用于不滴流海缆与柔直海缆连接的过渡接头及其连接方法

摘要

用于不滴流海缆与柔直海缆连接的过渡接头及其连接方法，涉及一种海缆接头。目前运行的不滴流海缆很难购得，一旦发生故障，维修困难。本发明包括导体连接器、接头内屏层、接头绝缘层、接头外屏层、接头铅套、接头保护层；导体连接器、接头内屏层、接头绝缘层、接头外屏层、接头铅套、接头保护层由内而外同心设置，导体连接器呈柱形，其左端开孔形成不滴流海缆腔，其右端开孔形成柔直海缆腔，不滴流海缆腔与柔直海缆腔隔断；接头内屏层外包在导体连接器上，不滴流海缆包裹段的内壁面为锥面，左端直径大于右端直径。本技术方案维修方便，电气性能不变,工作可靠，避免电气劣化、泄露、腐蚀或有害的收缩的情况发生。

说明书

技术领域

本发明涉及一种海缆接头，尤其涉及用于不滴流海缆与柔直海缆连接的过渡接头及其连接方法。

背景技术

在2000年以前，国际、国内输电工程中大量使用油浸纸绝缘不滴流电(海)缆，但随着交联聚乙烯绝缘海缆技术的不断发展，以其安装维护方便、运行安全可靠优势，并逐步取代不滴流海缆成为输电工程首选，国内外海缆厂家也逐渐淘汰了不滴流海缆生产装备。

而目前仍在运行的大量不滴流海缆，难免会产生各种各样的故障，特别是大长度的海缆，一旦发生故障，修复往往需接续一段同规格的海缆，但国内国际已较难采购到不滴流海缆，给维修造成困难。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供用于不滴流海缆与柔直海缆连接的过渡接头及其连接方法，以达到解决维修困难的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

用于不滴流海缆与柔直海缆连接的过渡接头，包括导体连接器、接头内屏层、接头绝缘层、接头外屏层、接头铅套、接头保护层；所述的导体连接器、接头内屏层、接头绝缘层、接头外屏层、接头铅套、接头保护层由内而外同心设置，所述的导体连接器呈柱形，其左端开孔形成与不滴流海缆相配的不滴流海缆腔，其右端开孔形成与柔直海缆相配的柔直海缆腔，所述的不滴流海缆腔与柔直海缆腔隔断；所述的接头内屏层外包在导体连接器上，所述的接头绝缘层包括不滴流海缆包裹段、接头内屏层包裹段、柔直海缆包裹段，不滴流海缆包裹段的内壁面为锥面，左端直径大于右端直径；所述的柔直海缆包裹段的内壁面为锥面，右端直径大于左端直径，接头绝缘层的外周面为锥面，左端直径小于右端直径；所述的接头外屏层左端与不滴流海缆外屏层对接；接头外屏层右端与柔直海缆外屏层对接；所述的接头铅套与不滴流海缆、柔直海缆铅护套熔接形成封闭体以避免进水；接头内屏层、接头绝缘层、接头外屏层之间均设有油胶层。油胶层有效阻止直流不滴流海缆内的导体中的油向外浸渗漏，确保原有的不滴流海缆的电气性能；本技术方案保证不滴流海缆与柔直海缆这二种不同结构的海缆联接后电气性能不变。不滴流海缆包裹段的内壁面、柔直海缆包裹段的内壁面均为锥面，阻断电场的效果好，避免放电等情况发生，工作可靠，避免电气劣化、泄露、腐蚀或有害的收缩的情况发生。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本发明还包括以下附加技术特征。

所述的接头外屏层、接头内屏层均由半导体屏蔽带绕包而成。

所述的导体连接器由铜材料制作而成，不滴流海缆、柔直海缆的导电体插入导体连接器后对导体连接器施压使导体连接器与不滴流海缆、柔直海缆的导电体紧压。

接头保护层包括PVC材料层、PP材料层、保护层，所述的PVC材料层、PP材料层、保护层由内而外同心设置，PVC材料层包裹在接头外屏层外周，所述的PVC材料层、PP材料层、保护层分别与不滴流海缆、柔直海缆的对应层相接。

过渡接头的连接方法，其特征在于包括以下步骤：

1)去除不滴流海缆及柔直海缆的保护层、铅套层、外屏层、绝缘层、内屏层，露出导电体，将两导电体分别插入导体连接器的两端孔中；在去除不滴流海缆及柔直海缆的保护层、铅套层、外屏层、绝缘层、内屏层时，去除长度由内向外逐渐增加，形成前部直径小于后部直径的连接端，不滴流海缆连接端绝缘层和柔直海缆连接端绝缘层均呈锥形；

2)对导体连接器施压，使导体连接器与导电体紧配；

3)在导体连接器上，绕包半导体屏蔽带形成接头内屏层，在接头内屏层的外周及不滴流海缆连接端、柔直海缆连接端绕包高分子材料制成的接头绝缘层，接头绝缘层与不滴流海缆连接端、柔直海缆连接端绝缘层对接形成外周面为锥形的接头绝缘层，连接不滴流海缆处的接头绝缘层外径小于连接柔直海缆处的接头绝缘层外径，接头绝缘层的外周绕包半导体屏蔽带形成接头外屏层；在绕包接头内屏层、接头绝缘层、接头外屏层时，边绕边刷油胶以形成密封体；

4）在接头外屏层的外周设接头铅套，并在接缝处焊接，与不滴流海缆、柔直海缆铅护套熔接形成封闭体；

5）在接头铅套外周设保护层。

在接头铅套的外周绕制ＰＶＣ材料层、ＰＶＣ材料层外周绕制ＰＰ材料层、ＰＰ材料层外周设铠装层形成保护层。ＰＶＣ材料层、ＰＰ材料层、铠装层组成保护层。

ＰＰ材料层由ＰＰ材料制成的绳捆扎而成。

有益效果：本技术方案保证不滴流海缆与柔直海缆这二种不同结构的海缆联接后电气性能不变,避免放电等情况发生，工作可靠，避免电气劣化、泄露、腐蚀或有害的收缩的情况发生。

附图说明

图1是本发明正极性24h负荷循环试验，循环周期内导体温度、电流曲线图。

图2是本发明负极性24h负荷循环试验，循环周期内导体温度、电流曲线图。

图3是本发明48h负荷循环试验，循环周期内导体温度、电流曲线图。

图４(１)、４(２)、４(３)、４(４)、４(５)、４(６)、４(７)、４(８)、４(９)、４(１０)、５(１)、５(２)、５(３)、５(４)、５(５)、５(６)、５(７)、５(８)、５(９)、５(１０)、６(１)、６(２)、６(３)、６(４)、６(５)、６(６)、６(７)、６(８)、６(９)、６(１０)、７(１)、７(２)、７(３)、７(４)、７(５)、７(６)、７(７)、７(８)、７(９)、７(１０)是本发明试验波形图。

图8是本发明结构示意图。

图中：1-不滴流海缆；2-柔直海缆；3-导体连接器；4-接头内屏层；5-接头绝缘层；6-接头外屏层；7-接头铅套；8-接头保护层；9-导电体。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明。

如图8所示，本发明包括导体连接器3、接头内屏层4、接头绝缘层5、接头外屏层6、接头铅套4；所述的导体连接器3、接头内屏层4、接头绝缘层5、接头外屏层6、接头铅套4由内而外同心设置，所述的导体连接器3呈柱形，其左端开孔形成与不滴流海缆1相配的不滴流海缆腔，其右端开孔形成与柔直海缆2相配的柔直海缆腔，所述的不滴流海缆腔与柔直海缆腔隔断；所述的接头内屏层4外包在导体连接器3上，所述的接头绝缘层5包括不滴流海缆包裹段、接头内屏层包裹段、柔直海缆包裹段，不滴流海缆包裹段的内壁面为锥面，左端直径大于右端直径；所述的柔直海缆包裹段的内壁面为锥面，右端直径大于左端直径，接头绝缘层5的外周面为锥面，左端直径小于右端直径；所述的接头外屏层6左端与不滴流海缆1外屏层对接；接头外屏层6右端与柔直海缆2外屏层对接；所述的接头铅套4与不滴流海缆1、柔直海缆2铅护套熔接形成封闭体以避免进水；接头内屏层4、接头绝缘层5、接头外屏层6之间均设有油胶层。油胶层有效阻止直流不滴流海缆1内的导体中的油向外浸渗漏，确保原有的不滴流海缆1的电气性能；本技术方案保证不滴流海缆1与柔直海缆2这二种不同结构的海缆联接后电气性能不变。不滴流海缆包裹段的内壁面、柔直海缆包裹段的内壁面均为锥面，阻断电场的效果好，避免放电等情况发生，工作可靠，避免电气劣化、泄露、腐蚀或有害的收缩的情况发生。

为提高屏蔽效果，所述的接头外屏层6、接头内屏层4均由半导体屏蔽带绕包而成。

为提高电连接可靠性，所述的导体连接器3由铜材料制作而成，不滴流海缆1、柔直海缆2的导电体9插入导体连接器3后对导体连接器3施压使导体连接器3与不滴流海缆1、柔直海缆2的导电体9紧压。

为更好地保护海缆，其外周还包裹保护层，保护层包括PVC材料层、PP材料层、保护层，所述的PVC材料层、PP材料层、保护层由内而外同心设置，PVC材料层包裹在接头外屏层6外周，所述的PVC材料层、PP材料层、保护层分别与不滴流海缆1、柔直海缆2的对应层相接，ＰＰ材料层由ＰＰ材料制成的绳捆扎而成。

过渡接头的连接方法，包括以下步骤：

1)去除不滴流海缆1及柔直海缆2的保护层、铅套层、外屏层、绝缘层、内屏层，露出导电体9，将两导电体9分别插入导体连接器3的两端孔中；在去除不滴流海缆1及柔直海缆2的保护层、铅套层、外屏层、绝缘层、内屏层时，去除长度由内向外逐渐增加，形成前部直径小于后部直径的连接端，不滴流海缆1连接端绝缘层和柔直海缆2连接端绝缘层均呈锥形；

2)对导体连接器3施压，使导体连接器3与导电体9紧配；

3)在导体连接器3上，绕包半导体屏蔽带形成接头内屏层4，在接头内屏层4的外周及不滴流海缆1连接端、柔直海缆2连接端绕包高分子材料制成的接头绝缘层5，接头绝缘层5与不滴流海缆1连接端、柔直海缆2连接端绝缘层对接形成外周面为锥形的接头绝缘层5，连接不滴流海缆1处的接头绝缘层5外径小于连接柔直海缆2处的接头绝缘层5外径，接头绝缘层5的外周绕包半导体屏蔽带形成接头外屏层6；在绕包接头内屏层4、接头绝缘层5、接头外屏层6时，边绕边刷油胶以形成密封体；

4在接头外屏层6的外周设接头铅套4，并在接缝处焊接，与不滴流海缆1、柔直海缆2铅护套熔接形成封闭体；

5在接头铅套4外周设保护层8。

对接好的海缆进行试验，试验包括以下内容：

一、负荷循环试验

Ａ：24h负荷循环试验

标准要求：-需要进行总共24次循环的24h负荷循环(LC)试验，每次试验的前8h加载电流进行加热，后面的16h自然冷却；在加热阶段的至少最后1h，导体温度不低于电缆的导体最高运行温度设计值60℃。

前12次循环进行LC正极性电压试验，施加电压为+85kV，后12次循环进行LC负极性电压试验，施加电压为-85kV。

试验完成后，停止加压与加流，导体与金属护套短接，至少保持8h。

正极性24h负荷循环试验，循环周期内导体温度、电流曲线如图1所示：

负极性24h负荷循环试验，循环周期内导体温度、电流曲线如图2所示：

Ｂ：48h负荷循环试验

标准要求：需要进行总共3次循环的48h负荷循环试验，第1、3次施加电压为+85kV，第2次施加电压为-85kV。

每次试验的前24h加载电流进行加热，后面的24h自然冷却。在加热阶段的至少最后18h，导体温度不低于电缆的导体最高运行温度设计值60℃。

48h负荷循环试验，循环周期内导体温度、电流曲线如图3所示：

二、直流叠加操作冲击电压试验

标准要求：在首个冲击试验前，试品的导体温度不低于60℃，且已承受-50kV直流电压超过2h，叠加正极性操作冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压Up2为115kV(3%)。

改变直流高压发生器极性，施加+50kV直流电压并保持2h，叠加负极性操作冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压Up2为-115kV(3%)。

操作波的波形：

峰值时间(TP)：标准要求为250us(20%)。

半峰值时间(T2)：标准要求为2500us(60%)

每次冲击试验间隔不小于2min。

负极性Uo下，连续10次叠加正极性操作冲击试验的试验波形如图４(１)、４(２)、４(３)、４(４)、４(５)、４(６)、４(７)、４(８)、４(９)、４(１０)所示，由图可知，直流叠加操作冲击波形的峰值时间Tp、半峰值时间T2和峰值电压UP2均符合标准要求。

正极性Uo下，连续10次叠加负极性操作冲击试验的试验波形如图５(１)、５(２)、５(３)、５(４)、５(５)、５(６)、５(７)、５(８)、５(９)、５(１０)所示，由图可知，直流叠加操作冲击波形的峰值时间Tp、半峰值时间T2和峰值电压UP2均符合标准要求。

三、直流叠加雷电冲击电压试验

标准要求：在首个冲击试验前，试品的导体温度不低于60℃，且已承受直流电压-50kV超过2h，叠加正极性雷电冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压Up1为163.3kV(3%)。

改变直流高压发生器极性，施加+50kV直流电压并保持2h，叠加负极性雷电冲击电压连续10次，经叠加后波形的峰值电压Up1为-163.3kV(3%)。

雷电冲击波的波形：

波前时间T1：标准要求为1~5us；

半峰值时间T2：标准要求为40~60us。

过冲率β：标准要求小于10%

每次冲击试验间隔不小于2min。

负极性Uo下，连续10次叠加正极性雷电冲击试验的试验波形如图６(１)、６(２)、６(３)、６(４)、６(５)、６(６)、６(７)、６(８)、６(９)、６(１０)所示，由图可知直流叠加雷电冲击波形的波前时间T1、半峰值时间T2、过冲率β和峰值电压UP1均符合标准要求。

正极性Uo下，连续10次叠加负极性雷电冲击试验的试验波形如图７(１)、７(２)、７(３)、７(４)、７(５)、７(６)、７(７)、７(８)、７(９)、７(１０)所示，由图可知直流叠加雷电冲击波形的波前时间T1、半峰值时间T2、过冲率β和峰值电压UP1均符合标准要求。

试验过程中，未发现有电气劣化、泄露、腐蚀或有害的收缩等影响电缆系统正常运行的劣化迹象，表明不滴流电缆与柔直电缆的过渡接头通过试验，质量合格。

以上图８所示的用于不滴流海缆与柔直海缆连接的过渡接头及其连接方法是本发明的具体实施例，已经体现出本发明实质性特点和进步，可根据实际的使用需要，在本发明的启示下，对其进行形状、结构等方面的等同修改，均在本方案的保护范围之列。