УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТОЧКИ СОЕДИНЕНИЯ МЕЖДУ ДВУМЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ВЫСОКОВОЛЬТНЫМИ КАБЕЛЯМИ Российский патент 2010 года по МПК H02G15/105 

Изобретение относится к устройству для точки соединения между двумя электрическими высоковольтными кабелями согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения (ЕР 1 158 638 B1).

В GB-А-1 339 502 описано соединительное устройство для двух экранированных электрических высоковольтных кабелей, в котором провода двух высоковольтных кабелей электропроводяще соединены друг с другом посредством металлического зажимного соединителя. Секции гибкой трубы установлены на их экраны и соединены вместе в одно целое посредством электропроводящего и не проводящего электричество полимерного материала. Вся точка соединения окружена пустотелым цилиндрическим корпусом, который состоит из двух частей, каждая из которых расположена вокруг одного из двух высоковольтных кабелей. Две части пустотелого цилиндрического корпуса соединены вместе с обеспечением влагонепроницаемости в центральной зоне соединительного устройства. Если два высоковольтных кабеля имеют разные диаметры, части пустотелого цилиндрического корпуса остаются прежними. Подгонка к соответствующим диаметрам осуществляется посредством секций гибкой трубы, которые могут иметь разные внутренние размеры, при этом их наружная поверхность остается той же самой.

Известное устройство в соответствии с упомянутым вначале документом ЕР 1 158 638 B1 относится, по существу, к электропроводящему соединению проводов двух высоковольтных кабелей. Металлическая труба с высокой электропроводностью расположена вокруг двух обнаженных концов проводов, которые выровнены относительно друг друга, и механически прочно присоединена к двум проводам. Точка соединения двух проводов окружена пустотелым цилиндрическим корпусом, который имеет вид изготовленного заранее цельного компонента, состоящего из эластомерного материала, такого как силиконовый каучук, в который вставлен проводящий экран для точки соединения проводов двух кабелей. На каждом из двух противоположных друг другу концов данный элемент имеет сквозное отверстие, которое предусмотрено с регулируемой воронкой для прохода двух кабелей через него. Перед соединением проводов пустотелый цилиндрический корпус насаживают с расширенными сквозными отверстиями на один из кабелей и «устанавливают в исходное положение» там. Как только соединение будет полностью выполнено, его перемещают в установленное положение, в котором он окружает точку соединения двух проводов и примыкающие концы изоляции двух проводов, которая предусмотрена с наружным проводящим слоем, с обеспечением посадки с натягом. Данное известное устройство используется для кабелей с изоляцией, имеющей одинаковые наружные диаметры, которые имеют отклонения только в пределах производственных допусков. Оно не может быть использовано для соединения кабелей с изоляцией, имеющей значительные различия наружных диаметров. Соединения, подобные этим, необходимы, например, между так называемыми кабелями трубопроводного типа и подземными кабелями или между подводными кабелями и наземными кабелями. В случае кабелей, подобных этим, концевые заделки устанавливают посредством использования известной технологии на концы двух кабелей, размещают напротив друг друга в металлическом корпусе и электропроводяще соединяют друг с другом. Для электрической изоляции корпус устанавливают с изолирующей средой, например газом SF6 или изоляционным маслом. Сложность соединения кабелей, подобных этим, является соответственно высокой.

В основе изобретения лежит задача создания устройства, подобного описанному вначале, в более простом виде.

Данная цель достигается в соответствии с отличительным признаком пункта 1 формулы изобретения.

При использовании данного пустотелого цилиндрического корпуса простой и предпочтительный способ соединения, например, подобный описанному в упомянутом вначале ЕР 1 158 638 B1, также может быть использован для двух высоковольтных кабелей, изоляция которых имеет существенно различающиеся диаметры. Внутренние диаметры двух проемов сквозного отверстия, которые предусмотрены на концах пустотелого цилиндрического корпуса, имеют такую величину, что они, с одной стороны, могут быть насажены на один из кабелей перед сквозным соединением двух проводов без какого-либо риска перенапряжения в них. С другой стороны, пустотелый цилиндрический корпус поджимают с определенным усилием к наружным проводящим слоям на обоих концах посредством регулируемых воронок, которые расположены там несмотря на сильно различающиеся наружные диаметры изоляции на двух кабелях, более точно, по меньшей мере, с приблизительно одинаковым усилием на обоих кабелях. Это имеет исключительно важное значение для функциональности пустотелого цилиндрического корпуса, поскольку определенные размеры концов сквозного отверстия позволяют выполнить это без повреждения, в особенности в случае колебаний температуры, таких как колебания, которые возникают во время эксплуатации трассы кабеля.

Различия между внутренними диаметрами двух концов сквозного отверстия предпочтительно соответствуют различиям наружных диаметров изоляции на двух кабелях.

Один приведенный в качестве примера вариант осуществления предмета изобретения проиллюстрирован на чертежах, на которых:

фиг.1 схематически показывает базовую конструкцию точки соединения между двумя высоковольтными кабелями в виде сечения, и

фиг.2 показывает сечение устройства в соответствии с изобретением.

Провода 1 и 2, которые можно видеть на фиг.2, двух высоковольтных кабелей 3 и 4 - называемых в нижеприведенном тексте «кабелями 3 и 4» - электропроводяще соединены друг с другом в точке V соединения. Провода 1 и 2 могут иметь некоторое число жил или могут быть сплошными. Они также могут быть круглыми или сегментными. Они могут состоять из меди или алюминия. Каждый из проводов 1 и 2 окружен внутренним проводящим слоем, который также упоминается как сглаживающий элемент провода. Данный проводящий слой, который в качестве примера содержит частицы сажи, не показан на чертеже.

Вытянутая изоляция 5 и 6 соответственно установлена поверх внутреннего проводящего слоя и окружена соответствующим наружным проводящим слоем 7 и 8. Наружные проводящие слои 7 и 8 могут быть образованы точно таким же образом, как внутренние проводящие слои. Дополнительные слои соответствующих кабелей 3 и 4 могут быть расположены над наружным соответствующим проводящим слоем 7 и 8, и эти дополнительные слои окружены наружным кожухом 9, состоящим из изоляционного материала.

Пустотелый цилиндрический корпус М установлен поверх точки V соединения в виде изготовленного заранее компонента, содержащего проводящий экран 10 и формованный элемент 11, состоящий из эластичного изоляционного материала, на который установлено проводящее наружное покрытие 12. Покрытие 12 создает электропроводящий контакт с наружными проводящими слоями 7 и 8 двух кабелей 3 и 4, окружающими их изоляцию 5 и 6. В качестве материала для изоляции 5 и 6 предпочтительно используется сшитый полиэтилен. Пустотелый цилиндрический корпус М насажен на части, которые он окружает, по посадке с натягом.

Устройство в соответствии с изобретением проиллюстрировано в виде приведенного в качестве примера варианта осуществления на фиг.2. Оно соединяет два кабеля 3 и 4, изоляция 5 и 6 которых имеет сильно различающиеся наружные диаметры. Наружный диаметр изоляции 6, например, должен быть, по меньшей мере, на 10 мм меньше наружного диаметра изоляции 5. Провода 1 и 2 двух кабелей 3 и 4 в проиллюстрированном приведенном в качестве примера варианте осуществления имеют одинаковые размеры, и они имеют идентичную конструкцию. Однако они также могут иметь разные размеры с соответственно отличающейся или подогнанной толщиной изоляции 5 и 6. Экранирующий электрод 13 расположен вокруг точки соединения между двумя проводами 1 и 2, и его концы сконструированы так, что он уложен на изоляцию 5 и 6 на обоих кабелях.

Вся точка соединения окружена пустотелым цилиндрическим корпусом 14, состоящим из постоянно эластичного изоляционного материала, на двух концах которого установлена соответствующая регулируемая воронка 15 или 16. Пустотелый цилиндрический корпус 14 предпочтительно состоит из сополимера этилена и пропилена (EPDM) или силиконового каучука. Регулируемые воронки 15 и 16 интегрированы с пустотелым цилиндрическим корпусом 14 и предпочтительно состоят из того же материала, что и пустотелый цилиндрический корпус 14, и выполнены электропроводящими. Регулируемые воронки 15 и 16 установлены с определенной посадкой с натягом на соответствующем наружном проводящем слое 7 и 8 двух кабелей 3 и 4.

«Характер» пустотелого цилиндрического корпуса 14 подогнан к различным наружным диаметрам изоляции 5 и 6 и к экранирующему электроду 13.

Он имеет сквозное отверстие, профиль которого является ступенчатым и которое на его двух концах в аксиальном направлении имеет внутренние диаметры, которые аналогичным образом сильно различаются так же, как наружные диаметры изоляции 5 и 6 на двух кабелях 3 и 4. Разность внутренних диаметров на концах сквозного отверстия предпочтительно аналогичным образом составляет, по меньшей мере, 10 мм, что соответствует изоляции 5 и 6. Внутренние диаметры проемов на концах сквозного отверстия в пустотелом цилиндрическом корпусе 14 сконструированы определенным образом, так что пустотелый цилиндрический корпус 14, более точно его регулируемые воронки 15 и 16, уложен с заранее заданной посадкой с натягом на наружных проводящих слоях 7 и 8 двух кабелей 3 и 4. Когда пустотелый цилиндрический корпус 14 находится в уложенном состоянии, они предпочтительно имеют меньший размер по сравнению с наружными диаметрами изоляции 5 и 6, так что они должны быть расширены, по меньшей мере, на 8%, чтобы они укладывались достаточно плотно на проводящие слои 7 и 8 в установленном положении. Верхний предел требуемого расширения сквозного отверстия на концах пустотелого цилиндрического корпуса 14 составляет 33%.

Процедура установки устройства в соответствии с изобретением, например, такова.

Кожухи 9 удаляют на заранее заданной длине на концах двух кабелей 3 и 4. Наружные проводящие слои 7 и 8, открытые для воздействия таким образом, затем аналогичным образом удаляют, более точно на длине, соответствующей длине пустотелого цилиндрического корпуса 14. Концы наружных проводящих слоев 7 и 8 в данном случае будут соединяться посредством конического перехода в точках 17 и 18 с соответствующей изоляцией 5 и 6, как можно видеть на фиг.2. Затем изоляцию 5 и 6 и внутренние проводящие слои удаляют с концов двух проводов 1 и 2.

Затем пустотелый цилиндрический корпус 14 с его соответствующим образом расширенным сквозным отверстием может быть насажен на один из концов кабелей. Однако это также может быть выполнено даже перед описанной обработкой концов кабелей или в любой момент после завершения одного из указанных процессов. Затем экранирующий электрод 13 насаживают на изоляцию 5 или 6 на одном из кабелей.

После этого два провода 1 и 2 в кабелях 3 и 4 электропроводяще соединяют друг с другом посредством известной технологии. Затем экранирующий электрод 13 насаживают на точку соединения двух проводов 1 и 2 до тех пор, пока он не достигнет положения, которое можно видеть на фиг.2 и в котором он укладывается с одной стороны на изоляцию 5 и с другой стороны на изоляцию 6. В завершение пустотелый цилиндрический корпус 14 сдвигают до его конечного положения, в котором его регулируемые воронки 15 и 16 будут уложены по посадке с натягом на наружных проводящих слоях 7 и 8 двух кабелей 3 и 4.

Как только установка пустотелого цилиндрического корпуса 14 будет завершена, на него устанавливают, например, наружную оболочку, которая предпочтительно может быть образована так же, как оболочка на кабелях 3 и 4, включая их наружный кожух 9. Электрические экраны, которые имеются в конструкции кабелей 3 и 4, соединяются посредством оболочки, такой как эта. Вместо оболочки вокруг пустотелого цилиндрического корпуса 14 также может быть установлен металлический корпус с изолирующим кожухом.

Устройство предназначено для кабелей, каждый из которых имеет электрический провод (1, 2), внутренний проводящий слой, который наложен на него, изоляцию (5, 6), которая окружает проводящий слой, и наружный проводящий слой (7, 8), который наложен на изоляцию, а также оболочку, которая установлена поверх наружного проводящего слоя. Провода (1, 2), с которых были сняты окружающие слои, электропроводяще соединены друг с другом, и точка соединения двух проводов окружена электрическими экранирующими элементами и общим удлиненным пустотелым цилиндрическим корпусом (14), который состоит из эластичного изоляционного материала и имеет сквозное отверстие, при этом пустотелый цилиндрический корпус снабжен на его двух концах в аксиальном направлении, которые предназначены для прохода кабеля через них, электрическими регулируемыми воронками (15, 16), которые в установленном положении уложены на наружные проводящие слои (7, 8) двух кабелей, с которых были удалены оболочки. Внутренние диаметры сквозного отверстия в пустотелом цилиндрическом корпусе (14) на его двух концах в аксиальном направлении, которые снабжены регулируемыми воронками (15, 16), сконструированы разными определенным образом для его применения в точке соединения двух кабелей (3, 4), у которых наружные диаметры их изоляции (5, 6) различаются, по меньшей мере, на 10 мм, подогнанными к этим разным наружным диаметрам. Изобретение позволяет упростить устройство. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для точки соединения между двумя электрическими высоковольтными кабелями, каждый из которых имеет электрический провод, внутренний проводящий слой, который уложен на него, изоляцию, которая окружает проводящий слой, и наружный проводящий слой, который уложен на изоляцию, а также оболочку, которая установлена поверх наружного проводящего слоя, и в котором провода, с которых были сняты окружающие слои, электропроводяще соединены друг с другом, и в котором точка соединения двух проводов окружена электрическими экранирующими элементами и общим удлиненным пустотелым цилиндрическим корпусом, который состоит из эластичного изоляционного материала и имеет сквозное отверстие, при этом пустотелый цилиндрический корпус снабжен на его двух концах в аксиальном направлении, которые предназначены для прохода кабеля через них, электрическими регулируемыми воронками, которые в установленном положении уложены на наружные проводящие слои двух кабелей, с которых были удалены оболочки, и отличающееся тем, что внутренние диаметры сквозного отверстия в пустотелом цилиндрическом корпусе (14) на его двух концах в аксиальном направлении, которые снабжены регулируемыми воронками (15, 16), сконструированы разными определенным образом, для его применения в точке соединения двух кабелей (3, 4), у которых наружные диаметры их изоляции (5, 6) различаются, по меньшей мере, на 10 мм, подогнанными к этим разным наружным диаметрам.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что разность между внутренними диаметрами сквозного отверстия на двух концах в аксиальном направлении пустотелого цилиндрического корпуса (14) равна разности между наружными диаметрами изоляции (5, 6) на двух кабелях (3, 4).

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что сквозное отверстие в пустотелом цилиндрическом корпусе (14) имеет на его концах внутренний диаметр, который меньше по величине, чем изоляция (5, 6) на двух кабелях (3, 4), что требует расширения сквозного отверстия, по меньшей мере, на 8% для достижения установленного положения.

4. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что пустотелый цилиндрический корпус состоит из тройного сополимера этилена и пропилена или из силиконового каучука.

5. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что для образования регулируемых воронок (15, 16) концы в аксиальном направлении пустотелого цилиндрического корпуса (14) состоят из сополимера этилена и пропилена или силиконового каучука, который был сделан электропроводящим.