Соединительная муфта для силового кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена и способ монтажа муфты

 

Изобретение относится к электротехнике и позволяет сгладить броски напряженности электрического поля в области соединения концов кабелей, обеспечить снижение трудоемкости процесса монтажа при одновременном повышении электрической прочности, срока службы и надежности. Соединительная муфта содержит соединитель токоведущих жил, изолятор, два контактных кольца, две контактные пружины заземления, узел соединения проводов экрана кабеля, выполненный в виде двух медных прессуемых гильз, трубку поперечной герметизации и термоусаживаемую трубку. Изолятор выполнен моноблочным с узлом выравнивания напряженности электрического поля в виде двух конусов и центрального высоковольтного электрода. 2 c. и 12 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к кабельным муфтам для соединения концов высоковольтных кабелей и способам их монтажа, и может быть использовано в промышленной энергетике.

Уже известна соединительная муфта для кабелей по авторскому свидетельству СССР 1448371, опубликованному 30.12.88, содержащая полый корпус, эластичную герметизирующую втулку.

Недостатками известной соединительной муфты является низкие электрическая прочность и надежность, малый срок службы. Уже известна соединительная муфта по патенту РФ 2007809, опубликованному 15.02.94, содержащая изолятор, камеру герметизации для заполнения ее изоляционной заливочной массой.

Недостатками известной соединительной муфты является низкие электрическая прочность и надежность.

Уже известен способ монтажа соединительной муфты по патенту РФ 2045799, опубликованному 10.10.95, заключающийся в разделке силового кабеля, размещении очищенных концов жил в гильзе и введении в гильзу пастообразной композиции с металлическим наполнителем. Недостатками известного способа является повышенная трудоемкость монтажа и невысокая точность сборки.

Наиболее близким известным техническим решением к заявляемой муфте является техническое решение по авторскому свидетельству СССР 1550591, опубликованному 15.03.90, содержащее соединитель токоведущих жил, изолятор.

Недостатками известной муфты является повышенная трудоемкость процесса монтажа, невысокая электрическая прочность, небольшой срок службы.

Наиболее близким к заявленному изобретению в части способа монтажа соединительной муфты также является техническое решение по авторскому свидетельству СССР 1550591, заключающееся в том, что монтаж соединительной муфты включает разделку и соединение жил кабелей, установку изолятора и герметизацию муфты. Недостатком заявленного способа является повышенная трудоемкость монтажа, недостаточное обеспечение предотвращения повреждения электропроводящих слоев изоляции кабеля при монтаже. Задачей настоящего изобретения является сглаживание бросков напряженности электрического поля в области соединения кабелей, снижение трудоемкости процесса монтажа при одновременном повышении электрической прочности, увеличение срока службы и надежности за счет использования средств, обеспечивающих коррозионную стойкость, предотвращение повреждения электропроводящих слоев и изоляции кабеля и уменьшение деформации изоляции кабеля при монтаже, расширение функциональных возможностей за счет предлагаемых размеров.

Задача изобретения в части устройства достигается за счет того, что соединительная муфта для силового кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, содержащая соединитель токоведущих жил, изолятор, снабжена двумя контактными кольцами и пружинами заземления, соединителем проводов экрана кабеля, выполненным в виде двух медных прессуемых гильз, трубкой поперечной герметизацией, выполненной из фольги, термоусаживаемой трубкой, установленной на кабеле со стороны соединителя проводов экрана кабеля, причем изолятор выполнен с узлом выравнивания напряженности электрического поля в виде двух конусов и центрального высоковольтного электрода. Конусы и центральный высоковольтный электрод могут быть выполнены из электропроводящей силиконовой резины.

Конусы и центральный высоковольтный электрод могут быть покрыты электропроводящим составом.

Диаметр отверстия изолятора может быть выполнен в пределах 38-80 мм.

Изолятор может быть выполнен из силиконовой резины.

Муфта может быть дополнительно снабжена кожухом, выполненным в виде полого цилиндра с отверстиями на цилиндрической части и заглушками. Кожух может быть выполнен из твердого полихлорвинилхлорида.

На трубке поперечной герметизации могут быть размещены по меньшей мере один слой электропроводящей и один слой электроизоляционной ленты и по меньшей мере одна дополнительная термоусаживаемая трубка.

Задача в части способа достигается за счет того, что в способе монтажа соединительной муфты, включающем разделку и соединение токоведущих жил кабелей, установку изолятора и герметизацию муфты, перед соединением концы токоведущих жил кабелей подвергают операции выпрямления, нагревая и охлаждая до температуры окружающей среды, после чего соединяют провода экрана кабелей посредством двух прессуемых гильз и контактных колец заземления, экранируют места соединения токоведущих жил и проводов экрана кабелей, после установки изолятора на кабеле со стороны соединителя проводов размещают термоусаживаемую трубку и осуществляют поперечную герметизацию муфты путем формирования из алюминиевой фольги трубки и размещения последней на изоляторе и прилегающих участках кабеля.

Соединение жил кабеля может быть осуществлено при помощи механически обжимаемой соединительной гильзы.

Соединение жил кабеля может быть осуществлено гильзой с использованием болтового соединения.

Соединение жил кабеля может быть осуществлено при помощи сварки.

Герметизация может быть осуществлена путем установки на муфте кожуха с заглушками и заливки герметизирующего состава в полость кожуха через одно из литьевых отверстий кожуха.

Герметизация может быть осуществлена путем последовательного размещения на муфте по меньшей мере одного слоя самоклеющейся электропроводящей ленты с перекрытием, одного слоя самоклеющейся электроизоляционной ленты и по меньшей мере одной дополнительной термоусаживаемой трубки.

На чертеже представлен общий вид конструкции предлагаемой соединительной муфты.

Соединительная муфта для силового кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена содержит моноблочный изолятор 1 с узлом выравнивания напряженности электрического поля в виде двух конусов 2 и центрального высоковольтного электрода 3, соединитель токоведущих жил, выполненный, например, в виде прессуемой соединительной гильзы 4, соединитель проволок экрана кабеля, выполненный в виде двух медных прессуемых гильз 5 и 6, алюминиевый экран 7, выполненный в виде двух скрепляемых частей, трубку 8 поперечной герметизации, выполненную из алюминиевой фольги, термоусаживаемую трубку 9, установленную на кабеле со стороны соединителя проводов экрана кабеля, контактное кольцо заземления 10 с длинными проволоками, контактное кольцо 11 заземления с короткими проволоками, две контактные пружины 12 заземления, сетчатый луженый экран 13, выполненный из меди, электропроводящий состав 14, крепированную бумагу (не показана). Моноблочный изолятор 1 может быть выполнен из силиконовой резины с диаметром в пределах от 38 до 80 мм. Герметизация муфты может быть осуществлена при помощи кожуха 15, выполненного в виде полого цилиндра с отверстиями на цилиндрической части и заглушками, выполненными в виде неразрезного кольца 16 и разрезного кольца 17.

Герметизация также может быть выполнена посредством последовательного размещения на муфте по меньшей мере одного слоя самоклеющейся электропроводящей ленты с перекрытием, одного слоя самоклеющейся электроизоляционной ленты и по меньшей мере одной дополнительной термоусаживаемой трубки(не показаны).

Способ монтажа концевой муфты осуществляется следующим образом. Предварительно на один из концов кабеля (в дальнейшем - конец А) надвигают термоусаживаемую трубку 9 (в дальнейшем ТУТ). Производят разделку токоведущих жил кабелей для чего на конце А кабеля на заданном расстоянии снимают оболочку. Накладывают подмотку ПВХ лентой на фольгу кабеля рядом с обрезом оболочки. Надвигают контактную пружину 12 заземления на подмотку. Фольгу разрезают на полосы и укладывают их на установленную на кабеле контактную пружину 12. Надвигают на контактную пружину 12 контактное кольцо 10 с длинными проволоками. Отгибают в сторону кабеля медные проволоки экрана кабеля и контактного кольца 10 заземления. Надвигают на конец Б кабеля заглушку в виде неразрезного кольца 16. На конце Б кабеля в сторону конца кабеля снимают оболочку. На обоих концах кабеля выполняют операцию "выпрямление концов кабелей", нагревая и охлаждая концы кабеля до температуры окружающей среды. Производят разделку концов А и В кабеля. Соединяют жилы кабелей при помощи соединительной гильзы 4. Накладывают на среднюю часть опрессованной гильзы 4 сетчатый луженый экран 13 из меди. Далее закрывают соединительную гильзу 4 алюминиевым экраном 7, выполненным в виде двух частей и фиксируют его. Сдвигают изолятор 1 на подготовленный конец кабеля Б. В конечном положении центр изолятора 1 должен быть расположен над центром соединительной гильзы 4. Выравнивают ступенчатый переход между корпусом изолятора 1 и изоляцией кабеля конусообразной намоткой электропроводящей ленты. На концы каждого раструба конусов 2 узла выравнивания напряженности электрического поля накладывают три слоя электропроводящей ленты. На разделанные концы кабеля и на изолятор 1 накладывают по меньшей мере по одному слою крепированной бумаги. Поверх крепированной бумаги от контактного кольца 11 заземления с короткими проволоками кабеля конца Б до кольца 10 заземления кабеля А накладывают один слой сетчатого луженого экрана 13. Отгибают проволоки экрана конца кабеля Б в сторону центра муфты и располагают равномерно по окружности вдоль изолятора 1 и кабеля. Параллельно с проволоками экрана располагают проволоки контактного кольца 11 заземления. Концы проволок собирают в два одинаковых по количеству проволок и их сечению пучка, расположенных диаметрально противоположно друг относительно друга. Отгибают проволоки экрана и контактного кольца 10 заземления конца кабеля А в сторону центра муфты; располагают проволоки равномерно по окружности кабеля, собрав их концы в два пучка аналогично проволокам конца кабеля Б. Соединяют пучки проволок экрана при помощи двух медных прессуемых гильз 5 и 6 соединителя проволок экрана. Формируют трубку 8 поперечной герметизации, обертывая изолятор 1 и прилегающие участки кабеля алюминиевой фольгой, сведя отогнутые края фольги вместе. Устанавливают подготовленную таким образом трубку 8 из алюминиевой фольги на место ее дальнейшего положения. Обжимают на изоляторе 1, конусах 2 изолятора и далее на кабеле. Фиксируют концевой участок фольги трубки 8 изоляционной лентой. Накладывают бандаж из проволоки на трубку 8 в зоне контактных колец 10 и 11, обеспечивая электрический контакт "экран - кольцо". Пропаивают витки бандажа вдоль кабеля. Накладывают ПВХ ленту на поверхность трубки 8 и проволоки экрана от конуса 2 изолятора (кабель А), захватывая конец фольги трубку 8 до оболочки кабеля А. Придвигают ТУТ 9 с нанесенным на ее внутреннюю поверхность клеем к зоне ступени корпуса изолятора 5 и с помощью газовой горелки термоосаживают ТУТ 9. Подматывают ПВХ ленту на расчетном расстоянии от обреза наружной оболочки конца кабеля Б. Соединение жил кабеля может быть осуществлено гильзой с использованием болтового соединения или при помощи сварки. Герметизация может быть осуществлена путем установки на муфте кожуха 15 с заглушками в виде неразрезного кольца 16 и виде разрезного кольца 17 и заливки герметизирующего состава в полость кожуха 15 через одно из литьевых отверстий кожуха или путем последовательного размещения на трубке 8 поперечной герметизации по меньшей мере одного слоя самоклеющейся электропроводящей ленты с перекрытием, одного слоя самоклеющейся электроизоляционной ленты и по меньшей мере одной дополнительной термоусаживаемой трубки.

Пример выполнения способа монтажа соединительной муфты.

Предварительно на один из концов кабеля (в дальнейшем - конец А) надвигают термоусаживаемую трубку (в дальнейшем ТУТ) и кожух муфты (в дальнейшем - кожух). Производят разделку токоведущих жил кабелей, для чего на конце А кабеля на заданном расстоянии снимают оболочку. Накладывают подмотку ПВХ лентой на фольгу кабеля рядом с обрезом оболочки. Надвигают контактную пружину заземления на подмотку. Фольгу разрезают на полосы и укладывают их на установленную на кабеле контактную пружину. Надвигают на контактную пружину контактное кольцо с длинными проволоками. Отгибают в сторону кабеля медные проволоки экрана кабеля и контактного кольца заземления. Надвигают на конец Б кабеля заглушку в виде неразрезного кольца. На конце Б кабеля в сторону конца кабеля снимают оболочку. На обоих концах кабеля выполняют операцию "выпрямление концов кабелей", нагревая и охлаждая до температуры окружающей среды. Производят разделку концов А и Б кабеля. Надвигают изолятор на подготовленный конец А кабеля, после чего надвигают соединительную гильзу до ее середины на жилу конца А кабеля и опрессовывают, ее начиная от середины в соответствии с разметкой на гильзе. Вводят жилу конца Б кабеля в соединительную гильзу до ее середины и опрессовывают. Накладывают на среднюю часть опрессованной гильзы сетчатый луженый экран из меди. Далее закрывают соединительную гильзу алюминиевым экраном, выполненным в виде двух частей, и фиксируют его. Сдвигают изолятор на подготовленный конец кабеля Б. В конечном положении центр изолятора должен быть расположен над центром соединительной гильзы. Выравнивают ступенчатый переход между корпусом изолятора и изоляцией кабеля конусообразной намоткой электропроводящей ленты. На концы каждого раструба конусов узла выравнивания напряженности электрического поля накладывают три слоя электропроводящей ленты. На разделанные концы кабеля и на изолятор накладывают соответственно два и один слой крепированной бумаги. Поверх крепированной бумаги от контактного кольца заземления с короткими проволоками кабеля Б до кольца заземления кабеля А накладывают один слой сетчатого луженого экрана. Отгибают проволоки экрана конца кабеля Б в сторону центра муфты и располагают равномерно по окружности вдоль изолятора и кабеля. Параллельно с проволоками экрана располагают проволоки контактного кольца заземления. Концы проволок собирают в два одинаковых по количеству проволок и их сечению пучка, расположенных диаметрально противоположно друг относительно друга. Отгибают проволоки экрана и контактного кольца заземления конца кабеля А в сторону центра муфты; располагают проволоки равномерно по окружности кабеля, собрав их концы в два пучка аналогично проволокам конца кабеля Б. Надвигают медную гильзу до ее середины на проволоки экрана кабеля Б, собранные в один из пучков. Опрессовывают гильзу. Надвигают свободный конец гильзы на проволоки контактного кольца заземления кабеля А и аналогично опрессовывают на них гильзу. Опрессовывают гильзу на диаметрально противоположно расположенном пучке проволок аналогично вышеуказанному. Предварительно конец сетчатого луженого экрана вплетают в проволоки кольца заземления кабеля А. Гильзы соединителя проволок экрана фиксируют изоляционной лентой, прижав их к кабелю. Формируют поперечную герметизацию муфты, обертывая изолятор и прилегающие участки кабеля алюминиевой фольгой, придав фольге форму трубки, сведя отогнутые края фольги вместе. Устанавливают подготовленную таким образом трубку из алюминиевой фольги на место ее дальнейшего положения. Обжимают на изоляторе, конусах изолятора и далее на кабеле. Фиксируют концевой участок фольги трубки поперечной гермитизации муфты изоляционной лентой. Накладывают бандаж из проволоки на трубку поперечной герметизации муфты в зоне контактных колец, обеспечивая электрический контакт "экран - кольцо". Пропаивают витки бандажа вдоль кабеля. Накладывают ПВХ ленту на поверхность трубки поперечной герметизации муфты и проволоки экрана от конуса изолятора (кабель А), захватывая конец фольги корпуса 4 муфты, до оболочки кабеля А. Осуществляют противокоррозионную защиту. Придвигают ТУТ с нанесенным на ее внутреннюю поверхность клеем к зоне ступени корпуса изолятора и с помощью газовой горелки термоосаживают ТУТ. Подматывают ПВХ ленту на расчетном расстоянии от обреза наружной оболочки конца кабеля Б. Сдвигают на нее предварительно надвинутую на конец кабеля заглушку в виде неразрезного кольца. Устанавливают на подмотке из ПВХ ленты заглушку в виде разрезного кольца. В плоскость разреза предварительно закладывают силиконовый герметик. Стягивают половинки разрезного кольца с помощью обмотки ПВХ лентой. Накладывают силиконовый герметик по окружности в зонах стыков колец и кабеля. Надвигают кожух на кольца. Отверстия для заливки смолы должны находиться сверху кожуха. Устанавливают кожух на неразрезном кольце и разрезном кольце, герметизируют их стыки герметиком. Оставляют подготовленную к заливке герметизирующего состава муфту до затвердевания силиконового герметика. После затвердевания силиконового герметика приступают к приготовлению герметизирующего состава. Для чего заливают подготовленную порцию герметизирующего состава в полость кожуха муфты через одно из литьевых отверстий. Подготовленные следующие порции герметизирующего состава заливать через то же отверстие. После заливки муфты до выхода уровня герметизирующего состава заливку прекратить. Установить заглушки.

Формула изобретения

1. Соединительная муфта для силового кабеля с изоляцией из сшитого полиэтилена, содержащая соединитель токоведущих жил, и установленный на кабеле изолятор с отверстием, отличающаяся тем, что она снабжена двумя контактными кольцами заземления, надвинутыми на установленные на кабеле контактные пружины заземления, соединителем проволок экрана кабеля, выполненным в виде двух медных прессуемых гильз, трубкой поперечной герметизации, сформированной из алюминиевой фольги и размещенной на изоляторе и прилегающих участках кабеля, и термоусаживаемой трубкой, установленной на кабеле со стороны соединителя проволок экрана кабеля, причем изолятор выполнен моноблочным с узлом выравнивания напряженности электрического поля в виде двух конусов и центрального высоковольтного электрода.

2. Соединительная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что конусы и центральный высоковольтный электрод узла выравнивания выполнены из электропроводящей силиконовой резины.

3. Соединительная муфта по п. 1, отличающаяся тем, что конусы и центральный высоковольтный электрод узла выравнивания покрыты электропроводящим составом.

4. Соединительная муфта по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что диаметр отверстия изолятора выполнен в пределах 38-80 мм.

5. Соединительная муфта по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что изолятор выполнен из силиконовой резины.

6. Соединительная муфта по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что она снабжена кожухом, выполненным в виде полого цилиндра с отверстиями на цилиндрической части и заглушками, залитым герметизирующим составом.

7. Соединительная муфта по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что кожух выполнен из твердого полихлорвинилхлорида.

8. Соединительная муфта по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что на трубке поперечной герметизации размещены, по меньшей мере, один слой электропроводящей и один слой электроизоляционной ленты и, по меньшей мере, одна дополнительная термоусаживаемая трубка.

9. Способ монтажа соединительной муфты, включающий разделку концов кабеля и соединение токоведущих жил кабеля, установку изолятора на кабель и герметизацию муфты, отличающийся тем, что перед соединением концы кабеля подвергают операции выпрямления, нагревая и охлаждая концы кабеля до температуры окружающей среды, соединяют токоведущие жилы кабеля и экранируют места соединения токоведущих жил, а затем на выпрямленный конец кабеля надвигают изолятор с отверстием, выполненный моноблочным с узлом выравнивания электрического поля в виде двух конусов и центрального высоковольтного электрода, проволоки экранов концов кабеля соединяют посредством соединителя проволок экрана, выполненного в виде двух прессуемых гильз, а контактные кольца заземления надвигают на установленные на кабеле контактные пружины заземления, формируют из алюминиевой фольги трубку поперечной герметизации, которую размещают на изоляторе и прилегающих участках кабеля.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что соединение жил кабеля осуществляют при помощи механически обжимаемой соединительной гильзы.

11. Способ по п. 9, отличающийся тем, что соединение жил кабеля осуществляют гильзой с использованием болтового соединения.

12. Способ по п. 9, отличающийся тем, что соединение жил кабеля осуществляют при помощи сварки.

13. Способ по любому из пп. 9-12, отличающийся тем, что герметизацию муфты осуществляют путем установки на муфте кожуха с заглушками и заливки герметизирующего состава в полость кожуха через одно из литьевых отверстий кожуха.

14. Способ по любому из пп. 9-12, отличающийся тем, что герметизацию муфты осуществляют путем последовательного размещения на муфте по меньшей мере одного слоя самоклеящейся электропроводящей ленты с перекрытием, одного слоя самоклеящейся электроизоляционной ленты и по меньшей мере одной дополнительной термоусаживаемой трубки.

РИСУНКИ

Рисунок 1

NF4A Восстановление действия патента Российской Федерации на изобретение

Извещение опубликовано: 27.07.2005        БИ: 21/2005

NF4A Восстановление действия патента

Дата, с которой действие патента восстановлено: 27.05.2011

Дата публикации: 27.05.2011