專(zhuān)利名稱(chēng)：制造電纜接頭彈性套管的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造電纜接頭彈性套管(elastomeric sleeve)的方法。
特別是本發(fā)明涉及一種制造擠壓電纜(電力電纜)接頭彈性套管的擠壓絕緣部件的方法。
另外，本發(fā)明涉及一種用于制造電纜接頭的彈性套管的裝置，所述套管包括擠壓絕緣部件。
特別是本發(fā)明涉及一種用于制造所述彈性套管的擠壓絕緣部件的裝置。
通常，用于輸送或供給電能，尤其是用于輸送或供應(yīng)中壓或高壓電能的電纜，從電纜的內(nèi)側(cè)向外側(cè)包括金屬導(dǎo)體、內(nèi)部半導(dǎo)體層、電絕緣層、外部半導(dǎo)體層、金屬屏蔽層(通常，由鋁、鉛或銅制成)和外部聚合物護(hù)套(polymeric sheath)。預(yù)定順序金屬導(dǎo)體、內(nèi)部半導(dǎo)體層、絕緣層和外部半導(dǎo)體層通常以術(shù)語(yǔ)“電纜芯”而著稱(chēng)。
為了在規(guī)定長(zhǎng)度部分將兩根如單芯型的電纜連接在一起，則要?jiǎng)冸x兩根電纜的端部，以便以交錯(cuò)的方式露出其構(gòu)成部件。
在兩根多芯電纜之間進(jìn)行連接操作時(shí)，例如雙芯或三芯電纜，要對(duì)每一電纜的各個(gè)單相重復(fù)迄今所述的程序。
在剝離步驟之后，連接操作包括在首尾相連設(shè)置的電纜導(dǎo)體之間形成電氣連接的步驟和設(shè)置彈性套管來(lái)安裝并緊固在所述電纜連接端上的步驟。
優(yōu)選的是，通過(guò)焊接或使用壓夾(compression clamp)或其他類(lèi)似物來(lái)形成電氣連接。
通常，所述彈性套管具有在中心部基本為圓柱形并且在其端部為平截頭圓錐形的形式，以便在相連接的電纜和該套管本身之間形成最佳的機(jī)械連接。
彈性套管包括多個(gè)用于恢復(fù)第一電纜部分的外露層和第二電纜部分的對(duì)應(yīng)外露層之間的電連接和機(jī)械連接的徑向重疊部件。
從其最內(nèi)部分開(kāi)始，所述彈性套管通常包括·通常已知術(shù)語(yǔ)為“電極”的電場(chǎng)控制部件；·圍繞所述電極的電絕緣部件，以及·至少一個(gè)徑向設(shè)在所述電絕緣部件外部的半導(dǎo)體部件。
電極是配電部件，其通常為管狀外殼，設(shè)在電纜連接端的相應(yīng)之處并且部分覆蓋其絕緣層。電極通常由半導(dǎo)體材料制成并且以恒電壓產(chǎn)生一種法拉第籠(Faraday cage)來(lái)消除由于電極的形狀不規(guī)則造成的影響。
彈性套管的半導(dǎo)體部件具有連接電纜外部半導(dǎo)體層的作用，因此可以恢復(fù)所述電纜的所述第一和第二部分的外部半導(dǎo)體層的連續(xù)性。
通常，半導(dǎo)體部件包括兩個(gè)杯形應(yīng)力控制屏蔽層(stress controlscreen)和一個(gè)絕緣屏蔽層(insulation screen)，應(yīng)力控制屏蔽層位于所述電絕緣部件的軸向端，絕緣屏蔽層則圍繞電絕緣部件并設(shè)在所述的應(yīng)力控制屏蔽層之間。
通常，彈性套管單獨(dú)制造和提供，在彈性膨脹的條件下裝在由剛性塑料制成的中空管狀支撐件上，該支撐件可依次取下，以便使套管彈性收縮并夾緊連接區(qū)的電纜部分。
該支撐件可通過(guò)如帶狀部件獲得，該帶狀部件螺旋纏繞，以形成多個(gè)固定在一起的相鄰螺旋，以便在所述帶狀部件的自由端部上施加拉力時(shí)，管狀支撐件能夠由于螺旋的逐漸分離而瓦解，從而使得套管正確定位。該套管為冷收縮型。所述支撐件的實(shí)施例，例如在代表本申請(qǐng)人的文獻(xiàn)EP-541,000；EP-735,639；EP-547,656；EP-547,667中有所描述。
另一方面，套管可以由熱收縮材料制成，由此制成所謂的熱收縮套管，例如在文獻(xiàn)US-4,383,131中有描述。
換句話(huà)說(shuō)，如在代表本申請(qǐng)人的文獻(xiàn)EP-149,032中所描述的，套管可以通過(guò)剛性管狀支撐件定位，該支撐件的空腔具有大于要連接的兩根電纜外部尺寸的徑向尺寸，其與包括剛性板和桿件的裝置相配合，所述剛性板和桿件的作用是使管狀支撐件的外表面和套管的空腔之間相互滑動(dòng)，以便在兩根電纜接合區(qū)的相應(yīng)之處使套管產(chǎn)生均勻的徑向收縮。
因此，連接操作包括在上面所述電纜導(dǎo)體電氣連接步驟之前將裝在管狀支撐件上的套管插入到其中一根電纜要連接的端部上的步驟。
依次將套管置于接合區(qū)相應(yīng)之處再將管狀支撐件取下。
此外，因?yàn)橥ǔ＝宇^還包括用于恢復(fù)要接合的電纜金屬屏蔽層的部件，故連接操作還包括施加金屬帶如鍍錫銅帶的步驟，該金屬帶從一根電纜第一部分的外露金屬屏蔽層開(kāi)始而在另一根電纜第二部分的外露金屬屏蔽層中止。
最后，因?yàn)榻宇^通常還包括適于恢復(fù)電纜外部機(jī)械保護(hù)的外部聚合物護(hù)套，故連接操作還包括在上述套管的外部徑向位置將所述護(hù)套裝在接合區(qū)的步驟，以便防止接頭的內(nèi)層部件與外部的濕氣和/或水接觸。
所述護(hù)套可以是熱收縮型或者冷收縮彈性型或者可通過(guò)帶成型步驟得到，該步驟也可與使用合適的膠粘密封劑(mastic sealant)相結(jié)合。
如果所述護(hù)套是熱收縮型或者是冷收縮彈性型，所述裝配步驟則包括將所述護(hù)套插入到要接合的所述電纜中一根的一端上的步驟，所述步驟在裝有彈性套管的管狀支撐件的定位和電纜導(dǎo)體之間的電氣連接形成之前。
根據(jù)另外的操作方法，接合電纜的外部機(jī)械保護(hù)的恢復(fù)也可通過(guò)使用幾個(gè)護(hù)套，例如設(shè)置3個(gè)實(shí)現(xiàn)，使得一對(duì)護(hù)套裝到上面所述接頭的平截頭圓錐部分，而另外一個(gè)護(hù)套裝到所述接頭的基本圓柱形部分上。
用于制造接頭的方法，例如在代表本申請(qǐng)人的文獻(xiàn)EP-379,056；EP-393,495；EP415,082；EP199,742以及EP-422,567中有所描述。
文獻(xiàn)JP10224937中公開(kāi)了一種用于在兩根電纜接合區(qū)相應(yīng)之處獲得接頭的電絕緣部件的方法。所述方法包括在所述接合區(qū)對(duì)其中設(shè)置配有高壓屏蔽電極的電氣連接電纜后，將塑性材料注射到金屬模型中的步驟，以及模制所述絕緣部件的步驟。所述方法還包括切割由所述模制步驟獲得的圓柱形塊狀構(gòu)件端部，以便使絕緣部件具有特定形狀(即平截頭圓錐形)。
用于解決擠壓模制接頭的絕緣部件的技術(shù)方案，例如在文獻(xiàn)JP8280115；JP3280374；JP5292624；JP3167773；JP5859030；JP5859029；JP5859027；US-4,377,547；US-4,241,004；US-3,846,578中有所描述。根據(jù)所述文獻(xiàn)，擠壓方法包括將絕緣材料注射到具有所需絕緣部件形狀的模腔中的步驟。例如，文獻(xiàn)JP8280115和JP3280374公開(kāi)了壓力調(diào)節(jié)閥的使用，因此，在模腔中可以獲得均勻的壓力分布并且防止絕緣材料內(nèi)部空隙的形成。文獻(xiàn)JP5292624公開(kāi)了配有多個(gè)注射孔的金屬壓模，所述孔根據(jù)模型的縱向預(yù)定間距設(shè)置。
文獻(xiàn)US-3,880,557公開(kāi)了一種適于模制用于電氣連接兩根電纜，優(yōu)選為兩根高壓電纜接頭的絕緣部件的裝置。所述裝置包括上板和下板，所述上下板分別配有限定模腔的上下模型，絕緣材料流經(jīng)上板具有的注射單元導(dǎo)入到所述模腔內(nèi)。
因?yàn)榻^緣材料中的一些缺陷，如不均勻性或截留的空氣都能在接頭的絕緣部件內(nèi)部形成微空穴，因此接頭絕緣部件的制造尤其關(guān)鍵。所述缺陷會(huì)使所述絕緣材料的電強(qiáng)度下降，從而在接頭絕緣部件中形成放電的可能性會(huì)顯著增加。結(jié)果在接頭使用期間絕緣部件被擊穿的危險(xiǎn)也顯著增加。
另外，由于所述缺陷降低了絕緣材料的電強(qiáng)度，因而接頭的絕緣部件可能在電場(chǎng)梯度低于該絕緣材料自身可以承受的期望值時(shí)而被擊穿。
所述的情況是危險(xiǎn)的，尤其在認(rèn)為是高壓接頭的情況下。事實(shí)上，因?yàn)楦邏航宇^通常就是高電場(chǎng)梯度并且絕緣部件的厚度大，所以被擊穿的危險(xiǎn)尤其高，所述危險(xiǎn)隨著絕緣部件的厚度增加，為此，接頭隨著最大電壓而設(shè)計(jì)。
本技術(shù)領(lǐng)域人所共知，在接頭上引發(fā)的放電通常大部分發(fā)生在位于其頂端附近的電極的軸向端，這里電場(chǎng)的通量線(xiàn)(flux line)密度特別高，并且形成最大的電場(chǎng)梯度。
圖23部分示出電場(chǎng)的通量線(xiàn)100在電極300頂端200附近的典型分布情況。
根據(jù)所述的分布可以預(yù)測(cè)，在接頭絕緣材料中形成的放電路徑沿著電場(chǎng)梯度的方向，因此是垂直于電場(chǎng)通量線(xiàn)的，因?yàn)檫@代表放電可能達(dá)到的最短路徑。
然而，本申請(qǐng)人已注意到，放電路徑通常不沿著所述計(jì)算的路徑，而是更復(fù)雜的路徑。事實(shí)上，本申請(qǐng)人已注意到，對(duì)放電路徑顯著影響的是存在于絕緣材料中的一些缺陷。
因?yàn)檫@意味著放電向絕緣材料的最大缺陷區(qū)移動(dòng)并由此彈性套管的絕緣部件被擊穿可能在(甚至是)電壓顯著低于期望值時(shí)發(fā)生，所以這種情況特別危險(xiǎn)。
本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，該現(xiàn)象與用于制造絕緣部件的擠壓方法相關(guān)。
尤其是本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，該現(xiàn)象與根據(jù)絕緣材料被導(dǎo)入用于制造所述絕緣部件模型中的方法相關(guān)。
如上所述，結(jié)合已知現(xiàn)有技術(shù)中用于制造彈性套管絕緣部件的方法，絕緣材料通常經(jīng)過(guò)至少一個(gè)入口導(dǎo)入(通過(guò)擠壓或注射)模型中，這里電極和應(yīng)力控制屏蔽層已經(jīng)預(yù)先置于芯軸上。
根據(jù)所述方法，進(jìn)入模型的每一部分絕緣材料都通過(guò)連續(xù)部分的推動(dòng)作用向其中前進(jìn)，直到模型填滿(mǎn)完成。換句話(huà)說(shuō)，最先導(dǎo)入模型中的絕緣材料由經(jīng)過(guò)模型的一個(gè)或多個(gè)入口連續(xù)進(jìn)入其內(nèi)的絕緣材料沿所述模型推進(jìn)。
由于在連續(xù)時(shí)間t＞t0連續(xù)絕緣材料部分進(jìn)入模型中，所以在給定時(shí)間t0進(jìn)入模型中的絕緣材料部分產(chǎn)生流程線(xiàn)(flow line)，因?yàn)檠啬Ｐ颓斑M(jìn)部分的速度在模型、電極和芯軸的壁相應(yīng)之處低于包含在模型、電極和芯軸壁之間的中心區(qū)相應(yīng)之處部分的速度，所以所述流程線(xiàn)變成基本呈拋物線(xiàn)形狀。
本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，放電路徑優(yōu)選是沿著一條或多條所述流程線(xiàn)或是沿著兩條或者多條所述流程線(xiàn)的焊接區(qū)。如本技術(shù)領(lǐng)域中人所共知，正在前進(jìn)的熔體前部無(wú)論何時(shí)相遇焊接線(xiàn)總會(huì)形成(例如參見(jiàn)“聚合物加工原理”，Zehev Tadmor，Costas G.Gogos-Wiley-IntersciencePublication，1979，第594頁(yè))。
另外，本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，上述用絕緣材料填充模型以獲得彈性套管電絕緣部件的方法在絕緣材料內(nèi)引起顯著的各向異性。所述各向異性至少部分是由于下述事實(shí)引起的，即通過(guò)在連續(xù)瞬間進(jìn)入模型的絕緣材料部分使絕緣材料的每一部分沿模型前進(jìn)。眾所周知，由于流量條件引起的分子取向，橡膠產(chǎn)品可呈現(xiàn)其物理性能的各向異性和不均勻性(例如參見(jiàn)“腈橡膠中模型—流量引發(fā)的各向異性”，W.V.Chang，P.H.Yang，R.Salovey-橡膠化學(xué)和工藝第54卷-1981年5/6月，n.2，第449頁(yè))。
在彈性套管的電絕緣部件使用條件期間，各向異性是特別危險(xiǎn)的。而且，因?yàn)橥ㄟ^(guò)在將絕緣材料填入模型的步驟之后立即進(jìn)行固化的步驟，使得以前形成的各向異性仍在絕緣材料中保持“凍結(jié)”，所以這種各向異性不能調(diào)節(jié)或者至少部分不能減少。
因此，本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，將絕緣材料填入模型的步驟顯著影響到電纜接頭的絕緣部件被擊穿的危險(xiǎn)。
特別是本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，在用絕緣材料填充模型期間，為了基本上避免形成所述各向異性并由此減少?gòu)椥蕴坠鼙粨舸┑奈ｋU(xiǎn)，絕緣材料向模型中的輸送必須盡可能均勻。
更加特別的是本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，通過(guò)避免由連續(xù)瞬間進(jìn)入模型的絕緣材料部分使每一部分的絕緣材料沿著模型壁推進(jìn)來(lái)進(jìn)行模型的填充可以顯著減少所述各向異性的形成。本申請(qǐng)人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，這是特別危險(xiǎn)的，尤其是在電極軸向端附近，在該處電場(chǎng)梯度到達(dá)其最大值，并且在填充步驟一開(kāi)始進(jìn)給的絕緣材料和在連續(xù)瞬間進(jìn)給的絕緣材料之間的不均勻性非常高。
本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)以這樣的方式，即進(jìn)入模型的每一部分絕緣材料都重疊前一瞬間進(jìn)入模型的絕緣材料部分以實(shí)施填充模型的步驟，可基本避免或者至少顯著減少所述各向異性的形成。這樣，進(jìn)入模型中的最后材料具有與先前導(dǎo)入模腔內(nèi)的材料相同的熱量和流變史。
更詳細(xì)地，為了避免上述各向異性的形成，本申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，填充模型以獲得彈性套管絕緣部件的步驟必須動(dòng)態(tài)進(jìn)行，即在導(dǎo)入所述模型的步驟期間，電極和應(yīng)力控制屏蔽層設(shè)在支撐部件上(例如芯軸)。
實(shí)際上，根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)，填充模型的步驟通過(guò)將絕緣材料擠壓或注射到模型中靜態(tài)完成，在模型中靜態(tài)裝有彈性套管的電極和應(yīng)力控制屏蔽層，以使進(jìn)入模型的所述絕緣材料逐漸填充包含在模型壁、所述電極壁、支撐部件壁以及應(yīng)力控制屏蔽層壁之間的空間。
相反，根據(jù)本發(fā)明，因?yàn)樵谒鲋尾考斑M(jìn)到模型中時(shí)，絕緣材料進(jìn)給到模型，以便使絕緣材料逐漸填充在模型壁和裝有電極和應(yīng)力控制屏蔽層的支撐部件壁之間限定的自由空間，所以填充模型的步驟是以動(dòng)態(tài)方式進(jìn)行的。
因此，根據(jù)本發(fā)明，進(jìn)入模型的每一部分絕緣材料都均勻地分布在模型的基本橫截面上，并且重疊已存在于模型中的絕緣材料部分，從而避免對(duì)絕緣材料部分的任何推動(dòng)作用，并由此避免產(chǎn)生任何機(jī)械/熱應(yīng)力。結(jié)果，有利地避免或是顯著減少上述流程線(xiàn)的形成。
因此，在第一方面本發(fā)明涉及一種用于制造電纜接頭彈性套管的方法，所述套管包括·電場(chǎng)控制部件；·圍繞所述電場(chǎng)控制部件的電絕緣部件，以及·設(shè)在所述電絕緣部件軸向端的至少兩個(gè)應(yīng)力控制屏蔽層，所述方法包括步驟·在支撐部件上設(shè)置所述電場(chǎng)控制部件和所述應(yīng)力控制屏蔽層；·將所述支撐部件導(dǎo)入用于模制所述電絕緣部件的模型中，所述電絕緣部件由電絕緣材料制成；·用所述電絕緣材料填充所述電場(chǎng)控制部件徑向外部空間和包含在所述電場(chǎng)控制部件和所述應(yīng)力控制屏蔽層之間的空間，所述填充步驟在所述導(dǎo)入步驟期間進(jìn)行，以及·固化所述電絕緣材料，以獲得所述彈性套管的所述電絕緣部件。
優(yōu)選的是，該支撐部件移動(dòng)進(jìn)入所述模型中，并且相對(duì)于所述模型同軸地插入。
更優(yōu)選的是，所述支撐部件沿基本垂直方向移入模型內(nèi)。這樣做時(shí)，因?yàn)橛媒^緣材料填充模型的步驟是配合支撐部件在模型內(nèi)前進(jìn)進(jìn)行的，所述前進(jìn)通過(guò)支撐部件垂直進(jìn)入模型進(jìn)行，所以使得進(jìn)入模型中的絕緣材料每一部分都重疊在前一瞬間進(jìn)入的絕緣材料部分上。因?yàn)榻^緣材料的每一部分只是重疊在先前進(jìn)入模型的部分上，而且這種附著不會(huì)引起或顯著減少模型填充期間絕緣材料內(nèi)部流程線(xiàn)的形成，所以這是特別有益的。
優(yōu)選的是，用絕緣材料填充模型的步驟包括擠壓所述絕緣材料的步驟。另一方面，用絕緣材料填充模型的步驟包括注射絕緣材料的步驟。
根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例，絕緣材料沿第一方向填充到模型中，而支撐部件沿基本上垂直于所述第一方向的第二方向?qū)氲剿瞿Ｐ椭?。所述第二方向?yōu)選為基本垂直方向。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，絕緣材料沿與支撐部件導(dǎo)入到模型中的方向一致的方向填充到模型中，即絕緣材料沿與前進(jìn)到模型中的支撐部件相同的方向填充到模型中。根據(jù)所述實(shí)施例，用絕緣材料填充模型和將支撐部件導(dǎo)入到模型中可以以相同或相反的方向(verse)進(jìn)行。
根據(jù)本發(fā)明，用絕緣材料填充模型的步驟包括將所述絕緣材料均勻分布在所述模型橫截面上的步驟。為了獲得均勻的模型填充以使進(jìn)入模型的絕緣材料填滿(mǎn)電極周?chē)桶谠撾姌O、支撐部件和應(yīng)力控制屏蔽層之間的自由空間又在絕緣材料中不引起機(jī)械/熱應(yīng)力，所述情況是非常重要的。
根據(jù)本發(fā)明，用絕緣材料填充模型的步驟與用所述絕緣材料必須填充、和圍繞電極并包含在電極、支撐部件和應(yīng)力控制屏蔽層之間的自由空間的容積相關(guān)。
更詳細(xì)地，因?yàn)槭寡b有電極和應(yīng)力控制屏蔽層的支撐部件前進(jìn)到模型中，同時(shí)在所述支撐部件前進(jìn)期間絕緣材料的進(jìn)入保持不變，所以面對(duì)絕緣材料入口的自由空間容積在支撐部件前進(jìn)過(guò)程中是變化的。
因此，為了完全并均勻地填充所述容積，考慮到其變化，所述填充步驟可以通過(guò)保持要進(jìn)給到模型中的絕緣材料的流量基本恒定和改變支撐部件的前進(jìn)速度來(lái)進(jìn)行。根據(jù)所述使用條件，當(dāng)面對(duì)入口的自由空間容積減少時(shí)，要使支撐部件的前進(jìn)速度增加。這是由于，因?yàn)榻^緣材料的流量在填充步驟期間保持基本恒定，所以支撐部件的較高速度為填充絕緣材料提供更大自由空間。相反，當(dāng)面對(duì)入口的自由空間容積增大時(shí)，要使支撐部件的前進(jìn)速度減小，以便能提供更大量的絕緣材料。
另一方面，填充步驟可以通過(guò)保持支撐部件的前進(jìn)速度基本恒定和相對(duì)于上述容積變化改變要進(jìn)給到模型中的絕緣材料流量來(lái)進(jìn)行。因此，根據(jù)所述使用條件，當(dāng)面對(duì)入口的自由空間容積增大時(shí)，要使絕緣材料的流量也增加。這是由于，因?yàn)橹尾考那斑M(jìn)速度在填充步驟期間保持基本恒定，所以要填充絕緣材料較大的自由空間需要為此提供較高的絕緣材料流量。相反，當(dāng)面對(duì)入口的自由空間容積減小時(shí)，要使絕緣材料的流量減小，以便提供較低量的絕緣材料。
本發(fā)明的方法還包括固化絕緣材料獲得彈性套管絕緣部件的步驟。所述固化步驟在填充步驟結(jié)束，支撐部件完全導(dǎo)入到模型中時(shí)進(jìn)行。固化步驟根據(jù)本領(lǐng)域中已知的任何方法通過(guò)提供用于使所述絕緣材料交聯(lián)的合適熱量進(jìn)行。
本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步包括固化的絕緣材料冷卻步驟。
本發(fā)明的方法可以進(jìn)一步包括將支撐在支撐部件上的彈性套管從所述模型中移出的步驟和依次將所述彈性套管從所述支撐部件上釋放的步驟。
在另一方面，本發(fā)明涉及一種用于制造電纜接頭彈性套管的裝置，所述套管包括·電場(chǎng)控制部件；·圍繞所述電場(chǎng)控制部件的電絕緣部件，以及·設(shè)在所述電絕緣部件軸向端的至少兩個(gè)應(yīng)力控制屏蔽層，所述裝置包括·用于夾持和移動(dòng)支撐部件的夾緊操作裝置，該支撐部件配有所述電場(chǎng)控制部件和所述兩個(gè)應(yīng)力控制屏蔽層；·用于定位模型的托架(housing)，該模型用于模制所述電絕緣部件；·用于將所述支撐部件導(dǎo)入所述模型的控制單元。
現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述，其中

圖1示出兩根電纜接合區(qū)的部分軸向截面的示意側(cè)視圖；圖2到4示出與用絕緣材料填充模型步驟有關(guān)的連續(xù)操作條件的示意圖，用于根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例制造彈性套管的絕緣部件；圖5到10示出與用絕緣材料填充模型步驟有關(guān)的連續(xù)操作條件的示意圖，用于根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例制造彈性套管的絕緣部件；圖11到17示出與用絕緣材料填充模型步驟有關(guān)的連續(xù)操作條件的示意圖，用于根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例制造彈性套管的絕緣部件；圖18示出用于根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例制造彈性套管絕緣部件的裝置部分橫截面示意側(cè)視圖；圖19到21示出用于根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例制造彈性套管絕緣部件的裝置部分橫截面示意前視圖，所述裝置示出在其不同和連續(xù)操作條件下的情況；圖22示出由本發(fā)明獲得的彈性套管部分橫截面的縱向示意圖，以及圖23部分示出在電極頂端相應(yīng)之處電場(chǎng)通量線(xiàn)的分布。
為了使描述簡(jiǎn)單，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)于相似或相同的部件。
在本說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)高壓是指等于或高于45kv的電壓(在本領(lǐng)域中有時(shí)也用于甚高壓來(lái)定義高于大約150或220kv和到500kv或更高的電壓)；使用術(shù)語(yǔ)中壓是指一般大約10到大約45kv的電壓，而術(shù)語(yǔ)低壓是指低于10kv一般大于100V的電壓。
在圖1中，附圖標(biāo)記10表示一對(duì)單芯型電纜11、12電氣連接的接頭。
如上所述，接頭10通過(guò)將所述電纜11、12的端部同軸相互面對(duì)設(shè)置獲得，所述電纜端部以交錯(cuò)方式逐漸剝離其相關(guān)包覆層，該包覆層構(gòu)成預(yù)定部分露出的相應(yīng)導(dǎo)體13、14的部分。
通過(guò)對(duì)每根電纜在給定長(zhǎng)度上依次露出絕緣層15、16，外部半導(dǎo)體層17、18，金屬屏蔽層(圖1中未示出)和外部聚合物護(hù)套19、20，以去除所述電纜11、12的包覆層。內(nèi)部半導(dǎo)體層(圖1中未示出)徑向位于絕緣層的內(nèi)部，其不必以交錯(cuò)方式去除。
對(duì)每根導(dǎo)體13、14露出的端部進(jìn)行首尾相連的電氣連接和機(jī)械連接，例如通過(guò)金屬部件21(例如壓夾)或者通過(guò)焊接區(qū)(未示出)。
接合區(qū)由彈性套管25覆蓋，該彈性套管在電纜11、12相互連接之前滑動(dòng)裝到其中一根電纜的一端，并且一旦導(dǎo)體13、14的電氣連接和機(jī)械連接完成之后便依次置于所述接合區(qū)上。
套管25包括半導(dǎo)體電極26，該半導(dǎo)體電極置于接合區(qū)相應(yīng)之處，至少部分與電纜11、12的絕緣層15、16相接觸。
套管25還包括其內(nèi)部嵌有所述電極26的絕緣部件27，所述絕緣部件軸向延伸，以便與所述絕緣層15、16的大部分相接觸。
套管25還包括半導(dǎo)體部件28和絕緣屏蔽層29，所述半導(dǎo)體部件28包括兩個(gè)杯型應(yīng)力控制屏蔽層28a、28b。
應(yīng)力控制屏蔽層28a、28b具有傳遞電場(chǎng)的功能，它們部分接觸電纜11、12的絕緣層15、16和外部半導(dǎo)體層17、18。
由半導(dǎo)體材料制成的絕緣屏蔽層29與應(yīng)力控制屏蔽層28a、28b電氣連接，以便恢復(fù)電纜11、12的半導(dǎo)體層在接合區(qū)的連續(xù)性。
如上所述，所述套管25通過(guò)使用已知任何技術(shù)，例如通過(guò)可拆支撐部件置于接合區(qū)相應(yīng)之處，以便形成絕緣層15、16外露部分的覆蓋層。
圖2到4示意示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例用絕緣材料填充模型制造彈性套管絕緣部件的步驟。
更詳細(xì)地，圖2到4示出部分縱截面的示意前視圖，描述某些在不同和連續(xù)瞬間所述填充步驟的操作條件。
參照?qǐng)D2，示出配有電極26和兩個(gè)應(yīng)力控制屏蔽層28a、28b的支撐部件30(例如芯軸)，只要導(dǎo)入步驟一開(kāi)始便被導(dǎo)入模型31中。
根據(jù)本發(fā)明的所述第一實(shí)施例，模型31是設(shè)有側(cè)壁31a、第一開(kāi)口端31b和第二封閉端的管狀部件，該第一開(kāi)口端適于將支撐部件30導(dǎo)入模型中，而第二封閉端則設(shè)有底壁31c。
兩個(gè)應(yīng)力控制屏蔽層28a、28b分別通過(guò)兩個(gè)夾持部件32a、32b同軸固定到支撐部件30上。所述夾持部件32a、32b優(yōu)選由金屬制成，它們是所述應(yīng)力控制屏蔽層28a、28b的外殼。
另外，在支撐部件30的一端，即在不進(jìn)入模型31的一端，支撐部件還配有與在導(dǎo)入步驟結(jié)束進(jìn)入模型31的夾持部件32a鄰接的板33。所述板33主要具有在支撐部件30完全導(dǎo)入模型33內(nèi)時(shí)將其封閉的功能。
如圖2所示，支撐部件30和模型31置于基本垂直方向并同軸設(shè)置(如X-X軸所示)。
根據(jù)本發(fā)明的所述第一實(shí)施例，模型開(kāi)口端31b設(shè)有適合用絕緣材料35(在圖3和4中示出)進(jìn)給模型31的環(huán)形通道34。
通道34與進(jìn)給導(dǎo)管36相連接，該導(dǎo)管用來(lái)將絕緣材料35進(jìn)給到模型31中。
進(jìn)給導(dǎo)管36優(yōu)選與一個(gè)或多個(gè)用于獲得絕緣材料36的擠壓機(jī)(未示出)相連。另一方面進(jìn)給導(dǎo)管36與一個(gè)或多個(gè)注射器(未示出)相連。
通道34優(yōu)選呈環(huán)形。
通道34優(yōu)選與支撐部件30同軸。
通道34的平伏平面(equatorial plane)優(yōu)選基本垂直于支撐部件進(jìn)入模型31的前進(jìn)方向(用箭頭A表示)。
另外，環(huán)形通道34設(shè)有通道34與模型內(nèi)部容積(即空腔)流體連通的狹縫37。該狹縫37具有將進(jìn)入進(jìn)給導(dǎo)管36中的絕緣材料35分送到模型31橫截面上的功能。
相對(duì)于通道34的平伏平面，狹縫37優(yōu)選設(shè)在所述通道的徑向圓周內(nèi)側(cè)面。
所述狹縫優(yōu)選連續(xù)設(shè)在通道的整個(gè)圓周側(cè)面上。
所述狹縫的尺寸優(yōu)選沿通道的所述徑向圓周內(nèi)側(cè)面變化。更詳細(xì)地，所述狹縫的橫向尺寸，即狹縫垂直于通道平伏平面的平面尺寸(所述橫向尺寸限定進(jìn)給到模型中的絕緣材料數(shù)量)在進(jìn)給導(dǎo)管36附近達(dá)到其最小值，而在離開(kāi)進(jìn)給導(dǎo)管時(shí)增大，在與所述進(jìn)給導(dǎo)管位置完全相反的位置相應(yīng)之處達(dá)到其最大值。
在圖3中，示出部分導(dǎo)入模型31中的支撐部件30，即圖3示出在與圖2所示的連續(xù)瞬間將支撐部件導(dǎo)入模型的步驟和用絕緣材料填充模型的步驟。
更詳細(xì)地，圖3示出絕緣材料35進(jìn)入進(jìn)給導(dǎo)管36(如箭頭B所示)，填充環(huán)形通道34以及由于狹縫37的存在，因而填充模型，即由模型內(nèi)壁、電極26壁、應(yīng)力控制屏蔽層28a、28b壁和支撐部件30壁限定的自由容積。
在圖4中，示出在導(dǎo)入步驟和填充步驟結(jié)束時(shí)，支撐部件30完全導(dǎo)入模型31中，上述自由容積已經(jīng)被絕緣材料35完全填滿(mǎn)。
圖4還示出板33是怎樣與模型開(kāi)口端31b相互機(jī)械作用來(lái)適當(dāng)?shù)胤忾]模型31的。
支撐部件30沿X-X方向?qū)肽Ｐ?1優(yōu)選是通過(guò)將支撐部件向下(箭頭A)移動(dòng)到模型內(nèi)來(lái)完成的。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)入步驟是通過(guò)將支撐部件向上移動(dòng)到模型內(nèi)來(lái)完成的，即它們相對(duì)于圖2-4中所示旋轉(zhuǎn)180°。
圖5到10示意示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例用絕緣材料填充模型制造彈性套管絕緣部件的步驟。
更詳細(xì)地，圖5到10示出部分縱截面的示意前視圖，描述某些在不同和連續(xù)瞬間所述填充步驟的操作條件。
根據(jù)所述第二實(shí)施例，模型設(shè)有用于將絕緣材料導(dǎo)入模腔中的輸送器。因此，該模型具有兩個(gè)不同的功能a)將絕緣材料輸送到模型內(nèi)；b)將用于模制彈性套管絕緣部件的支撐部件(沿箭頭A方向前進(jìn))接收到其內(nèi)部容積內(nèi)。這意味著，根據(jù)所述實(shí)施例，絕緣材料的輸送和模制步驟都由同一裝置40完成，該裝置40作為輸送器和模型工作。
更詳細(xì)地，裝置40(見(jiàn)圖5)包括基本為管狀的第一部件41，在使用條件下，該部件置于垂直方向并設(shè)置成可將支撐部件30同軸接收在其內(nèi)部。
第一部件41，即模型包括側(cè)壁41a、適于導(dǎo)入支撐部件30的開(kāi)口端41b和設(shè)有杯型底壁41c的封閉端。
另外，裝置40包括基本為管狀的第二部件42，該部件同軸圍繞所述第一部件41，以便在所述第一和第二部件之間獲得用于將絕緣材料35輸送到模型中的間隙43。
所述第二部件42，即輸送器包括側(cè)壁42a，適于導(dǎo)入支撐部件30的開(kāi)口端42b和開(kāi)口的杯型底端42c，該杯型底端與用于將絕緣材料35進(jìn)給到模型41中的進(jìn)給導(dǎo)管44相連。
進(jìn)給導(dǎo)管44優(yōu)選與一個(gè)或多個(gè)擠壓機(jī)(未示出)相連。另一方面，進(jìn)給導(dǎo)管44與一個(gè)或多個(gè)注射器(未示出)相連。
在圖6中示出部分導(dǎo)入模型41的支撐部件30，并且包含在模型41內(nèi)壁、應(yīng)力控制屏蔽層28b壁和支撐部件30壁之間的空間隨時(shí)可以填充進(jìn)入進(jìn)給導(dǎo)管44的絕緣材料35，如箭頭C所示。
在圖6中，絕緣材料35正在沿間隙43移動(dòng)(如箭頭D所示)并且逐漸將其填滿(mǎn)。
根據(jù)所述第二實(shí)施例，進(jìn)給導(dǎo)管44，并由此與其連接的擠壓或注射裝置設(shè)在模型41的底端41c。而且，由于這種構(gòu)型，模型41的底端41c呈杯型是有利的，以使通過(guò)進(jìn)給導(dǎo)管44進(jìn)入的絕緣材料可以均勻地分布到間隙43內(nèi)。
圖7系指相對(duì)于圖6所示使用條件在連續(xù)瞬間的使用條件，描述絕緣材料35在包含在模型41內(nèi)壁、應(yīng)力控制屏蔽層28b壁和支撐部件30壁之間的空間的填充。
圖7清楚示出，當(dāng)輸送器42完全填滿(mǎn)絕緣材料時(shí)，由于模型壁相對(duì)于輸送器壁具有不同的縱向延伸，所以絕緣材料開(kāi)始填充模型41。實(shí)際上，因?yàn)槟Ｐ捅诘目v向延伸小于輸送器壁的縱向延伸，所以絕緣材料溢到模型41中。因此，當(dāng)將支撐部件導(dǎo)入模型不斷提供要填充的自由容積時(shí)，便發(fā)生模型逐漸填充。
圖8和9示出根據(jù)本發(fā)明填充步驟的兩個(gè)連續(xù)瞬間。特別是圖9示出不再存在要填充的自由容積和模型填充步驟完成的瞬間。
在圖10中，示出支撐部件30完全導(dǎo)入模型41而且板33與裝置40機(jī)械連接以完成該裝置的封閉。
支撐部件30沿X-X方向?qū)肽Ｐ?1優(yōu)選是通過(guò)向下(箭頭A)將支撐部件移動(dòng)到模型內(nèi)來(lái)完成的。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)入步驟是通過(guò)將支撐部件向上移動(dòng)到模型內(nèi)來(lái)完成的，即它們相對(duì)于圖5-10中所示旋轉(zhuǎn)180°。
本發(fā)明的第二實(shí)施例在顯著減少?gòu)椥蕴坠芙^緣部件中任何焊接區(qū)的形成方面尤其有益。實(shí)際上，輸送器42的存在使絕緣材料能分布在模型的橫截面上，而不需要如參照?qǐng)D2到4所述，為了通過(guò)環(huán)形通道將所述絕緣材料分為兩個(gè)不同物流。
圖11到16示意示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例用絕緣材料填充模型制造彈性套管絕緣部件的步驟。
更詳細(xì)地圖11到16示出部分縱截面的示意前視圖，描述某些在不同和連續(xù)瞬間所述填充步驟的操作條件。
根據(jù)所述實(shí)施例，使用裝置50，該裝置包括(見(jiàn)圖11)基本為管狀的第一部件51和基本為管狀同軸圍繞所述第一部件51形成輸送絕緣材料35的間隙53的第二部件52。
依據(jù)所述第三實(shí)施例，在填充步驟開(kāi)始，將支撐部件30放入裝置50內(nèi)，該裝置具有輸送絕緣材料35進(jìn)入(如圖12中箭頭C所示)進(jìn)給導(dǎo)管55的功能。模型54與所述裝置50相關(guān)連，并用來(lái)將支撐部件30接收于其中，以便進(jìn)行彈性套管絕緣部件的模制。
更詳細(xì)地，如圖12所示，進(jìn)給導(dǎo)管55與所述裝置50的所述第二部件52相連接，以便將絕緣材料35輸送到在所述第一部件51和第二部件52之間限定的間隙53內(nèi)。
依據(jù)所述實(shí)施例，如箭頭E所示，當(dāng)絕緣材料35沿間隙35輸送時(shí)(如箭頭D所示)，引起支撐部件30從裝置50中退出并進(jìn)入模型54。
圖13到15示出本發(fā)明填充步驟的不同和連續(xù)瞬間。
圖16示出在本發(fā)明填充步驟結(jié)束完全導(dǎo)入模型54的支撐部件30。
圖17示出在絕緣部件固化步驟之前將模型54從裝置50上拆開(kāi)的步驟。另一方面，將模型54從裝置50上拆開(kāi)的步驟可以在固化步驟之后進(jìn)行。
支撐部件30沿X-X方向?qū)肽Ｐ?4優(yōu)選是通過(guò)向下(箭頭E)將支撐部件移動(dòng)到模型內(nèi)來(lái)完成的。另一方面，根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)入步驟是通過(guò)將支撐部件向上移動(dòng)到模型內(nèi)來(lái)完成的，即它們相對(duì)于圖11-17中所示旋轉(zhuǎn)180°。
圖18示出裝置60的部分橫截面示意側(cè)視圖，該裝置用于制造上面結(jié)合圖2到4所述的本發(fā)明第一實(shí)施例的彈性套管絕緣部件。
根據(jù)圖18所示的實(shí)施例裝置60，包括包含框架61，該框架包括基座62、兩個(gè)垂直部件63(在圖18中只示出一個(gè))和兩個(gè)橫向部件64(在圖18中只示出一個(gè))。
另外，裝置60還包括控制單元，該單元含有一些合適的裝置(例如馬達(dá)機(jī)組和液壓回路)，它們可用來(lái)使所述裝置的任何活動(dòng)部件都能運(yùn)動(dòng)。
更詳細(xì)地，基座62配置有托架65，其適于將模型31定位在與所述基座62基本垂直的位置。
橫向部件64基本垂直于垂直部件63，并且可以沿著所述垂直部件63垂直移動(dòng)(如箭頭F所示)。
所述橫向部件64的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)優(yōu)選通過(guò)馬達(dá)機(jī)組66來(lái)完成。
橫向部件64配有夾緊操作裝置67(例如鎖定緊固件)，在本發(fā)明的制造過(guò)程中該夾緊操作裝置夾持支撐部件30并使其運(yùn)動(dòng)。
夾緊操作裝置67優(yōu)選沿橫向部件64水平移動(dòng)(如箭頭G所示)，以使支撐部件30可與模型31同軸設(shè)置，并導(dǎo)入其內(nèi)。
所述夾緊操作裝置67的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)優(yōu)選通過(guò)液壓回路68來(lái)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明裝置的第一實(shí)施例，已裝有電極和應(yīng)力控制屏蔽層的支撐部件由夾緊操作裝置67夾持并逐漸導(dǎo)入模型31內(nèi)。
如上面參照?qǐng)D2到4所述，當(dāng)支撐部件通過(guò)橫向部件64的下降作用(如圖18中箭頭F所示)導(dǎo)入模型中時(shí)，絕緣材料35便通過(guò)進(jìn)給導(dǎo)管36進(jìn)給到通道34中，并由此導(dǎo)致填充包含在支撐部件、電極、模型和應(yīng)力控制屏蔽層各壁之間的自由空間。
在填充步驟結(jié)束，支撐部件已完全導(dǎo)入模型中時(shí)，在給定時(shí)間內(nèi)通過(guò)模型向絕緣材料提供熱量，這對(duì)于實(shí)施所述絕緣材料的固化步驟是必要的。
為了實(shí)施固化步驟，模型31包括有向絕緣材料提供合適熱量的加熱回路(在圖中未示出)。例如，所述回路可包括多根插入模型壁中并使加熱流體在其內(nèi)部流動(dòng)的導(dǎo)管。
在固化步驟結(jié)束，本發(fā)明的過(guò)程還可包括冷卻步驟，該步驟例如可通過(guò)使用上述加熱回路并使冷卻劑在其導(dǎo)管中流動(dòng)來(lái)完成。
接著，支撐部件30通過(guò)橫向部件64的垂直運(yùn)動(dòng)(如箭頭F所示)升高并與夾緊操作裝置67脫離，使得彈性套管25能通過(guò)將夾持部件32a、32b和板33從支撐部件30取下而得以釋放。
圖19到21示出裝置70另一實(shí)施例的部分橫截面示意前視圖，用于制造上面參照?qǐng)D11到17所述本發(fā)明第三實(shí)施例的彈性套管絕緣部件。
圖19到21示出在其操作不同和連續(xù)瞬間的裝置70。
裝置70包括框架71，該框架包括如參照?qǐng)D18所述與基座部件73相連的垂直部件72(在圖19中只示出兩個(gè))。另一方面，框架71可固定到頂棚上，從而不需要基座部件73。
設(shè)置垂直部件72，以支撐用于輸送和模制絕緣材料的裝置50。更詳細(xì)地，所述裝置50與垂直部件72的上端相連，而橫向部件74設(shè)置成沿著至少一個(gè)所述垂直部件72作垂直移動(dòng)(如箭頭H所示)。
所述橫向部件80的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)優(yōu)選通過(guò)馬達(dá)機(jī)組75來(lái)實(shí)現(xiàn)。
橫向部件74配有夾緊操作裝置80，在本發(fā)明的制造過(guò)程中該夾緊操作裝置夾持支撐部件30，并與裝置50同軸設(shè)置支撐部件30且將支撐部件30導(dǎo)入所述裝置50中。
夾緊操作裝置80可沿橫向部件74水平移動(dòng)(見(jiàn)箭頭L)，例如通過(guò)液壓環(huán)路(未示出)。
另外，裝置70還包括在固化步驟結(jié)束時(shí)使模型54沿垂直部件72作垂直運(yùn)動(dòng)的馬達(dá)機(jī)組81。
根據(jù)所述實(shí)施例，模型的填充如前面參照?qǐng)D11到17所述的實(shí)施。
如上面參照?qǐng)D18所述，已裝有電極和應(yīng)力控制屏蔽層的支撐部件30由夾緊操作裝置80夾持并逐漸導(dǎo)入裝置50內(nèi)。
當(dāng)支撐部件通過(guò)橫向部件74的升高(如圖19中箭頭H所示)導(dǎo)入裝置50中時(shí)，便通過(guò)進(jìn)給導(dǎo)管55將絕緣材料35進(jìn)給到裝置50中，并由此導(dǎo)致填充包含在支撐部件、裝置50內(nèi)壁(即第一部件51的內(nèi)壁)、電極壁以及應(yīng)力控制屏蔽層壁之間的自由空間。
在填充步驟結(jié)束，支撐部件已完全導(dǎo)入裝置50時(shí)(如圖20所示)，為了完成固化步驟，經(jīng)由所述裝置50向絕緣材料提供適當(dāng)?shù)臒崃俊?br> 在固化步驟結(jié)束時(shí)，任選在完成冷卻步驟之后，通過(guò)橫向部件74的垂直運(yùn)動(dòng)(如圖19中箭頭H所示)將支撐部件30降低(如圖21所示)，再將彈性套管25從支撐部件30釋放出來(lái)。
關(guān)于包含在模型壁、電極壁、支撐部件壁以及應(yīng)力控制屏蔽層壁之間的自由容積的填充步驟，下面參照如圖2到4所示本發(fā)明第一實(shí)施例所述的實(shí)施所述步驟。顯而易見(jiàn)，所述實(shí)施例給出的任何信息都能適當(dāng)?shù)剞D(zhuǎn)用到本發(fā)明的任何其他實(shí)施例。
如圖2所示，在絕緣材料的入口由于保持與模型31開(kāi)口端31b對(duì)應(yīng)的相同高度而無(wú)變化時(shí)，便導(dǎo)致支撐部件30(配有電極26和應(yīng)力控制屏蔽層28a、28b)前進(jìn)(如箭頭A所示)到模型31中。如圖2所示，絕緣材料通過(guò)設(shè)在環(huán)形通道34的狹縫37進(jìn)入模型31內(nèi)。
因此，由于電極和應(yīng)力控制屏蔽層的存在，上述自由容積在本發(fā)明填充步驟的不同和連續(xù)瞬間面對(duì)狹縫37，因而在支撐部件30前的過(guò)程中是變化的。
為了完全和均勻地對(duì)計(jì)入其變化的所述容積進(jìn)行填充，根據(jù)第一使用條件，可通過(guò)使進(jìn)給到模型內(nèi)的填充材料的流速保持基本恒定并改變支撐部件的前進(jìn)速度來(lái)實(shí)施所述填充步驟。這意味著，例如當(dāng)面對(duì)狹縫的自由空間容積減小時(shí)，支撐部件的速度便增加，而當(dāng)面對(duì)狹縫的自由空間的容積增大時(shí)，支撐部件的速度則減小。支撐部件的速度與擠壓機(jī)的流速成正比，而與模型中要填充的體積的導(dǎo)數(shù)成反比，即與絕緣部件外形每長(zhǎng)度單位的體積成反比。
另一方面，根據(jù)另一使用條件，填充步驟可以通過(guò)使支撐部件的前進(jìn)速度保持基本恒定并且通過(guò)相對(duì)于上述容積的變化來(lái)改變進(jìn)給到模型中的絕緣材料的流量來(lái)實(shí)施。因此，當(dāng)面對(duì)狹縫的自由空間容積增大時(shí)，絕緣材料的流量便增加，而當(dāng)面對(duì)狹縫的自由空間容積減小時(shí)，絕緣材料的流量則降低。
為了更好地說(shuō)明所述使用條件，現(xiàn)通過(guò)下面的操作實(shí)例來(lái)解釋本發(fā)明。
例1(發(fā)明)圖22示出彈性套管，并且特別示出包含在支撐部件、模型壁、電極壁和應(yīng)力控制屏蔽層壁之間的空間幾何形狀，也就是達(dá)到彈性套管絕緣部件的形狀。
將絕緣部件分成多個(gè)橫截面，每一橫截面都設(shè)在從絕緣材料進(jìn)給點(diǎn)計(jì)算的預(yù)定距離Xi處，即從通道34狹縫37的高度X0計(jì)算的預(yù)定距離Xi處。
更詳細(xì)地，所述橫截面表示要填充絕緣材料的絕緣部件的多個(gè)容積。下面表1表示每一橫截面(表示為Xi)相對(duì)于X0的位置。
參照?qǐng)D22，模型內(nèi)徑為60mm，要填充的自由容積，即絕緣部件的體積為4.683dm3。
填充模型的步驟按照本發(fā)明的第一實(shí)施例(如參照?qǐng)D2到4公開(kāi)的)并通過(guò)使用進(jìn)給到模型中的絕緣材料的恒定流量來(lái)實(shí)施。
環(huán)形通道34通過(guò)單螺旋擠壓機(jī)(L/D＝10；D＝90mm；螺旋轉(zhuǎn)速＝10rpm)填充。擠壓機(jī)的流速設(shè)定為0,611dm3/min恒定值。
表1示出與每一橫截面相關(guān)的填充容積。更詳細(xì)地，對(duì)應(yīng)于給定橫截面的容積值為包含在該橫截面和前一橫截面之間要填充的容積。例如，對(duì)應(yīng)于橫截面S1的數(shù)值1,169dm3表示包含在S1和S0之間的容積。
另外，表1還示出支撐部件30在其進(jìn)入模型中時(shí)的速度。更詳細(xì)地，對(duì)應(yīng)于給定橫截面的速度值為支撐部件向其傳遞用于填充包含在該橫截面和前一橫截面之間的容積的前進(jìn)速度。例如，對(duì)應(yīng)于橫截面S1的數(shù)值26.30mm/min表示在恒定流速0.611dm3/min下必須傳遞到支撐部件用于填充包含在S1和S0之間的容積的速度。
可以注意的是，相對(duì)于在S2的速度值，在橫截面S1和S3相應(yīng)之處，支撐部件的速度顯著低。這是由于當(dāng)導(dǎo)入模型內(nèi)的支撐部件引起橫截面S0面對(duì)狹縫37時(shí)，在那一瞬間絕緣材料能夠進(jìn)入由彈性套管杯型應(yīng)力控制屏蔽層限定的平截頭圓錐形區(qū)。事實(shí)上，必須注意的是，在那一瞬間之前，因?yàn)閼?yīng)力控制屏蔽層的存在，它實(shí)際上阻寒了狹縫37，所以絕緣材料被阻止填充絕緣部件的平截頭圓錐形區(qū)(即杯型應(yīng)力控制屏蔽層下面的平截頭圓錐形區(qū))。
另外，根據(jù)本發(fā)明的另一使用條件，在支撐部件前進(jìn)的給定瞬間，為了使絕緣材料能填充那一瞬間之前不能進(jìn)入的模型區(qū)，支撐部件甚至可以停止(因此速度等于零)。
表1

例2(發(fā)明)參照例1的圖22，填充模型的步驟按照本發(fā)明第一實(shí)施例(如參照?qǐng)D2到4所公開(kāi)的)并通過(guò)采用支撐部件進(jìn)入模型的恒速來(lái)實(shí)施。
支撐部件的速度設(shè)定為45mm/min恒定值。
環(huán)形通道由單螺旋擠壓機(jī)(L/D＝10；D＝90mm)進(jìn)料。
與表1類(lèi)似，表2示出與每一橫截面相關(guān)要填充的容積。
另外，表2還示出在支撐部件前進(jìn)到模型內(nèi)的過(guò)程中為給定橫截面確定擠壓機(jī)流速，以填充包含在該橫截面和前一橫截面之間的容積。例如，對(duì)應(yīng)于截面S1的數(shù)值1.04dm3/min表示在恒速45mm/min時(shí)擠壓機(jī)的流速，這對(duì)于填充包含在S1和S2之間的容積是必要的。
表2

權(quán)利要求
1.一種用于制造電纜(11，12)接頭的彈性套管(25)的方法，所述套管(25)包括·電場(chǎng)控制部件(26)；·圍繞所述電場(chǎng)控制部件(26)的電絕緣部件(27)，以及·設(shè)在所述電絕緣部件(27)的軸向端的至少兩個(gè)應(yīng)力控制屏蔽層(28a，28b)，所述方法包括步驟·在支撐部件(30)上設(shè)置所述電場(chǎng)控制部件(26)和所述應(yīng)力控制屏蔽層(28a，28b)；·將所述支撐部件(30)導(dǎo)入用于模制所述電絕緣部件(27)的模型(31，41，54)中，所述電絕緣部件(27)由電絕緣材料(35)制成；·用所述電絕緣材料(35)填充所述電場(chǎng)控制部件(26)的徑向外部空間和包含在所述電場(chǎng)控制部件(26)和所述應(yīng)力控制屏蔽層(28a，28b)之間的空間，所述填充步驟在所述導(dǎo)入步驟期間進(jìn)行，以及·固化所述電絕緣材料(35)，以獲得所述彈性套管(25)的所述電絕緣部件(27)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述導(dǎo)入步驟通過(guò)同軸地將所述支撐部件(30)移入所述模型(31，41，54)中來(lái)實(shí)施。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述導(dǎo)入步驟通過(guò)沿基本垂直方向(A，E)移動(dòng)所述支撐部件(30)來(lái)實(shí)施。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述填充步驟包括擠壓所述電絕緣材料(35)的步驟。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中根據(jù)沿第一方向(B)將所述電絕緣材料(35)填充到所述模型(31)中，而根據(jù)第二方向(A)將所述支撐部件(30)導(dǎo)入到所述模型(31)中，所述第二方向(A)基本垂直于所述第一方向(B)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述第二方向(A)為基本垂直方向。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述絕緣材料(35)填充到所述模型(41，54)中的方向(C)與所述支撐部件(30)導(dǎo)入所述模型(41，54)中的方向(A，E)相對(duì)應(yīng)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中將所述絕緣材料(35)填充到所述模型(54)中的方向(C)與所述支撐部件(30)導(dǎo)入所述模型(54)中的方向(E)相對(duì)應(yīng)。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中將所述絕緣材料(35)填充到所述模型(41)中的方向(C)與所述支撐部件(30)導(dǎo)入所述模型(41)中的方向(A)相反。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述填充步驟包括將所述絕緣材料(35)分布在所述模型(31，41，54)的橫截面上的步驟。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使所述填充步驟與用所述絕緣材料(35)要填充的空間容積相關(guān)的步驟。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述相關(guān)步驟包括相對(duì)于所述容積改變所述支撐部件(30)進(jìn)入所述模型(31，41，54)中的前進(jìn)速度的步驟。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述相關(guān)步驟包括保持進(jìn)給到所述模型(31，41，54)中的所述絕緣材料(35)流速基本恒定的步驟。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述相關(guān)步驟包括相對(duì)于所述容積改變所述絕緣材料(35)流速的步驟。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述相關(guān)步驟包括保持所述支撐部件(30)進(jìn)入到所述模型(31，41，54)中的前進(jìn)速度基本恒定的步驟。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述固化步驟包括為使所述絕緣材料(35)交聯(lián)提供熱量的步驟。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述固化步驟之后冷卻所述絕緣材料(35)的步驟。
18.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將支撐在所述支撐部件(30)上的所述彈性套管(25)從所述模型(31，41，54)中移出的步驟。
19.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括將所述彈性套管(25)從所述支撐部件(30)上釋放的步驟。
20.一種用于制造電纜(11，12)接頭的彈性套管(25)的裝置(60，70)，所述套管(25)包括·電場(chǎng)控制部件(26)；·圍繞所述電場(chǎng)控制部件(26)的電絕緣部件(27)，以及·設(shè)在所述電絕緣部件(27)軸向端的至少兩個(gè)應(yīng)力控制屏蔽層(28a，28b)，所述裝置(60，70)包括·用于夾持和移動(dòng)支撐部件(30)的夾緊操作裝置(67，80)，所述支撐部件(30)設(shè)有所述電場(chǎng)控制部件(26)和所述兩個(gè)應(yīng)力控制屏蔽層(28a，28b)；·用于模型(31，54)定位的托架(65)，所述模型(31，54)用于模制所述電絕緣部件(27)；·用于將所述支撐部件(30)導(dǎo)入到所述模型(31，54)中的控制單元(66，68，75，81)。
21.如權(quán)利要求20所述的裝置(60，70)，還包括至少一個(gè)垂直部件(63，72)，沿所述垂直部件(63，72)使所述夾緊操作裝置(67，80)移動(dòng)(F，H)。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置(60，70)，還包括至少一個(gè)用于將所述夾緊操作裝置(67，80)連接到所述垂直部件(63，72)上的橫向部件(64，74)。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置(60，70)，其中所述的控制單元(66，68，75，81)包括至少一個(gè)用于移動(dòng)所述橫向部件(64，74)的馬達(dá)機(jī)組(66，75)。
24.如權(quán)利要求23所述的裝置(60，70)，其中所述至少一個(gè)馬達(dá)機(jī)組(66，75)沿垂直方向(F，H)移動(dòng)所述橫向部件(64，74)。
25.如權(quán)利要求20所述的裝置(60，70)，其中所述控制單元(66，68，75，81)包括至少一個(gè)用于移動(dòng)所述夾緊操作裝置(67，80)的液壓回路(68)。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置(60，70)，其中所述至少一個(gè)液壓回路(68)沿基本水平方向(G，L)移動(dòng)所述夾緊操作裝置(67，80)
27.如權(quán)利要求20所述的裝置(60，70)，還包括用于為所述模型(31，54)提供預(yù)定熱量的加熱裝置。
28.如權(quán)利要求20所述的裝置(60，70)，還包括用于冷卻固化的絕緣材料的冷卻裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于制造電纜接頭彈性套管的方法，該套管包括電場(chǎng)控制部件，圍繞電場(chǎng)控制部件的電絕緣部件，以及至少包括兩個(gè)應(yīng)力控制屏蔽層的半導(dǎo)體部件。本發(fā)明的方法包括步驟在支撐部件上設(shè)置電場(chǎng)控制部件和兩個(gè)應(yīng)力控制屏蔽層；將支撐部件導(dǎo)入到用于模制電絕緣部件的模型中；用所述電絕緣材料填充所述電場(chǎng)控制部件和所述應(yīng)力控制屏蔽層的徑向外部空間，填充步驟在所述導(dǎo)入步驟期間進(jìn)行；固化電絕緣材料以獲得彈性套管的電絕緣部件。本發(fā)明還涉及用于實(shí)施所述制造方法的裝置。
文檔編號(hào)H02G1/14GK1695281SQ02829826
公開(kāi)日2005年11月9日 申請(qǐng)日期2002年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月30日
發(fā)明者U·瓦勞里, F·波塔斯 申請(qǐng)人:皮雷利&C.有限公司