Способ изготовления соединительной муфты силовых кабелей с пластмассовой изоляцией

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(У 1) Научно-производственное объединение Всесоюзного научно-исследовательского, проектно-конструкторского и технологического института кабепыюй промьвипенностиРФ фурсов ПВ Шоена ВМ; Образцов ЮВ Теювееюв Ю.ФМакаров Л.ЕДЗ) Научи(мроизводствееое объединение Всесоюзного научно-исследовательского, проектиь нюнструкторского и технопопнеского института абет иой прое випенности(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОЕДИНИИЛЬНОИ МУФТЫ СИЛОВЫХ КАБЕЛЕЙ С ПЛАСТМАССОВОЯ ИЗОЛЯЦЯЕИ (5 Щ Суцрюсть изобретеник с концов соединяемых иб вто,. сов разделе жил, соединяют жиль накладываютт т рава на место соединения в форме подмотки с заходом на конуса раздави изоляции кабеля, уста(19) КЦ (1 Ц (51) 5 Н 02015 08 Н 020) 14 навливают термоусаживаемую трубку на подмотку с заходом на соединяемые кабели, размещают полученный узел в цилиндрическом нагревателе внутри прессующего контейнера герметизируют поверхности термоусаживаемой трубки на выходе из контейнера. нагревают до температуры вупканизации изоляционного материала путем подачи жидкой или газообразной среды внутрь коытейнера накладывают на изоляционний материал и прилегающие участки кабелей пластмассовую пленку с температурой плавления выше температуры вулканизации. изоляционного материала, осуществляют нагрев через стенку прессующего контейнера, причем узел устанавливают в контейнере с минимальной величиной зазора, обеспечивающего возможность сборки и возможность контакта узла со стеной контейнера при температуре вулканизации так что поверхность контейнера является формующей для иэделия, а жидкую ипи газообразную среду подают в двух зонах между цилиндрической частью узла и узлами герметизации 2 зл. ф-лы 1 ипИзобретение относится к способам изготовления соединительных муфт для силовых кабелей, а более конкретно, к изготовлению соединительных муфт силовых кабелей с изоляцией иэ вулканиэируемых материалов.Известен способ изготовления соединительной муфты силовых кабелей с пластмассовой изоляцией, который включает удаление изоляции с концов соединяемых кабелей с формированием конусов разделки жил кабелей, соединение жил, наложение лент из аул каниэируемого изоляционного материала на место соединения жил в форме подмотки с заходом на конуса разделки изоляции кабелей, установку на подмотку гибкого электрического нагревателя, размещение на поверхности нагревателя герметичной оболочки и нагрев подмотки до температуры вулканиэации изоляционного материала при одновременном приложении к герметичной оболочке давления жидкости или газа,При таком способе после вулканиэации подмотки поверхность цилиндрической части узла муфты получается неровной, с вмятинами в зоне наложения нагревателя и с неравномерными наплывами материала в зонах перехода от кабелей к муфте, что приводит к необходимости дополнительной их обработки и к увеличению напряженности электрического поля.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ изготовления соединительной муфты силовых кабелей с пластмассовой изоляцией, включающий удаление изоляции с концов соединяемых кабелей с формированием конусов разделки жил кабелей, соединение жил, наложение лент из вулканизируемого изоля. ционного материала на место соединения жил в форме подмотки с заходом на конуса разделки изоляции кабелей, установку термоусэживаемой трубки с охватом полученного сростка и заходом на соединяемые кабели, размещение полученного узла в цилиндрическом нагревателе, расположенном внутри прессующего контейнера, нагрев изоляции до температуры вулканизации изоляционного материала при одновременном приложении давления к узлу путем жидкой или газообразной среды внутрь контейнера. а также наложение антиадгезионного слоя на внутреннюю поверхность контейнера.Этот способ обеспечивает получение качественной поверхности цилиндрической части узла муфты, но, как и предыдущий, не позволяет получить качественную поверхность конических переходов от цилиндриче 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ской части подмотки к изоляции соединяемых кабелей, Поэтому требуется дополнительная механическая обработка поверхности этих переходов.Так как в процессе вулканиэации подмотки между внутренней поверхностью нагревателя и внешней поверхностью цилиндрической части подмотки сохраняется значительный зазор (до 10 мм), плавящийся вулканизируемый изоляционный материал неравномерно растекается под давлением подаваемой внутрь контейнера жидкой или газообразной среды, Поэтому длины указанных конических переходов резко отличаются друг от друга, что приводит к неравномерному распределению тангенциальной напряженности электрического поля в изоляции муфты и в конечном счете к возможному ее пробою в процессе эксплуатации,Цель изобретения - упрощение способа при одновременном повышении качества путем выравнивания тангенциальной напряженности электрического поля в изоляции муфты, Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления соединительной муфты силовых кабелей с пластмассовой изоляцией, включающем удаление изоляции с концов соединяемых кабелей с формированием конусов разделки жил кабелей, соединение жил, наложение лент иэ вулканизируемого изоляционного материала на место соединения жил в форме подмотки с заходом на конуса разделки изоляции кабелей, установку термоусаживаемой трубки с охватом полученного сростка и заходом на соединяемые кабели, размещение полученного узла внутри прес- сующего контейнера, имеющего цилиндрический нагреватель, нагрев изоляции до температуры вулканизации изоляционного материала при одновременном приложении давления к узлу путем подачи жидкой или газообразной среды внутрь контейнера, а также наложение антиадгезионного слоя, в качестве антиадгеэионного слоя используют пластмассовую пленку с температурой плавления, превышающей температуру вулканиэации изоляционного материала, накладывают ее на наружную поверхность сростка, устанавливаютуермоусаживэемую трубку. размещают полученный узел внутри прессующего контейнера, имеющего нагреватель на внешней поверхности, с зазором не превышающим величины, соответствующей половине прироста диаметра узла муфты при увеличении температуры от нормальной до температуры вулканизации, герметизируют поверхность термоусэживаемой трубки на выходе из прессующего кон 200148350 55 тейнера, при этом жидкую или газообразную среду подают в двух зонах контейнера между цилиндрической частью узла муфты и участками выхода термоусаживаемой трубки иэ контейнера.В частных случаях выполнения изобретения пластмассовую пленку с температурой плавления, превышающей температуру вулканизации изоляционного материала, накладывают непосредственно на подмотку, образованную лентами иэ вулканизируемого изоляционного материала, или на слой электропроводящего материала в виде лент или дополнительной термоусаживаемой трубки, предварительно наложенный на подмотку из изоляционного материала и прилегающие участки экранов кабелей,Изобретение поясняется чертежом, на котором схематично показано изготовление узла соединительной муфты. Как показано на чертеже. изоляцию 1 удаляют с концов соединяемых кабелей 2, формируя конуса 3 разделки жил кабелей. На изоляцию одного иэ кабелей надевают термоусаживаемую трубку 4. Жилы 5 кабелей соединяют, например, при помощи термитной сварки Восстановление электропроводящего экрана на жилах в месте их соединения осуществляют путем наложения лент из электропроводящего материала. Затем на место соединения жил поверх экрана накладывают ленты из вулканизируемого изоляционного материала в форме подмотки 6 с заходом на конуса 3 разделки изоляции кабелей. На наружную поверхность полученного сростка накладывают антиадгеэионный слой 7 из пластмассовой пленки с температурой плавления, превышающей температуру вулканизации изоляционного материала, натягивают термоусаживаемую трубку 4 и усаживают ее пламенем газовой горелки. Полученный узел муфты размещают внутри прессующего контейнера 8, состоящего из двух частей с разьемом по горизонтальной плоскости и имеющего на внешней поверхности нагреватель 9. Зазор между внутренней поверхностью прессующего контейнера и поверхностью цилиндрической части узла муфты (т,е, внешней поверхностью термоусаживаемой трубки 4) должен быть минимальным и обеспечить, с одной стороны, воэможность сборки прессующего контейнера, а, с другой стороны, контакт узла муфт со стенкой прессующего контейнера в про. цессе вулканизации изоляционного материала, Экспериментально установлено, что величина этого зазора не должна превышать половины прироста диаметра узла муфты при увеличении температуры мате 5 10 15 20 25 30 35 40 45 оиала подмотки 6 от нормальной до температуры его вулканизации, Псьерхность термоусаживаемой трубки 4 гер етизируют на выходе иэ прессующего контейнера с помощью прокладок 10 и 11, Материал подмотки 6 с помощью нагревателя 9 нагревают до температуры вулканиэации и вулканизируют его при одновременном приложении давления к узлу муфты путем подачи жидкой или газообразной среды по линии подачи 12 внутрь контейнера в зонах 13 и 14, расположенных по обе стороны от узла между цилиндрической частью этого узла и участками выхода термоусаживаемой трубки 4 из прес- сующего контейнера, Укаэанная выше величина зазора между внутренней поверхностью термоусаживаемой трубки 4 обеспечивает улучшение условий вулканизации материала подмотки по сравнению с известным способом. Наличие контакта между стенкой прессующего контейнера и поверхностью цилиндрической части узла муфты облегчает нагрев изоляционного материала. При охлаждении узла между поверхностью цилиндрической части узла муфты и стенкой прессующего контейнера образуется зазор с высоким тепловым сопротивлением. который исключает резкое охлаждение узла муфты и возможность обраования воздушных включений в изоляции,По окончании вулканизации материала подмотки и охлаждения узла муфты до нормальной температуры прессующий контейнер разбирают и удаляют антиадгезионный слой 7 и термоусаживаемую трубку 4.Ниже приведены примеры 1-3 осуществления изобретения при изготовлении соединительной муфты силового кабеля на напряжение 110 кВ переменного тока с токопрсеодящей жилой диаметром 20,3 мм и сечением 350 мм и изоляцией толщиной 11,0 мм из вулканиэированного полиэтилена и пример 4 изготовления такой же муфты по известному способу.Пример 1. С концов соединяемых кабелей удаляют изоляцию и формируют конуса разделки жил.,На изоляцию одного из кабелей надевают термоусаживаемую трубку. Жилы кабелей соединяют термитной сваркой и восстанавливают электропроводящий экран на жилах в месте их соединения путем наложения лент из электропроводящего сополимера этилена с винилацетатом. Затем на место соединения жил поверх экрана с заходом на конуса разделки изоляции кабелей н вкладывают подмотку из лент вулканизируемого изоляционного полиэтилена низкой плотности с показателем текучести расплава 1,5 - 2,5 г/10 мин, содержащеговулканизирующий агент - перекись дикумила. Поверхности подмотки и прилегающихучастков изоляции соединяемых кабелейоборачивают листом полиэфирной пленки(антиадгезионным слоем) толщиной 30 мкмс температурой плавления 260 С. Поверхпленки натягивают термоусаживаемуютрубку, ранее надетую на изоляцию одногоиз соединяемых кабелей, и усаживают еепламенем газовой горелки, Наружный диаметр узла муфты после усадки трубки составляет. 74 мм. Полученный узелразмещают внутри прессующего контейнера длиной 760 мм и внутренним диаметром75 мм с зазором 0,5 мм на сторону.Поверхность термоусаживаемой трубкигерметизируют на выходе из прессующегоконтейнера герметизирующими прокладками, устанавливаемыми на его концах.С помощью нагревателя мощностью 1,6кВт, расположенного на внешней йоверхности прессующего контейнсра, материалподмотки нагревают до 180 С и аулканизируют его при этой температуре в течение 3ч при одновременном приложении давления 0,8 МПа к узлу муфты путем подачигазообразного азота внутрь контейнера взонах между цилиндрической частью узламуфты и участками выхода термоусаживаемой трубки из прессующего контейнера. После окончания вулканизации и охлажденияузла муфты до нормальной температурыпрессующий контейнер разбирают и удаляют полиэфирную пленку и термоусаживаемую трубку,Цилиндрическую часть изготовленногоузла муфты и конические переходы от центральной части узла муфты к изоляции кабелей имеют гладкую поверхность безнеровностей и наплывов и поэтому дополнительная обработка для удаления дефектов не требуется. Общее времяизготовления узла муфты 14,3 ч,Оба конических перехода имеют одинаковую длину, Затем восстанавливают экранпо изоляции с помощью электропроводящей композиции, металлический экран и защитную оболочку.Полученная соединительная муфты выдержала испытания переменным напряжением 160 кВ в течение 24 ч и испытанияимпульсным напряжением 550 кВ по 10 приложений на положительной и отрицательной полярности,Пример 2, Отличается от примера 1 тем,что поверх подмотки из лент вулканизируемого материала (полиэтилена низкой плотности) перед наложениемантиадгеэионного слоя накладывают с заходом на экраны по изоляции соединяемых кабелей слой ленты из электропроводящегоматериала - сополимера этилена с винилаце татом,Как и при изготовлении по примеру 1,5 полученный узел муфты имеет гладкую поверхность. Оба конических перехода имеютодинаковую длину, Восстановление экранапо изоляции не требуется, что существенносокращает время изготовления муфты, элек 10 трическая прочность этой соединительноймуфты при испытании импульсным напряжением при повышении напряжения от 350кВ по трехударной методике по 50 кВ наступень составила 900 кВ.15П р и м е р 3. Отличается от примера 1тем, что. на подмотку из лент вулканизируемого изоляционного материала (полиэтилена низкой плотности) перед наложениемантиадгеэионного слоя натягивают с заходом на экраны по изоляции соединяемыхкабелей дополнительную термоусаживаемому трубку из электропроводящего материала. Эта трубка остается на узле муфтыпосле вулканизации материала подмотки.Дополнительная операция по восстановлению экрана на изоляции не требуется.Узел муфты имеет гладкую поверхность.Расчетная тангенциальная напряженностьэлектрического поля. в изоляции муфты придлине обоих конусов 52 мм и напряжения .цо = 63,4 кВ составила 0.96 кВ/мм.При опробовании в качестве материалаантиадгеэионного слоя полиимидной и фторопластовой пленок также получены поло 35 жительные результаты,П р и м е р 4. Изготовление соединительной муфты по известному способу.Отличается от примера 1 тем, что термоусаживаемую трубку натягивают непосред-.40 ственно на подмотку иэ вулканиэируемогоизоляционного материала и на прилегающие участки изоляции соединяемых кабелей (беэ предварительного обертывания ихполиэфирной пленкой). Наружный диаметрузла муфты после усадки трубки составляет69 мм, Зазор между внешней поверхностьюцилиндрической части узла муфты и внутренней поверхностью прессующего контейнера составляет 3 мм на сторону. В связи стем, что в процессе вулканиэвции материала подмотки этот зазор сохраняется, в фор мирующим узел элементом является только термоусаживаемая трубка, на которую действует давление азота. узел муфты в зонах переходов имеет наплывы полиэтилена на поверхности изоляции,Из-за отсутствия полиэфирной пленкитермоусаживаемая трубка частично приваривается к изоляционному материалу под2001483 510 15 мотки в процессе егвулклнизации Общее время изготовления узла муфты. включая удаление наплывов полиэтилена и приварившихся остатков термоусаживаемй трубки 16,3 ч.После обработки поверхности конических переходов длина одного из них равна 33 мм, а длина другого - 52 мм, При этом расчетная тангенциальная напряженность электрического поля при длине конического перехода 33 мм на 57,5 больше расчетной тангенциальной напряженности электрического поля при длине конического перехода 52 мм.Как следует иэ приведенных примеров, изобретение позволяет упростить изготовФормула изобретения1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ 20 муфты силОВых кАБелей с плАстмАссОВОЙ изОляцией, включающий удаление изоляции с концов соединяемых кабелей с формированием конусов разделки жил кабелей, соединение жил, наложение лент25 из вулканизируемого изоляционного материала на место соединения жил в форме подмотки с заходом на конуса разделки изоляции кабелей, установку термоусаживаемой трубки с охватом полученного сростка и заходом на соединяемые кабели, размещение . полученного узла внутри прессующего контейнера, имеющего цилиндрический нагреватель, нагрев изоляции до температуры вулканизации 35 изоляционного материала при одновременном приложении давления к узлу путем подачи жидкой или газообразной среды внутрь контейнера, а также наложение антиадгеэионного слоя, отличающийся тем, 40 что, с целью упрощения способа при одновременном повышении качества путем выравнивания тангенционной напряженности электрического поля в изоляции муфты, в качестве антиадгезионного 45 слоя используют пластмассовую пленку с температурой плавления, превышающей температуру вулканиэации изоляционного материала, накладывают ее на наружную поверхность сростка, устанавливают термоусаживаемую трубу, размещают поллени :.Лнительной муфты силовых кабелей с пластмассовой изоляцией благодаря искл чехию дополнительной механической обработки узла муфты после вулканизацйи материала подмотки и возможности восстановления экрана по изоляции в процессе вулканизации изоляционного материала, а также повысить качество муфты путем выравнивания тангенциальной напряженности электрического поля в ее изоляции,(56) Па т е н т С Ш А М 4084307, кл.29-460,1978,Патент Великобритании М 2030014,кл. Н 02 6 15/18, 1980. ученный узел внутри прессующего контейнера, имеющего нагреватель на внешней поверхности, с зазором, не превышающим величину, соответствующую половине прироста диаметра узла муфты при увеличении температуры от нормальной до температуры вулканизации, герметизируют поверхность термоусаживаемой трубки на выходе из прессующего контейнера, прл этом жидкую или газообразную ср ду подают в двух зонах контейнера между цилиндрической частью узла муфты и участками выхода тер,лоусаживаемой трубки из контейнера.2 Способ по п.1, отличающийся тем, что пластмассовую пленку с температурой плавления, превышающей температуру вулканиэации изоляционного латериала, накладывают непосредственно на подмотку, образованную лентами из вулканизируемого изоляционного материала.3. Способ по п,1, отличающийся тем, что пластмассовую пленку с температурой плавления, превышающей температуру вулканизации изоляционного материала, накладывают на слой электропроводящего материала в виде лент или дополнительной термоусаживаемой трубки, предварительно наложенной на подмотку из изоляционного материала и прилегающие участки экранов кабелей.2001483 Составитель Л. МакарТехред М,Моргентал едактор Г. Берсенев Ко р Н ль аз 313 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента3035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ужгород, ул.Гагарина, 10