以材料上被强化，例如用玻璃纤维。从底边直至接触件的高度，绝缘体完全被材料填充。最好在绝缘体的内部形成一个空腔。空腔(空间填充)的横截面可以线性地或以漏斗形曲线向前端保护壳减小。通过这个空腔构造可以保持小的重量，然而壁厚只能减小到能承受弯曲力。在一个优化实施形式中空腔的内表面涂覆一个导电涂层。
组装的主要步骤如下-准备电缆端部，剥皮和露出电缆导体，-在电缆导体上安装触点接收器，-固定此基础结构在底端保护壳上，-借助于起重机举起由绝缘体，前端保护壳和电气引线组成的安装-单元，-降下安装-单元到固定在底端保护壳上的基础结构上，-各部分自行定位，-固定和支张安装-单元到底端保护壳上，并且-通过一个电流接线柱固定自由导体到前端保护壳上。
户外终端的实施形式描述在附图中，附图中
图1是具有不变的外直径的第一实施形式，图2是具有分级的外直径的第二实施形式，图3右半图和左半图示出具有不同外部轮廓的实施形式，以及图4示出两个法兰盘-实施形式。
本发明的终端-例如对于145kV的额定电压和1200mm2的导体横截面-由一个最好由浇注树脂构成的绝缘体50组成，它在内部有空腔56。在下部区域可见，在电缆芯线(导体12和导体绝缘15)的终端，场控制-(36)和绝缘件51的结构以专业人员所熟知的构造实现。
高压电缆10被引入户外终端8的下部区域。电缆的屏线11与底座20的法兰盘20′电气接触，底座通过绝缘体21安装在塔的横梁上。
如图1所示，绝缘体50的直径在其整个长度上，尤其是在下部区域内(参见图3中53)通过利用与电压有关的控制涂层64保持小的数值。控制涂层经过从地电位到高压电位绝缘体的整个长度。为了获得最佳的控制作用，层壁可以不同厚度涂覆。外场强在所有运行状态下低于规定的临界值。
如前所述由ZnO-微粒构成的层被添入到一个硅树脂基体或者到一个适合作为绝缘体材料的基体(例如聚乙烯)中。控制涂层位于绝缘体内部表面，在控制涂层上是屏蔽盘。
绝缘体50可由两个相互粘接的具有不同材料特性的部分(51′，51″)组成，下面部分51″(从底部附件上的固定处，直至电缆导体上接触件的高度)不被屏蔽盘覆盖而露在环境中；这对于户外应用是合适的。上面部分51′可由一种简单材料组成，因为这个区域在所有情况下覆盖屏蔽盘62。对于具有直到底部附件的屏蔽盘62.1的实施形式构成一个外部的保护外壳，从而对这个区域也可利用绝缘体的简单材料特性。
绝缘体59的外-轮廓59最好在整个长度上是圆柱形。根据外部的场控制涂层64的外形和质量，绝缘体可设计为有不同的直径(下部更大而上部减小，其中间锥形过渡，参看图2和3)。户外终端8的外表面被用由RTV-或LSR-硅树脂橡胶构成的屏蔽62覆盖。空腔56的内表面54可设计成导电的。它可由以下材料形成导电漆，导电的等离子体涂层，金属-膜(薄片)，金属化或埋在树脂中的金属织物。表面54位于高压电位上。这个设计的优点在于，即使在空腔中形成冷凝水的情况下也能保持电气安全性，因为在上述高压电位下电场关系是一致的。
埋在浇注树脂体50中的触点接收器包括在载流管32下端的终端接触点30。此管一直被引至前端保护壳70，并在那里被固定。在终端上部区域盖着一个机械和电气紧密的终端盖71。
从下部区域53中构成整个体积的基体到空腔的过渡中电缆导体12和电气引线32之间被连接。连接器30在下部夹紧自由的电缆导体。电缆导体14的电流通过触点接收器17到管32上。最好在电缆导体和电气引线间有可移动的接触-和夹紧件。连接器30和接触薄片42间的通道可借助于O-环填充。
场控制体33由硅树脂橡胶构成，并且与其控制件36一起安置在导体绝缘14和导电层15的终端的过渡区上。本发明的优点在于绝缘体50具有圆柱体外形59。绝缘体在上部区域中在其长度方向上有恒定的外径。在下部区域(51)中它接收场控制体33，并且用螺钉固定在底座20(法兰盘)上。在绝缘体的上部区域中在其内部构成空腔56，它的内表面54被设计成导电的。空气可以进入空腔中。
绝缘体50在具有一个底板或法兰盘的底座20中用螺钉固定在支柱29上(例如通过绝缘支撑21固定在横梁上)。此外，绝缘体的下部区域也可成型为浇注体，它可插入到法兰盘中。
图3中右半图示出在下部区域53中具有球状加厚的绝缘体的实施形式。用于接地的金属环26在此结构中可以仍然具有不变的直径。在球状区域53中可以有屏蔽盘62.1(62.2)。
图4A和4B示出不同形式的法兰盘。绝缘体在法兰盘上的固定用多个螺钉连接23(图2和图3)实现。通过拧紧螺钉，所提到的安装单元被弹簧件44支张开(见图3)，从而在场控制体区域中存在的空腔被完全消除。标号24(图3)表示用于接地的绝缘体表面在横梁29上的接地连接。在绝缘体的底部安装一个金属环26(见图3)。金属环26通过螺钉连接与接地连接24接触。
标号8终端，10高压电缆，11电缆的屏蔽线，12电缆导体，14导体绝缘，15电缆绝缘上的导电层，16，电缆芯线，17触点接收器(电缆导体上的接线件)，18底端保护壳上的电缆固定，20，20′，20″底端保护壳(法兰盘)，21绝缘，23绝缘体的拧紧，24接地连接，26金属环(在外导体层和地之间的接触)，29横梁，30连接器(接插连接器)，32导电的接线柱或管，33场控制体，34电极，36场控制漏斗，42接触薄片，44弹簧件，50绝缘体，51，51′上部/下部，53下部区域，54内表面，56空腔，58导电涂层，59外形，62屏蔽盘，62.1下部区域中的屏蔽盘(图3)，62.2中间部分的屏蔽盘(图3)，64导电层-外部，65导电层与地的连接，70前端保护壳，71终端盖，72导体固定。
权利要求
1.用于电缆(10)的电缆终端(8)，尤其是户外终端，具有一个电缆导体(12)，一个电缆绝缘体(14)，一个导电层(15)和一个电缆屏蔽(11)，其中终端(8)在一侧安装在底端保护壳(20)上，具有用以固定电缆(10)到底端保护壳(20)上的装置(18)，具有在终端(8)内部的电气引线(32)，具有一个前端保护壳(70)，用于电导体与引线(32)的固定，具有将电缆屏蔽(11)接地的装置(30)，具有用于在电缆终端上电位过渡的场控制-(34，36)和场隔离装置，具有一个绝缘体(50)，具有固定绝缘体(50)在底部附件(20)上的装置(23)，其中电气引线(32)通过接触件(17，30)与电缆导体(12)连接，其特征在于，在固定到底部附件(20)上的区域(23)至接触件(17)的高度之间的绝缘体(50)被材料填充，并且填充向着前端保护壳(70)减少，这样形成一个内部空腔(56)，并且绝缘体(50)的表面被一个与电压有关的场控制层(64)覆盖。
2.如权利要求1所述的电缆终端，其特征在于，场控制层(64)基于微型压敏电阻构成。
3.如权利要求2所述的电缆终端，其特征在于，氧化锌(ZnO)-微型压敏电阻被用作微型压敏电阻。
4.如以上权利要求中任一项所述的电缆终端，其特征在于，场控制层(64)经过绝缘体(50)的整个长度。
5.如以上权利要求中任一项所述的电缆终端，其特征在于，绝缘体(50)被设计来承受终端(8)上的机械力。
6.如以上权利要求中任一项所述的电缆终端，其特征在于，电缆导体(12)和引线(32)之间的连接(17，30)实现为接插连接。
7.如权利要求5所述的电缆终端，其特征在于，空腔(56)的内表面(56)涂覆一个导电涂层(58)。
8.如以上权利要求中任一项所述的电缆终端，其特征在于，绝缘体(50)由浇注树脂形成。
9.如以上权利要求中任一项所述的电缆终端，其特征在于，电气引线(32)被设计为管。
10.如以上权利要求中任一项所述的电缆终端，其特征在于，电缆导体(14)上的接触件(17)是薄片-接触。
全文摘要
本发明涉及在一侧安装的户外终端(8)。在底部附件(20)上构成用于固定电缆(10)与终端内部的一个电气引线(32)的装置(18)。此外通常用于电气连接电缆屏蔽到地的装置和用于场控制(场控制体33)和隔离电缆终端上不均匀的电位过渡的装置被应用。实现为管或栓的电气引线(32)通过接触件(42)连接于电缆导体(12)。引线(32)，绝缘体(50)和前端保护壳(70)构成安装单元。终端的表面被与电压有关的场控制层(64)覆盖。
文档编号H02G1/02GK1398449SQ01804676
公开日2003年2月19日 申请日期2001年2月9日 优先权日2000年2月9日
发明者尤依·阿曼波尔, 沃尔夫冈·贝尔茨, 格哈特·豪普特, 伯恩哈德·辛德勒, 鲍杜·博特切 申请人:Nkt电缆有限公司, 迪库雷坎姆电子有限公司