CN108885235A - 用于电力导体的弹性套筒 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于使电力网络中的HV/MV电力导体电绝缘的弹性套筒(1),所述弹性套筒包括:a)可收缩或可伸展的弹性套筒主体(10);b)所述套筒主体中的接收空间(20),该接收空间用于接收所述电力导体;c)形成于所述套筒主体中的空腔(30);以及d)分配器组件(40),所述分配器组件至少部分地布置在所述空腔中并且包括多个分立阻抗元件,所述多个分立阻抗元件能够作为分压器来操作以用于感测所述电力导体的内部导体的电压。
Description
本发明涉及与电力网络方位绕中的高压(HV)或中压(MV)电力导体一起使用以用于在国家电网中分配电能的分压器。本发明尤其是涉及用于感测此类电力导体的电压的分压器,这样的分压器容纳在用于使此类电力导体与组装此类元件的零件套组绝缘的可收缩或可伸展的、或大体上弹性的元件中,并且涉及将此类元件施加到电力导体的方法。
用于感测HV/MV电力线缆的内部导体的电压的分压器从例如德国专利申请DE3702735 A1中已知。分压器可由多个电阻器、电容器或电感器形成。电阻器、电容器和电感器在本公开中称为阻抗。
一般地讲,分压器的一个端部电连接到电力导体或以其他方式保持在待测量的高压上,而相反端部保持在较低电压或地电位上。由串联连接的更多数目的分压元件形成的分压器是有利的,因为跨每个分压元件的电压降小于仅两个分压元件的情况,从而降低电应力和故障风险。
欧洲专利申请EP 2605023 A1中示出了在高压应用中的分压器的示例,其中分压器包括呈成角度的配置的多个电阻元件。该元件组被布置在绝缘支撑件上,该绝缘支撑件的形状使得该支撑件的爬电距离等于或长于单独电阻的爬电距离的总和。根据EP 2605023A1,可将分配器嵌入绝缘材料,该绝缘材料优选地为树脂。
如EP 2605023 A1中指出,对分压器的适当的电绝缘对于防止放电来说是重要的。合适绝缘体例如可由包覆该分配器的非导电聚合物或橡胶材料层组成,该非导电聚合物或橡胶材料层的厚度为几毫米或几厘米,这尤其取决于该分配器的高压端所连接到的电压。
分压器可放置成远离电力导体和电力线缆。在这样的分压器中,高压电容器的电容器电极可由附着到形成电介质的玻璃板的两个铜层形成,而低压电容器则可为现常用的陶瓷电容器。然后,可使用绝缘线将分压器电连接到高压电力导体和电接地。此类远程的分压器不会经受电力线缆中频繁发生的温度变化,这会提高它们的精确度。
然而,在大多数的情况下,分压器有利地被布置成靠近电力导体,这样做的一个原因是为了避免将从高压电力导体引出的那些导线与该分压器的高压部分电绝缘。然而,正确地绝缘的分压器的几何体积和容纳这样的分压器需要的空间通常使得难以将分配器安装为靠近电力导体,该电力导体本身必须设有绝缘体以便防止放电。
已知的是,绝缘套筒可被设计为容纳电力部件。欧洲专利申请EP 2 763 259 A1例如公开了具有电极区段和承载分压器的电容元件的PCB的绝缘套筒。
看起来是期望提供充分地绝缘的分压器,这种充分地绝缘的分压器要比传统的分压器更容易安装得靠近导体。本发明尝试去解决这个问题。
本发明提供了用于使电力网络中的HV/MV电力导体电绝缘的弹性套筒,该弹性套筒包括:
a)用于使电力导体绝缘的弹性套筒主体,该套筒主体围绕电力导体可径向收缩或者当被推过电力导体时可径向伸展;
b)形成于套筒主体中的接收空间,该接收空间用于接收电力导体的区段,使得套筒主体包围电力导体;
c)空腔,该空腔形成于套筒主体中并由空腔壁界定;以及
d)分配器组件,该分配器组件至少部分地布置在空腔中并且包括多个分立阻抗元件,其中所述阻抗元件中的至少两个串联电连接以便能够作为分压器来操作以用于感测电力导体的内部导体的电压。例如,分配器组件可包括两个或更多个、例如2、3、4、5、10、20,30、50、100、150或甚至200个或更多个分立阻抗元件,其中所述阻抗元件中的至少两个是串联电连接的。在至少一个方面,多个分立阻抗元件可为串联、并联或以串联/并联组合的方式电连接的。
传统弹性绝缘套筒可用于为电力导体的区段提供绝缘。此类套筒容易且快速地施加在电力导体如绝缘或裸线缆周围,例如通过将弹性套筒轴向推过导体并且由此将其伸展,或者例如通过将径向预伸展的套筒同轴定位在导体上并且使其在导体上收缩。根据本发明,此类弹性套筒能够设有空腔,该空腔形成于套筒主体中,在套筒主体中可容纳有分压器(或者更一般地,分压器组件或分配器组件)。这种弹性绝缘套筒仍容易施加在导体周围。在安装弹性套筒后,套筒主体为导体和分配器组件提供充分绝缘,并且以节省空间的方式将分配器组件几何地保持为靠近电力导体。
通常,弹性套筒出于绝缘目的用于MV/HV电力线缆上。它们被容易施加在线缆端部上,并且是保护电力线缆或一般地讲是电力导体的轴向区段并使其绝缘的有成本效益的手段。
词语“套筒”表示用于围绕电力导体例如像HV/MV电力线缆、HV/MV电力线缆的内部导体、或者母线而周向布置的元件。
根据本发明的套筒可包括导电屏蔽层。屏蔽层可从套筒的外表面径向向内布置。因此,它可被布置在套筒内。
或者,屏蔽层可形成套筒或套筒主体的径向最外层。屏蔽层的径向外表面可形成套筒或套筒主体的外表面。
屏蔽层可围绕多个分立阻抗元件布置。这种布置可减小现有寄生电容或使它们保持恒定,这会提高电压感测的准确度。屏蔽层可电连接到***中的接地电位或另一电位,诸如高压电位。
一般地讲,接收空间可具有圆柱形形状或管状形状。这会允许套筒将被推过线缆的一个端部并且定位在线缆上。
根据本发明的套筒具有套筒主体。弹性套筒的套筒主体是可径向伸展或可径向收缩的。整个套筒都可以是可径向伸展或可径向收缩的。因此,可将套筒定位在电力导体上的任何期望轴向位置处。可伸展的套筒主体或可收缩的套筒能够适于在导体上被推动到期望位置。可收缩的套筒主体或可收缩的套筒能够适于被定位在线缆中的期望位置。它们都会适于收缩于导体上的期望位置。可伸展的套筒主体或套筒和可收缩的套筒主体或套筒两者都会适于使得在伸展后或在收缩后,套筒主体与导体之间的摩擦将套筒保持在导体上的适当位置。
根据本公开的套筒可适于与中压电力线缆或高压电力线缆一起使用。此类线缆通常具有内部导体,该内部导体载送电力。内部导体在大多数的情况下具有圆形的横截面并且沿该线缆的长度方向延伸。由此该内部导体的长度方向限定线缆和套筒的轴向方向,即,沿线缆长度的方向。垂直于轴向方向的方向是径向方向,即,与内部导体的圆形的横截面的中心背向的方向。
通常,电绝缘层(有时称为主绝缘层)围绕该线缆的内部导体布置。绝缘层通常直接被布置在内部导体上,而不考虑内部导体上的应防止内部导体与主绝缘体之间的空气空隙的任何薄(半)导电层,这样的层被认为是内部导体的一部分。大多数的线缆具有围绕绝缘层布置的另外的层,例如,半导电层、屏蔽线层、以及作为最外层的线缆护套。根据本发明的套筒能够适于围绕内部导体布置。为了布置套筒,就会因此需要剥离线缆,即,线缆护套和任何外层可能必须下移到内部导体处,使得套筒可围绕内部导体布置。在某些实施方案中,套筒能够适于被直接布置在内部导体上。
在某些其他实施方案中,套筒能够适于被直接布置在电力线缆的绝缘层上,例如,在主绝缘层上。主绝缘层可被直接布置在内部导体上。(在本公开上下文中,包封该内部导体的软的半导电层被认为是内部导体的一部分。)在这些其他实施方案中的一些实施方案中,线缆可仅需要被向下剥离到绝缘层,该绝缘层可被直接布置在内部导体上。在某些其他实施方案中,套筒能够适于被布置在现有拼接设备或是终端上,只要拼接设备或是终端不含外屏蔽层即可。
一般地讲,套筒主体可包括套筒的径向最内层。套筒主体可由例如硅氧烷或EPDM(乙烯丙烯二烯单体)或HEPR(硬质乙烯丙烯橡胶)组成,或者包含它们。套筒主体可占该弹性套筒的大部分的几何体积,例如,超过该套筒的几何体积的70%、超过其80%或超过其90%。几何体积可由排水量确定。
在可径向伸展的套筒主体中,在伸展前,接收空间可具有的内径小于线缆的内部导体的外径或绝缘层的外径,套筒将围绕线缆的内部导体或绝缘层布置。可通过在线缆端部处将套筒主体推过绝缘层或推过内部导体来使套筒主体伸展。一般地讲,这种将可伸展的套筒布置在电力线缆的内部导体上或绝缘层上的推压技术是已知的。通常,使用润滑油有利于将可伸展的套筒主体推过线缆的层。一旦根据本公开的可伸展的套筒被推过线缆的内部导体,套筒主体的径向最内层可与内部导体的径向外表面直接机械接触。一旦根据本公开的不同的可伸展的套筒被推过线缆的绝缘层,套筒主体的径向最内层可与绝缘层的径向外表面直接机械接触。
在可径向收缩的或是“可收缩的”套筒主体中,在收缩前,接收空间可具有的内径大于电力导体的外径,套筒主体将围绕电力导体布置。能够通过移除支撑芯来使套筒主体收缩,该支撑芯在收缩前将套筒保持为处于径向伸展状态。
套筒主体可由单件材料或单个元件组成。另选地,套筒主体可由两个或更多个单件材料或元件组成。
弹性套筒可包括两个或更多个套筒层。两个或更多个套筒层中的每个可以是弹性的。例如,套筒可包括内套筒层和外套筒层。如果套筒具有管状或圆柱形的形状,那么外套筒层可围绕内套筒层布置并与内套筒层同轴。
在这里使用的词语“弹性”大致是指主体的弹性变形。弹性套筒因此是可机械变形并且在变形后力求几乎恢复到其原始形状的套筒。可收缩主体、例如可收缩的套筒是弹性套筒的示例,因为它们力求恢复到它们在伸展前的其原始形状。例如,所谓的冷缩套筒在其制造时通过支撑芯径向伸展,并且在移除支撑芯后径向收缩至其原始形状。另一方面,可伸展的套筒、例如所谓推压套筒也是弹性套筒的示例。可伸展套筒的套筒主体具有接收空间,该接收空间的内径略微小于电力导体的外径,并且当其被推动到线缆的一个端部上时,可伸展套筒被迫充分伸展以配合在线缆周围。由于它们的弹性性质,它们力求返回到其未伸展的形状,并且由此施加将它们与线缆的外表面保持紧密配合的径向力。
根据本发明的弹性套筒能够用于电绝缘的高压电力导体或中压电力导体。此类电力导体的示例是HV/MV电力线缆或所谓的母线。电力导体可以是HV/MV电力线缆或母线。此类导体的其他示例是线缆配件中的导电元件,例如插头、终端或接头中的导电元件。本公开上下文中的HV/MV电力导体是被设计为在至少3.6千伏的电压下传导约100安培的电流的导体。此类电力导体、例如电力线缆通常需要具有至少0.25cm2的横截面的内部导体和具有至少2mm的厚度的绝缘部件,以便防止放电。本公开明确地不涉及用于将能量提供给单独机器、计算机、家用器具等等的线缆的套筒,而是涉及用于在转变为出口电压前在国家电网中分配大量电能的导体。
根据本发明的弹性套筒的套筒主体中的接收空间是包括或形成于套筒主体中的空间,该空间适于接收电力导体的区段,使得套筒主体包围电力导体。接收空间可由通孔或孔组成,或者包括通孔或孔。通孔或孔可以是圆柱形的。
根据本发明的弹性套筒的接收空间是包括和/或形成于套筒主体中的空间,该空间可由接收空间壁界定。接收空间可由该套筒的弹性部分形成。接收空间和/或接收空间壁因此可以是弹性的。
接收空间可以是能够变形的。当套筒主体围绕电力导体径向收缩或当套筒被推过电力导体时径向伸展,接收空间可以是能够变形的以便适于电力导体的外表面。
根据本发明的弹性套筒的空腔是包括和/或形成于套筒主体中的空间,该空间由空腔壁界定。空腔壁可由该套筒主体的弹性部分形成。空腔壁因此可以是弹性的。这会使空腔的形状在套筒收缩或伸展时发生变化。
根据本发明的弹性套筒中的空腔可以是包括在套筒主体中的空间,该空间适于容纳分配器组件,使得套筒主体包围分配器组件,例如,包围分配器组件以使分配器组件被至少部分地布置在空腔中。可将分配器组件完全布置在空腔中。另选地,分配器组件可被部分地布置在空腔中,换句话说,分配器组件的一部分可被布置在空腔中。
空腔可由在套筒中的通孔或盲孔组成,或者包括该通孔或盲孔。该通孔或盲孔可具有例如圆形、椭圆形、卵圆形、矩形、三角形或不规则横截面。空腔的横截面可被成形为以便对应于分配器组件的横截面。这样可最小化分配器组件与空腔壁之间的空间。
空腔可被成形和布置成使得其包围接收空间。换句话说,空腔可以围绕接收空间周向延伸。这会允许分配器组件围绕接收空间周向布置。这可以是分配器组件的节省空间的布置,并且可继而允许弹性套筒将被缩短。
空腔壁可以是能够变形的。当套筒主体围绕电力导体径向收缩或当套筒被推过电力导体时径向伸展,空腔壁可以是能够变形的以便适于分配器组件的外表面。
空腔壁可以是能够在套筒主体收缩或伸展时变形的。空腔壁的因收缩或伸展而破裂或损坏的风险因此就会降低。
空腔壁可以是电绝缘的。这会降低在分立阻抗元件之间的放电或电力短路的风险。
根据本发明的分配器组件包括多个(例如,两个、三个或更多个)分立阻抗元件,其中所述阻抗元件中的至少两个串联电连接以便能够作为分压器来操作以用于感测电力导体的内部导体的电压。多个分立阻抗元件中的至少两个分立阻抗元件可以串联机械连接,诸如以形成链。可将分压器电连接在该电力导体的内部导体与低压或电接地之间。阻抗元件可以是例如电阻器、电容器或电感器。多个分立阻抗元件可以包括一个电阻器和一个或多个电容器。多个分立阻抗元件可以包括一个电阻器和一个或多个电感器。多个分立阻抗元件可以包括一个电感器和一个或多个电容器。一般地讲,多个分立阻抗元件可以包括一个或多个电阻器、和/或一个或多个电容器和/或一个或多个电感器。电阻器、电容器和电感器尤其是形成分压器的合适元件,因为它们容易以适中的成本获得。另外,它们的电力特性大致被精确地指定。
在本公开的一个方面中,多个分立阻抗元件包括多个电容器。相应电阻器可并联电连接到多个电容器中的至少一个。多个相应电阻器可并联电连接到多个电容器中的两个或更多个。相应电阻器可并联电连接到多个电容器中的每个,使得每个电容器具有并联连接到其的电阻器。多个电容器可作为分压器或分压器的元件能够操作以用于感测内部导体的电压。相应电阻器与电容器中的至少一个并联的布置能够减小在给定频率下、例如在50赫兹或60赫兹下内部导体的横截面对寄生电容的影响:在具有较大的横截面时,内部导体的外表面通常大于具有较小的横截面时的情况,这大致会增大相对于电力导体中的高压的寄生电容,从而降低电压感测的准确度。
对内部导体的横截面的减小的依赖性被认为是通过分压器的电容部分的电流相对于通过各电阻器的电流相移90°所引起的。通过寄生电容的电流不相对于通过分压器的电容的电流相移。除了小的相移之外,这几乎不影响通过电阻器的电流幅度。由于通过各电阻器的电流是通过该分配器的主电流,因此由于各电阻器的低阻抗,输出电压不会发生很大变化。
此类并联的电阻器的电力效应会甚至消除对该分压器的电屏蔽的需要。这样可使根据本公开的套筒的制造成本降低。
在使用一个或多个此类并联的电阻器的情况下,看起来是有利的是,将电容器的总电容保持为低,从而提供较高阻抗,并且为了实现低总电阻阻抗将电阻器的总电阻保持为低,从而假定部件的平衡配置。
在特定实施方案中,分配器组件可包括二十个电容器,它们串联电连接以便能够作为分压器来操作以用于感测该内部导体的电压。二十个电容器中的每个具有与其并联电连接的相应电阻器。一般地讲,并独立于这个实施方案,电阻器可被布置成邻近电容器。对于布置在PCB顶部上的电容器,可将电阻器几何地布置在相应电容器顶部上,使得每个电容器位于PCB与相应电阻器之间。
与电容器并联布置的单独电阻器的电阻可以是相同的。另选地,单独电阻器的电阻可不同于另一电阻器的电阻,可不同于两个或更多个其他电阻器的电阻,或者可不同于并联电连接到电容器的那些电阻器的所有其他电阻器的电阻。对于20千伏的高压内部导体和具有二十个串联连接的电容器的分压器,其中电容器具有约1000皮法(pF)的电容,电阻器可具有介于约2.5MΩ与约12.5MΩ之间的典型电阻,从而得到介于50MΩ与250MΩ之间的整体电阻。
适于在根据本公开的套筒中形成分压器的分配器组件能够包括两个或更多个分立阻抗元件,例如该分配器组件能够包括2、3、4、5、10、20、30、50、100、150或甚至200个或更多个分立阻抗元件。
分配器组件可以是刚性的。这可有利于将分配器组件推入空腔中。另选地,分配器组件可以是柔性的,例如,可弯曲的。柔性分配器组件可能能够沿循弹性套筒的套筒主体的任何变形,例如,当套筒主体收缩或伸展或弯曲时。
分配器组件可包括印刷电路板(“PCB”),PCB上布置有多个分立阻抗元件。PCB可以是柔性的或刚性的。
多个分立阻抗元件中的至少两个分立阻抗元件串联连接以便能够作为分压器来操作。它们可通过导线或通过PCB上的导电迹线或通过焊接材料电连接。每个阻抗元件可包括用于将其电连接的两个触点。
多个分立阻抗元件中的第一阻抗元件可具有用于电连接到处于高压上的电力导体的部件(例如,电连接到内部导体)的高压触点。高压触点可被布置在空腔中。一般地讲,当套筒主体围绕电力导体收缩或在电力导体上伸展时,高压触点可被布置以便与该电力导体的内部导体电接触。在分配器组件具有包括第一端部部分和相反的第二端部部分的细长形状的情况下,高压触点可被布置在该分配器组件的第一端部部分处。
多个分立阻抗元件中的第二阻抗元件可具有用于电连接到低压或电接地的低压触点。低压触点可被布置在空腔中或空腔外。一般地讲,低压触点可被布置以便可从套筒主体外触及以进行电接触。在分配器组件具有包括第一端部部分和相反的第二端部部分的细长形状的情况下,并且在高压触点被布置在第一端部部分处的情况下,低压触点可被布置在分配器组件的第二端部部分处。接地线可电连接到低压触点,以使该低压触点的电压能够在空腔外获得。
分配器组件可包括用于从多个分立阻抗元件拾取分压的中点触及触点。中点触及触点可被电布置在第一阻抗元件与第二阻抗元件之间。信号线可电连接到中点触及触点,以使该中点触及触点的电压能够在空腔外获得。
串联连接的多个分立阻抗元件可被布置成直链。由于沿多个阻抗元件的电压大致从高压触点下降到低压触点,因此直线的链几何形状提供在不同电压上的两个分立阻抗元件之间的最大距离,从而降低阻抗元件之间或将阻抗元件与其相应的相邻阻抗元件连接的导电导线或迹线之间的放电的风险。如果空腔具有圆柱形形状,那么直链可平行于该空腔的圆柱形形状的旋转对称轴取向。与该空腔的形状无关,如果接收空间具有旋转对称形状,那么直链可平行于该接收空间的圆柱形形状的旋转对称轴取向。
另选地,多个分立阻抗元件可被布置成Z形链,或者一般地讲,可被布置成折叠的链。这种几何布置可提供分配器组件的紧凑构造。在一些情况下,这种几何形状可使分配器组件的延度保持为短,例如,在平行于接收空间的较长延度的方向上或在沿线缆方向上,使得弹性套筒能够更短。Z形链或折叠的链的一个端部、例如在第一阻抗元件附近的端部(即,高压端)可被布置在接收空间附近。这会允许分立阻抗元件中的一个、例如第一阻抗元件可机械连接到电力导体。Z形链或折叠的链的相反端部、例如在第二阻抗元件附近的端部(即,低压端)可被布置在套筒主体的径向外表面附近。这可有利于位于相反端部上的分立阻抗元件与电接地的机械连接。
另选地,多个分立阻抗元件可以直链被布置在柔性PCB上,所述PCB本身可缠绕成螺旋几何形状。所缠绕的PCB可围绕接收空间被同轴布置在弹性套筒的空腔中。这种几何布置可提供分配器组件的紧凑构造。这种几何布置可能是尤其有利的,因为它在沿接收空间的方向上(即,在沿电力导体的方向上)需要的空间很小。
分配器组件的外部形状大致上无关于由分立阻抗元件的布置形成的形状。
多个分立阻抗元件可被布置在柔性印刷电路板上。这可促进在套筒变形或弯曲时分配器组件的变形和弯曲,在这种情况下,分配器组件因变形或弯曲而损坏的风险较小。具体地讲,当弹性套筒收缩或伸展时,柔性电路板上的布置可降低损坏和故障的风险。
另选地,多个分立阻抗元件可被布置在刚性印刷电路板上。这会是有利的,因为分配器组件可具有更大机械刚度,这允许了在组装根据本公开的弹性套筒时更容易地将分配器组件推入空腔中,而损坏的风险较小。
承载有多个分立阻抗元件的柔性印刷电路板可围绕接收空间以螺旋形状被布置。
作为另一替代形式,多个分立阻抗元件可以是无支撑的、或自由悬置的,即,不被布置在PCB上。由于无需支撑结构,此类分配器组件能够以非常成本有效的方式制造。它们也会特别节省空间,因为无需提供用于PCB的空间。
分配器组件可包括封装主体,多个分立阻抗元件可封装或嵌入在封装主体中。将阻抗元件封装在封装主体中可提供阻抗元件相对于彼此和相对于该套筒的剩余部分的附加的电绝缘。封装主体还可提供对阻抗元件的附加保护,以便防止如磨蚀的机械影响或者化学或环境影响。封装主体可以是固体的。固体封装主体可使分配器组件具有更高刚度,并且有利于将分配器组件***空腔中。封装主体可包括平滑的外表面。当分配器组件被布置在空腔中时,这种平滑的外表面可减小分配器组件与空腔的内壁之间的空隙的数目和大小。
封装主体可由树脂组成。树脂可为硬化树脂。树脂可为透明的。这可有利于在分配器组件从空腔中移除时对阻抗元件的目视检查。
分配器组件可以从空腔能够移除。分配器组件或空腔或这两者能够适于促进从空腔中移除(例如,手动移除)分配器组件。可移除的分配器组件能够允许检查或监控分配器组件和空腔。
弹性套筒可包括用于电连接(例如,多个分立阻抗元件中的第一分立阻抗元件与该电力导体的内部导体的欧姆连接)的高压触点。这种高压触点有利于将分压器组件连接到高压,该高压在使用时存在于该电力导体的内部导体中。触点例如可为弹簧触点。
在电力导体是电力线缆的情况下,根据本公开的弹性套筒的高压触点可以能够电连接到布置在电力线缆的内部导体的端部部分上的线缆接线片。可经由高压(HV)线影响高压触点与接线片之间的这种电连接。在一端部处,HV线可机械且电连接到高压触点。这种电连接可通过例如焊接或熔焊来进行。
在其另一端部处,HV线可以经由导电弹性夹具能够电连接到布置在线缆的内部导体的端部部分上的线缆接线片的导电外周,该导电弹性夹具围绕接线片的外周的至少一半延伸,并且适于将HV线压靠在接线片的外表面上。
另选地,在其另一端部处,通过将HV线的该另一端部布置在内部导体的暴露端部部分的外表面上,通过将HV线的该另一端部和内部导体的暴露端部部分一起***线缆接线片中,并且通过随后将线缆接线片压接在HV线的另一端部和内部导体的暴露端部部分周围,HV线可以能够电连接到线缆接线片的导电内表面,由此HV线的端部被固定为与线缆接线片并且与内部导体的暴露端部部分电接触。
通过将HV线的端部附接到柔性导电金属网(例如,通过焊接或熔焊),将网缠绕在内部导体的暴露端部部分周围,将网、HV线的端部和内部导体的暴露端部部分一起***线缆接线片中,并且通过随后将线缆接线片压接在网、HV线的另一端部和内部导体的暴露端部部分周围,HV线的另一端部与内部导体的暴露端部部分之间的电接触可增强,由此网和HV线的端部被固定为与线缆接线片和与内部导体的暴露端部部分电接触。
与高压触点的存在无关,弹性套筒可包括用于将多个分立阻抗元件中的第二分立阻抗元件电连接到电接地的低压触点。低压触点可以有利于分压器组件连接到较低电压或连接到电接地。低压触点能够从空腔外可自由触及。它能够从套筒主体或弹性套筒外可自由触及。低压触点的示例是从空腔内引出到外部的导线的端部,该导线的另一端部被焊接到第二分立阻抗元件。
根据本公开的弹性套筒可以包括高压触点、低压触点或这两者。
空腔可具有细长形状并且可沿第一方向纵向延伸。接收空间可具有细长形状并且可沿第二方向纵向延伸。第一方向可在+/-10°的角度内平行于第二方向。这种平行布置能够允许套筒中的空腔的尤其节省空间的布置。因此,所得弹性套筒可以更小,这允许了将其安装在空间很少的地方,并且还能够使其生产更具有成本效益,因为制造套筒可需要较少材料。
根据本公开的弹性套筒还可包括布置在空腔中的电绝缘的填隙材料。填隙材料可被布置在分配器组件的至少一部分与空腔壁的至少一部分之间,以便填充分配器组件与空腔壁之间的空间。
这种填隙材料可以是有利的,因为空腔中存在填隙材料时可以降低空腔壁与分配器组件之间、尤其是空腔壁与分立阻抗元件中的一个之间的放电的风险。存在这种风险的原因是空腔壁通常处于低电位,而分配器组件或其部分处于高电位,即,在高压上。如果分配器组件的一部分与空腔壁的一部分之间的空间用空气填充,那么阻止分配器组件的该部分与空腔壁的该部分之间的放电的程度可能不够高而无法防止放电。通过用电绝缘的填隙材料来填充这个空间,可降低放电风险。
分配器组件可具有不规则的外部形状,例如具有由分立阻抗元件形成的突起。空腔壁也可具有不规则的形状,例如,具有脊和凹陷部。合适填隙材料将分配器组件与空腔之间的空间填充达很大的百分比,从而减小分配器组件与空腔壁之间的空间中的任何剩余空气空隙的数目和/或大小。许多填隙材料可以不完全填充分配器组件和空腔壁之间的空间中的所有空隙。然而,这些填隙材料也被认为是适用于此目的的,因为它们降低放电风险,尽管不是完全不放电的。
在使用前,根据本发明的弹性套筒的主体通常围绕电力导体收缩,或者当被推过电力导体时径向伸展。这种收缩和这种伸展两者都能够被称为套筒或套筒主体的“弹性变形”。期望的是,在套筒主体收缩或径向伸展后,填隙材料减小在空腔壁之后的分配器组件与空腔壁之间的空气空隙。因此,可以优选的是,在套筒主体收缩或径向伸展后,填隙材料填充分配器组件与空腔壁之间的空间。然而,可能期望的是,还在套筒主体收缩或径向伸展前,填隙材料填充分配器组件与空腔壁之间的空间。在特定情况下,这后一种特性能够允许在套筒被施加在电力导体上前对套筒进行测试。
合适填隙材料可以是例如用于可再进入的封闭件或电绝缘润滑剂的柔性树脂。
空腔的体积和形状可随着套筒主体收缩或伸展而变化。因此,填隙材料可以是能够变形的,即,能够机械变形的。填隙材料尤其可以在-50℃和100℃之间、更优选地在-20℃和+70℃之间的温度下能够变形。填隙材料可以是能够弹性变形的。能够变形的填隙材料可允许填隙材料的形状随着空腔的形状的变化而变化。这继而可促进在套筒收缩或伸展后填隙材料填充分配器组件与空腔壁之间的空间,例如,空气空隙。由此,降低放电风险。
优选地,填隙材料是柔软的或能够流动的或这两者都是。这可有利于填充本可用空气填充的小的空隙。优选地,填隙材料在20℃下或在0℃和100℃之间的温度下是柔软的或能够流动的或这两者都是。
填隙材料可由胶泥或凝胶、尤其是硅氧烷凝胶组成。更一般地,填隙材料可包含胶泥或凝胶、尤其是硅氧烷凝胶。胶泥、凝胶以及尤其是硅氧烷凝胶是特别合适的绝缘材料,因为它们在宽的温度范围内能够容易变形并且提供合适的电绝缘特性。其他合适的填隙材料是例如在室温下固化的硅氧烷材料或无硅氧烷的润滑油。
与填隙材料的其他特性无关,填隙材料可以是粘合剂。它可具有粘合特性。填隙材料可以适于附着到分配器组件或空腔壁或这两者。当套筒收缩或伸展时,粘合填隙材料可粘附到空腔壁和/或分配器组件,这会导致在通过收缩或伸展套筒将套筒施加到电力导体后填充更多空隙或更大程度地填充空隙。
与填隙材料的其他特性无关,如根据ISO 3219方法测量的,填隙材料可在23℃下具有小于6000mPa.s的动态粘度。如根据ISO 3219方法测量的,填隙材料可在23℃下具有在100和10000mPa.s之间的动态粘度。
本申请的发明人已经发现,具有此粘度的填隙材料特别适于在将套筒施加到电力导体如MV/HV线缆时,在常用温度下填充空腔中的空隙。
如本文所述的弹性套筒可有利地用于电力网络中的电绝缘的高压(HV)线缆或中压(MV)线缆、或其他电力导体,以便在较大区域诸如国家电网上分配电力。因此,本公开还提供电力网络,该电力网络包括由如本文所述的弹性套筒绝缘的高压/中压(HV/MV)电力导体。
本发明还提供用于被组装形成上述弹性套筒的零件套组,该零件套组包括
a)用于使电力网络中的HV/MV电力导体电绝缘的弹性套筒主体,该套筒主体围绕电力导体可径向收缩或者当被推过电力导体时可径向伸展,该套筒主体包括
-接收空间,该接收空间用于接收电力导体的区段,使得套筒主体包围电力导体;
-空腔,该空腔形成于套筒主体中并由空腔壁界定,该空腔壁由套筒主体的一部分形成;
b)分配器组件,该分配器组件包括多个分立阻抗元件,其中所述阻抗元件中的至少两个串联电连接以便能够作为分压器来操作以用于感测电力导体的电压,其中分配器组件可被布置在空腔中。
为了形成如上所述的套筒,这种套组可以至少两种方式组装:在第一过程中,能够在套筒(即,套筒主体)收缩或伸展于电力导体上之前,将分配器组件***空腔中。在另选第二过程中,套筒可收缩或伸展于电力导体上,同时分配器组件在空腔外,并且在收缩或伸展后(即,当套筒主体已达到其最终形状时),将分配器组件***空腔中。第二过程的优点是分配器组件不暴露于通过使套筒主体变形而产生的任何力。
如果分配器组件具有平滑表面,那么***就能够是更容易且更可靠的。无关于分配器组件的表面,可使用减摩材料、如润滑油以便在***时减小分配器组件与空腔壁之间的摩擦。
一般地讲,为了实现封装的分配器组件与空腔壁之间的紧密配合,分配器组件的外部形状可被成形为对应于空腔的内部形状。另选地,分配器组件的横截面可被成形为对应于空腔的横截面。
如果分配器组件的外部形状对应于空腔的内部形状,那么分配器组件的直径可被选择为比空腔的直径大一定的量,使得空腔壁在分配器组件上施加压力,同时仍然允许将分配器组件手动***空腔中。压力能够足以引起摩擦以将分配器组件保持在空腔中。
另外,如果在套筒主体伸展/收缩后将分配器组件***空腔中,那么可能有利的是,填隙材料被布置在空腔中。在将分配器组件***空腔中之前,填隙材料可被布置在空腔中。
某些填隙材料可适用于用作减摩材料。这种材料的示例可以是电绝缘润滑油。
分配器组件能够适于从空腔中移除。分配器组件或空腔或这两者能够适于促进从空腔中移除(例如,手动移除)分配器组件。可移除的分配器组件能够允许检查分配器组件和空腔。
分配器组件或空腔或这两者能够适于促进将分配器组件***(例如,手动***)空腔中。分配器组件或空腔或这两者能够适于促进在套筒伸展或收缩于电力导体上后,将分配器组件***(例如,手动***)空腔中。将分配器组件***空腔中的可能性能够允许在故障后用新的分配器组件来替换分配器组件。这可能会使得无需替换套筒主体或整个套筒。
在套组中,最初可不组装分配器组件,而是可提供分立阻抗元件来稍后组装以形成分配器组件。这种套组能够在组装弹性套筒的位置和时间上提供更大的灵活性。因此,本发明还提供用于被组装形成上述弹性套筒的零件套组,该零件套组包括
a)用于使电力网络中的HV/MV电力导体电绝缘的弹性套筒主体,该套筒主体围绕电力导体可径向收缩或者当被推过电力导体时可径向伸展,该套筒主体包括
-接收空间,该接收空间用于接收电力导体的区段,使得套筒主体包围电力导体;
-空腔,该空腔形成于套筒主体中并由空腔壁界定,该空腔壁由套筒主体的一部分形成;
b)多个分立阻抗元件,其中所述阻抗元件中的至少两个可串联电连接以便形成能够作为分压器来操作以用于感测电力导体的电压的分配器组件,其中分配器组件可被布置在空腔中。
上述零件套组中的任一个还可包括:
c)电绝缘的填隙材料,该电绝缘的填隙材料适于被布置在空腔中,使得填隙材料被布置在分配器组件的至少一部分与空腔壁的至少一部分之间,以便填充分配器组件与空腔壁之间的空间。
所述零件套组可容易地被组装形成如上所述弹性套筒,这种弹性套筒具有关于其提到的所有优点。
本发明还提供将弹性套筒施加在MV/HV电力导体、例如MV/HV线缆上的方法,所述方法按任何顺序包括以下步骤:
a)提供如上所述的零件套组,并提供MV/HV电力导体;
b)将电力导体的区段布置在套筒主体的接收空间中;
c)将分配器组件布置在套筒主体的空腔中。
本发明还提供用于与包括如上所述弹性套筒的MV/HV线缆一起使用的弯头插头或线缆拼接设备。这种弯头插头或线缆拼接设备除了它们连接和保护线缆端部的传统功能之外,还提供了可用于感测线缆内部导体的电压的元件,即,弯头插头或拼接设备中的分配器组件。
现将参考以下附图更详细地描述了本发明,以下附图举例说明本发明的具体实施方案:
图1根据本发明的第一可伸展套筒的透视草图;
图2可用于根据本发明的弹性套筒中的第一分配器组件的透视草图;
图3同样可用于根据本发明的弹性套筒中的第二分配器组件的透视草图;
图4可用于根据本发明的弹性套筒中的第三封装分配器组件的透视草图;
图5根据本发明的第二弹性套筒的透视剖面草图;
图6根据本发明的第三弹性套筒的透视草图;以及
图7弯头插头的纵向剖面图,该弯头插头包括施加在线缆端部上的根据本发明的第四可收缩套筒。
图1示出了根据本发明的第一弹性套筒1的透视图。套筒1具有电绝缘硅氧烷材料的管状套筒主体10。套筒主体10形成用于接收剥离的电力线缆的接收空间20。接收空间20是中心通孔,其具有细长圆柱形形状和圆形的横截面。圆柱体的对称轴限定由箭头100指示的轴向方向,而径向方向110是与轴向方向100正交的方向。
套筒主体10还形成了纵向延伸穿过套筒主体10的细长空腔30。空腔30具有细长形状和椭圆形横截面。该空腔的纵向延度平行于对称轴并平行于接收空间20的纵向延度取向。套筒主体10形成界定空腔30的壁、即空腔壁。
分配器组件40被布置在空腔30中。分配器组件延伸穿过空腔30的整个长度并超出了较短距离,使得分配器组件40的端部部分从空腔30突出。分配器组件40包括多个分立电阻器(图1中不可见),这将在图2、图3和图4的上下文中进行说明。这些电阻器可以作为分压器来操作以用于感测将与套筒1一起使用的电力线缆的内部导体的电压。
弹性套筒1是可径向伸展的,使得该弹性套筒可被推过MV/HV电力线缆的端部部分。套筒1沿轴向方向100被推到电力线缆上,使得接收空间20容纳电力线缆的区段。通常,电力线缆会被剥离,即,将其外层的一部分移除,使得最外层是线缆的主绝缘层。接收空间20的内径被选择为使得其略微小于被剥离的线缆的外径。然后套筒1被迫沿轴向方向100推过线缆,由此接收空间20的内径增大并且套筒1沿径向方向110伸展。这种将套筒1布置在电力线缆的端部上的方法通常称为“推压方法”。套筒1是弹性的,使得在伸展后,它力求返回到其原始、非伸展的形状(但有少量永久变形,称为“永久定形”),由此套筒在线缆上施加径向力,这导致了套筒1与线缆之间的摩擦。这种摩擦防止套筒1相对于线缆移动。
该第一套筒1中的分配器组件40包括刚性印刷电路板(“PCB”),分立电阻器安装在该刚性印刷电路板上。PCB的刚度有利于将分配器组件40从空腔30的一端部推入空腔30中。
空腔30的横截面被选择为使得在套筒1被推到线缆上之前,分配器组件40装配到空腔30中,而分配器组件与空腔壁之间仅留下很少的空间。在必要时,可使用润滑油来促进将分配器组件40推入空腔30中。
当套筒1被推到线缆端部上时,套筒1伸展并且空腔30具有不同、较小的横截面。在套筒伸展后,在分配器组件40与空腔30的内壁之间存在紧密配合。伸展后的紧密配合使得在分配器组件40的外表面与空腔30的内壁之间仅存在较小的充气穴或空隙。根据电力线缆的中心内部导体的工作电压,这些空隙可以小至足以不使分配器组件40与空腔30的内壁之间发生放电。
图2是图1所示套筒1的分配器组件40的透视草图,其示出了更多细节。分配器组件40包括刚性PCB 50,多个分立电阻器60安装在该刚性PCB上。电阻器60通过PCB 50上的导电迹线70串联电连接以使得它们可以作为分压器来操作。电阻器60形成直链。
靠近分配器组件40的左侧第一端部部分90,图1中的最左侧电阻器60连接到高压触点80,这有利于将电阻器60的链电连接到线缆的内部导体的高压。类似地,靠近在图1的右侧的相对第二端部部分120,最右侧电阻器60a连接到低压触点130,这有利于将电阻器60的链电连接到低压,例如,电连接到电接地。
在分配器组件的第二端部部分120处,分配器组件40具有用于从由多个电阻器60形成的分压器拾取分压的中点触及触点140。中点触及触点140电连接在最右侧电阻器60a和与最右侧电阻器60a相邻的电阻器60b之间。如果高压触点80电连接到线缆的内部导体,而低压触点130连接到地,那么中点触及触点140处的电压与高压成比例地变化。比例因子取决于分压器的分压比,即,中点触及触点140的一侧上的总电阻与最右侧电阻器60a的电阻的比。通过适当选择中点触及触点140的另一侧上的单独电阻器60和最右侧电阻器60a的电阻,就能够为分压器调整分压比以便在中点触及触点140处产生合适输出电压。
导线可连接到高压触点80、低压触点130和中点触及触点140,通过这些触点能够在套筒1的空腔30外可触及相应电压。
代替使用电阻器60,另选分压器可由串联电连接的电容器或电感器制成,或甚至由此类元件的混合物制成。实际选择将取决于要求,例如,分压比的所需的频率稳定性。在本公开中使用术语“阻抗元件”作为电容器、电阻器和电感器的通用术语。
分压器的阻抗元件不一定必须要安装在PCB上。图3以透视草图示出了另选、第二分配器组件41,其包括串联连接的电阻器60的链。这些电阻器60未安装在PCB上,而是仅经由柔性导线71机械和电连接到彼此。这种另选的分配器组件41包括在链的一端部处的高压触点80、在链的相反端部处的低压触点130和连接在链的两个电阻器60之间的中点触及触点140。
这种另选的分配器组件41的刚性不足以将其推入空腔30中,但是例如通过将其拉入空腔30中而能够将其布置在套筒1的空腔30中。柔性导线71为分配器组件41提供了柔性。
图4示出了第三分配器组件42的透视图。它类似于图2所示的第一分配器组件40,不同之处在于PCB 50和安装在其上的电阻器60被封装在由硬化树脂制成的固体封装主体150中。具有电阻器60和其上的导电迹线70的PCB 50被浸没在树脂中,而树脂是液体的。然后使树脂固化和硬化,使得其形成固体封装主体150。为了清楚起见,封装主体150在图4中示出为透明的,但是封装主体150实际上可以是透明的、半透明的或不透明的。树脂是包含聚氨酯的热固性材料。另选地,考虑使用其他树脂,例如像环氧基热固性材料或包含聚乙烯或聚丙烯的热塑性材料。
有利地,导线或其他导体电连接到电阻器60的链并且被引出到封装主体150外,使得电阻器60能够在封装主体150外电接触以使得它们能够作为分压器来操作。在图4所示分配器组件42中,接地线160连接到低压触点130,信号线170连接到中点触及触点140,并且高压线180连接到高压触点80。高压线180用于欧姆连接到电力线缆的内部导体。
显然,图3所示第二分配器组件41的电阻器60链也能够封装在与第三分配器组件42的封装主体150类似的封装主体中。
一般地讲,并与这个特定实施方案无关,封装主体150能够为分配器组件提供机械稳定性,例如,为第三分配器组件42提供机械稳定性,使得在将此类分配器组件推入空腔中时,损坏的风险降低。当推入空腔中时,适当地封装的分配器组件不太可能破碎。封装还能够为分配器组件提供平滑的外表面,例如,为分配器组件42提供平滑的外表面,使得在将封装的分配器组件***空腔30中之后,在空腔30中,即,在分配器组件42与空腔30的内壁之间的空间中,存在较少数目的空气空隙和较小的空气空隙。分配器组件的平滑的外表面大致使得更容易***空腔30中。
图5是根据本发明的第二弹性套筒2的透视草图。第二套筒2具有弹性电绝缘硅氧烷材料的管状套筒主体10。这种硅氧烷材料通常用于使MV/HV电力线缆上的线缆附件绝缘的目的。另选地,可以使用EPDM材料。套筒主体10形成用于接收被剥离的电力线缆的内部导体的接收空间20。接收空间20是套筒主体10中的中心通孔,其具有细长圆柱形形状和圆形的横截面。圆柱体的对称轴限定由箭头100指示的轴向方向,而径向方向110是与轴向方向100正交的方向。
套筒2可径向伸展,使得可将该套筒推过剥离的MV/HV电力线缆的端部部分上,如上文针对第一套筒1所述的那样。第二套筒2被设计为被推到电力线缆的内部导体上,其中内部导体是实际上传输电压和电流的线缆的元件。
套筒2包括分配器组件42,该分配器组件继而包括柔性印刷电路板(“PCB”)52,以及安装在PCB 52的主表面上的分立电阻器60。电阻器60经由PCB 52上的导电迹线70彼此串联电连接。类似于关于图2、图3和图4所示的分配器组件40,41,42所述的对应触点,低压触点130和中点触及触点140被布置在PCB 52的端部部分上。高压触点82被布置在PCB 52的相反端部部分上。它适于与线缆的内部导体直接电接触和机械接触,套筒2将被推到该内部导体上。为了进行这个接触,高压触点82沿PCB 52的较长方向围绕PCB 52的边缘延伸并且覆盖PCB 52的另一个主表面的一部分,使得当内部导体被接收在接收空间20中时,PCB 52的在PCB 52的另一个主表面上的部分机械接触内部导体。
另选地,PCB 52可以在另一个主表面上包括单独触点,并且该单独触点由所谓的通孔连接到高压触点82,该通孔沿PCB 52的厚度方向提供穿过该PCB的电路径。
分立电阻器60以链被布置在柔性PCB 52上。由于PCB 52被折叠并且具有Z形,因此电阻器60也被布置成Z形链。电阻器60的Z形链或折叠的链的一端部被布置在接收空间20附近,该链的这一端部能够被称为“高压端”。电阻器60的Z形链或折叠的链的相反端部、即“低压端”被布置在套筒主体10的径向外表面附近。
分配器组件42被布置在形成于套筒2中的空腔32中。空腔32由空腔壁190界定。空腔32在套筒2的制造期间形成:套筒主体10的材料在合适工具中被模制以形成套筒主体10,使得分配器组件42与套筒模制材料直接重叠注塑而成。套筒主体10中的未在模制过程中被套筒模制材料填充的空间由于被分配器组件42占据而形成空腔32。由于套筒主体10的制造过程,空腔32与分配器组件42具有大致相同的大小和形状,使得分配器组件42的外表面与空腔壁190直接接触。在以这种方式制造的套筒2中,基本上不存在会促成分配器组件42与空腔壁190之间的放电的空隙。应当注意,在图5中,仅为了更为清楚而将空腔壁190与分配器组件42的表面完全分开绘制。实际上,在这些元件之间的间隙远小于图5所示的。
PCB 52的高压端部分(即,在高压触点82附近的端部部分)部分地突出到接收空间20中。这促进了在高压触点82与套筒2被推过的内部导体之间进行良好机械接触和电接触。
PCB 52的低压端部分(即,在低压触点130附近的端部部分)部分地从套筒主体10的径向外表面突出。由此低压触点130和中点触及触点140可容易地从套筒2外触及以与它们进行电接触,例如,用于将信号线焊接到它们。
屏蔽层200被周向地施加在被保持在电接地电位的套筒主体10的径向外表面上。它有助于保持寄生电容恒定。这提高了电压传感器的准确度,由电阻器60形成的分压器是电压传感器的中心元件。
替代被折叠为Z形,分配器组件和分立阻抗元件链能够具有螺旋形状。这在图6中以透视草图示出。根据本发明的第三套筒3类似于图5所示的第二套筒2。分配器组件43还包括柔性PCB 53,电阻器60安装在柔性PCB上。然而,一个区别在于PCB 53以同轴螺旋围绕接收空间20布置。PCB 53的低压端部分部分地从套筒主体10的径向外表面突出,使得低压触点130和中点触及触点140能够从套筒主体10外触及。PCB 53的高压端部分部分地突出到接收空间20中,以与内部导体接触,第三套筒3被推到该内部导体上。
就像第二套筒2一样,屏蔽层200被周向施加在被保持在电接地电位的套筒主体10的外表面上。
另外,第三套筒3通过模制方法形成,其中套筒材料围绕分配器组件43模制,从而形成紧密配合在分配器组件43周围的空腔。
根据本公开的套筒能够用于MV/HV线缆配件中,例如像线缆终端、线缆接头中或插接的线缆插头中。
图7是根据本发明的施加到电力线缆端部的具有套筒的插接插头的局部纵向剖面图。为了增强附图的清晰度,各种元件的尺寸未按比例绘制。
电力线缆210未以剖视图示出,但就是观察者看到的那样。它被逐步剥离,使其各层可见。它包括作为其径向最外层的线缆护套220,接着的是导电层230,该导电层继而施加在主绝缘层240上。该主绝缘层240包围最向右延伸的内部导体250。导电线缆接线片260被固定到内部导体250。
线缆210被根据本公开的弹性套筒4包围。该第四套筒4包括套筒主体10。套筒主体10包括作为套筒4的最外层的主绝缘层305、以及应力控制层307。套筒主体10形成圆柱形接收空间20,该圆柱形接收空间沿布置有线缆210的轴向方向100纵向延伸。套筒4还包括圆柱形空腔30,该圆柱形空腔沿平行于接收空间20的较长方向的轴向方向100延伸穿过整个套筒4,并由空腔壁290界定。分配器组件44被布置在空腔30中。它包括被布置成直链并串联连接的多个电容器(未示出)。该链中的最后一个电容器靠近分配器组件44的高压端部分270,经由高压线180和线缆接线片260电连接到内部导体250。在分配器组件44的低压端部分280处,接地线160和信号线170连接到电容器的链,这类似于图4针对电阻器所示的那样,使得可从分配器组件44的中点触及触点拾取信号,该分配器组件允许感测内部导体250对接地的电压。空腔壁290的内径略微大于分配器组件44的外径。介于空腔壁290和分配器组件44之间的空间填充有能够变形的电绝缘的填隙材料300,即,硅氧烷凝胶。
套筒4是可收缩的套筒。在施加在线缆端部上之前,套筒主体10因塑料芯(未示出)而保持处于径向伸展状态。当芯移除时,套筒主体10力求返回其正常的未伸展的形状并且径向收缩。套筒4在收缩前被定位在线缆端部上,然后在适当轴向位置中在线缆端部上收缩。
套筒4被所谓的弯头插头310包围,通过该弯头插头,线缆210可经由线缆接线片260连接到例如像开关装置的电力装置。除了其他元件之外,该弯头插头310还包括插头隔离层320和导电高压电极330。弯头插头310的外表面由导电层340形成。
Claims (18)
1.弹性套筒(1,2,3,4),所述弹性套筒用于使电力网络中的HV/MV电力导体(210)电绝缘,所述弹性套筒包括
a)弹性套筒主体(10),所述弹性套筒主体用于使所述电力导体绝缘,所述套筒主体围绕所述电力导体能够径向收缩或者当被推过所述电力导体时能够径向伸展;
b)接收空间(20),所述接收空间形成于所述套筒主体中,用于接收所述电力导体的区段使得所述套筒主体包围所述电力导体;
c)空腔(30,32),所述空腔形成于所述套筒主体中并由空腔壁(190,290)界定;以及
d)分配器组件(40,41,42,43,44),所述分配器组件至少部分地布置在所述空腔中并且包括多个分立阻抗元件(60),其中所述阻抗元件中的至少两个串联电连接以便能够作为分压器来操作以用于感测所述电力导体的内部导体(250)的电压。
2.根据权利要求1所述的弹性套筒,其中所述多个分立阻抗元件(60)包括一个或多个电阻器、和/或一个或多个电容器和/或一个或多个电感器。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的弹性套筒,其中所述多个分立阻抗元件(60)包括多个电容器,并且其中相应电阻器并联电连接到所述多个电容器中的至少一个。
4.根据前述权利要求中任一项所述的弹性套筒(1,4),其中所述多个分立阻抗元件被布置成直链或Z形链。
5.根据前述权利要求中任一项所述的弹性套筒(2,3),还包括围绕所述多个分立阻抗元件布置的屏蔽层(200)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的弹性套筒,其中所述多个分立阻抗元件被布置在柔性印刷电路板(52,53)上。
7.根据前述权利要求中任一项所述的弹性套筒,其中所述分配器组件包括封装主体(150),所述多个分立阻抗元件被封装在所述封装主体中。
8.根据前述权利要求中任一项所述的弹性套筒,其中所述分配器组件能够从所述空腔移除。
9.根据前述权利要求中任一项所述的弹性套筒,还包括
e)高压触点(80,82),所述高压触点用于将所述多个分立阻抗元件中的第一分立阻抗元件(60)电连接到所述电力导体(210)的内部导体(250),和/或
f)低压触点(130),所述低压触点用于将所述多个分立阻抗元件中的第二分立阻抗元件(60)电连接到电接地,所述低压触点能够从所述弹性套筒外触及。
10.根据前述权利要求中任一项所述的弹性套筒,其中所述空腔具有细长形状并沿第一方向纵向延伸,并且其中所述接收空间具有细长形状并沿第二方向纵向延伸,并且其中所述第一方向在+/-10°的角度内平行于所述第二方向。
11.根据前述权利要求中任一项所述的弹性套筒,还包括布置在所述空腔中的电绝缘填隙材料(300),其中所述填隙材料被布置在所述分配器组件的至少一部分与所述空腔壁的至少一部分之间,以便填充所述分配器组件与所述空腔壁之间的空间。
12.根据前述权利要求中任一项所述的弹性套筒,其中所述填隙材料由胶泥或凝胶,特别是硅氧烷凝胶组成。
13.电力网络,包括由根据前述权利要求中任一项所述的弹性套筒绝缘的HV/MV电力导体。
14.零件套组,所述零件套组用于被组装形成根据权利要求1至12中任一项所述的弹性套筒(1,2,3,4),所述零件套组包括
a)弹性套筒主体(10),所述弹性套筒主体用于使电力网络中的HV/MV电力导体(210)电绝缘,所述套筒主体围绕所述电力导体能够径向收缩或者当被推过所述电力导体时能够径向伸展,
所述套筒主体包括
-接收空间(20),所述接收空间用于接收所述电力导体的区段使得所述套筒主体包围所述电力导体;
-空腔(30,32),所述空腔形成于所述套筒主体中并由空腔壁(190,290)界定,所述空腔壁由所述套筒主体的一部分形成;
b)分配器组件(40,41,42,43,44),所述分配器组件包括多个分立阻抗元件(60),其中所述阻抗元件中的至少两个串联电连接以便能够作为分压器来操作以用于感测所述电力导体的电压,其中所述分配器组件能够被布置在所述空腔中。
15.根据前一权利要求所述的零件套组,其中所述多个分立阻抗元件(60)包括多个电容器,并且其中相应电阻器并联电连接到所述多个电容器中的至少一个。
16.根据前一权利要求所述的零件套组,还包括
c)电绝缘的填隙材料(300),所述电绝缘的填隙材料适于被布置在所述空腔(30,32)中,使得所述填隙材料被布置在所述分配器组件(40,41,42,43,44)的至少一部分与所述空腔壁(190,290)的至少一部分之间,以便填充所述分配器组件与所述空腔壁之间的空间。
17.用于与MV/HV线缆(210)一起使用的弯头插头(310)或线缆拼接设备或终端或可分离连接器,包括根据权利要求1至12中任一项所述的弹性套筒(1,2,3,4)。
18.在MV/HV电力导体(210)例如MV/HV线缆上施加弹性套筒(1,2,3,4)的方法,所述方法按任何顺序包括以下步骤:
a)提供根据权利要求14所述的零件套组,并提供MV/HV电力导体(210);
b)将所述电力导体的区段布置在所述套筒主体(10)的所述接收空间(20)中;
c)将所述分配器组件(40,41,42,43,44)布置在所述套筒主体的所述空腔(30,32)中。
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