CN114914855A - 安装热收缩盖的方法、电加热系统和安装系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在待覆盖部件周围安装热收缩盖的方法。特别地，提供了一种通过电加热系统将热收缩盖安装在待覆盖部件周围的方法，该电加热系统包括电加热单元和连接到电加热单元的电子控制单元，该方法包括以下步骤：将电加热单元附接到所述热收缩盖的外表面；将所述热收缩盖布置在待覆盖部件周围；检索热收缩盖和/或待覆盖部件的至少一个设定参数，并生成指示该至少一个设定参数的设定值；在激励步骤中，激励所述电加热单元以提供热量用于热恢复所述热收缩盖，其中激励步骤响应于设定值而执行。

Description

安装热收缩盖的方法、电加热系统和安装系统

技术领域

本发明涉及一种在待覆盖的部件周围安装热收缩盖的方法。具体而言，本发明可用于安装12至42kV的中压(MV)接头体，但也可有利于覆盖其他部件并用于其他电压等级。具体而言，本发明可用于安装热收缩接头体和再套合套管，以及原则上所有类型的热收缩套管，例如终端和覆盖套管，以及模制产品，例如梭口(shed)、裂口、靴和帽。本发明还涉及一种电加热系统和一种用于无焰安装热收缩盖的安装系统。

背景技术

大多数现有的MV接头包括热收缩接头体以及胶泥、应力控制套管或下面的贴片。在热收缩体的外部，贴有导电网或定位有插座，电缆的屏蔽线或带屏蔽从接头的一端连接到另一端。最后，整个连接区域通常由热收缩外保护套管覆盖，即所谓的再套合套管。

本发明意义上的热收缩部件涉及由通过施加足够的热量从膨胀状态收缩成直径小得多的收缩状态的材料制成的制品。热收缩部件作为接头套管或其他电缆附件被广泛使用。

本发明利用可热恢复的制品(独立地尺寸上热不稳定的制品)作为热收缩层。一般来说，这种制品由能够赋予其弹性或塑性记忆特性的材料制成，该材料被加热到某一温度并变形，例如在内部压力下变形到不同于其正常构型的构型，然后在保持在压力下的同时被冷却。如果制品由完全或部分结晶的材料制成，至少部分在无定形区域交联，并且在材料的结晶熔点或高于结晶熔点的温度下变形，制品将具有弹性记忆。具有弹性记忆的制品将不会恢复到其原始构型，直到其再次被加热到至少其结晶熔化温度。如果制品由非晶态材料制成，则将其加热到制品可以被压力变形的温度，然后变形的制品具有塑性记忆的特性。当然，热收缩层可以由任何合适的材料制成，这是本领域技术人员已知的。此外，本发明还包括另外包括弹性和/或电半导电和导电层的多层结构。

根据本发明安装的热收缩盖用于高于大约1kV的电压。具体而言，在本发明的上下文中，术语高压旨在包括电力传输的通常标称电压范围，即中压(MV，约3kV至约72kV)、高压(HV，约72kV至约245kV)以及超高压(目前高达约500kV)。当然，将来也可以考虑更高的电压。这些电压可以是直流(DC)或交流(交流)电压。在下文中，术语“高压电缆”意在表示适合于在大约1kV以上的电压下承载大于大约1A的电流的电缆。因此，术语“高压附件”旨在表示适用于互连高压设施和/或高压电缆的设备。特别地，高压附件可以是终端或电缆接头。

本发明也适用于所谓的“低压(LV)”范围，其涉及低于1kV的电压。本发明的原理可以进一步应用于用于电子应用、管道和建筑应用等的热收缩产品。

根据本发明的表述“套管”旨在表示直管状套管以及用于分支接头、弯肘、弯管、裂口、环绕件、梭口等的不同形状的盖。

为了安装用于LV、MV和HV应用的热收缩产品，通常使用明火，例如气体火炬。然而，从工作安全的角度来看，使用明火是不利的。此外，希望减少安装产品所需的能量和时间。在某些情况下，还希望减少安装过程中产生的热量。一个主要目的是减少接头技术对热收缩安装结果的影响。自动化安装是非常理想的。因此，希望使用除明火以外的其他能源，优选电能。特别地，希望接头体和再套合套管可以在一个过程中无火焰地安装，而不需要电缆接头的进一步相互作用。

例如，从公开的欧洲专利申请EP 3 624 288 A1中，已知一种用于在待覆盖的部件周围安装热收缩盖的方法，其中使用电加热系统代替明火。虽然这些已知的电加热系统具有许多优点，但是本发明的发明人惊奇地发现，热收缩过程和最终连接器布置的质量很大程度上取决于热收缩盖的各部分下面的材料。特别地，发现导热性能以及待连接电缆的温度对热收缩过程的性能和质量有显著影响。

如上所述，热收缩MV接头系统具有内部接头体和外部再套合套管。加热器布置在再套合套管的外侧，接头体在中心位于下方，长度较短。这种MV接头系统的安装发生在沟槽或检修孔中，很少发生在封闭环境中，如风塔或外壳。与受控温度条件下的实验室环境相比，真实条件下的MV接头系统安装在空气温度介于0℃和45℃之间的现场。电缆的温度介于-10℃和+60℃之间。

发明内容

本发明基于这样的发现，即加热顺序必须根据这些温度而不同。此外，这种差异不仅仅是时序的所有部分的(线性)延伸和减少，而是意味着热能随时间的更复杂变化。

本发明的目的是提供一种改进的安装方法、电加热系统和安装系统，用于将热收缩盖安装到待覆盖的部件上，其减轻或克服了传统安装方法的缺点，并显著减少了安装时间、制造成本和复杂性，同时保证了待覆盖的部件的安全覆盖，特别是通过实现自动化安装克服了对接合技术的依赖。这种自动安装方法必须充分处理待覆盖的基体及其条件的影响，特别是其在安装过程期间的温度，以便设定正确的工艺参数。

这个目的通过独立权利要求的主题来解决。本发明的有利的实施方式是从属权利要求的主题。

本发明基于这样的思想，即用于收缩热收缩盖的电加热顺序必须响应于以下参数中的至少一个来选择，即部件温度、待覆盖部件的材料和/或几何形状、热收缩盖的材料和/或几何形状以及环境温度。

具体而言，本公开提供了一种通过电加热系统在待覆盖部件周围安装热收缩盖的方法，该电加热系统包括电加热单元和连接到电加热单元的电子控制单元，该方法包括以下步骤：

将电加热单元附接到所述热收缩盖的外表面；

将所述热收缩盖布置在待覆盖部件周围；

检索热收缩盖和/或待覆盖部件的至少一个设定参数，并生成指示该至少一个设定参数的设定值；

在激励步骤中，激励所述电加热单元以提供热量用于热恢复所述热收缩盖，其中激励步骤响应于设定值而执行。

通过考虑至少一个设定参数，可以补偿待覆盖部件作为散热器或在非常热的条件下作为附加热源的不利影响，并且可以优化连接质量以及安装盖的必要时间。因此，可以实现可靠的良好电气和密封性能，同时具有短的安装时间。

根据另一示例，检索至少一个设定参数包括测量待覆盖部件的温度。在非常冷的条件下，待覆盖部件的金属部分转移大量的热量，因此必须增加加热单元输送的能量。另一方面，在非常热的条件下(例如在阿拉伯或澳大利亚)，由于待覆盖部件的高温有助于加热过程，因此可以显著减少盖的热收缩时间。

根据另一有利示例，检索至少一个设定参数包括获取表征待覆盖部件的第一构型数据。构型数据例如包括电缆连接的尺寸和材料。

特别地，待覆盖部件可以是电缆连接，其中第一构型数据包括指示电缆类型和电缆直径和/或连接器类型和/或密封材料的信息。

此外，检索至少一个设定参数可以包括获取表征热收缩盖的第二构型数据。特别地，第二构型数据可以包括指示热收缩盖的材料厚度和/或材料成分的信息。这种解决方案的优点在于，对于每种特定类型的热收缩盖，可以施用最佳的加热顺序。此外，还可以考虑热收缩盖包括一个以上零件的特殊情况，例如接头体和再套合套管。

根据本公开的有利示例，激励步骤包括预加热阶段、主加热阶段和后加热阶段中的至少一个。特别地，激励步骤可以包括加热阶段、主加热阶段和后加热阶段中的至少一个，加热阶段将热收缩盖至少部分加热到低于安装温度的温度，主加热阶段加热热收缩盖直到其至少部分收缩，后加热阶段在热收缩盖已经至少部分收缩后引入进一步的热能。

据发现，预加热期和后加热期(也称为“阶段”)应被添加到主加热期，主加热期也将被称为“完全”加热期。使用这些不同的阶段有几个优点。

首先，预加热可以减少整体安装时间。接头部件由隔热材料制成。预加热允许将温度提高到例如30℃到70℃的水平。这些温度远低于大约90℃到120℃的热收缩安装温度。因此，当进行完全加热时，它可以比从环境温度或低温开始时运行得更快。

预加热还允许在相同的温度下进行更可靠的安装，无论之前热收缩部件的温度如何。

后加热的一个重要原因是热收缩套管可能会收缩到一定程度，但在没有完全加热整个材料时不会完全收缩。其结果是待覆盖部件(即电缆)上的径向压力降低。这可能会导致电气性能不当或密封不当。应用后加热阶段可以有助于在套管的一些恢复之后通过整体完全加热套管，并有助于软化整个热收缩材料，使得其完全收缩并在冷却后产生最大径向压力。后加热的长度和强度尤其取决于基底的散热特性。

在某些情况下，例如特定的接头体，热收缩套管是多层的，即具有不需要加热收缩的内部弹性体层，但是为了与电缆良好接触，这是需要的。当安装前电缆温度相当低时，这一点尤为重要。在其他情况下，热收缩套管安装在施用胶泥和其他(热)贴合材料的区域。这些需要在一定时间内的一定热量来根据需要软化和流动。

预加热(和后加热)的一个基本原因是支持产生从接头的中心到端部的热浪。其原因是，为了获得良好的电气性能和/或避免空气滞留，应逐渐安装热收缩套管，以排出空气。为了降低整体产品成本，加热元件的数量是受限的。加热元件在接头体所在区域处的宽度在50到150mm之间，在电缆护套上形成密封之处的宽度高达250mm。

预加热支持套管逐渐收缩，尽管加热器的宽度很大。在密集测试的过程中发现，尽管具有上述宽度的加热器系统，但是在激励相邻加热元件之间明确定义的预加热、完全加热和后加热的级联以及特定的时间滞后会显著地导致产生热浪和逐渐收缩。没有这一点，接头体的部分更有可能通过宽度对应于外部加热器宽度的部分收缩。通过达到不同的局部放电水平(即24kV接头在24kV时的最大5pC)来测量已安装接头体的适当电气性能。发现只有通过产生接头体的逐渐收缩才能获得如此好的PD结果。

根据有利的示例，加热单元包括多个加热部分，这些加热部分可以由电子控制单元控制。这些加热部分在本文中也被称为加热元件，并且可以由集成的互连元件或者由单独的部分形成。控制单元有利地单独控制每个加热部分。替代地，加热部分也可以相互连接以形成同时被激励的加热部分组。这有利于相对于热收缩盖的中心进行轴对称加热。具体而言，加热部分可以通过被引入以流过加热部分导体的电流被激励，和/或可以通过被检索反馈数据控制的电流被激励，该反馈数据例如是加热部分的相应实际电压和电流值对和/或从单独的传感器元件检索的数据。

本公开还涉及一种电加热系统，用于在待覆盖部件周围安装热收缩盖，其中电加热系统包括电加热单元和连接到电加热单元的电子控制单元，并且其中电加热系统可操作来执行根据本发明的方法。

有利的是，电加热系统包括温度传感器，用于测量待覆盖部件的温度和/或待覆盖部件的环境中的空气的温度和/或热收缩盖的温度。这种温度传感器可以例如集成到探针中，该探针通过电缆或无线连接而连接到控制单元。通过精确确定待覆盖部件的实际温度，可以补偿由于部件温度低造成的吸热效应。此外，在部件温度高的情况下，安装盖所需的时间可以保持尽可能短。

根据另一个示例，电加热系统包括输入装置，用于输入热收缩盖和/或待覆盖部件的所述至少一个设定参数。例如，输入装置可以包括用于输入热收缩盖的ID码的输入装置，并且包括条形码读取器、RFID读取器、QR码读取器、无线通信接口和/或手动输入接口和/或与位于热收缩盖处的芯片的有线连接。ID码可以包括产品标识和/或产品应用范围和/或产品属性值，例如加热元件的电阻。根据一种选项，热收缩盖可以具有集成芯片，该集成芯片可以像加热器一样连接到控制单元。在这种情况下，控制单元可以读取该集成芯片上的数据。不需要电缆接头的读取动作，不仅节省了时间，而且避免了错误输入数据的根本原因。

最后，本公开提供了一种安装系统，包括：

安装套件，所述安装套件具有热收缩盖，所述热收缩盖上安装有电加热单元，并且所述安装套件具有电加热单元，以及

电子控制单元，用于控制所述电加热单元，以在根据本发明的方法对所述热收缩盖进行热恢复的热恢复步骤期间提供热量。

本发明可以有利地与包括至少一个外套管和至少一个内套管的多部分热收缩盖一起使用。在开始安装过程之前，所述至少一个外套管和所述至少一个内热收缩套管可以至少部分地热接触。这可以通过在工厂中预加热收缩外热收缩套管、或者通过将预拉伸的弹性套管定位在内热收缩套管上、或者通过包裹膜等来实现。原则上，这可以在现场完成，而不仅仅是在工厂。替代地，所述至少一个外套管和所述至少一个内热收缩套管最初不热接触，即通过作为分开的部件，这意味着它们可以在热收缩安装过程之前自由移动。

所述至少一个外套管优选包括另一个热收缩套管，但也可以是弹性冷收缩套管，或者塑料或金属膜/套管/网状物/网等。

此外，在最外面的套管的外表面上，可以放置额外的物体，即保护表面免受热源的影响。这些可以是额外的(薄壁、低成本)热收缩套管和/或塑料或金属膜/网状物等。热源的影响可能是表面的机械损伤(凹痕、裂缝、水泡、化学降解)，也可能是材料特性的变化，如电特性。油或油脂等的应用也减少或防止表面受到这种损害。由于释放特性，可以避免加热器与热收缩套管的焊接效应。

外套管的表面上的电加热单元可以包括多个加热元件，这些加热元件首先加热外套管，外套管在收缩后接触下一个内套管。然后这两个套管一起收缩，直到接触到内侧的其他套管。最后，整个组件收缩，直到它符合下面的基底。下面的基底可以是MV电缆接合区域，具有至少两个电缆端部和用于主导体的至少一个连接器。在大多数情况下，连接电缆的屏蔽件的其他装置位于(未收缩的)接头体的外侧。优选地，这些在安装过程之前定位，这允许安装过程是将外套管和内套管安装在一起的单一步骤过程。

特别地，两个或多个加热元件可以布置在外套管的外侧，在热收缩安装过程期间，加热元件在不同的时间被激励。换句话说，位于中心(电连接器上方)的加热元件在第一期被激励到高电平。随后，位于第一加热元件两侧的另外两个加热元件被激励到高电平。术语“随后”或者由某个时间定义，即若干分钟，或者由热收缩安装过程中的某个状态定义，该状态例如是外套管开始收缩，或者它已经收缩到下一个内套管上，或者包括最内部套管在内的所有套管一起收缩，或者所有套管已经完成收缩并接触下面的基底。

除了仅被控制为加热或不加热之外，加热单元还可以被控制以执行诸如预加热和后加热之类的步骤，除了激励到足以进行(多个)套管的热收缩过程的高电平之外，还使用较低水平的功率。这加快了安装过程，降低了部件和基底的热应力。特别地，电加热单元被控制成在热恢复期间的不同时刻沿着内和外热收缩套管的纵向轴线加热套管的不同区。

为了可靠的电性能，在许多情况下，从内套管(例如接头体)的中心部分开始、然后继续朝向接头体的端部、最后到达再套合套管的端部的逐渐收缩过程是有利的。

沿着外套管的长度布置多个加热元件并顺序地激励它们的逻辑一直继续到再封装套管的端部。这允许排出空气和/或避免封闭空气，尤其是在电缆护套的密封区域或电气接口中。当加热器系统重叠时，可以获得类似的效果，这在重叠区域产生更多的热能。所以收缩过程从这里开始。

在使用热收缩接头体和热收缩套管作为再套合套管安装MV接头的情况下，加热器系统的平均功率密度可以在0.1W/cm²和4.0W/cm²之间，优选在0.2W/cm²和0.8W/cm²之间。

为了用高达24伏的电压将加热器系统加热到允许标准24kV直列式接头的大约10–30分钟的迅速和合理快速安装过程的温度，可以使用铜导体作为电热丝。电热丝可以布置在柔性载体材料上，使得加热单元可以缠绕在热收缩盖周围，并且可以在安装过程完成后容易地移除。

电热丝的载体材料可以是聚酰亚胺(PI)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜，带有粘合材料。膜的厚度可以在10微米的数量级，但小于80微米。当热收缩部件收缩时，这支持通过低力起皱和折叠。加热元件可以包括两层聚合物膜，其中一层或两层都覆盖有粘合剂。加热线可以弯曲敷设，导体间距至少为2.5mm，以避免在安装过程之前或期间膜分层。

此外，在使用热收缩接头体和热收缩套管作为再套合套管安装MV接头的情况下，加热器系统的尺寸可以选择为在连接器上方的中心区域具有至少一个加热器系统，该加热器系统的宽度例如比连接器长不超过100mm，优选与连接器一样长或短50％。在接头体端部的每一侧接头体区域的左右加热器不应长过50mm，但优选在每一侧长20mm，且在每一侧不短于5mm。在每一侧再套合套管的端部处的加热器不应长过60mm，但优选覆盖到再套合套管的端部，或者优选比每一侧的长15mm。

具有比连接器的长度更短的加热器系统的概念支持在连接器的中心区域可靠地开始收缩过程。(多个)中心加热器的短得多的长度也很重要，因为再套合套管相对于接头体存在定位公差。

如果接头体的每一侧的加热器相对长过20mm，这可能会导致再套合套管的一部分收缩超过接头体的端部，从而导致空气滞留。如果加热器大约与接头体一样长或更短，这可能导致接头体不完全收缩。如果接下来的加热器被激励，则再套合套管可能相对快速地收缩，这可能导致在套管下方截留空气，这不会导致接头的电气故障，但是可能导致电缆护套和再套合套管之间的对接故障，该对接密封防止水或其他物质进入。

加热器的长度要再套合套管长，这样可以保证再套合套管完全收缩直到端部。由于热量散失到环境中，发现了一种简单的方法来补偿热量散失。

尽管上面提到的是以没有或很少重叠的方式并排布置加热系统，但是在使用广泛重叠的加热系统的情况下，可以实现类似的效果，并且类似的设计参数是有效的。

在安装MV接头的情况下，电缆屏蔽件的连接可以在接头体定位之后、再套合套管定位之前、当然也可以在热收缩安装之前完成。

电缆屏蔽件的连接可以通过将两个电缆的屏蔽线布置到公共连接器中来完成，或者在带屏蔽电缆的情况下，可以使用具有所谓的奶酪刨的相应系统。连接到每个电缆屏蔽件的独立元件，如杆、多根线、编织物和/或多个金属条也是可能的。有利的是，该元件具有一定的弹性，以允许在一定程度上与安装的接头体的外形相一致。

在这种情况下，优选的是，预安装的电缆屏蔽连接主要位于接头体的顶部。由于重力作用，接头体与上部区域的连接器和电缆接触。在热收缩过程中，该区域的变形和重新定位最小。这一点很重要，因为屏蔽连接系统可能具有一定的机械刚度，这可能会对收缩过程产生负面影响和/或对再套合或结合体造成损坏或刺穿。

为了便于在安装后移除传热膜和/或加热器系统，发现用阻止粘附的物质覆盖外热收缩套管上的界面是有利的。除了使用像特氟隆(Teflon)这样的粉末之外，应用少量硅油等也是有用的。这种隔离剂材料应能承受高达200℃及以上的加热温度。隔离剂材料可以填充有改善热传递的物质，如金属粉末。

该方法可以进一步包括附接隔热套管的步骤，用于至少部分覆盖所述加热单元。这种隔热至少部分地防止热量逃逸到环境中。因此，首先提高了加热效率。此外，避免了向邻近物体的热传递，这从安全角度来看可能是重要的。因此，安装套件可以进一步包括用于至少部分覆盖所述加热单元的隔热套管。例如，所述隔热套管可以包括填充有隔热颗粒的至少一个袋。

本发明还涉及一种安装系统，包括安装套件和控制单元，该控制单元用于控制所述电加热单元在热恢复步骤期间提供热量，以热恢复所述内热收缩套管。有利地，所述控制单元输出电源电压，并且所述加热单元设置有插头连接器，用于在热恢复步骤期间与所述控制单元连接。

附图说明

附图被并入说明书中并且形成说明书的一部分以图示本发明的几个实施例。这些附图与说明书一起用于解释本发明的原理。附图仅出于说明如何制造和使用本发明的优选和替代示例的目的，并且不应解释为将本发明限制为仅示出和描述的实施例。此外，实施例的几个方面可以单独地或以不同的组合形成根据本发明的解决方案。因此，以下描述的实施例可以被单独考虑或以其任意组合考虑。如附图所示，从下面对本发明的各种实施例的更具体的描述中，进一步的特征和优点将变得显而易见，在附图中，相同的附图标记指代相同的元件，并且在附图中：

图1是作为待覆盖部件的示例的电缆连接器区的透视图；

图2是电加热单元的示例的示意图；

图3是图2所示电加热单元的细节；

图4是用于激励具有12个加热部分的示例性电加热单元的示意性时序图；

图5示出了在加热发生之前具有内和外热收缩套管以及电加热单元的电缆接头的示意图；

图6是图5的布置在加热过程中的示意图；

图7是图5的布置在加热过程中的进一步示意图；

图8是用于安装热收缩盖的安装系统的透视图。

具体实施方式

现在将参照附图并首先参照图1更详细地解释本发明。本公开涉及用于将电绝缘盖安装在诸如中压(MV)接头的待覆盖物体上的安装概念。图1示出了第一电缆102和第二电缆104之间的连接，该区域形成待覆盖部件100。如本领域技术人员所知，第一和第二电缆芯106、108通过导电连接器110电连接。

如图1所示，当在待覆盖部件100上安装热收缩盖时，必须考虑沿着两条电缆的纵向轴线的基本上四个不同的区域。

区域1是中心区域，即电缆连接器110的区域。电缆连接器110是与电缆导体106、108直接热接触的金属部件。这意味着这个中心区域可以是重要的散热器(在低温下)。电缆导体横截面在25mm²和1000mm²之间。导体材料通常是铝，但铜也很常见。电缆连接器110的尺寸根据电缆导体尺寸而变化。热收缩产品内部的温度通常为60℃至120℃，这取决于套管的壁厚和结构。

如果是只有热收缩材料的套管，在安装过程中，内部的温度可能为90℃到120℃。如果其内部具有弹性体层，温度可以是大约60℃。一旦热收缩部件的内部与连接器110接触，连接器110吸收大量热量。如上所述，电缆导体106、108的温度可以下降到-10℃，即使电缆端部102、104在电缆制备工作期间被部分加热。这种效果的原因是至少有一根电缆长时间处于地下。

与接头的其他区域相比，吸收大量热量的冷连接器可需要更长的后加热时间。后加热的长度和强度因温度、电缆横截面和导体材料以及连接器尺寸和材料而异。

区域2(存在于连接器110的两侧，但仅在图中的一侧标记)表示绝缘区域，即形成热收缩套管的接头体的端部(在该图中未示出)和中心区域(区域1)之间的区域。

该区域的特征在于电缆导体106、108被绝缘材料112封装，该绝缘材料通常是聚乙烯(PE)。三个因素主要影响该区域的散热性能：电缆导体横截面、导体材料以及绝缘材料112的厚度和材料。后者取决于电压等级(12kV至42kV)。加热顺序可以根据影响散热性能的这三个因素和/或安装过程中的环境温度而变化。在区域2中，接头体必须尽可能地符合电缆绝缘材料112，以便排出空气并封闭轴向电气接口。此外，在接头体具有弹性体内层的情况下，使该层牢固地粘附到电缆绝缘材料112上是至关重要的。

考虑到电缆102、104的上述影响因素，这些效果主要通过适当长的后加热期来实现。

区域3指的是筛网切割区域。在筛网切割区域，胶泥或其他适形材料可应用于许多应用中。

通常，在筛网切割区域(区域3)处，贴合材料116(“胶泥”)被应用来处理从电缆绝缘体112到导电外层115的几何台阶。为了接头的适当电气性能，贴合材料116必须通过其整体被加热到一定的温度，并且需要暴露于一定的(最小的)径向压力。加热顺序的影响因素与区域2似，在电缆温度较低的情况下，会导致较长的后加热时间。

最外面的区域4是接头体外部的密封区域，在此处，再套合套管通常必须密封在电缆护套114上。

电缆护套114通常几毫米厚，并且由聚合材料制成。在电缆护套114下面是屏蔽线或金属带，它们具有相对较低的横截面。与接头体所在区域相比，这些区域的加热顺序对周围电缆温度的依赖性较小。另一个方面是，安装质量方面的要求低于产生主绝缘的接头体的要求。

为了达到适当的防水密封性，热收缩套管内侧经常使用的热熔材料需要加热和软化，电缆护套外侧也是如此。因此，后加热时间在很大程度上取决于在该区域测量的温度。

图2示出了包括七个加热元件306的电加热单元300的示意性平面图(在形成圆柱形之前)。加热元件306由线302形成。

加热元件相对于中心轴线对称布置，当加热单元300缠绕在热收缩盖周围时，中心轴线将是环形的。如图2所示，中心加热元件和两个外围加热元件被构造成单独的加热元件，每个加热元件具有两个单独的连接元件。与之相反，邻近中心加热元件的加热元件彼此串联连接，并且邻近外围加热元件的两个加热元件串联互连。因此，考虑到内部加热元件总是对称操作，可以减少连接器304处的连接元件的数量。另一个原因是产生只有铜线一半长度的窄加热元件。将这两个串联起来会产生具有典型线长度和典型工艺参数的加热器。

图3是图2的细节，示出了基底308上的线302的布置。在示例性实施例中，线302由直径在0.15mm和0.8mm之间的铜导体形成。基底308可以例如由具有粘合材料的聚酰亚胺(PI)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)膜形成。膜的厚度可以在10微米的数量级，但小于80微米。当热收缩部件收缩时，这支持通过低力起皱和折叠。加热元件可以包括两层聚合物膜，其中一层或两层都覆盖有粘合剂。

图4示出了用于激励具有12个加热元件(加热器1至12)的加热单元的时序的示例，所述加热元件在沿着热收缩盖的纵向轴线的方向上彼此相邻布置。在这种布置中，加热器1和加热器2是布置在加热单元中心的加热元件，加热器3在加热器1的左侧，加热器4在加热器2的右侧。此外，加热器5邻近加热器3，加热器6邻近加热器4，以此类推，直到作为外围加热元件的加热器11和加热器12。

根据本公开，控制单元根据指示待覆盖部件的类型和/或所使用的热收缩盖的类型的设定值来选择特定的加热顺序。优选地，设设定值还包含关于待覆盖部件的温度的信息。一般来说，电缆和电缆附件越冷，必须选择的后处理期就越长。延伸也取决于基底(区域)的散热特性。预加热和完全加热期的持续时间受电缆附件的初始温度及其尺寸(即电压等级)的影响，而非电缆温度。根据电压等级的不同，接头体的壁厚也不同。这意味着更高电压等级的接头体的加热顺序通常更长。

另一种选项是通过在电缆上定位之前和/或实际安装开始之前预加热产品来减少安装时间。

图4中给出的顺序示出了示例性的电压值，电压值与加热元件的电阻一起产生足够的热量来在它们所在的区域中收缩热收缩盖。在这个示例中，它是22伏(DC)。大约在从22伏切换到较低值的时间，热收缩盖在加热元件的区域中收缩。低于10伏的电压值产生的热量不足以使热收缩盖达到收缩温度，但会将其温度升高到室温以上。

图4中所示的顺序允许产生穿过热收缩产品的热浪，从中心开始并前进到端部。每个加热元件不仅产生足够的热量来收缩其所在区域的热收缩盖，而且还产生热量来提高相邻区域的温度。当稍后那些相邻区域的加热器元件被切换到22伏时，该区域中不均匀的初始温度导致热收缩动态从靠近前一加热器的区域开始，然后发展到相反的端部。加热器元件的宽度以及热收缩盖的性能必须基于实验和/或试验来选择。具有较低宽度的加热元件允许更容易地产生热浪和热收缩盖的逐渐收缩。

因此，控制单元选择图4所示的50分钟时序作为具有室温的部件的最佳时序。

从图中可以看出，在最初的6分钟内，加热器1和2的最大电压为22V，电流为8A，即两个加热元件的总功率为352W。这是主加热阶段，在该区域不进行预加热阶段。

与加热器1和2直接相邻的加热器3和4以较低的电压和电流(8V，3A，即两个加热元件为48W)被激励，从而经历预加热阶段。再向外，加热器5和6以5V的电压和2A的电流被激励，导致总能量为20W。剩余的加热器7至12在此期间根本不被激励。因此，热收缩盖保持冷却，并且不会在这些区域收缩，从而空气可以被向外挤压。

回到加热器1和2，提供给这两个加热元件的能量在6分钟后减少，并保持在18V，6.5A(即总共234W)直到启动之后的15分钟结束。这被称为后加热阶段。然后，能量再次减少4分钟，20分钟后完全关闭。此后，这两个加热元件下面的热收缩盖已经完全收缩，并且已经在一定程度上加热了下面的电缆部分，以便改善热收缩盖的安装和一致性，导致更紧密的电气接口。

另一方面，加热器3和4在其主加热阶段以最大功率(22V的电压和8A的电流，即两个加热元件总共352W)加热，从启动后7分钟开始，直到启动后18分钟。然后能量减少(后加热阶段)，并在启动后27分钟后关闭。加热器7和8以其预加热阶段启动，其中在启动后20分钟后引入较低量的能量，并且在启动后33至37分钟之间进行的主加热阶段期间具有最高量的能量。

加热器5和6从一开始就以预加热阶段启动，并且在启动后的20分钟和32分钟之间的时间段内具有它们的主加热阶段(22V，8A)。15V的后加热阶段从33分钟持续到37分钟。然后，加热器5和6关闭。与其他加热元件相比，加热器5和6(连同加热器3和4)具有最长的主加热阶段。

加热器7和8在加热顺序开始后20分钟开始预加热阶段，换句话说，在相邻加热器5和6的主加热阶段开始的同时。从加热器5和6的主加热阶段结束开始，能量缓慢增加，主加热阶段持续5分钟。加热器7和8不执行后加热阶段。

对于加热器9和10，11分钟的预加热阶段在时序开始后27分钟开始。主加热阶段在39分钟后开始，持续5分钟。随后是3分钟的后加热。

外围加热器11和12具有相当短的5分钟预加热，在启动后39分钟开始，并且在总时序结束时具有它们的主加热阶段，在结束时能量稍微减少，并且没有显著的后加热阶段。当外围加热器11和12关闭时，时序在50分钟结束。

如图4(右侧栏)所示，一次可以覆盖一个接头。替代地，也可以同时覆盖三个接头。当然，当同时收缩三个热收缩盖时，必须提供的总功率更高。

图5至图7示出了对于仅具有五个加热元件的更简单的加热单元，如何从热收缩盖的中心向外围产生热浪。

盖1000包括外套管1102和内套管1104。下面解释的例子涉及安装至少两个套管，其中内套管是热收缩套管，通过从其外部加热最外面的套管。一个特殊的应用是电加热系统MV接头的热收缩安装。例如，外套管1102是再套合套管，而内套管1104是接头体，两个套管都是单独的部件，并且制造有至少一个热收缩层。两个套管在电缆接合区域相互独立定位。根据本发明，两个套管以一个安装顺序安装，换句话说，以一个加热顺序安装，没有接合件的相互作用。在安装过程结束时，可以拆除电加热器和安装过程所需的所有其他物品。

如图5所示，盖1000还包括电加热单元1110，其布置在外套管11102的外表面1108上。加热单元1110提供收缩外和内套管1102、1104所需的所有热能。在图5所示的例子中，两个套管1102、1104都包括至少一个热收缩层，当套管被加热到恢复温度时，该热收缩层允许套管恢复到更小的直径。

有利的是，外套管1102在沿着中间轴线1112的纵向方向上比内套管1104长。因此，可以实现由第一和第二套管1102、1104覆盖的连接的可靠密封。然而，第一和第二套管1102、1104当然也可以具有相同的长度。

图5至7示意性地示出了根据本发明的安装过程。在第一步骤中，内套管1104和外套管1102被布置成包围待覆盖部件1114。加热单元1110布置在外套管1102的外表面上。电加热单元1110可以具有多个加热元件1116。这些加热元件1116可以单独供电，使得下面的区域可以沿着纵向轴线1112被不同地加热，或者串联连接以形成一起被激励的加热元件对。

加热单元首先在由加热元件1116c的尺寸确定的中心区域加热外套管1102，加热元件1116c在热恢复和收缩之后接触内套管1104的外表面。这显示在图6中。

然后，两个套管1102、1104收缩在一起，直到内部的另外的套管接触(图中未示出)。最后，整个组件收缩，直到它符合下面的基底1114。最终达到的情况如图7所示。如已经提到的，下面的基底1114可以是MV电缆接合区域，具有至少两个电缆端部和用于主导体的至少一个连接器。

图5至图7示出了示例性布置，其中MV电缆接合区域被形成内套管1104的接合体和形成外套管1102的再套合套管覆盖。两个套管1102、1104都是可热恢复的，即它们包括至少一个热收缩层。根据该实施例，第一电缆端部1118连接到第二电缆端部1120。如本领域技术人员所知，第一主导体1122和第二主导体1124通过电连接器1126相互连接。

提供电屏蔽连接器1128用于电连接第一电缆1118的第一电屏蔽线1130和第二电缆1120的第二电屏蔽线1132。在承载加热单元1110的再套合套管1102被布置在电缆连接区域周围之前，该屏蔽连接器被附接。应当注意，由于屏蔽连接，该布置稍微不对称。

根据该示例，加热单元1110包括五个相邻的加热元件1116a至1116e。在热收缩安装过程中，加热元件1116a至1116e在不同的时间被激励。优选地，位于连接器1126上方中心的加热元件1116c在第一阶段被激励到高电平，如图6所示。因此，外套管1102的中心区域开始向内套管1104收缩。在下一阶段，如图7所示，仅加热元件1116b和1116d被激励或除了加热元件1116c之外也被激励。最后，最外面的加热元件1116a和1116e被激励，使得再套合套管1102完全密封连接。(图中未显示这种状态。)此时，加热元件1116c以及加热元件1116b和1116d可能不会被激励或以较低的电平被激励以产生后加热，或者仅仅是因为一旦收缩过程已经开始，则需要较少的能量来继续热收缩安装。

控制加热元件1116a至1116e的顺序可以由某些绝对时间间隔或热收缩安装过程中的某些状态来限定。例如，可以确定外部套管1102何时开始收缩，或者何时与下一个内套管接触，或者包括最内部套管在内的所有套管何时收缩在一起，或者何时所有套管已经完成收缩并且已经接触下面的基底。此外，加热元件1116a至1116e也可以被布置成彼此重叠或远离，而不是如图5至7所示彼此相邻布置。

此外，除了仅仅激励加热元件1116a至1116e，即打开或关闭它们之外，加热元件1116a至1116e也可以被控制以不同的功率水平加热，如参考图4所解释的。例如，为了执行预加热和后加热步骤，除了将加热元件1116a至1116e激励到足以执行套管热收缩过程的高电平之外，还可以用较低水平的功率驱动加热元件1116a至1116e。因此，可以加快安装过程，并且降低部件和下面的基底上的热应力。为了获得可靠的性能，在许多情况下，需要逐渐收缩的过程，从接头体的中心部分开始，然后朝着接头体的端部继续，最后到达再套合套管的端部。

此外，沿着外套管1102的长度定位多个加热元件1116a至1116e并顺序地激励它们的构思一直持续到再套合套管的端部。这允许排出空气和/或避免封闭空气，尤其是在电缆护套的密封区域或电气接口中。通过使用在重叠区域产生更多能量的重叠加热元件，可以获得类似的效果。因此，收缩过程从重叠区域开始。

根据本发明，检索指示安装布置的设定参数的设定值，并用于选择随时间和沿轴向方向的特定加热顺序。

具体而言，加热顺序的选择取决于电缆的温度、电缆和电缆连接器的特定材料和几何形状、内套管和外套管的特定材料和几何形状和/或环境温度。

检索关于这些参数的信息的一种可能性是使用控制单元，该控制单元可以读取要安装的盖的标识。盖的特定类型的标识与盖的尺寸和材料相关联。此外，特定类型的盖通常仅用于特定类型的电缆和连接器。因此，电缆和连接器的材料和尺寸也由盖的标识间接指示。收缩该特定盖所需的特定加热顺序可以例如存储在控制单元的表格中，或者可以从外部数据库中检索，例如从产品上的标签中检索。

此外，温度传感器可以提供关于电缆处的温度(以及可选地还有周围空气的温度)的信息，从而可以通过另外考虑测量的温度来选择所施加的加热顺序。

下面将参照图8描述根据本发明的方法用于将热收缩盖安装到待覆盖部件上的安装系统200。如图8所示，安装套件202包括内套管204和外套管单元206。外套管单元206包括根据上述实施例之一的热收缩套管(在该图中不可见)，该热收缩套管覆盖有电加热单元(在该图中不可见)和可选的绝热单元(在该图中不可见)。加热单元包括具有至少一个插头连接器210的至少一个连接器引线208。

为了向加热单元提供电能，安装系统200包括控制单元212。加热单元通过插头连接器210连接到配合连接器214。控制单元212可以通过电源插头216连接到主电源或电池等。具有按键和显示器的控制面板218允许操作者的手动交互。控制单元212还可以有利地用于控制加热的强度，并且在加热单元配备有可以单独寻址的加热区域的情况下，用于控制激活的加热区域的顺序。它还可以通过跟踪电压和/或电流在一定程度上检测加热单元的实际(平均)温度。控制单元还可以根据环境温度和/或热收缩盖的测量或手动键入的数据来修改或选择另一组工艺参数，例如电压、电流和时间段。控制单元还可以跟踪实际的产品和工艺参数以及接合位置的GPS数据，或者例如安装者或电缆的身份。

为了识别特定的外套管单元206，控制单元212有利地还包括识别读取器，例如条形码或QR码读取器220。外套管单元206配备有QR码标签222(或任何其他合适的识别装置)，用于通过读取器220识别外套管单元206的类型和结构。

有利地，操作者首先读取安装套件202的识别标签222。接下来，内套管204被布置在待覆盖部件上的期望位置。然后屏蔽连接完成。现在，外套管单元206被布置成覆盖内套管204，并且连接器210连接到配合连接器214。配合连接器通过低压电缆230提供热能。控制单元通过电力电缆230和电力插头216连接到电源。操作者现在可以输入启动属于识别标签222的注册标识的加热程序所需的命令，或者使用可能包含在识别标签222中的数据的加热程序，该加热程序可能需要使用QR码而不是条形码。

在加热程序完成后，待覆盖部件被热收缩内套管204和热收缩外套管(在该图中未示出)包围。根据本发明，加热单元、可选的挤压装置和可选的绝热单元被移除和丢弃。有利的是，不需要火炬，加热顺序的细节由存储在控制单元212中的程序控制，或者数据包含在识别标签222中。

此外，识别读取器220也可以以可插拔的方式连接到控制单元218，从而可以容易地更换。此外，安装过程当然也可以通过直接与控制单元216通信而不使用识别装置来控制。不言而喻，也可以提供无线通信用于与控制单元216远程通信。此外，可以提供一个或多个通信端口，例如通用串行总线端口234。可以提供应急开关232，用于超越控制程序并在需要时关闭加热。

本发明可以示例性地用于电加热器位于外套管(例如再套合套管)外侧的布置。形成内套管的接头体和再套合套管可以在没有电缆接头进一步相互作用的情况下安装。在热恢复过程的第一期期间，再套合套管被加热并至少在其部分长度上收缩。当再套合套管接触下面的接头体时，热量被传递到接头体内。一段时间后，接头体被加热到收缩温度。然后两个套管一起收缩，直到内套管(即接头体)接触到待覆盖部件。因为加热器位于再套合套管的外侧，所以在安装过程完成后，可以很容易地将其拆除。

当然，除了仅安装MV接头之外，本发明还可以用于在任何其他应用环境中通过从外部电加热最外面的套管来收缩至少两个套管。本发明的许多方面也可以用于安装单个热收缩套管。

最后，必须注意的是，所描述的电气和电子部件的任何值或特定性能仅旨在作为示例，并且当然可以根据需要改变，以便使电路适应特定应用环境的特定需求。此外，尽管已经结合特定示例描述了实施例，但是本发明不限于此，并且在不脱离本发明的范围的情况下，可以对所公开的实施例进行多种改变。因此，各种实施例和示例并不旨在局限于所公开的特定形式。相反，它们包括落入权利要求范围内的修改和替换，并且各个特征可以自由地彼此组合，以获得根据本发明的进一步的实施例或例子。

附图标记列表

100 待覆盖附件

102 第一电缆

104 第二电缆

106 第一电缆芯

108 第二电缆芯

110 电缆连接器

112 缘料材料

114 电缆护套

115 导电外层

116 贴合材料；胶泥

300 加热单元

302 加热线

304 加热线连接器

306 加热元件

308 电绝缘基底

1000 盖

1102 外套管；再套合套管

1104 内套管；接头体

1108 外套管的外表面

1110 加热单元

1112 纵向中间轴线

1114 待覆盖附件

1116；1116A-1116e 加热元件

1118 第一电缆端部

1119 第一电缆护套

1120 第二电缆端部

1121 第二电缆护套

1122 第一主导体

1124 第二主导体

1126 电连接器

1128 屏蔽连接器

1130 第一屏蔽线

1132 第二屏蔽线

200 绝缘系统

202 安装套件

204 内套管

206 外套管单元

208 连接器引线

210 插头连接器

212 控制单元

214 配合连接器

216 电源插头

218 控制面板

220 码读取器

222 识别(QR码)标签

226 电力电缆

228 电力连接

230 低电压电缆

232 应急开关

234 通信端口

Claims (15)

1.一种在待覆盖部件周围安装热收缩盖的方法，通过电加热系统进行，所述电加热系统包括电加热单元和连接到所述电加热单元的电子控制单元，所述方法包括以下步骤：

将所述电加热单元附接到所述热收缩盖的外表面；

将所述热收缩盖布置在所述待覆盖部件周围；

检索所述热收缩盖和/或所述待覆盖部件的至少一个设定参数，并生成指示所述至少一个设定参数的至少一个设定值；

在激励步骤中，激励所述电加热单元以提供热量用于热恢复所述热收缩盖，其中所述激励步骤响应于所述至少一个设定值执行。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，检索至少一个设定参数包括测量所述待覆盖部件的温度。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，检索至少一个设置参数包括获取表征所述待覆盖部件的至少一个区域的第一构型数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述待覆盖部件是电缆连接，并且其中所述第一构型数据包括指示电缆类型和电缆直径和/或连接器类型和/或密封材料的信息。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，检索至少一个设定参数包括获取表征所述热收缩盖的第二构型数据。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述第二构型数据包括指示所述热收缩盖的材料厚度和/或材料成分的信息。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，激励步骤包括加热阶段、主加热阶段和后加热阶段中的至少一个，所述加热阶段用于将所述热收缩盖至少部分地加热到低于安装温度的温度，所述主加热阶段用于加热所述热收缩盖直到所述热收缩盖至少部分地收缩，所述后加热阶段用于在所述热收缩盖已经至少部分地收缩后引入进一步的热能。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述加热单元包括多个加热部分，所述多个加热部分可操作以响应由所述电子控制单元提供的控制信号而被激励。

9.一种电加热系统，用于在待覆盖部件周围安装热收缩盖，其中所述电加热系统包括电加热单元和连接到所述电加热单元的电子控制单元，并且其中所述电加热系统可操作以执行根据前述权利要求总任一项所述的方法。

10.根据权利要求9所述的电加热系统，还包括用于测量所述待覆盖部件的温度的温度传感器。

11.根据权利要求9或10所述的电加热系统，还包括输入装置，用于输入所述热收缩盖和/或所述待覆盖部件的所述至少一个设定参数。

12.根据权利要求11所述的电加热系统，其中，所述输入装置包括用于输入所述热收缩盖的ID码的输入装置，并且包括条形码读取器、RFID读取器、QR码读取器、无线通信接口和/或手动输入接口和/或与位于所述热收缩盖处的芯片的有线连接。

13.一种安装系统，包括：

安装套件，所述安装套件具有热收缩盖，所述热收缩盖上安装有电加热单元，并且所述安装套件具有电加热单元，以及

电子控制单元，用于控制所述电加热单元，以在根据权利要求1至8中任一项所述的方法对所述热收缩盖进行热恢复的热恢复步骤期间提供热量。

14.根据权利要求13所述的安装系统，还包括温度传感器，用于测量所述待覆盖部件的温度和/或所述待覆盖部件的环境中的空气的温度和/或所述热收缩盖的温度。

15.根据权利要求13或14所述的安装系统，还包括用于输入所述热收缩盖的ID码的输入装置，其中所述ID码包括产品标识和/或产品应用范围和/或产品属性值。

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