CN111509657A - 一种海缆中间接头 - Google Patents

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白勇
李均
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Abstract

本发明公开了一种海缆中间接头，包括两端的接头，接头包括管状壳体、锥形罩、铠装法兰、套筒和焊环，管状壳体连接铠装法兰，铠装法兰上套接有锥形罩，锥形罩和管状壳体将铠装法兰、套筒和焊环包覆在内，管状壳体包括壳体部件和载流部件，载流部件集成在壳体部件中，并与之形成统一整体，管状壳体前端设置有端部法兰，壳体部件和载流部件连接端部法兰，铠装法兰连接端部法兰与套筒，套筒前端固定连接焊环。本发明的海底电缆中间接头，与现有技术相比，采用了独立的壳体不仅承受机械载荷和传导电流，而且防水、承受静水压力，省去了传统接头中的导体元件、内层壳体，结构更紧凑，安装更简易。

Description

一种海缆中间接头
技术领域
本发明涉及海底电缆装置，特别是涉及一种海底电缆中间接头。
背景技术
海底电缆，由内而外，通常由导体、内绝缘层、阻水层、外绝缘层、铠装层及外包覆层等组成。其中铠装层通常由铜条组成，不仅可以承受海底在位工况下的拉力，而且可以作为电流的载体，传导的电流可能会非常大，甚至与电缆导体所传导的电流一样大；阻水层的目的是防止海水进入导体及其周围的绝缘层，由聚合物绝缘层与铠装层隔开，由金属制成，如铝或铅。
海底电缆中间接头通常要求电缆剥掉某些部分，例如阻水层、铠装层，因此设计电缆中间接头应具备剥落层的功能。
现有的电缆中间接头，包括内外两层壳体，内层壳体提供阻水层功能且可以承受海水的静水压力；外层壳体主要承担铠装层所承受的载荷，可以是成组的钢丝绳或者管状结构；被切断的电缆铠装层连接于外层客体，并经法兰固定。
为了接头安装，内外层壳体一分为二，两电缆导体连接后，组装内层壳体，最后组装外层壳体。
现有的电缆中间接头，外层壳体由导电性比铠装层的低但机械性能较好的材料制成，因此不能传导与铠装层相同的电流，为此需另设导电元件，通常是铜线或类似结构，连接至铠装层。同时，在导电元件的周围填充介质（如沥青），并被包覆在由金属制成的锥形体中；锥形体延伸至接头外壳的端部，防止电缆中间接头区域弯曲。为了防止接头中的电偶腐蚀，特别是钢制外层壳体与铜制铠装层引起的腐蚀，在外壳和保护锥的周围包裹电绝缘材料，不仅防止腐蚀，而且保护接头外壳免受损坏与磨损。
上述传统电缆中间接头体积相当大，拥有数米的长度，而且安装相对繁琐，不利于现场安装。故在实践中，希望电缆中间接头在保全功能的前提下，结构尽可能紧凑且易于安装。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明设计了一种海缆中间接头，在满足其功能要求的前提下，该接头比现有技术的接头更紧凑；同时提出一种易于安装的接头外壳设计，适用于现场安装，即电缆放置在海上船只上进行安装。
本发明采用如下技术方案：
一种海缆中间接头，包括两端的接头，接头包括管状壳体、锥形罩、铠装法兰、套筒和焊环，管状壳体连接铠装法兰，铠装法兰上套接有锥形罩，锥形罩和管状壳体将铠装法兰、套筒和焊环包覆在内，管状壳体包括壳体部件和载流部件，载流部件集成在壳体部件中，并与之形成统一整体，管状壳体前端设置有端部法兰，壳体部件和载流部件连接端部法兰，铠装法兰连接端部法兰与套筒，套筒前端固定连接焊环。管状壳体和锥形罩从接头的一端延伸到另一端，并形成良好的密封，防止海水侵入管状壳体内部，电缆接线在管状壳体内部进行，因此壳体部分还起到电缆阻水层的作用，对应于上述现有技术的内层壳体。电流由壳体部件与载流部件共同承载；同时载流部件一定程度上承担机械载荷。电缆的铠装层经焊接固接到铠装法兰，以提高连接的可靠性。
作为优选，所述管状壳体末端固定连接有末端套筒，两端的接头的末端套筒通过防水焊缝连接。有助于提高管状壳体的水密性。
作为优选，所述防水焊缝外套有桥接扁条。
作为优选，所述铠装法兰的连接端沿圆周均匀设置有凹槽。在将电缆铠装层的铠装铜条焊接到焊环之前，铠装铜条***凹槽中，便于定位与焊接。
作为优选，所述接头外包覆有一层绝缘层。优选地，绝缘层采用橡胶或聚氨酯（PUR），以防止接头中不同材料的部件之间的电腐蚀，特别是钢制壳体部件与铜制载流部件之间。
作为优选，所述壳体部件采用电导率低于载流部件的材料制成。
作为优选，所述壳体部件由不锈钢制成。拥有良好的机械性能且易焊接。
作为优选，所述载流部件由铜条制成。铜条与壳体部件通过焊接连接到端部法兰，形成良好的密封以防止海水侵入并拥有良好的导电性能。
作为优选，所述铠装法兰与端部法兰通过螺栓连接。可以通过拧紧或放松所述螺栓来设定其张力。在拧紧螺栓之后，在端部法兰及其相应的铠装法兰之间设有焊接垫块，以提高这些部件之间的导电性。
作为优选，所述铠装法兰由铜材料制成。装法兰采用电导率等于或高于铠装层的电导率的材料制成，以便提供良好的导电性能。
本发明的有益效果是：本发明的海底电缆中间接头，与现有技术相比，采用了独立的壳体不仅承受机械载荷和传导电流，而且防水、承受静水压力，省去了传统接头中的导体元件、内层壳体，结构更紧凑，安装更简易。
附图说明
图1是本发明的海底电缆中间接头装置图；
图2是本发明的海底电缆中间接头装置剖视图；
图3是单边海底电缆中间接头装置图；
图4 是管状壳体图；
图5是 铠装法兰图；
图6 单边海底电缆中间接头连接图；
图7 典型的单芯海底电缆结构图；
图中：1、电缆；2、接头；3、桥接扁条；4、玻璃纤维胶带；
1-1、导体；1-2、1-4绝缘层；1-3、阻水层；1-5、铠装层；1-6、外包覆层；1-5-1铠装铜条；
2-1、管状壳体；2-2、、螺栓；2-3、铠装法兰；2-4、套筒；2-5、焊环；2-6、锥形罩；
2-1-1、末端套筒；2-1-2、壳体部件；2-1-、3载流部件；2-1-4、端部法兰；2-3-1、凹槽。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例：如附图1所示，一种海缆中间接头，在所述布置中，两海底电缆1通过两单边的接头2及桥接扁条3连接，两电缆的导体1-1末端在接头内以适当的方式连接，并用铜网、Nitto胶带、耐火布和玻璃纤维胶带4包裹导体。
图7展示了海底电缆的主要元件，电缆1是海底电缆，从芯部到外部包括导体1-1、绝缘层1-2、阻水层1-3、另一绝缘层1-4、铠装层1-5和外包覆层1-6。通常阻水层1-3由诸如铝或铅的金属制成，铠装层1-5由螺旋方式缠绕在其中的铜条组成。铠装层1-5可成承受相当大的机械载荷，同时可以承载相当大的电流，该电流甚至可能与导体1-1中的电流一样大。
在两端的接头2安装过程中，电缆的铠装层1-5被剥离。因此，接头应拥有代替铠装层1-5的功能。接头2包括管状壳体2-1，管状壳体2-1包括载流部件2-1-3和壳体部件2-1-2。载流部件2-1-3能够传导一部分由电缆的铠装层1-5传导的电流；壳体部件2-1-2为接头2提供足够的机械强度，由比载流部件2-1-3电导率更低而机械性能更高的材料制成。载流部件2-1-3集成到壳体部件2-1-2，并与之形成统一整体。具体的，载流部件2-1-3通过钎焊焊接到壳体部件2-1-2的表面；载流部件2-1-3由多个铜扁条组成，从壳体部件2-1-2的一端延伸到壳体部件2-1-2的另一端，沿连接装置的纵向方向，每个铜扁条连接到壳体部件2-1-2的外表面。将载流部件2-1-3与壳体部件2-1-2集成在一起，有利于接头2的操纵和组装。
壳体部分2-1-2为管状的壳体，该壳体部分由不锈钢制成。壳体部件2-1-2不仅提供机械强度，而且还形成防水密封，以防止海水侵入接头2的内部。
两海底电缆1分别穿过两端的接头2的管状壳体延伸到壳体内。两端的接头2通过焊接连接。具体的，管状壳体2-1包括不锈钢末端套筒2-1-1，与相应的另一端接头2的结构通过焊接连接。
为了获得接头2载流部件2-1-3的连续性，由铜制的桥接扁条3定位并且将两端的接头2相邻的载流部件2-1-3的铜扁条互连。桥接扁条3通过钎焊或焊接连接至载流部件2-1-3的铜扁条，如此不仅改善了壳体部件2-1-2的机械强度，而且增强接头2的机械强度。
接头2管状壳体2-1包括端部法兰2-1-4，由导电率比壳体部件2-1-2的材料高的金属制成，通常采用与载流部件2-1-3相同的金属制成。载流部件2-1-3以及壳体部件2-1-2优选地通过焊接接头直接连接到端部法兰2-1-4，使其与相应的壳体部分2-1-2之间建立紧密的连接。
在端部法兰2-1-4内周上，套筒2-4从端部法兰2-1-4伸出并从管状壳体2-1中伸出。套筒2-4用于与相应的电缆1阻水层1-4形成水密封连接的目的。套筒2-4将支撑电缆到阻水层1-4的外周边或过渡区域上。套筒2-4和阻水层1-4之间的间隙将通过钎焊密封。为此，在所述过渡区域处施加锥形的焊环2-5，并且在所述焊环上施加钎焊，使得其覆盖焊环2-5和阻水层1-4之间以及焊环2-5和套筒2-4之间的过渡区域。焊环2-5的一端，更确切地说是远离相邻套筒2-4的一端，其外径近似等于阻水层1-4的直径，而在另一端，焊接环2-5的外径近似等于套筒2-4的外径，从而获得平滑的过渡并且便于焊接。
在锥形罩2-6内设有铠装法兰2-3，电缆2的铠装层1-5连接至铠装法兰2-3。铠装法兰2-3包括凹槽2-3-1，将铠装层1-5的铠装铜条1-5-1***凹槽2-3-1中，通过焊接附接到所述铠装法兰2-3。铠装法兰2-3通过螺栓2-2与管状壳体2-1的端部法兰2-1-4相邻并连接。由此，通过松紧管状壳体2-1的端部法兰2-1-4与铠装法兰2-3连接的螺栓，能够张紧附接到铠装法兰2-3的铠装铜条。
在上述焊接之后，并且当铠装法兰2-3已经连接到管状壳体2-1的端部法兰2-1-4时，在该区域上安装防止电缆弯曲的锥形罩2-6。锥形罩2-6由金属制成并且沿着管状壳体2-1的端部延伸，从而覆盖了套筒2-4和阻水层1-4以及过渡区域之间的所有焊接。在锥形罩2-6和铠装法兰2-3之间填充沙子或沥青等。锥形罩2-6定位后，接头2、4被电绝缘物覆盖，诸如橡胶之类的热收缩材料，以防止在接头2中不同金属之间的电腐蚀，特别是铜制零件和不锈钢零件之间。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种海缆中间接头，包括两端的接头，其特征是，所述接头包括管状壳体、锥形罩、铠装法兰、套筒和焊环，管状壳体连接铠装法兰，铠装法兰上套接有锥形罩，锥形罩和管状壳体将铠装法兰、套筒和焊环包覆在内，管状壳体包括壳体部件和载流部件，载流部件集成在壳体部件中，并与之形成统一整体，管状壳体前端设置有端部法兰，壳体部件和载流部件连接端部法兰，铠装法兰连接端部法兰与套筒，套筒前端固定连接焊环。
2.根据权利要求1所述的一种海缆中间接头，其特征是，所述管状壳体末端固定连接有末端套筒，两端的接头的末端套筒通过防水焊缝连接。
3.根据权利要求2所述的一种海缆中间接头，其特征是，所述防水焊缝外套有桥接扁条。
4.根据权利要求1所述的一种海缆中间接头，其特征是，所述铠装法兰的连接端沿圆周均匀设置有凹槽。
5.根据权利要求1所述的一种海缆中间接头，其特征是，所述接头外包覆有一层绝缘层。
6.根据权利要求1所述的一种海缆中间接头，其特征是，所述壳体部件采用电导率低于载流部件的材料制成。
7.根据权利要求1所述的一种海缆中间接头，其特征是，所述壳体部件由不锈钢制成。
8.根据权利要求1所述的一种海缆中间接头，其特征是，所述载流部件由铜条制成。
9.根据权利要求1所述的一种海缆中间接头，其特征是，所述铠装法兰与端部法兰通过螺栓连接。
10.根据权利要求1所述的一种海缆中间接头，其特征是，所述铠装法兰由铜材料制成。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU208129U1 (ru) * 2021-08-04 2021-12-06 Акционерное общество "Балтийская Кабельная Компания" Замок крепления проволок брони электрического кабеля

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CN102474090A (zh) * 2009-07-03 2012-05-23 Abb技术有限公司 用于海底电缆的接头

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