技术领域
[0001] 本发明属于电气技术领域，涉及一种110kV环氧型绝缘铜外壳，特别是一种适用于电力电缆中间接头的110kV环氧型绝缘铜外壳。
相关背景技术
[0002] 日常生活中，在长距离布线或电力电缆的安装时，通常会采用将两根电力电缆连接到一起的手段来提高电缆的长度。
[0003] 现有技术中，一般采用电力电缆中间接头来实现电力电缆的连接工作，在电力电缆中间接头外设有铜外壳，以实现电气绝缘。但是，现有的大多数铜外壳结构设计不合理，材质普通且单一，其电气绝缘效果不理想，降低了电力电缆工作的稳定性和使用寿命。
[0004] 综上所述，为解决现有铜外壳结构上的不足，需要设计一种设计合理、电气绝缘性能稳定、综合性能好、使用寿命长的110kV环氧型绝缘铜外壳。
具体实施方式
[0044] 以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
[0045] 本发明保护一种110kV环氧型绝缘铜外壳，适用于电力电缆中间接头，尤其适用于110kV单芯交联聚乙烯绝缘金属护层电力电缆中间接头。
[0046] 现有的大多数铜外壳结构设计不合理，其电气绝缘效果不理想，降低了电力电缆工作的稳定性。因此，设计一种比较合理的110kV环氧型绝缘铜外壳是很有必要的。
[0047] 下面结合图1对本发明提供的技术方案进行更为详细的阐述。
[0048] 如图1所示，本110kV环氧型绝缘铜外壳包括：
[0049] 左铜管10，由连为一体的第一大铜管11和第一小铜管12构成，第一大铜管11的直径大于第一小铜管12的直径，第一大铜管11远离第一小铜管12的一端密封安装有左铜套法兰21，第一大铜管11一侧设有靠近第一小铜管12设置的左接线端31以及靠近左铜套法兰21设置的左灌胶口111；
[0050] 左绝缘层41，密封包覆在左铜管10的外周侧面上且所述左灌胶口111穿过左绝缘层41；
[0051] 右铜管50，由连为一体的第二大铜管51和第二小铜管52构成，第二大铜管51的直径大于第二小铜管52的直径，第二大铜管51远离第二小铜管52的一端密封安装有与左铜套法兰21相对设置的右铜套法兰22，第二大铜管51一侧设有靠近第二小铜管52设置的右接线端32以及靠近右铜套法兰22设置的右灌胶口511，右接线端32与左接线端31同侧设置；
[0052] 右绝缘层42，密封包覆在右铜管的外周侧面上且所述右灌胶口511穿过右绝缘层42；
[0053] 环氧绝缘件60，呈环形设置且由环氧树脂复合材料浇注成型，环氧绝缘件60设置在左铜套法兰21和右铜套法兰22之间且三者密封连接；
[0054] 各接线端内均安装有呈平板设置的接地脚80，接地脚80内端与对应的大铜管垂直相交，接地脚80外端露出对应接线端外部。
[0055] 在本案中，铜外壳主要三个部分组成，分别为左铜管10、右铜管50以及用于连接左铜管10、右铜管50的环氧绝缘件60，在使用时，首先将左铜管10和右铜管50分别穿过两个待连接的电力电缆端部，在进行电缆连接并进行绝缘后将左铜管10和右铜管50进行连接。
[0056] 本110kV环氧型绝缘铜外壳在初始状态下，整体结构设计合理且布局紧凑，铜外壳将电力电缆连接处与外界环境隔绝，提高电缆使用安全性，采用环氧树脂材料制得的环氧绝缘件60与各壳体配合紧密，保证了铜外壳的密封性能，使其电气绝缘性能稳定，保证了电力电缆工作的可靠性。
[0057] 下面通过具体实施例对环氧绝缘件作进一步解释。本发明中所提及的相容剂为环氧型反应型相容剂中的一种或多种，可选用普通市售的；加工助剂包括偶联剂、热稳定剂、润滑剂等普通常规的加工助剂。
[0058] 实施例1
[0059] 按如下成份及其重量百分比称取原料：环氧树脂E44：40-60wt％；无碱玻璃纤维：5-20wt％；相容剂：3-5wt％；主抗氧剂：0.3-0.5wt％；辅助抗氧剂：0.3-0.5wt％；加工助剂：
1-5wt％；余量为二氧化硅。
[0060] 将除无碱玻璃纤维以外的所有原料在高速混合器高速混合均匀，然后将混合好的原料经双螺杆挤出机熔融同时在双螺杆挤出机侧喂料斗加入无碱玻璃纤维，挤出造粒，最后通过浇注成型工艺制成环氧绝缘件。
[0061] 其中，无碱玻璃纤维为短切玻璃纤维，短切玻璃纤维的长度为2.0-5.0mm，直径为8-12μm；所述的二氧化硅为包括二氧化硅颗粒Ⅰ、二氧化硅颗粒Ⅱ以及二氧化硅颗粒Ⅲ的混合物(二氧化硅颗粒Ⅰ12％、二氧化硅颗粒Ⅱ70％，余量为二氧化硅颗粒Ⅲ)，二氧化硅颗粒Ⅰ的尺寸为12μm、二氧化硅颗粒Ⅱ的尺寸为3μm以及二氧化硅颗粒Ⅲ的尺寸为
2
400nm；所述的二氧化硅颗粒Ⅰ具有多孔结构，其孔直径为80nm，比表面积为70m/g；所述的主抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂2246、抗氧剂4010或抗氧剂DNP中的一种或多种；所述的辅助抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂626中的一种或两种。
[0062] 实施例2
[0063] 按如下成份及其重量百分比称取原料：环氧树脂E44：40-60wt％；无碱玻璃纤维：5-20wt％；相容剂：3-5wt％；主抗氧剂：0.3-0.5wt％；辅助抗氧剂：0.3-0.5wt％；加工助剂：
1-5wt％；余量为二氧化硅。
[0064] 将除无碱玻璃纤维以外的所有原料在高速混合器高速混合均匀，然后将混合好的原料经双螺杆挤出机熔融同时在双螺杆挤出机侧喂料斗加入无碱玻璃纤维，挤出造粒，最后通过浇注成型工艺制成环氧绝缘件。
[0065] 其中，无碱玻璃纤维为短切玻璃纤维，短切玻璃纤维的长度为2.0-5.0mm，直径为8-12μm；所述的二氧化硅为包括二氧化硅颗粒Ⅰ、二氧化硅颗粒Ⅱ以及二氧化硅颗粒Ⅲ的混合物(二氧化硅颗粒Ⅰ14％、二氧化硅颗粒Ⅱ72％，余量为二氧化硅颗粒Ⅲ)，二氧化硅颗粒Ⅰ的尺寸为14μm、二氧化硅颗粒Ⅱ的尺寸为3μm以及二氧化硅颗粒Ⅲ的尺寸为
2
500nm；所述的二氧化硅颗粒Ⅲ具有多孔结构，其孔直径为4nm，比表面积为240m/g；所述的主抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂2246、抗氧剂4010或抗氧剂DNP中的一种或多种；所述的辅助抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂626中的一种或两种。
[0066] 实施例3
[0067] 按如下成份及其重量百分比称取原料：环氧树脂E44：40-60wt％；无碱玻璃纤维：5-20wt％；相容剂：3-5wt％；主抗氧剂：0.3-0.5wt％；辅助抗氧剂：0.3-0.5wt％；加工助剂：
1-5wt％；余量为二氧化硅。
[0068] 将除无碱玻璃纤维以外的所有原料在高速混合器高速混合均匀，然后将混合好的原料经双螺杆挤出机熔融同时在双螺杆挤出机侧喂料斗加入无碱玻璃纤维，挤出造粒，最后通过浇注成型工艺制成环氧绝缘件。
[0069] 其中，无碱玻璃纤维为短切玻璃纤维，短切玻璃纤维的长度为2.0-5.0mm，直径为8-12μm；所述的二氧化硅为包括二氧化硅颗粒Ⅰ、二氧化硅颗粒Ⅱ以及二氧化硅颗粒Ⅲ的混合物(二氧化硅颗粒Ⅰ15％、二氧化硅颗粒Ⅱ65％，余量为二氧化硅颗粒Ⅲ)，二氧化硅颗粒Ⅰ的尺寸为15μm、二氧化硅颗粒Ⅱ的尺寸为2μm以及二氧化硅颗粒Ⅲ的尺寸为
2
600nm；所述的二氧化硅颗粒Ⅰ具有多孔结构，其孔直径为60nm，比表面积为80m/g；所述的主抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂2246、抗氧剂4010或抗氧剂DNP中的一种或多种；所述的辅助抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂626中的一种或两种。
[0070] 实施例4
[0071] 按如下成份及其重量百分比称取原料：环氧树脂E44：40-60wt％；无碱玻璃纤维：5-20wt％；相容剂：3-5wt％；主抗氧剂：0.3-0.5wt％；辅助抗氧剂：0.3-0.5wt％；加工助剂：
1-5wt％；余量为二氧化硅。
[0072] 将除无碱玻璃纤维以外的所有原料在高速混合器高速混合均匀，然后将混合好的原料经双螺杆挤出机熔融同时在双螺杆挤出机侧喂料斗加入无碱玻璃纤维，挤出造粒，最后通过浇注成型工艺制成环氧绝缘件。
[0073] 其中，无碱玻璃纤维为短切玻璃纤维，短切玻璃纤维的长度为2.0-5.0mm，直径为8-12μm；所述的二氧化硅为包括二氧化硅颗粒Ⅰ、二氧化硅颗粒Ⅱ以及二氧化硅颗粒Ⅲ的混合物(二氧化硅颗粒Ⅰ10％、二氧化硅颗粒Ⅱ80％，余量为二氧化硅颗粒Ⅲ)，二氧化硅颗粒Ⅰ的尺寸为10μm、二氧化硅颗粒Ⅱ的尺寸为4μm以及二氧化硅颗粒Ⅲ的尺寸为
2
300nm；所述的二氧化硅颗粒Ⅲ具有多孔结构，其孔直径为5nm，比表面积为300m/g；所述的主抗氧剂为抗氧剂1076、抗氧剂1098、抗氧剂1010、抗氧剂2246、抗氧剂4010或抗氧剂DNP中的一种或多种；所述的辅助抗氧剂为抗氧剂168或抗氧剂626中的一种或两种。
[0074] 对比例1
[0075] 与实施例1的区别仅在于该对比例环氧绝缘件的环氧树脂复合材料中仅含有无碱玻璃纤维，不含有二氧化硅，其他与实施例1中相同，此处不再累述。
[0076] 对比例2
[0077] 与实施例1的区别仅在于该对比例环氧绝缘件的环氧树脂复合材料中仅含有单一的二氧化硅颗粒Ⅰ，不含有其他二氧化硅和无碱玻璃纤维，其他与实施例1中相同，此处不再累述。
[0078] 对比例3
[0079] 与实施例1的区别仅在于该对比例环氧绝缘件的环氧树脂复合材料中仅含有单一的二氧化硅颗粒Ⅱ，不含有其他二氧化硅和无碱玻璃纤维，其他与实施例1中相同，此处不再累述。
[0080] 对比例4
[0081] 与实施例1的区别仅在于该对比例环氧绝缘件的环氧树脂复合材料中仅含有单一的二氧化硅颗粒Ⅲ，不含有其他二氧化硅和无碱玻璃纤维，其他与实施例1中相同，此处不再累述。
[0082] 对比例5
[0083] 普通市售的环氧绝缘件。
[0084] 将实施例1-4及对比例1-5中的110kV环氧型绝缘铜外壳中的环氧绝缘件进行性能测试及对比，测试的结果如表1所示。
[0085] 表1：实施例1-4及对比例1-5中110kV环氧型绝缘铜外壳中的环氧绝缘件性能测试结果
[0086]
[0087] 综上所述，110kV环氧型绝缘铜外壳中的环氧绝缘件选用特定配伍的复合材料制成，具有突出的物理、化学性能，尤其具有较高的耐腐蚀性、耐温性、耐老化性等，同时具有较高的强度、冲击韧性，进而提高其使用寿命，且成本低，无毒环保。将上述环氧绝缘件用于110kV环氧型绝缘铜外壳中，环氧绝缘件与各壳体连接紧密，大大提升了铜外壳的电气绝缘性能，还可大大提高110kV环氧型绝缘铜外壳中的综合性能，提高其使用寿命。
[0088] 另外，本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。
[0089] 本铜外壳安装在单芯电缆接头处，其灌胶口用于将绝缘材料(如防水绝缘胶)灌入铜外壳的内部空间，以固定电缆中间接头与铜外壳。而接线端用于连接接地线并把接地线连接在附近的接地体上，保证工作的稳定性和可靠性。
[0090] 在发明中，该110kV环氧型绝缘铜外壳尤其适用于110kV单芯交联聚乙烯绝缘金属护层电力电缆中间接头，具有对高压电缆金属护层进行连接或分段的作用，本铜外壳还具有对中间接头起到电气绝缘、对外密封、对地连接及机械保护的作用。
[0091] 本110kV环氧型绝缘铜外壳安装时，能浇注密封胶，可直接安装在电缆沟内或者地下直埋，也可以配合玻璃钢防水外壳一起使用，使其能达到更理想的使用效果。
[0092] 此外，本案中内的接地脚80结构设计合理，采用平板式的接地脚80，与外界对接更准确，固定更加可靠；接地脚80的一边与对应的大铜管连接，另一边用于连接接地线，使得电缆工作可靠；进一步的，优选左接线端31和右接线端32的开口朝向一致，朝向一致的接线端设置使得地埋和连接工作更加方便。
[0093] 为使得接地脚80与接地线连接更加方便和可靠，优选接地脚80露出对应接线端的一端开设有连接孔81，保证了工作的可靠性。
[0094] 优选地，为使得铜管屏蔽效果更佳，设置各小铜管均呈四段结构设置，向着逐渐远离对应大铜管的方向，该小铜管的第一段和第三段均呈收口设置，该小铜管的第二段和第四段均呈圆筒设置。
[0095] 为使得灌胶工作更加方便、高效，优选左灌胶口111和右灌胶口511均设置为方形通孔，且在各灌胶口上均活动安装有可封闭对应灌胶口的灌胶盖。灌胶盖保证了密封性也起到绝尘等作用。
[0096] 作为优选，各大铜管的壁厚与各小铜管的壁厚相同，各绝缘层的壁厚相同，且大铜管的壁厚小于绝缘层的壁厚。相同壁厚的结构设计使得各铜管所形成的空间内有相同的屏蔽效果，保证了电气绝缘性能，对整个电缆接头部位的屏蔽有利；而外层的绝缘层更厚的结构设置则进一步提升了屏蔽效果，保证了电缆工作稳定。
[0097] 优选地，环氧绝缘件60、左铜套法兰21、右铜套法兰22三者的外侧面齐平，各铜套法兰均通过螺栓90与环氧绝缘件60固连，环氧绝缘件60的两个端面与对应铜套法兰之间还分别密封设置有密封圈100。
[0098] 这样的结构设置，进一步提升了两个壳体之间的密封连接效果，保证了铜外壳的电气绝缘性能，且各个部件拆卸也方便。
[0099] 作为进一步改进，优选本案中各绝缘层均采用滚塑工艺制成，加工方便，使得绝缘层与铜管连接更可靠。
[0100] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
