CN117950115A - 一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，将传统电缆连接技术与光纤接续相结合在一起，光纤置于电缆的绝缘屏蔽层与金属护套之间地较为柔软的半导体缓冲层中，避免了刚性接触；电缆中间接头按照预制式中间接头进行安装，且与光纤熔接同步进行。电缆内置光纤由不锈钢管包裹，光纤中间接头制作时，需剥开一段不锈钢管，露出光纤线芯，然后进行光纤熔接。光纤熔接完成后，套上热缩管并扣上保护盒，将熔接好的光纤中间接头置于电缆附件铜套内监测导体温度和局部放电的最佳位置，所测温度即为导体温度。本方法无需转换，光纤所处位置电场几乎为零，不影响光纤测温信号的传输，与电缆主绝缘位置不重叠，可真实准确地反映电缆运行状态。
Description
技术领域
本专利申请属于电力电缆技术领域，更具体地说，是涉及一种内置测温光纤110kV电缆中间接头及其制作方法。
背景技术
电力电缆广泛应用于电力系统中的电能传输和分配。为了提升电缆线路输电容量，掌握电缆的载流量，需准确实时监测电缆运行的温度。目前常用的电缆测温方法通过测温光纤来实时监测电缆运行的温度。传统的方式将测温光纤绑扎电缆外表面，此方式虽然方便施工，但测温光纤与电缆外部直接空气接触，且电缆外表面与电缆线芯温度相差较大，测得的数据不能准确反映电缆内部实际温度。另一种方式在电缆生产过程中将测温光纤置于电缆内部结构中，由于靠近电缆导体的内部线芯，其受外界环境影响较小，通过电缆内部的光纤进行电缆测温，能更加准确反映电缆线芯和绝缘层的温度。
此外还需要考虑与电力电缆配套的电缆附件，电缆附件主要用于电缆与输配电线路及相关配电设备的连接。传统的电缆连接只考虑电气连接、电场控制和绝缘处理就可以了，但采用了内置测温光纤电缆后，还需考虑光纤的连线，测温光纤接续在电缆中间接头内实施。
众所周知，电缆中间接头是电缆薄弱环节，在电缆中间接头内实现光纤的接续，会直接影响电缆接头的结构和性能参数，若处理不当，有可能给电缆接头带来安全隐患甚至发生事故。目前国内尚无关于内置测温光纤电缆中间接头的制作安装规范和标准，属于业内空白。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，在保证电缆本体电气性能的前提下，在电缆中间接头内实施内置测温光纤的接续，达到准确实时监测电缆运行状态的目的。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，该电缆中间接头为整体预制式中间接头，其特征在于：
S1、电缆预处理：剥切电缆，露出电缆的导体线芯、并引出光纤，同步进行电缆中间接头制作和光纤中间接头制作，分别形成电缆中间接头、光纤中间接头；
S2、光纤熔接：熔接光纤中间接头露出的光纤线芯，形成光纤熔接头；
S3、光纤熔接头固定：将熔接好的光纤熔接头固定于电缆中间接头的主体上；
S4、安装外防护：安装电缆的铜保护壳，将光纤熔接头置于铜保护壳内，注入环氧树脂胶，恢复电缆的外护套；在铜保护壳安装时，由于光纤外不锈钢管及环绕的铝丝外层加装有光纤绝缘热缩管，光纤绝缘热缩管与铜保护壳不直接接触，避免电缆系统接地引起事故；
S5、电缆的接地处理；
S6、安装电缆的玻璃钢外保护盒。
进一步，电缆中间接头制作包括如下步骤：
S21、剥切电缆的绝缘屏蔽、绝缘、导体屏蔽和半导电带，对绝缘抛光，露出电缆的导体线芯；
S22、套装零部件、对接电缆：按顺序分别在两侧电缆处依次套入应力锥、应力控制管、连接管、屏蔽罩，并压接导体的连接管对接电缆；
S23、屏蔽处理，恢复电缆中间接头的绝缘、外护套的保护。
上述可以看到，电缆中间接头的制作只要完成两侧电缆导体的连接、绝缘的处理、应力锥主体的安装、屏蔽的恢复以及外层保护的恢复即可。
进一步，S1中光纤中间接头制作包括如下步骤：
S31、首先剥切两侧电缆的外护套、金属层，去除防腐层，然后加热校直电缆，消除电缆内部机械应力，将光纤从两侧电缆的缓冲层处引出，光纤引出长度大于50cm，将光纤引出位置固定，把光纤缠绕在电缆中间接头的主体上；
S32、剥开光纤外包的铝丝和不锈钢管，露出光纤线芯；
S33、清洁光纤线芯表面多次，套上光纤绝缘热缩管，摆放到电缆中间接头的中心位置进行光纤熔接。
进一步，S33中，清洁光纤线芯表面多次是指，用酒精棉清洁光纤线芯表面，多次为3次以上；光纤绝缘热缩管长度300mm、壁厚0.8mm。
进一步，S2中，光纤熔接中，光纤线芯按照颜色相同进行熔接。
进一步，S3中，光纤熔接头固定是指，将熔接好的光纤熔接头扣上保护盒，熔接前后都要用光纤通断测试仪检测光纤连通性，将保护盒贴附于电缆中间接头的主体上的合适位置，并用PVC胶带绕包固定。
进一步，保护盒长度为120mm。
进一步，应用于内置测温光纤110kV电缆，内置测温光纤110kV电缆包括由外向内依次为：PVC外护套、PE外护套、防腐层、金属层、光单元、缓冲层、绝缘屏蔽、绝缘、导体屏蔽、半导电带、线芯；每根电缆包括两根光单元，其中一个光单元标志颜色为：蓝色+橙色；另一个光单元标志颜色为：绿色+棕色。
进一步，光单元包括由内向外依次设置的多模光纤、纤膏、不锈钢管、铝丝，铝丝缠绕在不锈钢管上。
进一步，多模光纤为2模光纤，不锈钢管直径1.5mm，铝丝直径1.8mm。
附图说明
图1是内置测温光纤110kV电缆截面示意图；
图2是内置不锈钢管光单元结构示意图；
图3是内置测温光纤110kV电缆中间接头制作示意图；
图4是内置测温光纤接续示意图；
图中标记如下：
1、第一热缩管；2、玻璃钢外壳；3、第二热缩管；4、铅焊条；
5、热缩二指套；6、接地电缆绝缘；7、防水胶带；8、地线连接管；
9、同轴电缆内导体；10、填充胶；11、短铜套；12、绝缘自粘带；
13、黑色PVC胶带；14、第三热缩管；15、铜网；16、绝缘自粘带；
17、屏蔽罩；18、连接管；19、应力控制管；20、应力锥；21、半导电带；
22、铜保护壳；23、第四热缩管；24、第五热缩管；25、密封胶；26、铜套密封圈；27、同轴电缆外导体；28、第六热缩管。
31、PVC外护套，32、PE外护套，33、防腐层，34、金属护套，35、光单元，36、缓冲层，37、绝缘屏蔽，38、绝缘层，39、导体屏蔽，41、线芯。
42、多模光纤，43、纤膏，44、不锈钢管，45、铝丝。
46、金属护套，47、绝缘层，48、保护盒，49、线芯，50、光纤，51、光纤绝缘热缩管，52、铜保护壳。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细说明。
内置测温光纤电缆中间接头制作，实际上就是将传统电缆连接技术与光纤接续相结合在一起。在安装制作过程中两者要相互配合使用，既要满足电缆本体的电气性能，也要满足光纤的测温通信功能。
如图1所示为电缆截面图，以110kV内置测温光纤电缆为例，传统的110kV内置测温光纤电缆由外向内依次为：PVC外护套31、PE外护套32、防腐层33、金属护套34、光单元35、缓冲层36、绝缘屏蔽37、绝缘层38、导体屏蔽39、半导电带21、线芯41。
每根电缆包括两根光单元35，每根光单元35内包括2根光纤50。1个光单元35标志颜色为：蓝色+橙色；另一个光单元35标志颜色为：绿色+棕色。电缆中间接头的制作只要完成两侧同轴电缆内导体9的连接、绝缘的处理、应力锥主体的安装、屏蔽的恢复以及外层保护的恢复即可。
光单元35也就是光纤50置于电缆的绝缘屏蔽37与金属护套34之间的较为柔软的缓冲层36中，缓冲层36为半导体材质，这样避免了光纤50的刚性接触，对光纤50的挤压程度不容易超过允许值。电缆中间接头按照预制式中间接头进行安装，且与光纤50熔接同步进行。
如图2所示，内置测温光纤50为多模光纤42，本图中为2模光纤。电缆中的内置测温光纤50由不锈钢管44进行保护包裹，不锈钢管44内填充有纤膏43，不锈钢管44外有铝丝45缠绕。不锈钢管44直径1.5mm，铝丝45直径1.8mm。
该电缆中间接头为整体预制式中间接头，制作方法为：
S1、电缆预处理：剥切电缆，露出电缆的导体线芯、并引出光纤50，同步进行电缆中间接头制作和光纤中间接头制作，分别形成电缆中间接头、光纤中间接头。
结合图3，电缆中间接头制作包括如下步骤：
S21、剥切电缆的绝缘屏蔽37、绝缘层38、导体屏蔽39和半导电带21，对绝缘屏蔽37、绝缘层38抛光，露出电缆的导体线芯；
S22、套装零部件、对接电缆：按顺序分别在两侧电缆处依次套入应力锥20、应力控制管19、连接管18、屏蔽罩17，并压接导体的连接管对接电缆；
S23、屏蔽处理，恢复电缆中间接头的绝缘、外护套的保护。
上述可以看到，电缆中间接头的制作只要完成两侧电缆导体的连接、绝缘的处理、应力锥20主体的安装、屏蔽的恢复以及外层保护的恢复即可。
结合图4，光纤中间接头制作包括如下步骤：
S31、首先剥切两侧电缆的外护套（包括PVC外护套31和PE外护套32）、金属护套34，去除防腐层33，然后加热校直电缆，消除电缆内部机械应力，将光纤50从两侧电缆的缓冲层36处引出，光纤50引出长度大于50cm，将光纤50引出位置固定，把光纤50缠绕在电缆中间接头的主体上；
S32、剥开光纤50外包的铝丝45和不锈钢管44，露出光纤50的线芯41；
S33、清洁光纤50的线芯41表面多次，套上光纤绝缘热缩管51，摆放到电缆中间接头的中心位置进行光纤50熔接。清洁光纤50的线芯41表面表面多次是指，用酒精棉清洁光纤50的线芯41表面，多次为3次以上，本实施例为3次；光纤绝缘热缩管51长度为300mm、壁厚0.8mm。
S2、光纤熔接：光纤50的线芯41按照颜色相同进行熔接，熔接光纤中间接头露出的线芯41，形成光纤熔接头；
S3、光纤熔接头固定：将熔接好的光纤熔接头固定于电缆中间接头的主体上，具体操作是指，将熔接好的光纤熔接头扣上保护盒48，熔接前后都要用光纤通断测试仪检测光纤连通性，将保护盒48贴附于电缆中间接头的主体上的合适位置，并用黑色PVC胶带13绕包固定，保护盒48长度为120mm。
S4、安装外防护：安装电缆的铜保护壳52，将光纤熔接头置于铜保护壳52内，注入环氧树脂胶，恢复电缆的外护套（PVC外护套31、PE外护套32）；在铜保护壳52安装时，由于光纤50外的不锈钢管44及环绕的铝丝45外层加装有光纤绝缘热缩管51，光纤绝缘热缩管51与铜保护壳52不直接接触，避免电缆系统接地引起事故。
S5、电缆的接地处理，常规操作即可；
S6、安装电缆的玻璃钢外保护盒，常规操作即可。
本发明在光纤中间接头制作时，需剥开一段不锈钢管44，露出光纤50的线芯41，然后进行光纤熔接。光纤熔接完成后，如图4，套上光纤绝缘热缩管51并扣上保护盒48，将光熔接好的光纤中间接头置于电缆附件的长的金属护套34（一般为铜护套）内监测导体温度和局部放电的最佳位置，所测温度即为导体温度，无需转换，光纤50所处位置电场几乎为零，不会影响光纤测温信号的传输，与电缆主绝缘位置不重叠，可真实准确地反映电缆运行状态。
本发明主要是将传统预制式中间头制作工艺与光纤50熔接技术相结合起来，既能满足电缆本体的电气性能，又能满足光纤50的测温通信功能。内置测温光纤单元位于电缆绝缘层38与金属护套34之间的缓冲层36，光纤50由不锈钢管44包覆，外有铝丝45环绕，可以增强光纤50的抗拉性。
结合实施例，电缆中间接头安装时，光纤熔接应同步进行。以预制式110kV电缆中间接头安装为例，内置测温光纤110kV电缆中间接头制作按照以下步骤进行实施。
1、剥切两侧电缆外护套（PVC外护套31、PE外护套32）、金属护套34，去除石墨层，将两根光纤50从电缆内部分离出来，两侧引出光纤50长度50cm；
2、剥切电缆主绝缘和半导电层，包括绝缘屏蔽37和导体屏蔽39，绝缘抛光，露出电缆导体线芯；
3、按顺序分别在两侧电缆处依次套入应力锥20、应力控制管19、连接管18、屏蔽罩17，并压接导体的连接管18对接电缆；
4、屏蔽处理，恢复电缆中间接头的绝缘层38、外防护层（PVC外护套31、PE外护套32）；
5、光纤熔接，将两侧光纤50沿电缆中间接头主体缠绕，剥开光纤50的外包铝丝45和不锈钢管44，露出光纤50的线芯41，套上光纤绝缘热缩管51，按照颜色相同的进行熔接，熔接完成后扣上保护盒48贴附在中间头上，并用黑色PVC胶带13绕包固定；
6、安装铜保护壳52，将光纤中间接头置于铜保护壳52内，并灌入填充胶10（比如环氧树脂胶），恢复外防护层（PVC外护套31、PE外护套32）；
7、接地电缆处理，常规处置；
8、安装玻璃钢外保护壳，常规处置。
通过以上步骤实现了内置测温光纤110kV电缆中间接头安装制作。在光纤50接续过程中，需要注意的是电缆内置的光纤50有不锈钢管44包裹保护，在安装附件过程中对引出来的不锈钢管44做好绝缘处理，防止不锈钢管44与外界导电。同时熔接前后都要用光纤通断测试仪检测光纤50连通性，确保电缆内部光纤50全部导通。
该制作方法安全可靠，在实际应用中得到验证，可以快速完成内置测温光纤电缆接续工作，实现电缆导体和测温光纤可靠连接，提高了作业效率，能准确地测量电缆线芯和绝缘层的温度，到达了在电缆运行状态在线监测的目的。具有较高的推广应用价值。
Claims (10)
1.一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，该电缆中间接头为整体预制式中间接头，其特征在于：
S1、电缆预处理：剥切电缆，露出电缆的导体线芯、并引出光纤，同步进行电缆中间接头制作和光纤中间接头制作，分别形成电缆中间接头、光纤中间接头；
S2、光纤熔接：熔接光纤中间接头露出的光纤线芯，形成光纤熔接头；
S3、光纤熔接头固定：将熔接好的光纤熔接头固定于电缆中间接头的主体上；
S4、安装外防护：安装电缆的铜保护壳，将光纤熔接头置于铜保护壳内，注入树脂胶，恢复电缆的外护套；
S5、电缆的接地处理；
S6、安装电缆的玻璃钢外保护盒。
2.根据权利要求1所述的一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，其特征在于，电缆中间接头制作包括如下步骤：
S21、剥切电缆的绝缘屏蔽、绝缘层、导体屏蔽和半导电带，对绝缘抛光，露出电缆的导体线芯；
S22、套装零部件、对接电缆：按顺序分别在两侧电缆处依次套入应力锥、应力控制管、连接管、屏蔽罩，并压接导体的连接管对接电缆；
S23、屏蔽处理，恢复电缆中间接头的绝缘、外护套的保护。
3.根据权利要求1所述的一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，其特征在于，S1中光纤中间接头制作包括如下步骤：
S31、剥切两侧电缆的外护套、金属层，去除防腐层，将光纤从两侧电缆的缓冲层处引出，光纤引出长度大于50cm，将光纤引出位置固定，把光纤缠绕在电缆中间接头的主体上；
S32、剥开光纤外包的铝丝和不锈钢管，露出光纤线芯；
S33、清洁光纤线芯表面多次，套上光纤绝缘热缩管，摆放到电缆中间接头的中心位置进行光纤熔接。
4.根据权利要求3所述的一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，其特征在于：S33中，清洁光纤线芯表面多次是指，用酒精棉清洁光纤线芯表面，多次为3次以上；光纤绝缘热缩管长度300mm、壁厚0.8mm。
5.根据权利要求1所述的一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，其特征在于：S2中，光纤熔接中，光纤线芯按照颜色相同进行熔接。
6.根据权利要求1所述的一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，其特征在于：S3中，光纤熔接头固定是指，将熔接好的光纤熔接头扣上保护盒，将保护盒贴附于电缆中间接头的主体上，并用PVC胶带绕包固定。
7.根据权利要求6所述的一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，其特征在于：保护盒长度为120mm。
8.根据权利要求1所述的一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，其特征在于：应用于内置测温光纤110kV电缆，内置测温光纤110kV电缆包括由外向内依次为：PVC外护套、PE外护套、防腐层、金属护套、光单元、缓冲层、绝缘屏蔽、绝缘层、导体屏蔽、半导电带、线芯；每根电缆包括两根光单元，其中一个光单元标志颜色为：蓝色+橙色；另一个光单元标志颜色为：绿色+棕色。
9.根据权利要求8所述的一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，其特征在于：光单元包括由内向外依次设置的多模光纤、纤膏、不锈钢管、铝丝，铝丝缠绕在不锈钢管上。
10.根据权利要求9所述的一种内置测温光纤电缆中间接头制作方法，其特征在于：多模光纤为2模光纤，不锈钢管直径1.5mm，铝丝直径1.8mm。
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2023
- 2023-11-03 CN CN202311456631.XA patent/CN117950115A/zh active Pending
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