CN109616962A - 一种热熔式电缆中间连接安装工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种热熔式电缆中间连接安装工艺，属于电缆中间连接结构领域，其包括如下步骤：S1、电缆预处理；S2、导体连接；S3、电缆绝缘层恢复：a、在S2中形成的恢复导体外绕包内半导电带；b、在内半导电带外绕包有绝缘修补层，绝缘修补层的材料为交联聚乙烯绝缘带；c、移动冷缩套管并包裹绝缘修补层，加热绝缘修补层使其熔融，熔融的绝缘修补层冷却后与电缆主体的绝缘层一体成型，并形成新的恢复绝缘层；S4、剥除冷缩套管，打磨恢复绝缘层；S5、电缆外屏蔽层恢复。本发明具有可简化交联聚乙烯材料的熔融过程以及修复与续接的工序，同时无需借助其他大型设备或特制辅助工装，从而提高施工效率，节约施工成本的效果。

Description

一种热熔式电缆中间连接安装工艺

技术领域

本发明涉及电缆中间连接结构的技术领域，特别涉及一种热熔式电缆中间连接安装工艺。

背景技术

交联聚乙烯绝缘电线电缆是一种适用于配电网等领域的电缆，其具有电性能优异，导体允许工作温度较高，传输容量大，结构简单，安装敷设方便，无落差限制等优点，适用于配电网、工业装置或其他需要大容量用电领域。

在电力电缆输电线路敷设过程中，由于电力电缆制造长度有限，需对电缆之间进行续接。且若电缆在使用过程中局部发生缺陷时，同样需要对缺陷部分进行修复。

如说明书附图1所示，现有技术中的电缆结构，包括电缆主体1，电缆主体1包括由内至外依次设置的导体11、外屏蔽层14、内护层16和外护层，导体11外包覆有内半导电层12，内半导电层12与外屏蔽层14之间填充有由交联聚乙烯材料制成的电缆绝缘层13，外屏蔽层14与内护层16之间包覆有铜屏蔽网15，外护层包括由内至外依次包覆的铠装层17、防水层18和外护套19。

公告号为CN100424948C的中国专利公开了一种现场交联聚乙烯熔接电缆接头工艺，其包含外护套、铝护套、外半导电层、绝缘本体、电缆导体、管状成型器、内半导体层、紧固环、紧固螺栓、销钉、螺母连接件、T型半模、挤出机、挤注机，将要连接的两根电缆接头端部的外半导电层、绝缘本体、内半导电层及内绕带剥去一定长度，连接好已暴露的电缆导体、内绕带及内半导电层，将管状成型器扣在绝缘本体上并夹紧；再将塑料挤注机料筒加温，投入与电缆绝缘本体相同的可加热交联的交联聚乙烯电缆料，并开机挤注机挤出熔融状的交联聚乙烯材料；将处于熔融状态的尚未交联的交联聚乙烯电缆料压入管状成型器中，用氮气冷却管状成型器及其内溶物至室温后，打开管状成型器并取下，修复电缆外半导电层。

此种修复方法虽然能够完成对损坏的交联聚乙烯绝缘电力电缆的修复和续接，但在修复过程中，需多次使用管状成型器等特制的辅助工装，且在熔融交联聚乙烯电缆材料时也需要采用塑料挤注机这类大型设备方可进行，整个修复过程及所使用的工具相当繁琐复杂，需要较高的技术参与，直接导致电缆的修复和续接的效率低下甚至制作失败。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热熔式电缆中间连接安装工艺，具有可简化交联聚乙烯材料的熔融过程以及修复与续接的工序，同时无需借助其他大型设备或特制的辅助工装，从而提高施工效率，节约施工成本效果。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种热熔式电缆中间连接安装工艺，包括如下步骤：

S1、电缆预处理：预备冷缩套管，先将冷缩套管套设于其中一个电缆主体上，剥离两根待连接的电缆主体的端部，露出导体以及包覆于导体外的内半导电层；

S2、导体连接：采用放热焊接的方式将两根导体进行焊接，并形成新的恢复导体；

S3、电缆绝缘层恢复：

a、在所述S2中形成的恢复导体外绕包内半导电带，内半导电带的两端分别搭接两根导体外的内半导电层；

b、在内半导电带外沿着其中一个电缆主体的电缆绝缘层朝向另一电缆主体的电缆绝缘层绕包绝缘修补层，所述绝缘修补层的材料为交联聚乙烯绝缘带；

c、移动所述S1中的冷缩套管并将绝缘修补层完全包裹于其内部，切除冷缩套管超出绝缘修补层绕包的部分，加热绝缘修补层使其熔融，熔融的绝缘修补层冷却后与两根电缆主体的电缆绝缘层一体成型，并形成新的恢复绝缘层；

S4、剥除冷缩套管，打磨恢复绝缘层。

通过采用上述技术方案，只需将交联聚乙烯绝缘带绕包至焊接后的恢复导体外侧，加热使其熔融后便可实现与电缆绝缘层一体成型，从而避免了塑料挤注机等大型设备的使用。且交联聚乙烯的冷却成型过程可在冷缩套管内便可实现，熔接完成后只需将冷缩套管剥除即可，从而无需再借助其他自制辅助工装。因此，整个修复或续接的过程中，可简化大量的操作，施工效率显著提高，节约了施工成本，同时还能够保证连续、等效地恢复了原电缆的内部结构，并与原电缆具有一致的电气稳定性。

本发明进一步设置为：所述绝缘修补层为交联聚乙烯绝缘带，所述步骤c中，对所述绝缘修补层的加热步骤依次为：

d、在冷缩套管外包覆铝箔，在铝箔外侧固定测温头，并绕包加热带，加热温度为180℃，待绝缘修补层完全熔融后，加热停止；

e、拆除加热带，当测温头的温度低于40℃后，再进行S4。

通过采用上述技术方案，加热带通电可对绝缘修补层进行加热，利用测温头测控绝缘修补层的大致温度，从而可根据交联聚乙烯绝缘带的材料特性，使其能够完全熔融，铝箔的设置能够使得对绝缘修补层的传热更加均匀。

本发明进一步设置为：所述步骤d中，当测温头的温度达到160℃时，采用高频感应加热的方式对焊接后的两根导体进行加热，导体加热温度传递至恢复导体，再经恢复导体由内至外传递至绝缘修补层处，加热时长为15min-20min。

通过采用上述技术方案，利用高频感应加热对两根电缆主体内的导体进行加热，温度会传递至恢复导体处并对绝缘修补层由内至外进行加热，同时再配合加热带由外向内加热，不仅能够增加绝缘修补层的熔融速度与均匀程度，同时还能减小绝缘修补层未熔透的可能。

本发明进一步设置为：所述步骤d中，在固定测温头前，先在铝箔外绕包聚酰亚胺高温带，测温头固定于聚酰亚胺高温带外侧。

通过采用上述技术方案，聚酰亚胺高温带能够起到将加热带的温度均匀传递至铝箔以及绝缘恢复层的作用。

本发明进一步设置为：所述步骤d中，在加热带外包覆有保温层。

通过采用上述技术方案，在对绝缘修补层进行加热时，保温层能够减小热量的损失，降低了能耗，加快了施工效率。

本发明进一步设置为：所述步骤d与步骤e之间，加热停止后，静置5min-8min，对冷缩套管外侧采用辅助冷却的方式对熔融的绝缘修补层进行降温。

通过采用上述技术方案，静置5min-8min自然冷却后，可减小绝缘修补层在冷却定型时所产生的内应力，避免急冷，之后再辅助冷却，可加快绝缘修补层的冷却定型，同时也能够加快施工效率，方便后续冷缩套管的操作。

本发明进一步设置为：所述S3中，在所述步骤a之前，预先在恢复导体的外侧绕包有醋酸布胶带。

通过采用上述技术方案，醋酸布胶带具有耐高温、抗老化、绝缘性能优等特点，能够保护恢复导体外的内半导电带不易因高温而与导体融为一体，同时醋酸布胶带还能够将高频所产生的热量较好地传递至绝缘修补层内，以便于绝缘修补层能够均匀且快速的熔融。

本发明进一步设置为：所述S3中，在所述步骤a之前，先将两根待连接的电缆主体端部的电缆绝缘层磨削成锥形。

通过采用上述技术方案，锥形的电缆绝缘层能够分散电场分布应力，使得绝缘修补层与电缆绝缘层的连接处不易发生局放现象而被击穿，增加了电缆使用过程中的使用安全性，同时锥形的电缆绝缘层还具有较大的熔接面积，从而使得其与绝缘修补层之间的熔接更为可靠。

本发明进一步设置为：所述S4之后增设有S5，所述S5为电缆外屏蔽层恢复：

f、在打磨后的绝缘修补层表面均匀涂覆恢复半导电漆，烘干恢复半导电漆后再在其外侧绕包恢复外半导电带，所述恢复外半导电带的两端分别搭接两根电缆主体的外屏蔽层；

g、在外屏蔽层外绕包恢复铜屏蔽网，恢复铜屏蔽网的两端分别搭接两根电缆主体的铜屏蔽网。

通过采用上述技术方案，恢复外半导电带能够连接电缆主体的外屏蔽层，恢复铜屏蔽网可以在电缆正常运行时通过电容电流，在系统发生短路时作为短路电流的通道，从而起到了屏蔽电场的作用。恢复外半导电带和恢复铜屏蔽网的配合使用大大减小了电缆中间连接的部位发生绝缘击穿的可能性。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.熔融后的交联聚乙烯便会与连接后的两根电缆主体的电缆绝缘层熔接成为整体，根据电缆的原理与结构，以连续、等效地恢复了原电缆的内部结构，与原电缆具有一致的电气稳定性，使得电缆各层结构之间不会出现气隙界面，减小了局部放电和空间累积电荷而产生局部电场畸变的可能，同时这种连接方式还能够具有较大的通流容量；

2.交联聚乙烯绝缘带能够实现快速熔融，同时冷缩套管可为熔融的交联聚乙烯材料提供定型空间，节约了多余辅助工装的使用，也方便了操作；

3.采用加热带与高频感应加热的方式加热绝缘修补层，能够对交联聚乙烯绝缘带进行双向的热传递，使其能够均匀、快速且完全熔透，加快了效率。

附图说明

图1是现有技术中用于体现电缆主体结构的示意图；

图2是本发明中用于体现冷缩套管的结构示意图；

图3是本发明中用于体现恢复导体外侧各层结构的示意图；

图4是本发明中用于体现两根待连接的电缆主体熔接后的结构示意图；

图5是图4中的A部放大图。

图中，1、电缆主体；11、导体；12、内半导电层；13、电缆绝缘层；14、外屏蔽层；15、铜屏蔽网；16、内护层；17、铠装层；18、防水层；19、外护套；2、冷缩套管；21、芯绳；22、管套；3、恢复导体；31、醋酸布胶带；32、内半导电带；33、绝缘修补层；34、恢复半导电漆；35、恢复外半导电带；36、恢复铜屏蔽网。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例：

参考图2-5，本发明公开的一种热熔式电缆中间连接安装工艺，包括如下步骤：

S1、电缆预处理：预备冷缩套管2，冷缩套管2包括由硅橡胶或乙丙橡胶制成的管套22，管套22被预先扩张至一个可抽出的芯绳21上，芯绳21为螺旋塑料条组成的支撑管。冷缩套管2可采用吴江市华鼎热缩制品公司生产制造的冷缩套管2。

先将冷缩套管2套设于其中一个电缆主体1上，剥离两根待连接的电缆主体1端部，露出内部的导体11以及包覆于导体11外的内半导电层12，并用清洁巾进行清洁，本实施例中采用的电缆主体1的导体11为铜芯。

S2、导体连接：将电缆三相分开，采用放热焊接的方式将两根导体11进行焊接，并形成新的恢复导体3。放热焊接采用的焊接模具可为授权公告号CN206316536U所公开的放热焊接模具，焊接方法可参考IEEE-std.80-1976标准，此处不作赘述。

S3、电缆绝缘层恢复：

a、采用砂带机打磨恢复导体3，使恢复导体3的尺寸与原导体11尺寸一致，将两根待连接的电缆主体1端部的电缆绝缘层13磨削成锥形，留出长度为40mm-50mm的长坡口，粗磨采用80#砂带机，精修采用240#砂带机，再通过30#以上砂纸进行人工修整，导体11外的内半导电层12留出10mm-15mm；在恢复导体3的外侧绕包两层醋酸布胶带31，醋酸布胶带31从导体11的内半导电层12处沿着恢复导体3绕包至另一导体11的内半导电层12处，醋酸布胶带31外再绕两层内半导电带32，内半导电带32的两端搭接两根导体11外的内半导电层12，内半导电带32由半导电PE材料制成。

b、电缆绝缘层13材料为交联聚乙烯，在内半导电带32外沿着其中一个电缆主体1的电缆绝缘层13的锥形长坡口处朝向另一电缆主体1的电缆绝缘层13的锥形长坡口绕包绝缘修补层33，绝缘修补层33采用的材料为交联聚乙烯绝缘带，其绕包的高度高出电缆绝缘层13三毫米至五毫米，绕包完成后的结点用火机烫合。

c、移动S1中的冷缩套管2至绝缘修补层33处，抽出芯绳21，使得管套22将绝缘修补层33紧密地包裹于其内部，切除冷缩套管2超出绝缘修补层33绕包的部分。

d、清洁冷缩套管2的表面，在冷缩套管2外包覆两层铝箔，铝箔外绕包聚酰亚胺高温带；在聚酰亚胺高温带的外侧平整绕包加热带，加热带的两端通过高温胶带与冷缩套管2绑紧固定；在加热带外包覆有保温层，保温层可采用保温棉或者保温毯，本实施例中优选为保温毯，保温毯缠绕的两端采用高温胶带与电缆主体1绑紧固定。

本实施例中，加热带采用盐城正龙电热科技有限公司生产制造的电加热带，电加热带上连接有测温头，并通过与测温头、电加热带连接的温控箱调节与监控测温头的温度。测温头通过高温胶带固定设置于聚酰亚胺高温带与加热带之间，上述高温胶带均采用特氟龙高温胶带。温控箱设定温度为180℃，通过加热带开始对绝缘修补层33进行加热。

准备高频感应加热机，本实施例中的高频感应加热机可由佛山鑫佛机电有限公司生产制造，型号为SF-15，产品名称为高频机SF-15。加热带包覆完成后，将高频感应加热机的加热水管缠绕至两根电缆主体1连接的端部3-4圈，加热水管内设置有螺旋形感应线圈。

保温毯包裹完成之后，当测温头的温度达到160℃时，启用高频感应加热机，高频参数设定为360Hz-400Hz，输出感应线圈产生强交变磁场，在磁场的作用下，导体11表面形成涡旋电流，使得导体11迅速感应加热，加热时长为15min-20min。当测温头的温度达到180℃时，停止加热带与高频感应加热机的加热。

由于交联聚乙烯材料为熔点为140℃，加热带通电后先对冷缩套管2进行加热，温度由外向内传递至绝缘修补层33内，再通过高频感应加热的方式使得导体11快速升温至较高的温度，温度由导体11处由内向外进行传递，二者结合后可增加绝缘修补层33的熔融速度与均匀程度，使得交联聚乙烯能够完全熔融，以减小只采用由外向内对该材料进行加热时，其无法对最内侧的交联聚乙烯熔透的可能。熔融后的交联聚乙烯便会与连接后的两根电缆主体1的电缆绝缘层13熔接成为整体，形成新的恢复绝缘层，根据电缆的原理与结构，以连续、等效地恢复了原电缆的内部结构，与原电缆具有一致的电气稳定性，使得电缆各层之间不会出现气隙界面，减小了局部放电和空间累积电荷而产生局部电场畸变的可能，同时这种连接方式还能够具有较大的通流容量。

锥形的电缆绝缘层13能够分散电场分布应力，使得绝缘修补层33与电缆绝缘层13的连接处不易发生局放现象而被击穿，增加了电缆使用过程中的使用安全性，同时相比将电缆绝缘层13切成竖直的断面，锥形的电缆绝缘层13还具有较大的熔接面积，从而使得其与绝缘修补层33之间的熔接更为可靠。

针对高频感应加热的方式而言，在极短的时间内会迅速升温，若加热时间过长，以及加热温度过高，则整个导体11、内半导电层12、冷缩套管2会被烧焦，同时由于电缆在使用时均水平铺设，连接时无法在竖直方向上进行相关操作，其在受高温后整体会失圆，导致电缆在使用时其局部薄弱处极易发生局放击穿现象。因此，在本实施例中，需控制加热带以及高频感应加热的操作顺序，以及加热时长与加热温度，可极大地减轻上述问题出现的可能。

醋酸布胶带31的作用为：本身具有耐高温、抗老化、绝缘性能优等特点，能够在加热带与高频感应加热机同时对电缆绝缘层13加热进行熔融的过程中，保护恢复导体3外的内半导电带32，使其不易因高温而与导体11融为一体；同时醋酸布胶带31还能够将高频所产生的热量较好地传递至绝缘修补层33内，以便于绝缘修补层33能够均匀且快速地熔融。

铝箔的设置能够使得加热带对绝缘修补层33均匀传热，但铝箔包覆于恢复导体3外表面势必会凹凸不平，利用聚酰亚胺高温带绕包后可将铝箔表面恢复平整，且聚酰亚胺高温带具有耐高温、耐高压的性能，可使铝箔与加热带之间形成连续且的传热界面，从而进一步促进加热带的温度均匀传递至绝缘恢复层内。同时聚酰亚胺高温带的厚度极薄，还能够实现将加热带的加热温度快速传递至铝箔表面。保温毯可减小热量的损失，降低了电能耗，加快了熔接效率。

e、拆除加热带和加热水管，静置冷缩套管2五分钟后，再采用辅助冷却的方式对冷缩套管2外侧进行降温。辅助冷却的方式可采用湿毛巾对冷缩套管2外侧来回擦拭，并通过吹风机辅助吹风，直至测温头的温度低于40℃。

自然冷却5min-8min，可减小绝缘修补层33在冷却定型时所产生的内应力，避免急冷，之后再对其进行辅助冷却，可加快绝缘修补层33的冷却定型。

S4、剥除冷缩套管2，检查绝缘修补层33的熔接状况，打磨恢复绝缘层，使其表面光滑平整。

S5、电缆外屏蔽层恢复：

f、在打磨后的恢复绝缘层表面均匀三层涂覆恢复半导电漆34，每涂覆一层恢复半导电漆34后均采用热风枪烘干，恢复半导电漆34能够与电缆主体1的外屏蔽层14相连，以恢复正常电缆的外屏蔽层14效果；恢复半导电漆34外侧绕包恢复外半导电带35，恢复外半导电带35的两端也分别搭接两根电缆主体1的外屏蔽层14，可使得电缆主体1在弯曲变形，恢复半导电漆34产生微裂纹脱落时，进一步增加外屏蔽层14的恢复可靠性。

g、在恢复外半导电带35外绕包恢复铜屏蔽网36，恢复铜屏蔽网36的两端分别搭接两根电缆主体1的铜屏蔽网15。恢复铜屏蔽网36可以在电缆正常运行时通过电容电流，在系统发生短路时作为短路电流的通道，从而起到了屏蔽电场的作用。恢复外半导电带35和恢复铜屏蔽网36的配合使用大大减小了电缆中间连接的部位发生绝缘击穿的可能性。

上述各个步骤中所涉及的缠绕方法均采用半搭接缠绕，其可以提高连接恢复后的电缆主体1各层结构的可靠性，避免出现缺漏。在电缆外屏蔽层14恢复工作结束之后，实现对电缆主体1的内护层16、铠装层17、防水层18和外护套19与恢复导体3外对应的结构进行连接。

最后将电缆的三相聚拢，恢复电缆的内衬物，并采用PVC带将内衬物进行捆扎，以填充三根电缆之间的所存在的间隙。在内衬物外再绕包绝缘自粘带，用恒力弹簧将地线与两段电缆的钢铠层17进行连接，恒力弹簧由上海协能卷簧有限公司生产制造。在绝缘自粘带外再绕包至少两层的绝缘防水带，绝缘防水带外套设有热缩套管，烘烤热缩套管，使其将整个电缆结构牢牢包裹于其内部。热缩套管可预先套设于任一待连接的电缆端部，热缩套管可采用吴江市华鼎热缩制品有限公司生产制造。在热缩套管外再绕包铠装带，以对整个电缆进行保护。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (9)

1.一种热熔式电缆中间连接安装工艺，其特征在于：包括如下步骤：

S1、电缆预处理：预备冷缩套管(2)，先将冷缩套管(2)套设于其中一个电缆主体(1)上，剥离两根待连接的电缆主体(1)的端部，露出导体(11)以及包覆于导体(11)外的内半导电层(12)；

S2、导体连接：采用放热焊接的方式将两根导体(11)进行焊接，并形成新的恢复导体(3)；

S3、电缆绝缘层恢复：

a、在所述S2中形成的恢复导体(3)外绕包内半导电带(32)，内半导电带(32)的两端分别搭接两根导体(11)外的内半导电层(12)；

b、在内半导电带(32)外沿着其中一个电缆主体(1)的电缆绝缘层(13)朝向另一电缆主体(1)的电缆绝缘层(13)绕包绝缘修补层(33)，所述绝缘修补层(33)的材料为交联聚乙烯绝缘带；

c、移动所述S1中的冷缩套管(2)并将绝缘修补层(33)完全包裹于其内部，切除冷缩套管(2)超出绝缘修补层(33)绕包的部分，加热绝缘修补层(33)使其熔融，熔融的绝缘修补层(33)冷却后与两根电缆主体(1)的电缆绝缘层(13)一体成型，并形成新的恢复绝缘层；

S4、剥除冷缩套管(2)，打磨恢复绝缘层。

2.根据权利要求1所述的一种热熔式电缆中间连接安装工艺，其特征在于：所述步骤c中，对所述绝缘修补层(33)的加热步骤依次为：

d、在冷缩套管(2)外包覆铝箔，在铝箔外侧固定测温头，并绕包加热带，加热温度为180℃，待绝缘修补层(33)完全熔融后，加热停止；

e、拆除加热带，当测温头的温度低于40℃后，再进行所述步骤S4。

3.根据权利要求2所述的一种热熔式电缆中间连接安装工艺，其特征在于：所述步骤d中，当测温头的温度达到160℃时，采用高频感应加热的方式对焊接后的两根导体(11)进行加热，导体(11)加热温度传递至恢复导体(3)，再经恢复导体(3)由内至外传递至绝缘修补层(33)处，加热时长为15min-20min。

4.根据权利要求2所述的一种热熔式电缆中间连接安装工艺，其特征在于：所述步骤d中，在固定测温头前，先在铝箔外绕包聚酰亚胺高温带，测温头固定于聚酰亚胺高温带外侧。

5.根据权利要求2所述的一种热熔式电缆中间连接安装工艺，其特征在于：所述步骤d中，在加热带外包覆有保温层。

6.根据权利要求2所述的一种热熔式电缆中间连接安装工艺，其特征在于：所述步骤d与步骤e之间，加热停止后，静置5min-8min，对冷缩套管(2)外侧采用辅助冷却的方式对熔融的绝缘修补层(33)进行降温。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种热熔式电缆中间连接安装工艺，其特征在于：所述S3中，在所述步骤a之前，预先在恢复导体(3)的外侧绕包有醋酸布胶带(31)。

8.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种热熔式电缆中间连接安装工艺，其特征在于：所述S3中，在所述步骤a之前，先将两根待连接的电缆主体(1)端部的电缆绝缘层(13)磨削成锥形。

9.根据权利要求1所述的一种热熔式电缆中间连接安装工艺，其特征在于：所述S4之后增设有S5，所述S5为电缆外屏蔽层恢复：

f、在打磨后的恢复绝缘层表面均匀涂覆恢复半导电漆(34)，烘干恢复半导电漆(34)后再在其外侧绕包恢复外半导电带(35)，所述恢复外半导电带(35)的两端分别搭接两根电缆主体(1)的外屏蔽层(14)；

g、在外屏蔽层(14)外绕包恢复铜屏蔽网(36)，恢复铜屏蔽网(36)的两端分别搭接两根电缆主体(1)的铜屏蔽网(15)。