用于電力電纜的套筒的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在導(dǎo)體(諸如電力電纜中的那些)上適用的套筒，涉及用于產(chǎn)生此類(lèi)套筒的方法，涉及包括此類(lèi)套筒的用于電力網(wǎng)的高壓或中壓載流裝置(諸如電力電纜)，并且涉及包括具有此類(lèi)套筒的載流裝置(諸如電纜)的電力分配網(wǎng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電力網(wǎng)的操作者使用其網(wǎng)中電纜上的電壓傳感器和電流傳感器監(jiān)測(cè)其網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)。此類(lèi)電纜通常具有由絕緣層、屏蔽層和外部電纜護(hù)套圍繞的內(nèi)導(dǎo)體。通常，只有電纜的幾個(gè)區(qū)段是可方便觸及的。因此期望傳感器可放置在沿電纜長(zhǎng)度的任何位置。另外，傳感器的安裝應(yīng)為簡(jiǎn)單和迅速的，從而節(jié)約成本。為此，已經(jīng)使用由所謂的電纜拼接保護(hù)的傳感器。典型的電纜拼接包括可在電纜的區(qū)段周?chē)┘拥奶淄?。此?lèi)套筒的示例在日本專(zhuān)利文件JP60256068(A)中示出，其中導(dǎo)電構(gòu)件或半導(dǎo)電構(gòu)件部分圍繞電纜絕緣體的外周向表面卷繞以便形成懸置電極，而導(dǎo)線嵌入在所述電極中并與其連接。然后，絕緣構(gòu)件圍繞懸置電極和絕緣體的外周邊卷繞，以便覆蓋它們二者的外周向表面。通過(guò)使用半導(dǎo)電構(gòu)件圍繞絕緣構(gòu)件的外周向表面卷繞的屏蔽電極的兩個(gè)端部以重疊狀態(tài)圍繞電纜屏蔽層的外周邊卷繞以便連接兩個(gè)屏蔽電極。
[0003]另外的、更高級(jí)的套筒在德國(guó)專(zhuān)利公布DE 3702735 Al中描述。在該文件所示的裝置中，位于高壓電纜的線材絕緣物周?chē)膶?dǎo)電層或?qū)щ妿Р呐c低壓電容器一起形成電容分壓器。隨后可通過(guò)異形連接套筒或通過(guò)異形電纜端子在電纜網(wǎng)中的任何點(diǎn)處安裝所述分壓器。
[0004]電力電纜的電壓傳感器可需要多個(gè)電部件或電子部件，例如像電極、線材、電容器、晶體管、電阻器、電感器、線材線圈或集成電路。這些部件可安置在套筒外，但暴露在套筒外時(shí)，這些部件可能被損壞、受環(huán)境條件影響、經(jīng)歷短路或可能通過(guò)電擊導(dǎo)致人身傷害的風(fēng)險(xiǎn)。因此期望以避免這些風(fēng)險(xiǎn)的方式來(lái)布置電部件。也期望以機(jī)械穩(wěn)定和有序的方式來(lái)布置電部件，使其彼此靠近以促進(jìn)它們之間的電連接。此外，在安裝電壓傳感器的區(qū)段中保護(hù)電纜的套筒應(yīng)容易施加到電纜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明應(yīng)對(duì)這些需要。在第一方面，本發(fā)明提供一種用于高壓或中壓電力電纜的套筒，該電纜包括限定軸向方向和徑向方向的內(nèi)導(dǎo)體，其中該套筒包括具有第一軸向電極區(qū)段的管狀套筒主體，該區(qū)段為導(dǎo)電的或半導(dǎo)電的，其特征在于該套筒能夠徑向膨脹并且能夠被布置為當(dāng)膨脹時(shí)在內(nèi)導(dǎo)體的徑向外側(cè)，使得第一軸向電極區(qū)段通過(guò)至少電絕緣隔層與內(nèi)導(dǎo)體徑向分離，并且其特征在于該套筒還包括至少部分地布置在套筒主體的徑向外側(cè)的電路板，該電路板包括與第一軸向電極區(qū)段電連接的第一電觸點(diǎn)。
[0006]在第二方面，本發(fā)明提供一種用于高壓或中壓電力電纜的套筒，該電纜包括限定軸向方向和徑向方向的內(nèi)導(dǎo)體，其中該套筒包括具有第一軸向電極區(qū)段的管狀套筒主體，該區(qū)段為導(dǎo)電的或半導(dǎo)電的，其特征在于該套筒當(dāng)收縮時(shí)可徑向收縮至在內(nèi)導(dǎo)體的徑向外側(cè)的位置中，使得第一軸向電極區(qū)段通過(guò)至少電絕緣隔層與內(nèi)導(dǎo)體徑向分離，并且其特征在于該套筒還包括至少部分地布置在套筒主體的徑向外側(cè)的電路板，該電路板包括與第一軸向電極區(qū)段電連接的第一電觸點(diǎn)。
[0007]詞語(yǔ)“套筒”意指在電纜或電纜元件周?chē)牟贾?。根?jù)本公開(kāi)的套筒包括主體和電路板。它還可包括非導(dǎo)電的夾套，該非導(dǎo)電的夾套布置在套筒主體的徑向外側(cè)，并且其至少一部分布置在電路板上。電路板從而被布置在套筒主體和夾套之間，即至少部分地在該套筒中。換句話講，它至少部分地嵌入在套筒中。夾套可保護(hù)電路板并且可幫助避免損壞或損傷的風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]—般來(lái)講，電路板可承載可能為傳感器的部分的多個(gè)電部件或電子部件。電路板可因此為這些部件提供機(jī)械穩(wěn)定的平臺(tái)，并且促進(jìn)在其上安裝的部件之間的電連接。一般來(lái)講，應(yīng)當(dāng)理解電子部件為電部件的子組。套筒能夠徑向膨脹或能夠徑向收縮。因此可將它定位在電纜上的任何期望的位置處?？膳蛎浱淄部稍陔娎|上被推動(dòng)至期望位置中?？墒湛s套筒可在電纜上被定位在期望位置中，并且隨后可在電纜上的那個(gè)位置中向下收縮。在兩種套筒中，套筒和電纜之間的摩擦將套筒保持就位。
[0009]根據(jù)本公開(kāi)的套筒可與中壓電力電纜或高壓電力電纜一起使用。此類(lèi)電纜通常具有承載電力的內(nèi)導(dǎo)體。內(nèi)導(dǎo)體通常具有圓形橫截面并且在電纜長(zhǎng)度方向上延伸。內(nèi)導(dǎo)體的長(zhǎng)度方向從而限定電纜和套筒的軸向方向，即沿電纜長(zhǎng)度的方向。垂直于軸向方向的方向?yàn)閺较蚍较?，即指向遠(yuǎn)離內(nèi)導(dǎo)體的圓形橫截面中心的方向。通常，電絕緣層被布置在電纜的內(nèi)導(dǎo)體的周?chē)＝^緣層通常直接布置在內(nèi)導(dǎo)體上。大部分電纜具有布置在絕緣層的徑向外側(cè)的另外的層，例如，半導(dǎo)電層、屏蔽線材層和作為最外層的電纜護(hù)套。根據(jù)本發(fā)明的套筒可布置在內(nèi)導(dǎo)體的徑向外側(cè)，使得第一軸向電極區(qū)段通過(guò)至少電絕緣隔層與內(nèi)導(dǎo)體徑向分離，例如，通過(guò)布置在內(nèi)導(dǎo)體周?chē)慕^緣層的軸向區(qū)段。為布置套筒，因此可能需要將電纜剝離，即可能必須將電纜護(hù)套和任何外層向下移除至內(nèi)導(dǎo)體，使得套筒可被布置在內(nèi)導(dǎo)體周?chē)?。在某些?shí)施例中，套筒可直接布置在內(nèi)導(dǎo)體上。在這些實(shí)施例的一些中，套筒包括電絕緣隔層。
[0010]在某些其它實(shí)施例中，套筒可直接布置在電纜的絕緣層上，該電纜的絕緣層被布置在內(nèi)導(dǎo)體上。在這些其它實(shí)施例的一些中，電絕緣隔層包括電纜的絕緣層的一部分。在這些其它實(shí)施例中，可能僅需要將電纜向下剝離至被布置在內(nèi)導(dǎo)體上的絕緣層。一般來(lái)講，套筒具有管狀主體，從而套筒可在電纜的端部上被推動(dòng)，并且隨后可被定位在電纜上。
[0011]根據(jù)本公開(kāi)的套筒包括管狀套筒主體、夾套和電路板。套筒主體可包括套筒的徑向最內(nèi)層。管狀套筒主體可具有一個(gè)或多個(gè)軸向區(qū)段。主體的軸向區(qū)段為在軸向方向上延伸的主體的一個(gè)區(qū)段。套筒主體具有第一軸向電極區(qū)段。第一軸向電極區(qū)段為導(dǎo)電的或半導(dǎo)電的。它可為管狀區(qū)段，但可能另選地具有不同的形狀。在某些實(shí)施例中，第一軸向電極區(qū)段在完整周長(zhǎng)上延伸，但在其它實(shí)施例中，它可能僅在完整周長(zhǎng)的一部分上延伸，而這不影響第一軸向電極區(qū)段能夠操作以形成電壓傳感器的感測(cè)電容器的電極，該電壓傳感器用于感測(cè)電力電纜的內(nèi)導(dǎo)體的電壓。這些情況也適用于另外的軸向電極區(qū)段。在本公開(kāi)的上下文中，術(shù)語(yǔ)“(半)導(dǎo)電的”用來(lái)表示元件為導(dǎo)電的或半導(dǎo)電的。第一軸向電極區(qū)段能夠徑向膨脹或能夠徑向收縮。
[0012]在徑向可膨脹套筒(諸如推進(jìn)式套筒)中，第一軸向電極區(qū)段和/或其它軸向電極區(qū)段能夠徑向膨脹。第一軸向電極區(qū)段和/或其它軸向電極區(qū)段可為管狀的。在軸向方向上，軸向電極區(qū)段可具有通孔，該通孔可容納內(nèi)導(dǎo)體的區(qū)段和任選地電纜的絕緣層的區(qū)段。在膨脹前，通孔可具有小于內(nèi)導(dǎo)體或電纜絕緣層的外徑的內(nèi)徑，套筒待布置在內(nèi)導(dǎo)體或絕緣層的周?chē)?。可通過(guò)在電纜的端部處在絕緣層上或在內(nèi)導(dǎo)體上推動(dòng)套筒，來(lái)使其膨脹。一般來(lái)講，將可膨脹套筒布置在內(nèi)導(dǎo)體上或在電力電纜的絕緣層上的這種推進(jìn)技術(shù)是已知的。通常，油脂用于促進(jìn)在電纜的層上推動(dòng)可膨脹套筒。一旦根據(jù)本公開(kāi)的可膨脹套筒在電纜的內(nèi)導(dǎo)體上被推動(dòng)，套筒主體的徑向最內(nèi)層就可與內(nèi)導(dǎo)體的徑向外表面直接機(jī)械接觸。一旦根據(jù)本公開(kāi)的不同的可膨脹套筒在電纜的絕緣層上被推動(dòng)，套筒主體的徑向最內(nèi)層就可與絕緣層的徑向外表面直接機(jī)械接觸。套筒主體能夠徑向膨脹。第一軸向電極區(qū)段可包括彈性的、徑向可膨脹的(半)導(dǎo)電硅樹(shù)脂。第一軸向電極區(qū)段可作為電容器的電極操作。電容器可形成電容分壓器的一部分，該電容分壓器容納在用于感測(cè)內(nèi)導(dǎo)體的電壓的電容式電壓傳感器中。
[0013]在徑向可收縮套筒中，第一軸向電極區(qū)段和/或其它軸向電極區(qū)段能夠徑向收縮。第一軸向電極區(qū)段和/或其它軸向電極區(qū)段可為管狀的。在軸向方向上，軸向電極區(qū)段可具有通孔，該通孔可容納內(nèi)導(dǎo)體的區(qū)段和任選地電纜的絕緣層的區(qū)段。套筒主體可包括軸向延伸的通孔。當(dāng)套筒在膨脹狀態(tài)下時(shí)，即在套筒收縮前，通孔可具有大于內(nèi)導(dǎo)體或絕緣層的外徑的內(nèi)徑，套筒待布置在內(nèi)導(dǎo)體或絕緣層的周?chē)??？墒湛s的軸向電極區(qū)段或整個(gè)可收縮的套筒主體可通過(guò)布置在通孔中的支撐元件而保持開(kāi)放，使得在移除支撐元件后可使套筒主體或軸向電極區(qū)段徑向向下收縮。在電纜的端部處將套筒定位在內(nèi)導(dǎo)體上或絕緣層上之后，可使套筒向下收縮。一般來(lái)講，在電力電纜的層上使可熱收縮的套筒或可冷收縮的套筒向下收縮的這個(gè)技術(shù)是已知的。一旦根據(jù)本公開(kāi)的可收縮套筒向下收縮在電纜的內(nèi)導(dǎo)體上，套筒主體的徑向最內(nèi)層就可與內(nèi)導(dǎo)體的徑向外表面直接機(jī)械接觸。一旦根據(jù)本公開(kāi)的可收縮套筒向下收縮在電纜的絕緣層上，套筒主體的徑向最內(nèi)層就可與絕緣層的徑向外表面直接機(jī)械接觸。第一軸向電極區(qū)段為(半)導(dǎo)電的?？墒湛s套筒主體的第一軸向電極區(qū)段可包括彈性的、徑向可收縮的(半)導(dǎo)電硅樹(shù)脂。第一軸向電極區(qū)段可作為電容器的電極操作。電容器可形成電容分壓器的一部分，該電容分壓器容納在用于感測(cè)內(nèi)導(dǎo)體的電壓的電容式電壓傳感器中。
[0014]在至少一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本公開(kāi)的套筒還包括非導(dǎo)電的夾套。夾套可至少部分地布置在套筒主體的徑向外側(cè)。夾套的至少一部分可布置在套筒主體的徑向外側(cè)且在套筒主體上，即與套筒主體直接機(jī)械接觸。另選地，夾套的至少一部分可布置在套筒主體的徑向外側(cè)且與套筒主體相距一個(gè)徑向距離，即不與套筒主體直接機(jī)械接觸。在這種后者情況下，中間層或中間元件可布置在夾套的那部分和套筒主體之間。夾套可至少部分地布置在電路板的徑向外側(cè)。
[0015]夾套可為管狀的。它可具有限定夾套的徑向內(nèi)表面的內(nèi)孔。內(nèi)孔可適于容納套筒主體的區(qū)段。它還可適于容納可布置在夾套和套筒主體之間的中間層或中間元件(例如像電路板)。夾套可包括徑向外表面。外表面可支撐不是夾套的部分的其它層或其它元件。例如，它可支撐導(dǎo)電層或?qū)щ娫?br>[0016]非導(dǎo)電夾套可為可收縮的、可膨脹的，或一般來(lái)講為彈性的。當(dāng)套筒收縮或膨脹時(shí)，夾套從而能夠收縮或膨脹。這可允許在套筒收縮/膨脹之前和之后，夾套形成緊密的密封并且保護(hù)徑向布置在夾套下的元件。夾套可包括彈性體，例如像硅樹(shù)脂或合成橡膠如EPDM(乙烯丙烯二烯單體)。夾套可包括透明的部分。這可幫助目視檢查被布置在夾套的徑向內(nèi)側(cè)的元件，例如套筒主體或布置在夾套和套筒主體之間的元件。
[0017]—般來(lái)講，夾套的第一部分可布置在電路板的徑向外表面上，并且?jiàn)A套的第二部分可布置在套筒主體的徑向外表面上。夾套的第一部分可包括夾套的軸向區(qū)段。夾套的第二部分可包括夾套的另一軸向區(qū)段。這可允許夾套用第一部分覆蓋電路板并