CN216794209U - 一种用于导线压接的饱和充填包 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于导线压接的饱和充填包，其特征在于，包括炉体、密封帽、坩埚、加热管和正压保护气嘴；所述密封帽密封盖合于所述炉体上，包覆完毕的压接接头适于密封穿过所述密封帽并进入所述炉体内；所述坩埚设置于所述炉体内，所述坩埚适于盛放导电介质；所述加热管围绕设置于所述坩埚外侧，所述加热管释放热量使得所述导电介质处于流体状态；所述正压保护气嘴贯穿设置于所述炉体上，所述正压保护气嘴适于连接供气系统，用于增大所述饱和充填包内的气压。具有结构简单，操作方便，安全实用的优点。

Description

一种用于导线压接的饱和充填包

技术领域

本申请涉及电力工程技术领域，具体涉及导线压接工艺。

背景技术

输电导线的连接质量是输电线路安全运行的关键之一。输电导线一般由铝线和钢芯绞合而成，目前采用线夹、接续管等金具进行导线连接的压接技术是实现特高压输电线路远距离不间断输电的唯一手段。现有的压接技术一般是在压接两根输电导线前，先去除钢芯外周的铝线，然后依次穿铝接续管、钢接续管，最后通过液压机压接钢接续管和铝接续管。

但是，低温冰灾等极端天气会降低输电导线压接部位的抗拉强度，进而导致金具冻胀开裂，随时可能发生断线倒塔事故，严重危及线路安全。因此，数量庞大的压接管(接续管)的压接质量及后期运行情况(最长已达30年)成为影响电网安全运行的重要因素。

因此，如何对现有的导线压接工艺进行改进，使其克服上述问题，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种结构简单，操作方便，安全实用的用于导线压接的饱和充填包。

为达到以上目的，本申请采用的技术方案为：一种用于导线压接的饱和充填包，其特征在于，包括炉体、密封帽、坩埚、加热管和正压保护气嘴；所述密封帽密封盖合于所述炉体上，包覆完毕的压接接头适于密封穿过所述密封帽并进入所述炉体内；所述坩埚设置于所述炉体内，所述坩埚适于盛放导电介质；所述加热管围绕设置于所述坩埚外侧，所述加热管释放热量使得所述导电介质处于流体状态；所述正压保护气嘴贯穿设置于所述炉体上，所述正压保护气嘴适于连接供气系统，用于增大所述饱和充填包内的气压。

作为改进，还包括控制系统，所述控制系统包括帽口温度传感器、炉内温度传感器、加热管控制器和压力控制器，所述加热管控制器根据所述帽口温度传感器和所述炉内温度传感器获得温度数据控制所述加热管的加热温度，所述压力控制器用于控制所述正压保护气嘴的进气量，进而保证所述饱和充填包保持稳定的气压。用于实现智能化控制。

作为优选，所述炉体包括处于外层的炉壳以及处于内层的保温炉衬。保证保温性能。

作为优选，所述密封帽采用耐热柔性材料制成，所述密封帽上端延伸出扎口段，所述扎口段适于通过紧固件与导线进行密封绑扎。可以适配不同直径的导线。

作为改进，所述炉体上端还设置有密封橡胶圈，所述密封帽适于密封套设所述密封橡胶圈外侧。增加炉体和密封帽直径的密封性。

进一步的，所述密封橡胶圈周侧还开设有密封槽。

作为优选，所述供气系统适于向所述正压保护气嘴输入惰性气体。避免导电介质发生氧化。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：(1)通过对压接接头内气隙的饱和充填，消除了压接后的空腔气隙，防止雨水、湿气的侵蚀浸润而发生冻胀及腐蚀的现象。(2)导电介质的充填还能通过其本身具有的有益物理特性有效提高了压接接头的导电性能，提高了过流能力。(3)导电介质的填充结构优化了压接接头的力学特点，形成了全部断面的有效包裹，提高了压接接头的整体强度。(4)另外，饱和充填包具有结构简单，操作方便，安全实用的优点。

附图说明

图1是根据本申请的一个优选实施例中导线在预处理步骤后的结构示意图；

图2是根据本申请的一个优选实施例中导线在包覆步骤时的结构示意图；

图3是根据本申请的一个优选实施例中两种规格的包覆薄片展开时的结构示意图；

图4是根据本申请的一个优选实施例中饱和充填包的结构示意图；

图5是根据本申请的一个优选实施例中饱和充填包的控制关系图。

图中：100、导线；101、压接接头；111、铝股段；112、钢芯段；200、饱和充填包；300、导电介质；400、包覆薄片；401、粘胶带；400a、大号包覆薄片；400b、小号包覆薄片；500、加长包覆段；1、炉体；11、炉壳；12、保温炉衬；2、密封帽；21、扎口段；3、坩埚；4、加热管；5、正压保护气嘴；6、密封橡胶圈；61、密封槽；7、控制系统；7a、温度控制系统；7b、压力控制系统；71、帽口温度传感器；72、炉内温度传感器；73、加热管控制器；74、压力控制器。

具体实施方式

下面，结合具体实施方式，对本申请做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，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、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

众所周知，压接作业是冷变形作业，被压材料会发生塑性变形，同时还会发生冷作硬化。由于冷作硬化的作用，被压材料的力学性能发生了较大的变化，压接作业力道就不能实现要求的变形。

同时导线本身的结构特点是：被压材料不管是钢芯、铝股还是接续管，它们之间都是点接触或线接触，而不会是面接触，故天然存在结构缝隙。

另外，在导线压接过程中，被压材料的晶格走向是随机的，而不是按照我们的主观要求去变形。因此所有压接过程中都存在轴向变形和径向变形。轴向变形就是我们所看到的压接管的延长，径向变形就使得线内的结构缝隙越来越小。但是由于导线的轴向变形有着严格的尺寸限制，故此径向变形也不能朝着无缝密实方向无限压接变形，从而导致压接缝隙不会完全填充密实，压接缝隙的存在也是理所当然。

而这种压接缝隙的存在，会造成了压接管内部积水或者凝湿，甚至积水成冰，体积膨胀。再加之输电线路运行环境温差大，多次循环累积效应(结冰膨胀+融化补水)，使得雨水、露水或雪水从导线(钢芯铝绞线)外层铝股渗入到内层钢芯，沿层间、股间缝隙渗滴(毛细现象)，集聚在线夹或接续管的压接空腔内，发生冻胀破坏。而且压接缝隙形成的积水和凝湿与钢芯、铝股形成原电池，电化学反应造成了线夹或接续管或导线的电化学腐蚀锈蚀。另外压接缝隙形成的积水和凝湿与钢芯、铝丝形成原电池，电化学反应造成了线夹钢芯及导线钢绞线电化学腐蚀锈蚀。上述冻胀及腐蚀造成压接强度降低或者丧失，会造成断线、倒塔事故的发生，严重危及线路安全。

基于上述问题，本申请人改进了导线的压接工艺，在导线压接前进行饱和充填。所谓的饱和充填是指向压接接头的所有缝隙内充填导电介质，挤压并排空空气，使得压接接头部位变成了一段密实的非匀质棒体，这种棒体不管怎么压缩，都将会是密实变形。而且饱和充填能够实现钢芯和铝股间为面接触，那么在压接伊始就没有原始缝隙，压接终了也就不会存在任何气隙了。饱和充填还能够实现导线表面铝股间隙的完整填充，使得导线表面形成连续的柱状表面，这种连续的柱状表面与接续管的内表面同样形成了面接触，使得在压接作业后，接续管和导线的压接面间不会留下任何气隙了。消除了导线内的压接缝隙，以及导线与接续管间的压接缝隙，压接接头部位也就形成有效的气密空间，将彻底隔绝水汽或凝结水的流入。故此饱和充填压接将实现压接缝隙消除，杜绝压接部位的冻胀和腐蚀破坏。

本实施例的具体工艺流程如下：

本实施例是在既有的导线压接工艺过程中插入了饱和充填步骤，该饱和充填步骤插入在压接步骤之前，其它作业步骤与要求不变，在此不做赘述，但这并妨碍其成为本申请隐含的技术特征。

如图1所示，通过对导线100进行截断、剥离、表面处理等预处理步骤，在导线100一端形成了包含铝股段111和钢芯段112的压接接头101。之后则开始对压接接头101进行饱和充填步骤。

饱和充填步骤又具体包括含包覆、密封插入、加热、正压充填、后续处理步骤，而且在饱和充填步骤中还需要用到关键设备：饱和充填包。首先，对饱和充填包的具体结构和功能进行说明：

如图4所示，饱和充填包200包括炉体1、密封帽2、坩埚3、加热管4和正压保护气嘴5；密封帽2密封盖合于炉体1上，包覆完毕的压接接头101适于密封穿过密封帽2并进入炉体1内；坩埚3设置于炉体1内，坩埚3适于盛放导电介质300；加热管4围绕设置于坩埚3外侧，加热管4释放热量使得导电介质300处于流体状态；正压保护气嘴5贯穿设置于炉体1上，正压保护气嘴5适于连接供气系统，用于增大饱和充填包200内的气压。其中供气系统适于向正压保护气嘴5输入保护性气体(惰性气体)，避免导电介质300发生氧化。

进一步具体的，炉体1包括处于外层的炉壳11以及处于内层的保温炉衬12。密封帽2采用耐热柔性材料制成，密封帽2上端延伸出扎口段21，扎口段21适于通过扎线带、线箍等紧固件与导线100进行密封绑扎。炉体1上端还设置有密封橡胶圈6，密封帽2适于密封套设密封橡胶圈6外侧；密封橡胶圈6周侧还开设有密封槽61，以增加密封性。其中，密封帽2、密封橡胶圈6、炉壳11、正压保护气嘴5构成了饱和充填包200的气密结构；坩埚3、加热管4、保温炉衬12构成了饱和充填包200的加热系统。

另外，如图5所示，饱和充填包200还包括控制系统7，控制系统7包括帽口温度传感器71、炉内温度传感器72、加热管控制器73和压力控制器74；加热管控制器73根据帽口温度传感器71和炉内温度传感器72获得温度数据控制加热管4的加热温度，作为温度控制系统7a；压力控制器74用于控制正压保护气嘴5的进气量，进而保证饱和充填包200保持稳定的气压，作为压力控制系统7b。

饱和充填步骤需要利用上述饱和充填包200进行，具体流程如下：

一、包覆

如图2所示，采用包覆薄片400对压接接头101表面进行密封包覆，并形成柱状气体通道。本实施中包覆薄片400选择耐热可塑性薄片材料(例如锡纸)，并卷绕包覆于压接接头101上，且包覆薄片400的卷绕圈数不少于三圈；其中包覆薄片400内侧间隔设有多个粘胶带401，粘胶带401用于包覆薄片400的卷绕固定，保证包覆部位不漏气。

另外，包覆薄片400向导线100尾端延伸并形成加长包覆段500，而且加长包覆段500延伸出饱和充填包200，保证导电介质300能充分进入压接接头101的缝隙，避免导电介质300的过多溢出。

本实施例中，压接接头101包括钢芯段112和铝股段111；因此，采用小号包覆薄片400b对钢芯段112表面进行密封包覆，采用大号包覆薄片400a对铝股段111表面进行密封包覆，并形成两个柱状气体通道。如图3所示，展示了大号包覆薄片400a和小号包覆薄片400b在展开状态下的大小对比。

二、密封插入

如图4所示，将包覆完毕的压接接头101密封插入盛有流体状态导电介质300的饱和充填包200内，并做好密封帽2和导线100之间的密封绑扎。

三、加热

由于饱和充填包200内加入了压接接头101，使得炉温下降，此时控制系统7启动并控制加热管4加热。当帽口温度传感器71获得的温度参数到达设定温度时，控制系统7则控制加热管4，使得饱和充填包200处于保温状态，并设定相应的保温时长。

四、正压充填

保温时长满足要求后，打开正压保护气嘴5输入稳定正压力(大于大气压的压力)的保护性气体，使得导电介质300沿着包覆薄片400形成的柱状气体通道进入压接接头101的缝隙内充填。

由于密封帽2在帽口处的温度低于导电介质300流动的温度点，当充填到达此处时，导电介质300将发生凝固而不再流动，而正压力将会推动导电介质300去往没有填充到的部位继续填充，直到全部气隙填充完毕此时输入的正压力将保持不变，由此可以判定全部导电介质300已完成充填。

五、后续处理

完成全部充填后，关闭加热及加压系统，并及时取出完成导电介质300充填的导线100。待导电介质300固化或凝结后解除导线表面的包覆薄片400，对包覆层面下的导线100表面进行表面精度处理，满足压接要求即可。

需要说明的是，由于压接接头101的缝隙很小，因此流体状态的导电介质300可以依靠表面张力附着在压接接头101的缝隙内，不会因为从饱和充填包200取出而流出。

通过上述五个步骤的处理，即可完成饱和充填步骤的全部工作，再继续完成导线100后续的压接作业。本实施例可以应用于导线的中间接续，也可以应用于导线的端部压接。

值得一提的是，本实施例的导电介质300的合理选择也至关重要，首先导电介质300必须满足如下要求：

(1)导电性能良好；

(2)低温流动性良好；

(3)与钢、铝的相融性良好；

(4)化学稳定性(保护状态)良好；

(5)环保性能良好。

能够满足上述要求的导电介质一般有：导电膏、锌、锡、铅等。

当导电膏作为导电介质300，由于导电膏为粘滞膏状混合物，其中掺有导电颗粒。故在其加热充填时需注意以下事项：(1)首先测定其加热到流动状态而不液化的温度值，确保导电颗粒不分层沉淀，影响导电性能；(2)导电膏为熔融状物质，正压充填时不会发生压力稳定不变的状态，而应通过检查是否在密封帽2的帽口处有溢出来判断是否完成饱和充填。

锌、锡、铅的熔点均远低于铝，导电性能亦可，故此均可用于饱和充填。然而锡的低温稳定性差，在高寒地带禁止使用。铅具加热挥发性并有毒，不建议使用。故此最优选使用锌作为导电介质300。

另外使用锌作为导电介质300还具有以下好处：(1)锌的电阻率是铝的一倍，铝的电阻率是铜的一倍，故此通过表面处理可以不影响过流能力；(2)锌具有铝同样的化学还原性，不会对铝股构成化学破坏，还能够有效保护钢芯和接续管；(3)液态锌饱和充填后，能够密实包裹住钢芯和铝股，有效提高压接部位的机械强度；(4)由于在密封帽的出口处，充填部位存在内高外低的温度差，会形成锥状的锌填充结构，有效增强压接过渡部位的疲劳强度。

以上描述了本申请的基本原理、主要特征和本申请的优点。本行业的技术人员应该了解，本申请不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本申请的原理，在不脱离本申请精神和范围的前提下本申请还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本申请的范围内。本申请要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (7)

1.一种用于导线压接的饱和充填包，其特征在于，包括炉体、密封帽、坩埚、加热管和正压保护气嘴；所述密封帽密封盖合于所述炉体上，包覆完毕的压接接头适于密封穿过所述密封帽并进入所述炉体内；所述坩埚设置于所述炉体内，所述坩埚适于盛放导电介质；所述加热管围绕设置于所述坩埚外侧，所述加热管释放热量使得所述导电介质处于流体状态；所述正压保护气嘴贯穿设置于所述炉体上，所述正压保护气嘴适于连接供气系统，用于增大所述饱和充填包内的气压。

2.根据权利要求1所述的一种用于导线压接的饱和充填包，其特征在于：还包括控制系统，所述控制系统包括帽口温度传感器、炉内温度传感器、加热管控制器和压力控制器，所述加热管控制器根据所述帽口温度传感器和所述炉内温度传感器获得温度数据控制所述加热管的加热温度，所述压力控制器用于控制所述正压保护气嘴的进气量，进而保证所述饱和充填包保持稳定的气压。

3.根据权利要求1所述的一种用于导线压接的饱和充填包，其特征在于：所述炉体包括处于外层的炉壳以及处于内层的保温炉衬。

4.根据权利要求1所述的一种用于导线压接的饱和充填包，其特征在于：所述密封帽采用耐热柔性材料制成，所述密封帽上端延伸出扎口段，所述扎口段适于通过紧固件与导线进行密封绑扎。

5.根据权利要求1所述的一种用于导线压接的饱和充填包，其特征在于：所述炉体上端还设置有密封橡胶圈，所述密封帽适于密封套设所述密封橡胶圈外侧。

6.根据权利要求5所述的一种用于导线压接的饱和充填包，其特征在于：所述密封橡胶圈周侧还开设有密封槽。

7.根据权利要求1所述的一种用于导线压接的饱和充填包，其特征在于：所述供气系统适于向所述正压保护气嘴输入惰性气体。

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