CN118872173A - 用于连接超高压异径电缆的异径pmj及异径橡胶单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及用于超高压异径电缆之间中间连接的异径PMJ。根据本发明的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ，其为直径相互不同的一对电缆相连接的中间连接PMJ，可包括：第一电缆，依次形成第一导体、第一绝缘体及第一半导电体；第二电缆，依次形成具有相比于所述第一导体、第一绝缘体及第一半导电体的各个直径更大的直径的第二导体、第二绝缘体及第二半导电体；以及橡胶单元，一侧的内周面具有与所述第一电缆的第一绝缘体及第一半导电体连接的第一内径，另一侧的内周面具有与所述第二电缆的第二绝缘体及第二半导电体连接的第二内径，所述第二内径大于所述第一内径，在中央内部包括中央电极部，所述中央电极部的内侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
Description
技术领域
本发明涉及用于超高压异径电缆之间中间连接的异径预成型接头(PMJ，PRE-MOLDED JOINT)及用于其的橡胶单元。
背景技术
一般来讲，电缆可区分为利用内部的导体来传输功率的装置。
最近，随着用电需求急剧增加，需要增加电缆的容量，即增加可通过电缆供给的功率。
然而，电缆的容量与电压及电流成正比例，若要提高电压值，则需要增设电缆中追加的各种设备等，并且随着安全设备等的增加，需要显著多的费用。
因此，为了增加电缆的容量，增加随着电缆供给的电流值才有利。
为了增加通过电缆供给的电流值，需要加大电缆的导体的截面积，这意味着加大导体的直径。
但是，以往在已铺完导体的直径小的电缆的情况下，邻近的地区会需要容量更大的电缆。
这种情况下，包括以往铺完的电缆全部替换为容量大的电缆时会需要巨大的费用。
为了防止这种巨大的费用投入，仅在必要的地区设置容量大的电缆，并需要相互连接已设置的容量小的电缆和容量大的电缆之间的接头区间(变换区间)。
因此，在接头区间相互连接电缆时，相互连接直径不同的电缆。
主要采用基于这种硬焊(Brazing)或电弧焊(Arc welding)等工艺的接头工艺。
作为与此相关的示例，揭示在韩国公开专利10-2017-0120936中。
这种以往的技术由于分别接合具有不同大小的直径的导体，因此存在需要额外的材料费用，因焊接工艺的追加而导致导体接合作业工数增多的问题。
并且，由于硬焊或电弧焊工艺完全依靠人手来完成，因此在导体接合部上出现缺陷的危险会增加。
[现有技术文献]
[专利文献]
(专利文献1)韩国公开专利10-2017-0120936
发明内容
技术问题
本发明用于解决前述问题，其目的在于，提供相互连接直径不同的电缆时可通过更容易而简单的方法来连接的中间连接结构。
本发明要解决的问题并不限定于以上提及的问题，本发明所属技术领域的普通技术人员可从以下的记载内容中明确理解未被提及的其他问题。
解决问题的手段
用于解决上述问题的根据本发明的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ，其为直径相互不同的一对电缆相连接的中间连接预成型接头(PMJ，PRE-MOLDED JOINT)，可包括：第一电缆，依次形成第一导体、第一绝缘体及第一半导电体；第二电缆，依次形成具有相比于上述第一导体、第一绝缘体及第一半导电体的各个直径更大的直径的第二导体、第二绝缘体及第二半导电体；以及橡胶单元，一侧的内周面具有与上述第一电缆的第一绝缘体及第一半导电体连接的第一内径，另一侧的内周面具有与上述第二电缆的第二绝缘体及第二半导电体连接的第二内径，上述第二内径大于上述第一内径，在中央内部包括中央电极部，上述中央电极部的内侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
其中，上述橡胶单元的外侧面可具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
其中，还包括导体套筒，上述导体套筒形成用于分别与上述第一导体及第二导体连接的不同内径的区域。
其中，优选地，上述中央电极部的外侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
并且，根据本发明的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ，其为绝缘体的直径相互不同的一对电缆相连接的中间连接预成型接头(PMJ，PRE-MOLDED JOINT)，可包括：第一电缆，依次形成第一导体、第一绝缘体及第一半导电体；第二电缆，依次形成具有相比于上述第一导体、第一绝缘体及第一半导电体的各个直径更大的直径的第二导体、第二绝缘体及第二半导电体；以及橡胶单元，一侧的内周面具有与上述第一电缆的第一绝缘体及第一半导电体连接的第一内径，另一侧的内周面具有与上述第二电缆的第二绝缘体及第二半导电体连接的第二内径，上述第二内径大于上述第一内径，在中央内部包括中央电极部，上述中央电极部的内侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
并且，根据本发明的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ用橡胶单元，一侧的内周面具有与第一电缆的第一绝缘体及第一半导电体连接的第一内径，另一侧的内周面具有与第二电缆的第二绝缘体及第二半导电体连接的第二内径，上述第二绝缘体及第二半导电体的外径分别大于上述第一绝缘体及第一半导电体的外径，上述第二内径大于上述第一内径，在中央内部包括中央电极部，在两侧形成半导电体，上述中央电极部的内侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
其中，上述中央电极部的外侧面和上述橡胶单元的外侧面可具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
其中，优选地，上述第一内径小于上述第一绝缘体的内径，上述第二内径小于上述第二绝缘体的内径，可提高基于扩径率的界面压力。
发明的效果
根据本发明，即使以往的异径接头为了电缆之间的连接而脱离扩径率范围也容易连接，相比于以往异径接头，使用范围非常广。
并且，将PMJ UNIT内径部尺寸设计为不同，对准于各电缆绝缘外径，可适用扩径率。
并且，不适用预制接头(PJ，Pre-fabricated joint)类型的连接，而适用预成型接头(PMJ，Pre-molded joint)类型的连接，由此制备成本、施工费用及连接技能低的人员也能操作。
但是，本发明的效果并不限定于上述效果，在不脱离本发明的思想及领域的范围内可多样地扩大。
附图说明
图1为根据本发明的一实施例的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ的立体图；
图2表示根据本发明的一实施例的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ的导体套筒；
图3表示根据本发明的一实施例的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ的橡胶单元；
图4为根据本发明的一实施例的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ的界面压力分布图。
附图标记的说明
100：PMJ 110：第一电缆
110a：第一半导电体 110b：第一绝缘体
110c：第一导体 120：第二电缆
120a：第二半导电体 120b：第二绝缘体
120c：第二导体 130：导体套筒
140：橡胶单元 210：第一导体部
220：第二导体部 230：连接部
310：橡胶绝缘体 320：中央电极部
330：半导电体
具体实施方式
有关后述的本发明的详细说明，参考将本发明可实施的特定实施例作为示例而图示的附图。详细说明这些实施例，使得普通技术人员可充分实施本发明。本发明的多种实施例虽然不同，但要理解没必要相互排他。例如，这里记载的特定形状、结构及特性与一实施例相关地不脱离本发明的精神及范围的情况下可由其他实施例实现。并且，应当要理解，分别揭露的实施例内的个别结构要素的位置及配置在不脱离本发明的精神及范围的情况下可变更。因此，后述的详细说明并不是限定的意思，而本发明的范围只要适当说明，就仅限定于与权利要求主张的内容等同的所有范围以及所附的权利要求书。附图中类似的附图标记在多个方面上指称相同或类似的功能。
图1为根据本发明的一实施例的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ的立体图。
如图1所示，根据本发明的一实施例的用于连接超高压异径电缆的异径预成型接头(PMJ，PRE-MOLDED JOINT)100用于中间相互连接第一电缆110和第二电缆120。
其中，第一电缆110和第二电缆120意味着具有不同外径的(规格不同的)电缆。
第一电缆110从外侧依次形成金属护套、第一半导电体110a、第一绝缘体110b及第一导体110c，同样，第二电缆120从外侧依次形成金属护套、第二半导电体120a、第二绝缘体120b及第二导体120c，金属护套、半导电体外径、绝缘体外径及导体外径分别不同。
在所示的附图中，例示第二电缆120的外径大于第一电缆110的外径的情况。
其中，所谓外径不同，是指导体外径、绝缘体外径及半导电体外径不同，但可包括导体外径上无差异且绝缘体外径及半导电体外径上有差异的一对电缆。
具有不同外径的第一电缆110和第二电缆120为了相互连接，可预先执行依次暴露金属护套、第一及第二半导电体110a、120a、第一及第二绝缘体110b、120b、第一及第二导体110c、120c的工艺。
根据如上的工艺，优先实现第一及第二导体110c、120c之间的导体连接，导体连接使用所谓导体套筒130的部件执行导体间机械连接及电连接。
接着，以由橡胶单元140遮盖第一及第二半导电体110a、120a被暴露的层的方式插入而形成中间连接层。
此时，橡胶单元140的中央电极部320(参考图3)可与导体套筒130通电而连接，形成在橡胶单元140的两侧的半导电体330可与第一及第二电缆110、120的第一及第二半导电体110a、120a电接触而连接。
其中，由于第一及第二电缆110、120的导体、绝缘体、半导电体层的外径不同，因此借助以往的橡胶单元无法进行连接工艺。
由于以往的橡胶单元是具有相同内外径的结构，因此在连接外径大的电缆时无法实现插入工艺，在连接外径小的电缆时发生橡胶单元和电缆之间的隔离，由此没有界面压力，不具有基于高电压的电耐压特性，由此难以防止绝缘物的绝缘破坏。
因此，在本发明中，将为了连接具有不同外径的电缆而使用的橡胶单元的外径设计为不同，来谋取异径电缆的连接的顺畅性，将连接后的界面压力特性在两侧的电缆处均放在设计范围内。
为了连接具有不同外径的电缆，需要变更用于连接具有不同外径的导体的导体套筒和用于连接具有不同外径的绝缘体及半导电体的橡胶单元的设计，分别在图2及图3表示其设计的结构。
图2表示根据本发明的一实施例的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ的导体套筒。
导体套筒130可以是导电性材质的金属体，如图所示可形成具有不同内外径的区域。
第一导体部210是第一电缆110的第一导体110c被插入连接的区域，第二导体部220是第二电缆210的第二导体210c被插入连接的区域。
第一及第二导体部210、220可分别具有第一及第二导体110c、120c被插入连接的内径。
第一及第二导体部210、220可通过连接部230相连接。
图3表示根据本发明的一实施例的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ的橡胶单元。
参考图3，(A)为横截面图，(B)为纵截面图。
橡胶单元140呈圆筒形的形状，在内部形成可插入第一及第二电缆110、120的圆筒形的空间，在中心部形成可与第一及第二导体110c、120c电接触的中央电极部320，在中央电极部320的外周缘可形成具有可充分耐于使用电压的外径的橡胶绝缘部310。
在橡胶绝缘部310的两侧内侧还可形成电场缓解用的半导电部330。
橡胶单元140的橡胶绝缘部310可以是绝缘性的硅胶材料，中央电极部320可以是导电性的硅胶材料，半导电部330可以是半导电性的硅胶材料。
半导电部330的内侧可与第一及第二电缆110、120的第一及第二半导电体110a、120a的外侧相连接而接触。
橡胶单元140的左侧可以是第一电缆110被连接的区域，右侧可以是第二电缆120被连接的区域。
橡胶单元140的左侧具有内径d11、半导电部开始部外径d12、橡胶单元外径d13，右侧具有内径D21、半导电部开始部外径D22、橡胶单元外径D23。
分别建立d11<D21、d12<D22、d13<D23的关系，d11和D21内径可分别具有与第一及第二电缆110、120的绝缘体及半导电体的外径对应的大小。
即，d11和D21内径应当要小于第一及第二电缆110、120的绝缘体及半导电体的外径，连接后以在橡胶单元140的内面和第一及第二电缆110、120的绝缘体及半导电体的外面之间可具有设计范围内的界面压力的方式设计。
橡胶单元140由橡胶材料形成，并具有弹性，为了维持规定的界面压力，形成为小于电缆的绝缘外径。
一般来讲，橡胶单元140的扩径率可具有120至140％的特性。
对于位于橡胶单元140的中心的中央电极部320而言，左侧的起点的内径如同橡胶单元140的内径d11，右侧的终点的内径如同橡胶单元140的内径D21。
即，橡胶单元140的中央电极部320从左侧起点到右侧终点为止以规定的角度形成倾斜面。
根据中央电极部320的内侧面的倾斜面的形成，中央电极部320的外侧面也可形成为倾斜面。
由于中央电极部320的外侧面形成为倾斜面，因此橡胶单元140的外侧面也具有倾斜面，为了确保基于绝缘物的电设计的绝缘厚度，橡胶单元140的外径也具有从起点的外径d13到终点的外径D23的外径，如此可确保规定的绝缘厚度。
若按如上结构设计，则在左侧及右侧与以往相同地在设计界面压力范围内可连接，中央电极部320的内侧面具有倾斜面，如此可确保具有不同外径的导体之间的连接空间，橡胶单元140的外侧面具有倾斜面，由此可确保具有充分的耐电压特性的绝缘厚度。
图4为根据本发明的一实施例的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ的界面压力分布图。
参考图4，可确认利用根据本发明的PMJ100，插入具有不同外径的第一及第二电缆110、120之后，测定与PMJ100的内面接触的第一及第二电缆110、120各个位置上的界面压力的结果。
在实施例中，将导体外径43.7mm、绝缘外径82.7mm的138kV XLPE第一电缆110和导体外径62.7mm、绝缘外径101.7mm的138kV XLPE第二电缆210连接在左侧内径(d11)为66mm、右侧内径(D21)为74mm的橡胶单元140(橡胶单元具有规定的扩径率)，由此测定各位置上的界面。
将橡胶单元140和电缆之间的界面压力的设计基准值设计为1.0[kgf/cm2]以上。
参考图4的图表，PMJ100和电缆之间的最大界面压力在A位置显示3.045[kgf/cm2]，变流装置(Deflector，半导电体330末端(C和C'位置)的最小界面压力为1.03[kgf/cm2]，中央电极部320的最小界面压力在第二电缆120区间的斜面起点周边(B位置)上被测定为1.25[kgf/cm2]。
这在于上述的设计基准值的范围内，由此可确认在所有界面上确保充分的界面压力。
以上在实施例中说明的特征、结构、效果等包括在本发明的一个实施例中，并不是务必仅限于一个实施例。进而，各实施例中例示的特征、结构、效果等，可由实施例所属的领域的普通技术人员组合或变形其他实施例而实施。因此应当要解释与这种组合和变形相关的内容包括在本发明的范围内。
并且，以上虽然主要说明了实施例，但这仅是示例，并不是限定本发明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员而言，在不脱离本实施例的本质特性的范围内可实现以上未例示的多种变形和应用。例如，实施例中具体出现的各结构要素可变形而实施。并且，应当要解释与这些变形和应用相关的区别点包括在所附的权利要求书中规定的本发明的范围内。
Claims (8)
1.一种用于连接超高压异径电缆的异径PMJ，其为直径相互不同的一对电缆相连接的中间连接预成型接头(PMJ，PRE-MOLDED JOINT)，其特征在于，包括：
第一电缆，依次形成第一导体、第一绝缘体及第一半导电体；
第二电缆，依次形成具有相比于所述第一导体、第一绝缘体及第一半导电体的各个直径更大的直径的第二导体、第二绝缘体及第二半导电体；以及
橡胶单元，一侧的内周面具有与所述第一电缆的第一绝缘体及第一半导电体连接的第一内径，另一侧的内周面具有与所述第二电缆的第二绝缘体及第二半导电体连接的第二内径，所述第二内径大于所述第一内径，在中央内部包括中央电极部，所述中央电极部的内侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
2.根据权利要求1所述的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ，其特征在于：
所述橡胶单元的外侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
3.根据权利要求1所述的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ，其特征在于：
还包括导体套筒，所述导体套筒形成用于分别与所述第一导体及第二导体连接的不同内径的区域。
4.根据权利要求1所述的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ，其特征在于：
所述中央电极部的外侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
5.一种用于连接超高压异径电缆的异径PMJ，其为绝缘体的直径相互不同的一对电缆相连接的中间连接预成型接头(PMJ，PRE-MOLDED JOINT)，其特征在于，包括：
第一电缆，依次形成第一导体、第一绝缘体及第一半导电体；
第二电缆，依次形成具有相比于所述第一导体、第一绝缘体及第一半导电体的各个直径更大的直径的第二导体、第二绝缘体及第二半导电体；以及
橡胶单元，一侧的内周面具有与所述第一电缆的第一绝缘体及第一半导电体连接的第一内径，另一侧的内周面具有与所述第二电缆的第二绝缘体及第二半导电体连接的第二内径，所述第二内径大于所述第一内径，在中央内部包括中央电极部，所述中央电极部的内侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
6.一种用于连接超高压异径电缆的异径PMJ用橡胶单元，其特征在于：
一侧的内周面具有与第一电缆的第一绝缘体及第一半导电体连接的第一内径，
另一侧的内周面具有与第二电缆的第二绝缘体及第二半导电体连接的第二内径，
所述第二绝缘体及第二半导电体的外径分别大于所述第一绝缘体及第一半导电体的外径，所述第二内径大于所述第一内径，
在中央内部包括中央电极部，在两侧形成半导电体，
所述中央电极部的内侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
7.根据权利要求6所述的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ用橡胶单元，其特征在于：
所述中央电极部的外侧面和所述橡胶单元的外侧面具有从一侧到另一侧逐渐倾斜的形态。
8.根据权利要求6所述的用于连接超高压异径电缆的异径PMJ用橡胶单元，其特征在于：
所述第一内径小于所述第一绝缘体的内径，所述第二内径小于所述第二绝缘体的内径。
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