CN107294045B - 高压电缆接头结构及高压电缆浸没式连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压电缆接头结构及高压电缆浸没式连接方法，解决了现有高压电缆连接存在的安装要求高、维护不便、可靠性差、易老化的问题。技术方案包括箱体及密封的盖板，所述盖板上开有至少两个电缆定位孔，所述箱体内中部设电缆浸没区，外周设液体循环区，所述液体循环区的上端与电缆浸没区的上端经上通道连通，所述液体循环区的下端和电缆浸没区的下端经下通道连通。本发明结构简单、易于制造、便于安装和维护、密封性好、安全可靠、能有效释放热量，延长电缆使用寿命，本发明工艺易于安装、对操作要求低、安全可靠。
Description
技术领域
本发明涉及高压电缆附件技术领域，具体的说是一种高压电缆接头结构及高压电缆浸没式连接方法。
背景技术
随着大型水电站、抽水蓄能电站、特高压电网的建设，电缆接头的使用量越来越大。随着电力电缆化工程的普及，电缆事故率也随之增多，大量事实证明，大部分的电缆事故和电缆附件有关，特别是电缆中间接头。
在500kV及500kV以上的电力电缆连接系统中，接头是最薄弱的环节，容易出现故障，其故障率占到整个电缆连接系统的70％以上，接头的可靠性直接影响到输电系统的可靠性。
现有的电缆中间接头，为防止潮气进入中间接头内，一般是采用防水带缠绕接头本体端部的方法，但由于采用这种方式后，防水带层与层之间以及防水带与电缆芯线之间仍存在间隙，密封性较差，潮气还有可能由此进入，电力电缆在使用中仍存在较严重的安全隐患。
目前普遍使用的500kV及500kV以上电力电缆接头是整体预制型接头。由于这种整体预制型接头的整体预制绝缘件由三元乙丙橡胶材料制作而成，制造工艺复杂、现场安装繁琐、安装现场的环境要求极高，而且产品或电缆一旦出现问题，产品修复困难，修复时间超过两周，无法满足电网的运行要求。整体预制绝缘件的材料质量也难以控制，成型工艺性差，制作工艺复杂，加工预制绝缘件需要的成型设备压力大，产品制作成本高，材料的抗老化性、耐高温性较差，适用范围窄。目前这种组合预制型接头已较少使用。
综上，现有接头所述的问题如下：
(1)现有高压电缆接头制作过程中，电缆末端绝缘被切断，该处电场发生畸变。畸变的场强在导线连接管以及外护套上将产生相当大的附加损耗，甚至局部放电，产生比较大热量，加速电缆中间接头的热老化。在一定通电时间的作用下，导致接头处绝缘材料碳化，发生故障。
(2)接头压接不紧、接头氧化等导致接触电阻过大，长期的高温运行使绝缘下降并击穿，最后导致电缆火灾的发生。
(3)现有的高压电缆接头费工、费时，接头成本高，而且连接的安全可靠性能差。
(4)现有的高压电缆接头的机械强度、电气性能以及压接工艺等要求，通常可以满足电缆接头热稳定的要求，但由于现场操作人员技能水平参差不齐以及实际接头制作千差万别，致使常规设计的连接管及电缆接头很难满足相关电气性能等要求。从而，加速电缆接头热老化，引起接头过热甚至故障。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种结构简单、易于制造、便于安装和维护、密封性好、安全可靠、能有效释放热量，延长电缆使用寿命的高压电缆接头结构。
本发明还提供一种易于安装、对操作要求低、安全可靠的使用上述高压电缆接头的高压电缆浸没式连接方法。
本发明高压电缆接头结构，包括箱体及密封的盖板，所述盖板上开有至少两个电缆定位孔，所述箱体内中部设电缆浸没区，外周设液体循环区，所述液体循环区的上端与电缆浸没区的上端经上通道连通，所述液体循环区的下端和电缆浸没区的下端经下通道连通。
所述箱体上段与加料杯连通。
所述盖板上的定位孔处装有定位套。
本发明高压电缆浸没式连接方法中使用了上述高压电缆接头结构，包括以下步骤，
一，将需要连接的电缆端部的绝缘层剥离；
二，将剥离绝缘层的电缆端部向下经定位套插入高压电缆接头结构的箱体内，使电缆端部位于电缆浸没区，然后用压紧圈将箱体外的电缆与定位套固定；
三，经加料杯向箱体内注入导电金属液，液面高度没过电缆端部。
所述步骤二中，使电缆端部距离箱体底面2－3cm。
还包括有步骤四：对加料杯进行封装。
所述步骤四中：对封装后加料杯安装大气连通管。
所述步骤三中，液面高度高于没过所述箱体内上通道的中心位置。
分析现有技术中高压电缆接头故障发生的主要诱因是接触不良及局部电场畸变导致发热。为解决上述技术问题，将需要连接的两根电缆端部(已剥离端部绝缘层)浸没在箱体内导电性优良的导电金属液中。由于液态金属的密度一般较大，注入的液态金属会填充到电缆的导电体表面间隙中，与电缆的导电体无缝隙连接，其接触方式是自然接触，不受现场操作人员的技术水平影响，接触良好。
针对接头端部局部散热的问题，在箱内体设置了简单有效的循环回路，即中部设电缆浸没区，外周设液体循环区，所述液体循环区的上端与电缆浸没区的上端经上通道连通，所述液体循环区的下端和电缆浸没区的下端经下通道连通。这样就形成一个循环结构，当接头部位出现局部发热时，首先会将电缆浸没区的液态金属加热，使其升温，导致该区域的液态金属体积膨胀，密度减小。在电缆浸没区和液体循环区间液态金属密度差作用下，电缆浸没区的液态金属向上流动，越过上通道进入液体循环区，并向下流动；液体循环区的液态金属向下流动越过下通道进入电缆浸没区，并向上流动，形成一个不断循环流动散热的过程，由于导电金属液的流动，有利热量向外界的传递，强化了热量向外扩散，避免了局部的温升。
所述导电金属液可使用具有稳定导电性能的金属类液体，如汞或其他液态合金等。
所述液体循环区可以设置在箱体内部形成内循环换热形式，也可作为冷却翅设于箱体外周，同样能够形成换热效果更好的上通道-冷却翅-下通道的外循环换热形式。
采用本发明结构不仅可用于两个接头间的连接，还可以通过在盖板上设置多个电缆定位孔实现多个接头间的连接。
所述箱体可以是电绝缘材料(如陶瓷、聚四氟乙烯等)，也可以采用导体材料(如金属材料)制成。具体选用何种材料，视接头应用场所环境状况确定，如环境湿度大，含有腐蚀性气体，可采用电绝缘材料；若环境干燥、区域独立隔离，可采用金属材料。采用金属材料的优点是易加工制作，散热效果好。若在地下，在金属箱体外加一层绝缘外壳也可以解决电绝缘问题。
有益效果：
1)不需要对电缆端作特殊处理，不需要特种电缆连接设备，连接速度快，特别是对多分枝的接头场所，连接更加便捷、省时。
2)电缆连接效果受电缆连接的技术人员技能水平影响较小。
3)接头稳定可靠，连接成本低。
4)接头自身具备冷却降温效果，不会出现局部过热发生故障。
附图说明：
图1为实施例1的结构示意图。
图2为实施例2的结构示意图。
图3为实施例3的俯视图。
其中，1－电缆；2-绝缘层；3-加料杯；4-上通道；5-箱体；6- 电缆浸没区；7-下通道；8-压紧圈；9-定位套；10-液体循环区；11- 大气连通管、12－盖板、13－电缆定位孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步解释说明：
结构实施例1：
盖板12密封安装在箱体5顶面，所述盖板12上开有两个电缆定位孔13，电缆定位孔13处对应装有定位套9。所述箱体5内中部设电缆浸没区6，外周设液体循环区10，所述液体循环区10的上端与电缆浸没区10的上端经上通道4连通，所述液体循环区10的下端和电缆浸没区6的下端经下通道7连通。所述箱体5上段与加料杯3连通。本实例中，所述液体循环区10位于箱体5内，与箱体5形成一体式结构。
结构实施例2
与结构实施例1不同的是：液体循环区10作为冷却翅位于箱体的外周，形成上通道－冷却翅－下通道－电缆浸没区6的循环形式。其余同结构实施例1。
结构实施例3
与结构实施例1不同的是：所述盖板12上设有四个定位孔13，其中一个是主电缆的定位孔，另外三个是支电缆的定位孔。可实现1 对3的连接。
方法实施例：
包括以下步骤，
一，将需要连接的若干根电缆1端部的绝缘层2剥离，所述绝缘层2的剥离长度优选为电缆直径(含绝缘层)的1－1.5倍；
二，将剥离绝缘层的电缆1端部垂直向下一一对应经定位套9插入高压电缆接头结构的箱体5内，使电缆1端部位于电缆浸没区6，电缆1端部距离箱体底面2－3cm，然后用压紧圈8将箱体5外的电缆1与定位套9固定；
三，经加料杯3向箱体5内注入导电金属液(汞或其他的液态金属)，液面高度没过所述箱体内上通道的中心位置，由于导电金属液的密度较大，注入后会填充到电缆1的导电体表面间隙中，与电缆1 的导电体无缝隙连接；
四，对加料杯进行封装后安装大气连通管，最后固定箱体5底部，使本发明结构处理垂直向上状态即可。
Claims (8)
1.一种高压电缆接头结构，包括箱体及密封的盖板，其特征在于，所述盖板上开有至少两个电缆定位孔，所述箱体内中部设电缆浸没区，外周设液体循环区，所述液体循环区的上端与电缆浸没区的上端经上通道连通，所述液体循环区的下端和电缆浸没区的下端经下通道连通,所述电缆浸没区和液体循环区内的液体为导电金属液。
2.如权利要求1所述的高压电缆接头结构，其特征在于，所述箱体上段与加料杯连通。
3.如权利要求1或2所述的高压电缆接头结构，其特征在于，所述盖板上的定位孔处装有定位套。
4.一种采用权利要求1-3任一项所述高压电缆接头结构的高压电缆浸没式连接方法，其特征在于：包括以下步骤，
一，将需要连接的电缆端部的绝缘层剥离；
二，将剥离绝缘层的电缆端部向下经定位套插入高压电缆接头结构的箱体内，使电缆端部位于电缆浸没区，然后用压紧圈将箱体外的电缆与定位套固定；
三，经加料杯向箱体内注入导电金属液，液面高度没过电缆端部。
5.如权利要求4所述的高压电缆浸没式连接方法，其特征在于：所述步骤二中，使电缆端部距离箱体底面2－3cm。
6.如权利要求4所述的高压电缆浸没式连接方法，其特征在于：还包括有步骤四：对加料杯进行封装。
7.如权利要求6所述的高压电缆浸没式连接方法，其特征在于：所述步骤四中：对封装后加料杯安装大气连通管。
8.如权利要求4－7任一项所述的高压电缆浸没式连接方法，其特征在于：所述步骤三中，液面高度高于所述箱体内上通道的中心位置。
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