CN113725804B - 电缆以及电缆软接头及其绝缘恢复方法、模具和检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电缆领域，旨在解决现有电缆软接头新旧绝缘粘合较差的问题，提供电缆以及电缆软接头及其绝缘恢复方法、模具和检测方法。电缆软接头包括复合绝缘层，复合绝缘层包括绝缘本体和绝缘连接体；绝缘本体的对应端设置反应力锥；反应力锥的两端斜率较小，且在反应力锥处，绝缘连接体和绝缘本体之间形成粘合过渡层，粘合过渡层的构成材料介于绝缘本体和绝缘连接体之间，以使绝缘连接体和绝缘本体由粘合过渡层结合为一体。本申请的有益效果是绝缘恢复较好，粘结牢固。

Description

电缆以及电缆软接头及其绝缘恢复方法、模具和检测方法

技术领域

本申请涉及电缆领域，具体而言，涉及电缆以及电缆软接头及其绝缘恢复方法、模具和检测方法。

背景技术

在一些场合，需要通过接头连接两根电缆，以获得所需长度的整根电缆，满足供货/使用需求。

现有技术的电缆软接头结构存在新旧绝缘粘合较差，在使用过程中容易在界面处形成裂纹，增加了绝缘击穿的风险。

尤其对于海缆等特殊使用场景的电缆，可能需要承受一定的外力作用(如弯曲、拉伸)、化学作用(如海水腐蚀)，普通接头结构将更容易产生裂纹，且产生裂纹的后果也将更容易更快速地进一步发展(如在海水中发生水树反应，导致绝缘被击穿)。

发明内容

本申请旨在提供电缆以及电缆软接头及其绝缘恢复方法、模具和检测方法，以解决现有电缆软接头新旧绝缘粘合较差的问题。

本申请的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种电缆软接头，包括导体、导体屏蔽层和复合绝缘层。所述导体屏蔽层位于所述导体外周。所述复合绝缘层包括两个绝缘本体和连接两个绝缘本体的绝缘连接体。两个所述绝缘本体分别包覆于所述导体屏蔽层外周且彼此间隔相对；所述绝缘本体的对应端设置反应力锥；所述反应力锥包括靠近导体屏蔽层的第一锥区、靠近所述绝缘本体的外周面的第三锥区以及连接于所述第一锥区和所述第三锥区之间的第二锥区；并且，从所述第二锥区到所述第一锥区的方向上，所述反应力锥的切线斜率减小，从所述第二锥区到所述第三锥区的方向上，所述反应力锥的切线斜率减小。所述绝缘连接体成型于两个所述绝缘本体之间，并且，在所述反应力锥处，所述绝缘连接体和所述绝缘本体之间形成粘合过渡层，所述粘合过渡层的构成材料介于所述绝缘本体和所述绝缘连接体之间，以使所述绝缘连接体和所述绝缘本体由所述粘合过渡层结合为一体；

所述第一锥区的母线为凹向所述导体屏蔽层的第一曲线，所述第二锥区的母线为第二曲线，所述第三锥区的母线为第三曲线；所述第一曲线为凹向所述导体屏蔽层的凹曲线，其切线斜率从连接所述第二曲线一端到靠近所述导体屏蔽层一端逐渐变小，变化范围为25°至0°；所述第三曲线为凹向所述绝缘本体的外周面的凹曲线，其切线斜率从连接所述第二曲线一端到靠近所述绝缘本体的外周面一端逐渐变小，变化范围为35°至0°；

所述粘合过渡层为由所述绝缘本体和所述绝缘连接体热熔合而成，所述粘合过渡层的介电常数介于所述绝缘本体和所述绝缘连接体之间，且所述绝缘本体、所述粘合过渡层和所述绝缘连接体三者的介电常数的偏差小于5％。

本方案中的电缆软接头通过在需搭接的两电缆的绝缘本体之间成型绝缘连接体，实现了电缆的绝缘恢复。并且，本方案中，通过对反应力锥的合理设置和形成前述粘合过渡层，一方面有利于成型的绝缘连接体和电缆原来的绝缘本体之间形成粘合过渡层，使绝缘连接体和绝缘本体之间连接界面处的结构呈逐渐过渡的形式，能够很好地粘合绝缘本体和绝缘连接体，解决恢复界面形成裂缝的问题，且使绝缘恢复的界面处径向电场强度均匀无突变，减少电缆软接头的绝缘恢复在界面处失效的概率；另一方面，各锥区不同切线斜率的设置，首先增大了界面面积提高粘接牢固程度，其次该设置也更匹配电缆的电场强度设计要求，恢复界面的径向电场强度均匀，无突变。

并且，粘合过渡层为由所述绝缘本体和所述绝缘连接体热熔合而成，无需增加另外实施准备和添附粘合/结合材料的步骤，操作方便。并且直接采用所述绝缘本体和所述绝缘连接体热熔合的方式形成的粘合过渡层，容易保证该粘合过渡层的材料成分和介电常数等性能在所述绝缘本体和所述绝缘连接体之间，利于两者的过渡连接，能够有效避免两者结合处开裂。此外，通过使粘合过渡层的介电常数介于所述绝缘本体和所述绝缘连接体之间，且所述绝缘本体、所述粘合过渡层和所述绝缘连接体三者的介电常数的偏差小于5％，能使粘合过渡层的介电常数与所述绝缘本体和所述绝缘连接体的电场强度的差异或畸变较小，从而使电场强度越均匀。试验测得，对于前述偏差或畸变小于5％的情形，该部位的电场强度均匀，粘合过渡层的电场强度不小于绝缘本体和绝缘连接体击穿场强的90％。

在一种实施方式中：

所述粘合过渡层的厚度至少为1mm。优选地，粘合过渡层的厚度在1-2mm，如设置为1.2mm。

在一种实施方式中：

所述绝缘连接体的厚度大于所述绝缘本体的厚度，使所述绝缘连接体具有位于所述绝缘本体外周的外绝缘部分；所述外绝缘部分的轴向两端分别沿轴向向外延伸至贴合连接于所述绝缘本体的外周面，并且所述外绝缘部分的轴向两端分别形成应力锥。所述应力锥的形状和所述反应力锥的形状相同、朝向相反。

本申请实施例提供一种电缆，其具有至少一个前述电缆软接头。

该电缆由于采用前述电缆软接头，而能够方便控制电缆长度，且接头处绝缘性能好。

本申请实施例提供一种电缆软接头绝缘恢复方法，其用于形成前述的电缆软接头中的复合绝缘层；所述电缆软接头绝缘恢复方法包括：

对设置好所述反应力锥的两个绝缘本体的反应力锥的表面进行预热；

在两个绝缘本体之间浇注绝缘材料形成绝缘连接体；

待绝缘连接体冷却成型后，加热绝缘本体和绝缘连接体，使两者界面处发生交联；随后逐渐降温冷却，使在所述反应力锥处，所述绝缘本体和所述绝缘连接体在两者交界处形成所述粘合过渡层。

本实施例中的电缆软接头绝缘恢复方法通过预热、浇注成型、再加热交联，最后降温的步骤组合，能够使得原有绝缘本体和浇注成型的绝缘连接体之间形成深入绝缘本体一定程度的粘合过渡层，使两者的结合界面变为具有一定厚度的粘合过渡层，大大提高了两者粘合连接的可靠程度。并且，该粘合过渡层为由新浇注的绝缘材料和原绝缘本体表面一定深度的部分相融合而成，其性质介于原绝缘本体和成型的绝缘连接体之间，能够起到很好的过渡连接效果，解决恢复界面形成裂缝的问题，并避免新旧两部分绝缘之间在连接界面处的性质突变影响绝缘性能。

在一种实施方式中：

对反应力锥表面预热的预热温度控制在95-100℃,预热时间不超过5min；预热处理深度至少为1mm。

温度低于该区间将达不到预热的效果，影响粘合；温度高于该区间或时间过长会损坏界面表面的绝缘的分子结构，导致形成的粘合过渡层的介电常数、击穿场强等参数下降。此外，预热处理深度指反应力锥表面被预热到设定预热稳定的部分的最大深度。本方案设置该预热处理深度为1mm，能够使后续浇注的绝缘材料融合进入反应力锥表面的深度，确保粘合过渡层具有一定厚度，使连接更可靠，过渡更平缓。

在一种实施方式中：

对反应力锥表面预热之前，对所述反应力锥的表面进行打磨处理，将反应力锥表面打磨至不平度不大于0.02mm。

本申请实施例提供一种电缆软接头绝缘恢复模具，其能够执行前述的电缆软接头绝缘恢复方法；所述电缆软接头绝缘恢复模具包括：

内模，所述内模能够与待恢复绝缘的电缆围成浇注腔；

外模，所述外模间隔地套设于所述内模外周；所述内模和所述外模之间限定气腔；

浇注结构，所述浇注结构贯穿所述外模和所述内模并连通至所述浇注腔，用于向浇注腔内供应绝缘材料；

惰性气体注入管道，所述惰性气体注入管道连通所述气腔，用于向所述气腔供应惰性气体；

气压表，用于指示所述气腔的气压；

加热装置，连接于所述外模，用于对外模内侧加热。

该电缆软接头绝缘恢复模具能够实现绝缘材料浇注(挤出)和绝缘交联一体连续进行，避免现有的分别进行的方案界面松弛导致界面粘合不好的难题；此外，本模具还能够通过增加惰性气体保护压力，提高绝缘本体和绝缘连接体的交联程度，进一步确保粘合过渡层的厚度。

本申请实施例提供一种电缆软接头绝缘恢复检测方法，其用于检测采用前述的电缆软接头绝缘恢复方法生成的电缆软接头中的复合绝缘层；所述电缆软接头绝缘恢复检测方法包括：

在所述复合绝缘层上切取包含所述粘合过渡层的薄片，并制成哑铃片；所述哑铃片中间部位包含所述粘合过渡层；

对所述哑铃片进行拉伸，测量其断裂伸长率和断裂强度；

所述粘合过渡层处的断裂伸长率和断裂强度不小于绝缘本体的断裂伸长率和断裂强度，则绝缘恢复合格；否则不合格。

该电缆软接头绝缘恢复检测方法能够方便地检测恢复的缆软接头中的复合绝缘层，对绝缘恢复是否合格做出判断。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例中的带电缆软接头的电缆的部分示意图；

图2为图1的部分放大图；

图3为图1的带电缆软接头的电缆的反应力锥和应力锥的设计示意图；

图4为图2中反应力锥和应力锥改设为直线型时的示意图；

图5为图1的带电缆软接头的电缆的外护层为绕包带时的示意图；

图6为本申请实施例中的电缆软接头绝缘恢复方法的流程图；

图7为本申请实施例中的电缆软接头绝缘恢复模具的使用状态示意图；

图8为本申请实施例中的哑铃片的结构示意图。

主要元件符号说明：电缆10、电缆段11、电缆软接头12、导体13、导体屏蔽层14、复合绝缘层15、绝缘屏蔽层16、绕包层17、金属屏蔽层18、外护套19、导体连接区20、绝缘本体21、绝缘连接体22、反应力锥23、第一锥区24、第三锥区25、第二锥区26、粘合过渡层27、外绝缘部分28、应力锥29、第一曲线30、第二曲线31、第三曲线32、第一直线33、第二直线34、第三直线35、绕包结构36、哑铃片37、电缆软接头绝缘恢复模具38、内模39、外模40、浇注结构41、惰性气体注入管道42、气压表43、加热装置44、浇注腔45、气腔46、升降装置47、溢胶口48、导胶管49、导胶开关阀50。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

实施例

参见图1，本实施例提出一种电缆10，该电缆10由数个较短的电缆段11通过本申请实施例特殊设计的电缆软接头12连接而成。该电缆10可以为66kV交联聚乙烯绝缘海底电缆，应用于海底环境。该电缆10由于可通过电缆软接头12实现接长，因而能够用作传递距离较长的海缆等场景。

继续参见图1，本实施例中的电缆软接头12包括导体13、导体屏蔽层14和复合绝缘层15，所述导体屏蔽层14位于所述导体13外周，复合绝缘层15包附于导体屏蔽层14外周。根据需要，在复合绝缘层15外还可依次设置绝缘屏蔽层16、绕包层17、金属屏蔽层18及外护套19。下面对各层结构进行具体介绍。

(1)导体13。

两个电缆段11的导体13通过导体连接技术形成的导体连接区20导电连接。本实施例中，电缆段11的导体13及焊接材料可以是铜、铜合金、铝、铝合金等。当用作海缆时，该导体13可为阻水导体13。本实施例中的导体13连接可采用焊接连接，具体为，采用氩气+氦气混合气体保护焊接，焊接时采用分层，层内单丝分线焊接，每层导体13的焊接不在一个环形面，每层的导体13内的每一根单丝错开，单次焊接面小，焊接后热影响区域小；焊接过程采用冷却装置，焊接产生的热量及时散发，焊接后导体强度达到本体强度的95％以上。

在一些实施方式中，导体13焊接还可以采用氩氦混合气体+铜银合金丝焊接，提高导体13的体积电阻率和强度。

(2)导体屏蔽层14。

导体屏蔽层14可采用超光滑超净半导电屏蔽材料恢复。导体屏蔽层14的外表面光滑平整，无尖角颗粒焦烧。导体屏蔽层14的恢复方式可以是绕包+模具压制工艺，模具压制压力为1.0～1.6MPa，导体屏蔽层14与绝缘界面凸起小于0.08mm。

(3)复合绝缘层15。

本实施例中，所述复合绝缘层15包括两电缆段11的两个绝缘本体21和连接两个绝缘本体21的绝缘连接体22。两个所述绝缘本体21分别包覆于所述导体屏蔽层14外周且彼此间隔相对；所述绝缘本体21的对应端设置反应力锥23；所述反应力锥23包括靠近导体屏蔽层14的第一锥区24、靠近所述绝缘本体21的外周面的第三锥区25以及连接于所述第一锥区24和所述第三锥区25之间的第二锥区26；并且，从所述第二锥区26到所述第一锥区24的方向上，所述反应力锥23的切线斜率减小，变化范围为25°至0°，从所述第二锥区26到所述第三锥区25的方向上，所述反应力锥23的切线斜率减小，变化范围为35°至0°。所述绝缘连接体22成型于两个所述绝缘本体21之间，并且，在所述反应力锥23处，所述绝缘连接体22和所述绝缘本体21之间形成粘合过渡层27，粘合过渡层的构成材料介于绝缘本体和绝缘连接体之间，以使绝缘连接体和绝缘本体由所述粘合过渡层27结合为一体，可选地，所述粘合过渡层27的厚度至少为1mm，优选地，粘合过渡层的厚度在1-2mm，如设置为1.2mm。可选地，绝缘本体21和绝缘连接体22可以是相同绝缘材料或者不同绝缘材料，例如绝缘本体21和绝缘连接体22可采用交联聚乙烯(XLPE)，如此粘合过渡层27的材料也为交联聚乙烯，但是由于绝缘连接体22为后浇注成型，其构成材料的性质仍不会与先成型的绝缘本体21完全一致；例如，绝缘本体21在使用过程中被氧化或渗入其他杂质等，而使其材料和新浇注的绝缘连接体22存在一定不同，进而使两者的性能存在一定差异；该具有一定差异的绝缘连接体22和绝缘本体21之间形成的粘合过渡层27因为由绝缘连接体22和绝缘本体21相互熔合而成，其材料构成和性能介于绝缘连接体22和绝缘本体21之间，利于绝缘连接体22和绝缘本体21的可靠结合。例如，在实践中，通过控制工艺参数(如温度、时间等)，使粘合过渡层27的介电常数介于绝缘本体21和绝缘连接体22之间，且绝缘本体21、粘合过渡层27和绝缘连接体22三者的介电常数的偏差小于5％。控制介电常数的方法可以通过多次试验得到合适的如加热绝缘本体和绝缘连接体预热/交联的温度或时间等工艺参数来实现。

本方案中的电缆软接头12通过在需搭接的两电缆段11的绝缘本体21之间成型绝缘连接体22，实现了电缆10的绝缘恢复。并且，本方案中，通过对反应力锥23的合理设置和形成粘合过渡层27，一方面有利于成型的绝缘连接体22和电缆段11原来的绝缘本体21之间形成粘合过渡层27，使绝缘连接体22和绝缘本体21之间连接界面处的结构呈逐渐过渡的形式，能够很好地粘合绝缘本体21和绝缘连接体22，解决恢复界面形成裂缝的问题，且使绝缘恢复的界面处径向电场强度均匀无突变，减少电缆软接头12的绝缘恢复在界面处失效的概率；另一方面，各锥区不同切线斜率的设置，首先增大了界面面积提高粘接牢固程度，其次该设置也更匹配电缆的电场强度设计要求，恢复界面的径向电场强度均匀，无突变。此外，通过使粘合过渡层的介电常数介于绝缘本体和绝缘连接体之间，且绝缘本体、粘合过渡层和绝缘连接体三者的介电常数的偏差小于5％，能使粘合过渡层的介电常数与绝缘本体和绝缘连接体的电场强度的差异或畸变较小，从而使电场强度越均匀。试验测得，对于前述偏差或畸变小于5％的情形，该部位的电场强度均匀，粘合过渡层的电场强度不小于绝缘本体和绝缘连接体击穿场强的90％。

本实施例中，所述绝缘连接体22的厚度大于所述绝缘本体21的厚度，使所述绝缘连接体22具有位于所述绝缘本体21外周的外绝缘部分28；所述外绝缘部分28的轴向两端分别沿轴向向外延伸至贴合连接于所述绝缘本体21的外周面，并且所述外绝缘部分28的轴向两端分别形成应力锥29。所述应力锥29的形状和所述反应力锥23的形状相同、朝向相反。通过设置外绝缘部分28提高了绝缘本体21和绝缘连接体22之间的连接面积，进一步提高了连接可靠程度。

配合参见图2，本实施方式中，所述第一锥区24的母线为凹向所述导体屏蔽层14的第一曲线30，所述第二锥区26的母线为第二曲线31，所述第三锥区25的母线为第三曲线32；所述第一曲线30为凹向所述导体屏蔽层14的凹曲线，其切线斜率从连接所述第二曲线31一端到靠近所述导体屏蔽层14一端逐渐变小；所述第三曲线32为凹向所述绝缘本体21的外周面的凹曲线，其切线斜率从连接所述第二曲线31一端到靠近所述绝缘本体21的外周面一端逐渐变小。

配合参见图3，在本实施例中带有电缆软接头12的电缆10用于抗海水树海底电缆时，采用下述方法对反应力锥23进行设计：

电缆10线芯表面的电场强度En满足：

其中，rc为导体13半径，Rn为电缆软接头12半径；

电缆软接头12增加部分(即外绝缘部分28)的厚度t满足：

反应力锥23面上的轴向场强E_T满足：

反应力锥23的长度Lc满足：

其中，

对于电缆软接头12，m＝1，q＝0；

电缆软接头12的反应力锥23的长度设计为：

当然，在其他实施方式中，反应力锥23也可以根据其他现有方法设计。

继续配合参见图3，在本实施例中带有电缆软接头12的电缆10用于抗海水树海底电缆时，采用下述方法对应力锥29进行设计：

c＝1，m＝1

应力锥29长度L满足：

在其他实施方式中，参见图4，所述第一锥区24的母线为第一直线33，所述第二锥区26的母线为第二直线34，所述第三锥区25的母线为第三直线35，所述第二直线34的斜率大于所述第一直线33，所述第二直线34的斜率大于所述第三直线35。整体来看，该实施方式的反应力锥23为三段折线形。

本方案中的绝缘连接体22可采用超净型交联聚乙烯材料作为绝缘恢复，也可采用抗水树交联聚乙烯绝缘材料作为绝缘恢复。

(4)绝缘屏蔽层16。

绝缘屏蔽层16可采用超光滑超净半导电屏蔽层恢复，绝缘屏蔽与复合绝缘层15界面光滑平整，无尖角颗粒焦烧。绝缘屏蔽层16恢复方式可以是绕包+模具压制工艺，模具压制压力为1.0-1.6MPa，复合绝缘层15和绝缘屏蔽层16界面无微孔，杂质。半导电屏蔽与绝缘界面凸起小于0.08mm。

一些实施方式中，电缆10可设置为绝缘屏蔽层16直接和海水接触而不设置其他外层结构的与海水接触型电缆，此时可通过以下方法验证其寿命值：

1)制作导体13；

2)导体屏蔽层14、复合绝缘层15、绝缘屏蔽层16三层共挤形成绝缘线芯样品；

3)绝缘线芯浸海水进行交流电压试验，试验电压10U₀，时间1min；如果电压试验击穿，则应该重新制作样品；

4)样品每间隔12～15m剪断，在剪断处制作电缆软接头12；

5)将样品浸泡在水温55±5℃、浓度为3.5％的盐水中，预处理500h；

6)将第一组样品放入水温40±5℃，浓度为3.5％的盐水中，施加电压3U₀，频率500Hz，时间为3000h，随后进行交流击穿电压试验；

7)将第二组样品放入水温40±5℃，浓度为3.5％的盐水中，施加电压3U₀，频率50Hz，时间为半年，随后进行交流击穿电压试验；

8)将第三组样品放入水温40±5℃，浓度为3.5％的盐水中，施加电压3U₀，频率50Hz，时间为1年，随后进行交流击穿电压试验；

9)将第四组样品放入水温40±5℃，浓度为3.5％的盐水中，施加电压3U₀，频率50Hz，时间为2年，随后进行交流击穿电压试验；

10)将第五组样品放入水温40±5℃，浓度为3.5％的盐水中，施加电压3U₀，频率50Hz，时间为4年，随后进行交流击穿电压试验；

分别测试每一组样品的击穿场强，计算分析击穿场强的形状参数，尺寸参数。

(5)绕包层17。

绕包层17可设置为绕包带，采用双面型半导电阻水带材料间隙搭盖绕包在绝缘屏蔽层16上，体积电阻率小于1×10³Ω·cm，阻水带作为缓冲保护层和纵向阻水层。

(6)金属屏蔽层18。

金属屏蔽层18可以采用铜带、镀锡铜带、铝塑复合带、铜塑复合带搭盖绕包恢复，也可以采用圆铜线+铜带恢复。

(7)外护套19

外护套19可选用非金属护套，采用半导电型或绝缘型热塑性聚乙烯护套料直接包覆在金属屏蔽层18外部，进一步作为径向防水层和机械保护层。也可以采用自交联型护层材料包覆在金属屏蔽层18外部，增加护层的机械性能。

参见图5，在另一实施方式中，外护套19可简化设计，而使电缆软接头12外部直接绕包形成绕包结构36。绕包结构可以由铜带绕包均匀紧密，铜带外部不采用非金属塑料护层，而采用聚酯纤维加强带、氟塑料带绕包，外部海水可以直接浸入金属屏蔽层18。

配合参见图6，本申请实施例还提供一种电缆软接头绝缘恢复方法，其用于形成前述的电缆软接头12中的复合绝缘层15。所述电缆软接头绝缘恢复方法包括：

对设置好所述反应力锥23的两个绝缘本体21的反应力锥23的表面进行预热；

在两个绝缘本体21之间浇注绝缘材料形成绝缘连接体22；

待绝缘连接体22冷却成型后，加热绝缘本体21和绝缘连接体22，使两者界面处发生交联；随后逐渐降温冷却。

本实施例中的电缆软接头绝缘恢复方法通过预热、浇注成型、再加热交联，最后降温的步骤组合，能够使得原有绝缘本体21和浇注成型的绝缘连接体22之间形成深入绝缘本体21一定程度的粘合过渡层27，使两者的结合界面变为具有一定厚度的粘合过渡层27，大大提高了两者粘合连接的可靠程度。并且，该粘合过渡层27为由新浇注的绝缘材料和原绝缘本体21表面一定深度的部分相融合而成，其性质介于原绝缘本体21和成型的绝缘连接体22之间，能够起到很好的过渡连接效果，解决恢复界面形成裂缝的问题，并避免新旧两部分绝缘之间在连接界面处的性质突变影响绝缘性能。

可选地，对反应力锥23表面预热的预热温度控制在95-100℃,预热时间不超过5min；预热处理深度至少为1mm。温度低于该区间将达不到预热的效果，影响粘合；温度高于该区间或时间过长会损坏界面表面的绝缘的分子结构，导致形成的粘合过渡层27的介电常数、击穿场强等参数下降。此外，预热处理深度指反应力锥23表面被预热到设定预热稳定的部分的最大深度。本方案设置该预热处理深度为1mm，能够使后续浇注的绝缘材料融合进入反应力锥23表面的深度，确保粘合过渡层27具有一定厚度，使连接更可靠，过渡更平缓。

可选地，对反应力锥23表面预热之前，先对所述反应力锥23的表面进行打磨处理，将反应力锥23表面打磨至不平度不大于0.02mm。具体地，根据设计好的恢复界面曲线，对反应力锥23表面先采用200目粗砂打磨，然后采用1000目的中砂打磨，然后采用2000目的细砂打磨，最后采用3000目的微砂打磨，实现表面不平度不大于0.02mm。

配合参见图7，本申请实施例提供一种电缆软接头绝缘恢复模具38，其能够执行前述的电缆软接头绝缘恢复方法。

所述电缆软接头绝缘恢复模具38包括内模39、外模40、浇注结构41、惰性气体注入管道42、气压表43和加热装置44。所述内模39能够与待恢复绝缘的电缆段11围成浇注腔45。所述外模40间隔地套设于所述内模39外周；所述内模39和所述外模40之间限定气腔46。所述浇注结构41贯穿所述外模40和所述内模39并连通至所述浇注腔45，用于向浇注腔45内供应绝缘材料。所述惰性气体注入管道42连通所述气腔46，用于向所述气腔46供应惰性气体。气压表43用于指示所述气腔46的气压。加热装置44连接于所述外模40，用于对外模40内侧加热。可选地，该电缆软接头绝缘恢复模具38的内模39有相互匹配的两半构成，两半内模39分别通过升降装置47连接于外模40，以实现内模39的合拢或打开。加热装置44可以是设置在外模40的感应加热带。在内模39上还开设有溢胶口48，用于导出多余的绝缘材料。可选地，浇注结构41包括连通浇注腔45的导胶管49和设置于导胶管49上的导胶开关阀50。

该电缆软接头绝缘恢复模具38使用时，将内模39表面采用酒精处理干净，按照要求装好密封胶条(图中未示出)将模具装在两电缆段11上，按照图6所示安装模具，由惰性气体注入管道42向气腔46注入惰性气体(如氮气、氩气等)，并观察气压表43，在10min内无变化，说明密封性良好。然后放出惰性气体，调节升降装置47，使内模39与电缆段11接触并固定，将挤塑机出胶口与导胶管49相连，打开导胶开关阀50，将绝缘料注入浇注腔45内；完成浇注后，关闭导胶开关阀50和挤塑机，待绝缘连接体22冷却成型后，充入惰性气体，升高感应加热带温度，使绝缘本体21和绝缘连接体22进行交联，2小时后，逐步降低感应加热带温度，待温度降至80℃后切断电源，模具冷却后，拆除模具，并清理模具中残料。

为促使绝缘本体21与后恢复的绝缘连接体22良好粘合，增加惰性气体保护压力控制在1.4～1.8MPa,交联温度在280～340℃。密封采用的密封胶条耐温等级达到600℃～1000℃，以满足高温、高压的要求。

当然，如前文描述，在浇注前可对反应力锥23表面进行打磨和/或预热处理。

该电缆软接头绝缘恢复模具38能够实现绝缘材料浇注(挤出)和绝缘交联一体连续进行，避免现有的分别进行的方案界面松弛导致界面粘合不好的难题；此外，本模具还能够通过增加惰性气体保护压力，提高绝缘本体21和绝缘连接体22的交联程度，进一步确保粘合过渡层27的厚度。

此外，试验测得，通过上述对预热温度和时间及交联温度的的控制，可以有效地保证前述介电常数偏差范围。

本申请实施例提供一种电缆软接头绝缘恢复检测方法，其用于检测采用前述的电缆软接头绝缘恢复方法生成的电缆软接头12中的复合绝缘层15；所述电缆软接头绝缘恢复检测方法包括：

在所述复合绝缘层15上切取包含所述粘合过渡层27的薄片，并制成哑铃片37；所述哑铃片37中间部位包含所述粘合过渡层27；对所述哑铃片37进行拉伸，测量其断裂伸长率和断裂强度；所述粘合过渡层27处的断裂伸长率和断裂强度不小于绝缘本体21的断裂伸长率和断裂强度，则绝缘恢复合格；否则不合格。哑铃片37的结构可参见图8。本实施例中，哑铃片37的厚度可设置为1mm。

该电缆软接头绝缘恢复检测方法能够方便地检测恢复的缆软接头中的复合绝缘层15，对绝缘恢复是否合格作出判断。

综合以上描述，本申请实施例至少具有以下有益效果之一：

1)本申请实施例提出了一种电缆软接头12，可用于新型66kV交联聚乙烯绝缘海底电缆10，解决了工程设计大长度交付和生产过程出现工程长度变更等非计划内需要制作软接头的难题；本申请实施例的电缆软接头12解决了大长度工程应用设计技术难题；解决了产品生产过程中需要增加或减少交付长度造成前期生产浪费的难题；工厂制作电缆软接头12比现场制作软接头成本低，现场安装时间减少7～14天，降低了现场工程施工船机费用180万；

2)本申请实施例的电缆软接头12在绝缘本体21和绝缘连接体22之间形成粘结过渡层，粘结过渡层的性能介于原有的绝缘本体21和后恢复的绝缘连接体22之间，能够很好地粘合绝缘本体21和后恢复的绝缘连接体22，解决绝缘恢复界面形成裂纹的问题，连接界面强度高于绝缘本体21；

3)本申请实施例的电缆软接头12用作海底电缆时，具有抗海水树性能，允许海水直接与绝缘接触，解决了一些现有技术铅套意外破损后外部海水在压力作用下与绝缘接触降低海底电缆10寿命的难题；

4)对于采用超净型交联聚乙烯绝缘材料(不含抗水树添加剂)的方案，合理设计电缆软接头12结构并控制电缆软接头12的制作工艺实现抗海水树功能，可以打破国外对优质抗水树交联聚乙烯绝缘材料的垄断，降低成本，具有显著的经济效益。

5)一些技术中，海底电缆软接头绝缘本体21已交联，是热固性材料，后挤出恢复的材料是非交联型材料，属于热塑性材料，不同性质的材料可能会产生粘合不好，存在裂纹的风险。本申请实施例能够解决该问题。

本申请实施例提供的方案为海岛互联、海上油气平台互联，海上风电工程领域用大长度海底电缆提供一种解决方案；且一些方案不需要用到铅及铅合金，环境友好，特别适用在有环保要求的海底电缆工程。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种电缆软接头，其特征在于：

包括导体、导体屏蔽层和复合绝缘层；

所述导体屏蔽层位于所述导体外周；

所述复合绝缘层包括两个绝缘本体和连接两个绝缘本体的绝缘连接体；

两个所述绝缘本体分别包覆于所述导体屏蔽层外周且彼此间隔相对；所述绝缘本体的对应端设置反应力锥；所述反应力锥包括靠近导体屏蔽层的第一锥区、靠近所述绝缘本体的外周面的第三锥区以及连接于所述第一锥区和所述第三锥区之间的第二锥区；并且，从所述第二锥区到所述第一锥区的方向上，所述反应力锥的切线斜率减小，从所述第二锥区到所述第三锥区的方向上，所述反应力锥的切线斜率减小；

所述绝缘连接体成型于两个所述绝缘本体之间，并且，在所述反应力锥处，所述绝缘连接体和所述绝缘本体之间形成粘合过渡层，所述粘合过渡层的构成材料介于所述绝缘本体和所述绝缘连接体之间，以使所述绝缘连接体和所述绝缘本体由所述粘合过渡层结合为一体；

所述第一锥区的母线为凹向所述导体屏蔽层的第一曲线，所述第二锥区的母线为第二曲线，所述第三锥区的母线为第三曲线；所述第一曲线为凹向所述导体屏蔽层的凹曲线，其切线斜率从连接所述第二曲线一端到靠近所述导体屏蔽层一端逐渐变小，变化范围为25°至0°；所述第三曲线为凹向所述绝缘本体的外周面的凹曲线，其切线斜率从连接所述第二曲线一端到靠近所述绝缘本体的外周面一端逐渐变小，变化范围为35°至0°；

所述粘合过渡层为由所述绝缘本体和所述绝缘连接体热熔合而成，所述粘合过渡层的介电常数介于所述绝缘本体和所述绝缘连接体之间，且所述绝缘本体、所述粘合过渡层和所述绝缘连接体三者的介电常数的偏差小于5％。

2.根据权利要求1所述的电缆软接头，其特征在于：

所述粘合过渡层的厚度至少为1mm。

3.一种电缆，其特征在于：

所述电缆具有至少一个如权利要求1-2任一项所述的电缆软接头。

4.一种电缆软接头绝缘恢复方法，其特征在于，用于形成权利要求1-2任一项所述的电缆软接头中的复合绝缘层；所述电缆软接头绝缘恢复方法包括：

对设置好所述反应力锥的两个绝缘本体的反应力锥的表面进行预热；

在两个绝缘本体之间浇注绝缘材料形成绝缘连接体；

待绝缘连接体冷却成型后，加热绝缘本体和绝缘连接体，使两者界面处发生交联；随后逐渐降温冷却，使在所述反应力锥处，所述绝缘本体和所述绝缘连接体在两者交界处形成所述粘合过渡层。

5.根据权利要求4所述的电缆软接头绝缘恢复方法，其特征在于：

对反应力锥表面预热的预热温度控制在95-100℃,预热时间不超过5min；预热处理深度至少为1mm。

6.根据权利要求4所述的电缆软接头绝缘恢复方法，其特征在于：

对反应力锥表面预热之前，对所述反应力锥的表面进行打磨处理，将反应力锥表面打磨至不平度不大于0.02mm。

7.一种电缆软接头绝缘恢复模具，其特征在于，用于执行权利要求4-6任一项所述的电缆软接头绝缘恢复方法；所述电缆软接头绝缘恢复模具包括：

内模，所述内模能够与待恢复绝缘的电缆围成浇注腔；

外模，所述外模间隔地套设于所述内模外周；所述内模和所述外模之间限定气腔；

浇注结构，所述浇注结构贯穿所述外模和所述内模并连通至所述浇注腔，用于向浇注腔内供应绝缘材料；

惰性气体注入管道，所述惰性气体注入管道连通所述气腔，用于向所述气腔供应惰性气体；

气压表，用于指示所述气腔的气压；

加热装置，连接于所述外模，用于对外模内侧加热。

8.一种电缆软接头绝缘恢复检测方法，其特征在于，用于检测采用权利要求4-6任一项所述的电缆软接头绝缘恢复方法生成的电缆软接头中的复合绝缘层；所述电缆软接头绝缘恢复检测方法包括：

在所述复合绝缘层上切取包含所述粘合过渡层的薄片，并制成哑铃片；所述哑铃片中间部位包含所述粘合过渡层；

对所述哑铃片进行拉伸，测量其断裂伸长率和断裂强度；

所述粘合过渡层处的断裂伸长率和断裂强度不小于绝缘本体的断裂伸长率和断裂强度，则绝缘恢复合格；否则不合格。

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