本发明属于电力电缆附件制造领域,特别是涉及一种海缆工厂接头预热模具、交联加热模具及方法。
背景技术:
1、交联聚乙烯绝缘高压海底电缆具有可实现远距离、大容量、低损耗电能跨海传输的优势,是实现我国海岛或海上平台供电、海上风电新能源并网、电网国际化互联的有效途径,因单根海缆长度无法满足工程需求,需采用工厂模塑式接头实现大长度海缆的连接。工厂接头结构与电缆本体相近,所用绝缘材料与电缆本体相同,可实现高压海缆等径连接,为现阶段海缆中间接头制造企业的技术首选。
2、“两步法”制备技术为现阶段海缆工厂接头主流制备技术。“两步法”的预热与交联阶段采用了两套不同的成型装置。在预热阶段,将工厂接头待加工区域温度升至合理范围,完成绝缘熔体模塑与保温过程,在硫化阶段采用高压硫化模具,在高压氮气的保护下完成绝缘硫化过程。在现有工厂接头制备技术中,单向加热技术主要在加热区域放置金属加热模具并作为外部热源,完成恢复绝缘熔体注塑与交联过程。该技术具有一定的不足之处:加热过程中金属模具加热效率较低,而且加热区域绝缘温度不均匀。基于上述不足之处,部分企业及科研机构已对磁感应联合加热技术进行了技术探索与工程应用,在现有磁感应联合加热技术中,主要将金属模具的外部电阻加热与电磁线圈对导电线芯的感应加热相结合,实现对接头区域的内、外联合加热,有效提高工厂接头注塑-交联过程的加热效率。
3、现有磁感应联合加热技术同样具有一定不足之处:首先,电磁线圈产生的磁场扩散范围较大,导致工厂接头加热区域的磁通密度较低,对电缆导电线芯的感应加热效果较差;其次,若外部加热模具采用金属模具,电磁感应线圈需放置于金属模具两侧,对工厂接头附近电缆绝缘的加热长度较大,导致该部分电缆本体绝缘发生二次熔融-结晶现象,可能降低接头部位的绝缘可靠性。
技术实现思路
1、有鉴于此,本发明旨在提出一种海缆工厂接头预热模具、交联加热模具及方法,以解决现阶段工厂接头加热过程中电磁感应加热效率较低的问题。
2、为实现上述目的,本发明采用以下技术方案,根据本发明的一个方面,提供一种海缆工厂接头预热模具,包括:
3、电介质模具,整体呈中空状并包括由外向内依次布置的低磁导率耐压套、高温耐压层和聚合物加热膜,所述电介质模具两端均设置金属加热模具,每个所述金属加热模具外套设金属加热套,电介质模具内壁、金属加热模具内壁围合而成插置电缆恢复绝缘部的处理腔;
4、磁导率提升套,内部设置有耦合在电介质模具外壁上的原位电磁感应线圈,所述磁导率提升套用于将电磁感应线圈的磁场集中于电缆恢复绝缘部;使用时对金属加热模具、金属加热套和聚合物加热膜通电。
5、更进一步的,所述磁导率提升套为坡莫合金套,数量至少为一个。
6、更进一步的,所述电磁感应线圈外侧套设电磁感应线圈冷却套用于冷却电磁感应线圈。
7、更进一步的,所述电磁感应线圈冷却套外接水循环管路。
8、更进一步的,所述金属加热套与电介质模具接触处的外壁设置加热模具卡具。
9、更进一步的,所述电介质模具为两个对称布置的分体模具拼合而成。
10、更进一步的,所述高温耐压层为聚醚醚酮套。
11、更进一步的,一侧所述金属加热模具耦合有模塑套,所述模塑套内设置有与处理腔连通的模塑流道,所述模塑流道设置有两个模塑口。
12、根据本发明的另一个方面,提供一种海缆工厂接头交联加热模具,包括:
13、电介质模具,整体呈中空状并包括由外向内依次布置的低磁导率耐压套、高温耐压层和聚合物加热膜,所述电介质模具两端均设置金属加热模具,每个所述金属加热模具外套设金属加热套,电介质模具内壁、金属加热模具内壁围合而成插置电缆恢复绝缘部的处理腔,一侧的金属加热模具和外套设金属加热套上设置有与处理腔连通的氮气进气孔;
14、磁导率提升套,内部设置有耦合在电介质模具外壁上的原位电磁感应线圈,所述磁导率提升套用于将电磁感应线圈的磁场集中于电缆恢复绝缘部;使用时对金属加热模具、金属加热套和聚合物加热膜通电。
15、根据本发明的另一个方面,提供一种使用上述的一种海缆工厂接头加热模具的方法,包括如下步骤:将加热模具安装在电缆恢复绝缘部上,硫化过程开始后对金属加热模具、金属加热套和聚合物加热膜通电,对原位电磁感应线圈施加一定频率的交变电流,同时对处理腔施加一定压力的氮气,硫化处理足够长时间后停止通电和通入氮气,冷却后拆除加热模具并对电缆恢复绝缘部表面打磨,完成绝缘屏蔽恢复得到成品。
16、与现有技术相比,本发明的有益效果是:
17、1、本加热模具通过在原位电磁感应线圈外侧设置磁导率提升套,能够将感应磁场集中于工厂接头加热区域,配合两侧金属加热模具,结合聚合物加热膜共同实现对工厂接头加工区域的快速加热作用,实现对工厂接头预热-交联过程的的高效联合加热,大幅缩短接头制备时间;
18、2、本加热模具通过形成了电介质模具,通过电介质模具对磁场无屏蔽作用,原位电磁感应线圈产生的感应磁场可透过电介质模具对电缆导电线芯进行涡流加热,同时高温耐压层在高温条件下具有一定韧性,在高温条件下可提高电介质模具的耐压强度;
19、3、本加热模具通过两侧金属加热模具对电缆恢复绝缘部进行加热的同时也起到提高复合硫化模具整体耐压强度的作用。
1.一种海缆工厂接头预热模具,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的一种海缆工厂接头预热模具,其特征在于:所述磁导率提升套(15)为坡莫合金套,数量至少为一个。
3.根据权利要求1所述的一种海缆工厂接头预热模具,其特征在于:所述电磁感应线圈(7)外侧套设电磁感应线圈冷却套(8)用于冷却电磁感应线圈(7)。
4.根据权利要求3所述的一种海缆工厂接头预热模具,其特征在于:所述电磁感应线圈冷却套(8)外接水循环管路。
5.根据权利要求1所述的一种海缆工厂接头预热模具,其特征在于:所述金属加热套(4)与电介质模具接触处的外壁设置加热模具卡具(9)。
6.根据权利要求1所述的一种海缆工厂接头预热模具,其特征在于:所述电介质模具为两个对称布置的分体模具拼合而成。
7.根据权利要求1所述的一种海缆工厂接头预热模具,其特征在于:所述高温耐压层(5)为聚醚醚酮套。
8.根据权利要求1所述的一种海缆工厂接头预热模具,其特征在于:一侧所述金属加热模具(3)耦合有模塑套(19),所述模塑套(19)内设置有与处理腔连通的模塑流道(18),所述模塑流道(18)设置有两个模塑口(17)。
9.一种海缆工厂接头交联加热模具,其特征在于,包括:
10.一种使用如权利要求9所述的一种海缆工厂接头交联加热模具的方法,其特征在于,包括如下步骤:将交联加热模具安装在电缆恢复绝缘部(1)上,硫化过程开始后对金属加热模具(3)、金属加热套(4)和聚合物加热膜(6)通电,对原位电磁感应线圈(7)施加一定频率的交变电流,同时对处理腔施加一定压力的氮气,硫化处理足够长时间后停止通电和停止通入氮气,冷却后拆除交联加热模具并对电缆恢复绝缘部(1)表面打磨,得到成品。
