一种高压海底电缆刚性中间接头的制作方法

本实用新型适用于海底用高压输变电领域，具体涉及一种高压、超高压海底电缆刚性中间接头。

背景技术：
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近年来，随着我国海洋经济建设，沿海岛屿与深海能源的开发加快，海底电缆需求量猛增。大容量、高压甚至是超高压等级的海底电缆对我国经济发展和社会发展需求逐渐增加，产品的发展提升将进一步推动海洋产业的蓬勃发展和新能源海上风电的建设。目前交联聚乙烯海底电缆由于制造工艺简单等优点，已经普遍应用在170kV以下海底电缆产品中，400-500kV等级交联聚乙烯海底电缆国际范围内已经有部分厂家具备制造能力，但是中间接头技术的发展滞后限制了海底电缆的实际应用。

目前海缆中间接头结构主为柔性接头，一般在工厂内或敷设船上，所使用结构与材料与电缆一致，具有设计简单、外形尺寸较小的优点，但存在以下缺陷为：(1)电缆线芯采用焊接形式，焊接质量因人员操作水平影响较大，焊接处材料电阻率过高将导致绝缘局部过热，进而导致绝缘的耐久性及电气性能下降或失效；(2)绝缘恢复时，由于无法达到电缆原绝缘生产时的洁净度及压力设置，易在绝缘内部产生微孔、混入杂质、气隙、开裂等不良，进而直接导致柔性接头的质量的稳定性及可靠性较低；(3)安装工艺复杂，安装周期过长。因此，传统的软接头在高压、超高压电压等级下因质量的稳定性已无法满足使用要求。所以，对于高压、超高压电压等级的交联聚乙烯海底电缆接头的研究也需要快速进行，只有具备了接头的设计及制造能力，才能实现高压、超高压电压等级海底电缆的真正应用。

技术实现要素：

本实用新型针对上述不足之处，提供一种高压海底电缆刚性中间接头，尤其适用于海底环境的高压、超高压电缆要求。

本实用新型的技术方案为：

一种高压海底电缆刚性中间接头，包括导体连接管和橡胶绝缘套筒；

所述导体连接管连接两段电缆的导体，导体连接管中间内部设有横断，所述橡胶绝缘套筒设置在导体连接管及两段电缆绝缘层外部；

导体连接管与橡胶绝缘套筒之间设有内部金属屏蔽套筒，内部金属屏蔽套筒外径与电缆绝缘层外径相同；

橡胶绝缘套筒外部设有外部金属屏蔽套筒，外部金属屏蔽套筒与橡胶绝缘套筒形成的密闭腔室内设有绝缘防水填充层，外部金属屏蔽套筒及两侧电缆外部设有密封防腐层。

根据本实用新型优选的，所述导体连接管通过压接连接两段电缆的导体。

根据本实用新型优选的，所述导体连接管为铜、铜合金、铝或铝合金制成的导体连接管。

此处设计的优势在于，电缆中的导体通过压接或螺栓紧固的方式连接，与焊接相比，接触电阻小，避免出现使用过程中的发热现象，同时对电缆绝缘层无损伤。

根据本实用新型优选的，所述橡胶绝缘套筒由内至外包括内部橡胶屏蔽套筒、绝缘套筒及外部橡胶屏蔽套筒，内部橡胶屏蔽套筒设于导体连接管外侧，绝缘套筒内部两端设有应力锥。

根据本实用新型优选的，所述橡胶绝缘套筒为硅橡胶或三元乙丙橡胶制成的橡胶绝缘套筒。

此处设计的优势在于，橡胶绝缘套筒在工厂内制造并进行预先试验，能检测出绝缘材料可能存在的缺陷、微孔、杂质等，并确认橡胶绝缘套筒的固有电气绝缘强度，比柔性接头绝缘性能得到有效保证。同时在现场接头制作时，直接将绝缘套筒套装到两侧电缆上即可，比柔性接头安装时间大大缩短。

根据本实用新型优选的，内部金属屏蔽套筒的材质为铜、铜合金、铝或铝合金。

此处设计的优势在于增加导体连接的截面积，进一步降低导体连接接触电阻、均匀导体连接处的场强分布。

根据本实用新型优选的，外部金属屏蔽套筒的材质为铜、铜合金、铝或铝合金。

根据本实用新型优选的，绝缘防水填充层为具有绝缘、防水、密封性能的化学品，密封防腐层为具有密封、防水性能的胶带、热缩管、密封胶泥中的一种或多种。

此处设计的优势在于，使用外部金属屏蔽套筒、绝缘防水填充层及密封防腐层，进一步增强高压海底电缆刚性中间接头的绝缘、防水、密封性能。

利用上述中间接头的使用时包括步骤如下：

先对电缆进行加热校直处理，然后将电缆每一层的尺寸处理到要求范围内，套入橡胶绝缘套筒、外部金属屏蔽套筒，将电缆的导体用导体连接管进行连接，导体连接管外部安装内部金属屏蔽套筒，将事先套入的橡胶绝缘套筒、外部金属屏蔽套筒分别安装到各自位置，将绝缘防水混合物灌入外部金属屏蔽套筒内形成绝缘防水填充层，在外部金属屏蔽套筒与电缆交界部位缠绕胶带形成密封防腐层。

目前海缆用软接头有很多不足，实际使用限制了海缆往高电压等级发展，本方案的硬接头可以满足500kV超高压电压等级的要求。

本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型导体通过压接或螺栓紧固的方式连接，与焊接相比，接触电阻小，避免出现使用过程中的发热现象，同时对电缆绝缘无损伤。

2.本实用新型橡胶绝缘套筒在工厂内制造并进行预先试验，能检测出绝缘材料可能存在的缺陷、微孔、杂质等，并确认橡胶绝缘套筒的固有电气绝缘强度，比柔性接头绝缘性能得到有效保证。同时在现场接头制作时，直接将绝缘套筒套装到两侧电缆上即可，比柔性接头安装时间大大缩短。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型所述橡胶绝缘套筒内部结构放大图；

1、导体连接管，2、橡胶绝缘套筒，3、电缆，4、内部金属屏蔽套筒，5、外部金属屏蔽套筒，6、绝缘防水填充层，7、密封防腐层，2.1、内部橡胶屏蔽套筒，2.2、应力锥，2.3、绝缘套筒，2.4、外部橡胶屏蔽套筒。

具体实施方式

下面结合说明书附图和实施例对本实用新型做进一步限定，但不限于此。

实施例1

一种高压海底电缆刚性中间接头，包括导体连接管、金属屏蔽套筒、橡胶绝缘套筒、电缆、内部金属屏蔽套筒、外部金属屏蔽套筒、绝缘防水填充层及密封防腐层。导体连接管连接两侧电缆的导体，内部金属屏蔽套筒设置在导体连接管外部、橡胶绝缘套筒设置在内部金属屏蔽套筒及两侧电缆绝缘层外部，外部金属屏蔽套筒设置在橡胶绝缘套筒外部，绝缘防水填充层设置在外部金属屏蔽套筒与橡胶绝缘套筒形成的密闭腔室内，密封防腐层设置在外部金属屏蔽套筒及两侧电缆外部。

导体连接管通过压接的方式连接两侧电缆的导体。导体连接管材质为铜。

橡胶绝缘套筒包括内部橡胶屏蔽套筒、应力锥、绝缘套筒及外部橡胶屏蔽套筒，橡胶绝缘套筒材质为硅橡胶。内部金属屏蔽套筒的材质为铜。外部金属屏蔽套筒的材质为铜。绝缘防水填充层材质为聚氨酯密封胶。

密封防腐层为多层结构设计，由内而外分别为密封胶泥、防水胶带、密封胶带、热缩管。

此处设计的优势在于，导体通过压接的方式连接，与焊接相比，接触电阻小，避免出现使用过程中的发热现象，同时对电缆绝缘无损伤；橡胶绝缘套筒在工厂内制造并进行预先试验，能检测出绝缘材料可能存在的缺陷、微孔、杂质等，并确认橡胶绝缘套筒的固有电气绝缘强度，比柔性接头绝缘性能得到有效保证。同时在现场接头制作时，直接将绝缘套筒套装到两侧电缆上即可，比柔性接头安装时间大大缩短。

利用本实施例所述的中间接头的使用时包括步骤如下：

先对电缆进行加热校直处理，然后将电缆每一层的尺寸处理到要求范围内，套入橡胶绝缘套筒、外部金属屏蔽套筒，将电缆的导体用导体连接管进行连接，导体连接管外部安装内部金属屏蔽套筒，将事先套入的橡胶绝缘套筒、外部金属屏蔽套筒分别安装到各自位置，将绝缘防水混合物灌入外部金属屏蔽套筒内形成绝缘防水填充层，在外部金属屏蔽套筒与电缆交界部位缠绕规定胶带形成密封防腐层。

实验例

实施例1提供了一种高压海底电缆刚性中间接头，与另外两种中间接头做实验对比，对比1的接头，采用螺栓连接两个电缆的导体，对比2的接头用焊接连接导体，将不同接头进行性能和安装测试，数据得出如下表。由下表可知，本申请的接头整体性能与对比接头相比有很大提高。

表1电缆中间接头连接性能、安装测试对比表