СОЕДИНИТЕЛЬНАЯ КАБЕЛЬНАЯ МУФТА И СПОСОБ ЕЕ МОНТАЖА Российский патент 2006 года по МПК H02G15/08 

Изобретение относится к кабельной арматуре, в частности к соединительным кабельным муфтам для соединения концов высоковольтных кабелей, концевым муфтам и способам их монтажа.

Известна муфта сращивания кабелей, состоящая из двух половинных оболочек, образующих внешний корпус, и переходника с каждой стороны корпуса, по своей форме способного принимать два или большее число кабелей. Переходник выполнен из термочувствительного материала, плавящегося при нагревании, и имеет продольные каналы для укладки входящих кабелей. Он также содержит теплопроводящие листы, например, из меди, которые могут передавать тепло от нагревателей, размещенных во внешнем корпусе, к термочувствительному уплотнителю. Независимо от количества уплотняемых кабелей в муфте используется один переходник, который имеет разные формы и размеры в зависимости от числа выходящих кабелей (US 4095044, кл. H 02 G 015/10, 1978).

Данная конструкция сложна в сборке, а наличие в переходнике меди при его расплаве может вызвать пустоты в изоляции.

В течение многих лет предлагались самые разнообразные решения проблемы уплотнения кольцевых пространств, содержащих удлиненные объекты, в частности жилы кабелей.

Одно из решений этой проблемы описано фирмой Raychem Corp. в Международной заявке, в которой узел затвора, имеющий кабельное уплотнение, состоит из жесткой части и уплотняющего материала, например геля, удерживаемого этим жестким участком (WO 90/05401).

Расплавляемый под действием тепла гель растекается, заполняя кольцевое пространство, однако между жесткой частью и гелем могут оставаться пустоты, что не позволяет обеспечить надежную изоляцию кабелей.

Известен способ монтажа соединительной муфты, заключающийся в разделке силового кабеля, размещении очищенных концов жил в гильзе, опрессовке или обжатии предварительно очищенных жил в соединительной гильзе, при котором на жилы перед введением их в гильзу наносят пастообразную смесь на основе связующего с наполнителем. В качестве наполнителя используют порошок из материала, идентичного или близкого по составу и свойствам к материалу жил кабеля и соединительной гильзы, который внедряют предварительно в связующее методом холодного диспергирования и после чего вводят в гильзу в виде пастообразной композиции (RU 2045799, кл. Н 01 R 4/04, 1995).

Недостатками известного способа являются повышенная трудоемкость монтажа, невысокая точность сборки и ненадежность изоляции.

Близким по технической сущности решением предлагаемого изобретения, его аналогом в части конструкции соединительной муфты является муфта, содержащая соединение токопроводящих жил кабеля, имеющая усиливающую подмотку (изоляцию) из лент полимерного изоляционного материала, общую подушку и броню из стальной профилированной ленты, при этом изоляция муфты выполнена из двух термоусаживаемых полиэтиленовых трубок со сшитой структурой при соотношении толщины внутренней и наружной трубки в пределах 0,5-2,0 мм, а соединение термоусаживаемого материала с полимерной изоляцией кабеля производится с помощью ленточного адгезивного материала при толщине слоя адгезива в пределах 0,2-0,6 мм и длине не менее полутора диаметров по изоляции жилы кабеля (RU 29106, Кл. F 16 D 1/00, 2003).

Однако слой адгезива в данной муфте не обеспечивает качественную герметизацию межфазового пространства между токопроводящими жилами и требует введения дополнительных уплотнительных вкладышей, что усложняет процесс сборки.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой конструкции соединительной кабельной муфты - прототипом является муфта, содержащая в узле разделки и герметизации концов кабелей уплотнительные конусные вкладыши (один центральный и три боковых), герметик, намотанный поверх вкладышей с заходом на оболочку кабелей, трубку-экран, насаженную поверх слоя намотанного герметика, изолирующую распорку с нанесенным на нее герметиком, три профиля из герметика, помещенные в межфазное пространство, термоусаживаемую трубку, помещаемую на заизолированный сросток кабелей для восстановления их оболочки кабелей («Техническая документация на муфты для силовых кабелей с бумажной изоляцией на напряжение до 10 кВ.» - М. Энергосервис. 2002. Раздел 5, пункт 5.2.2).

Недостатком описанной конструкции является сложность нанесения герметика и точность установки трубки-экрана в узлах разделки концов кабелей, а также сложность установки изолирующей распорки между токопроводящими жилами и изолирующих профилей из герметика в узлах межфазного пространства при монтаже кабельной муфты в полевых условиях.

Наиболее близким к заявленному изобретению в части способа монтажа соединительной муфты является техническое решение - способ монтажа соединительной муфты, который включает разделку и соединение жил кабелей, установку изолятора и герметизацию концевого пространства муфты (авт. свид. 15550591, Кл. H 02 G 7/16, 1990).

Недостатком заявленного способа является повышенная трудоемкость монтажа, недостаточное обеспечение изоляции кабеля при монтаже.

Задачей настоящего изобретения является снижение трудоемкости процесса монтажа при одновременном повышении качества электрической изоляции, увеличение срока службы и надежности муфты, уменьшение деформации изоляции кабеля при монтаже, повышение качества герметизации межфазного пространства.

Заявленный технический результат в части конструкции соединительной муфты достигается тем, что в узле герметизации концов кабеля использованы последовательно наложенные друг на друга две манжеты, одна из которых изготовлена из маслостойкого полимерного материала, другая - из полимерного материала с нелинейными электрическими характеристиками, в межфазное пространство введена одна изолирующая распорка, имеющая вид цилиндрического стержня, по крайней мере, с тремя глубокими сегментными выемками, вытянутыми в продольном направлении его длины, а герметизирующий элемент межфазного пространства выполнен из двухслойной трубы, первый внешний слой которой изготовлен из термоусаживаемого материала с подслоем адгезивного материала, а внутренний слой имеет форму цилиндра с разрезом вдоль его продольной оси, плотно прилегающего к первому слою из термоусаживаемого материала с подслоем из адгезива и изготовленного, как и распорка, из легкоплавкого материала.

Технический результат в части способа достигается за счет того, что в способе монтажа соединительной кабельной муфты в процессе разделки кабелей герметизацию их концов осуществляют последовательным наложением двух манжет, одна из которых изготовлена из маслостойкого полимерного материала, другая - из полимерного материала с нелинейными электрическими характеристиками, а герметизацию муфты производят путем нагревания внешнего слоя герметизирующего элемента из термоусаживаемого материала с подслоем адгезива и заполнения межфазного пространства между токопроводящими жилами кабелей расплавом легкоплавкого материала распорки и внутреннего слоя герметизирующего элемента с одновременным усаживанием внешнего слоя.

Отличительными признаками предлагаемой конструкции соединительной кабельной муфты являются замена в узле разделки концов соединяемых кабелей подмотки герметиком поверх вкладышей и последующая усадка трубки-экрана на последовательное наложение двух манжет, одна из которых изготовлена из маслостойкого полимерного материала, другая - из полимерного материала с нелинейными электрическими характеристиками; замена в узле установки межфазного заполнения изолирующей распорки и трех профилей из герметика на одну распорку, имеющую вид цилиндрического стержня, по крайней мере, с тремя глубокими сегментными выемками, вытянутыми в продольном направлении его длины; использование в качестве герметизирующего муфту элемента средства герметизации двухслойной трубы, первый внешний спой которой изготовлен из термоусаживаемого материала с подслоем адгезивного материала, а внутренний слой имеет форму цилиндра с разрезом вдоль его продольной оси, плотно прилегающего к первому слою из термоусаживаемого материала с подслоем из адгезива и изготовленного, как и распорка, из легкоплавкого материала.

Отличительные признаки способа монтажа состоят в том, что в процессе разделки кабелей герметизацию их концов осуществляют последовательным наложением двух манжет, одна из которых изготовлена из маслостойкого полимерного материала, другая - из полимерного материала с нелинейными электрическими характеристиками; герметизацию муфты производят путем нагревания внешнего слоя герметизирующего элемента из термоусаживаемого материала с подслоем адгезива и заполнения межфазного пространства между токопроводящими жилами кабелей расплавом легкоплавкого материала распорки и внутреннего слоя герметизирующего элемента с одновременным усаживанием внешнего слоя.

Предлагаемая соединительная кабельная муфта иллюстрируется на чертежах (фиг.1 и фиг.2).

На фиг.1 представлен общий вид узла разделки соединительной муфты, где 1 - токопроводящие жилы кабеля, 2 - белая маслостойкая манжета, 3 - манжета из полимерного материала с нелинейными электрическими характеристиками.

На фиг.2 - поперечный срез муфты, где 1 - токопроводящие жилы кабеля, 4 - подслой из адгезивного материала, 5 - внешний слой из термоусаживаемого материала, 6 - расплав материала распорки и внутреннего слоя.

Соединительная кабельная муфта содержит узел разделки концов кабелей из двух манжет: маслостойкой манжеты 2 и манжеты 3 из полимерного материала с нелинейными электрическими характеристиками (фиг.1), окрашенных в контрастные цвета.

Способ монтажа соединительной кабельной муфты, в том числе концевой муфты, осуществляется следующим образом.

Распрямляют концы соединяемых кабелей на длине не менее 1500 мм. Укладывают внахлест. Поверх защитного покрова соединяемых кабелей накладывается бандаж из проволоки или выполняются кольцевые надрезы по шлангам для кабеля типа Шв.

Надвигают на конец одного из соединяемых кабелей полиэтиленовый пакет от упаковки трубок для предотвращения возможности загрязнения внутренней поверхности используемых трубок. Поверх полиэтиленового пакета надевают трубки для восстановления оболочки и защитный кожух, сдвигают их на время монтажа вдоль кабеля.

Удаляют защитный покров кабеля и бронелент. Обслуживают бронеленты и алюминиевую оболочку кабеля, а свинцовую оболочку зачищают. Затем производят дальнейшую разделку кабелей:

- разводят жилы каждого из соединяемых кабелей по шаблону;

- закрепляют концы фазной изоляции кабеля бандажом из ленты ПВХ (липкой) клеящей стороной наружу;

- надевают на каждую жилу изолирующую трубку до упора в «корешок» разделки кабеля;

- усаживают каждую трубку;

- снимают поясок металлической оболочки;

- накладывают на полупроводящий слой бумаги поясной изоляции бандаж из льняной нити;

- удаляют полупроводящий слой;

- изготавливают из маслостойкого герметика конусные вкладыши и тщательно их заталкивают в «корешок» разделки кабеля и между жилами.

Уплотнение «корешка» кабеля осуществляют наложением на поверхность конусных вкладышей последовательно сначала маслостойкой манжеты 2, поверх которой затем накладывают манжету 3 из полимерного материала с нелинейными электрическими характеристиками.

На конец разделанного кабеля надевают перчатку до упора в изолированный «корешок» разделки кабеля, усаживают. Жилы кабелей соединяют попарно. Далее поверх усаженного элемента наматывают алюминиевую ленту (экран), соединяют посредством пайки заземляющего проводника оболочки кабелей. Обматывают водостойким герметиком места пайки с заходом на защитный покров кабелей. Надевают трубку-кожух и усаживают его. Поверх усаживают изолирующие трубки и трубки-экраны. Затем изолированные жилы раздвигают на небольшой угол для введения распорки, расположив ее симметрично относительно центра соединения кабелей, а жилы укладывают в сегментные полости распорки, после чего сжимают их вместе для плотного расположения в распорке, затем надвигают двухслойный герметизирующий элемент, усаживают. Легкоплавкий материал распорки вместе с внутренним слоем двухслойного герметизирующего элемента расплавляется под действием тепла и равномерно заполняет межфазовое пространство между токопроводящими жилами, а внешний слой герметизирующего узла из термоусаживаемого материала с подслоем из адгезионного материала усаживается, оказывая давление на расплавляемый внутренний слой, и за счет адгезионного подслоя прочно соединяется с расплавом, сохраняя форму трубы и удаляя возможные в расплаве пузыри и пустоты.

Нагревание внешнего слоя с подслоем адгезива герметизирующего элемента проводят при температуре 100-150°С.

Возможно осуществлять нагревание внешнего слоя с подслоем адгезива с помощью пламени газовой горелки.

Термоусаживаемый материал внешнего слоя герметизирующего элемента муфты может быть изготовлен из материала, выбранного из группы полимерных материалов на основе полиолефинов с температурой усадки в пределах 120-150°С, или выполнен из материала на основе каучуковых соединений с температурой усадки 100-150°С.

Для распорки и внутреннего слоя герметизирующего узла используется материал, выбранный из группы полимерных материалов, имеющих температуру плавления в пределах 40-60°С.

Предпочтительная толщина внутреннего слоя герметизирующего узла должна быть равна, по крайней мере, 3 мм.

Использование для «корешка» разделки токопроводящих жил манжет 2, 3 (фиг.1) позволяет устранить операцию намотки полимерной ленты, упрощая процесс монтажа муфты.

Выполнение манжет из контрастных цветов упрощает процесс сборки, четко регламентируя последовательность их нанесения оператором.

Расплавленный легкоплавкий материал внутреннего слоя и термоусаживаемый внешний слой посредством адгезионного подслоя образуют вокруг токопроводящих жил монолит, обеспечивая надежную качественную их изоляцию.

Изобретение относится к области электротехники, в частности соединительной кабельной, в том числе концевой муфте. Соединительная кабельная муфта содержит узел герметизации концов кабелей, изолированный сросток кабелей с межфазным пространством между ними и насаженной на него термоусаживаемой трубкой, в которой узел разделки токопроводящих жил включает две манжеты, выполняющие функцию прижимной ленты, одна из которых изготовлена из маслостойкого полимерного материала, другая - из полимерного материала с нелинейными электрическими характеристиками, распорку между токопроводящими жилами, имеющую вид цилиндрического стержня с, по крайней мере, тремя глубокими сегментными выемками, вытянутыми в продольном направлении его длины. Герметизирующий элемент муфты выполнен из двухслойной трубы, первый внешний слой которой изготовлен из термоусаживаемого материала с подслоем из адгезивного материала, а внутренний слой имеет форму цилиндра с разрезом вдоль его продольной оси, плотно прилегает к первому слою из термоусаживаемого материала и изготовлен, как и распорка, из легкоплавкого материала. Герметизация муфты производится нагреванием внешнего термоусаживаемого слоя с подслоем адгезива и заполнением межфазного пространства между токопроводящими жилами кабелей расплавом легкоплавкого материала распорки и внутреннего слоя герметизирующего узла при одновременном термоусаживании внешнего слоя. Техническим результатом изобретения является снижение трудоемкости процесса монтажа при одновременном повышении качества электрической изоляции, увеличение срока службы и надежности муфты, уменьшение деформации изоляции. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Соединительная кабельная муфта для силовых кабелей, включающая узел разделки кабелей, узел герметизации их концов, изолированный сросток кабелей с межфазным пространством между ними, герметизирующим элементом и насаженной на него термоусаживаемой трубкой, отличающаяся тем, что при герметизации концов кабеля использованы последовательно наложенные друг на друга две манжеты, одна из которых изготовлена из маслостойкого полимерного материала, другая - из полимерного материала с нелинейными электрическими характеристиками, в межфазное пространство введена одна изолирующая распорка, имеющая вид цилиндрического стержня, по крайней мере, с тремя глубокими сегментными выемками, вытянутыми в продольном направлении его длины, а герметизирующий элемент межфазного пространства выполнен из двухслойной трубы, первый внешний слой которой изготовлен из термоусаживаемого материала с подслоем адгезивного материала, а внутренний слой имеет форму цилиндра с разрезом вдоль его продольной оси, плотно прилегающего к первому слою из термоусаживаемого материала с подслоем из адгезива и изготовленного, как и распорка, из легкоплавкого материала.2. Соединительная кабельная муфта по п.1, отличающаяся тем, что последовательно наложенные друг на друга манжеты окрашены в контрастные цвета.3. Соединительная кабельная муфта по п.1, отличающаяся тем, что термоусаживаемый слой герметизирующего элемента выполнен из полимерных материалов на основе полиолефинов с температурой усадки 120-150°С.4. Соединительная кабельная муфта по п.1, отличающаяся тем, что термоусаживаемый слой герметизирующего элемента выполнен из материалов на основе каучуковых соединений с температурой усадки 100-150°С.5. Соединительная кабельная муфта по п.1, отличающаяся тем, что распорка и внутренний слой герметизирующего элемента выполнены из полимерного материала, имеющего температуру плавления 40-60°С.6. Соединительная кабельная муфта по п.1, отличающаяся тем, что толщина внутреннего слоя герметизирующего узла равна, по меньшей мере, 3 мм.7. Способ монтажа соединительной муфты, включающий разделку кабелей, герметизацию их концов, соединение токопроводящих жил кабелей, их изоляцию и герметизацию муфты, отличающийся тем, что в процессе разделки кабелей герметизацию их концов осуществляют последовательным наложением двух манжет, одна из которых выполнена из маслостойкого полимерного материала, другая из полимерного материала с нелинейными электрическими характеристиками, после чего изолированные жилы раздвигают на небольшой угол для введения распорки, разложив ее симметрично относительно центра соединения кабелей, жилы укладывают в сегментные полости распорки, после чего сжимают их вместе для плотного расположения в распорке, надвигают двухслойный герметизирующий элемент в виде двухслойной трубки и проводят герметизацию муфты путем нагревания внешнего слоя герметизирующего элемента из термоусаживаемого материала с подслоем адгезива и заполнения межфазного пространства между токопроводящими жилами кабелей расплавом легкоплавкого материала распорки и внутреннего слоя герметизирующего элемента с одновременным усаживанием внешнего слоя.8. Способ монтажа кабельной муфты по п.7, отличающийся тем, что нагревание внешнего слоя с подслоем адгезива герметизирующего элемента проводят при температуре 100-150°С.9. Способ монтажа кабельной муфты по п.7, отличающийся тем, что нагревание внешнего слоя с подслоем адгезива проводят с помощью пламени газовой горелки.