[发明专利]制造高压DC电缆接头的方法和高压DC电缆接头

说明书

本发明涉及一种制造高压DC电缆接头的方法和高压DC电缆接头，该高压DC电缆接头包含具有单独的同心地布置的层的多壁分层构造。接头从内侧至外侧包含内导电橡胶层(1)、由预定的定制的配方制成的场分级橡胶层(2)、绝缘橡胶层(3)以及外导电橡胶层(4)。场分级橡胶层使导电橡胶层分离和互相连接，并且，其中，通过无副产物的制造方法使橡胶层交联。电缆接头优选地通过模制工序由铂固化橡胶制成。在优选的实施例中，通过注射模制制成电缆接头。

技术领域

本发明涉及根据独立权利要求的前序部分的制造高压DC电缆接头的方法和高压电缆接头。

背景

具有6 kV或以上的运行电压的电力电缆典型地包含在电缆绝缘中的内和外导电层用于场均衡。为了将这样的电缆与其他电缆或装置连接，电缆的单独的元件电缆端部的区域中分别被逐渐暴露或切短，并且，作为电缆配件(诸如，例如电缆接头和电缆终端)已知的包封装置或连接装置布置于电缆端部处。外导电层的切短的端部的存在导致，在相应的电缆的运行中，该位置处的电场增加。为了保证安全运行，且尤其为了确保电场的增加不导致放电、击穿或跳火(flashover)，通过作为场控制已知的合适的手段和措施对电场分级或控制。在这方面，已知的电缆配件通常包含对应的场控制元件或场控制体。

高压直流(DC)电缆接头典型地包含由不同种类的材料级组成的多壁结构的管状的几何结构(参见图2)。以如下的方式选择单独的材料层的布置及其设计：在正常的运行条件下，使接头的芯部(电缆)与接地电势(外侧)绝缘，并且，实现场分级特性以便防止局部电场增强。参见例如WO-00/74191和WO-2007/147755。

WO-00/74191涉及一种用于控制用于DC电压的高压电缆的连接件或接头处的电场的装置。通过几何场控制实现电场控制。

WO-2007/147755还涉及用于电场控制的装置。该装置具有分层结构，该分层结构包含用于场控制的电阻层、布置于电阻层上的绝缘层以及布置于绝缘层上的半导电层或导电层。该装置的制造包括如下的步骤：将电阻层缠绕于载体上且然后磨削成期望的形状；将绝缘层缠绕于电阻层的外侧并磨削其成期望的形状，并且，进一步对剩余的层继续上述步骤。

接头往往由EPDM(乙烯丙烯二烯单体)橡胶在多个工序中制成。EPDM橡胶是一种合成橡胶，并且，是以许多各种不同的物理特性为特征的弹性体。

在多个工序中，将不同的未固化的EPDM橡胶类型的层绕芯轴缠绕，并且，在高温下且在周围的钢模中的压力下相继地固化(压缩模制)。这样的电缆接头的单独的材料层由具有不同的电气特性的材料组成。在图2中所示的典型的电缆接头中，(从内侧至外侧)存在处于高压电势上的导电层1、场分级层2、绝缘层3以及处于接地电势上的外侧上的导电层4。由含有导致适当的非线性的电行为的填充材料的EPDM橡胶组成的场分级层2具有两个主要功能：首先，场分级层2在正常的运行电压下控制非绝缘的电缆端部的电场。其次，场分级层2设计成积聚(build-up)在过压的情况下抑制局部场增强的空间电荷，以便保护附加的电气装置。

遵循上述的制造方法和设计推荐，在工业规模上生产在80kV至320kV的范围中的DC电缆接头。

这些制造技术的优点为，例如，他们较完善，并且，该过程对于低额定电压是高效的。

然而，当前的与EPDM的处理和EPDM固化化学有关的制造方法可能为劳动密集型且从而是昂贵的。一个原因是，在未固化的阶段，EPDM已经是粘性非常高的材料，并且，如上文中所讨论的，EPDM往往以未固化的EPDM的形式缠绕，其围绕芯部(芯轴)或分别绕半制成的接头的在先的层缠绕。随后，EPDM被压缩缠绕和在高温下被固化。

通过作为固化剂的过氧化物所引发的自由基固化反应而使EPDM固化。在固化步骤期间，过氧化物分解成低分子易挥发的化合物。这些副产物可能负面影响EPDM橡胶的电特性。因此，固化的EPDM电缆接头必须被排气，以去除这些易挥发的副产物。