一种非熔融连接防火防爆电缆接头的连接方法

技术领域

本发明涉及电网施工技术领域，具体为一种非熔融连接防火防爆电缆接头的连接方法。

背景技术

随着电网的发展和城网改造进行,电缆在电网线路中的所占的比例日益增加,相应的电缆故障率也在不断增加,电缆接头是电缆的最薄弱环节，故障概率高，一旦电缆接头爆炸起火则可能造成电缆群伤，导致大面积停电，甚至自燃、爆炸而引起火灾。另外电缆在发生断裂的情况下必须重新连接恢复供电，目前，多是采用预制式电缆中间接头在现场组合套装到电缆主体上，使两根电缆恢复连接。但是这种接头的线芯多是采用压接或螺栓扭断式机械连接，连接处接触电阻较大，容易造成发热，长时间高压使用容易发生电缆过载，甚至电缆中间接头发热爆炸引发大型事故。

公告号209375105U的中国实用新型专利公开了一种电缆屏蔽层接地防火防爆接头，包括外壳、外护套、接地线、金属护层，外壳的两端与电缆的外护套密封连接，金属护层包覆在电缆的外周，接地线的一端与电缆外露的金属护层连接，接地线的另一端与从设置在外壳上的出线口穿出，外壳中填充有密封胶和用于灌注密封胶的灌胶口，外壳与外护套之间的间隙通过填充带密封填充。该实用新型的防火防爆接头通过对接头的结构进行改进，从电缆的金属护层上引出接地线，并对此位置进行密封，进行抗爆保护，但是其方案不适于高压电运输，因为该方案对电缆的金属护层进行破坏再二次修复，这样大大减少了原结构的防漏电功能，另外该方案并未提出任何对两根电缆恢复连接的技术启示。

现有对两根电缆恢复的工艺一般采用熔接技术，需使用特殊的熔接装置，施工困难，施工周期长的问题，在如今高速发展的社会，电缆故障容易给人们带来巨大的经济损失，如何快速电缆施工以及抢修电缆故障成为本行业内注重的问题。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种非熔融连接防火防爆电缆接头结构，能够便捷安装，同时具备良好防火防爆性能；

本发明的目的之二是提供一种非熔融连接防火防爆电缆接头的连接方法，其施工方便，无需借用特殊的热熔装备，提高电缆施工的工作效率。

本发明解决其技术问题所采用技术方案为：一种非熔融连接防火防爆电缆接头，包括有铜套、绝缘层、防水层、防爆束套和防爆网，所述铜套内安装两根待连接的第一电缆芯和第二电缆芯，所述铜套与所述第一电缆芯和第二电缆芯之间采用过盈配合，使得所述铜套的内壁与所述第一电缆芯和第二电缆芯的外壁紧密贴合，保证接头处的导电性能良好，所述绝缘层包裹所述铜套、第一电缆芯和第二电缆芯；所述防水层、防爆束套和防爆网依次包裹在所述绝缘层的外层。在铜套和电缆芯外依次设置绝缘层、防水层、防爆束套和防爆网，使得电缆接头结构具有良好的绝缘防护、对绝缘层和电缆芯的缓冲保护、径向密封防水防潮、意外情况下的纵向阻水、防火防爆等优点。

进一步的，所述第一电缆芯和第二电缆芯与所述铜套的配合过盈量为0～-0.02mm。

进一步的，所述铜套与所述第一电缆芯和第二电缆芯之间还通过若干铆钉进行定位及固定，使得接头处更加牢固。

进一步的，所述铜套的外表面还设置有温度传感器，对铜套(尤其是第一电缆芯和第二电缆芯接头处)的工作温度进行实时监控，保证电缆安全，可连接报警系统，如超出安全温度即可警报，达到防火目的。

进一步的，所述铜套的两端分别与所述第一电缆芯和第二电缆芯采用钎焊固定，钎焊处的面积不小于1cm

进一步的，所述铜套也可以根据导电性能需要而采用银套或铝套等替换，以配合第一电缆芯和第二电缆芯的材质为宜。同理的，所述铆钉也可以采用铜或银或铝等具有优良导电性能的金属制作。

进一步的，所述绝缘层采用交联聚乙烯(XLPE)制作，交联聚乙烯经过交联后是网状结构，这种结构即使在高温下也一样具有很强的抗变形能力。交联聚乙烯有极佳的电气性能，介质损耗比聚氯乙烯(PVC)绝缘小，而且交联聚乙烯制作的电缆极易敷设。

进一步的，所述防水层采用防水胶布或防水塑料布绕包而成，其厚度在0.2-2mm之间，用于提高防水效果，杜绝短路产生爆炸。

进一步的，所述防爆束套由柔性防火材料制成，所述防爆束套设有容纳所述铜套和绝缘层的防爆容腔，所述防爆束套上设有若干褶皱部，所述褶皱部在受到外力之下进行扩张而增大所述防爆容腔，从而达到防爆的目的。

进一步的，所述防爆网包括若干根丝绳、若干个箍环和绑绳，所述丝绳平行排布，所有所述箍环呈错开间隔的阵列布置，相邻的两根所述丝绳穿过所述箍环，当所述丝绳在横向拉伸的时候，可形成具有一定弹性收缩的网状结构，达到防爆缓冲的目的，所述绑绳穿插在所述丝绳上，并将所述防爆网绑固于所述防爆束套上。其中，防爆网的厚度30mm左右，这样可以支撑目前电缆最大的爆炸膨胀力度。

进一步的，所述防爆网还包括有至少两个锁扣，两个所述锁扣安装在所述防爆网的两侧；所述锁扣包括底盒、上盖和锁紧螺母，所述底盒的左右两端分别设有入口和出口，所述底盒内形成有容纳所述丝绳和绑绳的夹绳容腔，所述底盒内还设有螺杆，所述上盖可上下活动地安装在所述螺杆上，所述螺杆的上端伸出所述上盖并连接所述锁紧螺母，通过旋拧锁紧螺母使得上盖向下挤压夹绳容腔，将夹绳容腔内的丝绳和绑绳压紧锁死，从而更好地固定所述防爆网。

进一步的，每一根所述丝绳均由具有伸展性的绳芯以及所述绳芯外编织的一层不锈钢丝绳组成，所述不锈钢丝绳为304不锈钢或者316不锈钢。

基于上述的一种非熔融连接防火防爆电缆接头，本发明还公开一种非熔融连接防火防爆电缆接头的连接方法，其步骤如下：

S1.将两根待连接的第一电缆芯和第二电缆芯采用过盈配合的方式组装在铜套内，然后采用钎焊和/或铆钉连接的方式固定好铜套与第一电缆芯和第二电缆芯，完成电缆接头的导体芯的对接。具体为，首先将两根待连接的第一电缆芯和第二电缆芯的端口对接面打磨处理，使两者平整，并可完全对接贴合，然后采用在机油或者黄油中加热所述铜套的方式加热所述铜套，使所述铜套的内径胀大，其中，加热时间控制在机油或者黄油沸腾时间不超过5分钟，以使铜套不会造成过热而退火的现象，影响铜套的原来性能，如遇紧急情况，也可以采用明火(如氧气乙炔)直接加热铜套的内壁，加热温度控制在铜套的温度不超过100℃；再将第一电缆芯和第二电缆芯朝铜套两端插入装配，装配完成后以第一电缆芯和第二电缆芯的对接面与所述铜套的中线重叠为宜，也可以接受不大于1cm的左右偏差，待铜套冷却后，铜套与第一电缆芯和第二电缆芯完成过盈配合，在铜套的两端分别与所述第一电缆芯和第二电缆芯的连接处采用钎焊，再通过铆钉进一步将铜套与所述第一电缆芯和第二电缆芯进行定位及加固。

S2.在完成步骤S1的铜套、第一电缆芯和第二电缆芯处浇铸熔融状态的绝缘材料，冷却后形成包裹所述铜套、第一电缆芯和第二电缆芯的绝缘层；

S3.在绝缘层的外部采用防水胶布或防水塑料布绕包，形成防水层；

S4.在绝缘层的外部套设防爆束套；

S5.在防爆束套外包裹防爆网，再用绑绳将防爆网绑固在防爆束套上，最后在防爆网的两侧，用锁扣将绑绳的绳头和防爆网的丝绳一同锁死加固。

其中，步骤S2中，浇铸绝缘层的具体步骤为：在所述铜套、第一电缆芯和第二电缆芯的外部安装外夹套，所述外夹套由上夹套和下夹套组成，所述上夹套和下夹套之间通过螺钉可拆卸连接，所述上夹套和下夹套分别是同心设置的外侧圆弧面和内侧圆弧面通过连接端面连接组成，所述上夹套和下夹套对接时形成浇铸所述绝缘层的浇铸空间，所述上夹套和/或下夹套上设有连通所述浇铸空间的浇铸口，所述上夹套和下夹套的内部形成有冷却空腔，所述上夹套和下夹套上还分别设有连通所述冷却空腔的冷却油出口和冷却油入口，所述冷却油入口通过管道依次连接冷凝器、循环油泵、冷却油箱和冷却油出口，形成循环冷却系统；通过所述浇铸口浇铸熔融状态的绝缘材料包裹所述铜套、第一电缆芯和第二电缆芯；然后启动循环油泵加快浇铸空间内绝缘材料的冷却，在绝缘材料冷却至常温后形成所述绝缘层后，拆卸所述外夹套。

进一步的，可在所述铜套的外表面设置温度传感器，根据温度传感器的温度熟知确定冷却油的流量，确保合理的冷却速度，以免绝缘层发生微小裂纹及气孔。同时温度传感器可测量电缆芯温度，在以后的运行中实现超温报警，实现防火目的。

进一步的，所述上夹套和下夹套的外表面还可以设置有若干散热片，散热片的外直径为浇铸空间(即绝缘层)直径的1.5～2倍，相邻的散热片间距为3～6mm。

本发明的有益效果是：本设计的一种非熔融连接防火防爆电缆接头的连接方法，步骤简单，施工方便，采用铜套过盈连接两根电缆接头，使其结构稳定，导电性能好，在电缆接头外还设置有防水层、温度传感器、防爆束套和防爆网，所述防水层采用防水胶布/塑料布绕包形成，温度传感器可对铜套的日常工作温度进行实时监控，使得电缆接头结构具有良好的防爆、防水、防火等优点，另外还采用冷却系统加快绝缘材料的冷却，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构剖切示意图；

图2为本发明的防爆束套结构示意图；

图3a为本发明的防爆网使用状态图；

图3b和图3c为本发明的防爆网中丝绳和箍环的连接示意图；

图3d为本发明的锁扣结构使用状态爆炸图；

图4为本发明施工工艺中步骤S2中浇铸绝缘层的结构示意图；

图5为施工工艺中步骤S2中浇铸绝缘层中的外夹套结构横截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步的说明。本实施例中所述的铜套也可以根据导电性能需要而采用银套或铝套等替换，以配合第一电缆芯和第二电缆芯的材质为宜。同理的，本实施例中所述的铆钉也可以采用铜或银或铝等材质。

本发明公开一种非熔融连接防火防爆电缆接头，如图1所示，包括有铜套2、绝缘层3、防水层4、防爆束套5和防爆网6，所述铜套2内安装两根待连接的第一电缆芯11和第二电缆芯12，所述铜套2与所述第一电缆芯11和第二电缆芯12之间采用过盈配合，使得所述铜套2的内壁与所述第一电缆芯11和第二电缆芯12的外壁紧密贴合，由于导体的导电性能多是通过金属表面离子传递，这样能保证接头处的导电性能良好；所述绝缘层3包裹所述铜套2、第一电缆芯11和第二电缆芯12，所述绝缘层3采用交联聚乙烯(XLPE)制作，交联聚乙烯经过交联后是网状结构，这种结构即使在高温下也一样具有很强的抗变形能力，交联聚乙烯有极佳的电气性能，介质损耗比聚氯乙烯(PVC)绝缘小，而且交联聚乙烯制作的电缆极易敷设。所述防水层4、防爆束套5和防爆网6依次包裹在所述绝缘层3的外层。

所述防水层4采用防水胶布或防水塑料布绕包而成，其厚度在0.2-2mm之间，用于提高防水效果，杜绝短路产生爆炸。

如图2所示，所述防爆束套5由柔性防火材料制成，所述防爆束套5设有容纳所述铜套和绝缘层的防爆容腔40，所述防爆束套5上设有若干褶皱部41，所述褶皱部41在受到外力之下进行扩张而增大所述防爆容腔，从而达到防爆的目的。其中，对于褶皱部41的尺寸和数量，可以根据电缆接头的大小以及防爆功能的需要自行选择，如选择部41的宽度为50-200mm，又如将褶皱部41展开的长度设置为整个束套展开长度的20-80％，又如带有褶皱部41的防爆束套5撑开前后的直径比例为100-350％，又如防爆束套5的内径与所包裹电缆接头的外径之间的间隙为0-30mm。本发明中，对于防爆束套5，既可以是一体成型的束套本体，也可以为柔性防火面料围合而成的套状结构，对于防爆束套5的形状，可以不做特别的限定，只要存在内部用于容置电缆接头的容置空间即可，其外部形状既可以呈圆筒状、也可以为棱柱状、或者圆锥等形状。对于褶皱部41在防爆束套5上设置的位置，可以不做特别限定，只要能够受力扩张而增大容置空间即可，为了使得防爆束套5的受力更为均匀、产品更为牢固，可以沿防爆束套5的轴线方向设置褶皱部41，褶皱部41的层数也可以不做特别限定，为了增加产品的防爆性能，褶皱部41可以设置为包括至少2层的褶皱，这样会使得受力后扩张的容置空间增加的范围更大，进而能够更好的释放爆炸所带来的冲击力，提升防爆性能，对应的，所述各层褶皱逐层可以连续叠加在一起，这样会使得产品占用空间为更小。为了进一步降低产品占用的空间，可以将所述褶皱部41的两端通过缝合、扣合、或贴合的方式与防爆束套5连接，这样褶皱相对而言就不会形成较大的凸起，能够比较靠近防爆束套5的外表面，减少产品所占用的面积。对于褶皱的缝合方式，可以将所述褶皱部41的两端缝合在防爆束套5上，或者将褶皱的其他部位进行缝合，对两端进行缝合将会使得产品的生产更为便利，所述缝合的线路为“山”字形、“Z”字形、或“M”字形中的一种。另外，为节省施工步骤和简约结构，在所述防爆束套5内可以设置有所述皱纹铝护套或者与所述皱纹铝护套等效的铝网或铝带。

如图3a-图3d所示，所述防爆网6包括若干根丝绳61、若干个箍环62、绑绳63和若干锁扣64，所述丝绳61平行排布，所有所述箍环62呈错开间隔的阵列布置，相邻的两根所述丝绳61穿过所述箍环62，如图3c所示，当所述丝绳61在横向拉伸的时候，可形成具有一定弹性收缩的网状结构，所述绑绳63穿插在所述丝绳61上，并将所述防爆网6绑固于所述防爆束套5上；所述锁扣64包括底盒641、上盖642和锁紧螺母643，所述底盒641的左右两端分别设有入口和出口，所述底盒641内形成有容纳所述丝绳61和绑绳63的夹绳容腔，所述底盒641内还设有螺杆644，所述上盖642可上下活动地安装在所述螺杆644上，所述螺杆644的上端伸出所述上盖642并连接所述锁紧螺母643，通过旋拧锁紧螺母643使得上盖642向下挤压夹绳容腔，将夹绳容腔内的丝绳61和绑绳63压紧锁死，从而更好地固定所述防爆网。其中，每一根所述丝绳61均由具有伸展性的绳芯以及所述绳芯外编织的一层不锈钢丝绳组成，所述不锈钢丝绳为304不锈钢或者316不锈钢。防爆网6的厚度为30mm左右，优选为28-32mm，这样可以支撑目前电缆最大的爆炸膨胀力度。

进一步的，所述铜套2的两端分别与所述第一电缆芯11和第二电缆芯12采用钎焊固定，钎焊处21的面积不小于1cm

进一步的，所述铜套2的长度设置为第一电缆芯11和第二电缆芯12直径的5～10倍之间，铜套2的厚度设置为第一电缆芯11和第二电缆芯12直径的0.5～1倍之间。

进一步的，所述第一电缆芯11和第二电缆芯12与所述铜套2的配合过盈量为0～-0.02mm，优选为-0.005～-0.013mm，方便安装。

进一步的，所述铜套2的外表面还可设置有温度传感器7，对铜套2(尤其是第一电缆芯11和第二电缆芯12接头处)的工作温度进行实时监控，保证电缆安全，可连接报警系统，如超出安全温度即可警报，达到防火目的。

基于上述的一种非熔融连接防火防爆电缆接头，本发明还公开一种非熔融连接防火防爆电缆接头的连接方法，如图4所示，其步骤如下：

S1.首先将两根待连接的第一电缆芯11和第二电缆芯12的端口对接面打磨处理，使两者平整，并可完全对接贴合，然后采用在机油或者黄油中加热所述铜套2的方式加热所述铜套2，使所述铜套2的内径胀大，其中，加热时间控制在机油或者黄油沸腾时间不超过5分钟，以使铜套2不会造成过热而退火的现象，影响铜套的原来性能，如遇紧急情况，也可以采用明火(如氧气乙炔)直接加热铜套2的内壁，加热温度控制在铜套的温度不超过100℃；再将第一电缆芯11和第二电缆芯12朝铜套2两端插入装配；装配完成后以第一电缆芯11和第二电缆芯12的对接面与所述铜套2的中线重叠为宜，也可以接受不大于1cm的左右偏差，待铜套2冷却后，铜套2与第一电缆芯11和第二电缆芯12完成过盈配合组装，在铜套2的两端分别与所述第一电缆芯11和第二电缆芯12的连接处采用钎焊，再通过铆钉22进一步将铜套2与所述第一电缆芯11和第二电缆芯12进行定位及加固，完成电缆接头的导体芯的对接。

S2.在所述铜套2、第一电缆芯11和第二电缆芯12的外部安装外夹套9，如图5所示，所述外夹套9由上夹套901和下夹套902组成，所述上夹套901和下夹套902之间通过螺钉903可拆卸连接，所述上夹套901和下夹套902分别是同心设置的外侧圆弧面和内侧圆弧面通过连接端面连接组成，所述上夹套901和下夹套902对接时形成浇铸所述绝缘层3的浇铸空间904，所述上夹套901和下夹套902的两侧可分别设置有挡板，所述挡板拼合时形成有夹紧第一电缆芯11和第二电缆芯12原电缆的定位孔，从而保证浇铸的直线度；所述上夹套901和下夹套902的外表面设置有若干散热片93，散热片93的外直径为浇铸空间(即绝缘层)直径的1.5～2倍，相邻的散热片间距为3～6mm；所述上夹套901和/或下夹套902上设有连通所述浇铸空间904的浇铸口，所述上夹套901和下夹套902的内部均形成有冷却空腔，所述上夹套901和下夹套902上还分别设有连通所述冷却空腔的冷却油出口92和冷却油入口91，所述冷却油入口91通过管道依次连接冷凝器103、循环油泵102、冷却油箱101和冷却油出口92，形成循环冷却系统；通过所述浇铸口浇铸熔融状态的绝缘材料包裹所述铜套2、第一电缆芯11和第二电缆芯12；然后启动循环油泵102加快浇铸空间内绝缘材料的冷却，在绝缘材料冷却至常温形成所述绝缘层3后，拆卸所述外夹套9。

S3.在绝缘层3的外部套设防爆束套5。

S4.在防爆束套5外包裹防爆网6，保证防爆网6未达拉伸的极限程度的1/3，再用绑绳63将防爆网6绑固在防爆束套5上，最后在防爆网6的两侧，用锁扣64将绑绳63的绳头和防爆网6的丝绳61一同锁死加固。

本施工方法采用非熔融连接的方式接合两根待连接的电缆芯，安装方便，无需借用特殊的热熔装备，提高了工作效率，并且设置具有散热功能的外夹套以及由冷凝器、油箱和循环油泵组成的冷却系统，提高电缆接头施工的冷却效率。

进一步的，可在所述铜套2的外表面设置温度传感器7，根据温度传感器的温度熟知确定冷却油的流量，确保合理的冷却速度，以免绝缘层发生微小裂纹及气孔。同时温度传感器可测量电缆芯温度，在以后的运行中实现超温报警，实现防火目的。

以上所述者，仅为本发明的较佳实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即大凡依本发明申请专利范围及发明说明内容所作的简单等效变化与修饰，皆仍属本发明专利涵盖的范围内。