CN116092745A - 一种电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电缆制造技术领域，具体涉及一种电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法。该恢复方法包括以下步骤：在断开电缆的绝缘恢复层外绕包半导电带；将预先套在断开电缆一边的冷缩套管移动至半导电带外，拉出冷缩套管中的抽条，使冷缩套管收缩包裹在半导电带上；依次绕包聚四氟乙烯带、玻璃纤维带、铜带和加热带，并进行加热处理；冷却后拆除带材。本发明方法工序简单，工装设备少，缩短绝缘屏蔽制作时间，提高接头制作效率；可广泛应用于中压、高压交流海电缆及直流海电缆，湿式海缆的制备；对生产环境要求不高，适用于工厂内，陆地，海上等复杂环境下进行加工。
Description
技术领域
本发明属于电缆制造技术领域，具体涉及一种电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法。
背景技术
随着海上风电系统的发展，大长度，高电压海缆对接头技术的要求越来越高，研发可广泛应用、加工效率高、可靠性好的接头技术势在必行。
接头技术发展之初，接头绝缘屏蔽层的恢复采用包括均匀涂抹在光滑处理后的接头绝缘层表面的半导电漆层，半导电漆层外半重叠绕包半导电自粘带的方式。但是该技术不适用于湿式海缆接头绝缘屏蔽的恢复，易导致绝缘进水等现象。
相关的现有技术有采用与本体绝缘屏蔽材料相同的材料，为半导电自粘带，将半导电自粘带紧紧包裹在绝缘上，两端延伸后覆盖绝缘屏蔽层；半导电带外缠绕聚四氟乙烯隔热带，缠绕后使用高温烘枪对聚四氟乙烯隔热带加热，防止高温直接接触绝缘。同时使用圆柱工具进行挤压，确保圆整度的情况下，使半导电自粘带紧密连接为一体。粘合后拆除聚四氟乙烯隔热带，采用1000#以上砂纸将表面打磨光滑、圆整。再次包裹聚四氟乙烯隔热带，安装预制硫化模具，对其进行加热，加热温度区间120～130℃，硫化时间35min，待温度下降到室温，方可将模具拆卸，取下四氟乙烯隔热带。这种方法耗时较长，制作工序繁琐，过程控制难度大，容易出现半导电自粘带的污染。
发明内容
本发明旨在解决上述问题，提供了一种电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，制作工序少，节省时间，易于过程控制，效率高效果好；对安装人员要求降低，适用范围广泛。
按照本发明的技术方案，所述电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，包括以下步骤，
S41：将冷缩套管套在断开电缆的一边；
S42：在断开电缆的绝缘恢复层外绕包半导电带；
S43：将冷缩套管移动至半导电带外，拉出冷缩套管中的抽条，使冷缩套管收缩包裹在半导电带上；
S44：在收缩后的冷缩套管外依次绕包聚四氟乙烯带、玻璃纤维带、铜带和加热带，并进行加热处理；
S45：冷却后，依次拆除加热带、铜带、玻璃丝带、聚四氟乙烯带和冷缩套管，完成电力电缆绝缘屏蔽的恢复。
具体的，所述断开电缆包括从内至外依次设置的导体、内屏蔽层(导体屏蔽层)、绝缘层、外屏蔽层(绝缘屏蔽层)和金属屏蔽层；所述断开电缆的绝缘层之间恢复绝缘形成绝缘恢复层。
进一步的，所述冷缩套管的材质为硅橡胶。硅橡胶材质的冷缩套管具有优良的弹性，扩张倍率可达4倍甚至以上，可耐高温达300℃，使屏蔽带材在加热过程中整体受力均匀，不会出现局部受力过大导致外屏蔽嵌入或局部厚度不均匀现象产生。
具体的，所述步骤S42中，通过屏蔽流延设备制带机组自动化拉制半导电带，拉制过程中挤塑机螺杆温度控制在120±5℃，制作成宽度15±3mm，厚度0.5±0.1mm的带材真空保存。
进一步的，所述步骤S42中，绕包半导电带前还包括：打磨断开电缆的绝缘层表面和两端绝缘屏蔽层的操作，使得绝缘层与绝缘屏蔽层的交界处光滑过渡无台阶。
进一步的，所述步骤S42中，半导电带的绕包重叠率为40～60％。
进一步的，所述步骤S42中，半导电带的绕包层数为2层。
进一步的，所述步骤S42中，半导电带的两端搭接断开电缆的绝缘屏蔽层至少50mm。
进一步的，所述半导电带与所述断开电缆的绝缘屏蔽层的材质相同。具体的，交流电缆可以采用北欧化工LE0592S，直流电缆可以采用北欧化工LE0550DC。
进一步的，所述步骤S44中，加热处理的温度为180～220℃，时间为0.5～2h，具体加热时间根据实际电缆型号规格确定；在一个实施例中加热处理的温度为190℃，时间为30min。通过对预制屏蔽带材加温，使屏蔽带材与绝缘层产生化学交联，在热的作用下，提高了材料的耐老化性能、机械性能和耐环境的能力。
具体的，所述步骤S44中，在收缩后的冷缩套管外依次绕包聚四氟乙烯带、玻璃纤维带、铜带和加热带；
其中，聚四氟乙烯由四氟乙烯聚合而成，其分子结构完全对称的无枝化线性聚合物，密度为(2.280～2.295)g/cm3、结晶度达93％～98％，几乎是一个完全结晶的聚合物，同时是一种坚韧，柔软，没有弹性，拉伸强度适中的材料，同时聚四氟乙烯具有良好的耐热性，可以在-60～+260℃下使用；
玻璃纤维带耐热性能优良，高使用温度为600℃；轻质、耐热、热容量小、导热系数低、柔软、良好的隔热性；玻璃纤维带不吸水，不腐蚀，不霉变、不虫蛀、不易散落、有一定的抗拉强度；优异的耐老化性能；有良好的吸音、高于NRC平均要求；根据使用要求可以剪裁、缝纫、易于施工；玻璃纤维为无机纤维，绝不燃烧；具有高抗张强度及长度稳定性；
通过铜带包裹加温区域，使整体加温受热均匀，在材料加热膨胀过程中给予一定压力。
进一步的，所述步骤S45中，冷却的方式为自然冷却。
本发明的另一方面提供了一种高压海缆软接头的制备方法，包括导体焊接、导体屏蔽层恢复(内屏恢复)、绝缘层恢复、绝缘屏蔽层恢复(外屏恢复)和金属屏蔽层恢复，所述金属屏蔽层恢复采用上述电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法。
具体的，所述高压海缆软接头包括从内至外依次设置的导体焊接段、内屏蔽恢复层、绝缘恢复层、外屏蔽恢复层、金属屏蔽恢复层；
所述导体焊接的方法为：制作导体焊接“公母头”，使用氧气乙炔气焊将导体分层对焊，形成导体焊接段，将导体焊接段外径打磨至工艺尺寸，再打磨圆整无表现凸起，清除槽内毛刺并用砂纸对表面进行抛光处理；
所述导体屏蔽层恢复的方法为：将内屏蔽带绕包在导体焊接段外，通过模具加温加压制作内屏蔽恢复层，根据工艺尺寸进行打磨抛光，内屏蔽恢复层与绝缘层界面应平滑过渡无台阶；
所述绝缘层恢复的方法为：清洁内屏蔽恢复层与反应力锥，通过挤塑机将绝缘注塑至挤塑模具内，待冷却后安装硫化模具，加入氮气，通过加温加压使绝缘进行硫化，形成绝缘恢复层，硫化完成后对绝缘恢复层进行除气；
所述金属屏蔽层恢复的方法为：在电缆线芯(外屏蔽恢复层)表面缠绕半导电阻水带，套入铅护套对其进行焊接。
本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：本发明方法工序简单，工装设备少，缩短绝缘屏蔽制作时间，提高接头制作效率；可广泛应用于中压、高压交流海电缆及直流海电缆，湿式海缆的制备；对生产环境要求不高，适用于工厂内，陆地，海上等复杂环境下进行加工。
附图说明
图1为本发明步骤S44中绕包聚四氟乙烯带、玻璃纤维带、铜带和加热带状态示意图。
图2为硅油试验图。
图3为外屏蔽恢复段取样切片图。
图4为外屏蔽与绝缘界面的40倍放大图。
附图标记说明：1-半导电带、2-冷缩套管、3-聚四氟乙烯带、4-玻璃纤维带、5-铜带、6-加热带、7-断开电缆。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供了一种电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，包括以下步骤，
S41：将冷缩套管2套在断开电缆7的一边；
S42：在绝缘层恢复层外绕包半导电带1；半导电带1搭接断开电缆两端外屏蔽层50mm，按50％重叠率紧密绕包2层在绝缘层上
S43：将步骤S41中套在断开电缆7一边的冷缩套管2移动至半导电带1外，将冷缩套管2中的抽条均匀拉出，冷缩套管2收缩后均匀地紧紧包裹在半导电带1上；
S44：在收缩后的冷缩套管2外绕包聚四氟乙烯带3，聚四氟乙烯3带外绕包玻璃纤维带4，玻璃纤维带4外绕包铜带5，铜带5外缠绕加热带6，形成图1所示结构；
加热处理，加热温度控制在190℃，加热时间为30min；
S45：自然冷却后，依次拆除加热带6、铜带5、玻璃丝带4、聚四氟乙烯带3和冷缩套管2。
对上述绝缘屏蔽(外屏)恢复质量进行检测，结果显示：
通过硅油试验绝缘层与外屏蔽界面光滑无间隙(将硅油加温至130℃，放入检测样品，通过肉眼观察绝缘层与外屏蔽界面状态，如图2所示)；光学显微镜下外屏蔽层与绝缘界面上无大于0.05mm的微孔(将外屏蔽恢复段取样切片，通过显微镜放大40倍，检查外屏蔽与绝缘界面处微孔)，绝缘半导电屏蔽层与绝缘界面上无大于0.125mm的进入绝缘层额突起以及大于0.125mm的进入半导电层的突起，通过检测在23℃时体积电阻率均值为14.8Ω·cm、90℃时体积电阻率均值为16.5Ω·cm、抗张强度20.2MPa、断裂伸长率230％、热延伸试验(0.2MPa，200±3℃，15min)负荷下伸长率为15％，冷却后永久变形率-2.5％；外屏蔽数据检测均满足性能要求。
实施例2
本实施例提供了一种高压海缆软接头，用于连接断开电缆，该断开电缆包括从内至外依次设置的导体、内屏蔽层、绝缘层、外屏蔽层和金属屏蔽层。
对应断开电缆，该高压海缆软接头包括从内至外依次设置的导体焊接段、内屏蔽恢复层、绝缘恢复层、外屏蔽恢复层、金属屏蔽恢复层，为了使得软接头具有与断开电缆相同的电气性能、机械性能、弯曲性能和使用寿命，上述层次的材质选择均与断开电缆的对应层次相同。
在制备高压海缆软接头前，先固定断开电缆，校直后进行加热除潮和剥切处理；高压海缆软接头的制备包括以下步骤，
S1：导体焊接，制作导体焊接“公母头”，使用氧气乙炔气焊将导体分层对焊，形成导体焊接段，将导体焊接段外径打磨至工艺尺寸，再打磨圆整无表现凸起，清除槽内毛刺并用砂纸对表面进行抛光处理；
S2：内屏恢复，将内屏蔽带绕包在导体焊接段外，通过模具加温加压制作内屏蔽恢复层，根据工艺尺寸进行打磨抛光，内屏蔽恢复层与绝缘层界面应平滑过渡无台阶；
S3：绝缘恢复，清洁内屏蔽恢复层与反应力锥，通过挤塑机将绝缘注塑至挤塑模具内，待冷却后安装硫化模具，加入氮气，通过加温加压使绝缘进行硫化，形成绝缘恢复层，硫化完成后对绝缘恢复层进行除气；
S4：外屏恢复，将绝缘层刮削至工艺尺寸，表面打磨光滑，清洁绝缘层与外屏蔽层表面，检查接头周围电缆线芯有无损伤；在接头恢复外屏段(绝缘恢复层外)缠绕半导电带，套入冷缩套管绕包四氟带玻璃丝带铜带后对其进行加温；自然冷却拆除带材后检查外屏恢复质量；
S45：自然冷却后，依次拆除加热带、铜带、玻璃丝带、聚四氟乙烯带和冷缩套管，检查外屏恢复质量；
在接头恢复外屏段缠绕半导电带，套入冷缩套管绕包四氟带玻璃丝带铜带后对其进行加温；自然冷却拆除带材后检查外屏恢复质量；
S5：金属屏蔽恢复，在电缆线芯表面缠绕半导电阻水带，套入铅护套对其进行焊接。
对上述软接头进行交流10kV-500kV、直流±320kV电气检测，结果显示通过试验。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，其特征在于，包括以下步骤，
S41：将冷缩套管套在断开电缆的一边；
S42：在断开电缆的绝缘恢复层外绕包半导电带；
S43：将冷缩套管移动至半导电带外，拉出冷缩套管中的抽条，使冷缩套管收缩包裹在半导电带上；
S44：在收缩后的冷缩套管外依次绕包聚四氟乙烯带、玻璃纤维带、铜带和加热带，并进行加热处理；
S45：冷却后，依次拆除加热带、铜带、玻璃丝带、聚四氟乙烯带和冷缩套管，完成电力电缆绝缘屏蔽的恢复。
2.如权利要求1所述的电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，其特征在于，所述冷缩套管的材质为硅橡胶。
3.如权利要求1所述的电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，其特征在于，所述步骤S42中，绕包半导电带前还包括：打磨断开电缆的绝缘层表面和两端绝缘屏蔽层的操作。
4.如权利要求1所述的电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，其特征在于，所述步骤S42中，半导电带的绕包重叠率为40～60％。
5.如权利要求1或4所述的电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，其特征在于，所述步骤S42中，半导电带的绕包层数为2层。
6.如权利要求1所述的电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，其特征在于，所述步骤S42中，半导电带的两端搭接断开电缆的绝缘屏蔽层至少50mm。
7.如权利要求1所述的电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，其特征在于，所述半导电带与所述断开电缆的绝缘屏蔽层的材质相同。
8.如权利要求1所述的电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，其特征在于，所述步骤S44中，加热处理的温度为180～220℃，时间为0.5～2h。
9.如权利要求1所述的电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法，其特征在于，所述步骤S45中，冷却的方式为自然冷却。
10.一种高压海缆软接头的制备方法，包括导体焊接、导体屏蔽层恢复、绝缘层恢复、绝缘屏蔽层恢复和金属屏蔽层恢复，其特征在于，所述金属屏蔽层恢复采用权利要求1-9中任一项所述的电力电缆绝缘屏蔽的恢复方法。
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2023
- 2023-01-30 CN CN202310045568.4A patent/CN116092745A/zh active Pending
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