КОНЦЕВАЯ МУФТА СИЛОВОГО КАБЕЛЯ С ПЛАСТМАССОВОЙ ИЗОЛЯЦИЕЙ

Концевая муфта силового кабеля с пластмассовой изоляцией.
Полезная модель относится к кабельной технике, а именно к концевым муфтам, предназначенным для присоединения кабельных линий к воздушным линиям электропередачи, и может быть использована в концевых муфтах вводов в трансформатор или элегазовое распределительное устройство, а также в других аппаратах высокого напряжения. Известна конструкция концевой муфты, содержащая заполненный изоляционной жидкостью фарфоровый изолятор, в котором размещен эпоксидный изолятор, концевую разделку с эластомерным элементом, принудительно поджатым посредством металлической пружины к внутренней поверхности эпоксидного изолятора и к изоляции кабеля, верхний и нижний экраны. (Garinturen fur VPE-isolierte Hoch-und Hochstspannugskabel Felten Gullemne, ФРГ. 1984)
Поскольку элемент находится под воздействием силы, направленной вдоль оси симметрии эластомерного элмента, и оказываемой металлической пружиной, он испытывает сложное напряженно-деформированное состояние, что ускоряет старение и ползучесть материала эластомерного элемента, В результате быстро снижается контактное давление со стороны эластомерного элемента на изоляцию кабеля, что ведет к ослаблению электрической прочности муфты.
МКИ6Н02О15/02
Известна конструкция концевой муфты силового кабеля, 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, верхний и нижний экран,выполненный из электропроводящего полимерного материала, и. которая для обеспечения надежного контакта с поверхностью изоляции содержит прижимной стакан и заполнение между изоляцией кабеля и нижним экраном материалом с высоким коэффициентом теплопроводности. Эта конструкция концевой муфты является наиболее близким техническим решением к предлагаемому по технической сущности (пат. РФ 2001483, кл. H02G1508, 1990).
В этой конструкции имеются следующие недостатки. Нижний электрод выполняется из электропроводящей резины , а усиливающая изоляция - из электроизоляционной резины. Термомеханические характеристики этих материалов отличаются друг от друга и от пластмассовой (полиэтиленовой) изоляции кабеля. Поэтому высокие электроизоляционные характеристики, полученные при кратковременных испытаниях, при длительных испытаниях или в условиях эксплуатации зачастую не подтверждаются. Кроме того циклическое изменение нагрузки в кабельной линии приводит к температурным перепадам по высоте концевой муфты и возможным перемещениям эластомерного элемента по длине разделки кабеля. При этом использование металлического прижимного стакана в конструкции муфты
неэффективно по нричине более высокого температурного коэффициента расширения эластомерного элемента. При этом возникает отделение нижнего экрана муфты отделение нижнего экрана муфты от экрана кабеля, что приводит к электрическому пробою изоляции кабеля.
Поставленная задача состоит в создании простой конструкции муфты, обеспечивающей надежную эксплуатацию кабельной линии, за счет однородности изоляции и снижения тангенциальной напряженности электрического поля в муфте.
Технический результат достигается тем, что в концевой муфте силового кабеля с пластмассовой изоляцией, содержащей заполненный гооляциошюй жидкостью фарфоровый изолятор, концевую разделку кабеля с установленной на нее усиливающей изоляцией, верхний экран и нижний экран, выполненный из электропроводящего полимерного материала, усиливающая изоляция и нижний экран выполнены из полимерных материалов, совулканизуемых с материалом изоляции кабеля, нижний экран состоит из цилиндрической и конической части, первая из которых установлена с натягом на изоляции кабеля, другая частично или полностью покрыта усиливающей изоляцией.
Дальнейщие пояснения будут сделаны со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фиг 1- общий вид концевой муфты в разрезе;
Как представлено на фиг.1, предлагаемая конструкция муфты содержит заполненный изоляционной жидкостью фарфоровый изолятор 1, концевую разделку кабеля 2 с усиливающей изоляцией 3, которая монолитно соединена с изоляцией разделки кабеля. Муфта снабжена двумя экранами: 4 -верхний экран расположен на верхней крыпже 5 муфты и нижний экран 6, являющийся продолжением экрана кабеля 7. Муфта имеет токовый вывод 8, а в нижней части муфта снабжена узлом 9, который включает три фланца и ряд уплотняющих прокладок ,облегчаюпщх сборку муфты и обеспечивающих возможность перемещения кабеля при температурных изменениях. В нижней части муфта снабжена закрепляющими кабель хомутами 10 и тягами 11, которые исключают передачу механических усилий на узел герметизации 9.
Нижний экран (фиг. 2) состоит из конической 12 и цилиндрической 13 частей. При этом, как видно из фиг.1, цилиндрическая часть 13 установлена с натягом на изоляции кабеля, является продолжением экрана кабеля 7 и составляет с ним одно целое, а коническая часть 12 частично покрыта усиливающей изоляцией 3.
Ниже прршодятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели.
Формирование монолитной усиливающей изоляции 3 осуществляется следующим образом.
,2 .5
коническую часть 12 и цилиндрическую часть 13. Последняя имеет диаметр больше диаметра экрана кабеля и выполнена с возможностью термической усадки. Нижний экран 6 сдвигают на экран кабеля, производят намотку усиливающей изоляции 3 лентами из вулканизируемого изоляционного материала с образованием конической формы подмотки, сдвигают на подмотку нижний экран 6 и термически усаживают цилиндрическую часть 13 на изоляцию кабеля. Соединение усаженной цилиндрической части 13 экрана 6 с экраном кабеля осуществляют путем намотки лент из электропроводящего полимерного материала. Коническую часть 12 нижнего экрана 6 закрывают лентами из вулканизуемого изоляционного материала. Затем проводят вулканизацию усиливающей изоляции 3 в прессующем контейнере, имеющим нагреватель на внешней новерхности После вулканизации и образовании монолита с изоляцией кабеля заготовку извлекают из контейнера. Па разделанный участок жилы напрессовывают наконечник .., после чего полученный конец кабеля устанавливают внутри фарфорового изолятора 1. Пижнюю часть муфты герметизируют с помощью узла 9 содержащего фланцы и прокладки. Токовый вывод 8 герметизируют с помощью соответствующего узла герметизации (не показан) на верхней крышке 5. Полость изолятора 1 заполняют соответствующей электроизоляционной жидкостью и на него устанавливают верхний экран 4.
Были проведены монтажи предлагаемой конструкции муфт на кабелях с изоляцией из сшитого полиэтилена с медными жилами сечением 300 и 630 мм . В обоих случаях конический элемент выполнялся из
r-2oo-(
электропроводящей вулканизованной полимерной композиции сополимера этилена с этилакрилатом и имел коническую 12 и цилиндрическую часть 13, причем цилиндрическая часть дополнительно растягивалась до диаметра на 2 мм больше диаметра экрана кабеля.
На изготовленных таким образом муфтах были проведены длительные до 40 суток циклические испытания с изменением тока нагрузки в кабеле от окружающей до 100 -105  С на жиле (8часов - нагрев/16 часов охлаждение) при постоянном приложении напряжения переменного тока 130 кВ. При этих испытаниях не отмечено частичных разрядов в муфтах, конструкция которых представлена по фиг.1, при напряжении 95 кВ в начале и в конце испытаний, в то время как в муфтах прототипа были отмечены частичные разряды величиной 10 пКл после 30 суточных циклов испытания при напряжении 95 кВ.