[实用新型]高压电力电缆终端

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压/超高压电力电缆附件，特别是一种导体内置光缆的高压电力电缆终端。该终端包括了导体接线柱、高压端、地端及绝缘单元，绝缘单元被设置在所述高压端和地端之间，导体接线柱设置在高压端。

背景技术

为保证高压地下电缆系统的安全运行，电力部门对其进行在线监测。在线监测的主要内容包括负荷监测和故障监测两个方面。

电缆的负荷能力的约束条件主要来自电缆和电缆附件制造材料允许的工作温度极限。例如，对于XLPE电缆，电缆导体的温度，也就是临近导体的XLPE的温度，通常规定不可超过85度。在电缆和电缆系统设计时，就是主要按照导体温度限制来完成负荷能力设计的。电缆系统的负荷能力通常按照IEC60287和IEC853标准设计。这些标准假设负荷电流是恒定的或基本按照一个日负荷曲线样式变化，并假设周围环境条件是确定的。为保证设计安全，所假设的条件往往取极端情况，导致电缆系统实际运行负载低、资产利用不足的可能。事实上，由于电缆的电气相互影响和传热学问题的复杂性，上述标准不可能为比较复杂的敷设环境中(特别是多回路)的电缆提供可靠和精确的解。对电缆温度进行在线检测，提供一个解决该问题的途径，导体温度是非常重要的，可直接作为负荷监测的关键指标。

实际运行电缆系统的周围的环境条件是复杂的，而且其状态有可能会发生迁移，很不确定，因此不检测电缆全长的温度分布无法可靠地判断出整个电缆温度的最高点。电缆温度最高点是事实上的负荷瓶颈点。更复杂的情况是，在同一根电缆上的负荷瓶颈点的位置是变化的，而且在一个时间段内，同一根电缆可能出现多个瓶颈点。

分布式光纤温度传感(Distributed Temperature Sensor，以下简称DTS)技术为电缆在线负荷监测提供了有保障的解决方案。利用DTS技术，可以检测到一根长达几千米到几十千米光纤的温度分布，采样点距离可达到1到2米。将该测温光纤沿电缆轴向布置，则可以获得电缆的轴向温度分布。

到目前为止，通常认为，由于高压电缆的导体处于高压电势，由完整性不容破坏的绝缘层包裹，无法将光纤布置在导体上或内部并引出到处于地电势的外部。所以利用DTS技术直接测量导体温度是不可行的。目前通常的做法有两种：

1、外置式：将容纳测温光纤的光缆布置在电缆表面；

2、内置式：在电缆制造阶段，将测温光纤或光缆加入到电缆绝缘层外的某层或某两层之间，典型地在半导体绝缘屏蔽外、金属套内。

这时，测量的温度虽然不是电缆导体的温度，但仍然具有重要的参考价值。并且，以测温光纤为外边界，对电缆建立传热偏微分方程模型，持续输入实时负荷电流和实时光纤温度，可计算出电缆导体温度。韩国专利公开号2003-45864揭示了一种在电缆中设置一温度测量光纤用于计算地下电力电缆导体温度的系统。

关于外置式：对于电缆隧道中的电缆和在回填土方前的直埋电缆，可以由人工采用绑扎或粘合的方法将光缆固定在电缆表面。但对于排管方式敷设的电缆，光缆通常在电缆穿管完毕后再牵引入排管中。这时，光缆不太可能像上述的情况中紧密地接触电缆表面，部分光缆可能接触了电缆表面，部分则可能没有接触到电缆而悬空在排管中的介质中。这将使模型引入不确定的因素，导致较大的计算误差。

关于内置式：中国专利公开号CN1624812A、日本专利公开号1990-144810、1994-148001、1994-181013、1994-181014和1994-181015揭示了多种光纤复合电力电缆。它们都将光缆布置在电缆绝缘层和护套之间，属于内置式。在内置式光纤复合电力电缆中，光缆非常一致地处于电缆绝缘外的某一层，解决了上述外置式的问题，但必须处理电缆接头处光纤的连接问题，这使电缆接头安装过程变得复杂。通常要采用一根跳线光缆，两个熔接点，分别和两根电缆的光纤抽头熔接。也就是说，为了监测一根电缆的温度分布，测温光纤上的熔接点的数量至少是电缆接头数量的两倍。对于较长的电缆，光纤熔接点的数量可能太多。光纤熔接点有一定的损耗和不可靠性，对DTS测温造成负面影响。内置式的另一个显著的缺点是，由于光纤所处的位置，在电缆制造，盘卷，运输，安装和运行阶段有可能受到张力。而光纤的机械强度很低，一旦损坏又无法维修。因此对光纤的保护设计、制造和施工都提出了较高的要求。