[发明专利]应力控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制电应力，尤其是用于控制高压线缆的接线端或接头中的电应力的装置。其还涉及包括这样的装置的接线端或接头以及这样的接线端或接头的安装方法。 

背景技术

高压线缆通常包括覆盖围绕中心导体的线缆绝缘材料的接地层。接地层常为半导电或导电的，并电连接到距封端的线缆末端一定距离的地电势。当线缆需要封端或与另一线缆接合时，通常向后切削绝缘材料以暴露中心导体，并进一步向后切削接地层以使其边缘与绝缘材料的末端隔开一定距离。中心导体与接地层之间的电场线集中于接地层靠近封端的线缆末端的边缘处。一方面，中心导体的暴露部分与接地层的边缘之间的较大距离降低中心导体与接地层的边缘之间的强电场中电击穿的风险。另一方面，该距离应该保持为最小，以使接线端或接头的尺寸较小，以使得其成本更低且其安装更容易。 

高压线缆的接线端或接头必须管理在线缆的端部处，中心导体与接地层的边缘之间的强电场，以避免电“应力”，即，由局部放电（可能导致长期电击穿或电蚀）和界面放电引起的负面影响。由强电场对线缆的材料以及接线端或接头的材料引起这些放电。具体地讲，期望避免电场线高度集中于接地层的边缘，同时将整个接线端或接头的物理尺寸保持在合理的界限内。 

已采取不同的电阻应力控制、折射应力控制、电容应力控制或几何应力控制等电场控制或应力控制方法以避免电场的集中。传统上，许多线缆接线端装置或接头装置具有应力锥，其在锥形元件的外表面上提供导电接地层。国际专利申请WO00/74191提到了包括应力锥的几何场控制。 

在欧洲专利申请EP1056162中，描述了一种控制电场所引起的应力的装置，其可同时用于电容场控制（包括基本上同心地设置在内部中心导体与外部地电势之间的多个电容层）和几何场控制（包括与地电势接触地 设置的应力锥）。 

期望改善线缆接线端和接头的应力控制性能，以便降低电击穿的风险以及对线缆或对接线端或接头的损坏。具体地讲，期望提供应力控制手段以在较高电压下提供可靠的应力控制，而无需更多空间。本发明满足这些需求。 

发明内容

在第一方面，本发明提供一种用于具有中心导体和接地层的线缆的端部的电应力控制装置。应力控制装置包括所述线缆的端部能够插入其中的轴向孔以及两个或更多个导电或半导电的应力控制层，所述的部分应力控制层至少应该围绕所述孔同心地设置并彼此同心地设置。所述线缆的端部能够以这样的方式在轴向方向上插入所述孔中，使得当在所述线缆和应力控制装置的轴向纵切面中看时，与所述线缆的接地层相比，应力控制装置的应力控制层中的至少两个在所述轴向方向上朝着线缆的末端延伸得更远，并且与应力控制层中径向靠内的一个相比，应力控制层中径向靠外的一个在所述轴向方向上朝着线缆的末端延伸得更远。 

与传统应力控制装置相比，根据本发明的电应力控制装置可在更高的电压下提供改善的应力控制，而无需更多空间，因为应力控制层的边缘在轴向纵切面中落在这样的分布上，使得能够使用该应力控制装置的线缆的接地层的边缘处的电场线的集中减小。电场线的集中的减小导致线缆的接地层的边缘处的电击穿风险降低。尽管一些传统应力控制装置尝试通过在线缆的径向方向上进一步延伸的元件（例如，应力锥）来减小电场线的集中，但根据本发明的电应力控制装置使用应力控制层，其较薄，并且在径向方向上不会显著延伸。因此，使用这样的层可允许应力控制装置的直径不会显著大于传统应力控制装置的直径，同时能更有效地减小电场线的集中。 

根据本发明的电应力控制装置包括线缆的末端能够插入其中的轴向孔。所述孔的直径可被选择为使得其足够大，以允许线缆的端部插入，并使得应力控制装置与线缆的端部之间紧密贴合，从而应力控制装置相对于线缆处于明确限定的径向位置。然而，所述孔的直径可大于线缆的端部，并可使用（例如）在线缆上滑动的间隔装置，以允许应力控制装置相对于线缆处于明确限定的径向位置。所述孔可具有圆柱形形状，并且可从应力 控制装置的一端延伸至应力控制装置的另一端。