一种提升海底光缆注塑修复绝缘性能的方法与流程

本发明涉及海底光缆，尤其是指一种提升海底光缆注塑修复绝缘性能的方法。

背景技术：

1、有中继海底光缆需要高可靠性的绝缘性能，以保证长距离通信系统的供电。有中继海底光缆的单根制造长度已经达到100km以上，近些年已有项目超过了130km。所以，大长度海底光缆在生产的过程中，由于生产异常造成的pe层缺陷，例如：脱料、鼓包、气泡、直径过大、直径过小以及导体开裂造成绝缘损伤等异常情况时，严重影响了海底光缆的绝缘可靠性，需要对海底光缆的绝缘层进行修复，注塑修复技术应运而生。但行业内普遍认为注塑修复点为此段海光缆绝缘最薄弱点。

2、海底光缆绝缘注塑修复目前业内的最低要求是满足绝缘寿命要求，但与挤塑产品仍有较大差距，主要的原因有两个方面：一是新注入的pe与原海底光缆的pe熔融界面的存在，在高电压击穿试验验证中可见击穿路径沿熔融界面延伸；二是无法通过退火手段消除的内应力，注塑修复最基本的原理就是通过高温高压使pe相互融合，退火会使压力释放，反而增加了熔融效果不良的风险，对目前行业内最为通用最顶尖的uj万用接头盒注塑工艺分析，也发现内应力分部不均，存在应力内缩的薄弱点；同时光缆的注塑存在温度限制，无法通过高温硫化等手段消除内应力，持续的高温会使光缆内部光纤涂覆层快速老化失效，对光纤的可靠性影响极大。

3、在有中继海缆项目中，电气功能的失效会导致整个系统的瘫痪，同时无电气响应就无法通过c-otdr对光路进行测试，判定故障点；给线路的抢修也带来了不便，如何提升整体海底光缆绝缘性能可靠性是非常重要的，对于海底光缆来讲，绝缘最为薄弱的部分就是注塑修复点，故如何提升注塑修复绝缘性能就成了重要的课题。

技术实现思路

1、为此，本发明的目的在于能够提升注塑修复产品的熔融性能，均化注塑造成的内应力以及配套完善的工装设备及操作环境，大幅度提升注塑产品的绝缘性能，使得注塑修复产品达成与挤塑产品绝缘性能基本一致的目的。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了一种提升海底光缆注塑修复绝缘性能的方法，包括如下步骤：

3、s1、通过x-ray精确定位海底光缆上绝缘缺陷的位置；

4、s2、将海底光缆放置于海底光缆的矫直架上，并使得绝缘缺陷的位置前后一段海底光缆在矫直架上被张紧拉直，此时海底光缆的绝缘缺陷部分居中置于矫直架上；

5、s3、采用横向旋转切刀去除海底光缆上绝缘缺陷位置的外层pe，并使用横向旋转切刀制成用于熔融的三段式应力锥；

6、s4、推动矫直架，将步骤s3中处理好海底光缆上的待修复点放置于模具中；

7、s5、通过注塑机的挤出系统对海底光缆上的待修复点进行高温高压注塑，使新注入pe与原绝缘缺陷位置处的pe融合；

8、s6、通过x-ray验证修复后的海底光缆是否存在偏心、气泡异常情况；

9、s7、将修复完成的注塑点泡入盐水中，进行45kv,15分钟的绝缘耐压测试；

10、s8、对海底光缆的修复点进行qtr认证，完成机械性能验证后，进行绝缘寿命验证，对完成寿命验证的注塑点进行280kv十次循环的极限击穿实验。

11、在本发明的一个实施例中，所述三段式应力锥包括熔融区域、过渡区域和包覆区域，所述熔融区域呈锥形设置，所述过渡区域为采用横向旋转切刀沿海底光缆的外圆周切除一层外层pe，并且所述过渡区域为圆柱形，所述过渡区域位于熔融区域和包覆区域之间，所述包覆区域呈锥形设置，并且所述包覆区域的锥度大于熔融区域的锥度。

12、在本发明的一个实施例中，上述步骤s3包括：

13、s3-1、首先使用鱼线在海底光缆的待修复点轴线方向的两侧沿着海底光缆的外圆周环切外层pe，使得环切的深度贯穿整个外层pe，从而将海底光缆的待修复点所在的外层pe与海底光缆的整体外层pe切断，然后使用鱼线在两个环切点之间进行轴线方向的纵向切割，从一个环切点分切到另一个环切点，这样海底光缆的待修复点所在的外层pe轴向和径向均与海底光缆的整体外层pe分离，去除两个环切点中间的外层pe，从而漏出外层pe内部的铜管，采用打磨工具将漏出的铜管打磨干净，

14、s3-2、将横向旋转切刀夹持在漏出铜管的海底光缆的待修复点的外层pe轴线方向一侧，将横向旋转切刀的斜口切割刀与海底光缆的外层pe相抵，调节斜口切割刀的刀位，随后沿着海底光缆的外圆周旋转一周进行旋转切割，制成应力锥的熔融区域；

15、s3-3、随后使用平口切割刀夹持在海缆pe上，平口切割刀的夹持位置在熔融区域远离铜管的一侧，调节平口切割刀的刀位，沿着海底光缆的外圆周旋转平口切割刀，并且平口切割刀切割过程中除了绕海底光缆进行圆周旋转外，同时沿着海底光缆的轴向方向进行横向平行移动，从而切割出过渡区域；

16、s3-4、最后再次使用斜口切割刀，将斜口切割刀夹持在海底光缆上，斜口切割刀位于过渡区域远离熔融区域的一侧，将横向旋转切刀的斜口切割刀与海底光缆的外层pe相抵，调节斜口切割刀的刀位，随后沿着海底光缆的外圆周旋转一周进行旋转切割，将包覆区域制成。

17、在本发明的一个实施例中，上述步骤s4包括：将工装架与工装台面拼装，将缺陷去除后的点通过工装架上下左右方向挪动，放置于模具正中，随后进行模具合模锁紧，将挤出机与模具通过法兰紧密联合在一起，将热油机各管路连接在模具上，随后通过程序进行注塑操作，程序控制完成后，将注塑模具打开，工装架向上方挪动，随后与工装台面分开，对注塑后的产品表面处理并进行标记，注塑修复完成。

18、在本发明的一个实施例中，上述步骤s5中对模具的温度控制采用热油机循环控制，设定温度变化为1℃/min。

19、在本发明的一个实施例中，上述步骤s5包括：

20、s5-1、模具温度设定为160℃，挤出机向模具内注料，此时挤出机为恒速模式，转速设定30ram/min；

21、s5-2、注料填满后，压力会骤升，此时将挤出机设定恒压模式，压力为12mpa，并将模具温度设定为200℃；

22、s5-3、保持十分钟后，设定模具温度180℃，压力调整为9mpa；

23、s5-4、达到180℃后保持两分钟，随后将模具温度设定至160℃，压力调整为6mpa；

24、s5-5、达到160℃后保持两分钟，随后将模具温度设定至140℃，压力不变；

25、s5-6、达到140℃后保持两分钟，随后将模具温度设定至116℃，压力调整为3mpa；

26、s5-7、达到116℃后保持五分钟，随后将模具温度设定至100℃，压力不变；

27、s5-8、达到100℃后保持五分钟，随后将模具温度设定至86℃，压力设定为0mpa；

28、s5-9、达到86℃后保持五分钟，随后将模具温度设定至60℃，压力设定为0mpa；

29、s5-10、达到60℃后保持两分钟，随后将模具温度设定至30℃，压力设定为0mpa；

30、s5-11、达到30℃后，断开挤出机与模具的连接，关停热油机，打开模具；

31、s5-12、处理修复点的排气飞边及注料口，完成注塑修复。

32、在本发明的一个实施例中，所述模具包括注塑上模和注塑下模，所述注塑上模内设有上模具型腔，所述注塑下模内设有下模具型腔，所述注塑上模和注塑下模对扣在一起，所述上模具型腔和下模具型腔构成注塑腔体，所述海底光缆上绝缘缺陷位置在注塑腔体内实现注塑成型，所述注塑上模上设有注胶口一，所述注塑下模上设有注胶口二，所述注胶口一和注胶口二对称设置，并且注胶口一和注胶口二均呈锥形设置，所述注胶口一和注胶口二构成的整体注胶口连通至注塑腔体内。将直通注胶口形态改为锥形注胶口形态，同时缩小与型腔接触的注胶口面积，即能缩小应力凸起又可提供更为可靠的保压能力，同时也可减少因主料冲击造成的注塑偏心情况。

33、在本发明的一个实施例中，所述上模具型腔和下模具型腔的截面均为半圆形，所述上模具型腔的内壁上设有半圆形凸台一，所述下模具型腔的内壁上设有半圆形凸台二，所述半圆形凸台一和半圆形凸台二对称设置。

34、在本发明的一个实施例中，所述上模具型腔与注胶口一相对的一侧设有倾斜面一，所述下模具型腔与注胶口二相对的一侧设有倾斜面二，所述倾斜面一和倾斜面二从注塑腔体的一侧向模具的边缘位置倾斜，所述倾斜面一和倾斜面二之间的间隙为0.05mm，所述倾斜面一和倾斜面二之间的间隙用于排气。

35、在本发明的一个实施例中，所述挤出机由35mm直径的单螺杆挤出组件、喂料组件、驱动组件、温度调节系统和恒压控制系统组成，并且所述挤出机的保压强度为35mpa。

36、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

37、本发明所述的提升海底光缆注塑修复绝缘性能的方法，通过提升注塑修复产品的熔融性能，均化注塑造成的内应力以及配套完善的工装设备及操作环境，大幅度提升注塑产品的绝缘性能，使得注塑修复产品达成与挤塑产品绝缘性能基本一致的目的。