CN115315868A - 用于电缆接合的装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于集肤效应加热电缆的接合部。该接合部包括主垫、次垫、连接器和外部冷缩管，主垫被配置成收缩在加热电缆的第一部分的绝缘层的一部分上，次垫被配置成收缩在加热电缆的第二部分的绝缘层的一部分上，连接器被配置成电耦合加热电缆的第一部分和加热电缆的第二部分，外部冷缩管被配置成收缩在主垫、次垫和连接器上。

Description

用于电缆接合的装置和方法

相关申请

本申请要求2020年2月18日提交的美国临时申请第62/978,170号的优先权，该申请以其全文引用的方式并入到本文中。

背景技术

在电气系统的施工或维修过程中，可能需要将两根电缆连结在一起。在某些应用中，可以将利用热缩套管的热缩接合部用于将两根电缆连结在一起。更具体地说，热缩接合部可用于将两根电缆的导体连结在一起。例如，热缩接合部可以利用钎焊方法或机械方法，例如压接连接。一旦导体连结在一起，在两条电缆的绝缘部段之间可能会存在暴露的电线或机械连接部。暴露的部段可以用热缩套管覆盖，热缩套管可以提供防潮屏障和电绝缘。

在某些应用中，连结电缆的另一种选择是冷缩接合部。冷缩接合部可包括预膨胀套管，该预膨胀套管在电缆和连接器周围塌陷和收缩，并与电缆和连接器的外表面相符。大体上圆形的预膨胀套管不会收缩超过预定的形状。连结电缆的其他选择可以利用包括橡胶在内的材料的推接式(push-on)接合。还有一些接合可以利用胶带，例如自熔胶带。

发明内容

本公开解决了某些高压电缆，例如高压、直列式、集肤效应加热电缆对可易于安装的耐高温接合部的需要。在一个方面，提供了一种用于集肤效应加热电缆的接合系统，该集肤效应加热电缆具有绝缘层并且包括至少部分地设置在第一加热管中的第一部分和至少部分地设置在第二加热管中的第二部分。该接合系统包括接合部和分线盒。该接合部包括主冷缩垫和次冷缩垫，主冷缩垫收缩在加热电缆的第一部分的绝缘层的第一段上，次冷缩垫收缩在加热电缆的第二部分的绝缘层的第二段上。接合部还包括连接器和外部冷缩管，连接器电耦合到加热电缆的第一部分的第一导体和加热电缆的第二部分的第二导体，外部冷缩管包括外部半传导层。外部冷缩管收缩在主垫、次垫和连接器上。金属分线盒被焊接到第一加热管和第二加热管并与第一加热管和第二加热管电连通，金属分线盒容纳接合部，并与外部冷缩管的外部半传导层电连通。

在另一方面，提供了一种用于集肤效应加热电缆的接合部，该集肤效应加热电缆包括绝缘层并设置在加热管中。接合部包括主冷缩垫、次冷缩垫、连接器和外部冷缩管。主冷缩垫收缩在加热电缆的第一部分的绝缘层的第一段上。次冷缩垫收缩在加热电缆的第二部分的绝缘层的第二段上。连接器电耦合到加热电缆的第一部分的导体和加热电缆的第二部分的导体。外部冷缩管收缩在主垫、次垫和连接器上，并且与金属分线盒电接触，该金属分线盒与加热管电连通。

在又一方面，提供了一种用于在集肤效应加热电缆上安装冷缩接合部的方法。该方法包括沿着加热电缆的第一部分移除外部半传导层以暴露加热电缆的绝缘层的第一段，并且在绝缘层的第一段的至少一部分上安装主垫。该方法还包括沿着加热电缆的第二部分移除外部半传导层，以暴露加热电缆的绝缘层的第二段，并且在绝缘层的第二段的至少一部分上安装次垫。该方法还包括在主垫与次垫上安装冷缩管，并将冷缩管布置成与分线盒电接触。

本发明的前述和其他方面和优点将从以下描述中明显看出。在描述中，参考了构成其一部分的附图，并且在附图中以说明的方式示出了本发明的优选实施例。然而，这样的实施例不一定代表本发明的全部范围，因此参考权利要求并且在本文中用来解释本发明的范围。

附图说明

图1是加热器电缆的等距视图。

图2是加热电缆和油脂施加器的等距视图。

图3是根据本发明一些实施例的图2的加热电缆的第一部分和包括在接合部中的主垫的等距视图。

图4是根据本发明一些实施例的图3的加热电缆的第一部分和加热电缆的第二部分的等距视图。

图5是图4的主垫和次垫以及包括在图3的接合部中的外部冷缩管的等距视图。

图6是包括在图3的接合部中的连接器的侧视图。

图7是安装后图5的外部冷缩管的等距视图。

图8是根据本发明一些实施例的分线盒的等距视图，该分线盒的顶部部分从底部部分移除。

图9是图8的分线盒的等距视图，该分线盒的顶部部分附连到底部部分。

图10是根据本发明一些实施例的另一示例性接合部的侧视图。

图11是在安装后图10中的外部冷缩管以及包括在图10的冷缩接合部中的部件的纵向剖视图。

图12是包括在图10的冷缩接合部中的主垫的侧视图。

图13是根据本发明的一些实施例的另一分线盒的等距视图，该分线盒的顶部部分从底部部分移除，并且图10的冷缩接合部被布置在底部部分中。

图14是图13的分线盒的等距视图，该分线盒顶部部分附连到底部部分。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应当理解，本发明的应用不限于在以下描述中阐述的或在附图中图示的部件的构造和布置的细节。本发明能够有其它实施例，并且能够以许多其它方式实践和执行。此外，应该理解，这里使用的措辞和术语是为了描述的目的，而不应该被认为是限制性的。本文中“包括”、“包含”或“具有”及其变体的使用意在涵盖其后列出的项目及其等同物以及附加项目。除非另有规定或限制，术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦合”及其变体被广泛使用，并且涵盖直接和间接的安装、连接、支撑和耦合。此外，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合。

进行以下讨论是为了使本领域技术人员能够制造和使用本发明的实施例。对所示实施例的各种修改对于本领域技术人员来说是显而易见的，并且在不脱离本发明的实施例的情况下，这里的一般原理可以应用于其他实施例和应用。因此，本发明的实施例不旨在限于所示的实施例，而是符合与本文公开的原理和特征一致的最宽范围。参考附图阅读以下详细描述，其中不同附图中的相似元件具有相似的附图标记。附图描绘了选定的实施例，并且不旨在限制本发明实施例的范围，附图不一定是按比例绘制的。本领域技术人员将会认识到，这里提供的示例具有许多有用的替代方案，并且落入本发明的实施例的范围内。

图1示出了根据各种实施例的示例性加热器电缆100。加热器电缆100可以是集肤效应加热电缆，其被配置为与热管接触。例如，在集肤效应加热系统中，热量沿着热管产生，该热管热耦合到待伴热的管道。加热器电缆100安装在热管内部，并在一端连接到热管。交流电流(AC)通过加热器电缆100，并通过热管返回，从而产生热量。加热器电缆100可以是高压加热电缆，例如，在标称五千伏、一万伏或更高电压下操作。

根据至少一个实施例，所述的加热器电缆100在图1中示出为每层依序被剥离以清楚地说明其分层构造。如图1所示，加热器电缆100包括在其芯部的导体102、电绝缘层104、可选的内部半传导层106和外部半传导层108。

导体102可以是任何合适的传导性材料，包括镀锡铜、镀镍铜、铝、钢、金、铂、银等。导体102可以是实心导体线或者可以是绞线。导体102可以是#4(即，4美国线规或4AWG或等同)大小的导体。在一些实施例中，导体102可能小于#4大小的导体。在一些实施例中，导体102可以是#2(即，2美国线规或2AWG或等同)大小的导体或更小。

导体102被封装在电绝缘层104内。不传导的电绝缘层104可以是任何合适的材料，包括硅树脂、PFA、EPDM橡胶、XPLE等。诸如硅树脂和PFA的某些材料可能比其他材料具有更好的耐热性，因此在需要耐高温的应用中可能更合乎需要。

在一些实施例中，导体102的圆周完全与电绝缘层104物理接触。在其他实施例中，如图1所示，导体102被封装在内部半传导层106中或者与内部半传导层106直接电接触。在这样的实施例中，内部半传导层106然后被封装在电绝缘层104内。

外部半传导层108包围电绝缘层104。外部半传导层108可以是任何合适的半传导性材料、半传导性材料的组合、或者(多种)电绝缘材料与(多种)传导性材料的半传导性组合。在一些实施例中，外部半传导层108可以是与绝缘物相同的基础材料(例如，硅树脂、PFA等)，但是可以混合、掺杂或以其他方式加载碳黑或另一种传导性材料，以使层108成为半传导性的。更具体地，并且如本文进一步描述的，可以选择外部半传导层108的组成，使得接触正被加热的热管的内表面的外部半传导层108减少或消除电晕或局部放电，而不干扰加热器电缆100与热管之间的实现集肤效应加热的电气关系。因此，包括外部半传导层108的材料的电阻率可以足够低，以减少或消除加热器电缆100的外表面处的电晕。特别地，电阻率可以足够低，以防止电晕放电，即使在沿着加热器电缆100长度的其中加热器电缆100不与合作的热管持续接触的位置也防止电晕放电。

此外，外部半传导层108的电阻率可以足够高，使得沿着合作热管的内表面在与导体102中的交流电流相反的方向流动的返回交流电流基本上不会流入外部半传导层108。特别地，应当理解，返回集肤效应电流的热管传输可以贡献集肤效应伴热系统中超过一半(通常约70％)的热能(加热器电缆100贡献剩余的热能)；外部半传导层108的电阻率可以至多仅允许很小部分的返回电流流入或流过外部半传导层108，使得热管的集肤效应加热不被破坏。例如，外部半传导层108可以使少于大约1％的返回电流从热管的内表面转向。

在最小化或消除电晕放电和热损失的各种实施例中，外部半传导层108的体电阻率可以在10¹ohm-cm与10⁶ohm-cm之间，或在10⁰ohm-cm与10²ohm-cm之间，或在5ohm-cm与50ohm-cm之间，包括端值。此外，在一些实施例中，体电阻率可以是10⁹ohm-cm或更高，同时保持有益。在一些实施例中，外部半传导层108可以通过标准挤出和/或共挤出工艺施加到绝缘层104，并且可以具有大约0.5毫米(mm)的最小厚度。在其他实施例中，外部半传导层108可以通过其他方法来施加，例如围绕绝缘层104缠绕一定长度的半传导性胶带以形成外部半传导层108。合适的半传导性胶带可以具有大约0.1mm的最小厚度。在任何施加方法中，外部半传导层108的最大合适厚度可能受到成本考虑、材料的可用性、施加的容易性和抗损坏性(例如，在安装期间被牵拉穿过热管)的限制。关于实际的考虑，例如加热器电缆的总直径和相对于其中安装该加热器电缆100的热管的内径的相对直径，外部半传导层厚度的上限可以在5mm与10mm之间，包括端值。

现在参考图2至图7，一些实施例提供了用于加热电缆200的接合部210(如图6至图7所示)。也就是说，接合部210可操作以将加热电缆200的第一部分200a电连接和物理连接到加热电缆200的第二部分200b，同时仍然允许适当的集肤效应加热操作。加热电缆200可以包括导体202(如图3所示)、电绝缘层204和外部半传导层208。在一些实施例中，加热电缆200可以与如上文关于图1所描述的组合热管进行集肤效应加热的加热电缆100相同或基本相似。例如，加热电缆200的导体202可以基本上与图1所示和上文描述的导体102相同。加热电缆200的电绝缘层204可以基本上与图1所示和上文所描述的电绝缘层104相同。加热电缆200的外部半传导层208可以基本上与图1中所示和上文所描述的外部半传导层108相同。加热电缆200还可以包括可选的内部半传导层206(如图3所示)，该内部半传导层206可以与图1所示和上文所描述的可选内部半传导层106基本相同。

在一些实施例中，接合部210包括至少一个如下面进一步描述的冷缩管，因此，接合部210可以被称为冷缩接合部。例如，在一些实施例中，接合部210可以包括含油脂214的油脂施加器212、主垫216(例如，主冷缩垫)、次垫228(例如，次冷缩垫)、外部冷缩管230和连接器234。

具体参照图2，加热电缆200可以包括第一部分200A。沿着第一部分200A，外部半传导层208可以由合格的技术人员移除，以暴露电绝缘层204的一段长度。例如，外部半传导层208可以被剥除预定的最小长度(由图3中的切割端224指示)，使得从电缆200的两个部分的连接区域(如下文所描述)到外部半传导层208不会发生电弧放电或表面跟踪。

参考图2以及图3，油脂214可以使用油脂施加器212被施加到电绝缘层204的暴露长度的至少一部分上。例如，油脂施加器212可以是与接合部210一起提供的含油脂的管或套筒。当安装接合部210时，油脂214可以帮助消除主垫216与电绝缘层204之间的潜在气穴。例如，气穴可能会增加放电的风险，尤其是对于大约五千伏或更高电压下操作的电缆。

如上文所指出的，接合部210可以包括主垫216。在一些实施例中，主垫216可以是冷缩管，例如硅树脂冷缩管，该硅树脂冷缩管已经被预成型为预定形状，然后在内螺旋保持件(inner spiral hold out)218(也称为内螺旋)上预膨胀。内螺旋218可以提供足够的刚性以将主垫216保持在膨胀位置，并且可以通过有资格的技术人员牵拉撕裂绳部分220来移除，这将从内螺旋218的第一端222到内螺旋218的与第一端222相反的第二端逐渐解开内螺旋218。随着有资格的技术人员逐渐移除内螺旋218，主垫216在电绝缘层204和任何油脂214上收缩。

主垫216因此可以定位在暴露的电绝缘层204的长度的至少一部分上。更具体地，主垫216可以定位在电绝缘层204的一部分上，从外部半传导层208的切割端224延伸到主垫216的暴露端226，使得绝缘层204的一小部分(例如，绝缘层204的5mm长度)可以延伸超过主垫216的暴露端226。在一些实施例中，主垫216可以是大约75毫米长。此外，电绝缘层204的未被主垫216环绕的部分可以被移除以暴露导体202。

更具体地，图4示出了加热电缆200的第一部分200A以及加热电缆200的第二部分200B。主垫216显示为收缩在第一部分200A的暴露的电绝缘层204上。保留在主垫216外部的电绝缘层204和内部半传导层206可以被剥离以暴露导体202的第一段202A。在一些实施例中，第一段202A可以延伸足以插入连接器(例如下面描述的图6中所示的连接器234)并与其电耦合的长度，使导体202在连接器外部的暴露最小。

此外，冷缩接合部210可以包括次垫228，该次垫228可以定位在加热电缆200的第二部分200B的电绝缘层204上(例如，首先将油脂(未示出)施加到电绝缘层204上)。更具体地，沿着第二部分200B，外部半传导层208可以被移除以暴露一段长度的电绝缘层204，油脂214可以被施加到电绝缘层204的暴露长度的至少一部分，并且次垫228可以收缩在电绝缘层204和任何油脂214上。如上文所指出，油脂可以填充可能存在于垫228与电绝缘层204之间的潜在气穴。

次垫228可以与主垫216基本相同。特别地，次垫228可以是冷缩管，例如硅树脂冷缩管。在一些实施例中，次垫228可以是推接式套管或热缩套管。次垫228可以以与主垫216收缩在第一部分200A的电绝缘层204上相同的方式收缩在第二部分200B的电绝缘层204上。此外，导体202的第二段202B可以被暴露并延伸与导体202的第一段202A大致相同的长度。

现在参考图2-图4以及图5，主垫216和次垫228的大小都可以适当地设定成允许接合部210的外部冷缩管230覆盖和保护加热电缆200。外部冷缩管230可以是硅树脂冷缩管。外部冷缩管230可以预成型为预定形状，然后在内螺旋232上预膨胀，内螺旋232的功能类似于上文所描述的内螺旋218。内螺旋232还可以包括撕裂绳部分233。类似于主垫216和次垫228，随着内螺旋232被移除(例如，使用撕裂绳部分233)，外部冷缩管230收缩。然而，外部冷缩管230可能不会收缩超过该预定形状，这限制了外部冷缩管230能够围绕什么形状形成合适的装配。

如果主垫216、次垫228和外部半传导层208不具有足够大的直径，则外部冷缩管230可能无法收缩得足够远以形成主垫216、次垫228和外部半传导层208的外表面(例如，在主垫216、次垫228和外部半传导层208周围形成充分压缩的密封)并提供防护免受诸如水或其他液体等因素影响。例如，已收缩的主垫216的直径D1(例如，如图4所示)和已收缩的次垫228的直径D2(例如，如图4所示)可以近似等于外部半传导层208的直径D3。然而，只要直径D1和D2在直径D3的预定裕度内，例如一毫米的裕度，外部冷缩管230的大小可以被设计成收缩得足够远以抵靠主垫216、次垫228和外部半传导层208的外表面压缩，并提供防护免受诸如水或其他液体等因素的影响。也可以施加油脂以填充由于D1与D3和/或D2与D3之间的不匹配而可能存在的潜在气穴。如上文所指出，如果气穴没有被充分消除，就有可能会发生放电，尤其对于在大约五千伏或更高电压下操作的电缆。

此外，现在参考图2-图5以及图6，冷缩接合部210可以进一步包括连接器234，例如抗剪螺栓连接器。例如，连接器234可以是镀锡铝抗剪螺栓连接器、镀镍抗剪螺栓连接器或铜抗剪螺栓连接器。连接器234也可以是压接连接器。连接器234可以接受每个导体202的第一段202A和第二段202B，以便电连接这些导体202A、202B。

在一些实施例中，连接器234可以包括主体236和任意数量的紧固件，这些紧固件可以将导体202的第一段202A和第二段202B固定到主体236。例如，连接器234可以包括第一紧固件238和第二紧固件240。第一紧固件238和第二紧固件240可以各自是螺栓，例如分离式螺栓或螺钉。第一紧固件238和第二紧固件240可各自被转动或以其他方式被驱动到主体部分236中，并分别抵靠第一段202A和第二段202B，从而将第一段202A和第二段202B物理固定和电耦合到主体236，进而物理固定和电耦合到连接器234。因此，连接器234可以将加热电缆200的第一部分200A电耦合到加热电缆的第二部分200B。

外部冷缩管230的大小可足够大以装配在连接器234上，并且能够收缩得足够远以抵靠主垫216、次垫228和外部半传导层208的外表面挤压或压缩，如上文所描述。与不包括垫216、228的接合部相比，主垫216和次垫228的存在可能减少外部冷缩管230需要收缩多远。因此，更大范围的冷缩管可以用作外部冷缩管230，因为收缩要求降低了，这也可以得到更成本高效的接合部210和/或允许使用已经存在的商业冷缩管。

现在参考图2-图6以及图7，如上文所描述，外部冷缩管230可以定位在主垫216、次垫228、连接器234以及外部半传导层208的至少一部分上，并且通过移除内螺旋232可以使外部冷缩管230收缩。在外部冷缩管230收缩之前，可以将另一层油脂(未示出)施加到主垫216、次垫228和连接器234的外表面，以消除潜在的气穴。因此，接合部210可以包括施加到主垫216、次垫228和连接器234的外表面的油脂。外部冷缩管230(进而接合部210)然后可以为导体202和连接器234提供防护免受诸如水的因素影响。

此外，在一些实施例中，外部冷缩管230可以包括最外部的半传导层244，最外部的半传导层244可以防止或减少冷缩接合部中可能发生的放电。某些电缆，例如在五千伏或五千伏以上操作的直列式集肤效应加热电缆，可以包括外部半传导层(例如，图1所示的外部半传导层108)，外部半传导层接触正被加热的热管的内表面，并且减少或消除电晕或局部放电，而不干扰直列式集肤效应加热电缆与热管之间的能够实现集肤效应加热的电关系。热管充当外部半传导层的接地。因此，为了减少或消除接合部210中的放电，外部冷缩管230的最外部半传导层244可以被布置成与合适的接地电连通。例如，接合部210可以经由分线盒264与热管电连通。

更具体地，图8示出了具有顶部部分272和底部部分268的分线盒264。如图8所示，顶部部分272可以被移除，底部部分268可以接纳冷缩接合部210。图9示出了分线盒264的顶部部分272附连到底部部分268，并且冷缩接合部210位于分线盒264中。此外，在图9中，冷缩接合部210、加热电缆200的第一部分200A和加热电缆200的第二部分200B在分线盒内的位置用虚线指示。

在一些应用中，分线盒264可以焊接到第一加热管276和第二加热管280。第一加热管276和第二加热管280可以形成更大的加热管，其将热量传递到管线(例如，输油管线、硫磺管线等)。分线盒264可以完全封闭冷缩接合部210。接合部210与分线盒264组合，可以形成用于加热电缆200(例如集肤效应加热电缆)的接合系统。分线盒264由于焊接连接到加热管276、280而与加热管276、280电连通，并且加热管276、280可以充当冷缩接合部210的接地。

例如，分线盒264通常是金属的并且导电。在一些实施例中，分线盒264的内表面266没有被涂漆或以其他方式处理以减少或消除分线盒264内部的传导性。当外部冷缩管230的最外部半传导层244与分线盒264的内表面266接触(并且因此与分线盒264直接电连通)并且分线盒264与加热管276、280电连通时，外部冷缩管230可以以与加热电缆200的外部半传导层(例如，图1所示的外部半传导层108)类似的方式减少或消除放电。

在一些实施例中实现接地的另一种方法是将外部冷缩管230的外部半传导层244布置成与加热电缆200的外部半传导层208电连通。为了实施该方法，传导性跳线，例如一条传导性胶带、金属编织物或传导性线套，可以被定位在外部冷缩管230的外部半传导层244与加热电缆200的外部半传导层208之间。

图10-图12示出了根据一些实施例的另一冷缩接合部310，该冷缩接合部310用于连结加热电缆300的第一部分300A与加热电缆300的第二部分300B，加热电缆300具有导体302、绝缘层304和外部半传导层308。冷缩接合部310可以包括图2-图7所示的接合部210的部件中的一个或多个。具体地，冷缩接合部310可以包括与上述外部冷缩管230可能基本相同的外部冷缩管330、与上述主垫216可能基本相同的主垫316、与上述次垫228可能基本相同的次垫328以及与上述连接器234可能基本相同的连接器334。图10示出了安装后的冷缩接合部310，特别是外部冷缩管330覆盖冷缩接合部310的其他部件。

图11和图12示出了已安装的冷缩接合部310，其中外部冷缩管330剖开并移除，以示出冷缩接合部310的其他部件，这些部件包括连接器334、主垫316和次垫328。如上文所描述，外部冷缩管330可以包括在其外表面上的半传导层。此外，如图11和图12所示，外部冷缩管330可以包括沿着其内部的第一应力锥352、第二应力锥354和连接器接口356。在一些实施例中，第一应力锥、第二应力锥和连接器接口也可以包括在图7的外部冷缩管230中。外部冷缩管330的不包括第一应力锥352、第二应力锥354、连接器接口356和半传导性涂层的部分可以包括绝缘体材料350。图12示出了第一应力锥352和连接器接口356的更近视图。

连接器接口356和应力锥352、354可以各自包括相同的半传导性材料，半传导性材料可以是半传导性硅树脂。连接器接口356可以定位在连接器334上并与连接器334接触。例如，连接器334可以是压缩连接器，压缩连接器包括金属或半传导性套环，提供连接器334与半传导性连接器接口356之间的电连接。此外，第一应力锥352可以与主垫316和第一电缆部分300A的外部半传导层308都接触。第二应力锥354可以与次垫328和第二电缆部分300B的外部半传导层308都接触。

连接器334可以居中并与连接器接口356接触，而不与绝缘体材料350接触。更具体地，因为连接器接口356与连接器334电接触，所以在加热电缆的操作期间，连接器接口356处于加热电缆的操作电压。另一方面，由于应力锥352、354与电缆的外部半传导层电连接，应力锥352、354处于地电位。处于操作电压的连接器接口356与处于地电位的应力锥352、354之间的绝缘材料部段350具有足够的爬电距离和绝缘厚度来承受该区域中的高电应力。应力锥352、354因此可以减少在电缆300的半传导性边缘处出现的高电应力。

图13示出了类似于图8的分线盒264的分线盒364，分线盒364的顶部部分372被移除，并且冷缩接合部310布置在其底部部分368中。图14示出了分线盒364的顶部部分372附连到底部部分368，并且冷缩接合部310位于分线盒364中。此外，在图14中，冷缩接合部310、加热电缆300的第一部分300A和加热电缆300的第二部分300B在分线盒364内的位置用虚线指示。接合部310与分线盒364相组合，可以形成用于加热电缆300(例如集肤效应加热电缆)的接合系统。

分线盒364可以焊接到第一加热管376和第二加热管380，因此与加热管376、380电连通。第一加热管376和第二加热管380可以形成更大的加热管，其将热量传递到管线(例如，输油管线、硫磺管线等)。分线盒364可以完全封闭冷缩接合部310，并且加热管376、380可以充当冷缩接合部310的接地。

更具体地，类似于上文描述的分线盒264，分线盒364通常是金属的并且导电。在一些实施例中，分线盒364的内表面366没有被涂漆或以其他方式处理以减少或消除分线盒364内部的传导性。当外部冷缩管330的外部半传导层344与分线盒364的内表面366接触并且分线盒364与加热管376、380电连通时，外部冷缩管330可以以与加热电缆300的外部半传导层(例如，图1所示的外部半传导层108)类似的方式减少或消除放电。

在一些实施例中，另一种方法是将外部冷缩管330的外部半传导层344布置成与加热电缆300的外部半传导层308电连通。为了实施该方法，传导性跳线，例如一条传导性胶带、金属编织物或传导性线套，可以被定位在外部冷缩管330的外部半传导层344与加热电缆300的外部半传导层308之间。

鉴于以上所述，在一些实施例中，用于安装冷缩接合部310的方法可以包括沿着加热电缆300的第一部分300A移除(例如，通过剥离)外部半传导层308以暴露预定长度的绝缘层304，并且在绝缘层304上安装主垫316。预定长度可以近似等于主垫316的长度加上导体302需要被暴露以插入连接器334的第二预定长度。预定长度可以比主垫316的长度加上第二预定长度稍微更长(例如，百分之十)。

该方法可以包括进一步移除绝缘层304以暴露导体302的第二预定长度。该方法可以包括以与主垫316和第一部分中暴露的导体302相同的方式，将次垫328安装在第二部分300B上并且暴露包括在第二部分300B中的导体302的长度。

该方法可以包括通过经由连接器334连接第一部分300A的导体302和第二部分300B的导体302，将第一部分300A电耦合到第二部分300B。该方法可以包括将外部冷缩管330定位和安装(例如，通过收缩)在连接器334、主垫316和次垫328上。在安装外部冷缩管330之前，连接器接口356可以定位在连接器334上，第一应力锥352可以定位在主垫316和第一部分300A的外部半传导层308上，并且第二应力锥354可以定位在次垫328和第二电缆部分300B的外部半传导层308上。

在外部冷缩管330收缩之后，连接器接口356可以与连接器334接触(例如，电接触)，第一应力锥352可以与主垫316和第一部分300A的外部半传导层308接触，并且第二应力锥354可以与次垫328和第二电缆部分300B的外部半传导层308接触。

在安装之后，该方法可以包括将冷缩接合部310，更具体地说是外部冷缩管330，布置在分线盒364的底部部分368中。该方法可以包括将分线盒364的顶部部分372紧固到底部部分368。在一些实施例中，该方法可以包括分别牵拉第一部分300A和第二部分300B穿过第一加热管376和第二加热管380，并且在安装冷缩接合部310之前将第一部分300A和第二部分300B的切割端定位在分线盒中和/或分线盒附近。此外，该方法可以包括将分线盒364焊接到加热管376、380。

如上文所描述，一些实施例的接合部210/310可以包括主垫、次垫、施加在电绝缘层的一段长度与主垫之间的油脂、施加在电绝缘层的一段长度与次垫之间的油脂、连接器、外部冷缩管和覆盖主垫、次垫和连接器的任何油脂。这些部件的选择，以及这些部件的材料性质，使得接合部成本高效地电耦合高压加热电缆，例如直列式集肤效应加热电缆，由合格的技术人员容易地安装，并且能够抵抗相对较高的温度。

值得注意的是，当冷缩套管用作主垫、次垫和外部冷缩管时，接合部不需要使用胶带。例如，安装胶带通常是劳动密集型和工艺密集型的，并且包括胶带的接合部可能比包括冷缩套管的接合部更难安装。此外，在一些实施例中，连接器可以是抗剪螺栓连接器，其可以比诸如压接连接器的其他连接器类型更容易安装。

此外，接合部的大小可以提供成本高效的接合解决方案。返回参考图7，接合部210的直径仅在冷缩管230的位于连接器234上的部分稍微更大。因此，与利用其他连接器的其他接合部相比，利用直径接近电缆100直径的抗剪螺栓连接器作为连接器234可以减小接合部210的大小。接合部210的相对较小的大小可以允许接合部210定位在比其他接合部更小(并且可能更便宜)的分线盒中，潜在地降低了消费者的成本。接合部210也不需要可能难以可靠安装的模制推接式管(例如硅树脂推接式管)。

某些实施例的接合部也可以比其它市售接合部额定用于更高的温度。更具体地，上述主垫、次垫和外部冷缩管可以包括硅树脂，因此可以比其他商业接合套件中包括的部件额定用于更高的温度(例如150℃)。例如，商业EPDM推接式管的额定温度通常仅为约90-105℃。作为另一个示例，许多市售半传导性胶浆或胶带并未额定用于高达150℃。因此，接合部可以被配置为比其他接合套件耐受更高的温度。

一些实施例的接合部也可以用于其他接合套件不适合用于的某些集肤效应加热电缆，例如直列式集肤效应加热电缆。例如，一些接合套件不能用于集肤效应加热电缆，因为这些接合套件使用外部金属接地。此外，目前可购得的接合部由于大小限制(例如，不装配在接线盒内或者不能充分收缩到集肤效应加热电缆的直径)，不适用于直列式集肤效应加热电缆。这里描述的接合部被配置成与集肤效应加热电缆一起操作，并装配在分线盒内，从而提供了相比于现有接合部的改进。主垫、次垫和外部冷缩管允许接合部与分线盒以及焊接到分线盒的热管之间的电接触，这允许在加热器电缆的操作期间进行必要的放电。

本领域的技术人员将会理解，虽然上面已经结合特定的实施例和示例描述了本发明，但是本发明不一定局限于此，并且许多其他实施例、示例、用途、对实施例、示例和用途的修改和偏离旨在被所附权利要求所涵盖。

Claims (20)

1.一种用于集肤效应加热电缆的接合系统，所述集肤效应加热电缆具有绝缘层并且包括至少部分地设置在第一加热管中的第一部分和至少部分地设置在第二加热管中的第二部分，所述接合系统包括：

接合部，包括：

主冷缩垫，所述主冷缩垫收缩在所述加热电缆的所述第一部分的所述绝缘层的第一段上；

次冷缩垫，所述次冷缩垫收缩在所述加热电缆的所述第二部分的所述绝缘层的第二段上；

连接器，所述连接器电耦合到所述加热电缆的所述第一部分的第一导体和所述加热电缆的所述第二部分的第二导体；以及

外部冷缩管，所述外部冷缩管包括外部半传导层，所述外部冷缩管收缩在所述主冷缩垫、所述次冷缩垫和所述连接器上；以及

金属分线盒，所述金属分线盒焊接到所述第一加热管和所述第二加热管并与所述第一加热管和所述第二加热管电连通，所述金属分线盒容纳所述接合部并与所述外部冷缩管的所述外部半传导层电连通。

2.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述连接器是抗剪螺栓连接器。

3.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述主冷缩垫包括冷缩硅树脂管。

4.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述次冷缩垫包括冷缩硅树脂管。

5.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述外部冷缩管是冷缩硅树脂管。

6.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述集肤效应加热电缆在五千伏或五千伏以上的电压下操作。

7.根据权利要求1所述的接合系统，其中所述集肤效应加热电缆在一万伏或一万伏以上的电压下操作。

8.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述外部冷缩管的外部半传导层与所述加热电缆的外部半传导层电接触。

9.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述主冷缩垫的收缩直径大约等于所述加热电缆的所述外部半传导层的直径。

10.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述主冷缩垫、所述次冷缩垫和所述外部冷缩管包括额定用于至少150摄氏度的材料。

11.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述加热电缆包括大小等于或小于两个美国线规的导体。

12.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述连接器是压缩连接器，包括金属或半传导性套环，所述套环在所述连接器与所述外部冷缩管的连接器接口之间提供电连接。

13.根据权利要求1所述的接合系统，其中，所述加热电缆包括外部半传导层，并且所述外部冷缩管包括：

连接器接口，所述连接器接口与所述连接器接触；

第一应力锥，所述第一应力锥与所述主冷缩垫和所述加热电缆的所述第一部分的所述外部半传导层接触；以及

第二应力锥，所述第二应力锥与所述主冷缩垫和所述加热电缆的所述第二部分的所述外部半传导层接触。

14.一种用于集肤效应加热电缆的接合部，所述集肤效应加热电缆包括绝缘层并设置在加热管中，所述接合部包括：

主冷缩垫，所述主冷缩垫收缩在所述加热电缆的第一部分的所述绝缘层的第一段上；

次冷缩垫，所述次冷缩垫收缩在所述加热电缆的第二部分的所述绝缘层的第二段上；

连接器，所述连接器电耦合到所述加热电缆的所述第一部分的导体和所述加热电缆的所述第二部分的导体；以及

外部冷缩管，所述外部冷缩管收缩在所述主冷缩垫、所述次冷缩垫和所述连接器上，并且与金属分线盒电接触，所述金属分线盒与所述加热管电连通。

15.根据权利要求14所述的接合部，其中，所述外部冷缩管包括外部半传导层，所述外部半传导层与所述加热电缆的外部半传导层电接触。

16.根据权利要求14所述的接合部，其中，所述连接器是抗剪螺栓连接器。

17.一种用于在集肤效应加热电缆上安装冷缩接合部的方法，所述方法包括：

沿着所述加热电缆的第一部分移除外部半传导层，以暴露所述加热电缆的绝缘层的第一段；

在所述绝缘层的所述第一段的至少一部分上安装主垫；

沿着所述加热电缆的第二部分移除所述外部半传导层，以暴露所述加热电缆的所述绝缘层的第二段；

在所述绝缘层的所述第二段的至少一部分上安装次垫；

在所述主垫与所述次垫上安装冷缩管；以及

将所述冷缩管布置成与分线盒电接触。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括用连接器将所述加热电缆的所述第一部分耦合到所述加热电缆的所述第二部分。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

将所述冷缩管的连接器接口布置在所述连接器上；

将所述冷缩管的第一应力锥布置在所述主垫和所述外部半传导层上；以及

将所述冷缩管的第二应力锥布置在所述次垫和所述外部半传导层上。

20.根据权利要求17所述的方法，还包括在安装所述主垫之前向所述绝缘层的所述第一段的所述至少一部分施加油脂。

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