CN112038790B - 预制熔接式电缆绝缘接头及其制造方法 - Google Patents

预制熔接式电缆绝缘接头及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种预制熔接式电缆绝缘接头及其制造方法，并公开了接头导体连接层、内半导电连接层、绝缘恢复层、第一绝缘恢复层、第二绝缘恢复层、第一外半导电层和第二外半导电层；通过预先室内制作好各层的预制膜片或者模块，再到施工现场进行逐层恢复，可以避免现场施工的不可控因素和恶劣的环境对接头质量的影响，此外，在第一预制绝缘模块沿轴向开设有环形槽，在环形槽内设置环形预制外半导体模片，再与第二预制绝缘模块一起进行加热加压，不仅能够实现第一半导电层、第一、第二绝缘恢复层的一次性一体成型，还能够同步实现第一半导电层埋设在第一绝缘恢复层中的结构，进一步可以将接头恢复的时间缩短到2‑3小时，提高制作的效率。

Description

预制熔接式电缆绝缘接头及其制造方法
技术领域
本发明涉及高压电力电缆连接件，特别涉及一种预制熔接式电缆绝缘接头及其制造方法。
背景技术
由于电力电缆的生产技术、场地、运输等因素的限制，电力电缆一般的长度为500～1000米/卷，但是，城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线路很长，所以必需把每卷电力电缆连接起来，以满足输电的要求。
目前，中压和高压领域电缆连接接头通常是在现场施工连接形成的，常见的施工方式有两种：
一种是在导体连接之后，先在导体上绕包半导电包带，再接着采用与电缆绝缘层材料相同的交联聚乙烯硫化带进行绕包恢复后，通过加热使原电缆绝缘层、内半导电层与交联聚乙烯硫化带融熔成一个绝缘整体，实现内半导电层、绝缘层的恢复；该方式由于施工现场环境比较恶劣，缠绕过程中的胶带本身就带有静电吸附粉尘的自然现象，操作中易带进粉尘等杂质，此外半导电带材层间落差形成高低不平，无法确保半导电层恢复后的高光滑平整表面，不能有效恒定和均匀屏蔽高电位电场分布，埋下电性能隐患，绝缘层也同样存在环境污染的问题，而且整个接头的完成时间在7-10小时左右；
另一种是绝缘层的恢复采用与电缆绝缘相似的交联聚乙烯料模注成型，与电缆绝缘层和屏蔽层融熔一体，该方式虽然减小了环境因素对接头质量的影响，也将施工时间缩短到了5-7小时，但是施工过程需要配套挤注机、温度监控装置等设备，挤出过程中机身中的材料温度难以控制易出现焦烧现象，现场又不具备清理挤出机的条件接头质量有一定的分散性。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种预制熔接式电缆绝缘接头及其制造方法，能够通过预制恢复模块进行现场恢复，避免现场施工的不可控因素，同时缩短工艺流程和时间，提高产品质量和安全性能。
根据本发明的第一方面实施例的一种预制熔接式电缆绝缘接头，其特征在于，包括：导体连接层，由两段需要续接的导体连接形成；内半导电连接层，设置在所述导体连接层外表面，并与需要续接或修复的两端电缆本体的内半导电层融熔结合；第一绝缘恢复层，设置在所述内半导电连接层外表面，其中一端与需要续接或修复的一端电缆本体的绝缘层融熔结合并交联；第二绝缘恢复层的一端与电缆本体的绝缘层融熔结合并交联，另一端与第一绝缘恢复层融熔结合并交联；第一外半导电层，至少靠近所述第二绝缘恢复层的一端埋设在所述第一绝缘恢复层内；第二外半导电层，设置在所述第二绝缘恢复层外表面，并可延伸至所述第一绝缘恢复层外表面，所述第一外半导电层与所述第二外半导电层沿轴向方向部分重叠或者相邻端面平齐，所述重叠的部位或者相邻端面平齐部位沿径向方向断开；其中，所述第一绝缘恢复层、第二绝缘恢复层和第一外半导电层通过预制模组一次性融熔连接成型。
根据本发明实施例的一种预制熔接式电缆绝缘接头，至少具有如下有益效果：通过设置第一、第二绝缘层，第一、第二外半导电层，且第一外半导电层，至少靠近所述第二绝缘恢复层的一端埋设在所述第一绝缘恢复层内；第二外半导电层，设置在所述第二绝缘恢复层外表面，并可延伸至所述第一绝缘恢复层外表面，所述第一外半导电层与所述第二外半导电层沿轴向方向部分重叠或者相邻端面平齐，所述重叠的部位或者相邻端面平齐部位沿径向方向断开，该结构可以使从第一外半导电层出来的场强被第二外半导电层拦截，进而防止场强外漏与外屏蔽形成通路引发安全事故；此外，采用预制模组一次性融熔连接成型不仅可以避免现场环境对产品质量和寿命的影响，还可以大大缩减施工时间。
根据本发明的一些实施例，所述第一外半导电层与所述第二外半导电层所述重叠的部位或者所述相邻端面平齐的部位用绝缘断开。
根据本发明的一些实施例，所述预制模组包括：第一预制绝缘模块、第二预制绝缘模块和环形预制外半导体模片，所述第一预制绝缘模块沿轴向开设有环形槽，所述环形预制外半导体模片设置在所述环形槽内。
根据本发明的一些实施例，所述第一外半导电层与第二外半导电层的端面均为光滑的圆弧面；可以使场强分布均匀，避免局部场强聚集导致局部放电。
根据本发明的一些实施例，所述第二外半导电层由内往外依次包括半导电漆层和半导电层。
根据本发明的一些实施例，所述第一外半导电层采用的材料与需要续接或修复电缆本体的外半导电层材料相同，所述第一、第二绝缘恢复层采用的材料与需要续接或修复电缆本体的绝缘层材料相同；采用与电缆本体相同的材料可以更好的实现接头各层与本体各层的融熔结合。
根据本发明的第二方面实施例的一种预制熔接式电缆绝缘接头制造方法，包括以下步骤：
恢复导体连接层；
在恢复的导体连接层外设置预制内半导体膜片，对预制内半导体模片进行加热加压，使其熔融交联并紧密结合在导体连接层上，并与需要续接或修复的两段电缆本体内半导电层无缝熔融结合并交联，形成内半导电连接层；
在所述内半导电连接层外设置第一预制绝缘模块和第二预制绝缘模块，所述第一预制绝缘模块沿轴向开设有环形槽，所述环形槽内设置有环形预制外半导体模片；对所述第一预制绝缘模块、所述第二预制绝缘模块和所述预制外半导体模片进行加热加压，形成第一绝缘恢复层、第二绝缘恢复层和第一外半导电层，所述第一绝缘恢复层和所述第二绝缘恢复层相互远离的一端分别与对应电缆本体的绝缘层融熔结合并交联，相邻端相互融熔结合并交联，所述第一外半导电层与所述第一绝缘恢复层复合并交联；所述第一绝缘恢复层和所述第二绝缘恢复层的内侧交联并紧密结合在所述内半导电层上；
在所述第一绝缘恢复层和所述第二绝缘恢复层的外侧恢复第二外半导电层，所述第二外半导电层的端面与所述第一外半导电层的端面平齐，或者第二外半导电层部分搭盖所述第一外半导电层。
根据本发明实施例的一种预制熔接式电缆绝缘接头制造方法，至少具有如下有益效果：该方法通过预先室内制作好各层的预制膜片或者模块，再到施工现场进行逐层恢复，可以避免现场施工的不可控因素和恶劣的环境对接头质量的影响，同时可以将接头恢复的时间缩短到2-3小时，提高制作的效率和产品质量及安全性能；此外，在第一预制绝缘模块沿轴向开设有环形槽，在环形槽内设置环形预制外半导体模片，再与第二预制绝缘模块一起进行加热加压，不仅能够实现第一半导电层、第一、第二绝缘恢复层的一次性一体成型，还能够同步实现第一半导电层埋设在第一绝缘恢复层中的结构，最后恢复第二外半导电层后，也同时实现了第一、第二外半导电层的绝缘断开，避免多次操作，进一步缩短制作时长，减少杂质的干扰，提升产品质量。
根据本发明的一些实施例，所述环形预制外半导体模片的一端设置在所述环形槽内，另一端延伸出与对应电缆本体的外半导电层连接。
根据本发明的一些实施例，所述内半导电连接层的恢复工艺还包括对复合完成的内半导电连接层进行表面抛光处理，可以延长产品寿命，避免产生气泡或残留杂质影响产品质量。
根据本发明的一些实施例，所述第一绝缘恢复层与所述第二绝缘恢复层的恢复工艺还包括对复合完成的绝缘连接层进行表面抛光工艺处理，可以延长产品寿命，避免产生气泡或残留杂质影响产品质量。
根据本发明的一些实施例，预制半导体模片采用与电缆本体内半导电层材质完全相同的材料制作所述预制的绝缘模块采用与电缆本体绝缘层材质完全相同的材料制作，采用与电缆本体相同的材料可以更好的实现接头各层与本体各层的融熔结合，延长产品寿命，提高产品质量。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明实施例绝缘接头熔接之前的结构分解示意图；
图2为本发明实施例绝缘接头熔接之后的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
参照图2，根据本发明的第一方面实施例的一种预制熔接式电缆绝缘接头，从内到外依次包括导体连接层1、内半导电连接层2、绝缘恢复层、及外半导电层，绝缘恢复层包括第一绝缘恢复层3和第二绝缘恢复层4，外半导电层包括第一外半导电层5和第二外半导电层6；
导体连接层1由两段需要续接的导体连接形成，连接的方式可以采用爆炸焊接或者电磁感应涡流焊接；内半导电连接层2，设置在导体连接层1外表面，并与需要续接或修复的两端电缆本体的内半导电层融熔结合；第一绝缘恢复层3，设置在内半导电连接层2外表面，其中一端与需要续接或修复的一端电缆本体的绝缘层融熔结合并交联；第二绝缘恢复层4设置在内半导电连接层2外表面，其一端与电缆本体的绝缘层融熔结合并交联，另一端与第一绝缘恢复层3融熔结合并交联；第一外半导电层5，至少靠近第二绝缘恢复层4的一端埋设在第一绝缘恢复层3内；第二外半导电层6设置在第二绝缘恢复层4外表面，并可延伸至第一绝缘恢复层3外表面，第一外半导电层5与第二外半导电层6沿轴向方向部分重叠或者相邻端面平齐，重叠的部位或者相邻端面平齐部位沿径向方向断开；只要第一外半导电层5与第二外半导电层6的相邻端面恰好平齐，也就是错位刚好搭接上就可以使从第一外半导电层出来的场强被第二外半导电层拦截，进而防止场强外漏与外屏蔽形成通路引发安全事故，当然第二外半导电层6错位覆盖部分的第一外半导电层5也是可以的，只是多耗费一些材料；
而且，第一绝缘恢复层3、第二绝缘恢复层4和第一外半导电层5通过预制模组一次性融熔连接成型，不仅可以避免现场环境对产品质量和寿命的影响，还可以大大缩减施工时间。
具体的第一外半导电层5与第二外半导电层6重叠的部位或者相邻端面平齐的部位用绝缘断开，该部位绝缘的厚度一般不超过20毫米，最佳的厚度可以根据电场强度来确定。
在本发明的一些具体实施例中，内半导电连接层2为由预制的半导体模片安装在导体连接层的外围加热加压熔融结合形成的与需要续接或修复的两段电缆本体内半导电层完全相同的内半导电层结构；预先制作的半导体模片在工厂密闭洁净环境内完成制作，在现场将半导体模片复合制作于电缆连接处的电缆线芯上，形成与电缆线芯相一致的导体屏蔽层，等效电缆导体屏蔽场强的均匀分布。
在本发明的一些具体实施例中，第一绝缘恢复层3、第二绝缘恢复层4和第一外半导电层5通过预制模组一次性融熔连接成型，采用预制模组一次性融熔连接成型不仅可以避免现场环境对产品质量和寿命的影响，还可以大大缩减施工时间。
在发明的一些具体实施例中，预制模组包括：第一预制绝缘模块、第二预制绝缘模块和环形预制外半导体模片，第一预制绝缘模块沿轴向开设有环形槽，环形预制外半导体模片设置在环形槽内，该结构可以实现第一绝缘恢复层3、第二绝缘恢复层4和第一外半导电层5的一次性一体成型。
在本发明的一些具体实施例中，第一外半导电层5与第二外半导电层6的端面均为光滑的圆弧面；可以使场强分布均匀，避免局部场强聚集导致局部放电。
在本发明的一些具体实施例中，第二外半导电层6由内往外依次包括半导电漆层和半导电带层；也可以采用与需要续接或修复电缆本体的外半导电层材料相同的材料进行融熔恢复。
在本发明的一些具体实施例中，第一外半导电层5采用的材料与需要续接或修复电缆本体的外半导电层材料相同，第一、第二绝缘恢复层3、4采用的材料与需要续接或修复电缆本体的绝缘层材料相同；采用与电缆本体相同的材料可以更好的实现接头各层与本体各层的融熔结合。
进一步参照图1，根据本发明的第二方面实施例的一种预制熔接式电缆绝缘接头制造方法，包括以下步骤：
恢复导体连接层，可采用采用爆炸焊接或者电磁感应涡流焊接；
在恢复的导体连接层外设置预制内半导体膜片，对预制内半导体模片进行加热加压，使其熔融交联并紧密结合在导体连接层上，并与需要续接或修复的两段电缆本体内半导电层无缝熔融结合并交联，形成内半导电连接层；
在内半导电连接层外设置第一预制绝缘模块和第二预制绝缘模块，第一预制绝缘模块沿轴向开设有环形槽，环形槽内设置有环形预制外半导体模片；对第一预制绝缘模块、第二预制绝缘模块和预制外半导体模片进行加热加压，形成第一绝缘恢复层、第二绝缘恢复层和第一外半导电层，第一绝缘恢复层和第二绝缘恢复层相互远离的一端分别与对应电缆本体的绝缘层融熔结合并交联，相邻端相互融熔结合并交联，第一外半导电层与第一绝缘恢复层复合并交联；第一绝缘恢复层和第二绝缘恢复层的内侧交联并紧密结合在内半导电层上；
在第一绝缘恢复层和第二绝缘恢复层的外侧恢复第二外半导电层，第二外半导电层的端面与第一外半导电层的端面平齐，或者第二外半导电层部分搭盖第一外半导电层。
通过预先室内制作好各层的预制膜片或者模块，再到施工现场进行逐层恢复，可以避免现场施工的不可控因素和恶劣的环境对接头质量的影响，同时可以将接头恢复的时间缩短到2-3小时，提高制作的效率和产品质量及安全性能；此外，在第一预制绝缘模块沿轴向开设有环形槽，在环形槽内设置环形预制外半导体模片，再与第二预制绝缘模块一起进行加热加压，不仅能够实现第一半导电层、第一、第二绝缘恢复层的一次性一体成型，还能够同步实现第一半导电层埋设在第一绝缘恢复层中的结构，最后恢复第二外半导电层后，也同时实现了第一、第二外半导电层的绝缘断开，避免多次操作，进一步缩短制作时长，减少杂质的干扰，提升产品质量。
在本发明的一些具体实施例中，环形预制外半导体模片的一端设置在环形槽内，另一端延伸出与外屏蔽连接。
在本发明的一些具体实施例中，为了在一次成型的过程中使恢复后的第一外半导电层直接埋设在第一绝缘恢复层内，第一预制绝缘模块可以采用中空的台阶型圆柱结构，其中，环形槽开设在台阶的交界处。
在本发明的一些具体实施例中，内半导电连接层的恢复工艺还包括对复合完成的内半导电连接层进行表面抛光处理，可以延长产品寿命，避免产生气泡或残留杂质影响产品质量。
在本发明的一些具体实施例中，第一绝缘恢复层与第二绝缘恢复层的恢复工艺还包括对复合完成的绝缘连接层进行表面抛光工艺处理，可以延长产品寿命，避免产生气泡或残留杂质影响产品质量。
在本发明的一些具体实施例中，预制半导体模片采用与电缆本体内半导电层材质完全相同的材料制作预制的绝缘模块采用与电缆本体绝缘层材质完全相同的材料制作，采用与电缆本体相同的材料可以更好的实现接头各层与本体各层的融熔结合，延长产品寿命，提高产品质量。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种预制熔接式电缆绝缘接头，其特征在于，包括：
导体连接层(1)，由两段需要续接的导体连接形成；
内半导电连接层(2)，设置在所述导体连接层(1)外表面，并与需要续接或修复的两端电缆本体的内半导电层融熔结合；
第一绝缘恢复层(3)，设置在所述内半导电连接层(2)外表面，其中一端与需要续接或修复的一端电缆本体的绝缘层融熔结合并交联；
第二绝缘恢复层(4)的一端与电缆本体的绝缘层融熔结合并交联，另一端与第一绝缘恢复层(3)融熔结合并交联；
第一外半导电层(5)，至少靠近所述第二绝缘恢复层(4)的一端埋设在所述第一绝缘恢复层(3)内；
第二外半导电层(6)，设置在所述第二绝缘恢复层(4)外表面，并可延伸至所述第一绝缘恢复层(3)外表面，所述第一外半导电层(5)与所述第二外半导电层(6)沿轴向方向部分重叠或者相邻端面平齐，所述重叠的部位或者相邻端面平齐部位沿径向方向断开；
其中，所述第一绝缘恢复层(3)、第二绝缘恢复层(4)和第一外半导电层(5)通过预制模组一次性融熔连接成型。
2.根据权利要求1所述的一种预制熔接式电缆绝缘接头，其特征在于，所述第一外半导电层(5)与所述第二外半导电层(6)所述重叠的部位或者所述相邻端面平齐的部位用绝缘断开。
3.根据权利要求1所述的一种预制熔接式电缆绝缘接头，其特征在于，所述预制模组包括：第一预制绝缘模块、第二预制绝缘模块和环形预制外半导体模片，所述第一预制绝缘模块沿轴向开设有环形槽，所述环形预制外半导体模片设置在所述环形槽内。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种预制熔接式电缆绝缘接头，其特征在于，所述第一外半导电层(5)与第二外半导电层(6)的端面均为光滑的圆弧面。
5.根据权利要求1或2或3所述的一种预制熔接式电缆绝缘接头，其特征在于，所述第一外半导电层(5)远离所述第二绝缘恢复层(4)的一端延伸出所述第一绝缘恢复层与对应电缆本体的外半导电层连接。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种预制熔接式电缆绝缘接头，其特征在于，所述第二外半导电层(6)由内往外依次包括半导电漆层和半导电层。
7.根据权利要求1所述的一种预制熔接式电缆绝缘接头，其特征在于，所述第一外半导电层(5)采用的材料与需要续接或修复电缆本体的外半导电层材料相同，所述第一、第二绝缘恢复层(3、4)采用的材料与需要续接或修复电缆本体的绝缘层材料相同。
8.一种预制熔接式电缆绝缘接头制造方法，包括以下步骤：
恢复导体连接层；
在恢复的导体连接层外设置预制内半导体膜片，对预制内半导体模片进行加热加压，使其熔融交联并紧密结合在导体连接层上，并与需要续接或修复的两段电缆本体内半导电层无缝熔融结合并交联，形成内半导电连接层；
在所述内半导电连接层外设置第一预制绝缘模块和第二预制绝缘模块，所述第一预制绝缘模块沿轴向开设有环形槽，所述环形槽内设置有环形预制外半导体模片；对所述第一预制绝缘模块、所述第二预制绝缘模块和所述预制外半导体模片进行加热加压，形成第一绝缘恢复层、第二绝缘恢复层和第一外半导电层，所述第一绝缘恢复层和所述第二绝缘恢复层相互远离的一端分别与对应电缆本体的绝缘层融熔结合并交联，相邻端相互融熔结合并交联，所述第一外半导电层与所述第一绝缘恢复层复合并交联；所述第一绝缘恢复层和所述第二绝缘恢复层的内侧交联并紧密结合在所述内半导电层上；
在所述第一绝缘恢复层和所述第二绝缘恢复层的外侧恢复第二外半导电层，所述第二外半导电层的端面与所述第一外半导电层的端面平齐，或者第二外半导电层部分搭盖所述第一外半导电层。
9.根据权利要求8所述的一种预制熔接式电缆绝缘接头制造方法，其特征在于，所述内半导电连接层的恢复工艺还包括对复合完成的内半导电连接层进行表面抛光处理；所述第一绝缘恢复层与所述第二绝缘恢复层的恢复工艺还包括对复合完成的绝缘连接层进行表面抛光工艺处理。
10.根据权利要求8所述的一种预制熔接式电缆绝缘接头制造方法，其特征在于，所述第二外半导电层的恢复工艺包括：
在所述第一绝缘恢复层和所述第二绝缘恢复层的外侧涂覆半导电漆；
在所述半导电漆外层绕包半导电带。
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