專利名稱：用于功率電纜接頭的預模制單元的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于用橡膠或塑料制成的例如XLPE電纜的功率電纜的滑動型接頭的預模制單元。
在例如日本未審查專利公開Hei-5-76124的常規滑動型接頭中，具有屏蔽間斷的橡膠模制單元被安裝在電纜上，半導體帶纏繞在橡膠模制單元上與電纜共同形成屏蔽結構。
然而常規的滑動型接頭存在問題，即屏蔽結構是在現場通過纏繞半導體帶來形成，因此不能確保出貨前的電性能。
另外還有另一個問題，即在現場纏繞半導體帶不僅延長了安裝時間，而且對纏繞帶的工作技能也有要求，纏繞松散往往使電性能下降。
因此本發明的主要目的是提供一種預模制單元，其中電性能優越的屏蔽間斷是通過模注形成的，因此很容易形成接頭。
根據本發明用于功率電纜接頭的預模制單元的第一個特點是該預模制單元具有從外圓周伸到端部的外半導體層以及其內部填充了絕緣材料，其特征在于在該單元的一端有一個外半導體層的屏蔽間斷，絕緣材料呈圓筒形從該屏蔽間斷中伸出。
這里，用該屏蔽間斷把該外半導體層分開成端部內圓柱和外圓柱。內圓柱具有貼在圓筒形突出的絕緣材料上的第一外圓周表面，在第二外圓周表面和絕緣材料之間形成外部臺階的第二外圓柱表面，以及具有在第一外圓周表面和內圓柱的內端面之間形成的內部臺階。另外，外圓柱的一端貼在電纜上，另一端在另一端和第一外圓周表面之間形成屏蔽間斷，絕緣材料填充其間。
本發明的第二個特點是當第一外圓周表面的軸向長度用a表示，外部臺階的距離用b表示，內部臺階的距離用c表示時，選擇的a/bc的值不要大于6。如果這個條件得以滿足，該預模制單元的整體模塑就能很好的完成。
本發明的第三個特點是外半導體層和圓筒形突出的絕緣材料的各個外圓周表面就做在一個或同一個表面上。
圖1是表示根據本發明的接頭結構的截面圖。
圖2用于說明內部臺階c，其中(A)和(B)表示外圓周表面和端部內圓柱的內端面分別構成轉角和曲面的情況。
圖3的截面圖表示根據本發明的單元以及用于模注該單元的模具。
圖4的截面圖表示和圖3不同的一個單元以及用于模注該單元的模具。
1預模制單元；2端部內圓柱(外半導體層)；2A第一外圓周表面；2B第二外圓周表面；2C內端面；2D平面；3外圓柱(外半導體層)3A接合面；4絕緣橡膠；5內電極；6屏蔽間斷部分；7圓筒部分；10金屬模具；11鑲入式模具。
實現本發明的方式將在下面描述。圖1是一個軸向截面圖，表示根據本發明的預模制單元1。這是一個圓筒形單元，其中心部分的直徑是均勻的，相對的每一個端部的直徑都呈臺階狀減小。外半導體層(陰影部分)2，3從外圓周伸到端部形成絕緣屏，用絕緣橡膠4填充層2，3的內部形成絕緣體。另外，在層2，3的內圓周側的中心部分形成內電極5(例如H.V.電極)。
只在該單元的一端形成半導體層的屏蔽間斷6。通過該屏蔽間斷6使該半導體層被分開成端部內圓筒2和外圓筒3。形成絕緣橡膠4的同時從該屏蔽間斷部分伸出圓筒部分7。通過下面將要描述的模注絕緣橡膠4形成該圓筒部分7。有了這個圓筒部分7，能使該屏蔽間斷6漏電路徑加長。
該端部內圓筒2構成該單元的端部，具有第一外圓周表面2A(它貼在圓筒部分7的內圓周表面上)，以及具有在第二外圓周表面2B和圓筒部分7的內圓周表面間形成外部臺階的第二外圓周表面2B。形成從第一外圓周表面2A伸向內端面2C的內部臺階。
從第一外圓周表面2A伸到內端面2C的屏蔽間斷可以被做成轉角或曲面。當內端面2C的一部分與第一外圓周表面2A基本垂直形成平面2D時，該平面2D與第一外圓周表面2A形成轉角，該平面2D的寬度為該內部臺階的距離c，如圖2(A)所示。另外當該屏蔽間斷從第一外圓周表面2A伸到內端面2C形成曲面時，沿著該曲面的圓的直徑為該內部臺階的距離c，如圖2(B)所示。
由于第一外圓周表面2A的軸向長度a和外部臺階的距離b與圓筒部分7的漏電路徑有關，所以要選擇長度a和距離b的值以達到足夠的電性能。在以下討論的例子的基礎上將給出這些尺寸a、b和c的合適值之間的關系。
另外，外圓柱3的一端有結合表面3A，結合表面3A貼在電纜(未表示出來)的外半導體層上，而該外圓筒3的另一端伸展到使該外圓筒3徑向對著第一外圓周表面2A的位置處。該外圓筒3的該另一端形成該另一端和該第一外圓周表面2A間的屏蔽間斷6，絕緣橡膠4填充于其間。
在本實施方式中，由于該單元被設計成在其端部部分的直徑逐漸減小，因此該外圓筒的另一端面的截面形狀象一個直角彎向內圓周側的鉤子。然而，本發明并不僅局限于這種形狀。例如，當該單元的端部是錐形時，其直徑持續減小，該屏蔽間斷部分可以形成錐形表面。
通過模注絕緣橡膠4整體形成上述單元。為了進行整體模塑，使用金屬模具10和鑲入式模具11，如圖3所示。即端部內圓筒2、外圓筒3和內電極(未表示出)被安置在空心的圓筒形金屬模具內；鑲入式模具11安裝到相對的端部；在內圓周內提供象一個圓棒的中芯(未表示出)；絕緣橡膠4被注入到由這些單元圍成的空間。結果，端部內圓筒2、外圓筒3和內電極相互集中，同時形成圓筒部分7和屏蔽間斷部分。按照慣例，由于其形狀，認為很難通過模注形成該屏蔽間斷的屏蔽結構。但是根據本發明，由于端部屏蔽間斷的形成，通過模注使制造這種單元成為可能。另外，由于圓筒部分7使絕緣橡膠的漏電路徑增大，因而可以確保電性能。
日本專利申請No.Hei-8-80920也是本申請的同一申請人申請的，但是還沒公開。該申請說明了設計成安裝到橡膠單元的屏蔽間斷的環狀屏蔽單元的滑動型接頭。在這種情況下，必須和橡膠單元分開獨立制作屏蔽單元，因此在鋪設接頭時必須把該屏蔽單元安裝到該橡膠單元上。
關于這一點，在根據本發明的預模制單元中，由于該屏蔽間斷是通過整體模注形成的，因此沒必要單獨制造該屏蔽單元，因此可能使生產效率更高。另外，即使在電纜接頭的安裝步驟也沒必要彼此裝配該屏蔽單元和橡膠單元，因此可以進一步減少非熟練技術人員在現場裝配時間。盡管在實施方式1中外圓柱的另一端的截面形狀做成鉤子形狀(朝向內圓周側彎曲成直角)，如圖1所示，但該截面形狀也可以是直線。如圖4所示，可以設計成使外半導體層(外圓柱3)和圓筒部分7的各個外圓周表面就在一個和同一個平面里。即，使外圓柱3的外圓周表面的直徑等于該圓筒部分的外圓周表面的直徑。圖4中相同的標號表示和圖3中相同的部分。
在這樣設計的預模制單元中，和實施方式1相比，該單元的外徑可以減小。即，與根據實施方式1的單元相比，外徑可以減小一個值，該厚度值對應于圖1中的圓筒部分7的外圓周表面和外圓柱3的內圓周表面之間的距離的兩倍，而不用擔心對于電性能的影響。另外，在根據實施方式1的該單元中，為了避免脈沖火花，在對該圓筒部分7的外圓周表面進行如繞帶的工作時，由于在外圓柱的另一端和圓筒部分7之間存在一個臺階，因此很難進行纏繞工作。然而在實施方式2中，外圓柱3和圓筒部分7的各個外圓周表面就在一個和同一個平面里，因此可能很容易形成從外圓柱3到圓筒部分7的連續光滑的繞帶層。另外，在根據實施方式2的單元中，和實施方式1中的單元相比，金屬模具10的結構可以簡化。改變第一外圓周表面的軸向長度a、外部臺階的距離b和內部臺階的距離c，及研究a、b和c這些值的最佳組合的情況下，根據實施方式1模制橡膠預模制單元。對于值a、b和c的四種組合方案進行了研究，如下所示(所有值的單位都是mm)方案1a＝15；b＝0.5；c＝5；a/bc＝6.0方案2a＝18；b＝0.5；c＝5；a/bc＝7.2方案3a＝15；b＝0.3；c＝5；a/bc＝10.0方案4a＝30；b＝1.0；c＝5；a/bc＝6.0結果，在方案1和4的情況下，可以完成模塑，沒有任何問題；但是由于半導體層的導電橡膠被損壞，方案2和3的情況下，不能完成模塑。在此事實的基礎上，可以假定，在a/bc的值不大于6.0的情況下，可以很好地完成模塑。
如上所述，在根據本發明用于功率電纜接頭的預模制單元中，可以得到下述效果1.通過整體注模可以減小預模制單元的生產周期。無需特別單獨模塑屏蔽間斷。
2.該屏蔽間斷是與用該預模制單元整體模塑的，因此不必擔心例如損壞絕緣體。
3.出貨前即可確保該屏蔽間斷的電性能。
4.由于可以通過現場簡單地組裝預先模塑好的預模制單元來形成接頭，因此可以縮短安裝時間，并降低對于安裝技術的熟練程度的要求。
5.外半導體層和突出的圓筒形絕緣材料的各個外圓周表面就做在一個和同一個平面里，因此該單元的外徑可以減小，并且可以很容易在突出的圓筒形絕緣材料的外圓周上纏繞用于避免脈沖火花的帶。
權利要求
1.用于功率電纜接頭的預模制單元，具有從外圓周伸展到端部的外半導體層，以及填充了絕緣材料的內部，其特征為在所述單元的端部，所述單元具有所述外半導體層的屏蔽間斷，以及所述絕緣材料呈圓筒形從所述的屏蔽間斷向外擠壓出來。
2.根據權利要求1的用于功率電纜接頭的預模制單元，其特征為所述的外半導體層被所述屏蔽間斷分開成端部內圓筒柱和外圓柱。
3.根據權利要求2的用于功率電纜接頭的預模制單元，其特征為所述的內圓柱具有貼在所述圓柱形突出的絕緣材料上的第一外圓周表面，以及在所述第二外圓周表面和所述絕緣材料之間形成外部臺階的第二外圓周表面，內部臺階形成在所述第一外圓周表面和所述內圓柱的內端面之間，所述外圓柱的一端貼在電纜上；另一端在所述的另一端和所述第一外圓周表面之間形成所述屏蔽間斷，所述絕緣材料填充于所述另一端和所述外圓周表面之間。
4.根據權利要求3的用于功率電纜接頭的預模制單元，其特征為當所述的第一外圓周表面的軸向長度用a表示，所述的外部臺階的距離用b表示，所述的內部臺階距離用c表示時，所選擇的a/bc的值不要大于6。
5.根據權利要求1-3中任一項的用于功率電纜接頭的預模制單元，其特征為所述的外半導體層和所述的圓筒形突出絕緣材料的各個外圓周表面就做在一個和同一個平面里。
6.根據權利要求3的用于功率電纜接頭的預模制單元，其特征為從所述的第一外圓周伸向所述的內端面的端部形成轉角。
7.根據權利要求3的用于功率電纜接頭的預模制單元，其特征為從所述第一外圓周伸向所述內端面的端部形成曲面。
8.根據權利要求1的用于功率電纜接頭的預模制單元，其特征為所述的圓筒形突出絕緣材料與所述的外半導體層共軸分布。
全文摘要
在用于功率電纜接頭的預模制單元中,電性能優良的屏蔽間斷是由整體模注形成的,因此可以很容易形成電纜接頭。預模制單元1具有從外圓周伸展到端部的外半導體層2、3,其內部填充有絕緣材料4。該單元的一端具有該外半導體層的屏蔽間斷部分6,該絕緣材料4是從該屏蔽間斷部分6突出出來的圓筒形。
文檔編號H01B9/00GK1192600SQ98105398
公開日1998年9月9日 申請日期1998年3月2日 優先權日1997年3月3日
發明者札本廣治, 瀧井齊, 岡本岳 申請人:住友電氣工業株式會社