專利名稱：高壓電纜連接用整體預制橡膠件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電纜接頭，特別是公開一種高壓電纜連接用整體預制橡膠件。
二背景技術：
發(fā)明專利申請?zhí)枮?8105398.X，名稱為“用于功率電纜接頭的預模制單元”的申請，由一半導電材料的端部空心內圓柱及半導電材料的端部空心外圓柱，絕緣橡膠材料均勻充滿于內、外圓柱之間的圓筒形突出組合而成的整體模注成型的高壓電力電纜中間接頭橡膠件，其中端部空心外圓柱邊緣延伸出一條覆蓋在絕緣材料圓筒形突出上的外覆半導電層。
有資料表明，在不同的界面壓力之下，界面的耐電擊穿性能是不一樣的。界面壓力與界面的耐電擊穿性能成正比例關系。在申請?zhí)?8105398.X中的整體模注而成的空心圓筒形橡膠件通過將它自身套入到外徑比它的內徑稍大的處理過的光滑的電纜絕緣表面，在二者的接觸界面上由橡膠件自身的箍緊力產生一界面壓力，從而提高界面耐電擊穿性能，再加上橡膠件自身所具有的均勻電纜中間接頭內部電場的性能，從而得到一良好的高壓電力電纜中間接頭用絕緣橡膠件。然而在實際運行當中，套入到電纜上的橡膠件和電纜之間會發(fā)生相對位移，若橡膠件相對于電纜位移數值過大的話，橡膠件半導電高壓電極處會發(fā)生擊穿故障，且橡膠件端部半導電屏蔽也會失去應有的屏蔽效果，嚴重時甚至會發(fā)生擊穿。另外在橡膠件外覆半導電層4與被絕緣材料3屏蔽隔斷的橡膠件右端的端部半導電空心內圓柱之間需要有足夠的距離以滿足它們的泄漏距離，這個泄漏距離為37.5mm。為了解決上述問題，需要對橡膠件的各部分尺寸做出重新界定。
三
發(fā)明內容
本實用新型所要解決的技術問題是克服上述現有技術中缺陷，提高橡膠件整體絕緣性能，使電路輸出線路更穩(wěn)定，公開一種高壓電纜連接用整體預制橡膠件。
本實用新型是這樣實現的一種高壓電纜連接用整體預制橡膠件，左端部半導電空心外圓柱，右端部半導電空心內圓柱，以及填充在二者之間的橡膠絕緣材料，三者組成了一個整體預制的用于電力電纜中間接頭的空心圓柱體，在橡膠件左端部有一個小臺階，其特征在于所述橡膠件左端的端部起始角1處到橡膠件左端部小臺階處的軸向長度A至少應為30mm。
1)、在申請?zhí)枮?8105398.X的申請中，與外覆半導電層相連接的半導電端部空心外圓柱部分有一個小臺階和一個大臺階，在本實用新型中，只保留了小臺階，并使用與該半導電部分相同的材料填平了大臺階，實現方式是在模注中一次整體成型，附圖二為橡膠件端部局部放大圖，圖中虛線部分表示空心外圓柱體橡膠件的大臺階。這樣通過用半導電材料填平外部大臺階部分來增加橡膠件與處理過的電纜絕緣表面的界面箍緊力，從而提高界面耐電擊穿性能。如圖三所示，圖三為經過表面處理且已將電纜導體進行連接后的示意圖。在處理電纜時電纜本體的絕緣屏蔽要被切斷，而通過增加材料來增加電纜絕緣屏蔽切斷處的界面壓力是必要的，該處界面壓力的增加會提高接頭的整體性能，而由于端部的材料為半導電材料，所以選擇使用半導電材料來填平申請?zhí)枮?8105398.X中的大臺階。綜上所述，由于電纜本體半導電屏蔽切斷處之間的距離會變大，且該屏蔽附近的界面耐擊穿性能又是很重要的，所以填平申請?zhí)枮?8105398.X的申請中的大臺階是必要的。填平部分的長度A≥30mm。注意A的右端點與橡膠件端部起始角1在同一條徑向直線上。而本實用新型的橡膠件的內外徑之差為B≥30mm。
2)、前述已經提及了電纜與橡膠件之間會發(fā)生相對位移的事實，而在實際當中這部分位移的方向和大小都是不一樣的。在實際當中電纜本體的絕緣屏蔽切斷處應該是在橡膠件兩端的半導電屏蔽左邊位置的(從接頭中間位置向外看)，兩者之間大概有1cm到2cm的距離。如果電纜本體的絕緣屏蔽位移到了橡膠件兩端的兩個半導電部分的任何一個以內，即電纜絕緣屏蔽向中間方向位移且超過了橡膠件端部屏蔽曲線起始角1的位置，就會使橡膠件失去應有的屏蔽效果，因為橡膠件正是靠它兩端的半導電體的曲線來均化電纜本體絕緣屏蔽切斷處的電場的。這樣，為了避免發(fā)生這種情況，本實用新型規(guī)定橡膠件兩端與電纜相接觸的半導電體界面的軸向長度至少應為40mm，即C≥40mm。
3)、根據附圖4在接頭安裝工藝中將兩段電纜的導體用壓接管7壓接后，在導體外面安裝一空心圓柱形金屬屏蔽罩，附圖4中8即為所述的屏蔽罩。該屏蔽罩外徑與經處理過的電纜外徑幾乎相同，此時兩段電纜通過屏蔽罩被連接成外徑幾乎相同的一個整體。然后才將擴徑后的橡膠件安裝到兩段電纜的連接處，安裝完畢后橡膠件的半導電高壓屏蔽電極2應覆蓋在金屬屏蔽罩上，且安裝后橡膠件理論上應位于電纜連接的中心位置處。但是在實際運行中，金屬屏蔽罩也會和橡膠件的半導電高壓屏蔽電極發(fā)生相對位移。一旦位移量過大，金屬屏蔽罩的端部有未能被橡膠件高壓電極覆蓋的部分，在這一部分將會發(fā)生電擊穿故障。所以，為了避免發(fā)生這樣的故障，本實用新型規(guī)定橡膠件半導電高壓電極的長度至少應該為225mm，D≥225mm。另外金屬屏蔽罩為了配合壓接管7的尺寸必需要求具有一定的尺寸，為了滿足金屬屏蔽罩能完全被橡膠件半導電高壓電極覆蓋的要求，也要求橡膠件半導電高壓電極的長度大于金屬屏蔽罩30mm以上。
1)、根據附圖1，從橡膠件第一個臺階起到外覆半導電層的末端的長度E本實用新型規(guī)定為大于440mm，即E≥440mm。且從外覆半導電層4的末尾端部到被絕緣材料隔斷的右端半導電空心內圓柱體之間的泄漏距離必須滿足≥37.5mm的規(guī)定(對于110kV高壓電纜中間接頭而言)。
2)、為了有效地增加1)、中所述的界面壓力來提高接頭的電性能，防止2)、中所述的位移帶來的運行故障。界定上文中所述C、B和A之間的數值比例為C∶A∶B＝4∶3∶3或C∶A∶B＝3∶2.3∶2。
本實用新型的有益效果是1、通過更加優(yōu)化的結構設計，增加了橡膠件與電纜相接觸表面的箍緊力，從而增強了二者界面處特別是電纜屏蔽切斷處及橡膠件端部起始角1處的耐電擊穿性能，提高了高壓電力電纜中間接頭的整體性能。2、通過增長橡膠件端部半導電材料C的軸向長度和增長橡膠件內部半導電材料高壓屏蔽電極的長度，降低了運行中由于橡膠件與電纜本體之間的相對位移導致的電纜屏蔽切斷處或電纜上所裝金屬屏蔽罩附近的擊穿故障的概率，使電纜輸電線路更加穩(wěn)定地運行。
四

附圖1是橡膠件半剖面圖；附圖2是橡膠件左端部局部放大圖；附圖3是電纜連接示意圖；附圖4是橡膠件與電纜結合示意圖；附圖5是在絕緣上面刷黏結可靠的半導電涂層的橡膠件半剖面圖。
在圖中1、橡膠件半導電端部起始角；2、橡膠件半導電高壓屏蔽電極；3、橡膠件絕緣材料；4、膠件外覆半導電層；5、電纜XLPE(交聯聚乙烯)絕緣末端；6、電纜銅線芯；7、電纜線芯壓接管；8、金屬屏蔽罩；9、端部空心外圓柱；10、端部空心內圓柱；P1和P2、電纜絕緣屏蔽切斷處。
五具體實施方式
提前將半導電端部內圓柱和半導電端部外圓柱以及半導電電極高壓在模具中硫化成型，半導電端部外圓柱在硫化成型時已除去了申請?zhí)枮?8105398.X的申請中端部外圓柱的大臺階，實現方法是在設計做端部外圓柱的模具時將上述大臺階部分做在模腔內，然后注料整體成型。然后才用模注的方式將絕緣材料注入到如附圖1中所示的3中后硫化成型。成型后端部內圓柱和端部外圓柱被絕緣材料隔斷以形成絕緣間斷。在經過改進的尺寸上，本實用新型取一種組合方式為半導電端部內、外圓柱與電纜相接觸部分的長度C為40mm，小臺階右端到端部其始角1之間的距離A為30mm，小臺階右端到外覆半導電層末端距離E為446mm，橡膠件厚度B為30mm，然而實施中的尺寸并不限于上述尺寸，權利要求書中所規(guī)定的尺寸的任何一種組合都可以解決本實用新型所需要解決的問題。
在預制上文所述的半導電端部外圓柱時，將半導電端部外圓柱所延伸出來的橡膠件絕緣外覆半導電層脫離出來。而采用外刷黏結可靠的半導電涂層的方法達到和半導電整體外覆半導電層同樣的效果。如附圖5所示橡膠件半導電端部空心外圓柱在標記M以左的部分依然采用整體在模具中提前制作的方法，而標記Q以左的的部分則采用外刷黏結可靠的半導電涂層的方法達到和半導電整體外覆半導電層同樣的效果。而尺寸上的組合采取權利要求書中給出的尺寸范圍中的任何一種組合即可。
權利要求1.一種高壓電纜連接用整體預制橡膠件，左端部半導電空心外圓柱，右端部半導電空心內圓柱，以及填充在二者之間的橡膠絕緣材料，三者組成了一個整體預制的用于電力電纜中間接頭的空心圓柱體，在橡膠件左端部有一個小臺階，其特征在于所述橡膠件左端的端部起始角(1)處到橡膠件左端部小臺階處的軸向長度A至少應為30mm。
2.根據權利要求1所述的高壓電纜連接用整體預制橡膠件，其特征在于與電纜相接觸的左右端部橡膠件兩端的半導電體界面的軸向長度C至少應為40mm。
3.根據權利要求1或2所述的高壓電纜連接用整體預制橡膠件，其特征在于C、A及B之間的長度比為C∶A∶B＝4∶3∶3或C∶A∶B＝3∶2.3∶2。
4.根據權利要求1或2或3所述的高壓電纜連接用整體預制橡膠件，其特征在于在空心圓柱體橡膠件的中間位置有一層半導電材料的高壓電極，該高壓電極的長度至少應為225mm，且該高壓電極的總長度應超出它所覆蓋的安裝在電纜上的金屬屏蔽罩30mm以上。
5.根據權利要求4所述的高壓電纜連接用整體預制橡膠件，其特征在于具有從半導電外圓柱外表面延伸到內圓柱附近的外覆半導電層，該半導電層可以和半導電空心外圓柱整體或配合成型，也可以采用直接在絕緣材料表面刷黏結與半導電整體外覆半導電層同樣可靠效果的半導電涂層。
6.根據權利要求5所述的高壓電纜連接用整體預制橡膠件，其特征在于外覆半導電層末端到橡膠件左端小臺階的距離E不小于440mm，且外覆半導電層末端到橡膠件半導電空心內圓柱之間的表面泄漏距離必須大于37.5mm。
專利摘要本實用新型為一種高壓電纜連接用整體預制橡膠件，左端部半導電空心外圓柱，右端部半導電空心內圓柱，以及填充在二者之間的橡膠絕緣材料，三者組成了一個整體預制的用于電力電纜中間接頭的空心圓柱體，在橡膠件左端部有一個小臺階，其特征在于所述橡膠件左端的端部起始角(1)處到橡膠件左端部小臺階處的軸向長度A至少應為30mm。本實用新型的有益效果是1.增加了橡膠件與電纜相接觸表面的箍緊力，從而增強了電纜屏蔽切斷處及橡膠件端部起始角處的耐電擊穿性能，提高了高壓電力電纜中間接頭的整體性能。2.降低了運行中由于橡膠件與電纜本體之間的相對位移導致的電纜屏蔽切斷處或電纜上所裝金屬屏蔽罩附近的擊穿故障的概率，使電纜輸電線路更加穩(wěn)定地運行。
文檔編號H02G15/08GK2836286SQ200520042080
公開日2006年11月8日 申請日期2005年6月1日 優(yōu)先權日2005年6月1日
發(fā)明者魏東, 徐操, 馮崗, 沈衛(wèi)東, 張明生, 楊文妃, 聞飛, 王蕊, 車鋒, 李國輝, 胡大偉, 張書鴻, 艾宇飛 申請人:上海三原電纜附件有限公司