一种用于海上风电耐气候的干式复合终端

技术领域

本发明涉及电缆附件技术领域，尤其是一种用于海上风电耐气候的干式复合终端。

背景技术

海上风电优势显著，国内海上风电呈快速发展态势。海上风场距离负荷中心较近，消纳能力强，且海上风电利用小时数超陆上风电，发电量优势显著，风电发展逐渐向海上转移。随着海上风电的风机大型化，向深海远海发展的趋势，对与其配套的电缆附件技术也提出了更高的要求。现阶段电缆终端对运行环境要求较为苛刻，在温度和湿度方面存在较大的跨度，同时海上风机运行环境中可能存在高温、严寒、高盐蚀、重污染、强洋流、高湿度、高日照强度、强风暴雨等恶劣天气，并且在风机正常运行过程中电缆附件存在各种冲击和振动。因此针对海上风机运行及特殊气候条件的应用环境，需对电缆及其附件提出耐高低温、耐油、阻燃、耐扭转、耐人工气候老化等性能。

常见的户外终端有冷缩式终端和整体预制式终端。其中冷缩式终端生产成本较高，放期限较短，一般为半年至两年，因为冷缩式电缆附件是预扩张的,在内撑条长时间存放的情况下可能会出撑条散落或硅胶材料疲劳收缩不到位的情况。且冷缩电缆附件安装对安装工人要求要高一些，安装较复杂；

而预制式电缆附件是将外绝缘层、电场控制部分等在工厂内模制成一个整体或若干个部件，现场推入到电缆上完成安装。其对电缆主绝缘径向压力较小，界面可能存在空隙，从而导致内部沿面放电等现象，同时在风电场大风条件下可能出现滑动移位，影响安全运行，故也较少应用于风电35kV系统中。由于预制工艺的局限性带来一系列问题，预制式终端的内径只是略小于电缆绝缘层的外径使得终端对电缆产生的径向压力较小对电缆呼吸作用不明显，密封性相对较弱，容易出现间隙从而导致发生因内爬电击穿的可能性大大增加。终端对电缆径向压力小还会出现终端定位不牢容易出现因移动电缆的过程中错位导致应力锥偏离铜屏蔽断面而不起作用发生击穿事故。

而且现有的户外终端因为其外部结构无法根据外部环境的变化进行调节，导致其无法应对极端气候环境，主动安全性十分有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：目前户外终端中冷缩式终端生产成本较高，放期限较短，对安装要求高，安装较复杂；而预制式终端的内径只是略小于电缆绝缘层的外径使得终端对电缆产生的径向压力较小对电缆呼吸作用不明显，密封性相对较弱，容易出现间隙从而导致发生因内爬电击穿的可能性大大增加。终端对电缆径向压力小还会出现终端定位不牢容易出现因移动电缆的过程中错位导致应力锥偏离铜屏蔽断面而不起作用发生击穿事故；同时现有的户外终端因为其外部结构无法根据外部环境的变化进行调节，导致其无法应对极端气候环境，主动安全性十分有限。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于海上风电耐气候的干式复合终端，包括连接电缆和用于与连接电缆固定连接的终端本体，所述终端本体由铜端、屏蔽罩、填充胶、伞裙、附件绝缘、乙丙电缆绝缘、应力锥、填充胶和哈夫节组成，所述哈夫节外侧面上通过外侧绝缘装配支架活动装配有复数个电控翻转调节框，所述电控翻转调节框外侧面上活动装配有组合式弧形外部罩壳。

所述的连接电缆从哈夫节一侧插入终端本体内部与铜端固定连接。

所述连接电缆外侧从内往外依次套接乙丙电缆绝缘、附件绝缘和伞裙，所述铜端与伞裙之间和应力锥与哈夫节之间均填充有填充胶，所述应力锥固定安装在附件绝缘和乙丙电缆绝缘之间。

所述电控翻转调节框包括通过侧向转轴活动装配在外侧绝缘装配支架上的第一翻转调节臂、第二翻转调节臂、横置调节螺杆、与横置调节螺杆传动连接的内置驱动环和固定在哈夫节外侧面上的调节电机。

所述组合式弧形外部罩壳包括通过内侧支架活动安装在第一翻转调节臂与第二翻转调节臂外侧的内置弧形导轨、滑动装配在内置弧形导轨内部的电控平移罩壳和滑动装配在电控平移罩壳外侧面上的电控防护罩壳。

所述第一翻转调节臂和第二翻转调节臂的活动连接端均具有与横置调节螺杆相啮合的一体结构的弧形蜗轮，所述横置调节螺杆中间段开设有与内置驱动环相啮合的横置调节齿槽。

所述调节电机通过内侧调节轴上的调节齿轮与内置驱动环外侧平面上的环形齿面相啮合。

所述内置弧形导轨内侧装配面上开设有用于活动连接第一翻转调节臂和第二翻转调节臂的嵌入式装配凹槽，所述内置弧形导轨两侧设有伸缩口，所述内置弧形导轨两侧内壁对称开设有内部的滑槽，所述电控平移罩壳包括固定在内置弧形导轨外侧面上的外部控制电机、轴向固定在外部控制电机的控制轴上的控制齿轮和与控制齿轮相啮合的滑动罩壳。

所述滑动罩壳外侧面上固定有弧形导向框，所述电控防护罩壳包括两侧插接在弧形导向框内部的弧形外部防护罩壳、固定在弧形导向框内部的弧形导向杆、固定在弧形导向框内侧面上的环形电磁铁和套接在弧形导向杆外侧的铁质弹簧。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的一种用于海上风电耐气候的干式复合终端的绝缘主体的成型采用双层结构，由附件绝缘、乙丙电缆绝缘组成的两种不同硬度的硅橡胶材料组成，外层硬质硅胶层采用高硬度硅橡胶材料，内层弹性硅胶层采用低硬度硅橡胶材料，有效降低户外终端有效应对风机在正常运行过程中的冲击和振动；

(2)外侧伞裙硅橡胶采用PE材料，使其耐气候性、耐漏电起痕和电蚀损性、阻燃性和交流介电强度试验、憎水性、抗撕裂强度、耐水解性、柔韧性、连接界面质量、端部密封和防覆冰性能大大提升；

(3)采用分体式结构设计的哈夫节，该装置结构简单只有两件本体和两件橡胶垫组成的，安装方便，只将两本体对合处拧紧螺母即可；

(4)在哈夫节外侧面上通过外侧绝缘装配支架活动装配有用于控制组合式弧形外部罩壳调节的电控翻转调节框，根据外部环境的变化来自动改变组合式外部罩壳的位置，并且在外侧形成一个闭合的防护罩筒，大大提升符合终端的安全性和耐用性；

(5)采用电控方式进行自动调节控制，防护时效大大增强；

(6)对电缆连接段进行限位支撑，大大提升电缆的抗扭曲性能，安全性更加优异；

(7)组合式外部罩壳可以根据防护位置进行伸展，从而形成一个不同管径的防护罩，自适应能力大大提升。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明对终端本体段防护状态下的结构示意图。

图2是本发明对连接电缆段防护状态下的局部示意图。

图3是本发明中电控翻转调节框和组合式弧形外部罩壳装配状态下的侧视图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1、图2和图3所示的一种用于海上风电耐气候的干式复合终端，包括连接电缆1和用于与连接电缆1固定连接的终端本体，终端本体由铜端2、屏蔽罩3、填充胶4、伞裙5、附件绝缘6、乙丙电缆绝缘7、应力锥8和哈夫节9组成，哈夫节9外侧面上通过外侧绝缘装配支架10活动装配有复数个电控翻转调节框11，电控翻转调节框11外侧面上活动装配有组合式弧形外部罩壳12。

连接电缆1从哈夫节9一侧插入终端本体内部与铜端2固定连接。

为了配合安装，连接电缆1外侧从内往外依次套接乙丙电缆绝缘7、附件绝缘6和伞裙5，铜端2与伞裙5之间和应力锥8与哈夫节9之间均填充有填充胶4，应力锥8固定安装在附件绝缘6和乙丙电缆绝缘7之间。

乙丙电缆绝缘7采用高硬度硅橡胶材料：为应对恶劣天气、恶劣环境，并且在风机正常运行过程中存在各种冲击和振动。

附件绝缘6采用低硬度硅橡胶材料：具有优异的耐油、耐溶剂、耐辐射及在超高低温下使用等特性。在使用温度范围内，硅橡胶不仅能保持一定的柔软性、回弹性和表面硬度，机械性能也无明显变化，而且能抵抗长时间的热老化。以保证足够的弹性压力紧密贴附在电缆本体上。

哈夫节9：该装置结构简单只有两件本体和两件橡胶垫组成的，安装方便，只将两本体对合处拧紧螺母即可。哈夫节设置托座是为了防止外侧材料因长时间而下落；故而将电缆抱紧。

为了配合外部装配，电控翻转调节框11包括通过侧向转轴活动装配在外侧绝缘装配支架10上的第一翻转调节臂111、第二翻转调节臂112、横置调节螺杆113、与横置调节螺杆113传动连接的内置驱动环114和固定在哈夫节9外侧面上的调节电机115。

内置驱动环114也采用分体式结构设计，方便对哈夫节9进行装卸分离。

为了配合对第一翻转调节臂111和第二翻转调节臂112的角度进行调节，组合式弧形外部罩壳12包括通过内侧支架活动安装在第一翻转调节臂111与第二翻转调节臂112外侧的内置弧形导轨121、滑动装配在内置弧形导轨121内部的电控平移罩壳122和滑动装配在电控平移罩壳122外侧面上的电控防护罩壳123。

为了配合传动调节，第一翻转调节臂111和第二翻转调节臂112的活动连接端均具有与横置调节螺杆113相啮合的一体结构的弧形蜗轮116，横置调节螺杆113中间段开设有与内置驱动环114相啮合的横置调节齿槽117。

为了配合翻转调节，调节电机115通过内侧调节轴上的调节齿轮118与内置驱动环114外侧平面上的环形齿面相啮合。

现有技术的调节电机115通过带动调节齿轮118转动，从而驱动内侧驱动环114转动，然后内侧驱动环114带动横置调节螺杆113转动，然后横置调节螺杆113带动弧形蜗轮116转动，以此来同步控制第一翻转调节臂111和第二翻转调节臂112同步翻转。

为了配合平移调节，内置弧形导轨121内侧装配面上开设有用于活动连接第一翻转调节臂111和第二翻转调节臂112的嵌入式装配凹槽，内侧支架固定在嵌入式装配凹槽内部，内置弧形导轨121两侧设有伸缩口，内置弧形导轨121两侧内壁对称开设有内部的滑槽，电控平移罩壳122包括固定在内置弧形导轨121外侧面上的外部控制电机1221、轴向固定在外部控制电机1221的控制轴上的控制齿轮1222和与控制齿轮1222相啮合的滑动罩壳1223。

现有技术中的控制电机1221带动控制齿轮1222转动，从而控制滑动罩壳1223沿着内置弧形导轨121平移调节，还可以将控制齿轮1222改成与滑动罩壳1223两侧螺纹连接的侧向调节丝杆，利用外部控制电机1221带动侧向调节丝杆转动来带动滑动罩壳1223平移。

为了配合弹性闭合和滑动收缩，滑动罩壳1223外侧面上固定有弧形导向框1224，电控防护罩壳123包括两侧插接在弧形导向框1224内部的弧形外部防护罩壳1231、固定在弧形导向框1224内部的弧形导向杆1232、固定在弧形导向框1224内侧面上的环形电磁铁1233和套接在弧形导向杆1232外侧的铁质弹簧1234。

在闲时防护状态下，铁质弹簧1234通过伸展控制弧形外部防护罩壳1231两侧的中空滑动块向外挤压；而在调节时，则现有技术的环形电磁铁1233启动，控制铁质弹簧1234收缩，带动弧形外部防护罩壳1231沿着弧形导向框1224滑动收缩，从而打开滑动罩壳两侧的间隙，方便翻转调整，然后在调整之后再关闭环形电磁铁1233，铁质弹簧1234再次弹性挤压复位。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。