一种自主防护型充气复合中间接头及其装配与制备方法与流程
本发明涉及电力电缆，具体涉及一种自主防护型充气复合中间接头及其装配与制备方法。
背景技术：
1、随着国内经济的迅速增长以及城市化进程的不断推进，高压电缆规模以每年10%的速度快速增长，然而现有66~500千伏高压电缆（附件）不具备对火灾、渗水的主动抑制、防护能力，难以应对电缆通道复杂运行环境要求。例如公开号为cn109245023a的中国专利申请文献公开了一种电力系统用高压防水阻燃中间接头及其使用方法，加装防水保护壳虽然能够在一定程度上防止水气入侵到电缆中间接头内部，对于接头的防水起到一定的作用，但是无法做到有效的监测，无法做到不依赖外部手段提升防水能力。公开号为cn214850417u的中国专利申请文献公开了一种电缆中间接头，虽在电缆中间接头外部加装了防火防爆盒，并且加装了智能监测模块初步实现了对于电缆接头运行的监测；但是针对电缆线路整体的监测和外破感知方面稍显不足，无法及时准确的定位线路故障外破段，仅仅解决了电缆中间接头的防水问题，对于电缆本身的防水、防火等方面问题并没有妥善解决。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种自主防护型充气复合中间接头及其装配与制备方法，本发明旨在提升高压电缆线路自主防护水平，实现不依赖于外部手段的电缆防火和防水能力提升，提升电缆线路运行状态监测能力，切实保障电缆及通道安全稳定运行，以有效推动高压电缆线路自主防护体系的建设，提升高压电缆运维面临的防火、防水、外破损伤程度感知的应对能力。
2、为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
3、一种自主防护型充气复合中间接头，包括中间接头段和设于中间接头段两端的端头仓，所述中间接头段和端头仓均内设密封腔体，被连接的一根电缆的端部去除金属护套和绝缘外护套后的连接段穿过端头仓、端头仓和中间接头段之间的密封结构后在中间接头段中与被连接的另一根电缆的端部去除金属护套和绝缘外护套后的连接段连接导通，所述电缆的根部的端面位于端头仓内，所述端头仓上设有自主防护型信号采集装置以用于检测被连接的电缆的主绝缘、金属护套之间的间隙气压。
4、可选地，所述端头仓包括主管段和支管段，所述主管段靠中间接头段的一段设有连接法兰且该连接法兰与中间接头段之间保持密封，所述主管段的另一端的末端设有用于套设于被连接的电缆的金属护套上的收口段，所述收口段上包裹有密封材料以将电缆的金属护套以及绝缘外护套之间的部位保持密封，所述支管段垂直布置在主管段上且与两者内腔相互连通，所述自主防护型信号采集装置安装在支管段上，所述主管段上还设有用于接地的接线柱。
5、可选地，所述自主防护型信号采集装置包括智能压力表、4g信号传输模块、充气接口、泄压阀和后台充电接口，所述智能压力表、充气接口、泄压阀分别与法兰连接窗口连通，所述后台充电接口、4g信号传输模块分别与智能压力表电连接。
6、可选地，所述中间接头段包括充气复合型保护外套、密封式连接金具和电缆中间接头，被连接的两段电缆的端部分别穿过充气复合型保护外套端面上的密封结构后与通过密封式连接金具相连使得两段电缆导体线芯连通，所述密封式连接金具以及两段电缆的绝缘屏蔽、主绝缘均嵌入布置在电缆中间接头内部。
7、可选地，所述充气复合型保护外套包括复合型保护管壳和设于复合型保护管壳两端的密封结构，所述复合型保护管壳由铜管和在铜管外部成型的硅橡胶层构成，所述密封结构由弹性压板、固定挡板和斜密封锥构成，所述复合型保护管壳两端设有法兰，所述固定挡板与法兰通过螺栓相连，所述固定挡板上设有喇叭状通孔，所述斜密封锥的中部设有通孔且套设安装在电缆上，所述斜密封锥插设布置于喇叭状通孔中使得内侧厚度小、外侧厚度大，所述弹性压板位于斜密封锥外侧并通过螺栓与固定挡板相连以将斜密封锥推入喇叭状通孔中使其分别与喇叭状通孔和电缆过盈配合从而在充气复合型保护外套内部形成密封的腔体。
8、可选地，所述充气复合型保护外套上设有法兰连接窗口，所述法兰连接窗口中安装有自主防护型信号采集装置以用于对充气复合型保护外套内部形成的密封腔体进行监测，所述复合型保护管壳的内径大于电缆中间接头的外径。
9、可选地，所述密封式连接金具两端设有连接孔，两段电缆的导体线芯各插设布置在一个连接孔且通过压接或者焊接连接形成一体，所述密封式连接金具的中部外部上设有环形凹槽，所述环形凹槽嵌入布置在电缆中间接头内部。
10、可选地，所述电缆中间接头包括应力锥元件、绝缘套、高压内屏蔽套和外屏蔽套，所述应力锥元件的数量为两个且各自套设固定在一段电缆上，所述高压内屏蔽套套设在密封式连接金具的外部，所述绝缘套将高压内屏蔽套以及两段电缆的一部分包裹其中且夹持布置在两个应力锥元件之间，所述外屏蔽套两端均与应力锥元件连接固定并将绝缘套包裹其内使得应力锥元件、绝缘套、高压内屏蔽套和外屏蔽套四者紧密结合，所述应力锥元件靠近绝缘套一侧为喇叭口状。
11、此外，本发明还提供一种前述自主防护型充气复合中间接头的装配方法，包括下述步骤：
12、s101，将待连接的两段电缆的端部去除金属护套和绝缘外护套后形成连接段；
13、s102，将固定挡板与法兰通过螺栓相连，将两段电缆的连接段分别穿过端头仓、斜密封锥的喇叭状通孔和弹性压板以及充气复合型保护外套的一段，插入固定挡板的通孔后通过密封式连接金具相连使得两段电缆导体线芯连通，将密封式连接金具以及两段电缆的绝缘屏蔽、主绝缘均嵌入布置在电缆中间接头内部，将两段充气复合型保护外套连接形成一个完整的充气复合型保护外套；将弹性压板位于斜密封锥外侧并通过螺栓与固定挡板相连以将斜密封锥推入喇叭状通孔中使其分别与喇叭状通孔和电缆过盈配合从而在充气复合型保护外套内部形成密封的腔体；
14、s103，将端头仓的连接法兰和中间接头段的法兰两者通过螺栓和密封垫圈连接固定，然后分别将两个端头仓的收口段上包裹密封材料以将电缆的金属护套以及绝缘外护套之间的部位保持密封；
15、s104，在端头仓和中间接头段上分别安装自主防护型信号采集装置。
16、此外，本发明还提供一种前述自主防护型充气复合中间接头的制备方法，包括制备复合型保护管壳：将复合型保护管壳的铜管和法兰连接窗口焊接成型后采用夹具固定，制备以下组份混合制成的硅橡胶：
17、硅橡胶98份；
18、dcbp 1份；
19、硅烷过氧化物0.7份
20、硫化促进剂3份；
21、聚乙烯 3份；
22、然后将硅橡胶混炼并通过橡胶挤出机挤出到复合型保护管壳的铜管和法兰连接窗口的表面，定型硫化温度100℃，时间为20min，制得复合型保护管壳的成品；最后将复合型保护管壳的成品通过转运放入二次硫化箱，设定环境温度为175℃，硫化时间4h，获得最终的复合型保护管壳的成品。
23、和现有技术相比，本发明主要具有下述优点：本发明的中间接头包括中间接头段和设于中间接头段两端的端头仓，中间接头段和端头仓均内设密封腔体，被连接的一根电缆的端部去除金属护套和绝缘外护套后的连接段穿过端头仓、端头仓和中间接头段之间的密封结构后在中间接头段中与被连接的另一根电缆的端部去除金属护套和绝缘外护套后的连接段连接导通，电缆的根部的端面位于端头仓内，端头仓上设有自主防护型信号采集装置以用于检测被连接的电缆的主绝缘、金属护套之间的间隙气压，本发明能够有效提升高压电缆线路自主防护水平，提升高压电缆运维面临的防火、防水、外破损伤程度感知的应对能力，通过本发明自主防护型充气复合中间接头能够实现高压电缆本体自主防护体系建设，以此为基础能够实现高压电缆本体的自主防护能力提升，提升高压电缆线路本质安全运行水平。
技术特征：
1.一种自主防护型充气复合中间接头，其特征在于，包括中间接头段（2）和设于中间接头段（2）两端的端头仓（1），所述中间接头段（2）和端头仓（1）均内设密封腔体，被连接的一根电缆的端部去除金属护套和绝缘外护套后的连接段穿过端头仓（1）、端头仓（1）和中间接头段（2）之间的密封结构后在中间接头段（2）中与被连接的另一根电缆的端部去除金属护套和绝缘外护套后的连接段连接导通，所述电缆的根部的端面位于端头仓（1）内，所述端头仓（1）上设有自主防护型信号采集装置（24）以用于检测被连接的电缆的主绝缘、金属护套之间的间隙气压。
2.根据权利要求1所述的自主防护型充气复合中间接头，其特征在于，所述端头仓（1）包括主管段（11）和支管段（12），所述主管段（11）靠中间接头段（2）的一段设有连接法兰且该连接法兰与中间接头段（2）之间保持密封，所述主管段（11）的另一端的末端设有用于套设于被连接的电缆的金属护套上的收口段，所述收口段上包裹有密封材料以将电缆的金属护套以及绝缘外护套之间的部位保持密封，所述支管段（12）垂直布置在主管段（11）上且与两者内腔相互连通，所述自主防护型信号采集装置（24）安装在支管段（12）上，所述主管段（11）上还设有用于接地的接线柱（13）。
3.根据权利要求2所述的自主防护型充气复合中间接头，其特征在于，所述自主防护型信号采集装置（24）包括智能压力表（241）、4g信号传输模块（242）、充气接口（243）、泄压阀（244）和后台充电接口（245），所述智能压力表（241）、充气接口（243）、泄压阀（244）分别与法兰连接窗口（2114）连通，所述后台充电接口（245）、4g信号传输模块（242）分别与智能压力表（241）电连接。
4.根据权利要求1所述的自主防护型充气复合中间接头，其特征在于，所述中间接头段（2）包括充气复合型保护外套（21）、密封式连接金具（22）和电缆中间接头（23），被连接的两段电缆的端部分别穿过充气复合型保护外套（21）端面上的密封结构后与通过密封式连接金具（22）相连使得两段电缆导体线芯连通，所述密封式连接金具（22）以及两段电缆的绝缘屏蔽、主绝缘均嵌入布置在电缆中间接头（23）内部。
5.根据权利要求4所述的自主防护型充气复合中间接头，其特征在于，所述充气复合型保护外套（21）包括复合型保护管壳（211）和设于复合型保护管壳（211）两端的密封结构，所述复合型保护管壳（211）由铜管（2112）和在铜管（2112）外部成型的硅橡胶层（2111）构成，所述密封结构由弹性压板（212）、固定挡板（213）和斜密封锥（214）构成，所述复合型保护管壳（211）两端设有法兰（2113），所述固定挡板（213）与法兰（2113）通过螺栓相连，所述固定挡板（213）上设有喇叭状通孔，所述斜密封锥（214）的中部设有通孔且套设安装在电缆上，所述斜密封锥（214）插设布置于喇叭状通孔中使得内侧厚度小、外侧厚度大，所述弹性压板（212）位于斜密封锥（214）外侧并通过螺栓与固定挡板（213）相连以将斜密封锥（214）推入喇叭状通孔中使其分别与喇叭状通孔和电缆过盈配合从而在充气复合型保护外套（21）内部形成密封的腔体。
6.根据权利要求5所述的自主防护型充气复合中间接头，其特征在于，所述充气复合型保护外套（21）上设有法兰连接窗口（2114），所述法兰连接窗口（2114）中安装有自主防护型信号采集装置（24）以用于对充气复合型保护外套（21）内部形成的密封腔体进行监测，所述复合型保护管壳（211）的内径大于电缆中间接头（23）的外径。
7.根据权利要求6所述的自主防护型充气复合中间接头，其特征在于，所述密封式连接金具（22）两端设有连接孔（221），两段电缆的导体线芯各插设布置在一个连接孔（221）且通过压接或者焊接连接形成一体，所述密封式连接金具（22）的中部外部上设有环形凹槽，所述环形凹槽嵌入布置在电缆中间接头（23）内部。
8.根据权利要求1所述的自主防护型充气复合中间接头，其特征在于，所述电缆中间接头（23）包括应力锥元件（231）、绝缘套（232）、高压内屏蔽套（233）和外屏蔽套（234），所述应力锥元件（231）的数量为两个且各自套设固定在一段电缆上，所述高压内屏蔽套（233）套设在密封式连接金具（22）的外部，所述绝缘套（232）将高压内屏蔽套（233）以及两段电缆的一部分包裹其中且夹持布置在两个应力锥元件（231）之间，所述外屏蔽套（234）两端均与应力锥元件（231）连接固定并将绝缘套（232）包裹其内使得应力锥元件（231）、绝缘套（232）、高压内屏蔽套（233）和外屏蔽套（234）四者紧密结合，所述应力锥元件（231）靠近绝缘套（232）一侧为喇叭口状。
9.一种权利要求1～8中任意一项所述的自主防护型充气复合中间接头的装配方法，其特征在于，包括下述步骤：
10.一种权利要求1～8中任意一项所述的自主防护型充气复合中间接头的制备方法，其特征在于，包括制备复合型保护管壳（211）：将复合型保护管壳（211）的铜管（2112）和法兰连接窗口（2114）焊接成型后采用夹具固定，制备以下组份混合制成的硅橡胶：
技术总结
本发明公开了一种自主防护型充气复合中间接头及其装配与制备方法，本发明的中间接头包括中间接头段和设于中间接头段两端的端头仓，中间接头段和端头仓均内设密封腔体，被连接的一根电缆的端部去除金属护套和绝缘外护套后的连接段穿过端头仓、端头仓和中间接头段之间的密封结构后在中间接头段中与被连接的另一根电缆的端部去除金属护套和绝缘外护套后的连接段连接导通，电缆的根部的端面位于端头仓内，端头仓上设有自主防护型信号采集装置以用于检测被连接的电缆的主绝缘、金属护套之间的间隙气压。本发明旨在提升高压电缆线路自主防护水平，提升高压电缆运维面临的防火、防水、外破损伤程度感知的应对能力。
技术研发人员：段肖力,刘三伟,段建家,李绍斌,喻婷,曾泽宇,范翔宇,袁培,黄福勇
受保护的技术使用者：国网湖南省电力有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23