110kV直通接頭銅外殼的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種110kV直通接頭銅外殼，特別是一種適用于 電力電纜中間接頭的liokv直通接頭銅外殼。
【背景技術(shù)】
[0002] 日常生活中，在長(zhǎng)距離布線或電力電纜的安裝時(shí)，通常會(huì)采用將兩根電力電纜連 接到一起的手段來(lái)提高電纜的長(zhǎng)度。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，一般采用電力電纜中間接頭來(lái)實(shí)現(xiàn)電力電纜的連接工作，在電力電 纜中間接頭外設(shè)有銅外殼，以實(shí)現(xiàn)電氣絕緣。但是，現(xiàn)有的大多數(shù)銅外殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理， 材質(zhì)普通且單一，其電氣絕緣效果不理想，降低了電力電纜工作的穩(wěn)定性和使用壽命。
[0004] 綜上所述，為解決現(xiàn)有銅外殼結(jié)構(gòu)上的不足，需要設(shè)計(jì)一種設(shè)計(jì)合理、密封性好、 電氣絕緣性能穩(wěn)定的110kV直通接頭銅外殼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問(wèn)題，提出了一種設(shè)計(jì)合理、密封性好、 電氣絕緣性能穩(wěn)定、綜合性能好、使用壽命長(zhǎng)的liokv直通接頭銅外殼。
[0006] 本發(fā)明的目的可通過(guò)下列技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：一種110kV直通接頭銅外殼，包括：
[0007] 左銅管，由連為一體的第一大銅管和第一小銅管構(gòu)成，所述第一大銅管的直徑大 于第一小銅管的直徑，所述第一大銅管遠(yuǎn)離第一小銅管的一端密封安裝有法蘭連接件，所 述第一小銅管一側(cè)設(shè)有接線端；
[0008] 左絕緣層，密封包覆在左銅管的外周側(cè)面上；
[0009] 右銅管，由連為一體的第二大銅管和第二小銅管構(gòu)成，所述第二大銅管的長(zhǎng)度大 于第一大銅管的長(zhǎng)度，所述第二大銅管的直徑大于第二小銅管的直徑，所述第二大銅管遠(yuǎn) 離第二小銅管的一端密封安裝有與法蘭連接件對(duì)應(yīng)設(shè)置的銅套法蘭，所述銅套法蘭與法蘭 連接件密封連接；
[0010] 右絕緣層，密封包覆在右銅管的外周側(cè)面上；
[0011] 各小銅管均呈四段結(jié)構(gòu)設(shè)置，向著逐漸遠(yuǎn)離對(duì)應(yīng)大銅管的方向，該小銅管的第一 段和第三段均呈收口設(shè)置，該小銅管的第二段和第四段均呈圓筒設(shè)置，所述接線端設(shè)置在 上述第一小銅管的第二段結(jié)構(gòu)上；
[0012] 所述的左絕緣層和右絕緣層均由環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制成。
[0013] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述環(huán)氧樹脂復(fù)合材料包括下列重量份的組分：
[0014] 環(huán)氧樹脂：60-80份；
[0015] 聚酰胺：30-40 份；
[0016] 芳綸III纖維：5-15份；
[0017] 阻燃劑：1-6份；
[0018] 固化劑：3-8份；
[0019] 固化劑促進(jìn)劑：2-5份；
[0020] 納米SiC:5-20 份；
[0021] 納米二氧化硅：3-15份。
[0022] 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在受到外力作用并破壞時(shí)，一般先在材料的某種單一相中產(chǎn)生 微裂紋，微裂紋再慢慢擴(kuò)展直至遇到纖維和基體的界面，此時(shí)可能發(fā)生界面脫粘、基體開 裂、纖維斷裂或拔出等過(guò)程。裂紋擴(kuò)散未必在同一個(gè)平面上，可沿材料不同平面發(fā)生以上界 面脫黏、基體和纖維的斷裂、纖維拔出等過(guò)程直到裂紋貫穿材料才破壞，這就使得復(fù)合材料 的斷裂能大大高于各組分材料的斷裂能的加合。因此，本發(fā)明絕緣層的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料 以環(huán)氧樹脂及聚酰胺為基體，優(yōu)選TDE-85環(huán)氧樹脂和651聚酰胺基體，采用芳綸III纖維，納 米SiC和納米二氧化硅為增強(qiáng)填料，通過(guò)各成分之間的協(xié)同作用，有效地改善環(huán)氧樹脂復(fù) 合材料制品（即左絕緣層和右絕緣層）的抗沖擊性、韌性和熱穩(wěn)定性，還可以提高環(huán)氧樹脂 復(fù)合材料的耐磨性及抗疲勞強(qiáng)度。因納米SiC和納米二氧化硅具有較大的比表面積，與基 體接觸面積增大，在材料受沖擊時(shí)可以產(chǎn)生更多的微裂紋，吸收更多的沖擊能，從而提高玻 璃鋼制品的抗沖擊性。同時(shí)，由于納米SiC本身的硬度較高，耐磨性能好，可增加環(huán)氧樹脂 復(fù)合材料制品的硬度和耐磨性。但若用量過(guò)大，粒子過(guò)于接近，微裂紋易發(fā)展成宏觀開裂， 材料性能反而會(huì)變差，所以將其比例控制在上述范圍內(nèi)。另外，由于納米SiC和納米二氧化 硅本身的熔點(diǎn)非常高，可以改善環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制品的阻燃性。
[0023] 作為優(yōu)選，所述芳綸III纖維的粒徑為10-16μm。所述的芳綸III纖維為通過(guò)乙酸酐 在80°C下處理8h改性后的芳綸III纖維。
[0024] 芳綸III和乙酸酐在常溫下不反應(yīng)，或者反應(yīng)很緩慢，但在80°C條件下，隨著處理 時(shí)間的延長(zhǎng)，芳綸III纖維的單絲強(qiáng)度變化較大，處理時(shí)間在8h以內(nèi)時(shí)，單絲強(qiáng)度化不明 顯，當(dāng)處理時(shí)間達(dá)12h時(shí)，單絲強(qiáng)度下降較明顯，大約相當(dāng)于未處理芳綸III強(qiáng)度的80%左 右，處理時(shí)間在12h以上時(shí)，單絲強(qiáng)度進(jìn)一步下降，逐漸失去了芳綸纖維的高強(qiáng)度。經(jīng)過(guò)乙 酸酐改性，達(dá)到了增加芳綸III表面粗糙度和比面積，并改變纖維表面化學(xué)組成的目的，會(huì) 增加環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的界面粘結(jié)性能。一方面是因?yàn)橐宜狒男杂休^好的刻蝕作用，使 纖維表面變得粗糙，增大了基體與纖維之間的接觸面積和界面的機(jī)械嵌合作用，另一方面， 這種處理方法均改變了纖維表面的化學(xué)元素組成，降低了 0/C。
[0025] 加入未處理的芳綸III纖維后的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的破壞方式主要是界面破壞 和基體破壞，纖維基本上未受損傷，并且纖維表面只粘有少量樹脂，這說(shuō)明未改性的芳綸 III纖維與環(huán)氧基體的界面粘結(jié)性較差，在纖維未破壞前界面和基體就先破壞了，沒有充分 發(fā)揮芳綸III纖維的高強(qiáng)度，高模量等優(yōu)異性能。加入改性處理后的芳綸III纖維的環(huán)氧 復(fù)合樹脂的破壞方式主要是混合破壞，界面處的纖維變細(xì)了，說(shuō)明有一部分纖維在單絲拔 出實(shí)驗(yàn)過(guò)程中被撕裂脫落了，并且剩余纖維表面還粘有大量基體，這表示界面粘結(jié)作用較 強(qiáng)。因此，在基體中加入通過(guò)乙酸酐改性處理后的芳綸III纖維更能增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材 料，提尚其綜合性能。
[0026] 作為優(yōu)選，所述阻燃劑為A1 (OH)3、Mg(0H) 2和硼酸鋅的混合物，其中A1 (0H) 3、 Mg(0H)2和硼酸鋅三者的重量比為（3. 5-5) :(5-7. 5) :3。A1(0H)jPMg(OH) 2受熱分解脫水 時(shí)產(chǎn)生的水可稀釋可燃性氣體，減少煙霧的形成，同時(shí)可吸收大量的熱量，降低可燃材料的 表面溫度，從而起到阻燃效果，并且A1 (0H) 3和Mg(0H) 2也比較廉價(jià)，有利于控制成本。
[0027] 作為優(yōu)選，所述的納米二氧化硅為包括納米二氧化硅顆粒I和納米二氧化硅 顆粒II的混合物，其中二氧化硅顆粒I的尺寸為200-300μm、二氧化硅顆粒II的尺寸為 600-800nm。本發(fā)明通過(guò)兩種尺寸的顆粒形成級(jí)配體系，起到良好的增強(qiáng)作用，同時(shí)使得受 力沖擊時(shí)，小顆粒之間相互碰撞的同時(shí)還可以碰撞到大尺寸顆粒，進(jìn)行多次衰減，從而起到 良好的沖擊緩沖作用，提高絕緣層的抗沖擊和耐摩擦性能。
[0028] 進(jìn)一步優(yōu)選，在二氧化娃顆粒I和二氧化娃顆粒II的混合物中，所述二氧化娃 顆粒I的含量占混合物總質(zhì)量的30-50%，二氧化硅顆粒II的含量占混合物總質(zhì)量的 50-70 %〇
[0029] 再進(jìn)一步優(yōu)選，當(dāng)二氧化硅顆粒II具有多孔結(jié)構(gòu)時(shí)，其孔直徑為3-6nm，比表面積 為220-320m2/g。二氧化硅顆粒II借助其本身的細(xì)微結(jié)構(gòu)和其微孔表層部位對(duì)應(yīng)力的變向、 衰減等，緩沖消除使用中存在的微弱應(yīng)力。
[0030] 作為優(yōu)選，所述的固化劑為三乙烯四胺、雙聚氰胺中的一種或兩種。
[0031] 作為優(yōu)選，所述的固化促進(jìn)劑為2-甲基咪唑、DMP-30中的一種或兩種。
[0032] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一大銅管和第二小銅管為紫銅管，所述第一小 銅管和第二大銅管為黃銅管。
[0033] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，各大銅管的壁厚與各小銅管的壁厚相同，各絕緣層的 壁厚相同，且大銅管的壁厚小于絕緣層的壁厚。
[0034] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述接線端呈"L"形設(shè)置，在接線端內(nèi)安裝有接地腳， 所述接地腳為紫銅棒，所述接地腳內(nèi)端與第一小銅管相連，所述接地腳外端露出接線端外 部。
[0035] 作為本發(fā)明的又一種改進(jìn)，所述銅套法蘭與法蘭連接件的對(duì)接處還密封設(shè)置有密 封圈且該密封圈安裝在法蘭連接件上。
[0036] 作為本發(fā)明的又一種改進(jìn)，所述第二大銅管上開設(shè)有至少兩個(gè)灌膠口，所述灌膠 口穿過(guò)右絕緣層。
[0037] 基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明實(shí)施例至少可以產(chǎn)生如下技術(shù)效果：
[0038] 1、整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理且布局緊湊，銅外殼將電力電纜連接處與外界環(huán)境隔絕，提 高電纜使用安全性，左銅管和右銅管的銅管配合緊密，二者構(gòu)成了直通式的外殼，保證了銅 外殼的密封性能，使得整體銅外殼屏蔽效果更好，使其電氣絕緣性能穩(wěn)定，保證了電力電纜 工作的可靠性。
[0039] 2、絕緣層（左絕緣層和右絕緣層）采用特定配伍的環(huán)氧樹脂復(fù)合材料制成，復(fù)合 材料在TDE-85環(huán)氧樹脂及651聚酰胺基體上添加增強(qiáng)材料芳綸III纖維、納米SiC和納米 二氧化硅等物料，通過(guò)各組分的協(xié)同作用，大幅度提高環(huán)氧絕緣層的綜合性能，使絕緣層具 有突出的物理、化學(xué)性能，尤其是具有出眾的耐腐蝕性、耐溫性、耐老化性、阻燃性等，同時(shí) 具有較高的強(qiáng)度、剛性等，進(jìn)而提高110kV直通接頭銅外殼的綜合性能和使用壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0040] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中：
[0041] 圖1是本發(fā)明一較佳