CN107199380A - 超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法 - Google Patents

超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法，包括以下步骤：1)将要焊接的第一电缆和第二电缆分别校直；2)将第一、第二电缆端部去除导体外的各层结构，并夹紧该端部；将第一电缆每层导体单线在不同位置截断；将第二电缆各层导体单线在相应的位置截断，并利用分线器分开；3)焊接第一电缆和第二电缆的中心导体单线，打磨；4)逐根恢复第一电缆和第二电缆的第一层型线单线并焊接；将焊接处打磨至导体本体第一层外径；5)按步骤4)的方法逐层恢复焊接其他各层导体型线。本发明对大截面型线导体焊接后，可保证导体电阻及型线焊接强度，保证导体焊接处外径及形状，并能保证焊接处导体的强度及弯曲性能符合海底电缆相关要求。

Description

超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，特别是涉及一种超高压海底电力电缆软接头所用的大截面型线绞合铜导体的导体焊接及恢复方法。
背景技术
直流电缆具有传输效率高、线路损耗小，调节电流和改变功率传输方向方便，不同电网频率互不影响，大长度线路成本相对较低等优点，特别是对于大长度海底电力传输，可能是唯一的解决方案。
受生产长度及运输条件等限制，直流海底电缆的生产长度不一定能完全满足线路长度的要求，必须采用合适的方式将海底电缆连接以满足线路长度的要求。
海底电缆的连接方式通常有两种。一种是在敷设过程中，在施工现场采用专用的接头盒将海底电缆的电气及铠装层连接；另一种则是在海底电缆的生产过程中将海底电缆加以连接，即软接头。
导体在电缆结构中是传输电能必须的组成部分。大截面导体为了提高填充系数，通常绞合单线采用型线的结构，且每层型线的尺寸是不相同的；绞合导体层间具有一定的相对滑移能力以使导体弯曲性能相对较好。同时，海底电缆在施工过程中将承受很大的张力，导体也将承受一部分拉力。而现有的焊接方法对于大截面的导体而言，不能同时满足电阻、机械强度和弯曲性能的技术指标。软接头焊接导体截面为标称截面3000mm2，是目前最大截面的电缆用导体，远大于现行标准GB/T 3956-2008中规定的最大截面2500mm2电缆用导体，目前尚未见有相关焊接方法的研究报告。
因此，如何对大截面型线绞合导体进行焊接连接，保证焊接连接后导体具有与符合载流量要求的导体电阻，与电缆本体导体相同的外径，较高的机械强度和弯曲性能是海底电缆软接头制作中必须要解决的问题。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种大截面型线绞合导体焊接的方法，以保证焊接连接后导体具有与符合载流量要求的导体电阻，与电缆本体导体相同的外径，较高的机械强度和弯曲性能。
为实现上述目的，本发明提供了一种超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法，包括以下步骤：
一种超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法，包括以下步骤：
1)将要焊接的第一电缆和第二电缆分别校直；
2)将第一电缆和第二电缆需焊接端的端部去除导体外的各层结构，并夹紧该端部；将第一电缆每层导体单线在不同位置截断；将第二电缆各层导体单线在与第一电缆长度相应的位置截断，且第二电缆的各层型线单线利用分线器分开；
3)焊接第一电缆和第二电缆的中心导体单线，打磨至中心导体的本体外径；
4)逐根恢复第一电缆和第二电缆的第一层型线单线并焊接；第一层单线焊接完成后，将焊接处打磨至导体本体第一层外径；
5按步骤4)的方法由内层至外层逐层恢复焊接其他各层导体型线，完成导体焊接。
较佳的，所述分线器为哈夫型结构，组合状态为一筒状本体；所述本体的一端设置有电缆绞合型线数量对应的定位槽；所述定位槽的根部与所述本体的内部圆弧过渡。
较佳的，步骤2)中，所述第一电缆的各层导体截断位置间距20mm。
较佳的，步骤3)、4)、5)中，第一电缆和第二电缆的两焊接端面间距2mm。
较佳的，在步骤3)之前，先将第一电缆各层导体的焊接面打磨成45°角斜面，每层均夹紧；并将第二电缆各层导体的焊接面打磨成45°角斜面。
较佳的，当电缆导体为铜时，所述步骤5)、6)、7)中采用钎焊。
较佳的，用焊枪加热所需焊接的型线端面后，用银钎焊条进行焊接。
本发明的有益效果是：本发明对大截面型线导体焊接后，可保证导体电阻及型线焊接强度，保证导体焊接处外径及形状，并能保证焊接处导体的强度及弯曲性能符合海底电缆相关要求。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式中电缆截断、分线位置示意图。
图2是本发明一具体实施方式中分线器的结构示意图。
图3是图2的剖视结构示意图。
图4是本发明一具体实施方式中焊接端面的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
焊接对象为两段3000mm2的铜导体电缆，通过一种超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法焊接，包括以下步骤：
1)将要焊接的第一电缆和第二电缆分别校直。
2)将第一电缆和第二电缆需焊接端的端部去除导体外的各层结构，并夹紧该端部；将第一电缆每层导体单线在不同位置截断，如图1所示第一电缆的各层导体截断位置间距L为20mm。将第二电缆各层导体单线在与第一电缆长度相应的位置截断，且第二电缆的各层型线单线均利用分线器分开。分开后的型线单线3如图1中虚线所示。
如图2和图3所示，分线器为哈夫型结构，组合状态为一筒状本体1，本体的一端设置有电缆绞合型线数量对应的定位槽2，定位槽2的根部与所述本体1的内部圆弧R过渡，根据每层单线绞入角的不同，可设定恰当的圆弧半径与之匹配。采用分线器可以保证各层导体焊接部位的型线绞入角与相应电缆导体层单线绞入角一致，防止过度弯曲，各层导体型线单线不变形，保持了焊接段导体各层的紧密性，焊接段各层导体的外径基本与导体本体一致，与其它方法相比提高导体焊接部位的弯曲性能。
如图4所示，将第一电缆各层导体的焊接面与水平面的夹角θ打磨成45°，每层均夹紧；并将第二电缆各层导体的焊接面与水平面的夹角打磨成45°。
3)焊接第一电缆和第二电缆的中心导体单线，打磨至中心导体的本体外径。
4)将第二电缆的第一层型线单线从分线器的定位槽2中取出，逐根恢复第一电缆和第二电缆的第一层型线单线并焊接；第一层单线焊接完成后，将焊接处打磨至导体本体第一层外径。
5)按步骤4)的方法由内层至外层逐层恢复焊接其他各层导体型线，完成导体焊接。
步骤3)、4)、5)中采用钎焊，第一电缆和第二电缆的两焊接端面间距2mm，用焊枪加热所需焊接的型线端面后，用银钎焊条进行焊接。依靠银钎焊条熔化后的浸润和毛细作用使焊液充满焊缝，冷却后完成单线焊接。
导体单线的钎焊是借助于比导体铜单线熔点低的液态钎料填满所焊接的一对铜型线单线间的间隙，并相互扩散形成结合将铜单线连接成一体。铜单线钎焊的优点在于：钎焊的温度低于铜单线的熔化温度,对铜单线的组织性能影响小；所焊接的铜单线应力与变形小；借助相应的助焊剂可以去除铜单线焊接部位表面的氧化层，表面质量较好；导体铜单线钎焊焊条采用银钎焊条，保证了焊接导体的电阻符合要求。
先对中心单线进行焊接，随后逐层将分开的导体单线恢复至相对应焊接位置再焊接。经这样的焊接方式，每层导体单线的焊接位置可以操持一定的间距。经分层错位焊接后的导体，在生产及敷设过程中弯曲及受拉力作用时，层间仍可有一定的滑移能力，受力点不会集中，可以提高焊接后超大截面导体的弯曲性能及抗拉强度。
对焊接的每对型线打磨一定角度，采用银钎焊法焊接铜导体，保证导体电阻及型线焊接强度。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法，其特征是，包括以下步骤：
1)将要焊接的第一电缆和第二电缆分别校直；
2)将第一电缆和第二电缆需焊接端的端部去除导体外的各层结构，并夹紧该端部；将第一电缆每层导体单线在不同位置截断；将第二电缆各层导体单线在与第一电缆长度相应的位置截断，且第二电缆的各层型线单线利用分线器分开；
3)焊接第一电缆和第二电缆的中心导体单线，打磨至中心导体的本体外径；
4)逐根恢复第一电缆和第二电缆的中心导体外第一层型线单线并焊接；第一层单线焊接完成后，将焊接处打磨至导体本体第一层外径；
5)按步骤4)的方法由内层至外层逐层恢复焊接其他各层导体型线，完成导体焊接。
2.如权利要求1所述的超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法，其特征是：所述分线器为哈夫型结构，组合状态为一筒状本体(1)；所述本体的一端设置有电缆导体绞合型线数量对应的定位槽(2)；所述定位槽(2)的根部与所述本体(1)的内部圆弧(R)过渡。
3.如权利要求1所述的超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法，其特征是：步骤2)中，所述第一电缆的各层导体截断位置间距(L)20mm。
4.如权利要求1所述的超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法，其特征是：步骤3)、4)、5)中，第一电缆和第二电缆的两焊接端面间距2mm。
5.如权利要求1所述的超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法，其特征是：在步骤3)之前，先将第一电缆各层导体的焊接面打磨成45°角斜面，每层均夹紧；并将第二电缆各层导体的焊接面打磨成45°角斜面。
6.如权利要求1至5任一所述的超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法，其特征是：当电缆导体为铜时，所述步骤5)、6)、7)中采用钎焊。
7.如权利要求6所述的超高压直流海底电缆软接头大截面型线导体焊接方法，其特征是：用焊枪加热所需焊接的型线端面后，用银钎焊条进行焊接。
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