Концевая муфта кабеля высокого напряжения с пластмассовой изоляцией

 

Использование: конструкции кабельных концевых муфт высокого напряжения, предназначенные для присоединения кабельных линий высокого напряжения к воздушным линиям электропередачи с помощью стандартного аппаратного зажима, конструкции кабельных вводов в трансформаторы и другие аппараты высокого напряжения. Сущность изобретения: концевая муфта кабеля высокого напряжения с пластмассовой изоляцией содержит заполненный изоляционной жидкостью фарфоровый изолятор, концевую разделку кабеля с установленной на нее с натягом усиливающей изоляцией в виде эластомерного элемента, прижимной стакан, верхний и нижний экраны. Нижняя часть внешней поверхности эластомерного элемента, примыкающая к прижимному стакану, имеет диаметр, равный внутреннему диаметру торцевой части прижимного стакана, при условии, что внешний диаметр стакана не превышает диаметр части эластомерного элемента, свободного от прижимного стакана. Нижняя торцевая часть эластомерного элемента имеет фаску в виде конусности внутренней поверхности с углом конусности 20-30^o и высотой, равной толщине цилиндрической части эластомерного элемента, свободной от прижимного стакана. Техническим результатом предложенного изобретения является создание конструкции муфты с высокими электрическими характеристиками при одновременном упрощении процесса ее монтажа. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к кабельной технике, а именно к концевым муфтам, предназначенным для присоединения кабельных линий высокого напряжения к воздушным линиям электропередачи с помощью стандартного аппаратного зажима. Изобретение также может быть использовано в конструкциях кабельных вводов в трансформаторы и другие аппараты высокого напряжения.

Известна концевая муфта кабеля высокого напряжения [Garnituren Fur VPE-isolierte Hoch-und Hochst-spannungskabel, Felten Gulleume, ФРГ, 1984 г.] , содержащая фарфоровый изолятор, заполненный изоляционной жидкостью, концевую разделку с эластомерным элементом, верхний и нижний экраны. Конструкция предусматривает прижатие нижней части эластомерного элемента к концевой разделке ленточным бандажом. При циклических температурных воздействиях ленточный бандаж может быть поврежден, что приведет к нарушению электрического контакта эластомерного элемента и экрана. Кроме этого, наличие ленточного бандажа затрудняет теплоотвод от жилы кабеля к остальным конструктивным частям муфты, что приводит к снижению ее электрической прочности.

Известна концевая муфта кабеля высокого напряжения с пластмассовой изоляцией [Патент РФ N 2064725. Концевая муфта силового кабеля с пластмассовой изоляцией. Вага Н. А. и др.], содержащая заполненный изоляционной жидкостью фарфоровый изолятор, концевую разделку кабеля с усиливающей изоляцией в виде эластомерного элемента, прижимным стаканом на нижней торцевой части эластомерного элемента, полимерным заполнителем пространства между изоляцией кабеля и нижним экраном в виде цилиндрической пористой эластомерной трубки или в виде слоя полимерной пасты. Эта конструкция является наиболее близким техническим решением к заявляемому.

Она имеет следующие недостатки. Прижимной стакан, надвинутый на нижнюю торцевую часть эластомерного элемента, увеличивает внешний диаметр разделки кабеля, что приводит к увеличению радиальных габаритов конструкции. Кроме того, в процессе монтажа прижимного стакана возникает необходимость надвигать его до упора в эластомерный элемент. В связи с эластичностью материала элемента прижимной стакан может быть надвинут больше, чем предусматривается монтажными инструкциями, что приводит к самопроизвольному соскальзыванию прижимного стакана с поверхности эластомерного элемента. Процесс монтажа при этом усложняется.

Помимо этого, в настоящее время нашли широкое применение кабели с проволочными медными экранами, что обусловливает отсутствие необходимости применения пористых эластомерных трубок или паст, улучшающих теплоотвод от изоляции кабеля к нижнему экрану (или к опорной трубе).

Задача изобретения состоит в создании конструкции муфты с высокими электрическими характеристиками при одновременном упрощении процесса ее монтажа.

Технический результат достигается тем, что в концевой муфте кабеля высокого напряжения с пластмассовой изоляцией, содержащей заполненный изоляционной жидкостью фарфоровый изолятор, концевую разделку кабеля с установленной на нее с натягом усиливающей изоляцией в виде эластомерного элемента, выполненного в виде кольца, имеющего конусность верхней части внешней поверхности, охватывающий нижнюю торцевую часть эластомерного элемента прижимной стакан, верхний и нижний экраны, нижняя часть внешней поверхности эластомерного элемента, примыкающая к прижимному стакану, имеет диаметр, равный внутреннему диаметру торцевой части прижимного стакана, при условии, что внешний диаметр стакана не превышает диаметр части эластомерного элемента, свободной от прижимного стакана, и нижняя торцевая часть эластомерного элемента имеет фаску в виде конусности внутренней поверхности с углом конусности 20 - 30^o и высотой, равной толщине цилиндрической части эластомерного элемента, свободной от прижимного стакана.

По одному из вариантов образующая внутренней поверхности прижимного стакана соответствует формуле P(х) = А + С(B-х)² где А = -1,8•10^-4 - 10^-2; C = 55,2 - 70,0; B - толщина стенки эластомерного элемента в точке перехода от прижатой части эластомерного элемента к свободной его части; х - текущая координата образующей внутренней поверхности прижимного стакана.

В предлагаемой конструкции предусматривается уменьшение толщины стенки нижней торцевой части эластомерного элемента для обеспечения выравнивания диаметров внешней образующей эластомерного элемента и прижимного стакана. Переход от утонченной стенки торцевой части эластомерного элемента к утолщенной (заданной) части выполнены в виде контрольного выступа с углом наклона образующей 45 - 65^o и высотой, равной толщине стенки прижимного стакана в области примыкания к контрольному выступу. Контрольный выступ значительно облегчает монтаж прижимного стакана, давая возможность избежать излишней деформации нижней торцевой части эластомерного элемента и в связи с этим соскальзывания прижимного стакана.

Для предотвращения диффузии изоляционной жидкости в зону контакта эластомерного элемента и опорной трубы предусматривается наличие фаски в виде конусности внутренней поверхности с углом конусности 20 - 30^o и высотой, равной толщине цилиндрической части эластомерного элемента, свободной от прижимного стакана. Наличие фаски существенного облегчает монтаж опорной трубы. Профиль внутренней образующей прижимного стакана, имеющей вид кривой, соответствующей формуле, указанной выше, обеспечивает плотное прижатие внутренней поверхности торцевой части эластомерного элемента к опорной трубе, что обеспечивает надежность контакта эластомерного элемента и опорной трубы в эксплуатации.

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором представлен общий вид муфты. Муфта содержит верхний экран 1, фарфоровый изолятор 2, изоляционную жидкость 3, изоляцию 4 кабеля, эластомерный элемент 5, прижимной стакан 6, нижний экран 7, опорную трубу 8, корпус муфты 9, контрольный выступ 10.

Ниже приводятся сведения, подтверждающие промышленную применимость изобретения.

Предварительно изготовленный и испытанный на предприятии эластомерный элемент 5 в составе монтажного комплекта поступает в эксплуатационную организацию. Процесс монтажа концевой муфты сводится к надвиганию эластомерного элемента на кабель с помощью специальных диэлектрических смазок. Затем происходит монтаж опорной трубы 8, прижимного стакана 6, корпуса муфты 9, фарфорового изолятора 2, нижнего экрана 7, изоляционной жидкости 3, верхнего экрана 1.

Трудоемкость монтажа предлагаемой муфты существенно снижена за счет отсутствия необходимости вести изготовление усиливающей изоляции на месте монтажа, где обязательно присутствует такой фактор, как квалификация монтажного персонала. Время монтажа предлагаемой концевой муфты по сравнению, например, с временем монтажа концевой муфты, имеющей пластмассовую усиливающую изоляцию, снижено в 6 раз и составляет около 8 часов.

Формула изобретения

1. Концевая муфта кабеля высокого напряжения с пластмассовой изоляцией, содержащая заполненный изоляционной жидкостью фарфоровый изолятор, концевую разделку кабеля с установленной на нее с натягом усиливающей изоляцией в виде эластомерного элемента, выполненного в виде кольца, имеющего конусность верхней части внешней поверхности, прижимной стакан, охватывающий нижнюю торцевую часть эластомерного элемента, верхний и нижний экраны, отличающаяся тем, что нижняя часть внешней поверхности эластомерного элемента, примыкающая к прижимному стакану, имеет диаметр, равный внутреннему диаметру торцевой части прижимного стакана, при условии, что внешний диаметр стакана не превышает диаметр части эластомерного элемента, свободной от прижимного стакана, а нижняя торцевая часть эластомерного элемента имеет фаску в виде конусности внутренней поверхности, с углом конусности 20-30^o и высотой, равной толщине цилиндрической части эластомерного элемента, свободной от прижимного стакана.

2. Концевая муфта кабеля по п.1, отличающаяся тем, что образующая внутренней поверхности прижимного стакана соответствует формуле Р(х)=А+С(В-х)², где А=-1,8•10^-4-10^-2; С=55,2-70,0;
В - толщина стенки эластомерного элемента в точке перехода от прижатой части эластомерного элемента к свободной его части;
х - текущая координата образующей внутренней поверхности прижимного стакана.

РИСУНКИ

Рисунок 1