CN110993154A - 一种超高压海缆软接头及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种超高压海缆软接头，软接头包括有导体焊接段、导体屏蔽恢复层、绝缘恢复层、绝缘屏蔽恢复层、金属护套恢复层和外护套恢复层，导体焊接段设置在两段海缆的导体端部处，连接两段海缆导体，构成所述软接头导体部分，导体部分的外侧依次围绕设置有导体屏蔽恢复层、绝缘恢复层、绝缘屏蔽恢复层、金属护套恢复层和外护套恢复层，并分别对应与两段海缆的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属护套和外护套连接构成一体结构。本发明所提供的软接头结构尺寸与海缆本体接近，具有与海缆本体相同的电气性能、机械性能、弯曲性能和使用寿命，同时还提供该种软接头的制作方法可适用于型线、紧压圆形以及分割导体海缆软接头的制作。

Description

一种超高压海缆软接头及其制作方法

技术领域

本发明涉及海缆制造技术领域，具体涉及一种超高压海缆软接头及其制作方法。

背景技术

海底电缆主要用于水下传输大功率电能，与地下电力电缆的作用等同，其应用环境更为恶劣，运输、敷设难度也远远地高于其它电缆产品，因此海缆必须连续大长度制造生产。在海缆制作过程中，为了使海缆成为一个连续的线路，各段缆必须连接为一个整体，各段缆的连接点称为海缆软接头，又称工厂接头。海缆软接头其结构尺寸与海缆本体接近，具有与海缆本体相同的电气性能、机械性能、弯曲性能和使用寿命。

现有公开号为CN102593764A的专利公开了一种大长度海缆软接头制作方法，采用氩弧焊的焊接方式对导体错层焊接，导体屏蔽层采用半套管结构，绝缘屏蔽采用半导电自粘带以半搭盖的方式绕包。但是上述方法不适用于分割导体海缆软接头的制作，软接头导体屏蔽层、绝缘屏蔽修复层的材料与本体不一致，介电常数等电气参数存在差异，软接头导体屏蔽层与绝缘屏蔽层性能无本体材料可靠。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种超高压海缆软接头及其制作方法，旨在解决目前现有的软接头与海缆本体存在性能差异的问题，所提供的软接头制作方法适用于型线、紧压圆形以及分割导体海缆软接头的制作，所得软接头结构尺寸与海缆本体接近，具有与海缆本体相同的电气性能、机械性能、弯曲性能和使用寿命。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种超高压海缆软接头，用于连接两段海缆，且所述海缆的内部中心具有导体，所述导体的外部依次设置有导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属护套和外护套，所述软接头包括有导体焊接段、导体屏蔽恢复层、绝缘恢复层、绝缘屏蔽恢复层、金属护套恢复层和外护套恢复层，所述导体焊接段焊接设置在两段所述海缆的导体端部处，连接两段所述海缆的导体，构成导体部分，所述导体部分的外侧依次围绕设置有所述导体屏蔽恢复层、所述绝缘恢复层、所述绝缘屏蔽恢复层、所述金属护套恢复层和所述外护套恢复层，并分别对应与两段所述海缆的所述导体屏蔽层、所述绝缘层、所述绝缘屏蔽层、所述金属护套和所述外护套连接构成一体结构。

作为优选的，所述导体屏蔽恢复层、所述绝缘恢复层、所述绝缘屏蔽恢复层、所述金属护套恢复层和所述外护套恢复层与所述海缆的所述导体屏蔽层、所述绝缘层、所述绝缘屏蔽层、所述金属护套和所述外护套的材质相同。

作为优选的，所述软接头还包括有反应力锥，两段所述海缆的所述绝缘层的端部均相对削设为锥形构成所述反应力锥。

作为优选的，所述反应力锥的长度大于等于所述绝缘层厚度的三倍。

作为优选的，所述绝缘恢复层在位于所述反应力锥的位置处成型有应力锥。

作为优选的，所述金属护套恢复层与所述绝缘屏蔽恢复层之间还包绕有一层半导电阻水带。

同时本发明还提供一种如上任意一项所述的超高压海缆软接头的制作方法，包括步骤如下：

S1、预处理：制作接头前，将两段电缆的接头位置固定，校直后进行加热除潮和剥切处理；

S2、导体焊接：采用发热焊的焊接方式将两段海缆的导体进行一次性焊接构成导体焊接段并与两段海缆的导体构成导体部分，焊接结构后将导体部分的表面打磨光滑；

S3、制作反应力锥：将两段海缆的绝缘层端部以椎体长度不小于绝缘层厚度的三倍的标准相对削切成锥形构成反应力锥，并将反应力锥的表面打磨光滑；

S4、导体屏蔽层恢复：剪取合适尺寸的导体屏蔽材料并紧密包裹在导体部分的外侧面，其后包裹有导体屏蔽材料的电缆放置于加热模具中，加温至130～140℃并保持0.5～1h后拆除加热模具，将导体屏蔽恢复层的表面打磨光滑；

S5、绝缘层恢复：将导体屏蔽层恢复后的电缆放置在挤塑模具中进行加热至115～130℃并持续1～2h，其后启动挤塑机，待挤塑模具两端出现绝缘料溢出则停止挤塑，冷却后拆除挤塑模具；将绝缘挤塑后的电缆放入硫化模具中，密封并充入氮气中至其内部压力为1.2Mpa，持续加热硫化模具至190～200℃并保持1～2h后，降温降压拆除硫化模具，取出电缆，并将电缆上成型的绝缘恢复层表面打磨光滑；

S6、绝缘屏蔽层恢复：剪取合适尺寸的绝缘屏蔽材料并紧密包裹在绝缘恢复层的外侧面，其后将包裹有绝缘屏蔽材料的电缆放置于加热模具中，加温至130～140℃并保持0.5～1h后拆除加热模具，将绝缘屏蔽层恢复层的表面打磨光滑；

S7、接头检查：使用X光机照射接头区域，观察接头区域的X光片，查看是否存在杂质、微孔以及偏心度是否符合要求；

S8、金属护套恢复：在绝缘屏蔽恢复层的外部包绕一层半导电阻水带，其后嵌套管状的铅套恢复材料，并对铅套恢复材料的边缝以及与电缆本体铅套的连接端进行焊接，形成金属护套恢复层；

S9、外护套恢复：剪取合适尺寸的外护套材料并紧密包裹在金属护套恢复层的外侧面，使用耐高温带包裹外护套材料并用烘枪对耐高温带进行加热使外护套材料与电缆本体外护套粘接，其后拆除耐高温带，将外护套恢复层的表面打磨光滑。

与现有技术相比，本发明提供的一种超高压海缆软接头及其制作方法具有以下优点：

1)导体焊接采用发热焊，利用炸药爆炸时的冲击波，使金属受到高速撞击，在十分短暂的冶金过程中相结合。相较于分层氩弧焊，发热焊是导体一次性成型，接头界面结合强度高，且适用于分割导体等大截面导体焊接，适用范围广。

2)将导体屏蔽恢复层、绝缘恢复层、绝缘屏蔽恢复层、金属护套恢复层和外护套恢复层的材质均选用与海缆本体对应的导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属护套和外护套相同的材质。使用海缆本体对应各层相同的材料进行修复，软接头各层的介电常数等电气参数及弹性模量等物理参数与电缆本体材料一致，可使得软接头有与海缆本体相同的电气性能、机械性能、弯曲性能和使用寿命。

3)将反应力锥长度设定为不小于本体绝缘厚度的三倍，使得电场分布合理，保证绝缘层与绝缘恢复层结合面电场强度满足要求。

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为本发明提供的一种超高压海缆软接头的剥开后的内部结构示意图。

附图中涉及的附图标记和组成部分说明：

1、导体焊接段；2、导体屏蔽层；3、导体屏蔽恢复层；4、反应力锥；5、应力锥；6、绝缘恢复层；7、绝缘屏蔽预留层；8、绝缘屏蔽恢复层；9、金属护套恢复层；10、外护套恢复层；11、导体。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式对本发明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。

参见图1所示，一种超高压海缆软接头，用于连接两段海缆的端头部分。现有海缆的内部中心具有导体11，并且在导体11的外部依次设置有导体屏蔽层2、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属护套和外护套。

本发明提供的软接头包括有导体焊接段1、导体屏蔽恢复层3、绝缘恢复层6、绝缘屏蔽恢复层8、金属护套恢复层9和外护套恢复层10。为了使得软接头具有与海缆本体相同的电气性能、机械性能、弯曲性能和使用寿命，软接头的导体屏蔽恢复层3、绝缘恢复层6、绝缘屏蔽恢复层8、金属护套恢复层9和外护套恢复层10均选用与海缆的导体屏蔽层2、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属护套和外护套相同的材质。

其中，导体焊接段1焊接设置在两段海缆的导体11端部处，连接两段海缆的导体11，构成导体部分。导体部分的外侧依次围绕设置有导体屏蔽恢复层3、绝缘恢复层6、绝缘屏蔽恢复层8、金属护套恢复层9和外护套恢复层10，并分别对应与两段海缆的导体屏蔽层2、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属护套和外护套连接构成一体结构。金属护套恢复层9与绝缘屏蔽恢复层8之间还包绕有一层半导电阻水带，以防止在金属护套恢复层9成型过程中绝缘屏蔽恢复层8因高温环境而损坏。

同时，为了使得电场分布合理、均匀电场的目的，两段海缆的绝缘层的端部均相对削设为锥形构成反应力锥4，同时将反应力锥4的长度设定为大于等于绝缘层厚度的三倍，以保证绝缘层与绝缘恢复层6结合面电场强度满足要求。绝缘恢复层6在反应力锥4的位置处成型有应力锥5。

本发明还提供一种超高压海缆软接头的制作方法适用于型线、紧压圆形以及分割导体海缆软接头的制作。具体步骤如下：

S1、预处理：

制作接头前，将两段电缆的接头位置固定，校直后进行加热除潮和剥切处理。

S2、导体焊接：

采用发热焊的焊接方式将两段海缆的导体11进行一次性焊接构成导体焊接段1并与两段海缆的导体11构成导体部分，焊接结构后将导体部分的表面打磨光滑，确保导体部分表面无毛刺、气孔、凹坑等缺陷。

S3、制作反应力锥：

将两段海缆的绝缘层端部以椎体长度不小于绝缘层厚度的三倍的标准相对削切成锥形制成反应力锥4，已达到均匀电场的目的，其后将反应力锥4的表面打磨光滑圆整，电缆所剥开的导体屏蔽层2与绝缘层之间界面清晰，无杂质残留。

S4、导体屏蔽层恢复：

剪取合适尺寸的导体屏蔽材料并紧密包裹在导体部分的外侧面，其后包裹有导体屏蔽材料的电缆放置于加热模具中，加温至130～140℃并保持0.5～1h后，一般优选加热至140℃并保温0.5h即可，其后拆除加热模具取出电缆，此时导体屏蔽恢复层3已与电缆本体上的导体屏蔽层2连接构成一体。然后以导体屏蔽恢复层3表面光滑平整、无划痕、气泡、凹坑等缺陷为要求对导体屏蔽恢复层3的表面进行修整。

S5、绝缘层恢复：

将导体屏蔽层恢复后的电缆放置在挤塑模具并固定，其后进行加热至115～130℃并持续1～2h，一般优选加热至130℃并保温1h即可。其后启动挤塑机，待挤塑模具两端出现绝缘料溢出的现象则停止挤塑，冷却后拆除挤塑模具。其后再将绝缘挤塑后的电缆放入硫化模具中，密封并充入氮气中至其内部压力为1.2Mpa即可，然后将硫化模具加热至190～200℃并保持1～2h后，一般优选加热至200℃并保温2h即可。待降温降压后拆除硫化模具取出电缆，此时绝缘恢复层6已与电缆本体上的绝缘层连接构成一体。其后对电缆上成型的绝缘恢复层6以及应力锥5的表面进行打磨，要求表面光滑，无坑洼。

S6、绝缘屏蔽层恢复：

剪取合适尺寸的绝缘屏蔽材料并紧密包裹在绝缘恢复层6的外侧面，其后将包裹有绝缘屏蔽材料的电缆放置于加热模具中，加温至130～140℃并保持0.5～1h后，一般优选加热至140℃并保温0.5h即可，其后拆除加热模具，以绝缘屏蔽层8表面光滑平整、无划痕、气泡、凹坑等缺陷为要求对绝缘屏蔽层8的表面进行修整。

S7、接头检查：

使用X光机照射接头区域，观察接头区域的X光片，查看是否存在杂质、微孔及偏心度是否符合要求。

S8、金属护套恢复：

在绝缘屏蔽恢复层8的外部包绕一层半导电阻水带，防止在焊接铅套恢复材料时因高温对修复后的绝缘屏蔽恢复层8产生损伤。将管状的铅套恢复材料嵌套至电缆上铜带的外侧，并对铅套恢复材料的边缝进行焊接形成金属护套恢复层9，再针对铅套恢复材料与电缆本体铅套的连接端进行焊接，以将金属护套恢复层9与海缆本体上的金属护套连接构成一体。

S9、外护套恢复：

剪取合适尺寸的外护套材料并紧密包裹在金属护套恢复层9的外侧面，因外护套材料直接接触高温会损坏，故而在外护套材料的外部再包裹缠绕耐高温带，其后使用烘枪针对耐高温带进行均匀加热使外护套材料熔化构成外护套恢复层10并与电缆本体外护套粘接形成一体结构，一般加热至200℃并持续10min即可。其后拆除耐高温带，修整外护套恢复层10的表面，保证外护套恢复层10的表面光滑平整，无坑洼。

本发明旨在解决目前现有的软接头与海缆本体存在性能差异的问题，所提供的软接头制作方法适用于型线、紧压圆形以及分割导体海缆软接头的制作，所得软接头结构尺寸与海缆本体接近，具有与海缆本体相同的电气性能、机械性能、弯曲性能和使用寿命。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种超高压海缆软接头，用于连接两段海缆，且所述海缆的内部中心具有导体，所述导体的外部依次设置有导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属护套和外护套，其特征在于：所述软接头包括有导体焊接段、导体屏蔽恢复层、绝缘恢复层、绝缘屏蔽恢复层、金属护套恢复层和外护套恢复层，所述导体焊接段焊接设置在两段所述海缆的导体端部处，连接两段所述海缆的导体，构成导体部分，所述导体部分的外侧依次围绕设置有所述导体屏蔽恢复层、所述绝缘恢复层、所述绝缘屏蔽恢复层、所述金属护套恢复层和所述外护套恢复层，并分别对应与两段所述海缆的所述导体屏蔽层、所述绝缘层、所述绝缘屏蔽层、所述金属护套和所述外护套连接构成一体结构。

2.根据权利要求1所述的一种超高压海缆软接头，其特征在于：所述导体屏蔽恢复层、所述绝缘恢复层、所述绝缘屏蔽恢复层、所述金属护套恢复层和所述外护套恢复层与所述海缆的所述导体屏蔽层、所述绝缘层、所述绝缘屏蔽层、所述金属护套和所述外护套的材质相同。

3.根据权利要求1所述的一种超高压海缆软接头，其特征在于：所述软接头还包括有反应力锥，两段所述海缆的所述绝缘层的端部均相对削设为锥形构成所述反应力锥。

4.根据权利要求3所述的一种超高压海缆软接头，其特征在于：所述反应力锥的长度大于等于所述绝缘层厚度的三倍。

5.根据权利要求3所述的一种超高压海缆软接头，其特征在于：所述绝缘恢复层在位于所述反应力锥的位置处成型有应力锥。

6.根据权利要求1所述的一种超高压海缆软接头，其特征在于：所述金属护套恢复层与所述绝缘屏蔽恢复层之间还包绕有一层半导电阻水带。

7.一种权利要求1～6任意一项所述的超高压海缆软接头的制作方法，其特征在于：包括步骤如下：

S1、预处理：制作接头前，将两段电缆的接头位置固定，校直后进行加热除潮和剥切处理；

S2、导体焊接：采用发热焊的焊接方式将两段海缆的导体进行一次性焊接构成导体焊接段并与两段海缆的导体构成导体部分，焊接结构后将导体部分的表面打磨光滑；

S3、制作反应力锥：将两段海缆的绝缘层端部以椎体长度不小于绝缘层厚度的三倍的标准相对削切成锥形构成反应力锥，并将反应力锥的表面打磨光滑；

S4、导体屏蔽层恢复：剪取合适尺寸的导体屏蔽材料并紧密包裹在导体部分的外侧面，其后包裹有导体屏蔽材料的电缆放置于加热模具中，加温至130～140℃并保持0.5～1h后拆除加热模具，将导体屏蔽恢复层的表面打磨光滑；

S5、绝缘层恢复：将导体屏蔽层恢复后的电缆放置在挤塑模具中进行加热至115～130℃并持续1～2h，其后启动挤塑机，待挤塑模具两端出现绝缘料溢出则停止挤塑，冷却后拆除挤塑模具；将绝缘挤塑后的电缆放入硫化模具中，密封并充入氮气中至其内部压力为1.2Mpa，持续加热硫化模具至190～200℃并保持1～2h后，降温降压拆除硫化模具，取出电缆，并将电缆上成型的绝缘恢复层表面打磨光滑；

S6、绝缘屏蔽层恢复：剪取合适尺寸的绝缘屏蔽材料并紧密包裹在绝缘恢复层的外侧面，其后将包裹有绝缘屏蔽材料的电缆放置于加热模具中，加温至130～140℃并保持0.5～1h后拆除加热模具，将绝缘屏蔽层恢复层的表面打磨光滑；

S7、接头检查：使用X光机照射接头区域，观察接头区域的X光片，查看是否存在杂质、微孔以及偏心度是否符合要求；

S8、金属护套恢复：在绝缘屏蔽恢复层的外部包绕一层半导电阻水带，其后嵌套管状的铅套恢复材料，并对铅套恢复材料的边缝以及与电缆本体铅套的连接端进行焊接，形成金属护套恢复层；

S9、外护套恢复：剪取合适尺寸的外护套材料并紧密包裹在金属护套恢复层的外侧面，使用耐高温带包裹外护套材料并用烘枪对耐高温带进行加热使外护套材料与电缆本体外护套粘接，其后拆除耐高温带，将外护套恢复层的表面打磨光滑。

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