交联聚乙烯电力电缆中间连接接头及制作方法技术

一种500kV及以下交联聚乙烯电力电缆中间连接接头制作方法，包括：将两端电缆剥开并至少漏出电缆导体、电缆导体内半导电层、电缆主绝缘层，并将两端电缆导体熔接；恢复接头内半导电层：将由聚乙烯半导电料预制成的半导电管装到两端电缆导体的连接位置并至少覆盖电缆导体和电缆导体内半导电层，将紧压模具装到半导电管上并对紧压模具进行加热；恢复接头主绝缘层：安装接头绝缘成型模具并使该模具至少部分地覆盖电缆主绝缘层和接头内半导电层，在聚乙烯颗粒料充满该模具后对模具进行升温加热。还提供了一种采用上述方法制作而成的中间连接接头。本发明专利技术制作方法所制成的连接接头与电缆本体形成一致结构，内部电场应力分布的电性能与电缆本体等效。

The intermediate joint of XLPE power cable and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
交联聚乙烯电力电缆中间连接接头及制作方法
本专利技术涉及一种电力电缆输电系统领域的电缆附件，更具体地，涉及交联聚乙烯电力电缆中间连接接头及制作方法。
技术介绍
随着城市电网改造工程的进行，电力电缆代替架空线路已成为一种趋势，电力电缆具有绝缘性能好、传输容量大、结构轻便、不受高度落差限制等优点，占据了输电应用领域的绝对优势地位。电力电缆广泛应用同时也存在着问题，据统计，运行中的电力电缆线路故障70％-80％是发生在电缆接头处，引起电缆接头不能正常运行的主要原因，除外力(人为破坏、地震等)作用，就是电缆接头结构材料老化失效，尤其是绝缘材料，在长期运行状态下，因电场和热场作用，逐渐老化变质，导致击穿，失去正常工作能力。目前，电缆接头有组合式和整体预制式。组合式接头，是采用预制橡胶应力锥及预制环氧绝缘件现场组装的接头，由于其制造工艺复杂、现场安装繁琐、安装现场的环境要求极高，而且产品一旦出现问题，产品修复困难，无法满足电网的运行要求，目前这种组合式接头已较少使用。整体预制式接头是目前应用比较广泛的，如图1所示，是在工厂内将应力控制模块与增强绝缘层2复合成一个整体结构的预制式附件，应力控制采用应力锥1和应力控制管4调控电场，增强绝缘层2多采用硅橡胶或三元乙丙橡胶，预制式附件通过现场套装至电缆上完成连接。增强绝缘层2为硅橡胶或三元乙丙橡胶，与电缆绝缘交联聚乙烯是完全不同的两种绝缘介质；二者绝缘介质的电导率的比值不平，易产生电场的畸变；因两种不同材质绝缘之间自然产生的活动界面3，安装时容易带入潮气、杂质和有害物质，受电场和热场作用极易极化而发生电场畸变，导致接头发生故障。再有，整体预制接头导体采用冷压接6加金属均压罩5连接；由于整体预制接头内部结构的特性无法实现与电缆本体电场分布一致，内部电场分布比较不规则，长时间运行促使电场集中的地方产生局部放电导致接头击穿，给电网运行带来严重隐患。
技术实现思路
为解决上述至少一个问题，本专利技术的目的在于提供一种500kV及以下交联聚乙烯电力电缆中间连接接头及制作方法。本专利技术的技术方案如下：一种500kV及以下交联聚乙烯电力电缆中间连接接头制作方法，包括如下步骤：1)将两端电缆剥开并至少漏出电缆导体、电缆导体内半导电层、电缆主绝缘层，并将两端电缆导体熔接；2)恢复接头内半导电层：将由聚乙烯半导电料预制成的半导电管装到两端电缆导体的连接位置并至少覆盖电缆导体和电缆导体内半导电层，将紧压模具装到半导电管上并对紧压模具进行加热，当加热至110-125℃时开始锁模，温度达到150-165℃时上调至紧压模锁紧，温度达到185-195℃时开始计时，1.5h左右后停止加热，自然降温至50℃以下后拆模；3)恢复接头主绝缘层：安装接头绝缘成型模具并使该模具至少部分地覆盖电缆主绝缘层和接头内半导电层，在聚乙烯颗粒料充满该模具后对模具进行升温加热，升温加热过程包括：当模具温度达到120-125℃时对接头处的电缆导体加热25-35min，当模具温度达到140-145℃时再次对接头处的电缆导体加热10min左右，当模具温度达到155-160℃时再次对接头处的电缆导体加热5min左右，当模具温度达到160-170℃时保持3-5小时后停止升温加热过程，然后自然冷却至40℃以下并拆模。优选地，对紧压模具和接头绝缘成型模具的加热采用电阻加热方式，对电缆导体的加热采用高频感应加热方式。优选地，还包括步骤4)恢复接头外半导电层：采用绕包与电缆屏蔽料相同的半导电带，半搭接缠绕三层，安装软管模，并使半导电带与接头主绝缘层、电缆外半导电层融合。优选地，还包括步骤5)将一体式金属直通壳套安装至接头处并与电缆金属屏蔽搭接，采用熔铅封将一体式金属直通壳与电缆金属屏蔽层电气连接和密封，将阻燃导热密封胶灌满一体式金属直通壳，待阻燃导热密封胶凝固后，采用收缩热缩管将灌胶口和熔铅封进行密封。优选地，所述聚乙烯颗粒料为高密度聚乙烯料，所述高密度聚乙烯料包括聚乙烯树脂、过氧化物交联剂、助交联剂、抗氧剂、润滑剂和加工助剂。优选地，所述聚乙烯半导电料包括聚乙烯树脂、改性聚丙烯、硬脂酸、炭黑、交联剂和二甲基硅油。优选地，所述步骤1)中，两端电缆导体熔接为等径熔接，熔接点采用砂纸精抛光打磨光滑。优选地，所述步骤2)中，所述半导电管被预制为半交联型半导电管，并将半导电管轴向切开分成两半后装到两端电缆导体的连接位置并至少覆盖电缆导体和电缆导体内半导电层。优选地，所述步骤3)中，将聚乙烯颗粒料充满该模具的过程具体为：将单螺杆挤塑机预热至110℃左右时，当接头绝缘成型模具内的电缆主绝缘层表面达到90℃左右时，启动挤塑机，聚乙烯颗粒料在挤塑机作用下形成熔融状的胶料进入接头绝缘成型模具中并充满该模具。一种500kV及以下交联聚乙烯电力电缆中间连接接头，采用上述任一方法制作而成。本专利技术的技术方案包括但不限于以下技术效果：1)本专利技术的接头内半导电层恢复过程能够促使半导电管充分交联，并能很好地与电缆导体内半导电层熔融接枝交联。2)本专利技术的接头主绝缘层恢复过程中，采用内外加热的方式，保证成型模具内部聚乙烯受热均匀，并且采用阶梯加热的方式确保模具内部的聚乙烯温度梯度不超过2℃，在完成材料自身交联充分的同时，还能与电缆主绝缘、接头内半导电层充分的接枝交联熔融结合。3)本专利技术的制作方法操作方便，所制成的中间连接接头与电缆本体形成一致结构，内部电场应力分布的电性能与电缆本体等效，解决因材料不同而产生的活动界面，避免绝缘活动界面上的气隙放电引起的电缆绝缘的击穿问题，提高电缆系统运行稳定性，避免事故的发生。附图说明图1是整体预制中间连接接头的结构示意图；图2是本专利技术提供的中间连接接头的结构示意图；图3是本专利技术提供的中间连接接头与整体预制接头电位分布对比图；图4是本专利技术提供的中间连接接头与整体预制接头电场分布对比图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。一种500kV及以下交联聚乙烯电力电缆中间连接接头制作方法，包括如下步骤：1)将两端电缆剥开并至少漏出电缆导体7、电缆导体内半导电层8、电缆主绝缘层9，并将两端电缆导体7熔接；2)恢复接头内半导电层13：将由聚乙烯半导电料预制成的半导电管装到两端电缆导体7的连接位置并至少覆盖电缆导体7和电缆导体内半导电层8，将紧压模具装到半导电管上并对紧压模具进行加热，当加热至110-125℃时开始锁模，温度达到150-165℃时上调至紧压模锁紧(即锁紧紧压模具)，温度达到185-195℃时开始计时，1.5h左右后停止加热，自然降温至50℃以下后拆模。可选地，用砂纸对接头内半导电层13进行打磨处理至等径于电缆内半导电层8，并检查接头内半导电层13表面是否有气泡、裂痕等缺陷。在该步骤中，采用阶梯的加热方式可以促使半导电管充分交联，并能很好地与电缆导体内半导电层8熔融接枝交联。而现有技术中恢复接头内半导电层通常采用绕包带材缠绕在电缆导体上在进行加热硫化，这种方法存在绕包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种500kV及以下交联聚乙烯电力电缆中间连接接头制作方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将两端电缆剥开并至少漏出电缆导体、电缆导体内半导电层、电缆主绝缘层，并将两端电缆导体熔接；2)恢复接头内半导电层：将由聚乙烯半导电料预制成的半导电管装到两端电缆导体的连接位置并至少覆盖电缆导体和电缆导体内半导电层，将紧压模具装到半导电管上并对紧压模具进行加热，当加热至110‑125℃时开始锁模，温度达到150‑165℃时上调至紧压模锁紧，温度达到185‑195℃时开始计时，1.5h左右后停止加热，自然降温至50℃以下后拆模；3)恢复接头主绝缘层：安装接头绝缘成型模具并使该模具至少部分地覆盖电缆主绝缘层和接头内半导电层，在聚乙烯颗粒料充满该模具后对模具进行升温加热，升温加热过程包括：当模具温度达到120‑125℃时对接头处的电缆导体加热25‑35min，当模具温度达到140‑145℃时再次对接头处的电缆导体加热10min左右，当模具温度达到155‑160℃时再次对接头处的电缆导体加热5min左右，当模具温度达到160‑170℃时保持3‑5小时后停止升温加热过程，然后自然冷却至40℃以下并拆模。

【技术特征摘要】
1.一种500kV及以下交联聚乙烯电力电缆中间连接接头制作方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将两端电缆剥开并至少漏出电缆导体、电缆导体内半导电层、电缆主绝缘层，并将两端电缆导体熔接；2)恢复接头内半导电层：将由聚乙烯半导电料预制成的半导电管装到两端电缆导体的连接位置并至少覆盖电缆导体和电缆导体内半导电层，将紧压模具装到半导电管上并对紧压模具进行加热，当加热至110-125℃时开始锁模，温度达到150-165℃时上调至紧压模锁紧，温度达到185-195℃时开始计时，1.5h左右后停止加热，自然降温至50℃以下后拆模；3)恢复接头主绝缘层：安装接头绝缘成型模具并使该模具至少部分地覆盖电缆主绝缘层和接头内半导电层，在聚乙烯颗粒料充满该模具后对模具进行升温加热，升温加热过程包括：当模具温度达到120-125℃时对接头处的电缆导体加热25-35min，当模具温度达到140-145℃时再次对接头处的电缆导体加热10min左右，当模具温度达到155-160℃时再次对接头处的电缆导体加热5min左右，当模具温度达到160-170℃时保持3-5小时后停止升温加热过程，然后自然冷却至40℃以下并拆模。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对紧压模具和接头绝缘成型模具的加热采用电阻加热方式，对电缆导体的加热采用高频感应加热方式。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤4)恢复接头外半导电层：采用绕包与电缆屏蔽料相同的半导电带，半搭接缠绕三层，安装软管模，并使半导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡飞，强卫，刘夏，黄成龙，张俊杰，谢胜海，梁振杰，夏云杰，陆云学，李春洋，陈卫涛，
申请(专利权)人：长园电力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44