专利名称：用于功率电缆接头的预模制单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于用橡胶或塑料制成的例如XLPE电缆的功率电缆的滑动型接头的预模制单元。
在例如日本未审查专利公开Hei-5-76124的常规滑动型接头中，具有屏蔽间断的橡胶模制单元被安装在电缆上，半导体带缠绕在橡胶模制单元上与电缆共同形成屏蔽结构。
然而常规的滑动型接头存在问题，即屏蔽结构是在现场通过缠绕半导体带来形成，因此不能确保出货前的电性能。
另外还有另一个问题，即在现场缠绕半导体带不仅延长了安装时间，而且对缠绕带的工作技能也有要求，缠绕松散往往使电性能下降。
因此本发明的主要目的是提供一种预模制单元，其中电性能优越的屏蔽间断是通过模注形成的，因此很容易形成接头。
根据本发明用于功率电缆接头的预模制单元的第一个特点是该预模制单元具有从外圆周伸到端部的外半导体层以及其内部填充了绝缘材料，其特征在于在该单元的一端有一个外半导体层的屏蔽间断，绝缘材料呈圆筒形从该屏蔽间断中伸出。
这里，用该屏蔽间断把该外半导体层分开成端部内圆柱和外圆柱。内圆柱具有贴在圆筒形突出的绝缘材料上的第一外圆周表面，在第二外圆周表面和绝缘材料之间形成外部台阶的第二外圆柱表面，以及具有在第一外圆周表面和内圆柱的内端面之间形成的内部台阶。另外，外圆柱的一端贴在电缆上，另一端在另一端和第一外圆周表面之间形成屏蔽间断，绝缘材料填充其间。
本发明的第二个特点是当第一外圆周表面的轴向长度用a表示，外部台阶的距离用b表示，内部台阶的距离用c表示时，选择的a/bc的值不要大于6。如果这个条件得以满足，该预模制单元的整体模塑就能很好的完成。
本发明的第三个特点是外半导体层和圆筒形突出的绝缘材料的各个外圆周表面就做在一个或同一个表面上。
图1是表示根据本发明的接头结构的截面图。
图2用于说明内部台阶c，其中(A)和(B)表示外圆周表面和端部内圆柱的内端面分别构成转角和曲面的情况。
图3的截面图表示根据本发明的单元以及用于模注该单元的模具。
图4的截面图表示和图3不同的一个单元以及用于模注该单元的模具。
1预模制单元；2端部内圆柱(外半导体层)；2A第一外圆周表面；2B第二外圆周表面；2C内端面；2D平面；3外圆柱(外半导体层)3A接合面；4绝缘橡胶；5内电极；6屏蔽间断部分；7圆筒部分；10金属模具；11镶入式模具。
实现本发明的方式将在下面描述。图1是一个轴向截面图，表示根据本发明的预模制单元1。这是一个圆筒形单元，其中心部分的直径是均匀的，相对的每一个端部的直径都呈台阶状减小。外半导体层(阴影部分)2，3从外圆周伸到端部形成绝缘屏，用绝缘橡胶4填充层2，3的内部形成绝缘体。另外，在层2，3的内圆周侧的中心部分形成内电极5(例如H.V.电极)。
只在该单元的一端形成半导体层的屏蔽间断6。通过该屏蔽间断6使该半导体层被分开成端部内圆筒2和外圆筒3。形成绝缘橡胶4的同时从该屏蔽间断部分伸出圆筒部分7。通过下面将要描述的模注绝缘橡胶4形成该圆筒部分7。有了这个圆筒部分7，能使该屏蔽间断6漏电路径加长。
该端部内圆筒2构成该单元的端部，具有第一外圆周表面2A(它贴在圆筒部分7的内圆周表面上)，以及具有在第二外圆周表面2B和圆筒部分7的内圆周表面间形成外部台阶的第二外圆周表面2B。形成从第一外圆周表面2A伸向内端面2C的内部台阶。
从第一外圆周表面2A伸到内端面2C的屏蔽间断可以被做成转角或曲面。当内端面2C的一部分与第一外圆周表面2A基本垂直形成平面2D时，该平面2D与第一外圆周表面2A形成转角，该平面2D的宽度为该内部台阶的距离c，如图2(A)所示。另外当该屏蔽间断从第一外圆周表面2A伸到内端面2C形成曲面时，沿着该曲面的圆的直径为该内部台阶的距离c，如图2(B)所示。
由于第一外圆周表面2A的轴向长度a和外部台阶的距离b与圆筒部分7的漏电路径有关，所以要选择长度a和距离b的值以达到足够的电性能。在以下讨论的例子的基础上将给出这些尺寸a、b和c的合适值之间的关系。
另外，外圆柱3的一端有结合表面3A，结合表面3A贴在电缆(未表示出来)的外半导体层上，而该外圆筒3的另一端伸展到使该外圆筒3径向对着第一外圆周表面2A的位置处。该外圆筒3的该另一端形成该另一端和该第一外圆周表面2A间的屏蔽间断6，绝缘橡胶4填充于其间。
在本实施方式中，由于该单元被设计成在其端部部分的直径逐渐减小，因此该外圆筒的另一端面的截面形状象一个直角弯向内圆周侧的钩子。然而，本发明并不仅局限于这种形状。例如，当该单元的端部是锥形时，其直径持续减小，该屏蔽间断部分可以形成锥形表面。
通过模注绝缘橡胶4整体形成上述单元。为了进行整体模塑，使用金属模具10和镶入式模具11，如图3所示。即端部内圆筒2、外圆筒3和内电极(未表示出)被安置在空心的圆筒形金属模具内；镶入式模具11安装到相对的端部；在内圆周内提供象一个圆棒的中芯(未表示出)；绝缘橡胶4被注入到由这些单元围成的空间。结果，端部内圆筒2、外圆筒3和内电极相互集中，同时形成圆筒部分7和屏蔽间断部分。按照惯例，由于其形状，认为很难通过模注形成该屏蔽间断的屏蔽结构。但是根据本发明，由于端部屏蔽间断的形成，通过模注使制造这种单元成为可能。另外，由于圆筒部分7使绝缘橡胶的漏电路径增大，因而可以确保电性能。
日本专利申请No.Hei-8-80920也是本申请的同一申请人申请的，但是还没公开。该申请说明了设计成安装到橡胶单元的屏蔽间断的环状屏蔽单元的滑动型接头。在这种情况下，必须和橡胶单元分开独立制作屏蔽单元，因此在铺设接头时必须把该屏蔽单元安装到该橡胶单元上。
关于这一点，在根据本发明的预模制单元中，由于该屏蔽间断是通过整体模注形成的，因此没必要单独制造该屏蔽单元，因此可能使生产效率更高。另外，即使在电缆接头的安装步骤也没必要彼此装配该屏蔽单元和橡胶单元，因此可以进一步减少非熟练技术人员在现场装配时间。尽管在实施方式1中外圆柱的另一端的截面形状做成钩子形状(朝向内圆周侧弯曲成直角)，如图1所示，但该截面形状也可以是直线。如图4所示，可以设计成使外半导体层(外圆柱3)和圆筒部分7的各个外圆周表面就在一个和同一个平面里。即，使外圆柱3的外圆周表面的直径等于该圆筒部分的外圆周表面的直径。图4中相同的标号表示和图3中相同的部分。
在这样设计的预模制单元中，和实施方式1相比，该单元的外径可以减小。即，与根据实施方式1的单元相比，外径可以减小一个值，该厚度值对应于图1中的圆筒部分7的外圆周表面和外圆柱3的内圆周表面之间的距离的两倍，而不用担心对于电性能的影响。另外，在根据实施方式1的该单元中，为了避免脉冲火花，在对该圆筒部分7的外圆周表面进行如绕带的工作时，由于在外圆柱的另一端和圆筒部分7之间存在一个台阶，因此很难进行缠绕工作。然而在实施方式2中，外圆柱3和圆筒部分7的各个外圆周表面就在一个和同一个平面里，因此可能很容易形成从外圆柱3到圆筒部分7的连续光滑的绕带层。另外，在根据实施方式2的单元中，和实施方式1中的单元相比，金属模具10的结构可以简化。改变第一外圆周表面的轴向长度a、外部台阶的距离b和内部台阶的距离c，及研究a、b和c这些值的最佳组合的情况下，根据实施方式1模制橡胶预模制单元。对于值a、b和c的四种组合方案进行了研究，如下所示(所有值的单位都是mm)方案1a＝15；b＝0.5；c＝5；a/bc＝6.0方案2a＝18；b＝0.5；c＝5；a/bc＝7.2方案3a＝15；b＝0.3；c＝5；a/bc＝10.0方案4a＝30；b＝1.0；c＝5；a/bc＝6.0结果，在方案1和4的情况下，可以完成模塑，没有任何问题；但是由于半导体层的导电橡胶被损坏，方案2和3的情况下，不能完成模塑。在此事实的基础上，可以假定，在a/bc的值不大于6.0的情况下，可以很好地完成模塑。
如上所述，在根据本发明用于功率电缆接头的预模制单元中，可以得到下述效果1.通过整体注模可以减小预模制单元的生产周期。无需特别单独模塑屏蔽间断。
2.该屏蔽间断是与用该预模制单元整体模塑的，因此不必担心例如损坏绝缘体。
3.出货前即可确保该屏蔽间断的电性能。
4.由于可以通过现场简单地组装预先模塑好的预模制单元来形成接头，因此可以缩短安装时间，并降低对于安装技术的熟练程度的要求。
5.外半导体层和突出的圆筒形绝缘材料的各个外圆周表面就做在一个和同一个平面里，因此该单元的外径可以减小，并且可以很容易在突出的圆筒形绝缘材料的外圆周上缠绕用于避免脉冲火花的带。
权利要求
1.用于功率电缆接头的预模制单元，具有从外圆周伸展到端部的外半导体层，以及填充了绝缘材料的内部，其特征为在所述单元的端部，所述单元具有所述外半导体层的屏蔽间断，以及所述绝缘材料呈圆筒形从所述的屏蔽间断向外挤压出来。
2.根据权利要求1的用于功率电缆接头的预模制单元，其特征为所述的外半导体层被所述屏蔽间断分开成端部内圆筒柱和外圆柱。
3.根据权利要求2的用于功率电缆接头的预模制单元，其特征为所述的内圆柱具有贴在所述圆柱形突出的绝缘材料上的第一外圆周表面，以及在所述第二外圆周表面和所述绝缘材料之间形成外部台阶的第二外圆周表面，内部台阶形成在所述第一外圆周表面和所述内圆柱的内端面之间，所述外圆柱的一端贴在电缆上；另一端在所述的另一端和所述第一外圆周表面之间形成所述屏蔽间断，所述绝缘材料填充于所述另一端和所述外圆周表面之间。
4.根据权利要求3的用于功率电缆接头的预模制单元，其特征为当所述的第一外圆周表面的轴向长度用a表示，所述的外部台阶的距离用b表示，所述的内部台阶距离用c表示时，所选择的a/bc的值不要大于6。
5.根据权利要求1-3中任一项的用于功率电缆接头的预模制单元，其特征为所述的外半导体层和所述的圆筒形突出绝缘材料的各个外圆周表面就做在一个和同一个平面里。
6.根据权利要求3的用于功率电缆接头的预模制单元，其特征为从所述的第一外圆周伸向所述的内端面的端部形成转角。
7.根据权利要求3的用于功率电缆接头的预模制单元，其特征为从所述第一外圆周伸向所述内端面的端部形成曲面。
8.根据权利要求1的用于功率电缆接头的预模制单元，其特征为所述的圆筒形突出绝缘材料与所述的外半导体层共轴分布。
全文摘要
在用于功率电缆接头的预模制单元中,电性能优良的屏蔽间断是由整体模注形成的,因此可以很容易形成电缆接头。预模制单元1具有从外圆周伸展到端部的外半导体层2、3,其内部填充有绝缘材料4。该单元的一端具有该外半导体层的屏蔽间断部分6,该绝缘材料4是从该屏蔽间断部分6突出出来的圆筒形。
文档编号H01B9/00GK1192600SQ98105398
公开日1998年9月9日 申请日期1998年3月2日 优先权日1997年3月3日
发明者札本广治, 泷井齐, 冈本岳 申请人:住友电气工业株式会社