CN117691434A - 一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置及方法，包括熔接模具、升降台和对接机构，对接机构分别设置在熔接模具左右两侧的升降台上，升降台的中间设置有滑杆架，滑杆架的前后两侧分别设置有滑杆，滑杆上通过滑套分别连接有滑架，滑架之间通过定位导杆连接为整体，熔接模具包括定模具和动模具，定模具固定在其中一个滑架上，动模具的两侧分别与定位导杆滑动连接，对接机构包括滚动支撑架、定位U形架、角度调节组件和弹性夹紧机构，滚动支撑架上表面中心设置为镂空结构；该装置自动化程度高，易操作，适用于6～1000 kV各种电压等级的交联聚乙烯绝缘电力电缆，只需一人即可完成电缆的熔接工作，有效的节省人工和体力。

Description

一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置及方法

技术领域

本发明涉及电缆的熔接连通技术领域，具体为一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置及方法。

背景技术

由于交联聚乙烯绝缘电力电缆的生产技术、场地、运输等因素的限制，交联聚乙烯绝缘电力电缆一般长度约为 500～1000 米/盘，盘径 3.2 米、盘宽2.2 米及以下，重量约3～10 吨，便于生产、存储、运输等。

但是，由于城市地下电网、发电站的引出线路、工矿企业的内部供电及过江、过海的水下输电线有几十米、上百米、几公里、上千公里不等，所以必需把每盘交联聚乙烯绝缘电力电缆进行连接延长，以满足设计施工的要求；随着电网的发展和城网的改造，电力电缆在电网线路中所占的比例日益增加，相应的电缆本体的质量、电缆安装的质量、电缆附件的质量故障率也在不断增加，降低了电力运行的可靠性，因此必须采取有效的预防措施，全面提高输配电线路的运行水平。

现有的电缆熔融接头连接装置，由工装夹具和熔接模具组成，该种结构简单，但是存在以下缺陷，工装夹具在对接电缆接头时，一般电缆熔接工作至少需要三个以上工作人员配合工作，一人手扶电缆接头，另外一人手持工装夹具，对准电缆线芯位置，先将线芯固定，然后第三个人扶着熔接点，将另一个电缆线芯固定，然后安装模具，通过G形夹具将两个模具固定，由于电缆线芯硬度大难以弯曲，而且重量很重，在操作种很困难，适用于电压等级低的电缆，高电压等级的大规格电缆，该种连接装置无法完成熔接工作；中国专利申请号20192126366.7公开了一种新型电缆熔融接头连接装置，通过弹性宽绑带固定待连接的第一电缆和第二电缆，通过升降块使轴线在同一水平面上，该装置存在弹性宽绑带固定电缆不牢固，对接不方便，对人工依赖程度高，同样中国专利申请号202320665290.6公开了一种用于电缆接头的熔接装置，通过底座、调节组件和转动座等结构的设置，能够转动切换两个模具上相对的半型模腔，以组成两种尺寸的完整模腔，调节组件移动的模具可顺利完成扣合和拆分的动作，无需额外准备夹具，但是还是依赖人工先完成电缆接头的对接，无法自适应对接，需要手动操作使接头处对应在模腔中，且模具无法进行位置调节，依然存在上述所说的技术问题。

中国专利申请号201910773931.8公开了一种多芯电缆的熔融连接装置，该装置通过挤压的方式，并通过电磁圈组件将线缆融合在一起，同样中国专利申请号202120298547.X公开了一种电缆接头绝缘熔融装置，上压块与下压块贴合并将缠绕好的绝缘带接头固定在圆形型腔内，通过加热圈对圆形型腔内加热，使绝缘带发生熔融，上述专利适用于低电压小规格的线缆，电压超过35kV的电缆，就无法采用上述装置连接。

目前，电力电缆通常都是通过对中间连接管的压接或螺丝紧固的栓接方式连接两电力电缆的金属线芯，以实现连接延长，并靠电场应力控制管或电场应力控制锥来控制径向电场。但是，中间连接管的压接或螺丝紧固的方式结构连接不牢固、容易断裂、有异形、变形、不能成为同心圆且连接处尖角放电，气隙间隙大，物理机械性能小，径向电场损耗大，发热量大，严重影响了电力电缆的载流量及机械性能；而且连接施工繁琐复杂；因热缩、冷缩、预制式电缆附件产生间隙，内部存在气隙，产生局部放电并蔓延扩大恶化，导致绝缘击穿；吸潮或进水的现象，水分或潮气的呼吸效应和电泳效应渗入中间接头内部，界面电阻急剧下降，产生沿面放电；绝缘强度降低或老化，呈树枝状放电碳化，激发爬电击穿等事故现象；中国专利申请号201810044864.一种电力电缆现场熔接型包带式直通接头工艺，在电缆上套入热缩管，剥除电缆端部各外层露出线缆导体；连接线缆导体，使熔接点外径与线缆导体外径一致；在线缆导体上缠绕半导电橡胶自粘带形成接头内半导电层；在接头内半导电层外缠绕绝缘橡胶自粘带形成接头绝缘层；恢复外半导电层；恢复铜屏蔽层；恢复护套层；该种电缆上套入热缩管的工艺，存在热胀冷缩的问题，而且连接强度低；而且通过电网运维部门多年数据分析及 DL/T 1576-2016《6～35电缆振荡波局部放电测试方法》的现场检测要求局部放电测试，得知电缆故障多发生于电缆中间接头处，主要原因是电缆中间接头制作工艺不合格导致绝缘性能不高，或电缆中间接头密封性能不好导致电缆中间接头受潮使绝缘击穿；电缆附件比电缆本身的电场分布复杂得多，影响整体电缆系统安全可靠性的根源主要在于电缆附件因此，电力市场急需先进的电缆熔融接头来恢复电缆结构以克服上述存在的问题。

针对上述存在的问题提出了一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置及方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置及方法，该装置易操作，适用于6～1000 kV各种电压等级的交联聚乙烯绝缘电力电缆，只需一人即可完成电缆的熔接工作，有效的节省人工和体力，而且实现电缆的准确对接，确保线芯同心圆，防止连接处尖角放电，提高熔接质量，而且利用该装置的熔融方法，把铜线芯、屏蔽层、保护层熔融连接为一体，将电缆恢复至“工厂生产”的样子，增强电缆防水、绝缘性能，延长电缆中间接头寿命，可以有效解决背景技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置及方法，包括熔接模具、升降台和对接机构，对接机构分别设置在熔接模具左右两侧的升降台上，升降台的中间设置有滑杆架，滑杆架的前后两侧分别设置有滑杆，滑杆上通过滑套分别连接有滑架，滑架之间通过定位导杆连接为整体，熔接模具包括定模具和动模具，定模具固定在其中一个滑架上，动模具的两侧分别与定位导杆滑动连接，对接机构包括滚动支撑架、定位U形架、角度调节组件和弹性夹紧机构，滚动支撑架上表面中心设置为镂空结构，滚动支撑架上表面两侧分别设置有万向球轴承，定位U形架位于万向球轴承上，弹性夹紧机构设置在定位U形架的中部，弹性夹紧机构包括浮动夹紧板和施压板，浮动夹紧板与施压板之间通过压紧浮动机构连接，压紧浮动机构包括限位柱、压紧弹簧和限位套，压紧弹簧套在限位套的外侧，定位U形架的一侧面设置为定位靠板，定位靠板与浮动夹紧板之间形成夹紧铜芯通道，浮动夹紧板上部设置为折弯结构，角度调节组件包括轴套、中心轴、压力轴承和驱动架，轴套设置在镂空结构的中心，中心轴的下端穿过轴套与驱动架连接，中心轴的上端与定位U形架的中心连接，压力轴承设置在轴套与定位U形架之间，滚动支撑架前后两边分别设置有伸缩缸Ⅳ，伸缩缸Ⅳ的伸缩端分别与驱动架两端铰接。

进一步的，定位U形架的另一侧面设置有螺纹杆，螺纹杆的一端通过万向旋转接头与施压板连接，螺纹杆的另一端设置有操作杆。

进一步的，压紧浮动机构对称设置在浮动夹紧板与施压板之间，限位套的一端固定在浮动夹紧板上，限位柱的一端穿入至限位套中，限位柱另一端固定在施压板上，且限位柱的直径小于限位套的内径。

进一步的，滚动支撑架的下方设置有滑台，滚动支撑架与滑台之间设置有翘板机构，翘板机构包括支撑轴、伸缩缸Ⅲ、浮动支撑弹簧和挂板，支撑轴设置在滑台的中部，该支撑轴上设置有等间距分布的转动支撑套，转动支撑套与滚动支撑架的下表面固定连接，浮动支撑弹簧设置在支撑轴的两侧，挂板固定在滚动支撑架下表面的四角，伸缩缸Ⅲ设置在滑台的上表面，伸缩缸Ⅲ的伸缩端连接有定位拉板，该定位拉板与挂板对应。

进一步的，升降台的上表面设置有导轨，滑台与导轨滑动连接，升降台上表面设置有伸缩缸Ⅰ，伸缩缸Ⅰ的伸缩端与滑台连接。

进一步的，升降台的下方设置有支撑底架，支撑底架的上表面设置有正反牙丝杠，正反牙丝杠的两个滑块上分别转动连接有工形支臂，工形支臂的另一端与升降台的下表面铰接，支撑底架上表面的四角设置有导套，导套中滑动连接有导柱，导柱的上端与升降台固定连接，正反牙丝杠带动两个滑块相对运动。

进一步的，滑架的外侧面设置有伸缩缸Ⅱ，伸缩缸Ⅱ的伸缩端与动模具固定连接，动模具与定模具之间形成铜芯定位通道，铜芯定位通道与夹紧铜芯通道对应，该铜芯定位通道的中部设置有焊腔，动模具与定模具结合后形成焊药腔，焊药腔通过导流洞与焊腔连通，动模具上表面通过合页转动连接有模腔盖子，模腔盖子内表面开设有外部连通槽。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、该装置自动化程度高，易操作，适用于6～1000 kV各种电压等级的交联聚乙烯绝缘电力电缆，只需一人即可完成电缆的熔接工作，有效的节省人工和体力，而且实现电缆的准确对接，确保线芯同心圆，防止连接处尖角放电，提高熔接质量，而且利用该装置的熔融方法，把铜线芯、屏蔽层、保护层熔融连接为一体，将电缆恢复至“工厂生产”的样子，增强电缆防水、绝缘性能，延长电缆中间接头寿命。

2、万向球轴承对滚动支撑架起到滚动支撑的作用，两个伸缩缸Ⅳ的伸缩方向相反，这样就可以从驱动架两端分别施加推力，可以轻松的推动定位U形架旋转，完成角度调节，压紧弹簧使得浮动夹紧板具有一定弹性和浮动空间，这样能够更好的与铜芯贴合，便于夹紧。

3、熔接模具的滑动结构，无需人工抬起模具，只需要滑动，用来调节熔接的位置，手动即可拨动熔接模具移动，操作方便，单人即可完成熔接点对接。

4、采用本装置熔接的电缆，熔点的载流能力与导体相同，具有良好的导电性能，且线芯熔接处的拉断力与本体的比值相近，恢复原来的机械强度，能够大幅度降低电缆中间接头引起的线路故障频率。

5、利用该装置和方法熔接的接头，形成与本体一致特性，无需应力处理、无气隙界面的电缆电场屏蔽体；电场分布完全等同于电缆本体的电场分布特性，无附加的应力锥、应力管结构、无界面气隙的接头全恢复概念；电缆熔融接头恢复电缆本体连接技术，处理后的接头比铜电缆本身的导电性能、抗拉性能都大有提升。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明熔接模具安装结构示意图；

图3为本发明熔接模具剖面结构示意图；

图4为本发明对接机构正视结构示意图；

图5为本发明对接机构侧视结构示意图；

图6为本发明对接机构轴测图；

图7为本发明对接机构仰视结构示意图；

图8为本发明弹性夹紧机构结构示意图；

图9为本发明线芯直流电阻率变化对比表；

图10为本发明线芯拉伸强度对比表。

图中：1支撑底架、2正反牙丝杠、3升降台、4工形支臂、5导轨、6导套、7导柱、8伸缩缸Ⅰ、9滑台、10滑杆架、11熔接模具、12对接机构、13伸缩缸Ⅱ、14滑架、15滑套、16滑杆、17铜芯定位通道、18定位导杆、19定模具、20动模具、21模腔盖子、22焊药腔、23导流洞、24焊腔、25外部连通槽、26驱动架、27浮动支撑弹簧、28挂板、29伸缩缸Ⅲ、30定位拉板、31操作杆、32螺纹杆、33万向旋转接头、34施压板、35浮动夹紧板、36定位靠板、37转动支撑套、38支撑轴、39定位U形架、40万向球轴承、41防护罩、42滚动支撑架、43伸缩缸Ⅳ、44轴套、45中心轴、46压力轴承、47限位柱、48压紧弹簧、49限位套。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。

请参阅图1-10，本发明提供一种技术方案：一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置及方法，包括熔接模具11、升降台3和对接机构12，对接机构12分别设置在熔接模具11左右两侧的升降台3上，对接机构12用于实现两个电缆接头的对接，升降台3的中间设置有滑杆架10，滑杆架10的前后两侧分别设置有滑杆16，滑杆16上通过滑套15分别连接有滑架14，滑架14之间通过定位导杆18连接为整体，熔接模具11能够在滑杆16行移动，使得对接点对应在焊腔24的位置，用来调节熔接的位置，手动即可拨动熔接模具11移动，操作方便，单人即可完成熔接点对接，熔接模具11包括定模具19和动模具20，定模具19固定在其中一个滑架14上，动模具20的两侧分别与定位导杆18滑动连接，通过定位导杆18对动模具20导向定位，保证动模具20与动模具20配合准确，相比两个人配合手动对接，不仅操作方便，而且配合准确，效率高，确保线芯同心圆，防止连接处尖角放电，提高熔接质量，对接机构12包括滚动支撑架42、定位U形架39、角度调节组件和弹性夹紧机构，滚动支撑架42上表面中心设置为镂空结构，滚动支撑架42上表面两侧分别设置有万向球轴承40，定位U形架39位于万向球轴承40上，通过万向球轴承40对滚动支撑架42起到滚动支撑的作用，配合角度调节组件起到在调节过程中对滚动支撑架42稳定支撑，保证结构的稳定，能够对电缆线芯可靠支撑，弹性夹紧机构设置在定位U形架39的中部，弹性夹紧机构包括浮动夹紧板35和施压板34，浮动夹紧板35与施压板34之间通过压紧浮动机构连接，压紧浮动机构包括限位柱47、压紧弹簧48和限位套49，压紧弹簧48套在限位套49的外侧，压紧弹簧48使得浮动夹紧板35具有一定弹性和浮动空间，这样能够更好的与铜芯贴合，便于夹紧，定位U形架39的一侧面设置为定位靠板36，定位靠板36与浮动夹紧板35之间形成夹紧铜芯通道，浮动夹紧板35上部设置为折弯结构，这样可以使夹紧铜芯通道上部开口大一点，由于浮动夹紧板35具有一定的回弹空间，能够使电缆的线芯顺利的进入到夹紧铜芯通道中，角度调节组件包括轴套44、中心轴45、压力轴承46和驱动架26，轴套44设置在镂空结构的中心，中心轴45的下端穿过轴套44与驱动架26连接，中心轴45的上端与定位U形架39的中心连接，定位U形架39能够以中心轴45为圆心做圆周方向运动，对定位U形架39的角度进行调节，使得夹紧铜芯通道与电缆对接头平行，便于将电缆线芯夹紧，压力轴承46设置在轴套44与定位U形架39之间，压力轴承46能够使得定位U形架39能够承受较大压力，同时又可以保证顺利的转动，配合伸缩缸Ⅳ43完成角度的调节，滚动支撑架42前后两边分别设置有伸缩缸Ⅳ43，伸缩缸Ⅳ43的伸缩端分别与驱动架26两端铰接，两个伸缩缸Ⅳ43的伸缩方向相反，这样就可以从驱动架26两端分别施加推力，可以轻松的推动定位U形架39旋转，这样就可以对定位U形架39的角度调节，无需人工手动操作。

定位U形架39的另一侧面设置有螺纹杆32，螺纹杆32的一端通过万向旋转接头33与施压板34连接，万向旋转接头33能够使施压板34在圆周方向无死角自由转动，能够更好夹紧线芯，螺纹杆32的另一端设置有操作杆31，通过操作杆31转动螺纹杆32，螺纹杆32带动施压板34移动，通过压紧浮动机构将压力传递给浮动夹紧板35，浮动夹紧板35与定位靠板36配合将线芯夹紧。

压紧浮动机构对称设置在浮动夹紧板35与施压板34之间，限位套49的一端固定在浮动夹紧板35上，限位柱47的一端穿入至限位套49中，限位柱47另一端固定在施压板34上，且限位柱47的直径小于限位套49的内径，通过限位柱47与限位套49配合起到对浮动夹紧板35运动位置限制和保护的作用，防止压紧弹簧48严重变形，又能够保证浮动夹紧板35在一定范围内自由运动。

滚动支撑架42的下方设置有滑台9，滚动支撑架42与滑台9之间设置有翘板机构，翘板机构包括支撑轴38、伸缩缸Ⅲ29、浮动支撑弹簧27和挂板28，支撑轴38设置在滑台9的中部，该支撑轴38上设置有等间距分布的转动支撑套37，转动支撑套37与滚动支撑架42的下表面固定连接，由于电缆接头并不一定是水平状态，通过支撑轴38和转动支撑套37为滚动支撑架42提供支点，能够使滚动支撑架42前后转动，调节定位U形架39与电缆线芯平行，浮动支撑弹簧27设置在支撑轴38的两侧，浮动支撑弹簧27提供弹性支撑，在不受力的时候使滚动支撑架42处于水平状态，挂板28固定在滚动支撑架42下表面的四角，伸缩缸Ⅲ29设置在滑台9的上表面，伸缩缸Ⅲ29的伸缩端连接有定位拉板30，该定位拉板30与挂板28对应，伸缩缸Ⅲ29带动定位拉板30移动到最顶端，不影响滚动支撑架42左右运动，定位U形架39与线芯夹紧后，并不一定处于水平状态，此时伸缩缸Ⅲ29的伸缩端带动定位拉板30向下，通过两端的定位拉板30与挂板28配合，将滚动支撑架42拉至水平状态，这样能够使电缆接头在水平状态下对接，熔接更加精准，效果更好。

升降台3的上表面设置有导轨5，滑台9与导轨5滑动连接，升降台3上表面设置有伸缩缸Ⅰ8，伸缩缸Ⅰ8的伸缩端与滑台9连接，通过伸缩缸Ⅰ8伸缩，带动熔接模具11两侧滑台9在导轨5上移动，进而实现两个电缆对接头的对接工作，无需人力拉动电缆。

升降台3的下方设置有支撑底架1，支撑底架1的上表面设置有正反牙丝杠2，正反牙丝杠2的两个滑块上分别转动连接有工形支臂4，工形支臂4的另一端与升降台3的下表面铰接，支撑底架1上表面的四角设置有导套6，导套6中滑动连接有导柱7，导柱7的上端与升降台3固定连接，正反牙丝杠2带动两个滑块相对运动，通过工形支臂4将力传递给升降台3升降，进而实现升降台3的升降，操作方便。

滑架14的外侧面设置有伸缩缸Ⅱ13，伸缩缸Ⅱ13的伸缩端与动模具20固定连接，动模具20与定模具19之间形成铜芯定位通道17，铜芯定位通道17与夹紧铜芯通道对应，该铜芯定位通道17的中部设置有焊腔24，动模具20与定模具19结合后形成焊药腔22，焊药腔22通过导流洞23与焊腔24连通，将铜银熔粉倒入焊药腔22，铜银熔粉通过导流洞23进入焊腔24中，将铜银熔粉引燃，仅约2秒产生约2000度温度，把熔液有效地传导至线芯熔接部位，动模具20上表面通过合页转动连接有模腔盖子21，模腔盖子21内表面开设有外部连通槽25，模腔盖子21与动模具20连接接为一体，使用时直接翻转即可盖住焊药腔22，相比分体的更加方便快捷，分体的搬运该装置时，很容易弄丢，该简单的结构，可以有效的解决该问题。

工作原理：伸缩缸Ⅲ29带动定位拉板30移动到最顶端，这样滚动支撑架42在与线芯接触时可以自动转动贴合，伸缩缸Ⅰ8带动滑台9移动，使夹紧铜芯通道与线芯对应，升降台3带动对接机构12贴向线芯，此时紧铜芯通道与线芯会出现微小错位，这是可以通过伸缩缸Ⅳ43推动定位U形架39旋转，对定位U形架39的角度调节调节，然后升降台3上升，定位U形架39顶住线芯，转动螺纹杆32使浮动夹紧板35夹向线芯，将线芯夹牢，然后伸缩缸Ⅳ43带动定位U形架39回正，此时伸缩缸Ⅲ29的伸缩端带动定位拉板30向下，通过两端的定位拉板30与挂板28配合，将滚动支撑架42拉至水平状态，这样能够使电缆接头在水平状态下对接，用同样方法将另一个电缆的线芯定位，完成定位后，分别通过伸缩缸Ⅰ8带动对接机构12相向移动，实现线芯的对接，移动定模具19使得焊腔24对应芯线的熔接点，然后移动动模具20，通过伸缩缸Ⅱ13将动模具20与定模具19牢固的固定在一起，完成熔接模具11的定位对接工作。

一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接方法，包括以下步骤：

S1:线芯的熔接，通过对接机构12将电力电缆连接头对接，动模具20与定模具19配合将电力电缆连接头压紧，把铜银熔粉倒入焊药腔22，根据被熔接导体的形状和截面大小确定铜银熔粉量；利用金属化合物化学反应热作为热源，通过过热的熔融金属，直接或间接加热工作，在熔接模具11型腔中形成符合工程需求的熔焊接头；化学反应式：3Cu2O +2Al =6Cu + Al2O3，点火后化学反应快，2秒产生2000度温度，把熔液有效地传导至线芯熔接部位，将导体融化再凝接起来；

S2:屏蔽层的恢复，将屏蔽材料缠绕到线芯熔接部位，加热140～200℃，保持恒定压力1小时，恢复屏蔽层；

S3:绝缘层的恢复，以聚乙烯树脂为基料，加入交联剂、抗氧剂、稳定剂制成绝缘材料，将绝缘料加热150～200℃并保持恒定压力及一段时间模塑成型，恢复主绝缘层；

S4:电缆保护层恢复，把预先套入的铜屏蔽网管一头用恒力弹簧固定到电缆铜屏蔽上，分别拉至另一端铜屏蔽上并用恒力弹簧固定；同时在一头铜屏蔽上用恒力弹簧固定地线缠绕到另一头铜屏蔽上并用恒力弹簧固定；在电缆护套断口处缠绕三元乙丙橡胶带到另一边断口处；最后在电缆护套断口处 150mm处缠绕铠装带到另一边断口处 150mm，完毕。

线芯的熔接还可以采用金属焊接，金属焊接优先采用钨极氩弧焊，钨极氩弧焊是用钨棒作为电极加上氩气进行保护的焊接方法，焊接时氩气从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的氧化，从而获得优质的焊缝；焊接过程中根据工件的具体要求可以加或者不加填充焊丝，为了确保焊接接头电阻较小，选择银铜合金焊条；变形与应力较小，电弧稳定，惰性气体对熔池保护效果好，焊缝质量高等特点。

该熔接装置的熔接方法所采用的绝缘料和半导电料与生产电缆的绝缘料和半导电料是完全相同的材质，在与电缆的结合在化学、物理性能和结构上具有良好的相融性和稳固性，熔融界面的热性能、机械性能经大量实验和检测，均完全满足标准要求；而其优越的实用性已在大量的实际运行中得到了体现；本熔接装置的熔接方法按照电缆的铜芯、屏蔽结构、规格、绝缘材料等现场制作，实现与原电缆以连续、等效匹配的电场屏蔽体，使屏蔽、绝缘无气隙界面熔融结合，在结构上形成与电缆一致的整体而无明显的接头形状，绝缘强度与原电缆一致，具有更高的电气绝缘性能与运行的耐久性，使电场分布与电场强度处于最佳的自然状态，突显了本熔接装置的熔接方法电气性能稳定、运行可靠的特点；具有连接牢固、连接处导电率高，径向电场损耗小，电能损耗小，载流量高，铜芯熔接，屏蔽层、绝缘层加热挤出成型，电缆可以弯曲，无需担心电缆拖动造成影响，而且连接施工简单快捷，不占用市政用地的优点，完全恢复电缆本体结构，与电缆主体近似等径，达到工厂生产水平；该技术较普通的电缆中间接头制作方式有诸多优点，它通过对电缆结构的“重新生成”，一步步将电缆还原至新电缆状态。

焊接线芯直流电阻率变化小：

从图9 分析，原铜芯 17.36µΩ ·m -1比焊接铜芯电阻测量值为 17.97µ Ω ·m-1，电阻较小，且焊接前后的数据相近似，数据波动很小，引起的温升对绝缘温度的影响几乎可以忽略，焊接铜芯直流电阻稳定性较高。

焊接线芯拉伸强度降低小：

从图10 分析：铜芯焊接处的拉断力与本体的比值为 95%，导体焊接铜芯的抗拉强度达到本体强度的 94%以上，降幅较小，几乎恢复原来的机械强度，能够大幅度降低电缆中间接头引起的线路故障频率。

焊接线芯直流电流稳定：

熔接点的载流能力与导体相同，具有良好的导电性能，经检测，焊接前后的直流电阻比率变化率接近于零；这是任何一种传统连接方式无法比拟的；焊接点是分子结合，永久，不老化；焊接点象铜一样不受腐蚀影响；不会受到高浪涌电流的损伤；试验表明，在短时间大电流的冲击下，导体先于熔焊接头熔化。

以上显示和描述了本发明的基本原理，主要特征和优点，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围。

Claims (8)

1.一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置，包括熔接模具（11）、升降台（3）和对接机构（12），其特征在于：对接机构（12）分别设置在熔接模具（11）左右两侧的升降台（3）上，升降台（3）的中间设置有滑杆架（10），滑杆架（10）的前后两侧分别设置有滑杆（16），滑杆（16）上通过滑套（15）分别连接有滑架（14），滑架（14）之间通过定位导杆（18）连接为整体，熔接模具（11）包括定模具（19）和动模具（20），定模具（19）固定在其中一个滑架（14）上，动模具（20）的两侧分别与定位导杆（18）滑动连接，对接机构（12）包括滚动支撑架（42）、定位U形架（39）、角度调节组件和弹性夹紧机构，滚动支撑架（42）上表面中心设置为镂空结构，滚动支撑架（42）上表面两侧分别设置有万向球轴承（40），定位U形架（39）位于万向球轴承（40）上，弹性夹紧机构设置在定位U形架（39）的中部，弹性夹紧机构包括浮动夹紧板（35）和施压板（34），浮动夹紧板（35）与施压板（34）之间通过压紧浮动机构连接，压紧浮动机构包括限位柱（47）、压紧弹簧（48）和限位套（49），压紧弹簧（48）套在限位套（49）的外侧，定位U形架（39）的一侧面设置为定位靠板（36），定位靠板（36）与浮动夹紧板（35）之间形成夹紧铜芯通道，浮动夹紧板（35）上部设置为折弯结构，角度调节组件包括轴套（44）、中心轴（45）、压力轴承（46）和驱动架（26），轴套（44）设置在镂空结构的中心，中心轴（45）的下端穿过轴套（44）与驱动架（26）连接，中心轴（45）的上端与定位U形架（39）的中心连接，压力轴承（46）设置在轴套（44）与定位U形架（39）之间，滚动支撑架（42）前后两边分别设置有伸缩缸Ⅳ（43），伸缩缸Ⅳ（43）的伸缩端分别与驱动架（26）两端铰接。

2.根据权利要求1所述的一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置，其特征在于：定位U形架（39）的另一侧面设置有螺纹杆（32），螺纹杆（32）的一端通过万向旋转接头（33）与施压板（34）连接，螺纹杆（32）的另一端设置有操作杆（31）。

3.根据权利要求1所述的一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置，其特征在于：压紧浮动机构对称设置在浮动夹紧板（35）与施压板（34）之间，限位套（49）的一端固定在浮动夹紧板（35）上，限位柱（47）的一端穿入至限位套（49）中，限位柱（47）另一端固定在施压板（34）上，且限位柱（47）的直径小于限位套（49）的内径。

4.根据权利要求1所述的一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置，其特征在于：滚动支撑架（42）的下方设置有滑台（9），滚动支撑架（42）与滑台（9）之间设置有翘板机构，翘板机构包括支撑轴（38）、伸缩缸Ⅲ（29）、浮动支撑弹簧（27）和挂板（28），支撑轴（38）设置在滑台（9）的中部，该支撑轴（38）上设置有等间距分布的转动支撑套（37），转动支撑套（37）与滚动支撑架（42）的下表面固定连接，浮动支撑弹簧（27）设置在支撑轴（38）的两侧，挂板（28）固定在滚动支撑架（42）下表面的四角，伸缩缸Ⅲ（29）设置在滑台（9）的上表面，伸缩缸Ⅲ（29）的伸缩端连接有定位拉板（30），该定位拉板（30）与挂板（28）对应。

5.根据权利要求4所述的一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置，其特征在于：升降台（3）的上表面设置有导轨（5），滑台（9）与导轨（5）滑动连接，升降台（3）上表面设置有伸缩缸Ⅰ（8），伸缩缸Ⅰ（8）的伸缩端与滑台（9）连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置，其特征在于：升降台（3）的下方设置有支撑底架（1），支撑底架（1）的上表面设置有正反牙丝杠（2），正反牙丝杠（2）的两个滑块上分别转动连接有工形支臂（4），工形支臂（4）的另一端与升降台（3）的下表面铰接，支撑底架（1）上表面的四角设置有导套（6），导套（6）中滑动连接有导柱（7），导柱（7）的上端与升降台（3）固定连接，正反牙丝杠（2）带动两个滑块相对运动。

7.根据权利要求1所述的一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置，其特征在于：滑架（14）的外侧面设置有伸缩缸Ⅱ（13），伸缩缸Ⅱ（13）的伸缩端与动模具（20）固定连接，动模具（20）与定模具（19）之间形成铜芯定位通道（17），铜芯定位通道（17）与夹紧铜芯通道对应，该铜芯定位通道（17）的中部设置有焊腔（24），动模具（20）与定模具（19）结合后形成焊药腔（22），焊药腔（22）通过导流洞（23）与焊腔（24）连通，动模具（20）上表面通过合页转动连接有模腔盖子（21），模腔盖子（21）内表面开设有外部连通槽（25）。

8.一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接方法，其特征在于：采用权利要求1至7任一项所述的一种用于交联聚乙烯绝缘电力电缆的熔接装置，包括以下步骤：

S1:线芯的熔接，通过对接机构（12）将电力电缆连接头对接，动模具（20）与定模具（19）配合将电力电缆连接头压紧，把铜银熔粉倒入焊药腔（22），根据被熔接导体的形状和截面大小确定铜银熔粉量；利用金属化合物化学反应热作为热源，通过过热的熔融金属，直接或间接加热工作，在熔接模具（11）型腔中形成符合工程需求的熔焊接头；化学反应式：3Cu2O+2Al = 6Cu + Al2O3，点火后化学反应快，2秒产生2000度温度，把熔液有效地传导至线芯熔接部位，将导体融化再凝接起来；

S2:屏蔽层的恢复，将屏蔽材料缠绕到线芯熔接部位，加热140～200℃，保持恒定压力1小时，恢复屏蔽层；

S3:绝缘层的恢复，以聚乙烯树脂为基料，加入交联剂、抗氧剂、稳定剂制成绝缘材料，将绝缘料加热150～200℃并保持恒定压力及一段时间模塑成型，恢复主绝缘层；

S4:电缆保护层恢复，把预先套入的铜屏蔽网管一头用恒力弹簧固定到电缆铜屏蔽上，分别拉至另一端铜屏蔽上并用恒力弹簧固定；同时在一头铜屏蔽上用恒力弹簧固定地线缠绕到另一头铜屏蔽上并用恒力弹簧固定；在电缆护套断口处缠绕三元乙丙橡胶带到另一边断口处；最后在电缆护套断口处 150mm处缠绕铠装带到另一边断口处 150mm，完毕。