CN207368584U - 交联聚乙烯电缆绝缘屏蔽隔离接头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了交联聚乙烯电缆绝缘屏蔽隔离接头，从由内至外依次至少包括填充内半导电层、填充主绝缘层和绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块；所述填充内半导电层、填充主绝缘层和绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块分别为以交联聚乙烯绝缘电缆的导体线芯为中心轴线的管状体。本实用新型的制作工艺操作方便，所制成的绝缘屏蔽隔离接头与电缆本体形成一体结构；电场应力分布的电性能稳定，解决了电缆与应力控制模块之间，因材料不同而产生的活动界面，避免绝缘交界上的气隙放电引起的电缆绝缘的击穿问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及电线电缆技术领域，尤其涉及交联聚乙烯电缆绝缘屏蔽隔离接头。
背景技术
高压交联聚乙烯电缆线路较长或电缆线路发生过电压及短路故障时，在金属护套上会形成很高的感应电压，使电缆外护套绝缘发生击穿，故应采用交联聚乙烯电缆绝缘屏蔽隔离接头将电缆绝缘屏蔽(外半导电层、金属护套)完全断开，为了完成电缆绝缘屏蔽(外半导电层、金属护套)交叉换位从而减少线路中的感应电压及环流，有利于提高电缆的传输容量。高压和超高压交联聚乙烯绝缘电力原电缆外半导电层切断处电场会产生畸变，为了克服电场畸变所带来的影响，原电缆外半导电层切断处需要进行应力控制设计，实现等位线分布与均匀电场的结构。
截至目前，整个国际在电缆绝缘屏蔽隔离接头的绝缘屏蔽断开(外半导电层、金属护套)、应力控制、线芯连接处理这些技术领域有很大的成就，相应设计的接头也已投入市场；而这些接头内的应力控制，是由专业厂家在工厂内预先模注成型生产完成，即预制式电缆中间接头，然后在现场组合套装到电缆主体上。
这种接头的线芯多是采用压接或螺栓扭断式机械连接，连接处接触电阻较大，容易造成发热；这种电缆中间接头与电缆主体绝缘之间存在活动界面，而活动界面内含有微气隙、微水、杂质以及绝缘润滑脂等复杂因素，极易导致界面极化、气隙沿面放电；绝缘屏蔽隔离部分存在固定界面，在固定界面内微观上存在气隙，气隙导致局部放电，最终导致绝缘击穿，制约着电缆系统的安全运行。
实用新型内容
为了解决电缆与应力控制模块之间，因材料不同而产生的活动界面，避免绝缘交界上的气隙放电引起的电缆绝缘的击穿问题，以及绝缘屏蔽隔离接头隔离处的电场畸变问题。根据本实用新型的一个方面，提供了交联聚乙烯绝缘电缆绝缘屏蔽隔离接头，该交联聚乙烯绝缘电缆包括导体线芯、内半导电层、主绝缘层、外半导电层、金属护层和外护套；该交联聚乙烯绝缘电缆绝缘屏蔽隔离接头的特征在于：从由内至外依次至少包括填充内半导电层、填充主绝缘层和绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块；所述填充内半导电层、填充主绝缘层和绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块分别为以交联聚乙烯绝缘电缆的导体线芯为中心轴线的管状体；其中，填充内半导电层与交联聚乙烯绝缘电缆的内半导电层的断面熔接交联为一体；填充主绝缘层与交联聚乙烯绝缘电缆的主绝缘层的断面熔接交联为一体；绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块位于填充主绝缘层的一侧，绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块的一端与交联聚乙烯绝缘电缆的外半导电层的一端的断面熔接交联为一体，另一端延伸至填充主绝缘层内，且在端点处形成向内凹型体。
优选地，在填充主绝缘层远离填充内半导电层的一侧上，从绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块与填充主绝缘层的交界处向绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块方向的40mm处至另一端电缆的外半导电层断口之间设有半导电漆层。
优选地，在半导电漆层远离填充主绝缘层的一侧上分别设有半导电带、镀锡铜网和铜壳，镀锡铜网以搭接的方式设在半导电带的远离导体线芯的一侧处。
优选地，铜管设有铜壳灌胶口盖，铜壳内注满高压阻燃密封胶。
优选地，填充内半导电层还与填充主绝缘层熔接交联为一体；填充主绝缘层与绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块熔接交联为一体。
优选地，填充内半导电层与交联聚乙烯绝缘电缆的导体线芯之间还设有半导电布。
优选地，在铜壳与金属护层的远离导体线芯的一侧设有用于连接铜壳和金属护层的封铅层，在封铅层的远离导体线芯的一侧设有用于保护封铅层的热缩管。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的接头制作工艺操作方便，所制成的绝缘屏蔽隔离接头与电缆本体形成一体结构；电场应力分布的电性能稳定，解决了电缆与应力控制模块之间，因材料不同而产生的活动界面，避免绝缘交界上的气隙放电引起的电缆绝缘的击穿问题。本实用新型突破交联聚乙烯电缆绝缘屏蔽隔离接头无界面连接的国际业内技术瓶颈，适用于高压超高压交联聚乙烯电缆绝缘屏蔽隔离接头工程现场制作、故障抢修的需求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式进行进一步的说明：
图1为根据本实用新型的恢复内半导电层后的交联聚乙烯绝缘电缆绝缘屏蔽隔离接头的剖面图；
图2为根据本实用新型的恢复主绝缘层后的交联聚乙烯绝缘电缆绝缘屏蔽隔离接头的剖面图；
图3为根据本实用新型的恢复外半导电层后的交联聚乙烯绝缘电缆绝缘屏蔽隔离接头的剖面图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
市面上的交联聚乙烯绝缘电缆通常由内依次包括以下数层结构：导体线芯、内半导电层、交联聚乙烯绝缘层(主绝缘层)、外半导电层、金属护层和PVC/PE外护套。本实用新型的制作工艺用于克服绝缘屏蔽隔离接头隔离处的电场畸变问题，防止该处被击穿；该处主要进行几方面的工作：原电缆内半导电层3与填充半导电层的熔融交联过程；原电缆绝缘层与填充绝缘的熔融交联过程；原电缆外半导电层1与填充半导电层的熔融交联过程；填充绝缘和填充半导电层的熔融交联过程。完成上述工作后便可以完成绝缘屏蔽隔离接头的模注制作过程，完成上述过程后，进一步进行绝缘屏蔽隔离接头的制作。
具体而言，参照图1-3，本实用新型的提供了一交联聚乙烯绝缘电缆绝缘屏蔽隔离接头制作工艺，包括以下步骤：
(a).按照制作工艺要求，剥除原电缆端部处的各层。即去除两端电缆的外护套、金属护层，保留阻水缓冲带；将电缆的金属护层表面清洗干净，金属护层端口用锉刀锉去边角毛刺；开剥出导体线芯6，保留20mm的内半导电层，并将电缆主绝缘层剥削定型，并打磨、光滑处理电缆绝缘表面。
(b).焊接导体线芯6：将两端电缆平行在同一水平面上，然后准备好所有焊接工装模具、焊粉、冷却装置、排烟帽。对焊接工装模具和导体线芯6预热，调节两端线芯截面口的距离后，安装焊接模具。配置相应电缆规格的焊粉，在焊模导流孔上端放置金属片。点火焊接，冷却拆模、打磨电缆导体恢复线芯等径。
(c).恢复内半导电层：在裸露的线芯表面缠绕一层半导电布，防止半导电料进入线芯；再将内半导电层成型器安装于焊接后的线芯上，调整位置进行固定，将内半导电层成型器连接便携型挤出机及控制仪器并预热便携型挤出机；打开内半导电层成型器预热达到可使交联半导电料熔融温度时，启动便携型挤出机，开始向内半导电层成型器型腔内挤注与原电缆内半导电层3相同材质的熔融状半导电料，内半导电层成型器型腔内注满了半导电料后停止挤出机，然后进行升温加热交联，使原电缆内半导电层3与填充内半导电层4之间相互熔融接枝交联；待成型器温度冷却后拆除，打磨处理至与原电缆内半导电层3的线径一致；在此，由半导电料生成的层被称为填充内半导电层4。
(d).在原电缆绝缘层处安装绝缘料成型器，使电缆固定在绝缘料成型器内腔正中位置，将绝缘层成型器连接小型挤出机及控制仪器；绝缘层成型器在其靠近电缆一端部侧设有对应绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7的形状的特殊型；打开绝缘层成型器预热达到可使交联聚乙烯熔融温度时，开始向绝缘层成型器型腔内挤注与原电缆绝缘相同材质的熔融状可交联聚乙烯绝缘，绝缘层成型器型腔内注满填充绝缘后，进行升温加热交联，使原电缆绝缘与填充绝缘之间相互熔融接枝交联成为一个绝缘整体；待绝缘层成型器温度冷却后拆除，生成绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7的绝缘型体；由绝缘料生成的层被称为填充主绝缘层
(e).在靠近绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7的绝缘型体一端原电缆外半导电层1端口处(1)安装外半导电层成型器；将外半导电层成型器型腔，对应于绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7的绝缘型体正中位置进行安装固定，外半导电层成型器型腔与绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7的绝缘型体连通，将外半导电层成型器连接小型挤出机及控制仪器并预热挤出机；打开外半导电层成型器预热达到可交联半导电料熔融温度时，启动挤出机，开始向外半导电层成型器型腔内挤注与原电缆外半导电层1相同材质的熔融状半导电料以形成填充外半导电层7，填充外半导电层7成型器型腔内注满填充了熔融的半导电料后停止挤出机，然后进行升温加热交联，使原电缆外半导电层1、原电缆绝缘层、填充绝缘层8与填充外半导电层7之间相互熔融结合；待成型器温度冷却后拆除，实现电缆绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7导电与绝缘的型体。
(f).在距离绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7的绝缘型体断口40mm处向另一端原电缆半导电层断口均匀涂抹半导电漆(9)自然风干后，均匀涂抹共3次。
(g).在半导电漆表面半搭接缠绕2层半导电带16，并将镀锡铜网18半搭接缠绕1层在半导电带16上，再在镀锡铜网18上半搭接缠绕2层绝缘自粘带19，最后在绝缘自粘带19上半搭接缠绕1层黑色PVC胶带20。
(h).将电缆绝缘屏蔽隔离铜壳12：包含铜壳体、接地线铜管14、隔离绝缘子15、铜壳灌胶口盖17套装到隔离接头位置，用封铅11的方式将电缆金属屏蔽和铜壳12连接，并将热缩管10安装在封铅11处保证电缆护套绝缘和密封。
(i).在铜壳12内部注满高压阻燃密封胶13，带密封胶凝固后，装好铜壳灌胶口盖17，再在铜壳12表面收缩热缩管10。
其中，步骤c中注入熔融状态的交联半导电料前，先在裸露的线芯表面缠绕一层半导电布；再将半导电料成型器安装于焊接后的线芯上，调整位置进行固定，将内半导电层成型器加热至120℃并保持控温；将内半导电层连接小型挤出机及控制仪器并预热挤出机达到110℃至120℃后，启动挤出机将处于熔融状的交联半导电料挤注到内半导电层成型器内，当内半导电层成型器内压力达到2.5MPa至4MPa时停止挤注，此时注入的交联半导电材料在内半导电层成型器内已定型，同时对内半导电层成型器加热控温保持在150℃至170℃，且使压力保持在3.5MPa至5.5MPa，进行2小时至3.5小时的交联，使原电缆内半导电层3与填充内半导电层4之间交联熔为一体，无可活动界面。
步骤d中注入熔融状态的交联聚乙烯电缆绝缘料前，先将电缆放入绝缘层成型器内固定封闭，并且对绝缘层成型器加热至140℃并保持控温，然后将挤出机加热达到115℃至125℃后，启动挤出机，将挤出机内处于熔融状的交联聚乙烯绝缘挤注到绝缘层成型器内，当绝缘层成型器内压力达到2MPa至5MPa时停止挤注，此时注入的交联聚乙烯绝缘在绝缘层成型器内已定型，同时对绝缘层成型器加热控温保持在190℃至200℃，且使压力保持在2MPa至5MPa，进行1小时至2小时的交联，使原电缆绝缘层、填充内半导电层4与填充绝缘层8交联熔为一体。
步骤e中注入熔融状态的交联半导电料前，先将在靠近绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7的绝缘型体一端原电缆外半导电层1端口处安装外半导电层成型器；将外半导电层成型器型腔，对应于绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7的绝缘型体正中位置进行安装固定，并且对外半导电层成型器加热至120℃并保持控温；将外半导电层层成型器连接小型挤出机及控制仪器并预热挤出机达到115℃至125℃后，启动挤出机将处于熔融状的交联半导电料挤注到外半导电层成型器内，当外半导电层成型器内压力达到2.5MPa至5.5MPa时停止挤注，此时注入的交联半导电材料在半导电层成型器内已定型，同时对半导电层成型器加热控温保持在185℃至200℃，且使压力保持在3.5MPa至5.5MPa，进行3小时至6小时的交联，使原电缆绝缘层、填充绝缘层8与填充外半导电层7之间交联熔为一体。
应力控制模块7为以导体线芯6为中心轴线的管状体，其一端与原电缆外半导电层1交联融为一体，另一端部延伸至步骤(d)得到填充主绝缘层内，在填充主绝缘层最深处(最远处)向内设有凹曲面型体，使填充外半导电层7复合在填充绝缘的凹曲面上，并与一端原电缆外半导电层1剥切端口处相连接。应力控制模块7—整体呈现一端高一端低的内凹型体，其一端部填充绝缘最高位向内设有凹曲面型体，使填充半导电层复合在填充绝缘的凹曲面上，并与一端原电缆外半导电层1剥切端口处相连接，其作用是与电缆本体的绝缘屏蔽层材料一致、熔融结合、无可活动界面，使交联聚乙烯绝缘电缆绝缘屏蔽隔离接头的绝缘屏蔽断口处的电场均匀分散，避免发生电场畸变。
根据本实用新型的实施例，提供一交联聚乙烯绝缘电缆绝缘屏蔽隔离接头，其由本实用新型的上述模注制作工艺制成：从由内至外依次至少包括填充内半导电层4、填充主绝缘层和绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7；所述填充内半导电层4、填充主绝缘层和绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7分别为以交联聚乙烯绝缘电缆的导体线芯6为中心轴线的管状体；其中，填充内半导电层4与交联聚乙烯绝缘电缆的内半导电层的断面熔接交联为一体；填充主绝缘层与交联聚乙烯绝缘电缆的主绝缘层的断面熔接交联为一体；绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7位于填充主绝缘层的一侧，绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块7的一端与交联聚乙烯绝缘电缆的外半导电层的一端的断面熔接交联为一体，另一端延伸至填充主绝缘层内，且在端点(最远端)处形成向内凹型体。
在填充主绝缘层远离填充内半导电层4的一侧上，从绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块的绝缘型体断口40mm处(即从绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块与填充主绝缘层的交界处向绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块方向的40mm处)至另一端电缆的外半导电层断口之间设有半导电漆层9。在半导电漆层9远离填充主绝缘层的一侧上分别设有半导电带16、镀锡铜网18和铜壳12，镀锡铜网18搭接在半导电带16的远离导体线芯6的一侧。铜管设有铜壳灌胶口盖17，铜壳12内注满高压阻燃密封胶13。填充内半导电层4还与填充主绝缘层熔接交联为一体；填充主绝缘层与绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块熔接交联为一体。填充内半导电层4与交联聚乙烯绝缘电缆的导体线芯6之间还设有半导电布。在铜壳12与金属护层的远离导体线芯6的一侧设有用于连接铜壳12和金属护层的封铅11层，在封铅11层的远离导体线芯6的一侧设有用于保护封铅11层的热缩管10。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的制作工艺操作方便，所制成的绝缘屏蔽隔离接头与电缆本体形成一体结构；电场应力分布的电性能稳定，解决了电缆与应力控制模块之间，因材料不同而产生的活动界面，避免绝缘交界上的气隙放电引起的电缆绝缘的击穿问题。本实用新型突破交联聚乙烯电缆绝缘屏蔽隔离接头无界面连接的国际业内技术瓶颈，适用于高压超高压交联聚乙烯电缆绝缘屏蔽隔离接头工程现场制作、故障抢修的需求。
附图标记表
1 原电缆外半导电层
2 原电缆主绝缘层
3 原电缆内半导电层
4 填充内半导电层
5 导体焊接点
6 导体线芯
7 填充外半导电层(应力控制模块)
8 填充主绝缘层
9 半导电漆层
10 热缩管
11 封铅
12 铜壳
13 高压阻燃密封胶
14 接地线铜管
15 隔离绝缘子
16 半导电带
17 铜壳灌胶口盖
18 镀锡铜网
19 绝缘自粘带
20 PVC胶带
Claims (7)
1.交联聚乙烯电缆绝缘屏蔽隔离接头，所述交联聚乙烯绝缘电缆包括导体线芯、内半导电层、主绝缘层、外半导电层、金属护层和外护套；
所述交联聚乙烯绝缘电缆绝缘屏蔽隔离接头的特征在于：从由内至外依次至少包括填充内半导电层、填充主绝缘层和绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块；所述填充内半导电层、填充主绝缘层和绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块分别为以交联聚乙烯绝缘电缆的导体线芯为中心轴线的管状体；
其中，填充内半导电层与交联聚乙烯绝缘电缆的内半导电层的断面熔接交联为一体；填充主绝缘层与交联聚乙烯绝缘电缆的主绝缘层的断面熔接交联为一体；绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块位于填充主绝缘层的一侧，绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块的一端与交联聚乙烯绝缘电缆的外半导电层的一端的断面熔接交联为一体，另一端延伸至填充主绝缘层内，且在端点处形成向内凹型体。
2.根据权利要求1所述的接头，其特征在于：在填充主绝缘层远离填充内半导电层的一侧上，从绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块与填充主绝缘层的交界处向绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块方向的40mm处至另一端电缆的外半导电层断口之间设有半导电漆层。
3.根据权利要求2所述的接头，其特征在于：在半导电漆层远离填充主绝缘层的一侧上分别设有半导电带、镀锡铜网和铜壳，镀锡铜网以搭接的方式设在半导电带的远离导体线芯的一侧处。
4.根据权利要求3所述的接头，其特征在于：铜管设有铜壳灌胶口盖，铜壳内注满高压阻燃密封胶。
5.根据权利要求1所述的接头，其特征在于：填充内半导电层还与填充主绝缘层熔接交联为一体；填充主绝缘层与绝缘屏蔽隔离接头应力控制模块熔接交联为一体。
6.根据权利要求1所述的接头，其特征在于：填充内半导电层与交联聚乙烯绝缘电缆的导体线芯之间还设有半导电布。
7.根据权利要求3所述的接头，其特征在于：在铜壳与金属护层的远离导体线芯的一侧设有用于连接铜壳和金属护层的封铅层，在封铅层的远离导体线芯的一侧设有用于保护封铅层的热缩管。
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