高压直流海底电缆软接头脱气装置及脱气监测系统的制作方法

1.本实用新型涉及高压直流海底电缆技术领域，特别涉及一种高压直流海底电缆软接头脱气装置及脱气监测系统。


背景技术：

2.随着中国电力需求的日益增长和能源的大量开发，跨海输电已成为直流输电领域重要的发展方向。高压直流海底电缆作为海底输电工程最重要的设备之一，因其在进行电力贸易和平衡电力供需等方面的显著优势而得到广泛应用，发展高电压等级的直流海缆已成为跨海区域电力能源互联的主要方式。目前，高压直流海底电缆主要用于岛屿与岛屿、大陆与大陆以及岛屿与大陆之间的远距离输电。
3.连续长度是海缆的基本要求之一。如果由于制造设备的限制，单根长度满足不了工程要求时，可在制造厂内用软接头将电缆连接到所需要的长度。软接头的绝缘层的厚度与结构不同。软接头的主绝缘在交联过程中会产生交联副产物，影响电缆的绝缘性能。通常情况下，在投放海缆之前，需要在专门的脱气房中对已装备了软接头的电缆进行脱气处理，导致脱气时间很长，一般在7～12天。这种脱气处理方式至少存在以下不足：
4.①
脱气时间长，导致生产周期较长，浪费资源；
5.②
由于软接头与电缆的脱气是同一脱气房同时进行的，而软接头与电缆的绝缘结构不同，将两者置于同一脱气条件下处理，脱气效果不理想。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种高压直流海底电缆软接头脱气装置以及脱气监测系统，以解决现有技术的脱气处理方式存在缺陷的技术问题，本实用新型能够提供专用于高压直流海底电缆软接头的脱气装置，使得电缆软接头的脱气效果更佳。
7.本实用新型第一方面提供一种高压直流海底电缆软接头脱气装置，包括：
8.壳体，所述壳体内具有用于放置软接头的脱气腔体，所述壳体的底部设有加热模块，所述壳体上设有真空泵接口、排气口、以及2个电缆接口，所述真空泵接口、所述排气口分别与所述脱气腔体连通；所述真空泵接口用于连接真空泵；
9.温度检测模块，所述温度检测模块的检测端设置在所述壳体内；
10.压力检测模块，所述压力检测模块设置在所述壳体的外部；
11.控制器，所述控制器分别与所述加热模块、所述温度检测模块连接。
12.优选的，所述软接头脱气装置，还包括密封圈，所述密封圈设置在所述电缆接口内。
13.优选的，所述真空泵接口设置在靠近所述壳体上板的左下角处，所述排气口设置在所述壳体右侧板的上部。
14.优选的，所述温度检测模块的检测端嵌于所述壳体的后侧板的中心。
15.与现有技术相比，本实用新型提供的高压直流海底电缆软接头脱气装置通过在所
述壳体设置用于放置软接头的脱气腔体，并在所述壳体上设置真空泵接口、排气口、以及2个电缆接口，以使得所述软接头通过所述电缆接口放置于所述壳体的脱气腔体内，并通过在所述壳体的底部设置加热模块、在所述壳体内部设置温度检测模块的检测端以及在所述壳体外部设置压力检测模块，并设置有控制器与所述加热模块连接，以使得所述电缆软接头能在预设的温度和压力值下脱气，进而实现对软接头的单独脱气处理，能避免将软接头与电缆置于同一脱气条件下的脱气房同时脱气处理导致的电缆软接头的脱气效果不理想的问题。
16.本实用新型第二方面提供一种高压直流海底电缆软接头脱气监测系统，包括真空处理装置、气体收集分析装置以及如上述所述的高压直流海底电缆软接头脱气装置；
17.所述真空处理装置、所述高压直流海底电缆软接头脱气装置以及所述气体收集分析装置依次连接；
18.所述真空处理装置包括真空泵，所述真空泵通过橡胶管与所述真空泵接口连接；
19.所述气体收集分析装置包括气体采集装置和气体色谱质谱分析仪，所述气体采集装置的采集端与所述排气口连接，所述气体采集装置的气体输出端与气体色谱质谱分析仪的进气口连接。
20.优选的，所述气体采集装置的采集端与所述排气口通过第一连接管连接，所述气体采集装置的气体输出端与气体色谱质谱分析仪的进气口通过第二连接管连接，且在所述第一连接管上设置有第一气体开关，在所述第二连接管设置有第二气体开关。
21.优选的，所述气体收集分析装置还包括pc机，所述气体色谱质谱分析仪和所述pc机连接。
22.与现有技术相比，本实用新型提供的高压直流海底电缆软接头脱气监测系统包括依次连接的真空处理装置、高压直流海底电缆软接头脱气装置以及气体收集分析装置，其中，所述真空处理装置中的真空泵与所述脱气装置中的真空泵接口连接，以实现对软接头的脱气处理，并通过设置所述排气口与气体采集装置的采集端连接，以对软接头脱气过程产生的气体进行采集并分析，进一步根据气体分析结果对软接头脱气进程进行监测，从而提供了一种能准确监控软接头脱气进程的系统。
附图说明
23.图1是本实用新型实施例一提供的高压直流海底电缆软接头脱气装置的的结构图；
24.图2是本实用新型实施例二提供的高压直流海底电缆软接头脱气监测系统的的结构图；
25.图3是利用本实用新型实施例二提供的高压直流海底电缆软接头脱气监测系统对525kv直流电缆软接头进行脱气所获得的气体含量随脱气时间曲线图；
26.图中：1、高压直流海底电缆软接头脱气装置；11、壳体；12、加热模块；13、真空泵接口；14、排气口；15、电缆接口；16、温度检测模块的检测端；17、压力检测模块；18、控制器；19、密封圈；2、真空处理装置；21、真空泵；3、气体收集分析装置；31、气体采集装置；32、气体色谱质谱分析仪。
具体实施方式
27.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“后”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
29.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.实施例一
31.参见图1，图1是本实用新型实施例一提供的高压直流海底电缆软接头脱气装置的结构图。
32.本实用新型实施例一提供的高压直流海底电缆软接头脱气装置1，包括：
33.壳体11，所述壳体11内具有用于放置软接头的脱气腔体，所述壳体11的底部设有加热模块12，所述壳体11上设有真空泵接口13、排气口14、以及2个电缆接口15，所述真空泵接口13、所述排气口14分别与所述脱气腔体连通；所述真空泵接口15用于连接真空泵；所述电缆接口15成对设置在所述壳体11的左侧板和右侧板上；
34.温度检测模块，所述温度检测模块的检测端16设置在所述壳体内；
35.压力检测模块17，所述压力检测模块17设置在所述壳体的外部；
36.控制器18，所述控制器分别与所述加热模块12、所述温度检测模块连接。
37.在本实用新型实施例中，通过设置控制器18与所述加热模块12连接，能使得控制器18对由加热模块12加热的温度进行控制，进而实现对脱气腔体内的温度控制。而通过设置所述温度检测模块，并使得温度检测模块与所述控制器连接，使得控制器能根据检测到的温度数值对加热模块的加热温度进行控制，进而使得壳体11内的温度维持在预设的温度。具体地，可通过将所述压力检测模块17输出的压力信号通过微处理器或其他处理设备处理，得到具体的真空压力值，并将该压力值与预设真空压力值进行比较，判断是否继续对壳体11进行抽空处理。
38.本实用新型实施例一提供的高压直流海底电缆软接头脱气装置通过将电缆软接头置于高压直流海底电缆软接头脱气监测系统中，以对软接头进行脱气处理，并对脱气产生的交联副产物气体进行采集后传输到气体色谱质谱分析仪，得到交联副产物气体的色谱分析结果与质谱分析结果，以根据所述交联副产物气体的色谱分析结果与质谱分析结果判断软接头是否完成脱气，进而实现对软接头脱气进程的监测，其能针对软接头进行脱气处理，进而使得软接头的脱气更加充分。
39.在本实用新型实施例中，所述温度检测模块可以是温度传感器，所述压力检测模块17可以是压力传感器或者压力表。
40.在一种可选的实施方式中，所述电缆软接头脱气装置1还包括密封圈19，所述密封圈19设置在所述电缆接口15内。通过在所述电缆接口15设置密封圈19，能使得所述脱气环境更加密闭，且能将所述脱气腔体的环境与所述壳体11的外界环境隔绝开来，进一步保证真空度。
41.在另一种可选的实施方式中，所述真空泵接口13设置在靠近所述壳体11上板的左下角处，所述排气口14设置在所述壳体11右侧板的上部。
42.在又一种可选的实施方式中，所述温度检测模块的检测端16嵌于所述壳体11的后侧板的中心。
43.在又一种可选的实施方式中，所述电缆接口15成对地设置在所述壳体的左侧板和右侧板的中心。
44.在又一种可选的实施方式中，所述压力检测模块17紧靠在所述壳体11的前侧板的左下角处。通过将所述压力检测模块17紧靠在所述壳体11的前侧板的左下角处，能够使得压力检测模块检测17的结果更加精准。
45.实施例二
46.参见图2，图2是本实用新型实施例二提供的高压直流海底电缆软接头脱气监测系统的结构图。
47.本实用新型实施例二提供的高压直流海底电缆软接头脱气监测系统，包括真空处理装置2、气体收集分析装置3以及实施例一提供的高压直流海底电缆软接头脱气装置1；
48.所述真空处理装置2、所述高压直流海底电缆软接头脱气装置1以及所述气体收集分析装置3依次连接；
49.所述真空处理装置2包括真空泵21，所述真空泵21通过橡胶管与所述真空泵接口13连接；
50.所述气体收集分析装置3包括气体采集装置31和气体色谱质谱分析仪32，所述气体采集装置31的采集端与所述排气口14连接，所述气体采集装置31的气体输出端与气体色谱质谱分析仪32的进气口连接。
51.在本实用新型实施例中，所述气体色谱质谱分析仪32对采集的气体进行色谱分析和质谱分析。气体色谱质谱分析仪32能实现对燃烧中间产物的定性和定量测量，其在工作时分成气相色谱分析和气相质谱分析两个过程。
52.气相色谱的流动相为惰性气体，气
‑
固色谱法中以表面积大且具有一定活性的吸附剂作为固定相。当多组分的混合样品进入色谱柱后，由于吸附剂对每个组分的吸附力不同，经过一定时间后，各组分在色谱柱中的运行速度也就不同。吸附力弱的组分容易被解吸下来，最先离开色谱柱进入检测器，而吸附力最强的组分最不容易被解吸下来，因此最后离开色谱柱。如此，各组分得以在色谱柱中彼此分离，顺序进入检测器中被检测、记录下来。
53.质谱分析是一种测量离子荷质比的分析方法，其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带正电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。
54.本实用新型实施例二提供的高压直流海底电缆软接头脱气监测系统包括依次连接的真空处理装置2、高压直流海底电缆软接头脱气装置1以及气体收集分析装置3，其中，所述真空处理装置2中的真空泵21与所述脱气装置1中的真空泵接口13连接，以实现对软接头的脱气处理，并通过设置所述排气口14与气体采集装置31的采集端连接，以对软接头脱气过程产生的气体进行采集并分析，进一步根据气体分析结果对软接头脱气进程进行监测，从而提供了一种准确监控软接头脱气进程的监测系统。
55.在一种可选的实施方式中，所述气体采集装置31的采集端与所述排气口14通过第一连接管连接，所述气体采集装置31的气体输出端与气体色谱质谱分析仪32的进气口通过第二连接管连接，且在所述第一连接管上设置有第一气体开关，所述第二连接管设置有第二气体开关。通过在所述气体采集装置31的采集端与所述排气口14之间的连接管设置所述第一气体开关，以控制是否对气体进行输送，进而能根据实际情况调整气体采集的时间。
56.在具体实施时，可以采用所述脱气监测系统3，将软接头样本置于所述脱气装置1中，并通过真空泵21对所述脱气腔体进行抽真空处理，同时控制所述脱气腔体的温度恒为70℃，真空压力值为100pa，以实现对软接头的脱气处理。软接头在脱气过程中会产生交联副产物，交联副产物经过加热挥发变成气体存储于脱气腔体内，为了能对软接头的脱气进程进行监测，需要采集交联副产物气体对其分析，示例性地，在实际应用中通过所述气体采集装置31定时从所述脱气腔体内进行一次气体收集，在采集交联副产物气体时，可以通过调整气体采集装置31的压强，并将气体采集装置31的压强调整至低于所述脱气腔体的压强值，并通过打开第一空气开关，以采集交联副产物气体，并在采集的交联副产物气体达到期望收集量时，关闭第一空气开关，并恢复所述采集收集装置31的压强。同样的，在将采集得到的交联副产物气体输送到所述气相色谱质谱分析仪时，可以将气体采集装置31的压强调整至高于所述气相色谱质谱分析仪32所处的空间的压强，并通过打开第二空气开关，以使得脱气气体进入所述色谱质谱仪进行分析。
57.在又一种可选的实施方式中，所述气体收集分析装置3还包括pc机，所述气体色谱质谱分析仪和所述pc机连接。
58.在具体实施时,可以将色谱分析结果与质谱分析结果，即气体的成分与含量分析结果同步传输到pc机,pc机内置分析软件(该分析软件采用现有软件),根据色谱分析结果与质谱分析结果绘制脱气气体时间的变化趋势曲线图，根据该趋势曲线图可以直观地观察脱气过程，从而可以实现对整个脱气过程的实时监控。
59.参见图3，图3是采样本实用新型实施例二提供的高压直流海底电缆软接头脱气监测系统对525kv直流电缆软接头进行脱气所获得的气体含量随脱气时间曲线图。在具体实施时，通过收集不同脱气时间下的脱气气体，获得525kv高压直流电缆软接头中脱气副产物含量随脱气时间的变化规律。当脱气进行一段时间且检测到软接头的电缆绝缘层中交联副产物挥发量达到稳定，即可认为此时软接头脱气完成。
60.以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。