CN112864968B - 一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置及其修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置及其修复方法，其技术特点是：该装置包括导电修复液压力注入系统、辅助真空抽出收集系统和两个修复液适配器，两个修复液适配器夹装在高压交联聚乙烯电缆上，导电修复液压力注入系统与第一修复液适配器相连接并向高压交联聚乙烯电缆注入导电修复液，辅助真空抽出收集系统与第二修复液适配器相连接并回收高压交联聚乙烯电缆中多余的导电修复液。本发明通过导电修复液压力注入系统和辅助真空抽出收集系统协同配合，使导电修复液在电缆缓冲层中均匀渗透，达到修复目的，延长了电缆使用寿命，节省高压电力电缆系统运行和维护成本，可广泛用于110kV及以上高压交联聚乙烯电缆缓冲层故障修复。

Description

一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置及其修复方法

技术领域

本发明属于高压电缆技术领域，涉及交联聚乙烯电缆修复技术，尤其是一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置及其修复方法。

背景技术

高压电力电缆在输电系统中起着重要作用，而缓冲层结构是电力电缆中重要组成部分，其对电缆的机械、热性能具有重要的影响。电力电缆投入运行后，由于受到湿度、温度和机械应力等因素影响，缓冲层内部将会发生老化与破损，导致阻水带的材料特性发生改变，影响电缆正常运行。同时由于水分与电场的共同作用，缓冲层中的阻水粉吸水并在电场应力的作用下与铝护套反应形成绝缘层，导致缓冲层的结构特性发生变化，从而造成缓冲层的电阻率提高，因此不利于泄露电流的传导，引起温升造成电缆的破坏。

高压电力电缆是城市电网资产的重要组成部分，如果上述问题不加以解决，势必会带来灾难性问题。当前，只能采用事后更换电缆的方式解决该类故障，但是，上述解决方案一方面大批量更换电缆成本过高，另一方面电缆更换工作量巨大。如何有效消除该类故障带来的安全隐患，提高电缆运行可靠性；如何快速经济的对故障电缆进行修复，延长电缆使用寿命，成为了当下城市电网运行维护面临的瓶颈问题。一些研究人员提出采用减小缓冲层与金属护套空隙、增加绝缘屏蔽层与铝护套间的可靠接触、采用平滑铝护套或综合护层代替皱纹铝护套结构等手段来降低该类电缆故障的发生。但上述方法并不适用于在运电缆的修复和运行可靠性的提高，尚未有高压交联聚乙烯电缆缓冲层电气性能缺陷修复的相关报道，修复机理、修复工艺与技术以及修复装置等尚不明确，因此，如何进行高压交联聚乙烯电缆缓冲层电气性能缺陷修复是目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够有效延长电缆使用寿命、节省高压电力电缆系统运行和维护成本的高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置及其修复方法。

本发明解决现有的技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置，包括导电修复液压力注入系统、辅助真空抽出收集系统和两个修复液适配器，两个修复液适配器夹装在高压交联聚乙烯电缆上，所述导电修复液压力注入系统与第一修复液适配器相连接并向高压交联聚乙烯电缆注入导电修复液，所述辅助真空抽出收集系统与第二修复液适配器相连接并回收高压交联聚乙烯电缆中多余的导电修复液。

进一步，所述第一修复液适配器和第二修复液适配器结构完全相同，均由一对用于夹持交联聚乙烯电缆的夹具构成，在夹具两侧制有夹具连接孔，在夹具连接孔安装螺栓将修复液适配器夹紧在交联聚乙烯电缆上，并通过夹具内侧的固定卡环固定，在夹具内部设有密封胶圈及导液槽，在夹具两端分别设有与导液槽相贯通的修复液导液孔，所述修复液导液孔通过连接器与输气管道分接头相连接，输气管道分接头分别与导电修复液压力注入系统或辅助真空抽出收集系统相连接。

进一步，所述导电修复液压力注入系统包括高压气泵和修复液罐，在修复液罐上安装有修复液罐进气管和修复液罐出液管，所述高压气泵通过修复液罐进气管与修复液罐相连接，所述修复液罐出液管与第一修复液适配器相连接。

进一步，在修复液罐进气管上装有压力控制阀和压力表，在修复液罐出液管上装有压力控制阀

进一步，所述辅助真空抽出收集系统由真空泵和修复液收集罐连接构成，在修复液收集罐安装有修复液收集罐进液管和修复液收集罐排气管，所述修复液收集罐进液管与第二修复液适配器相连接，所述修复液收集罐排气管与真空泵相连接。

进一步，在修复液收集罐进液管上装有压力控制阀；在修复液收集罐排气管上装有压力表和压力控制阀。

一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置的修复方法，包括以下步骤：

步骤1、对待修复交联聚乙烯电缆进行预处理并将预处理后的交联聚乙烯电缆与高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置连接在一起；

步骤2、通过导电修复液压力注入系统向高压交联聚乙烯电缆注入导电液，并通过辅助真空抽出收集系统回收多余的导电液；

步骤3、通过导电液浸泡一定时间对高压交联聚乙烯电缆进行修复；

步骤4、将高压交联聚乙烯电缆从高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置卸下，完成交联聚乙烯电缆缓冲层的修复。

进一步，所述步骤1的具体实现方法为：采用环切方式去除高压交联聚乙烯电缆外护套并对电缆进行预压实验，评估电缆对导电修复液注入压力及流量承受能力，计算修复过程中各个压力表工作值；将高压交联聚乙烯电缆与高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置相连接，根据预处理结果调节各个压力调节器。

进一步，所述步骤2的具体实现方法为：高压气泵产生的高压气体经修复液罐进气管通入修复液罐中，推动修复液从修复液罐出液管流出，经第一输气管道分接头分为两路，并通过第一修复液适配器的修复液导液孔流入导液槽，引导修复液注入交联聚乙烯电缆中；真空泵产生负压，实时从高压交联聚乙烯电缆中吸取余液，多余导电液经导液槽由修复液导液孔流出，第二输气管道分接头汇集两路余液，由修复液收集罐进液管导入修复液收集罐完成回收。

进一步，所述步骤3的具体实现方法为：关闭高压气泵、真空泵以及各个压力控制阀，使注入交联聚乙烯电缆缓冲层的修复液均匀渗透，根据电缆规格不同，调整浸泡修复时间，浸泡修复时间为30min～60min。

本发明的优点和积极效果是：

1、本发明通过导电修复液压力注入系统和辅助真空抽出收集系统协同配合，使导电修复液在电缆缓冲层中均匀渗透，利用导电修复液优异的导电性能降低故障电缆缓冲层体积电阻率，从而达到修复目的，延长了电缆使用寿命，减少了更换电缆产生的巨额费用和由于电缆故障停电造成的设备损害及其它经济损失，大大提高了电力电缆系统安全运行水平，节省高压电力电缆系统运行和维护成本，可广泛用于110kV及以上高压交联聚乙烯电缆缓冲层故障修复。

2、本发明通过修复液适配器套装在高压交联聚乙烯电缆缓冲层上，使得修复液更容易注入至电缆缓冲层中，并且注入过程更为安全。

3、本发明设有修复液收集罐，可对多余修复液进行回收再利用，有效降低使用成本。

附图说明

图1为本发明的高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置的结构示意图：

图2为本发明的修复液适配器半剖主视图；

图3为本发明的修复液适配器侧视图；

图4为本发明的修复液适配器俯视图；

其中，1-高压气泵，2-压力控制阀，3-压力表，4-修复液罐进气管，5-修复液罐出液管，6-压力控制阀，7-第一输气管道分接头，8-第一连接器，9-交联聚乙烯电缆缓冲层，10-第一修复液适配器，11-修复液罐，12-第二连接器，13-第二修复液适配器，14-第二输气管道分接头，15-压力控制阀，16-修复液收集罐进液管，17-修复液收集罐排气管，18-压力表，19-压力控制阀，20-真空泵，21-修复液收集罐，22-夹具连接孔，23-夹具，24-修复液导液孔，25-密封胶圈，26-导液槽，27-固定卡环。

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例做进一步详述。

一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置，如图1所示，包括导电修复液压力注入系统、辅助真空抽出收集系统、第一修复液适配器(10)、第一输气管道分接头(7)、第一连接器(8)、第二修复液适配器(13)、第二输气管道分接头(14)和第二连接器(12)。所述第一修复液适配器(10)和第二修复液适配器(13)结构完全相同，第一连接器(8)和第二连接器(12)结构完全相同，第一输气管道分接头(7)和第二输气管道分接头(14)结构完全相同。在电缆修复液注入侧，第一修复液适配器(10)通过第一连接器(8)、第一输气管道分接头(7)与导电修复液压力注入系统连接。在电缆修复液收集侧，第二修复液适配器(13)通过第二输气管道分接头(14)、第二连接器(12)与导辅助真空抽出收集系统连接。所述导电修复液压力注入系统由高压气泵(1)和修复液罐(11)连接构成，高压气泵(1)、修复液罐(11)、第一输气管道分接头(7)、第一连接器(8)、修复液适配器(10)相连接。所述辅助真空抽出收集系统由真空泵(20)和修复液收集罐(21)连接构成，真空泵(20)、修复液收集罐(21)、第二输气管道分接头(14)与第二连接器(12)和第二修复液适配器(13)依次相连接。

所述修复液罐(11)安装有修复液罐进气管(4)和修复液罐出液管(5)，所述修复液罐进气管(4)与高压气泵(1)相连接，所述修复液罐出液管(5)与第一输气管道分接头(7)相连接，所述修复液罐进气管(4)上装有压力控制阀(2)和压力表(3)，在修复液罐出液管(5)上装有压力控制阀(6)。

所述修复液收集罐(21)安装有修复液收集罐进液管(16)和修复液收集罐排气管(17)，所述修复液收集罐进液管(16)与第二输气管道分接头(14)相连接，所述修复液收集罐排气管(17)与修复液收集罐(21)相连接，在修复液收集罐进液管(16)上装有压力控制阀(15)；在修复液收集罐排气管(17)上装有压力表(18)和压力控制阀(19)。

如图2至图4所示，修复液适配器由一对用于夹持交联聚乙烯电缆的夹具(23)构成，在夹具(23)内部设有固定卡环(27)，在夹具两侧制有夹具连接孔(22)，在夹具连接孔(22)安装螺栓可将修复液适配器夹紧在交联聚乙烯电缆上，并通过固定卡环(27)固定，在夹具(23)分别设有修复液导液孔(24)，修复液导液孔(24)通过连接器与输气管道分接头相连接。在夹具(23)内部设有密封胶圈(25)及导液槽(26)，该导液槽(26)与修复液导液孔(24)相贯通，该密封胶圈(25)可防止导电液泄露。

本装置中所使用高压气泵、真空泵、压力表、压力调节阀均为市售产品，其参数由装置使用环境和注入过程中所要求的压力范围等条件决定。

基于上述高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置，本发明还提出一种基于导电修复液注入的交联聚乙烯电缆缓冲层修复方法，包括以下步骤：

步骤1、对待修复交联聚乙烯电缆进行预处理并将预处理后的交联聚乙烯电缆与高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置连接在一起。

在向电缆注入导电修复液前，需环切去除电缆外护套并对电缆进行预压实验，以便安装第一修复液适配器(10)并评估电缆对导电修复液注入压力及流量承受能力，计算修复过程中各压力表(3、18)工作值；连接系统设备，根据计算结果调节压力调节器(2、19)，连接第一输气管道分接头(7)、第二输气管道分接头(14)和第一修复液适配器(10)第二修复液适配器(13)，并打开压力控制阀(6、15)。

步骤2、通过导电修复液压力注入系统向高压交联聚乙烯电缆注入导电液，并通过辅助真空抽出收集系统回收多余的导电液。

高压气泵(1)产生的高压气体经修复液罐进气管(4)通入修复液罐11中，在液面上方产生高压区，推动修复液从修复液罐出液管(5)流出，经第一输气管道分接头7分为两路，并通过第一修复液适配器(10)侧面的修复液导液孔(24)流入导液槽(26)，引导修复液注入交联聚乙烯电缆中，在注入过程中实时观察压力表(3)，当压力过大时应调整压力控制阀(2)使压力保持在安全范围内并使之趋于稳定；余液收集侧真空泵(20)产生负压，实时从交联聚乙烯电缆中吸取余液，多余导电液经导液槽(26)由修复液导液孔(24)流出，第二输气管道分接头14汇集两路余液，由修复液收集罐进液管(16)导入修复液收集罐(21)完成回收。回收过程中实时观察压力表(18)并调节压力控制阀(19)，使得注入压力与回收压力匹配。

步骤3、通过导电液浸泡一定时间对高压交联聚乙烯电缆进行修复

关闭高压气泵(1)、真空泵(20)，并关闭压力控制阀(6、15)，使注入交联聚乙烯电缆缓冲层(9)的修复液均匀渗透，根据电缆规格不同，调整浸泡修复时间，一般情况下浸泡修复时间为30min～60min。

步骤4、将交联聚乙烯电缆从高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置卸下，完成交联聚乙烯电缆缓冲层的修复。

浸泡修复时间过后，打开压力控制阀(15)，待无多余导电液流出时，卸除导电修复液压力注入系统和辅助真空抽出收集系统，并拆卸第一修复液适配器(10)第二修复液适配器(13)，修补电缆外护套从而完成修复工作。

需要强调的是，本发明所述的实施例是说明性的，而不是限定性的，因此本发明包括并不限于具体实施方式中所述的实施例，凡是由本领域技术人员根据本发明的技术方案得出的其他实施方式，同样属于本发明保护的范围。

Claims (8)

1.一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置，其特征在于：包括导电修复液压力注入系统、辅助真空抽出收集系统和两个修复液适配器，两个修复液适配器夹装在高压交联聚乙烯电缆上，所述导电修复液压力注入系统与第一修复液适配器相连接并向高压交联聚乙烯电缆注入导电修复液，所述辅助真空抽出收集系统与第二修复液适配器相连接并回收高压交联聚乙烯电缆中多余的导电修复液；

所述第一修复液适配器和第二修复液适配器结构完全相同，均由一对用于夹持交联聚乙烯电缆的夹具构成，在夹具两侧制有夹具连接孔，在夹具连接孔安装螺栓将修复液适配器夹紧在交联聚乙烯电缆上，并通过夹具内侧的固定卡环固定，在夹具内部设有密封胶圈及导液槽，在夹具两端分别设有与导液槽相贯通的修复液导液孔，所述修复液导液孔通过连接器与输气管道分接头相连接，输气管道分接头分别与导电修复液压力注入系统或辅助真空抽出收集系统相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置，其特征在于：所述导电修复液压力注入系统包括高压气泵和修复液罐，在修复液罐上安装有修复液罐进气管和修复液罐出液管，所述高压气泵通过修复液罐进气管与修复液罐相连接，所述修复液罐出液管与第一修复液适配器相连接。

3.根据权利要求2所述的一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置，其特征在于：在修复液罐进气管上装有压力控制阀和压力表，在修复液罐出液管上装有压力控制阀。

4.根据权利要求1所述的一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置，其特征在于：所述辅助真空抽出收集系统由真空泵和修复液收集罐连接构成，在修复液收集罐安装有修复液收集罐进液管和修复液收集罐排气管，所述修复液收集罐进液管与第二修复液适配器相连接，所述修复液收集罐排气管与真空泵相连接。

5.根据权利要求4所述的一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置，其特征在于：在修复液收集罐进液管上装有压力控制阀；在修复液收集罐排气管上装有压力表和压力控制阀。

6.如权利要求1至5任一项所述一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置的修复方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、对待修复交联聚乙烯电缆进行预处理并将预处理后的交联聚乙烯电缆与高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置连接在一起；

步骤2、通过导电修复液压力注入系统向高压交联聚乙烯电缆注入导电液，并通过辅助真空抽出收集系统回收多余的导电液；

步骤3、通过导电液浸泡一定时间对高压交联聚乙烯电缆进行修复；

步骤4、将高压交联聚乙烯电缆从高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置卸下，完成交联聚乙烯电缆缓冲层的修复；

所述步骤1的具体实现方法为：采用环切方式去除高压交联聚乙烯电缆外护套并对电缆进行预压实验，评估电缆对导电修复液注入压力及流量承受能力，计算修复过程中各个压力表工作值；将高压交联聚乙烯电缆与高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置相连接，根据预处理结果调节各个压力调节器。

7.根据权利要求6所述的一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置的修复方法，其特征在于：所述步骤2的具体实现方法为：高压气泵产生的高压气体经修复液罐进气管通入修复液罐中，推动修复液从修复液罐出液管流出，经第一输气管道分接头分为两路，并通过第一修复液适配器的修复液导液孔流入导液槽，引导修复液注入交联聚乙烯电缆中；真空泵产生负压，实时从高压交联聚乙烯电缆中吸取余液，多余导电液经导液槽由修复液导液孔流出，第二输气管道分接头汇集两路余液，由修复液收集罐进液管导入修复液收集罐完成回收。

8.根据权利要求6所述的一种高压交联聚乙烯电缆缓冲层修复装置的修复方法，其特征在于：所述步骤3的具体实现方法为：关闭高压气泵、真空泵以及各个压力控制阀，使注入交联聚乙烯电缆缓冲层的修复液均匀渗透，根据电缆规格不同，调整浸泡修复时间，浸泡修复时间为30min～60min。

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