CN120108818A - 一种新型电缆绕包式中间接头结构 - Google Patents

一种新型电缆绕包式中间接头结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电缆接头技术领域，具体涉及一种新型电缆绕包式中间接头结构，包括两根电缆，还包括电缆线芯，电缆线芯外部包裹有电缆绝缘层；预制绝缘弧，套设在电缆绝缘层上，预制绝缘弧与电缆绝缘外屏蔽层不接触，预制绝缘弧远离电缆绝缘外屏蔽层一侧为斜面，弧面上涂设有半导电漆；绝缘自粘带，包裹在两个预制绝缘弧之间，预制绝缘弧和绝缘自粘带材质均为三元乙丙橡胶。通过采用几何法进行改善电气场强的分布，避免了应力控制带在电缆运行过程中介损提高导致的系统故障，通过加大附加绝缘的几何尺寸，增加表面杂散电容，使终端绝缘流入半导电端部的电容电流分散到各杂散电容上，从而使屏蔽端部电场达到均匀分布。

Description

一种新型电缆绕包式中间接头结构
技术领域
本发明涉及电缆接头技术领域，具体涉及一种新型电缆绕包式中间接头结构。
背景技术
长期以来，电缆接头是电缆系统的最薄弱环节，对全国主要城市电缆事故资料统计分析表明：本体制造故障、敷设安装质量、附件制造质量和外力破坏为电力电缆运行故障发生的四大类型原因，若不考虑外力破坏或人为因素，附件造成的电缆故障占总运行故障比例高达64％，且其中的90％以上为中间接头的故障。
现常用的接头分为绕包式、冷缩式、热缩式和熔接式接头。其中冷缩式、热缩式接头均为预制式接头，仅适合一般场景安装。熔接式接头安装复杂，所需安装空间大，价格高昂，市场接受度不高。
而绕包式中间接头因其为现场制作型接头，且安装灵活，并由于其防水性能好，常用于需长期浸水或异型接头或安装空间狭小或紧急抢修的场景。
传统绕包式接头是保留原反应力锥，通过应力控制带这个高介电常数的材料来实现电缆断口场强分布的电缆附件，此为应力层控制法(又称参数法)。应力控制带的介电常数通常较大，为极性材料，受温度影响较大，即温度升高，介电常数下降。由于绕包中间接头的场强分布依赖于应力控制带，而应力控制带的介电常数变化将直接影响绕包中间接头的场强分布，更容易出现畸变，从而导致应控带绕包部分出现击穿的现象
发明内容
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种新型电缆绕包式中间接头结构，能够有效解决现有技术中的应力控制带影响接头的场强分布容易出现畸变，导致应控带绕包出现击穿的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
本发明提供一种新型电缆绕包式中间接头结构，包括两根电缆，还包括：
所述电缆包括电缆线芯，且两根电缆线芯绕设相接，所述电缆线芯外部包裹有电缆绝缘层，所述电缆绝缘层外部包裹有电缆绝缘外屏蔽层，所述电缆绝缘外屏蔽层外部包裹有电缆铜屏蔽层；
预制绝缘弧，套设在电缆绝缘层上，且二者过盈配合，所述预制绝缘弧与电缆绝缘外屏蔽层不接触，所述预制绝缘弧远离电缆绝缘外屏蔽层一侧为斜面，且预制绝缘弧远离电缆绝缘外屏蔽层一侧为弧面，所述弧面上涂设有半导电漆；
绝缘自粘带，包裹在两个预制绝缘弧之间，且绝缘自粘带的两端均不与弧面接触，所述预制绝缘弧和绝缘自粘带材质均为三元乙丙橡胶。
进一步地，两根所述电缆线芯相接处设有连接管，且连接管的两端均与电缆绝缘层不接触。
进一步地，所述连接管的两端均呈圆锥状。
进一步地，所述连接管外部绕设有半导电自粘带，且半导电自粘带的两端与电缆绝缘层的端部接触。
进一步地，两根所述电缆的电缆绝缘层相靠近一端均呈圆锥状。
进一步地，两根所述电缆的电缆铜屏蔽层之间共同绕设有半导电自粘带，所述半导电自粘带的材质为三元乙丙橡胶。
进一步地，绕设在所述电缆铜屏蔽层上的半导电自粘带外部包裹有铜丝网，且包裹好的铜丝网的两端设有恒力弹簧，所述铜丝网外部绕设有PVC带，且PVC带完全覆盖恒力弹簧。
本发明提供的技术方案，与已知的现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明的新型绕包接头降低了安装人员安装难度。预制的绝缘弧避免了因不同安装人员而绕包的应力控制带形状不一。解决了因应力控制带材质缺陷，导致长期运行后发热发生失效击穿。其次绕包接头所有材料材质为三元乙丙橡胶，在电力系统运行时电缆发热，零部件之间相似相溶，进行二次硫化反应，减少了间隙，进一步提高了电气性能，减少安全隐患
通过采用几何法进行改善电气场强的分布，避免了应力控制带在电缆运行过程中介损提高导致的系统故障，通过加大附加绝缘的几何尺寸，增加表面杂散电容，使终端绝缘流入半导电端部的电容电流分散到各杂散电容上，从而使屏蔽端部电场达到均匀分布。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为电缆预处理结构图；
图2为电缆绕包接头完毕后的结构图；
图3为电缆绕包接头安装过程图；
图4为电缆绕包接头部分剖视图；
图5为电缆绕包接头的电场分布图；
图6为绕包接头处的电场路径示意图；
图7为图6中预制绝缘弧与电缆绝缘层12切向场强；
图8为图6中绝缘自粘带与预制绝缘弧界面切向场强；
图9为图6中绝缘自粘带与电缆绝缘层12切向场强；
图10为图6中预制绝缘弧与外半导电带界面法向场强；
图11为预制绝缘弧部分的结构示意图；
图12为预制绝缘弧部分的剖视图；
图13为预制绝缘弧部分的侧视图。
图中的标号分别代表：1、电缆；11、电缆线芯；12、电缆绝缘层；13、电缆绝缘外屏蔽层；14、电缆铜屏蔽层；2、连接管；3、半导电自粘带；4、预制绝缘弧；41、斜面；42、弧面；43、半导电漆；5、绝缘自粘带。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例：参考图1-图4以及图11-图13，一种新型电缆绕包式中间接头结构，包括两根电缆1，还包括：
电缆1包括电缆线芯11，且两根电缆线芯11绕设相接，两根电缆线芯11相接处设有连接管2，且连接管2的两端均与电缆绝缘层12不接触，连接管2的两端均呈圆锥状，电缆线芯11外部包裹有电缆绝缘层12，电缆绝缘层12外部包裹有电缆绝缘外屏蔽层13，两根电缆1的电缆绝缘层13相靠近一端均呈圆锥状，电缆绝缘外屏蔽层13外部包裹有电缆铜屏蔽层14，连接管2外部绕设有半导电自粘带3，且半导电自粘带3的两端与电缆绝缘层13的端部接触；
预制绝缘弧4，套设在电缆绝缘层12上，且二者过盈配合，预制绝缘弧4与电缆绝缘外屏蔽层13不接触，预制绝缘弧4远离电缆绝缘外屏蔽层13一侧为斜面41，且预制绝缘弧4远离电缆绝缘外屏蔽层13一侧为弧面42，弧面42上涂设有半导电漆43；
绝缘自粘带5，包裹在两个预制绝缘弧4之间，且绝缘自粘带5的两端均不与弧面42接触，预制绝缘弧4和绝缘自粘带5材质均为三元乙丙橡胶，两根电缆1的电缆铜屏蔽层14之间共同绕设有半导电自粘带3，半导电自粘带3的材质为三元乙丙橡胶。
绕设在电缆铜屏蔽层14上的半导电自粘带3外部包裹有铜丝网，且包裹好的铜丝网的两端设有恒力弹簧，铜丝网外部绕设有PVC带，且PVC带完全覆盖恒力弹簧。
如图3将电缆1开剥并预处理。
在两根电缆线芯11外压接连接管2。
而后在连接管2外部绕包半导电自粘带3。
两侧电缆绝缘层12外靠近电缆绝缘外屏蔽层13处套装有预制绝缘弧4。
绝缘自粘带5从一侧预制绝缘弧4绕包至另一侧预制绝缘弧4，并覆盖电缆绝缘层12。
半导电自粘带3从一侧电缆铜屏蔽层14绕包至另一侧电缆铜屏蔽层14，并覆盖预制绝缘弧4和绝缘自粘带5。
如图4所示，位于内部的连接管2处的半导电自粘带3为内半导带，而包裹在电缆铜屏蔽层14处的半导电自粘带3为外半导带。
预制绝缘弧4整体采用三元乙丙橡胶材质，三元乙丙橡胶材质绝缘性能和耐电晕性能好，击穿电压高。预制绝缘弧4在一侧弧面42外表面喷有半导电漆43。
预制绝缘弧4为一次注胶成型，其结构简单，良品率高达95％以上。传统冷缩接头需要先加工半导电部件，再二次注胶绝缘部件，容易出现粘结不良，接合面过胶等情况，良品率一般低于80％。
预制绝缘弧4，半导电自粘带3和绝缘自粘带5材质均为三元乙丙橡胶。在电力系统运行过程中，电缆1因电流通过而产生发热现象，三元乙丙橡胶在加热过程中进行二次硫化产生交联，相似相溶，进一步减少间隙。
从图5-图9可以看出，的电场曲线图可知，在工作电压8.7kV下，各界面之间的最大场强为：
设预制绝缘弧4与电缆绝缘层12切向场强为E1(如图7所示)；
设绝缘自粘带5与预制绝缘弧4界面切向场强为E2(如图8所示)；
设绝缘自粘带5与电缆绝缘层12切向场强为E3(如图9所示)；
设预制绝缘弧4与外半导电带界面法向场强为E4(如图10所示)。
预制绝缘弧4与电缆绝缘层12切向场强E1max＝0.323kV/mm；
绝缘自粘带5、预制绝缘弧4和电缆绝缘层12交界面处的切向场强E2max＝E3max＝0.55kV/mm；
预制绝缘弧4与外半导电带界面法向场强E4max＝1.51kV/mm；
考虑到8.7/15kV电缆现场耐压值为39kV，场强系数为39/8.7＝4.5，则39kV耐压下各场强分别为：
预制绝缘弧4与电缆绝缘层12切向场强E1max＝1.4535kV/mm
绝缘自粘带5、预制绝缘弧4和电缆绝缘层12三者交界面处的切向场强E2max＝E3max＝2.475kV/mm；
预制绝缘弧4与外半导电带界面法向场强E4max＝6.795kV/mm；
结论：
根据39kV耐压下的场强数据不难看出，预制绝缘弧4与电缆绝缘层12切向场强仅为1.4535kV/mm，说明预制绝缘弧4有效地均布了场强，而1.4535kV/mm的场强即使在安装过程中(带材增绕)产生气隙，也不会有放电现象，没有潜在的隐患，设计产品性能良好，可确保长期正常运行。
绝缘自粘带5、预制绝缘弧4和电缆绝缘层12三者交界面处的切向场强最大，为2.475kV/mm。由于预制绝缘弧4为橡胶预制件，外表面较光滑平整，带材增绕过程中不易产生气隙，故可视作为一个整体。常规绝缘自粘带5的耐压值为20kV/mm，远大于预制绝缘弧4外表面的最大切向场强，没有潜在的隐患，设计产品性能良好，可确保长期正常运行。
预制绝缘弧4与外半导电带界面法向场强最大为6.795kV/mm，而预制绝缘弧4所使用的绝缘料常规耐压值不小于23kV/mm，远大于预制绝缘弧4外表面的最大法向场强，没有潜在的隐患，设计产品性能良好，可确保长期正常运行。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种新型电缆绕包式中间接头结构，包括两根电缆(1)，其特征在于，还包括：
所述电缆(1)包括电缆线芯(11)，且两根电缆线芯(11)绕设相接，所述电缆线芯(11)外部包裹有电缆绝缘层(12)，所述电缆绝缘层(12)外部包裹有电缆绝缘外屏蔽层(13)，所述电缆绝缘外屏蔽层(13)外部包裹有电缆铜屏蔽层(14)；
预制绝缘弧(4)，套设在电缆绝缘层(12)上，且二者过盈配合，所述预制绝缘弧(4)与电缆绝缘外屏蔽层(13)不接触，所述预制绝缘弧(4)远离电缆绝缘外屏蔽层(13)一侧为斜面(41)，且预制绝缘弧(4)远离电缆绝缘外屏蔽层(13)一侧为弧面(42)，所述弧面(42)上涂设有半导电漆(43)；
绝缘自粘带(5)，包裹在两个预制绝缘弧(4)之间，且绝缘自粘带(5)的两端均不与弧面(42)接触，所述预制绝缘弧(4)和绝缘自粘带(5)材质均为三元乙丙橡胶。
2.根据权利要求1所述的一种新型电缆绕包式中间接头结构，其特征在于，两根所述电缆线芯(11)相接处设有连接管(2)，且连接管(2)的两端均与电缆绝缘层(12)不接触。
3.根据权利要求2所述的一种新型电缆绕包式中间接头结构，其特征在于，所述连接管(2)的两端均呈圆锥状。
4.根据权利要求2所述的一种新型电缆绕包式中间接头结构，其特征在于，所述连接管(2)外部绕设有半导电自粘带(3)，且半导电自粘带(3)的两端与电缆绝缘层(13)的端部接触。
5.根据权利要求4所述的一种新型电缆绕包式中间接头结构，其特征在于，两根所述电缆(1)的电缆绝缘层(13)相靠近一端均呈圆锥状。
6.根据权利要求1所述的一种新型电缆绕包式中间接头结构，其特征在于，两根所述电缆(1)的电缆铜屏蔽层(14)之间共同绕设有半导电自粘带(3)，所述半导电自粘带(3)的材质为三元乙丙橡胶。
7.根据权利要求1所述的一种新型电缆绕包式中间接头结构，其特征在于，绕设在所述电缆铜屏蔽层(14)上的半导电自粘带(3)外部包裹有铜丝网，且包裹好的铜丝网的两端设有恒力弹簧，所述铜丝网外部绕设有PVC带，且PVC带完全覆盖恒力弹簧。
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