CN203350494U - 一种用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，所述装置包括上盒体、下盒体、复合绝缘子、均压环、屏蔽环和固定夹具；所述上盒体和下盒体分别安装到所述复合绝缘子的两端，所述下盒体与复合绝缘子之间设有均压环，所述上盒体与复合绝缘子之间背对背设有均压环和屏蔽环。本实用新型提供的用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，可以在500kV电压等级下光纤复合相线(Optical Fiber Composition Phase Conductor，OPPC)工程中应用，实现光纤复合相线线路引入变电站后光电分离，并且完成光纤复合相线与引入光缆的接续。

Description

一种用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置

技术领域

本实用新型属于电力***通信技术领域，具体涉及一种用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置。

背景技术

光纤复合架空相线是一种新型的电力特种光缆，具备导线和通信光缆的功能，在我国电力领域10kV、35kV、110kV及220kV等电压等级输电线路中已经有了探索性的应用，目前已开始了500kV电压等级OPPC及接头盒的研究与试验段建设。

光纤复合架空相线接头盒是OPPC线路工程应用中不可或缺的一个装置，OPPC线路的光电分离及接头盒绝缘性能一直是影响OPPC工程应用的关键点之一。500kV电压等级下，线路对OPPC光电分离提出了更高的要求。

500kV电压等级OPPC光电分离装置按用途分成中间接头盒和终端接头盒。OPPC终端接头盒在线路起始两端的变电站构架安装，连接OPPC和导引光缆，OPPC终端接头盒采用“高压隔离绝缘”技术和海缆接头盒的密封及光缆固定技术，在杆塔上一次性光纤熔接接续，并采用座式固定结构安装。OPPC终端接头盒不仅要承受高电压、大电流环境，具有良好的电气性能，而且接头盒本身需要有一定的机械强度，其机械性能、绝缘性能、密封性能、环境性能及光学传输性能等均对接头盒、甚至是运行线路的安全、稳定运行有着直接影响。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，可以在500kV电压等级下光纤复合相线(Optical Fiber Composition PhaseConductor，OPPC)工程中应用，实现光纤复合相线线路引入变电站后光电分离，并且完成光纤复合相线与引入光缆的接续。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下方案：

提供一种用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，所述装置包括上盒体、下盒体、复合绝缘子、均压环、屏蔽环和固定夹具；所述上盒体和下盒体分别安装到所述复合绝缘子的两端，所述下盒体与复合绝缘子之间设有均压环，所述上盒体与复合绝缘子之间背对背设有均压环和屏蔽环，所述固定夹具将进缆孔导管固定到所述上盒体上。

所述复合绝缘子采用棒形悬式复合绝缘子，且其内部预埋光单元；所述棒形悬式复合绝缘子的伞形结构由直径相等的大伞和直径相等的小伞组成，所述大伞和小伞交替排列，所述大伞的伞间距不小于70mm且不大于100mm，且所述大伞的伞伸出与小伞的伞伸出之差不小于20mm。

所述大伞和小伞的平均直径通过下式计算：

D_av=(D+d_r+2d)/4             (1)

其中，D_av为大伞和小伞的平均直径，D为大伞的外径，d_r为小伞的外径，d为杆径。

所述棒形悬式复合绝缘子的爬电距离按下式计算：

L_c=λ×U_m×k_D               (2)

其中，L_c为棒形悬式复合绝缘子的爬电距离，λ为最小公称爬电比距，U_m为设备最高电压，k_D为绝缘子的直径系数。

所述上盒体为圆形或六角形，且上盒体和下盒体内分别设有存纤盒；所述上盒体与上盒体的盒盖之间采用密封垫密封，所述密封垫通过上盒体与上盒体的盒盖之间的螺钉紧固。

所述上盒体和下盒体分别设有进缆孔导管和出缆孔导管，通过螺栓将进缆孔导管和出缆孔导管分别固定到所述上盒体和下盒体上，所述上盒体与复合绝缘子之间设有屏蔽环，所述屏蔽环的管径为75～85mm。

所述均压环为绝缘子均压环，其管径为50～80mm，外径为600～950mm，抬高度为190～350mm。

所述固定夹具采用圆形套筒，采用半圆夹片及螺母夹持光纤复合相线。

所述上盒体与复合绝缘子、下盒体与复合绝缘子之间均采用螺纹连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型采用整体式紧固夹具固定光纤复合相线，保证光纤复合相线的接头盒装置的机械性能；

2.采用密封垫保证接头盒装置的密封性能，密封垫通过盒体与盒盖之间的螺钉紧固，可以保证接头盒装置的密封性能在25年内不失效；

3.将光单元（软光缆）预埋在复合绝缘子中，并采用绝缘密封材料将空心填充，光纤接续时分别在上盒体和下盒体进行两次熔接，确保500kV接头盒的绝缘性能。其中，终端接头盒绝缘子额定电压为500kV；绝缘距离为4440mm；爬电距离为13750mm(min)；雷电全波冲击耐受电压（峰值）不小于2050kV；工频1分钟湿耐受电压（有效值）不小于740kV。

4.在复合绝缘子末端第一片伞裙与盒体连接之间配置了均压环，改善绝缘子串中绝缘子的电压分布，防止复合绝缘子串产生电晕，并保护绝缘子，保护伞裙表面不被灼伤，防止裙裂。

5.所述上盒体与复合绝缘子之间配置了屏蔽环，所述屏蔽环的管径为75～85mm，环的直径应大于盒体直径加上进缆孔导管和出缆孔导管的长度，根据被屏蔽物的形状可采用圆，椭圆，近方形圆，近桃形圆等等。

附图说明

图1是用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置结构示意图；

其中，1-底板，2-下盒体，3-复合绝缘子，4-均压环，5-上盒体，6-固定夹具，7-屏蔽环。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1，提供一种用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，所述装置包括上盒体5、下盒体2、复合绝缘子3、均压环4、屏蔽环7和固定夹具6；所述上盒体5和下盒体2分别安装到所述复合绝缘子的两端，所述下盒体2与复合绝缘子3之间设有均压环4，所述上盒体5与复合绝缘子3之间背对背设有均压环4和屏蔽环7，所述固定夹具6将进缆孔导管固定到所述上盒体5上；所述装置通过底板1固定到变电站内。

所述复合绝缘子3采用棒形悬式复合绝缘子，且其内部预埋光单元；所述棒形悬式复合绝缘子的伞形结构由直径相等的大伞和直径相等的小伞组成，所述大伞和小伞交替排列，所述大伞的伞间距不小于70mm且不大于100mm，且所述大伞的伞伸出与小伞的伞伸出之差不小于20mm。

所述大伞和小伞的平均直径通过下式计算：

D_av=(D+d_r+2d)/4                (1)

其中，D_av为大伞和小伞的平均直径，D为大伞的外径，d_r为小伞的外径，d为杆径。所述棒形悬式复合绝缘子的爬电距离按下式计算：

L_c=λ×U_m×k_D            (2)

其中，L_c为棒形悬式复合绝缘子的爬电距离，λ为最小公称爬电比距，U_m为设备最高电压，k_D为绝缘子的直径系数。

复合绝缘子3的电压分布与其自身的对地电容量有关，对地电容量大的复合绝缘子3电压分布趋于均匀，反之则不均匀。复合绝缘子3较之瓷或玻璃绝缘子的对地电容小，则电压的不均匀分布是显而易见的了。而复合绝缘子3这种电压的不均匀分布，电压等级越高，表现越加明显，绝缘子串的绝缘子片数很多，绝缘子串中的每片绝缘子的电压分布不均，靠近导线的第一片绝缘子承受了极高的电压，因此第一片绝缘子劣化率很高。复合绝缘子3污秽等级为III级，包括在大气严重污染地区，大气污秽而有重雾的地区、离海岸1～3km地区，及盐场附近重盐碱地区。

所述上盒体5为圆形或六角形，且上盒体5和下盒体2内分别设有存纤盒；所述上盒体5与上盒体5的盒盖之间采用密封垫密封，所述密封垫通过上盒体5与上盒体5的盒盖之间的螺钉紧固；密封垫通过盒体与盒盖之间的螺钉紧固，可以保证接头盒装置的密封性能在25年内不失效；

终端接头盒装置密封完毕后，浸泡在水深2m的水池中，24h后检查，终端接头盒装置内无水渗入，反复10次，盒内无异常变化，说明该设计满足要求。

所述上盒体5和下盒体2分别设有进缆孔导管和出缆孔导管，通过螺栓将进缆孔导管和出缆孔导管分别固定到所述上盒体5和下盒体2上，所述上盒体5与复合绝缘子3之间设有屏蔽环7，所述屏蔽环7的管径为80mm，环的直径应大于盒体直径加上进缆孔导管和出缆孔导管的长度，根据被屏蔽物的形状可采用圆，椭圆，近方形圆，近桃形圆等。

所述上盒体5和下盒体2采用的材料均为5A02，其用镁含量为2.0～2.8%、锰含量为0.15～0.4%、铜含量为0.1%、铁含量为0.2%、硅含量为0.4%、钛含量为0.1%，其余为铝的合金制备，所述的百分数为质量百分数。

所述均压环4为绝缘子均压环，其管径为50mm，外径为600mm，抬高度为190mm；所述绝缘子均压环采用的材料是0Cr13Al，其用碳含量为0.075%、硅含量为0.94%、锰含量为0.97%、磷含量为0.035%、硫含量为0.025%、铬含量为14.0%、余量为铁的合金制备，所述的百分数为重量百分数。

所述固定夹具6采用圆形套筒，采用半圆夹片及螺母夹持光纤复合相线，用以调节与光纤复合相线的缆径匹配，起到固定和防松动作用。

所述上盒体5与复合绝缘子、下盒体2与复合绝缘子之间均采用螺纹连接。

用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置在线路起始两端的变电站构架安装，连接光纤复合相线和导引光缆，光纤复合相线的终端接头盒装置采用“高压隔离绝缘”技术和海缆接头盒的密封及光缆固定技术，在杆塔上一次性光纤熔接接续，并采用座式固定结构安装。光纤复合相线的终端接头盒装置不仅要承受高电压、大电流环境，具有良好的电气性能，而且接头盒本身需要有一定的机械强度，其机械性能、绝缘性能、密封性能、环境性能及光学传输性能等均对接头盒、甚至是运行线路的安全、稳定运行有着直接影响。

（1）电气性能：终端接头盒绝缘子额定电压为500kV；绝缘距离为4440mm；爬电距离为13750mm(min)；雷电全波冲击耐受电压（峰值）不小于2050kV；工频1分钟湿耐受电压（有效值）不小于740kV。

（2）机械性能：①确保OPPC光缆与接头盒之间连接用固定夹具6的机械性能和抗拉强度；②盒体应该能够承受2000N的侧压力，受力面积为100mm*100mm；③盒体应该能够承受冲击能量为16N·m，冲击3次；④接头盒装置本身应该能够承受振动频率为10Hz、振幅为±3mm、振动次数为10⁶次的振动。

（3）光学性能：光纤单元的盘绕附加损耗最小。

（4）密封、耐环境性能：盒体内部的充气压力为60kPa±5kPa，试验后接头盒盒体内部气压没有变化，浸入常温的清水容器中稳定观察15min没有气泡冒出，绝缘子污秽等级为III级。

由于线路电压等级高，金具的电晕试验极其重要，《电力金具》GB2817-85规定：“用于额定电压330kV以上的金具必须进行电晕试验，试验应于晴天室内进行，试件按实际使用安装。根据计算可以得出，OPPC接头盒可见电晕电压值为350kV。

对于常规终端接头盒装置，加电压到200kV开始放电，原因是均压环只保护复合绝缘子，而上盒体也是带电体，同样需要防止电晕的产生。上盒体外形目前为六角形状，再加上上盖及光缆夹具部位，都有棱角，如果将上盒体外形改进为圆形，同样有棱角，该方案不可行。最终确认将上盒体安装屏蔽环7，该方案改进后330kV左右开始放电起电晕，主要放电位置在管壁上，该均匀屏蔽环管径为50mm，管径稍微偏小一点。再有就是焊接部位，位置焊在环外，所以产生了电晕。附图1中的屏蔽环7管径为80mm，可以耐压到380kV左右开始放电，试验合格。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，其特征在于：所述装置包括上盒体、下盒体、复合绝缘子、均压环、屏蔽环和固定夹具；所述上盒体和下盒体分别安装到所述复合绝缘子的两端，所述下盒体与复合绝缘子之间设有均压环，所述上盒体与复合绝缘子之间背对背设有均压环和屏蔽环，所述固定夹具将进缆孔导管固定到所述上盒体上。 

2.根据权利要求1所述的用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，其特征在于：所述复合绝缘子采用棒形悬式复合绝缘子，且其内部预埋光单元；所述棒形悬式复合绝缘子的伞形结构由直径相等的大伞和直径相等的小伞组成，所述大伞和小伞交替排列，所述大伞的伞间距不小于70mm且不大于100mm，且所述大伞的伞伸出与小伞的伞伸出之差不小于20mm。 

3.根据权利要求2所述的用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，其特征在于：所述大伞和小伞的平均直径通过下式计算： 

D_av=(D+d_r+2d)/4           (1) 

其中，D_av为大伞和小伞的平均直径，D为大伞的外径，d_r为小伞的外径，d为杆径。 

4.根据权利要求2所述的用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，其特征在于：所述棒形悬式复合绝缘子的爬电距离按下式计算： 

L_c=λ×U_m×k_D           (2) 

其中，L_c为棒形悬式复合绝缘子的爬电距离，λ为最小公称爬电比距，U_m为设备最高电压，k_D为绝缘子的直径系数。 

5.根据权利要求1所述的用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，其特征在于：所述上盒体为圆形或六角形，且上盒体和下盒体内分别设有存纤盒；所述上盒体与上盒体的盒盖之间采用密封垫密封，所述密封垫通过上盒体与上盒体的盒盖之间的螺钉紧固。 

6.根据权利要求5所述的用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，其特征在于：所述上盒体和下盒体分别设有进缆孔导管和出缆孔导管，通过螺栓将进缆孔导管和出缆孔导管分别固定到所述上盒体和下盒体上，所述上盒体与复合绝缘子之间设有屏蔽环，所述屏蔽环的管径为75～85mm。 

7.根据权利要求1所述的用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，其特征在于：所述均压环为绝缘子均压环，其管径为50～80mm，外径为600～950mm，抬高度为190～350mm。 

8.根据权利要求1所述的用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，其特征在于：所述固定夹具采用圆形套筒，采用半圆夹片及螺母夹持光纤复合相线。 

9.根据权利要求1所述的用于500kV光纤复合相线的终端接头盒装置，其特征在于：所述上盒体与复合绝缘子、下盒体与复合绝缘子之间均采用螺纹连接。