新型電纜附件的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種新型電纜附件，屬于電纜輔助設備技術領域，包括導體屏蔽部、接頭增強部和絕緣屏蔽部，導體屏蔽部覆蓋在兩根電纜接頭的電纜導體上，接頭增強部覆蓋在接頭連接部位，絕緣屏蔽部是電纜附件的整體外敷層，新型電纜附件的導體屏蔽部、接頭增強絕緣部和絕緣屏蔽部采用與電纜絕緣相似的交聯聚乙烯料模注成型，與電纜絕緣層和屏蔽層熔融一體。本發明解決了電纜附件不同絕緣材料交界面處積聚空間電荷，導致局部電場發生嚴重畸變，使絕緣發生擊穿的問題，具有附件的增強絕緣層與電纜絕緣層交界面融成一體，形成“無界面”電纜附的優點，從而消除了界面，從根本上改善了空間電荷的積累情況。
【專利說明】
新型電纜附件
技術領域
[0001]本發明屬于電纜輔助設備技術領域，涉及電纜附件方向，具體涉及一種新型電纜附件。
【背景技術】
[0002]交聯聚乙稀(cross-linked polyethylene，XLPE)絕緣電纜在交流輸電線路上應用廣泛，但其在直流輸電上的應用受到限制，這是因為普通的XLPE絕緣材料在直流電壓下會產生空間電荷的積聚。20世紀末，歐洲、日本等材料開發商相繼開發了具有優良直流特性的直流XLPE絕緣材料，成功解決了直流電纜的設計、制造問題。然而，由于直流電纜附件的發展受到多種絕緣材料組合界面上的空間電荷積聚等因素的限制，因此滯后于電纜本體的發展。
[0003]與交流電纜附件的結構類似，直流電纜附件的絕緣結構也是由多種絕緣材料組合而成。由于材料性能存在差異，因此不同絕緣材料交界面處(界面)會積聚空間電荷，導致局部電場發生嚴重畸變，畸變處電場強度(簡稱場強)甚至高達數倍正常工作場強，使絕緣發生擊穿。因此，絕緣界面空間電荷的抑制是開發高壓直流電纜附件時需解決的關鍵問題之
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【發明內容】
[0004]根據以上現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提出一種新型電纜附件，通過歷史數據分析結合每根電纜的實際大小模注成型新型電纜附件，與電纜絕緣層和屏蔽層熔融一體，解決了電纜附件不同絕緣材料交界面處積聚空間電荷，導致局部電場發生嚴重畸變，使絕緣發生擊穿的問題，具有附件的增強絕緣層與電纜絕緣層交界面融成一體，形成“無界面”電纜附的優點，從而消除了界面，從根本上改善了空間電荷的積累情況。
[0005]為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為:一種新型電纜附件，所述新型電纜附件包括導體屏蔽部1、接頭增強部2和絕緣屏蔽部3，導體屏蔽部I覆蓋在兩根電纜接頭的電纜導體上，接頭增強部2覆蓋在接頭連接部位，絕緣屏蔽部3是電纜附件的整體外敷層，新型電纜附件的導體屏蔽部1、接頭增強絕緣部和絕緣屏蔽部3采用與電纜絕緣相似的交聯聚乙烯料模注成型，與電纜絕緣層和屏蔽層熔融一體。
[0006]所述絕緣屏蔽部3的外徑等于或大于電纜絕緣屏蔽層的外徑。所述模注成型由可調模具完成，可調模具連接有控制器，控制器根據電纜的導體直徑、絕緣層厚度、電纜外徑大小和新型電纜附件的安裝擴張形變關系輸出新型電纜附件的參數值到可調模具，可調模具模注成型新型電纜附件。所述控制器中設有數據庫和數據輸入單元，數據庫用來存放傳統的電纜附件安裝前后的數據包括電纜附件安裝前后的厚度、長度、擴張率、設計的預測安裝效果數據、實際安裝尺寸和控制器的輸出指令，數據庫連接在數據控制器上，數據輸入單元用來輸入需要安裝新型電纜附件的電纜的參數值。所述數據輸入單元中包括手動輸入方式，手動輸入電纜的參數值發送到控制器。所述數據輸入單元中包括自動測量方式，數據輸入單元中設有自動測量器，自動測量器用來手動調節，自動讀取數值，發送到控制器。所述自動測量器上設有手動調節的尺碼器、確認扭和讀數器，讀數器安裝在尺碼器上，讀數器連接在控制器上，尺碼器上通過手動調節，調節尺碼器的測量范圍，按下確認扭，讀數器自動識別活動卡的停止讀取尺碼器的測量值。所述控制器中設有數據處理器，數據處理器根據電纜的導體直徑、絕緣層厚度和電纜外徑大小計算出新型電纜附件的安裝擴張形變關系，數據處理器連接在控制器上。所述控制器中設有數據輸出單元，數據輸出單元連接在控制器，數據輸出單元的輸出端連接可調模具，由數據輸出單元輸出新型電纜附件的參數值到可調模具。
[0007]本發明有益效果是:本發明提供一種新型電纜附件，該電纜附件為了有效抑制絕緣界面空間電荷的積聚，將電纜附件的應力錐和接頭增強絕緣層采用與電纜絕緣相似的交聯聚乙烯料在電纜絕緣上模注成型。附件的增強絕緣層與電纜絕緣層交界面融成一體，形成“無界面”電纜附件，從而消除了界面，從根本上改善了空間電荷的積累情況。此外，為了考慮到電纜附件使用中的擴張形變對附件運行可靠性的影響，本發明在模注成型的過程前，通過彈性力學理論，推導出電纜附件在擴張過程中的形變和位移規律，然后利用形變和位移規律將電場優化后呈擴張態的附件結構進行結構松弛至生產結構，從而確保電纜附件安裝后的最優電場分布。
【附圖說明】
[0008]下面對本說明書附圖所表達的內容及圖中的標記作簡要說明:
[0009]圖1是本發明的【具體實施方式】的新型電纜附件的結構示意圖。
[0010]圖2是本發明的【具體實施方式】的控制器的工作結構框圖。
[0011 ]圖中I為導體屏蔽部，2為接頭增強部，3為絕緣屏蔽部3。
【具體實施方式】
[0012]下面對照附圖，通過對實施例的描述，本發明的【具體實施方式】如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理、制造工藝及操作使用方法等，作進一步詳細的說明，以幫助本領域技術人員對本發明的發明構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解。
[0013]—種新型電纜附件，所述新型電纜附件包括導體屏蔽部1、接頭增強部2和絕緣屏蔽部3，導體屏蔽部I覆蓋在兩根電纜接頭的電纜導體上，接頭增強部2覆蓋在接頭連接部位，絕緣屏蔽部3是電纜附件的整體外敷層，新型電纜附件的導體屏蔽部1、接頭增強絕緣部和絕緣屏蔽部3采用與電纜絕緣相似的交聯聚乙烯料模注成型，與電纜絕緣層和屏蔽層熔融一體。
[0014]所述絕緣屏蔽部3的外徑等于或大于電纜絕緣屏蔽層的外徑。所述模注成型由可調模具完成，可調模具連接有控制器，控制器根據電纜的導體直徑、絕緣層厚度、電纜外徑大小和新型電纜附件的安裝擴張形變關系輸出新型電纜附件的參數值到可調模具，可調模具模注成型新型電纜附件。所述控制器中設有數據庫和數據輸入單元，數據庫用來存放傳統的電纜附件安裝前后的數據包括電纜附件安裝前后的厚度、長度、擴張率、設計的預測安裝效果數據、實際安裝尺寸和控制器的輸出指令，數據庫連接在數據控制器上，數據輸入單元用來輸入需要安裝新型電纜附件的電纜的參數值。所述數據輸入單元中包括手動輸入方式，手動輸入電纜的參數值發送到控制器。所述數據輸入單元中包括自動測量方式，數據輸入單元中設有自動測量器，自動測量器用來手動調節，自動讀取數值，發送到控制器。所述自動測量器上設有手動調節的尺碼器、確認扭和讀數器，讀數器安裝在尺碼器上，讀數器連接在控制器上，尺碼器上通過手動調節，調節尺碼器的測量范圍，按下確認扭，讀數器自動識別活動卡的停止讀取尺碼器的測量值。所述控制器中設有數據處理器，數據處理器根據電纜的導體直徑、絕緣層厚度和電纜外徑大小計算出新型電纜附件的安裝擴張形變關系，數據處理器連接在控制器上。所述控制器中設有數據輸出單元，數據輸出單元連接在控制器，數據輸出單元的輸出端連接可調模具，由數據輸出單元輸出新型電纜附件的參數值到可調模具。
[0015]如圖1所示，新型電纜附件(文中簡稱電纜附件)由三部分構成，導體屏蔽部1、接頭增強部2和絕緣屏蔽部3，當兩根電纜的導體焊接在一起時，新型電纜附件的各個部分覆蓋在電纜連接端外，導體屏蔽部I覆蓋在電纜導體上，接頭增強部2覆蓋在兩根電纜的接頭連接部位，絕緣屏蔽部3即是絕緣屏蔽層，是電纜附件的最外層，只電纜附件的整體外敷層，增強電纜接頭的絕緣性。電纜附件的導體屏蔽部1、接頭增強絕緣部和絕緣屏蔽部3采用與電纜絕緣相似的交聯聚乙烯料模注成型，與電纜絕緣層和屏蔽層熔融一體，消除了物理界面。在模注成型的過程中，還要注意電纜附件的后期形變和位移影響，所以模注成型過程需要控制器根據分析數據和電纜導體的直徑信息發出電纜附件結構的指令結構。
[0016]新型電纜附件的大小由可調模具模注成型而成，但模注成型的型號受控于控制器，控制器決定了電纜附件的直徑大小、厚度和長度。因為為了避免附件沿面擊穿，電纜附件在安裝過程中與電纜過盈配合確保界面一定的抱緊力。在傳統電纜附件結構設計過程中，電場優化尺寸即為附件生產尺寸，而實際電纜附件由于和電纜過盈配合，在投入運行后呈擴張狀態。擴張后的附件結構不僅導致附件主絕緣厚度變薄、長度變短，而且附件薄弱點如應力錐角度、高壓屏蔽管端部形狀均偏離附件結構設計過程中的優化尺寸。所以電纜附件的模注成型過程中必須考慮電纜附件的優化結構，本發明中通過彈性力學理論，初步了解電纜附件在擴張過程中的形變和位移方程，然后利用此形變和位移方程將電場優化后呈擴張態的附件結構進行結構松弛至生產結構，從而確保電纜附件安裝后的最優電場分布。
[0017]如圖2所示，控制器中設有數據庫、數據輸入單元、數據處理器、數據輸出單元，數據庫連接在數據處理器上，方便數據處理器調用數據，數據輸入單元連接在數據處理器，用來輸入需要設置附件的電纜的參數信息，數據處理器根據數據庫和數據處理器的數據分析結果得出所需新型電纜附件的參數值，數據處理器輸出參數值到數據輸出單元，數據輸出單元連接生產新型電纜附件的可調模具，可調模具根據數據輸出單元輸出的參數值，模注成型新型電纜附件。
[0018]數據庫中包括實驗分析數據庫和實際數據庫，實驗分析數據庫用來保存傳統的電纜附件的初始數據包括電纜附件未使用前的厚度、長度、擴張率及設計的預測安裝效果等數據，和用來保存電纜附件安裝后的厚度、長度、擴張率及實際安裝尺寸和設計的預測尺寸的數據，而實際數據庫是用來保存根據控制器的輸出指令，由模注成型方法制成的電纜附件的數據及安裝后的電纜附件的各種實際數據值，方便控制器中的數據處理器進行數據效果分析。電纜附件的模注成型需要根據電纜導體的直徑、電纜的外徑、絕緣層厚度等數據值才能決定電纜附件的各個導體屏蔽部1、接頭增強部2和絕緣屏蔽部3的厚度和大小，所以數據輸入單元的作用是用來輸入需要設置電纜附件的電纜的信息值，需要電纜的導體直徑、絕緣層、外徑等信息后，數據輸入單元的信息發送到數據處理器。
[0019]為了減少人工測量的誤差，也可以設置一個自動測量器，自動測量器，自動測量器上設有手動調節的尺碼器，尺碼器停止后，按下確認扭，尺碼器上的讀數器自動讀取尺碼器的數值，讀數器安裝在尺碼器上，讀數器連接在控制器上，尺碼器上通過手動調節，利用活動卡在尺碼板上的滑動，調節尺碼器的測量范圍，按下確認扭得時候，讀數器安裝在活動卡的內測，自動識別活動卡的停止位置下的數值，讀取尺碼器的測量值，這樣電纜接頭連接的過程中，只需要手動調節活動卡的位置，然后就可以自動讀取數據，不需要人工一次次的測量，大大減少了工作測量時間，數值讀取方便，手動調節，自動讀取數值，發送到數據處理器作為輸入數據。
[0020]數據處理器利用實驗分析數據庫中的數據，根據電纜附件安裝前后的數據，分析得出電纜附件的安裝過程中，電纜附件厚度、長度及擴張率的變化規律，電纜附件擴張形變與結構松弛間的關系，從而實現擴張后的電纜附件結構優化后，再進行沿徑向不同位置、不同位移量的用于附件生產尺寸的結構還原。即數據處理器在得到電纜附件擴張形變與結構松弛的關系后，帶入接收的需要設置附件的電纜數據值，模擬出電纜附件的安裝示意結構，計算出電纜附件的最佳優化結構。最后，數據處理器根據電纜的實際值模擬出電纜所需附件的參數，輸入到數據輸出單元，數據輸出單元連接在生產附件的可調模具上，輸出模注成型的必要數據，最終由可調模具模注成型電纜附件，既與電纜絕緣層和屏蔽層熔融一體，消除了物理界面，又最大限度減小了附件安裝后的擴張形變影響。
[0021]電纜附件撐開時，絕緣內側到外側位移量非線性降低，附件厚度減薄、長度變短，應力錐角度、高壓屏蔽管端部形狀均偏離附件結構設計尺寸，造成附件界面電場、絕緣內部電場增加，而采用提出的新型電纜附件，能夠有效確保電纜附件擴張后的最優電場分布。
[0022]上面結合附圖對本發明進行了示例性描述，顯然本發明具體實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種非實質性的改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍之內。本發明的保護范圍應該以權利要求書所限定的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種新型電纜附件，其特征在于，所述新型電纜附件包括導體屏蔽部、接頭增強部和絕緣屏蔽部，導體屏蔽部覆蓋在兩根電纜接頭的電纜導體上，接頭增強部覆蓋在接頭連接部位，絕緣屏蔽部是電纜附件的整體外敷層，新型電纜附件的導體屏蔽部、接頭增強絕緣部和絕緣屏蔽部采用與電纜絕緣相似的交聯聚乙烯料模注成型，與電纜絕緣層和屏蔽層熔融一體。2.根據權利要求1所述的新型電纜附件，其特征在于，所述絕緣屏蔽部的外徑等于或大于電纜絕緣屏蔽層的外徑。3.根據權利要求1所述的新型電纜附件，其特征在于，所述模注成型由可調模具完成，可調模具連接有控制器，控制器根據電纜的導體直徑、絕緣層厚度、電纜外徑大小和新型電纜附件的安裝擴張形變關系輸出新型電纜附件的參數值到可調模具，可調模具模注成型新型電纜附件。4.根據權利要求3所述的新型電纜附件，其特征在于，所述控制器中設有數據庫和數據輸入單元，數據庫用來存放傳統的電纜附件安裝前后的數據包括電纜附件安裝前后的厚度、長度、擴張率、設計的預測安裝效果數據、實際安裝尺寸和控制器的輸出指令，數據庫連接在數據控制器上，數據輸入單元用來輸入需要安裝新型電纜附件的電纜的參數值。5.根據權利要求4所述的新型電纜附件，其特征在于，所述數據輸入單元中包括手動輸入方式，手動輸入電纜的參數值發送到控制器。6.根據權利要求4所述的新型電纜附件，其特征在于，所述數據輸入單元中包括自動測量方式，數據輸入單元中設有自動測量器，自動測量器用來手動調節，自動讀取數值，發送到控制器。7.根據權利要求6所述的新型電纜附件，其特征在于，所述自動測量器上設有手動調節的尺碼器、確認扭和讀數器，讀數器安裝在尺碼器上，讀數器連接在控制器上，尺碼器上通過手動調節，調節尺碼器的測量范圍，按下確認扭，讀數器自動識別活動卡的停止讀取尺碼器的測量值。8.根據權利要求3所述的新型電纜附件，其特征在于，所述控制器中設有數據處理器，數據處理器根據電纜的導體直徑、絕緣層厚度和電纜外徑大小計算出新型電纜附件的安裝擴張形變關系，數據處理器連接在控制器上。9.根據權利要求3所述的新型電纜附件，其特征在于，所述控制器中設有數據輸出單元，數據輸出單元連接在控制器，數據輸出單元的輸出端連接可調模具，由數據輸出單元輸出新型電纜附件的參數值到可調模具。
【文檔編號】H01R4/70GK105846133SQ201610152741
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月17日
【發明人】王露露
【申請人】王露露