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CN108028493A - 将高压电缆连接至高压构件或另一高压电缆的电缆配件 - Google Patents

将高压电缆连接至高压构件或另一高压电缆的电缆配件 Download PDF

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CN108028493A
CN108028493A CN201680055765.2A CN201680055765A CN108028493A CN 108028493 A CN108028493 A CN 108028493A CN 201680055765 A CN201680055765 A CN 201680055765A CN 108028493 A CN108028493 A CN 108028493A
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Abstract

一种具有刚性核心绝缘体(1)的高压电缆配件(30)，所述刚性核心绝缘体(1)具有围绕纵向轴线(5)同心地延伸的第一圆锥形外表面(4)。弹性应力释放元件(6)具有第一圆锥形内表面(7)，其被设计来在界面(9)处配合第一圆锥形外表面(4)。提供刚性部件(11)，用于将弹性应力释放元件(6)压在界面(9)处。应力释放元件(6)被挤压到刚性核心绝缘体(1)上。刚性部件(11)具有围绕纵向轴线(5)沿周向延伸的至少一个压力增强部分(17)，用于在电缆配件(30)的已组装状态下在沿着核心绝缘体(1)的第一圆锥形外表面(4)延伸的应力释放元件(6)的套筒部分(19)中产生额外的轴向扩张应力(23)。

Description

将高压电缆连接至高压构件或另一高压电缆的电缆配件
技术领域
本发明涉及一种诸如被分配在国际专利分类号H02G15中的用于将高压电缆连接至高压构件的电缆配件。这种电缆配件通常被设计为电缆终端，例如用以在从52 kV直到1100 kV的电压范围中应用的高压的室外电缆终端。电缆终端也可典型地针对变压器或针对高压气体绝缘开关设备的构件被设计为高压的室内电缆终端。备选地，电缆配件被设计为高压电缆接头，其用于将两个高压电缆连接在一起。
通常，高压的范围可为从至少1 kV至超过1200 kV。
背景技术
已知的高压电缆终端和电缆接头典型地包括刚性核心绝缘体和电绝缘的弹性应力释放元件，所述电绝缘的弹性应力释放元件围绕纵向轴线共轴地布置并通过圆锥形界面和沿轴向对齐的电流路径匹配刚性核心绝缘体。电流路径将包在电缆的绝缘体中的电缆导体连接至布置在刚性核心绝缘体内的高压电流终端。EP0731994B2代表这种现有技术。在高压构件的工作期间，电流路径通常连续地传导额定电流。
刚性核心绝缘体可形成为精细分级的电容器核心，其许多同心的导电性的场分级层布置在电流导体路径周围并被包埋在绝缘材料中，如在DE19945148A1中所描述的那样。通常产生所述场分级层，因为在电容器核心的缠绕过程期间，至少两个导电性的铝场分级层被插入在相邻的间隔层之间。尤其，可使用其中绝缘绉纸被用作间隔件片材的树脂浸纸技术生产核心绝缘体。在完成缠绕过程之后，电容器本体由环氧树脂浸渍，然后对其进行硬化/固化处理。
而且，电缆通过电缆夹具固定至终端的基部部分(例如在电缆套管的情况下的凸缘)并通过应力释放元件(例如应力释放圆锥体)进入终端的内部。应力释放元件的功能是提供电缆的电绝缘体中的非常高的电场到终端内部中的低得多的电场的流畅过渡。
基本上，在本领域中已知存在两种界面设计方法。第一种设计方法在于所谓的内锥概念，其中刚性核心绝缘体具有相对于由核心绝缘体的柱状整体形状限定的纵向轴线沿径向向内定向的圆锥形部分。应力释放元件具有沿径向向外定向的圆锥形壳部分，其匹配核心绝缘体的圆锥形部分的形状，使得形成界面。第二种设计方法在于所谓的外锥概念，其中核心绝缘体具有相对于纵向轴线沿径向向外定向的圆锥形部分。应力释放元件具有沿径向向内定向的圆锥形壳部分，其匹配核心绝缘体的圆锥形部分的形状，使得也形成界面。EP0731994B2代表第二种设计方法。在两种设计方法中，核心绝缘体典型地包括环氧基树脂或类似的不可变形的刚性材料，而应力释放元件通常由可变形的弹性的弹性体材料制成。
两种设计方法的共同之处在于，界面的配合质量必须优良，使得不会在应力释放元件和核心绝缘体的圆锥形部分之间形成空隙。这是因为已知这些空隙是导致沿着在刚性绝缘元件和弹性应力释放元件之间的界面发生介电击穿的原因。为了避免在界面处形成空隙，应力释放元件需要对核心绝缘体的表面施加大的压力。压力使应力释放元件的弹性材料变形，使得材料填充核心绝缘体的表面的所有不平坦的瑕疵。在应力释放元件的内表面和进入电缆配件的电缆的绝缘体外表面之间的界面处也需要压力。
与第二种方法相比，第一种设计方法的优点在于，通过使用由软的弹性材料制成的应力释放元件并施加力以将材料压到电缆与核心绝缘体中的内锥开口之间的空间中，更容易在以上论述的两个界面上产生大且均匀的压力。然而，特别是当使用精细分级的电容器核心时，缺点在于高压场分级层(典型地为最内部的场分级层)的直径必须大于电缆的绝缘体的外径，从而使核心绝缘体的整体直径大。另一方面，第二种设计方法导致电缆配件比第一种设计方法针对同样的电气条件设计的电缆配件具有更小直径的核心绝缘体，这是因为第二种方法允许将要布置的最内部的场分级层布置得更靠近导体。第二种方法的缺点在于应力释放元件需要对核心绝缘体施加的压力导致具有相当大的整体直径的体积相当大的电缆配件。
发明内容
通过本发明要解决的目标在于提供一种满意的解决方案，以根据第二种设计方法形成允许实现所需的最小界面压力同时具有紧凑的整体直径的电缆配件。
在本发明的实现高质量的界面的高压电缆配件的最基础的实施例中，高压电缆配件包括具有用于接纳标称导体的腔体的刚性核心绝缘体。刚性核心绝缘体具有第一圆锥形外表面，其围绕由高压配件的柱状整体形状限定的纵向轴线同心地延伸。电缆配件进一步具有弹性应力释放元件，弹性应力释放元件具有第一圆锥形内表面，其被设计来在界面处在预定长度上配合第一圆锥形外表面，并且电缆配件具有刚性部件，其被提供来将弹性应力释放元件压在界面处。用语“刚性”被理解为在与弹性的且可变形的弹性应力释放元件相比时是不可变形的。应力释放元件可为所谓的应力释放圆锥体，但不应被理解为仅限制于严格的圆锥形形状。用语“圆锥形表面”要被理解为基本为圆锥形的，即，并非在界面的区域中在其长度上具有稳定直径的圆筒形。
在界面上的给定环形区处，在高压电缆配件的未组装的状态下，第一圆锥形内表面的直径小于第一圆锥形外表面的直径。用语“在给定环形区处”被理解为在纵向轴线的方向上的任何地方处围绕纵向轴线沿周向延伸的任何环形区域。在电缆配件在电缆处的组装过程中，应力释放元件被挤压到刚性核心绝缘体上，使得在高压电缆配件的已组装状态下，应力释放元件经历周向扩张，进而产生径向压缩应力，并因而在各个给定环形区处对电容器核心施加第一径向压缩力。
刚性部件具有至少一个压力增强部分，其围绕纵向轴线沿周向延伸，用于在电缆配件的已组装状态下，在沿着核心绝缘体的第一圆锥形外表面延伸的应力释放元件的套筒部分中产生额外的轴向扩张应力。根据实施例，刚性部件可例如为闭合的、杯形外壳/壳体或笼状或篮状构造。
压力增强部分负责在应力释放元件中产生额外的轴向扩张应力。该额外的轴向扩张进而负责在高压电缆配件的已组装状态下在界面上的给定环形区处在核心绝缘体上产生第二径向压缩力。压力增强部分和在应力释放元件中的轴向扩张应力协调成使得其产生期望的、可预定的第二径向压缩力。可预定的第二径向压缩力使得加上第一径向压缩力，其产生通过应力释放元件对刚性绝缘体在界面处施加的大于0.1MPa，优选大于0.3MPa的总压力，以经得住所需的电场。因此，维持在核心绝缘体与应力释放元件之间所需的压力允许针对合理大的电场设计这些部件，且将这些部件设计成在装置的限定的额定电压下在尺寸方面具有合理小的大小。
总而言之，不仅第一径向压缩力而且还有额外的第二径向压缩力的存在允许实现在核心绝缘体上的可靠的持久压力，并因此与已知的电缆配件相比提供改进的界面质量。
如果应力释放元件是杯形且具有由第一圆锥形内表面形成的开口，则在复杂性方面仍然有效的简单解决方案是可实现的。应力释放元件具有相对于纵向轴线沿径向向外定向的周向套环和位于所述开口入口处的第一端面。刚性部件具有用于接纳应力释放元件的内部轮廓。压力增强部分位于内部轮廓处，使得其与套环接合，使得在电缆配件的已组装状态下在沿着核心绝缘体的第一圆锥形外表面延伸的应力释放元件的套筒部分中产生额外的轴向扩张应力。与该压力增强部分相关的技术效果在于其在纵向轴线的方向上牵拉套环，使得应力释放元件的径向外部轮廓在纵向轴线的方向上相对于第一圆锥形内表面移位，从而导致在应力释放元件的套筒区域内的额外伸长。套筒部分中的额外伸长导致额外的轴向应力并因此导致应力释放元件相对于纵向轴线有径向收缩的趋势。抵着刚性核心绝缘体的第一外部圆锥形表面起作用的径向收缩趋势产生期望的第二径向压缩力。结果，可在应力释放元件的外径小的情况下，在应力释放元件和刚性核心绝缘体之间的界面处实现令人满意的高数值的压力。因此，在应力释放元件的壳表面上的给定环形区处的直径在电缆配件的未组装状态下大于其在电缆配件的已组装状态下的直径。
在套环的第一端面邻接例如凸缘等的刚性对立面的情况下，必须注意，压力增强部分相对于套环的在纵向轴线的方向上的厚度在形状和尺寸上设计成并协调成使得套环不被损坏，而是恰好被充分地加压以沿轴向方向被牵拉，从而产生额外的轴向扩张应力，该额外的轴向扩张应力被适当地转换成作用在界面上的期望的第二压缩力。因此，建议在刚性对立面和压力增强部分之间的最小间隙相当于应力释放元件的套筒部分的最小壁厚的至少三分之一。
如果应力释放元件的尺寸公差变化很大，或者如果在刚性核心绝缘体、应力释放元件和刚性部件的热膨胀系数之间存在较大差异，则可有利地设置刚性部件的内部轮廓的形状使得存在下者中的至少一个：在应力释放元件的侧部壳表面和刚性部件的内部轮廓之间的环形第一间隙和在应力释放元件的套环，和刚性部件的内部轮廓之间的环形第二间隙。该第一间隙适应由变化公差或由电缆配件的构件的热膨胀或收缩引起的尺寸变化。
如果电缆配件的刚性部件具有朝向应力释放部件定向的内部轮廓并且压力增强部分包括多个阶梯式肩部，所述多个阶梯式肩部至少在面向其中需要第二压缩力的第一圆锥形外表面的区域中布置在该内部轮廓处，则该更先进的应力释放元件是可实现的。多个阶梯式肩部相对于纵向轴线倾斜大约一定的倾斜角度。应力释放元件是杯形的并且具有由第一圆锥形内表面形成的开口和位于所述开口入口处的第一端面。应力释放元件具有朝向刚性部件定向的外部轮廓，并且具有多个对立肩部，用于与刚性部件的阶梯式肩部相互作用，使得在电缆配件的已组装状态下在应力释放元件的套筒部分中产生额外的轴向扩张应力。
作用在应力释放元件的对立肩部上的这种压力增强部分的技术效果在于，其用于牵拉应力释放元件的外部轮廓，使得其在电缆配件的已组装状态下在纵向轴线的方向上相对于第一圆锥形内表面发生移位，导致在应力释放元件的套筒区域内的额外伸长。在套筒部分中的额外的轴向伸长导致额外的轴向应力并因此导致应力释放元件相对于纵向轴线有径向收缩的趋势。抵着刚性核心绝缘体的第一外部圆锥形表面作用的径向收缩趋势产生期望的第二径向压缩力。必须注意，在肩部和对立肩部之间的接触表面相对于所选择的应力释放圆锥体的弹性值被适当地设计和设置大小，以便确保刚性部件施加到应力释放元件的轴向力并因而轴向压力不会在应力释放元件的对立肩部处导致局部损坏。优选地，最小接触表面为应力释放元件的对立肩部的总表面的大约25％。
在其中如下的实施例中：在组装过程期间由于将应力释放元件挤压到刚性核心绝缘体上并且在电缆配件的工作中由于电缆配件的构件的热膨胀或收缩，将不会产生径向力或至少仅产生非常小的径向力，如果阶梯式肩部的倾斜角度大约为90度，则是有利的。
在又一改进的实施例中，支承环布置在多个肩部和对立肩部中的每一个之间。这些支承环是刚性且在机械方面稳定的，例如由金属制成。在需要时，可在支承环的端面与其专用肩部之间提供合适的润滑脂，如例如硅润滑脂，以使那里的摩擦最小化。因此，一旦电缆配件的构件由于在电缆配件的工作期间的温度变化而扩张或收缩，则支承环将抵着刚性部件运动，而弹性应力释放元件将不必抵着间隔件运动。这是有利的，因为这避免了在应力释放元件的对立肩部处的可由与刚性元件的肩部摩擦而导致的局部损坏。
如果阶梯式肩部相对于纵向轴线的倾斜角度在30至80度的范围内，则第二径向压缩力的令人满意的值可通过应力释放元件的有限轴向扩张应力来实现。
在该实施例中，作用在接合表面处(即在肩部和对立肩部处)的力以一定角度起作用并因而具有轴向和径向分力两者。力的轴向分力使弹性元件保持就位，并在弹性应力释放元件中产生轴向扩张应力。力的径向分力直接在界面处产生额外的压力。弹性应力释放元件的外径可进一步最小化。
此外，这种实施例还允许电缆配件的又更先进的实施例，其中针对各个步骤可改变倾斜角度，以便在需要时允许相对较大的设计自由度和足够的空间，用以进行调整和优化。
在需要甚至更高数值的第二径向压缩力的情形下，电缆配件可使得其压力增强部分是在应力释放部件与刚性部件之间提供的套筒形压力本体。压力本体具有第二圆锥形内表面，该第二圆锥形内表面至少在面向第一圆锥形外表面的区域中与应力释放元件的第二圆锥形外表面匹配。在压力本体的轴向端面和刚性部件之间提供压缩系统，用于在电缆配件的已组装状态下对压力本体施加轴向力，使得在电缆配件的已组装状态下在应力释放元件的套筒部分中产生额外的轴向扩张应力。在套筒部分中的额外的轴向扩张应力导致应力释放元件的伸长并因此导致相对于纵向轴线有径向收缩的趋势并因而导致期望的第二压缩力。
压力本体的第二圆锥形内表面的开口角度大于第一圆锥形外表面的开口角度。在界面处的压力不仅由挤压在刚性核心绝缘体上的应力释放元件的周向弹性扩张和由压力本体产生的应力释放元件的轴向扩张所引起的第二径向压缩力产生，而且由通过压缩系统推动压力本体而由应力释放元件的径向压缩所引起的第四径向压缩力产生。该实施例的优点在于，通过选择产生适当的轴向力的压缩系统，可将第四径向压缩力调整到所需值。刚性核心绝缘体和弹性应力释放元件的热膨胀通过压力本体克服压缩系统的力的轴向运动而被吸收。
压缩系统可包括多个压缩弹簧，例如螺旋状压缩弹簧，它们围绕纵向轴线以周期性的间隔被设置。备选地，可采用由比应力释放元件更硬的材料制成的环形弹性本体。
尤其在电缆配件例如形成为机械结构(如外壳)的电缆终端的情况下，电缆配件可包括刚性凸缘，其围绕刚性核心绝缘体沿周向延伸并具有朝向应力释放元件的第一端面定向的第二端面。为了补偿任何尺寸公差并提供空间以允许应力释放元件的热膨胀，有利的是，在应力释放元件的第一端面与凸缘的第二端面之间存在环形第三间隙，因为其避免了第三径向压缩力引起的任何叠合问题。
在刚性部件具有带有渐缩部分的铃形横截面，渐缩部分的第二锥角关于纵向轴线相对于第一圆锥形外表面的第一锥角偏离小于30度的情况下，在刚性部件的它们的最厚点处可实现具有小的直径的特别紧凑的电缆配件。如果第一锥角在7和20度之间的范围内，则可实现特别有利的界面性质。
在电场需要被无源控制的情况下，刚性核心绝缘体形成为具有包封在相邻间隔层之间的至少一个导电性的场分级层的电容器核心是有利的。沿径向最内部的场分级层电连接到电缆导体的高电压电位，并且沿径向最外部的场分级层电连接到刚性凸缘的接地电位等。成组的场分级层形成电容性的场分级系统。
间隔层含有大量由包含无机填充物颗粒的可硬化的树脂(例如环氧树脂)浸渍的纤维是有利的。这种填充的树脂的铸造和硬化可在合适的模具中进行，这具有额外的优点，即可实现第一圆锥形外表面的高光滑度，从而额外地提高了界面的质量。
在任何HV应用中，建议将导电性的连接器护罩集成到应力释放元件中，使得其在电缆配件的已组装状态下在核心绝缘体的第一圆锥形外表面的较细端部处与核心绝缘体的第一圆锥形外表面接触。此外，导电性的场偏转器被集成到应力释放元件中，使得其在电缆配件的已组装状态下在核心绝缘体的第一圆锥形外表面的较粗端部处接触核心绝缘体的第一圆锥形外表面并在应力释放元件的外表面上延伸。
关于电缆配件的优点同样适用于包括如上所述的电缆配件的高压设备。在该情况下，高压电缆连接到导体，并且应力释放元件对高压电缆施加径向压缩力，在这里，其被挤压在高压电缆上。
附图说明
该描述参照了附图，其中：
图1示意性地显示电缆配件的沿着纵向轴线的第一实施例的横截面；
图2示意性地显示电缆配件的沿着纵向轴线的第二实施例的横截面；
图3示意性地显示电缆配件的沿着纵向轴线的第三实施例的横截面；
图4示意性地显示电缆配件的沿着纵向轴线的第四实施例的横截面；
图5示意性地显示电缆配件的沿着纵向轴线的第五实施例的横截面；以及
图6示意性地显示电缆配件的沿着纵向轴线的第六实施例的横截面。
在附图中相同的部件、电流和电压被赋予相同的参考符号。
具体实施方式
图1显示的在已组装状态下的电缆配件10的第一实施例具有刚性核心绝缘体1，所述刚性核心绝缘体1形成为电容器核心，所述电容器核心包括包封在相邻的间隔层之间的多个铝场分级层2，所述间隔层由包含纤维基间隔件的复合材料和环氧树脂(未详细显示)制成。间隔件可由有机聚合物纤维或玻璃纤维制成。环氧树脂可用无机材料填充，例如石英粉。
刚性核心绝缘体1具有用于接纳标称导体32的腔体3。核心绝缘体1进一步具有第一圆锥形外表面4，该第一圆锥形外表面4围绕由电缆配件的柱状整体形状限定的纵向轴线5沿周向同心地延伸。
弹性应力释放元件6具有第一圆锥形内表面7，该第一圆锥形内表面7被设计成用于在界面9处在预定长度8上配合第一圆锥形外表面4。
电缆配件10进一步具有形成为具有铃形横截面的壳体的刚性部件11。刚性部件/壳体11被设计成用于接纳杯形应力释放元件6并用于将弹性应力释放元件6压在界面9处。应力释放元件6是杯形的并且具有由第一圆锥形内表面7形成的开口13和沿径向向外定向的周向套环14以及位于所述开口13的入口处的第一端面15。
在界面9上的给定环形区12处，在高压电缆配件未组装的状态下，第一圆锥形内表面7的直径小于第一圆锥形外表面4的直径。然后将应力释放元件6挤压到刚性核心绝缘体1的涂有润滑脂的第一圆锥形外表面4上，使得弹性应力释放元件6紧贴地粘附在核心绝缘体1上并对其施加第一径向压缩力24。
刚性壳体11具有内部轮廓16，其用于接纳应力释放元件6并朝向应力释放元件6定向。压力增强部分17位于内部轮廓16处，使得其与套环14接合，使得在沿着第一圆锥形外表面4延伸的应力释放元件6的套筒部分19中产生由双头箭头指示的额外的轴向扩张应力23。在图1中，压力增强部分17具有围绕纵向轴线5沿周向延伸的喇叭形横截面。
电缆配件10进一步具有刚性凸缘21，该刚性凸缘21围绕刚性核心绝缘体1沿周向延伸。凸缘21具有朝向应力释放元件的第一端面15定向的第二端面22。
压力增强部分17将套环14推向第二端面22并因而在应力释放元件6的套筒部分19中形成由双头箭头指示的额外的轴向扩张应力23。结果，由压配过程引起的第一径向压缩力24加上由压力增强部分17产生的额外的轴向扩张应力23引起的第二径向压缩力25，使得实现非常令人满意的基本没有空隙的界面质量并且在界面9处产生了0.3MPa左右的总径向压力。仅为了图1清楚起见，在给定环形区12外部显示了第一径向压缩力24和第二径向压缩力25，但是它们存在于给定环形区12中。给定环形区12仅仅是代表在界面9沿着预定的长度8处的任何部位。
在套筒部分19和刚性壳体的内部轮廓16之间存在第一径向间隙26。在套环14的径向外侧存在环形的第二间隙41。
由于套环14的第一端面15在第一实施例10的已组装状态下邻接凸缘21的刚性第二端面22，使得套环14沿轴向受到挤压，所以在套环14中产生轴向压缩力27(由指向彼此的双头箭头指示)。所述轴向压缩力27沿着核心绝缘体1的第一圆锥形外表面4在开口13处不可避免地导致第三径向压缩力27。
刚性壳体11和刚性凸缘21由金属制成，而弹性应力释放元件6由弹性材料制成，诸如橡胶，例如硅橡胶或EPDM橡胶。
刚性凸缘21和刚性壳体11通过在电缆配件10的周向部分处提供的多个螺栓28而紧固在一起。
在电缆配件10的已组装状态下，高压电缆29连接到标称导体32。导电性的连接器护罩33(为了清楚起见，仅由点线指示)被集成到应力释放元件6中，使得其在核心绝缘体1的第一圆锥形外表面4的较细端部处接触核心绝缘体1的第一圆锥形外表面4以及接触高压电缆29的绝缘体。此外，导电性的场偏转器34(为了清楚起见，仅由点线指示)被集成到应力释放元件6中，使得其在柱状核心绝缘体1的第一圆锥形外表面4的较粗端部处接触柱状核心绝缘体1的第一圆锥形外表面4并在应力释放元件6的外表面35上延伸至高压电缆29，使得连接器护罩33和场偏转器34布置成彼此相距预定的距离36。连接器护罩33和场偏转器34由弹性材料制成，所述弹性材料具有提供导电性的适当的混合物，例如导电碳黑。
图2显示的电缆配件20的第二实施例与第一实施例10仅有很小的不同。因此，下文仅陈述和解释第二实施例20相对于第一实施例10的不同之处。
在电缆配件20的第二实施例中，在应力释放元件6的第一端面15和凸缘21的第二端面22之间存在环形的第三间隙37。由于存在第三间隙37，所以沿着核心绝缘体1的第一圆锥形外表面4在开口13处不存在第三径向压缩力27。然而，第一径向压缩力24和第二径向压缩力25也存在于套筒部分19中。
图3显示的电缆配件30的第三实施例与第一实施例10的不同之处在于，压力增强部分17包括多个阶梯式肩部38，所述多个阶梯式肩部38至少在面向第一圆锥形外表面4的区域中布置在内部轮廓16处。各个相关的阶梯式肩部38相对于纵向轴线5以倾斜角度39倾斜。在阶梯式肩部38和对立的阶梯式肩部42之间提供合适的润滑脂，例如硅润滑脂。应力释放元件6具有朝向刚性外壳11定向的外部轮廓35，并具有匹配数量的对立肩部42，用于与刚性外壳11的阶梯式肩部38相互作用，使得电缆配件30的已组装状态下，在应力释放元件的套筒部分中产生额外的轴向扩张应力23。阶梯式肩部-对立肩部的组合在纵向轴线5的方向上在应力释放元件6中提供额外的轴向扩张应力23的分布式插入。由于额外的轴向扩张应力23引起的套筒部分19的轴向延伸进而导致作为第一径向压缩力24的补充的期望的第二径向压缩力25，所述第一径向压缩力24由应力释放元件6压配到核心绝缘体1上而引起。
环形的第三间隙37存在于应力释放元件6的第一端面15和凸缘21的第二端面22之间。由于存在第三间隙37，因此沿着核心绝缘体1的第一圆锥形外表面4在开口13处也不存在第三径向压缩力27。
在第三实施例30中，阶梯式肩部38相对于纵向轴线5的倾斜角度39大约为90度。
刚性外壳11具有带有渐缩部分44的铃形横截面，所述渐缩部分44的第二锥角46关于纵向轴线5相对于第一圆锥形外表面4的第一锥角45偏离小于30度。
图4显示的电缆配件40的第四实施例仅在一定程度上与第三实施例30不同。因此，下文仅陈述和解释第四实施例40相对于第三实施例30的不同之处。在电缆配件40的第四实施例中，阶梯式肩部38相对于纵向轴线5的倾斜角度39处于30至80度的范围内。由于阶梯式肩部38相对于纵向轴线倾斜，所以它们不仅导致期望的额外的轴向扩张应力23并因此导致期望的第二径向压缩力25，而且由于经由肩部38引入的应力的轴向和径向分力导致第四径向压缩力43。因此，作用在界面9处的所有径向力的总和是第一径向压缩力24、第二径向压缩力25加上第四径向压缩力43。
刚性壳体11具有带有渐缩部分44的铃形横截面，所述渐缩部分44的第二锥角46关于纵向轴线5相对于第一圆锥形外表面4的第一锥角45偏离小于30度。
图5显示的电缆配件50的第五实施例仅在一定程度上与第三实施例30不同。因此，下文仅陈述和解释第五实施例50相对于第三实施例30的不同之处。在电缆配件50的第五实施例中，外壳的内部轮廓16已经被调节，使得刚性外壳11中的阶梯式肩部38的接触表面增加。另外，在多个肩部38和对立肩部42中的每一个之间布置支承环47，所述支承环47在其匹配刚性外壳11的肩部38的侧面上涂有润滑脂。
刚性外壳11具有带有渐缩部分44的铃形横截面，所述渐缩部分44的第二锥角46关于纵向轴线5相对于第一圆锥形外表面4的第一锥角45偏离小于30度。
图6显示的电缆配件60的第六实施例与第二实施例20相差一点点。下文仅陈述和解释第六实施例60相对于第二实施例20的不同之处。与第二实施例20相反，外壳11不具有直接集成在其内部轮廓16中的压力增强部分17。而是，压力增强部分17属于在应力释放部件6和实际外壳11之间提供的套筒形压力本体48。压力本体48具有第二圆锥形内表面49，第二圆锥形内表面49至少在面向第一圆圆锥形外表面4的区域中匹配第二圆锥形外表面51，第二圆锥形外表面51为应力释放元件6的外部轮廓35的一部分。
在压力本体49的轴向端面53和外壳11之间提供压力系统52，用于对压力本体49施加轴向力，并从而在电缆配件60的已组装状态下在应力释放元件6的套筒部分19中产生额外的轴向扩张应力23。
压缩系统52包括多个压缩弹簧54，所述压缩弹簧54围绕纵向轴线5以周期性间隔被设置。在应力释放元件6和压缩弹簧54之间提供压缩环55。
刚性外壳11的内部轮廓16和应力释放元件6之间的第一径向间隙26的大小选择成那么大，使得在压力本体48与内部轮廓16之间仍然存在间隙，以便允许压力本体48在纵向轴线5的方向上运动。
参考标号列表：
1 核心绝缘体；电容器核心
2 场分级层
3 腔体
4 第一圆锥形外表面
5 纵向轴线
6 应力释放元件
7 第一圆锥形内表面
8 预定长度
9 界面
10, 20, 30, 40, 50, 60 电缆配件
11 刚性部件
12 给定环形区
13 开口
14 套环
15 应力释放元件的第一端面
16 刚性部件的内部轮廓
17 压力增强部分
19 应力释放圆锥体的套筒部分
21 刚性凸缘
22 凸缘的第二端面
23 额外的径向扩张应力
24 第一径向压缩力
25 第二径向压缩力
26 第一径向间隙
27 第三径向压缩力
28 螺栓
29 高压电缆
32 标称导体
33 连接器护罩
34 场偏转器
35 应力释放元件的外部轮廓/表面
36 距离
37 环形的第三间隙
38 阶梯式肩部
39 倾斜角度
41 第二间隙
42 对立的肩部
43 第四径向压缩力
44 刚性部件的渐缩部分
45 第一锥角
46 第二锥角
47 支承环
48 压力本体
49 (压力本体的)第二圆锥形内表面
51 应力释放元件的第二圆锥形外表面
52 压缩系统
53 压力本体的轴向端面
54 压缩弹簧
55 压缩环。

Claims (15)

1. 一种高压电缆配件(10, 20, 30, 40, 50, 60)，包括具有用于接纳导体(32)的腔体(3)的刚性核心绝缘体(1)，其中，所述刚性核心绝缘体(1)具有
围绕由所述高压电缆配件的柱状整体形状限定的纵向轴线(5)同心地延伸的第一圆锥形外表面(4)，
弹性应力释放元件(6)，其具有第一圆锥形内表面(7)，所述第一圆锥形内表面(7)被设计来在界面(9)处在预定长度(8)上配合所述第一圆锥形外表面(4)，
以及刚性部件(11)，其被提供来将所述弹性应力释放元件(6)压在所述界面(9)处，
其特征在于，在所述高压电缆配件(10, 20, 30, 40, 50, 60)的未组装状态下，在所述界面(9)上的给定环形区(12)处，所述第一圆锥形内表面(7)的直径小于所述第一圆锥形外表面(4)的直径，并且所述应力释放元件(6)被挤压在所述刚性核心绝缘体(1)上，
并且，所述刚性部件(11)具有围绕所述纵向轴线(5)沿周向延伸的至少一个压力增强部分(17)，用于在所述电缆配件(10, 20, 30, 40, 50, 60)的已组装状态下，在沿着所述核心绝缘体(1)的所述第一圆锥形外表面(4)延伸的所述应力释放元件(6)的套筒部分(19)中产生额外的轴向扩张应力(23)。
2. 根据权利要求1所述的电缆配件(10, 20)，其特征在于，所述应力释放元件(6)是杯形的且具有由所述第一圆锥形内表面(7)形成的开口(13)和沿径向向外定向的周向套环(14)以及位于所述开口(13)的入口处的第一端面(15)，并且，所述刚性部件(11)具有内部轮廓(16)，用于接纳所述应力释放元件(6)，其中，所述压力增强部分(17)位于所述内部轮廓(16)处使得其与所述套环(14)接合，使得在所述电缆配件的已组装状态下，在沿着所述核心绝缘体(1)的所述第一圆锥形外表面(4)延伸的所述应力释放元件(6)的所述套筒部分(19)中产生额外的轴向扩张应力(23)。
3.根据权利要求2所述的电缆配件(20)，其特征在于，存在下者中的至少一个：在所述应力释放元件(6)的侧部壳表面(35)和所述刚性部件(11)的所述内部轮廓(16)之间的环形的第一间隙(26)，和在所述应力释放元件(6)的所述套环(14)和所述刚性部件(11)的所述内部轮廓(16)之间的环形的第二间隙(41)。
4. 根据权利要求1所述的电缆配件(30, 40, 50)，其特征在于，所述刚性部件(1)具有朝向所述应力释放部件(6)定向的内部轮廓(16)，其中，所述压力增强部分(17)包括多个阶梯式肩部(38)，所述阶梯式肩部(38)至少在面向所述第一圆锥形外表面(4)的区域中布置在该内部轮廓(16)处，
其中，所述多个阶梯式肩部(38)相对于所述纵向轴线(5)倾斜大约一倾斜角度(39)，
并且，所述应力释放元件(6)为杯形的，具有由所述第一圆锥形内表面(7)形成的开口(13)和位于所述开口(13)的入口处的第一端面(15)，其中，所述应力释放元件(6)具有朝向所述刚性部件(11)定向的外部轮廓(35)，并具有多个对立肩部(42)，用于与所述刚性部件(11)的所述阶梯式肩部(38)相互作用，使得在所述电缆配件的已组装状态下在所述应力释放元件(6)的所述套筒部分(19)中产生额外的轴向扩张应力(23)。
5.根据权利要求4所述的电缆配件，其特征在于，所述阶梯式肩部相对于所述纵向轴线(5)的所述倾斜角度(39)大约为90度。
6.根据权利要求5所述的电缆配件，其特征在于，在所述多个肩部(38)和对立肩部(39)中的每一个之间布置支承环(47)。
7.根据权利要求4所述的电缆配件，其特征在于，所述阶梯式肩部(38)相对于所述纵向轴线(5)的所述倾斜角度(39)处于30至80度的范围内。
8.根据权利要求1所述的电缆配件(60)，其特征在于，所述压力增强部分(17)为在所述应力释放部件(6)和所述刚性部件(11)之间提供的套筒形压力本体(48)，其中，所述压力本体(48)具有至少在面向所述第一圆锥形外表面(4)的区域中匹配所述应力释放元件(6)的第二圆锥形外表面(51)的第二圆锥形内表面(49)，并且，在所述压力本体(48)的轴向端面(53)和所述刚性部件(11)之间提供压缩系统(52)，用于在所述电缆配件(60)的已组装状态下对所述压力本体(48)施加轴向力，使得在所述电缆配件(60)的已组装状态下在所述应力释放元件(6)的所述套筒部分(19)中产生额外的轴向扩张应力(23)。
9.根据权利要求8所述的电缆配件，其特征在于，所述压缩系统(52)包括多个压缩弹簧(54)。
10. 根据前述权利要求中的任一项所述的电缆配件(10, 20, 30, 40, 50, 60)，其特征在于，所述电缆配件(10, 20, 30, 40, 50, 60)包括刚性凸缘(21)，所述刚性凸缘(21)围绕所述刚性核心绝缘体(1)沿周向延伸且具有朝向所述应力释放元件(6)定向的第二端面(22)，并且，在所述应力释放元件(6)的所述第一端面(22)和所述凸缘(21)的所述第二端面(22)之间存在环形的第三间隙(37)。
11. 根据权利要求4至7中的任一项所述的电缆配件(30, 40, 50)，其特征在于，所述刚性部件(11)具有带有渐缩部分(44)的铃形横截面，所述渐缩部分(44)的第二锥角(46)关于所述纵向轴线(5)相对于所述第一圆锥形外表面(4)的第一锥角(45)偏离小于30度。
12. 根据前述权利要求中的任一项所述的电缆配件(10, 20, 30, 40, 50, 60)，其特征在于，所述刚性核心绝缘体(1)为具有至少一个导电性的场分级层(2)的电容器核心，所述场分级层(2)包封在相邻的间隔层之间。
13. 根据权利要求12所述的电缆配件(10, 20, 30, 40, 50, 60)，其特征在于，所述间隔层包括聚合物或玻璃纤维以及包含无机填充物颗粒的可硬化的树脂。
14. 根据前述权利要求中的任一项所述的电缆配件(10, 20, 30, 40, 50, 60)，其特征在于，导电连接器护罩(33)被集成到所述应力释放元件(6)中，使得其在所述电缆配件(10, 20, 30, 40, 50, 60)的已组装状态下在所述核心绝缘体(1)的第一圆锥形外表面(4)的较细端部处接触所述核心绝缘体(1)的第一圆锥形外表面(4)，并且，导电性的场偏转器(34)被集成到所述应力释放元件(6)中，使得其在所述电缆配件(10, 20, 30, 40, 50,60)的已组装状态下在所述核心绝缘体(1)的所述第一圆锥形外表面(4)的较粗端部处接触所述核心绝缘体(1)的所述第一圆锥形外表面(4)，并在所述应力释放元件(6)的外表面(35)上延伸。
15. 一种高压设备，其包括根据前述权利要求中的任一项所述的电缆配件(10, 20,30, 40, 50, 60)，其中，高压电缆(29)连接到所述导体(32)，并且其中，所述应力释放元件(6)对所述高压电缆(29)施加径向压缩力，在这里，其挤压在高压电缆(29)上。
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