专利名称：导体中心设置光纤的复合电力电缆连接盒的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种交联聚乙烯绝缘电力电缆线路用的连接盒的连接方法。特别是一
种导体中心设置光纤的复合电力电缆连接盒的应用，它主要用于将测温光纤直接设置在绞 合成型的圆形分割导体中心的多段复合电力电缆，通过专用的连接盒连接成所需要的电力 电缆线路。
背景技术：
随着分布式光纤传感技术的发展和应用，电力部门为确保电力电缆线路中的传输 强电电能的安全运行，要求利用测温光纤对整个线路中的电缆进行以下安全运行的自动监 控第一、在线实时温度检测，以便对整个线路中的电缆实现运行状态监测，有效地监测电 缆在不同负载和不同环境温度下的发热状态，积累历史技术数据，进行载流量限度分析，可 以保证在不超过电缆允许运行温度的情况下，最大限度的发挥整个线路中的电缆的传输能 力，提高经济效益。第二、老化监测，发现电缆上的局部过热点，及时采取降温措施，延缓电 缆老化速度。第三、实时故障监测预警，及时发现电缆运行过程中外界因素导致的破坏等。 但因现有超高压交联聚乙烯绝缘复合电力电缆不能把测温光纤放入电缆导体中心，故达不 到理想的准确测量电缆导体温度的目的，从而无法满足对整个线路实现运行状态自动监控 的要求。 通常电力电缆线路是由多段交联聚乙烯绝缘电力电缆通过连接盒连接组成的。目 前国内、外带光纤测温系统的交联聚乙烯电力电缆连接盒一般是由电缆导体连接管、连接 盒的橡胶绝缘体、金属保护管、光纤接头盒、光纤熔接保护管等组成。中国专利申请号为 200710133245. 1的"海底光纤复合电力电缆接头盒及其连接工艺"和200720046387. X的 "海底光纤复合电力电缆接头盒"公开的结构都是将光纤在接头的绝缘外面零电位处以不 同的方式连接。常见的带光纤测温系统的交联聚乙烯电力电缆连接盒一般由电缆导体连接 管、橡胶绝缘体、金属保护管等构成。设置在电缆绝缘外面、金属护套内的带不锈钢护套的 光纤在橡胶绝缘体外面熔接，光纤熔接点保护管及余长的光纤固定在平面形的光纤接头盒 内，外面盖有保护盖。它只能用于电缆绝缘表面与外护套之间设置测温光纤的电缆之间的 连接。也只能测量电缆连接盒橡胶绝缘体表面的温度。不能准确的监测连接盒导体连接管 的实际温度。 中国专利申请号为200720199186. 3的"连接复合光纤的高压电缆的中间接头"和 200710172196. 2的"连接复合光纤的高压电缆的中间接头及连接方法"所公开的都是一种 专用于连接中国专利申请号为200710172197.7的"复合光纤的高压电力电缆"的中间接 头。它是一种将两个电缆导体内设置有光纤通道的新型光纤复合电力电缆进行连接的技术 方案，该中间接头是由电缆导体连接管、橡胶绝缘体、金属保护管、光纤熔接保护管等构成 的。光纤熔接头保护管设置在导体连接管内。熔接时将两端电缆导体通道内的光纤从通道 内拉出到导管外进行熔接，熔接后再将拉出的光纤退回到电缆导体通道内。电缆连接盒是 在电缆铺设后的接头工井内制作，空间较小，操作不方便。超高压电缆的外径一般在90-180毫米左右，电缆允许弯曲半径为20倍的电缆外径。两段电缆连接时，要将其中一段向后移 动1/2导体连接管的长度是很费力的，再向后移动光纤接头的长度就更难做到；电缆向后
移动，然后再向前移动才能穿入导体连接管进行连接。所有的移动都是靠人力抬起电缆进 行操作，移动过程中电缆端头稍有上下、左右的摆动，象头发丝一样细的玻璃纤维光纤就会 折断。将设在通道内的光纤拉出来比较容易，熔接后再将光纤退回通道内很困难。若光纤 不能均匀的退回通道，拉出的长度集中在通道端口 ，使光纤弯曲半径过小，测量光波衰减增
大，测量数据就不准确或无法测量。单模光纤的直径一般为50-100微米，熔接时光纤端面 要平行，光纤要同心，如光纤不能自由移动将造成熔接缺陷，使信号传输失真。光纤熔接后 两端电缆导体的连接是用与电缆导体相同材料的金属管用机械压接的办法进行连接。为了 保证电缆运行时的电气及机械性能要求，一般压縮比要求在10-12的范围，也就是说被压 接部分的外径尺寸压接后将縮小10-12%。压接后设置在导体连接管中心的通道及通道内 的光纤很可能已经损坏，无法进行在线测量。
发明内容
本发明的目的是提供一种导体中心设置光纤的复合电力电缆连接盒的应用，它解 决了现有连接工艺存在的移动光纤费力，接头处测温不准确，并且容易损坏光纤等问题，其 连接工艺合理，现场施工容易、操作简单、快捷，不仅能满足确保整个电力电缆线路安全运 行的在线实时温度检测、老化监测、实时故障监测预警的自动监控要求，而且可以在施工现 场进行正常电缆及光纤的连接作业，显著提高施工作业的可靠性和效率，降低施工成本。
本发明所采用的技术方案是该导体中心设置光纤的复合电力电缆连接盒的应用 的技术要点是所述连接盒是专用于导体中心设置光纤的复合电力电缆的主要由电缆导体 连接管、连接盒的橡胶绝缘体、金属保护管、光纤熔接保护管、半圆形光纤接头盒、保护盖构 成的连接盒，具体应用的操作步骤是 步骤一 设置被连接的两段所述电缆预留长度分别不小于所述保护盖长度的2 倍，按正常的施工方法去掉上述电缆预留长度的塑料护套、金属护套； 步骤二沿轴向将所述电缆预留长度的线芯表面的电缆绝缘切除，露出电缆扇形 导体单元绞合成的圆形分割导体； 步骤三将所述扇形导体单元分开，把带不锈钢护套的光纤在电缆圆形分割导体 相邻的两扇形导体单元之间缝隙引出； 步骤四将引出所述带不锈钢护套的光纤的电缆圆形分割导体的扇形导体单元恢
复初始绞合形状，切除等于所述预留长度中的所述保护盖长度的电缆圆形分割导体，将余
下的所述电缆圆形分割导体，与所述电缆导体连接管按正常的压接方法连接好； 步骤五在所述电缆导体连接管的表面扣上两个所述半圆形光纤接头盒，并将所
述半圆形光纤接头盒与所述电缆导体连接管用螺栓固定，引出导体外的所述带不锈钢护套
的光纤保留30毫米长的不锈钢护套，其余的不锈钢护套去掉后，露出裸光纤，将所述光纤
熔接保护管套到待熔接的裸光纤的一端； 步骤六按正常的光纤熔接前的处理方法将所述裸光纤的端头处理好，并进行裸 光纤熔接，在光纤熔接处套上所述光纤熔接保护管。
步骤七先将所述光纤熔接保护管固定在所述半圆形光纤接头盒内，再将余长的光纤规整的盘在所述半圆形光纤接头盒内固定； 步骤八扣上所述半圆形光纤接头盒的两个半圆形的所述保护盖，并使所述保护
盖与半圆形光纤接头盒等电位连接在所述保护盖外，套上半导电热縮管并加热收縮，使所
述保护盖固定在所述半圆形光纤接头盒上，所述半导电热縮管与所述连接盒的橡胶绝缘体
内的高压屏蔽电极实现有效的等电位连接，然后进行连接盒的其他操作。 所述导体中心设置光纤的复合电力电缆包括将圆形导体分割成形状相同的扇形
导体单元，绞合围绕成的圆形分割导体中相邻的两个扇形导体单元之间用绝缘隔层隔开，
带不锈钢护套的光纤置入圆形分割导体中心围成的有固定形状的空间内，在之后的电缆制
造的所有各个工序、出厂试验及电缆在施工现场铺设的过程中，上述空间都不会改变或变形。 本发明具有的优点及积极效果是由于本发明的连接盒与导体中心设置光纤的复 合电力电缆配合使用，而该电缆又是采用本发明人的"复合电力电缆导体中心绞合光纤的 方法"，利用现有的设备和常用的电缆绞合工艺加工出的符合现有超高压交联聚乙烯绝缘 电力电缆标准规定的产品，其带不锈钢护套的光纤置入圆形分割导体中心围成的有固定形 状的空间，在之后的电缆制造的所有各个工序、出厂试验及电缆在施工现场铺设的过程中， 上述空间都不会改变或变形，置入复合电力电缆导体中心的光纤可以在该空间内沿其轴向 自由地移动，所以可以在不改变现有电缆的相关连接部件结构的条件下进行安装。因此，它 解决了现有连接工艺存在的移动光纤费力，接头处测温不准确，并且容易损坏光纤等问题， 其不仅能满足确保整个电力电缆线路安全运行的在线实时温度检测、老化监测、实时故障 监测预警的自动监控要求，而且连接工艺合理，现场施工容易、操作简单、快捷，可以在施工 现场进行正常电缆及光纤的连接作业，显著提高施工作业的可靠性和效率，降低施工成本。
以下结合附图对本发明作进一步描述。
图1是本发明的一种连接盒的结构示意图。
图2是本发明的一种具体实施方法示意图。 图中序号说明1电缆导体连接管、2连接盒的橡胶绝缘体、3金属保护管、4电缆绝 缘、5电缆圆形分割导体、6电缆的金属护套、7带不锈钢护套的光纤、8光纤熔接保护管、9半 圆形光纤接头盒、10.保护盖。
具体实施例方式
根据图1 2详细说明本发明的具体实施步骤。该导体中心设置光纤的复合电力 电缆连接盒的应用是专用于导体中心设置光纤的复合电力电缆的主要由电缆导体连接管 1、连接盒的橡胶绝缘体2、金属保护管3、光纤熔接保护管8、半圆形光纤接头盒9、保护盖10 构成的连接盒。 本实施例中的导体中心设置光纤的复合电力电缆是采用本发明人的"复合电力电 缆导体中心绞合光纤的方法"，利用现有的设备和常用的电缆绞合工艺加工出的符合现有 超高压交联聚乙烯绝缘电力电缆标准规定的产品。简单地说就是利用这种方法制造出的截 面超过800平方毫米的导体中心设置光纤的复合电力电缆采用分割导体结构。它包括将圆形导体分割成形状相同的扇形导体单元，绞合围绕成的圆形分割导体中相邻的两个扇形导 体单元之间用绝缘隔层隔开，带不锈钢护套的光纤置入圆形分割导体中心围成的有固定形 状的空间内，在之后的电缆制造的所有各个工序、出厂试验及电缆在施工现场铺设的过程 中，上述空间都不会改变或变形。
该"复合电力电缆导体中心绞合光纤的方法"的操作步骤如下 首先利用现有框式绞线机绞合并通过扇形压模，将圆铜单线绞合紧压成型为4-6
个形状相同的扇形导体单元。其次将紧压成型的相邻的两个所述扇形导体单元之间用绝缘
纸带隔开，再把用绝缘纸带隔开的所述扇形导体单元绞合成圆形分割导体，与此同时把带
不锈钢护套的光纤一起绞入所述圆形分割导体中心围成的有固定形状的空间内，并使所述
带不锈钢护套的光纤在所述空间内沿其轴向自由地移动；这个有固定形状空间的有效内切
圆的直径大约可达3-4毫米，在之后的电缆制造的所有其它各个工序、出厂试验及电缆在
施工现场铺设的过程中，该导体中心设置光纤的复合电力电缆的上述空间都不会改变或变
形。最后在所述圆形分割导体的外周依次设置半导电屏蔽层、交联聚乙烯绝缘体、绝缘半导
电屏蔽层、金属护套和塑料护套，即制成导体中心设置光纤的复合电力电缆。 本实施例中的连接盒构件基本采用现有连接盒常用的构件。 本发明导体中心设置光纤的复合电力电缆连接盒的应用的具体操作步骤是 步骤一 设置被连接的两段上述电缆预留长度分别不小于保护盖10长度的2倍，
按正常的施工方法去掉上述电缆预留长度的塑料护套、金属护套； 步骤二沿轴向将电缆预留长度的线芯表面的电缆绝缘4切除，露出电缆扇形导 体单元绞合成的圆形分割导体5。 步骤三将上述扇形导体单元分开，把带不锈钢护套的光纤7在电缆圆形分割导 体5相邻的两扇形导体单元之间缝隙引出。
步骤四将引出带不锈钢护套的光纤7的电缆圆形分割导体5的扇形导体单元恢
复初始绞合形状，切除等于预留长度中的保护盖io长度的电缆圆形分割导体，将余下的电 缆圆形分割导体5，与电缆导体连接管1按正常的压接方法连接好。 步骤五在电缆导体连接管1的表面扣上两个半圆形光纤接头盒9，并将半圆形光 纤接头盒9与电缆导体连接管1用螺栓固定，引出导体外的带不锈钢护套的光纤7保留30 毫米长的不锈钢护套，其余的不锈钢护套去掉后，露出裸光纤，将光纤熔接保护管8套到待 熔接的裸光纤的一端。 步骤六按正常的光纤熔接前的处理方法将裸光纤的端头处理好，并进行裸光纤
熔接，熔接前要保证两端被熔接的光纤端面平行，并且同心；在光纤熔接处套上光纤熔接保 护管8。 步骤七先将光纤熔接保护管8固定在半圆形光纤接头盒9内，再将余长的光纤规 整的盘在半圆形光纤接头盒9内固定，盘纤时要注意光纤的弯曲半径应满足光纤允许的弯 曲半径。 步骤八扣上半圆形光纤接头盒8的两个半圆形的金属保护盖10，并使保护盖10 与半圆形光纤接头盒8等电位连接在保护盖10夕卜，绕包两层半导电带，套上半导电热縮管 并加热收縮，使保护盖10固定在半圆形光纤接头盒8上，可以保护盘在半圆形接头盒内的 光纤及熔接头不受外力破坏。半导电热縮管可以与连接盒的橡胶绝缘体2内的高压屏蔽电极实现有效的等电位连接，然后进行连接盒的其他操作。 本发明的导体中心设置光纤的复合电力电缆连接盒可使两段被连接的电缆内设 置的测量电缆运行时，导体温度变化的光纤实现了连续测量，同时也可以测量电缆导体连 接管1表面的温度。裸光纤的弯曲半径一般在大于30毫米时传输损耗可忽略不计，光纤熔 接保护管8的长度为40-60毫米。 一般平面接头盒的有效盘纤尺寸为长150毫米，宽90毫 米。本发明所采用的半圆形光纤接头盒9的长度为160毫米，最小半圆直径为60毫米，等 效宽度大于90毫米，光纤在盒内可沿平面和弧面两个方向弯曲，可以保证每个方向的弯曲 半径都大于30毫米。 连接盒的橡胶绝缘件2的安装要求是电缆导体压接后安装在导体外的金属或半 导电屏蔽罩的外径要求，是小于电缆绝缘4的外径2-6毫米。本发明的半圆形光纤接头盒 9的最小外径尺寸为60毫米加上容纳光纤熔接保护管8的深度、加上保护盖10的厚度、加 上半导电热縮管的厚度最大外径约为72毫米。本发明的连接盒适用于电缆绝缘外径大于 75毫米的超高压交联聚乙绝缘的分割导体中心设置光纤的复合电力电缆的连接。
权利要求
一种导体中心设置光纤的复合电力电缆连接盒的应用，其特征在于所述连接盒是专用于导体中心设置光纤的复合电力电缆的主要由电缆导体连接管、连接盒的橡胶绝缘体、金属保护管、光纤熔接保护管、半圆形光纤接头盒、保护盖构成的连接盒，具体应用的操作步骤是步骤一设置被连接的两段所述电缆预留长度分别不小于所述保护盖长度的2倍，按正常的施工方法去掉上述电缆预留长度的塑料护套、金属护套；步骤二沿轴向将所述电缆预留长度的线芯表面的电缆绝缘切除，露出电缆扇形导体单元绞合成的圆形分割导体；步骤三将所述扇形导体单元分开，把带不锈钢护套的光纤在电缆圆形分割导体相邻的两扇形导体单元之间缝隙引出；步骤四将引出所述带不锈钢护套的光纤的电缆圆形分割导体的扇形导体单元恢复初始绞合形状，切除等于所述预留长度中的所述保护盖长度的电缆圆形分割导体，将余下的所述电缆圆形分割导体，与所述电缆导体连接管按正常的压接方法连接好；步骤五在所述电缆导体连接管的表面扣上两个所述半圆形光纤接头盒，并将所述半圆形光纤接头盒与所述电缆导体连接管用螺栓固定，引出导体外的所述带不锈钢护套的光纤保留30毫米长的不锈钢护套，其余的不锈钢护套去掉后，露出裸光纤，将所述光纤熔接保护管套到待熔接的裸光纤的一端；步骤六按正常的光纤熔接前的处理方法将所述裸光纤的端头处理好，并进行裸光纤熔接，在光纤熔接处套上所述光纤熔接保护管。步骤七先将所述光纤熔接保护管固定在所述半圆形光纤接头盒内，再将余长的光纤规整的盘在所述半圆形光纤接头盒内固定；步骤八扣上所述半圆形光纤接头盒的两个半圆形的所述保护盖，并使所述保护盖与半圆形光纤接头盒等电位连接在所述保护盖外，套上半导电热缩管并加热收缩，使所述保护盖固定在所述半圆形光纤接头盒上，所述半导电热缩管与所述连接盒的橡胶绝缘体内的高压屏蔽电极实现有效的等电位连接，然后进行连接盒的其他操作。
2. 根据权利要求1所述的导体中心设置光纤的复合电力电缆连接盒的应用，其特征在 于所述导体中心设置光纤的复合电力电缆包括将圆形导体分割成形状相同的扇形导体单 元，绞合围绕成的圆形分割导体中相邻的两个扇形导体单元之间用绝缘隔层隔开，带不锈 钢护套的光纤置入圆形分割导体中心围成的有固定形状的空间内，在之后的电缆制造的所 有各个工序、出厂试验及电缆在施工现场铺设的过程中，上述空间都不会改变或变形。
全文摘要
一种导体中心设置光纤的复合电力电缆连接盒的应用，其操作步骤是设置电缆预留长度，露出线芯并分开电缆圆形分割导体，把带不锈钢护套的光纤从两扇形导体单元之间缝隙引出；切除部分圆形分割导体后与电缆导体连接管连接，然后在电缆导体连接管外进行光纤熔接，将光纤规整的盘在半圆形光纤接头盒内固定，然后进行连接盒的其他操作。它解决了现有连接工艺存在的移动光纤费力，接头处测温不准确等问题，其连接工艺合理，现场施工容易、操作简单、快捷，能满足电力电缆线路安全运行的在线实时温度检测、老化监测、实时故障监测预警的自动监控要求，可以在施工现场进行正常电缆及光纤的连接作业，显著提高施工作业的可靠性和效率，降低施工成本。
文档编号H02G15/10GK101719651SQ20091024886
公开日2010年6月2日 申请日期2009年12月29日 优先权日2009年12月29日
发明者吕庚民 申请人:沈阳古河电缆有限公司