本發(fā)明涉及高壓電纜附件技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種高壓電纜接頭結(jié)構(gòu)及高壓電纜浸沒式連接方法。

背景技術(shù)：

隨著大型水電站、抽水蓄能電站、特高壓電網(wǎng)的建設(shè)，電纜接頭的使用量越來越大。隨著電力電纜化工程的普及，電纜事故率也隨之增多，大量事實(shí)證明，大部分的電纜事故和電纜附件有關(guān)，特別是電纜中間接頭。

在500kv及500kv以上的電力電纜連接系統(tǒng)中，接頭是最薄弱的環(huán)節(jié)，容易出現(xiàn)故障，其故障率占到整個電纜連接系統(tǒng)的70％以上，接頭的可靠性直接影響到輸電系統(tǒng)的可靠性。

現(xiàn)有的電纜中間接頭，為防止潮氣進(jìn)入中間接頭內(nèi)，一般是采用防水帶纏繞接頭本體端部的方法，但由于采用這種方式后，防水帶層與層之間以及防水帶與電纜芯線之間仍存在間隙，密封性較差，潮氣還有可能由此進(jìn)入，電力電纜在使用中仍存在較嚴(yán)重的安全隱患。

目前普遍使用的500kv及500kv以上電力電纜接頭是整體預(yù)制型接頭。由于這種整體預(yù)制型接頭的整體預(yù)制絕緣件由三元乙丙橡膠材料制作而成，制造工藝復(fù)雜、現(xiàn)場安裝繁瑣、安裝現(xiàn)場的環(huán)境要求極高，而且產(chǎn)品或電纜一旦出現(xiàn)問題，產(chǎn)品修復(fù)困難，修復(fù)時間超過兩周，無法滿足電網(wǎng)的運(yùn)行要求。整體預(yù)制絕緣件的材料質(zhì)量也難以控制，成型工藝性差，制作工藝復(fù)雜，加工預(yù)制絕緣件需要的成型設(shè)備壓力大，產(chǎn)品制作成本高，材料的抗老化性、耐高溫性較差，適用范圍窄。目前這種組合預(yù)制型接頭已較少使用。

綜上，現(xiàn)有接頭所述的問題如下：

(1)現(xiàn)有高壓電纜接頭制作過程中，電纜末端絕緣被切斷，該處電場發(fā)生畸變?；兊膱鰪?qiáng)在導(dǎo)線連接管以及外護(hù)套上將產(chǎn)生相當(dāng)大的附加損耗，甚至局部放電，產(chǎn)生比較大熱量，加速電纜中間接頭的熱老化。在一定通電時間的作用下，導(dǎo)致接頭處絕緣材料碳化，發(fā)生故障。

(2)接頭壓接不緊、接頭氧化等導(dǎo)致接觸電阻過大，長期的高溫運(yùn)行使絕緣下降并擊穿，最后導(dǎo)致電纜火災(zāi)的發(fā)生。

(3)現(xiàn)有的高壓電纜接頭費(fèi)工、費(fèi)時，接頭成本高，而且連接的安全可靠性能差。

(4)現(xiàn)有的高壓電纜接頭的機(jī)械強(qiáng)度、電氣性能以及壓接工藝等要求，通?？梢詽M足電纜接頭熱穩(wěn)定的要求，但由于現(xiàn)場操作人員技能水平參差不齊以及實(shí)際接頭制作千差萬別，致使常規(guī)設(shè)計的連接管及電纜接頭很難滿足相關(guān)電氣性能等要求。從而，加速電纜接頭熱老化，引起接頭過熱甚至故障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于制造、便于安裝和維護(hù)、密封性好、安全可靠、能有效釋放熱量，延長電纜使用壽命的高壓電纜接頭結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明還提供一種易于安裝、對操作要求低、安全可靠的使用上述高壓電纜接頭的高壓電纜浸沒式連接方法。

本發(fā)明高壓電纜接頭結(jié)構(gòu)，包括箱體及密封的蓋板，所述蓋板上開有至少兩個電纜定位孔，所述箱體內(nèi)中部設(shè)電纜浸沒區(qū)，外周設(shè)液體循環(huán)區(qū)，所述液體循環(huán)區(qū)的上端與電纜浸沒區(qū)的上端經(jīng)上通道連通，所述液體循環(huán)區(qū)的下端和電纜浸沒區(qū)的下端經(jīng)下通道連通。

所述箱體上段與加料杯連通。

所述蓋板上的定位孔處裝有定位套。

本發(fā)明高壓電纜浸沒式連接方法中使用了上述高壓電纜接頭結(jié)構(gòu)，包括以下步驟，

一，將需要連接的電纜端部的絕緣層剝離；

二，將剝離絕緣層的電纜端部向下經(jīng)定位套插入高壓電纜接頭結(jié)構(gòu)的箱體內(nèi)，使電纜端部位于電纜浸沒區(qū)，然后用壓緊圈將箱體外的電纜與定位套固定；

三，經(jīng)加料杯向箱體內(nèi)注入導(dǎo)電金屬液，液面高度沒過電纜端部。

所述步驟二中，使電纜端部距離箱體底面2－3cm。

還包括有步驟四：對加料杯進(jìn)行封裝。

所述步驟四中：對封裝后加料杯安裝大氣連通管。

所述步驟三中，液面高度高于沒過所述箱體內(nèi)上通道的中心位置。

分析現(xiàn)有技術(shù)中高壓電纜接頭故障發(fā)生的主要誘因是接觸不良及局部電場畸變導(dǎo)致發(fā)熱。為解決上述技術(shù)問題，將需要連接的兩根電纜端部(已剝離端部絕緣層)浸沒在箱體內(nèi)導(dǎo)電性優(yōu)良的導(dǎo)電金屬液中。由于液態(tài)金屬的密度一般較大，注入的液態(tài)金屬會填充到電纜的導(dǎo)電體表面間隙中，與電纜的導(dǎo)電體無縫隙連接，其接觸方式是自然接觸，不受現(xiàn)場操作人員的技術(shù)水平影響，接觸良好。

針對接頭端部局部散熱的問題，在箱內(nèi)體設(shè)置了簡單有效的循環(huán)回路，即中部設(shè)電纜浸沒區(qū)，外周設(shè)液體循環(huán)區(qū)，所述液體循環(huán)區(qū)的上端與電纜浸沒區(qū)的上端經(jīng)上通道連通，所述液體循環(huán)區(qū)的下端和電纜浸沒區(qū)的下端經(jīng)下通道連通。這樣就形成一個循環(huán)結(jié)構(gòu)，當(dāng)接頭部位出現(xiàn)局部發(fā)熱時，首先會將電纜浸沒區(qū)的液態(tài)金屬加熱，使其升溫，導(dǎo)致該區(qū)域的液態(tài)金屬體積膨脹，密度減小。在電纜浸沒區(qū)和液體循環(huán)區(qū)間液態(tài)金屬密度差作用下，電纜浸沒區(qū)的液態(tài)金屬向上流動，越過上通道進(jìn)入液體循環(huán)區(qū)，并向下流動；液體循環(huán)區(qū)的液態(tài)金屬向下流動越過下通道進(jìn)入電纜浸沒區(qū)，并向上流動，形成一個不斷循環(huán)流動散熱的過程，由于導(dǎo)電金屬液的流動，有利熱量向外界的傳遞，強(qiáng)化了熱量向外擴(kuò)散，避免了局部的溫升。

所述導(dǎo)電金屬液可使用具有穩(wěn)定導(dǎo)電性能的金屬類液體，如汞或其他液態(tài)合金等。

所述液體循環(huán)區(qū)可以設(shè)置在箱體內(nèi)部形成內(nèi)循環(huán)換熱形式，也可作為冷卻翅設(shè)于箱體外周，同樣能夠形成換熱效果更好的上通道-冷卻翅-下通道的外循環(huán)換熱形式。

采用本發(fā)明結(jié)構(gòu)不僅可用于兩個接頭間的連接，還可以通過在蓋板上設(shè)置多個電纜定位孔實(shí)現(xiàn)多個接頭間的連接。

所述箱體可以是電絕緣材料(如陶瓷、聚四氟乙烯等)，也可以采用導(dǎo)體材料(如金屬材料)制成。具體選用何種材料，視接頭應(yīng)用場所環(huán)境狀況確定，如環(huán)境濕度大，含有腐蝕性氣體，可采用電絕緣材料；若環(huán)境干燥、區(qū)域獨(dú)立隔離，可采用金屬材料。采用金屬材料的優(yōu)點(diǎn)是易加工制作，散熱效果好。若在地下，在金屬箱體外加一層絕緣外殼也可以解決電絕緣問題。

有益效果：

1)不需要對電纜端作特殊處理，不需要特種電纜連接設(shè)備，連接速度快，特別是對多分枝的接頭場所，連接更加便捷、省時。

2)電纜連接效果受電纜連接的技術(shù)人員技能水平影響較小。

3)接頭穩(wěn)定可靠，連接成本低。

4)接頭自身具備冷卻降溫效果，不會出現(xiàn)局部過熱發(fā)生故障。

附圖說明：

圖1為實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為實(shí)施例3的俯視圖。

其中，1－電纜；2-絕緣層；3-加料杯；4-上通道；5-箱體；6-電纜浸沒區(qū)；7-下通道；8-壓緊圈；9-定位套；10-液體循環(huán)區(qū)；11-大氣連通管、12－蓋板、13－電纜定位孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步解釋說明：

結(jié)構(gòu)實(shí)施例1：

蓋板12密封安裝在箱體5頂面，所述蓋板12上開有兩個電纜定位孔13，電纜定位孔13處對應(yīng)裝有定位套9。所述箱體5內(nèi)中部設(shè)電纜浸沒區(qū)6，外周設(shè)液體循環(huán)區(qū)10，所述液體循環(huán)區(qū)10的上端與電纜浸沒區(qū)10的上端經(jīng)上通道4連通，所述液體循環(huán)區(qū)10的下端和電纜浸沒區(qū)6的下端經(jīng)下通道7連通。所述箱體5上段與加料杯3連通。本實(shí)例中，所述液體循環(huán)區(qū)10位于箱體5內(nèi)，與箱體5形成一體式結(jié)構(gòu)。

結(jié)構(gòu)實(shí)施例2

與結(jié)構(gòu)實(shí)施例1不同的是：液體循環(huán)區(qū)10作為冷卻翅位于箱體的外周，形成上通道－冷卻翅－下通道－電纜浸沒區(qū)6的循環(huán)形式。其余同結(jié)構(gòu)實(shí)施例1。

結(jié)構(gòu)實(shí)施例3

與結(jié)構(gòu)實(shí)施例1不同的是：所述蓋板12上設(shè)有四個定位孔13，其中一個是主電纜的定位孔，另外三個是支電纜的定位孔?？蓪?shí)現(xiàn)1對3的連接。

方法實(shí)施例：

包括以下步驟，

一，將需要連接的若干根電纜1端部的絕緣層2剝離，所述絕緣層2的剝離長度優(yōu)選為電纜直徑(含絕緣層)的1－1.5倍；

二，將剝離絕緣層的電纜1端部垂直向下一一對應(yīng)經(jīng)定位套9插入高壓電纜接頭結(jié)構(gòu)的箱體5內(nèi)，使電纜1端部位于電纜浸沒區(qū)6，電纜1端部距離箱體底面2－3cm，然后用壓緊圈8將箱體5外的電纜1與定位套9固定；

三，經(jīng)加料杯3向箱體5內(nèi)注入導(dǎo)電金屬液(汞或其他的液態(tài)金屬)，液面高度沒過所述箱體內(nèi)上通道的中心位置，由于導(dǎo)電金屬液的密度較大，注入后會填充到電纜1的導(dǎo)電體表面間隙中，與電纜1的導(dǎo)電體無縫隙連接；

四，對加料杯進(jìn)行封裝后安裝大氣連通管，最后固定箱體5底部，使本發(fā)明結(jié)構(gòu)處理垂直向上狀態(tài)即可。