CN103490351B - 交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块制作工艺 - Google Patents

交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块制作工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块制作工艺，此工艺包括电缆工厂绝缘层与填充绝缘的熔融交联步骤；电缆工厂半导电层与填充半导电层的熔融交联步骤，填充绝缘和填充半导电层的熔融交联步骤。本发明的制作工艺操作方便，所制成的应力控制模块与电缆本体形成一体结构；电场应力分布的电性能稳定，解决了电缆与应力控制模块之间，因材料不同而产生的活动界面，避免绝缘交界上的空间积累电荷导致绝缘层局部电场畸变而引起的电缆绝缘的击穿问题。本发明突破超高压直流电缆无终端连接的国际业内技术瓶颈，适用于海底电缆和交流、直流高压超高压电缆终端工程现场制作、故障抢修的需求。

Description

交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块制作工艺
技术领域
本发明涉及交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块所设置的工艺技术，适用于交流66kV至交流500kV高压和超高压、直流±10kV至±500kV交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块的现场制作工艺。
背景技术
传统交流66kV至交流500kV高压和超高压、直流正负10kV至正负500kV交联聚乙烯绝缘电力电缆终端处电场会产生畸变，为了克服电场畸变所带来的影响，电缆外半导电层切断处需要进行应力控制设计。截至目前，整个国际在电缆终端应力控制这一技术领域有相当大的成就，相应设计的附件也已投入市场，这些附件内的应力控制，是由专业厂家在工厂内预先生产完成，即预制式电缆附件，然后现场在现场组合套装到电缆主体上。这种应力锥电缆附件与电缆主体绝缘之间存在活动界面，而活动界面内含有溦气隙、微水、杂质以及绝缘润滑脂等复杂因素，极易导致气隙沿面放电和空间累积电荷而产生局部电场畸变，最终导致绝缘击穿，制约着电缆系统的安全运行。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种施工简单、成本低廉、安全可靠的交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块制作工艺。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块制作工艺，包括以下步骤：a．按照制作工艺要求，剥切电缆终端处的外护层、金属护层，剥去电缆的外半导电层即工厂外半导电层，并打磨、光滑处理电缆绝缘即工厂绝缘表面；在电缆工厂外半导电层端口处安装绝缘成型器，使电缆固定在绝缘成型器内腔正中位置，连接小型挤出机及控制仪器；开机预热绝缘成型器达到使交联聚乙烯熔融温度时，开始向成型器型腔内挤注与电缆绝缘相同材质的熔融状交联聚乙烯绝缘即填充绝缘，成型器型腔内注满填充绝缘后，进行升温加热交联，使工厂绝缘与填充绝缘之间相互熔融接枝结合成为一个绝缘整体；待绝缘成型器温度冷却后拆除，实现电缆终端应力控制模块绝缘的特殊型体；b．在电缆工厂外半导电层端口处安装填充半导电层成型器；将应力控制模块绝缘的特殊型体，对应于填充半导电层成型器型腔正中位置进行安装固定，连接小型挤出机及控制仪器并预热挤出机；开机预热成型器达到使交联半导电料熔融温度时，启动挤出机，开始向填充外半导电层成型器型腔内挤注与电缆外半导电层相同材质的熔融状半导电料以形成填充半导电层，半导电层成型器型腔内注满填充熔融的半导电料后停止挤出机，然后进行升温加热交联，使工厂外半导电层、工厂绝缘、填充绝缘与填充半导电层之间相互熔融接枝结合；待成型器温度冷却后拆除，实现电缆终端应力控制模块导电与绝缘的特殊型体。
其中，步骤a中注入熔融状态的交联聚乙烯电缆绝缘料前，先将电缆主体放入绝缘成型器内固定封闭，并且对成型器加热至120℃并保持控温，然后将挤出机加热达到105℃至120℃后，启动挤出机，将挤出机内处于熔融状的交联聚乙烯绝缘挤注到成型器内，当成型器内压力达到2MPa至5MPa时停止挤注，此时注入的交联聚乙烯绝缘在成型器内已定型，同时对绝缘成型器加热控温保持在150℃至160℃，且使压力保持在3MPa至5MPa，进行3小时至8小时的交联，使电缆工厂绝缘层与填充绝缘交联熔为一体。
步骤b中注入熔融状态的交联半导电料前，先将电缆应力控制模块绝缘的特殊型体，对应于填充半导电层成型器型腔正中位置进行安装固定，并且对成型器加热至120℃并保持控温；连接小型挤出机及控制仪器并预热挤出机达到105℃至120℃后，启动挤出机将处于熔融状的交联半导电料挤注到半导电层成型器内，当成型器内压力达到2MPa至5MPa时停止挤注，此时注入的交联半导电材料在成型器内已定型，同时对半导电层成型器加热控温保持在150℃至160℃，且使压力保持在3MPa至5MPa，进行3小时至8小时的交联，使电缆工厂绝缘层、填充绝缘与填充半导电层之间交联熔为一体。
所述填充绝缘整体呈中部高两端小的枣核型体，其中部填充绝缘最高位向内设有凹曲面型体，使填充半导电层复合在填充绝缘的凹曲面上，并与电缆外半导电层剥切端口处相连接。
本发明的有益效果是：本发明的制作工艺操作方便，所制成的应力控制模块与电缆本体形成一体结构；电场应力分布的电性能稳定，解决了电缆与应力控制模块之间，因材料不同而产生的活动界面，避免绝缘交界上的空间积累电荷导致绝缘层局部电场畸变而引起的电缆绝缘的击穿问题。本发明突破超高压直流电缆无终端连接的国际业内技术瓶颈，适用于海底电缆和交流、直流高压超高压电缆终端工程现场制作、故障抢修的需求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式进行进一步的说明：
图1为本发明所制作的应力控制模块的结构示意图；
图2为电缆终端头的一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
本发明的制作工艺用于克服电缆主体终端半导电层剥切处的电场畸变问题，防止该处被击穿；该处主要进行几方面的工作：工厂绝缘层与填充绝缘的熔融交联过程；工厂半导电层与填充半导电层的熔融交联过程；填充绝缘和填充半导电层的熔融交联过程。完成上述工作后便可以完成应力控制模块的模注制作过程，完成上述过程后，进一步进行电缆终端头的制作。
具体地，如图1所示，先按照制作工艺要求，剥切电缆终端处的外护层、金属护层，剥去电缆1的外半导电层即工厂外半导电层2，并打磨、光滑处理电缆绝缘即工厂绝缘3表面；在电缆工厂外半导电层2端口处安装绝缘成型器，使电缆固定在绝缘成型器内腔正中位置，连接小型挤出机及控制仪器；开机预热绝缘成型器达到使交联聚乙烯熔融温度时，开始向成型器型腔内挤注与电缆绝缘相同材质的熔融状交联聚乙烯绝缘即填充绝缘4，成型器型腔内注满填充绝缘4后，进行升温加热交联，使工厂绝缘3与填充绝缘4之间相互熔融接枝结合成为一个绝缘整体；待绝缘成型器温度冷却后拆除，实现电缆终端应力控制模块绝缘的特殊型体。注入熔融状态的交联聚乙烯电缆绝缘料前，先将电缆主体1放入绝缘成型器内固定封闭，并且对成型器加热至120℃并保持控温，然后将挤出机加热达到105℃至120℃后，启动挤出机，将挤出机内处于熔融状的交联聚乙烯绝缘挤注到成型器内，当成型器内压力达到2MPa至5MPa时停止挤注，此时注入的交联聚乙烯绝缘在成型器内已定型，同时对绝缘成型器加热控温保持在150℃至160℃，且使压力保持在3MPa至5MPa，进行3小时至8小时的交联，使电缆工厂绝缘层3与填充绝缘4交联熔为一体。
接着，在电缆工厂外半导电层端口A处安装填充半导电层成型器；将应力控制模块绝缘的特殊型体，对应于填充半导电层成型器型腔正中位置进行安装固定，连接小型挤出机及控制仪器并预热挤出机；开机预热成型器达到使交联半导电料熔融温度时，启动挤出机，开始向填充外半导电层成型器型腔内挤注与电缆外半导电层相同材质的熔融状半导电料以形成填充半导电层5，半导电层成型器型腔内注满填充熔融的半导电料后停止挤出机，然后进行升温加热交联，使工厂外半导电层2、工厂绝缘3、填充绝缘4与填充半导电层5之间相互熔融接枝结合；待成型器温度冷却后拆除，实现电缆终端应力控制模块导电与绝缘的特殊型体。注入熔融状态的交联半导电料前，先将电缆应力控制模块绝缘的特殊型体，对应于填充半导电层成型器型腔正中位置进行安装固定，并且对成型器加热至120℃并保持控温；连接小型挤出机及控制仪器并预热挤出机达到105℃至120℃后，启动挤出机将处于熔融状的交联半导电料挤注到半导电层成型器内，当成型器内压力达到2MPa至5MPa时停止挤注，此时注入的交联半导电材料在成型器内已定型，同时对半导电层成型器加热控温保持在150℃至160℃，且使压力保持在3MPa至5MPa，进行3小时至8小时的交联，使电缆工厂绝缘层、填充绝缘与填充半导电层之间交联熔为一体。
为了实现更好的应力控制作用，填充绝缘整体呈中部高两端小的枣核型体，其中部填充绝缘最高位向内设有凹曲面型体41，使填充半导电层复合在填充绝缘的凹曲面上，并与电缆外半导电层剥切端口处A相连接。
完成应力控制模块的模注制作后，便可以进一步进行终端头的制作，如图2所示，将应力控制模块放入终端瓷套或复合套6内部，终端瓷套或复合套6底部套入法兰7，终端瓷套或复合套6内部空隙填入绝缘油8，该绝缘油8一般为硅油或聚异丁烯等液体绝缘介质，直至填满，最后封住瓷套或复合套6顶部，得到电缆终端头。

Claims (4)

1.交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块制作工艺其特征在于包括以下步骤：
a．剥切电缆主体的终端处的外护层、金属护层，剥去电缆主体的终端处的外半导电层即工厂外半导电层，并打磨、光滑处理电缆主体绝缘即工厂绝缘的表面；在电缆主体的工厂外半导电层端口处安装绝缘成型器，使电缆主体固定在绝缘成型器内腔正中位置，将绝缘成型器连接小型挤出机及控制仪器；预热绝缘成型器，当绝缘成型器的温度达到可使工厂绝缘的交联聚乙烯熔融的温度时，开始向绝缘成型器型腔内挤注与工厂绝缘相同材质的熔融状交联聚乙烯绝缘即填充绝缘，绝缘成型器型腔内注满填充绝缘后，绝缘成型器对填充绝缘进行升温加热交联，使工厂绝缘与填充绝缘之间相互熔融接枝结合成为一个绝缘整体；待绝缘成型器温度冷却后拆除，实现电缆主体终端应力控制模块绝缘的型体；
b．在电缆主体的工厂外半导电层端口处安装填充半导电层成型器；将应力控制模块绝缘的型体，对应于填充半导电层成型器型腔正中位置进行安装固定，将填充半导电层成型器连接小型挤出机及控制仪器并预热小型挤出机；预热填充半导电层成型器，当填充半导电层成型器的温度达到可使工厂外半导电层的交联半导电料熔融的温度时，启动小型挤出机，开始向填充半导电层成型器型腔内挤注与工厂外半导电层相同材质的熔融状交联半导电料以形成填充半导电层，填充半导电层成型器型腔内注满熔融的交联半导电料后停止小型挤出机，然后填充半导电层成型器对交联半导电料进行升温加热交联，使工厂外半导电层、工厂绝缘、填充绝缘与填充半导电层之间相互熔融接枝结合；待填充半导电层成型器温度冷却后拆除，实现电缆主体终端应力控制模块导电与绝缘的型体。
2.根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块制作工艺，其特征在于：步骤a中开始向绝缘成型器型腔内挤注与工厂绝缘相同材质的熔融状交联聚乙烯绝缘前，先将电缆主体放入绝缘成型器内固定封闭，并且对绝缘成型器加热至120℃并保持控温，然后将小型挤出机加热达到105℃至120℃后，启动小型挤出机，将小型挤出机内处于熔融状的交联聚乙烯绝缘挤注到绝缘成型器内，当绝缘成型器内的压力达到2MPa至5MPa时停止挤注，此时注入的交联聚乙烯绝缘在绝缘成型器内已定型，同时对绝缘成型器加热控温保持在150℃至160℃，且使绝缘成型器内的压力保持在3MPa至5MPa，进行3小时至8小时的交联，使电缆主体的工厂绝缘与填充绝缘交联熔为一体。
3.根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块制作工艺，其特征在于：步骤b中开始向填充半导电层成型器型腔内挤注与工厂外半导电层相同材质的熔融状交联半导电料前，先将电缆主体终端应力控制模块绝缘的型体，对应于填充半导电层成型器型腔正中位置进行安装固定，并且对填充半导电层成型器加热至120℃并保持控温；将填充半导电层成型器连接小型挤出机及控制仪器并预热小型挤出机达到105℃至120℃后，启动小型挤出机将处于熔融状的交联半导电料挤注到填充半导电层成型器内，当填充半导电层成型器内压力达到2MPa至5MPa时停止挤注，此时注入的交联半导电料在填充半导电层成型器内已定型，同时对填充半导电层成型器加热控温保持在150℃至160℃，且使填充半导电层成型器内的压力保持在3MPa至5MPa，进行3小时至8小时的交联，使电缆主体的工厂绝缘、填充绝缘、工厂外半导电层与填充半导电层之间交联熔为一体。
4.根据权利要求1所述的交联聚乙烯绝缘电缆主体终端模注应力控制模块制作工艺，其特征在于：所述填充绝缘整体呈中部高两端低的枣核型体，填充绝缘的中部最高位向内设有凹曲面型体，使填充半导电层复合在填充绝缘凹曲面型体的凹曲面上，并与工厂外半导电层剥切端口处相连接。
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