[发明专利]相变控温式高压电缆中间接头连接管在审

专利信息
申请号: 201410296647.3 申请日: 2014-06-27
公开(公告)号: CN104037717A 公开(公告)日: 2014-09-10
发明(设计)人: 郭刚;郝春生;郜志;李雪松;韩卫星;张金彪 申请(专利权)人: 国家电网公司;国网河北省电力公司邯郸供电分公司
主分类号: H02G15/18 分类号: H02G15/18
代理公司: 石家庄国为知识产权事务所 13120 代理人: 米文智
地址: 100031 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 相变 控温式 高压 电缆 中间 接头 接管
【说明书】:

技术领域

发明涉及高压电缆技术领域。

背景技术

随着国家对电力行业投入的进一步加大和城网改造工作的进一步深入,电力电缆得到了越来越广泛的应用。但是,随着电缆使用量的增加,电缆的中间接头剧增,接头处的故障和由此而引发的事故就越来越显露出来。中间接头是高压电缆的薄弱环节,原因在于电缆中间头的制作过程中,电缆末端绝缘被切断,从而引起该处电场发生畸变。畸变的场强在导线连接管以及外护套上将产生相当大的附加损耗,从而加速电缆中间接头的热老化过程,严重时引发电缆接头热故障。

电缆接头热故障可分为外部热故障和内部热故障两类。电缆接头的外部热故障主要指裸露接头由于压接不良等原因,在大电流作用下,接头温度升高,接触电阻增大,恶性循环而造成重大故障隐患。电缆接头内部热故障的特点是故障点密封在绝缘材料或金属外壳中。内部热故障一般都表现为发热时间长而且较稳定,与故障点周围导体或绝缘材料发生热量传递,使局部温度升高而引发热击穿。

另外,电介质在高温作用下,短时间内就能发生明显的损坏。即使温度比短时允许温度低,但作用时间很长时,绝缘性能也常会发生不可逆的变化,这就是电介质的热老化。电缆接头热老化使得绝缘材料的电气和机械性能同时产生劣化,绝缘寿命减少。特别地,热老化还使得材料的伸长率、拉伸强度等机械特性变差。例如,XLPE 材料的拉伸率被认为从初始的400%~600%降低到100%时寿命终止。

高压电缆接头热老化的原因一方面由于其深埋地下,工作环境本身处于密封环境中,其散热困难,造成电缆接头温度居高不下。但其主要原因还是在于高压电缆接头处本身产生的比较大的热量所致,如电能损耗、局部放电引起较大的温升。当电缆在正常负荷运行时,接头内部的温度可达 100℃,当电缆满负荷时,电缆芯线温度达到 90℃,接头温度会达 140℃左右,当温度再升高时,接头处的氧化膜加厚,接触电阻随之加大,在一定通电时间的作用下,接头的绝缘材料碳化为非绝缘物,导致故障发生。

电缆过热故障可引起火灾导致大面积电缆烧损,造成被迫停机,短时间内无法恢复生产,造成重大经济损失。通过对事故的分析,电缆接头过热是引起电缆火灾的直接原因,电缆接头过热是因为接头压接头不紧、接头氧化等导致接触电阻过大,长期的高温运行使绝缘下降并击穿,最后导致电缆火灾的发生。因此有必要采取相应措施控制高压电缆热老化进程,防止电缆接头过热,延长高压电缆及接头使用寿命。温度是电缆接头安全运行的一个十分重要的参数,也是影响其热老化最为重要的因素。实验研究和实际运行经验都表明,降低电缆运行时的导体温度可以延缓电缆接头的热老化速率。综上,改善电缆接头导体连接管的结构、增强电缆接头自冷却能力,是防止电缆接头过热、延长电缆使用寿命的有效方法。

国标GB14315《电力电缆导体用压接型铜、铝接线端子和连接管》对接头连接管做了相关规定。常规连接管均按照该标准设计,分为GT(J)S、GT(J)、GL(J)、GLM(J)四类八种。按国标GB14315设计的常规连接管,考虑了压接后连接管的机械强度、电气性能以及压接工艺等要求,通常可以满足电缆接头热稳定的要求。然而,由于现场操作人员技能水平参差不齐以及实际接头制作千差万别,致使常规设计的连接管及电缆接头很难满足相关电气性能等要求。从而,加速电缆接头热老化,引起接头过热甚至故障等。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种相变控温式高压电缆中间接头连接管,该连接管利用复合相变材料的相变控温功能,降低电缆接头的温度,控制电缆接头热老化进程,避免冲击负荷等造成的电缆接头过热故障,延长电缆的使用寿命。

为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:一种相变控温式高压电缆中间接头连接管,包括管体,所述管体分为内管和外管,在内管和外管之间填充有填充物,所述填充物包括复合相变材料。

进一步的,所述复合相变材料为有机复合相变材料。

进一步的,所述有机复合相变材料为金属基导热增强型复合相变储能材料。

进一步的,所述填充物全部为复合相变材料。

进一步的,所述内管和外管之间设有加强筋。

进一步的,所述加强筋沿圆周方向均布有3条以上,内管和外管的间隙互相连通。

进一步的,所述加强筋、内管和外管均为金属材料。

进一步的,所述加强筋为四条。

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