[实用新型]一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种电力系统高压直流输电领域的配合高压直流交联聚乙烯电缆使用的接头，具体涉及一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头。

背景技术

目前，自从1954年世界上第1条连接哥特兰岛与瑞典大陆之间的高压直流输电联络线投入商业运行以来，高压直流输电技术已经得到了极大的发展。但是传统的高压直流输电技术还存在很多缺点：换流站的投资大，移相换流器接线复杂，体积庞大，易发生换相失败，换流电压谐波含量高等。针对传统高压直流输电技术的不足，ABB公司研发了柔性高压直流输电系统。柔性高压直流输电技术是基于电压源换流器（VSC）和绝缘栅双极晶体管（IGBT）的一种适用于小容量输电的新型高压直流输电技术。自1997年3月，世界上第1条柔性高压直流输电测试系统——Hellsjon-Grangesberg工程成功运行以来，柔性高压直流输电技术引起了各国的广泛关注。相继在澳大利亚，丹麦，美国等国建成了柔性高压直流输电工程，这极大地促进了柔性高压直流输电技术的发展。

柔性高压直流输电技术的输电线路采用的是以聚合物为绝缘的塑料电缆。交联聚乙烯（XLPE）以其优越的性能以及在高压交流电缆上的成功运用而成为直流塑料电缆绝缘材料的首选。然而，当交联聚乙烯绝缘材料应用在直流高压下时，会由于材料缺陷，离子离解，电荷注入等原因而在绝缘层内部积聚大量的空间电荷，此空间电荷的存在可能会极大地畸变绝缘层中局部电场，进而导致绝缘的损坏，最终导致电缆系统运行失败。各国学者为研究聚合物中空间电荷的测量，形成机理和抑制措施做了大量的工作，获得了很多有价值的交联聚乙烯材料配方。

电缆附件是连接电缆与电缆或电缆与其他电力设备不可或缺的元件。与电缆本体不同的是，电缆附件（包括电缆接头和终端）中存在双层绝缘介质，而这个交界面的存在更容易积聚空间电荷。双层介质交界面上的空间电荷量主要由各层绝缘材料的介电常数比值与电导率比值间的差值决定，差值越大，则积聚的空间电荷就大，反之，两者比较接近时，积聚的空间电荷就小甚至消除。在不同温度不同电场强度下，材料的介电常数变化非常小，也就是说两种材料的介电常数比值是基本固定的，但是材料的电导率却随着温度和电场强度的变化而显著变化，有时达几个数量级的变化。ABB公司的电缆接头是在交联聚乙烯与三元乙丙橡胶间加入一层具有非线性特性的应力控制层。此控制层保证在不同温度下两个界面上的介电常数比值与电导率比值一致，从而减小界面的空间电荷。然而，研发这样的非线性应力控制层的难度非常大，而且也使直流塑料电缆接头的结构复杂化。

实用新型内容

本实用新型提供一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头，结构简单，体积小，耗材少，与电缆交界面上积累的空间电荷少。

为实现上述目的，本实用新型提供一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头，该接头套设在直流电缆外，其特征是，该接头包含套设在直流电缆外的高压屏蔽层，套设在该高压屏蔽层外的增强绝缘，以及套设在该增强绝缘外的外半导电屏蔽层；

上述的增强绝缘的轴向方向的两端都设有应力锥。

上述的高压屏蔽层采用三元乙丙半导电胶料。

上述的高压屏蔽层的端部采用半圆形结构。

上述的增强绝缘采用三元乙丙橡胶材料。

上述的应力锥采用全弧型结构，该结构的形状符合三次贝塞尔曲线。

上述的外半导电屏蔽层采用三元乙丙半导电胶料。

本实用新型高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头和现有技术相比，其优点在于，本实用新型只设有三层结构，结构简单，体积小，耗材少，便于制造，节省成本；

本实用新型高压屏蔽层采用三元乙丙半导电胶料、增强绝缘采用三元乙丙橡胶材、外半导电屏蔽层采用三元乙丙半导电胶料，使各绝缘层之间的电场分布最优化。

附图说明

图1为本实用新型一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头的结构示意图；

图2为本实用新型一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头的增强绝缘的电导率分布图；

图3为本实用新型一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头的应力锥的贝赛尔曲线图；

图4为本实用新型一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头的应力锥的界面空间电荷分布图；

图5为本实用新型一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头与直流电缆主绝缘交界面轴向切向电场强度分布图；

图6为本实用新型一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头的应力锥曲线上轴向电场强度分布图；

图7为本实用新型一种高压直流交联聚乙烯电缆预制型接头的应力锥曲线上电场强度模值分布图。

具体实施方式