[发明专利]一种实验用高压XLPE电缆软接头绝缘层界面模拟装置及方法

说明书

本发明提供了一种实验用高压XLPE电缆软接头绝缘层界面模拟装置及方法，装置包括挤出机、加热螺线管和注塑模具，注塑模具设置在加热螺线管内，挤出机向注塑模具内挤入原料，注塑模具包括封头、出气管、出气口、第一注塑通道、第二注塑通道、斜面体和圆筒，封头安装在圆筒的开口端处，圆筒状斜面设置在圆筒内，出气管和第一注塑通道设置在圆筒的正上方，出气口和第二注塑通道设置在圆筒的正下方，圆筒水平放置在支架上。本发明能够独立制得实验所研究的样品，且研究挤出速率、挤塑温度以及反应力锥倾斜度等变量对界面电学特性的影响，从而正确指导成型模具的设计和挤出参数的选定，提高实际生产的接头产品质量，提高生产效率。

技术领域

本发明属于注塑设备领域，尤其是涉及一种实验用高压XLPE电缆软接头绝缘层界面模拟装置及方法。

背景技术

聚乙烯绝缘高压直流电缆是一种海底电力电缆，主要用于海岛与大陆或海岛之间、陆地与海上风场之间、海上钻井平台之间的电网连接。单根电缆的长度受到电缆制造设备的限制，当单根电缆长度无法满足使用要求时，可用软接头将多根电缆进行连接，直至满足使用长度要求。

软接头的制备主要通过注塑方法实现，制备时需使用挤出机将交联聚乙烯基料挤出并填充到成型模具内，制备过程中，所选用的成型模具以及挤出机的挤出速率和挤塑温度等都会对软接头质量的好坏产生重大影响。

海缆软接头的制作是在工厂内对导体连接后在海缆本体绝缘基础上进行绝缘材料的二次注入，并伴随着加热交联过程。对一定数量的注塑式软接头解剖研究发现，接头的绝缘层在一定意义上存在本体绝缘、恢复绝缘及过渡区绝缘3种形式。

注塑式软接头在接头恢复XLPE绝缘区域与本体XLPE绝缘区域之间会存在一层宽度约为10mm左右的XLPE-XLPE界面区域，就目前国内相关企业提供的数据显示高压电缆注塑式软接头在试运行或者做出厂试验过程中发生破坏的位置多接近于这个界面区，由于反应力锥整体尺寸较长，所以界面区延伸范围较广。由于高压海缆软接头的内部绝缘质量决定着整个软接头的使用性能，所以对其上述内部微结构的形成机理的研究具有极其重要的意义。由于目前实验所研究的高压XLPE电缆软接头绝缘层界面样品由工厂提供的电缆切割所得，不能研究挤出速率、挤塑温度以及反应力锥倾斜度等变量对XLPE-XLPE界面电学特性的影响，因此无法正确指导成型模具的设计和挤出参数的选定，造成实际生产中软接头的制备效率低，产品质量不高且不稳定。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种实验用高压XLPE电缆软接头绝缘层界面模拟装置及方法，能够独立制得实验所研究的高压XLPE电缆软接头绝缘层界面样品，且能研究挤出速率、挤塑温度以及反应力锥倾斜度等变量对XLPE-XLPE界面电学特性的影响，从而正确指导成型模具的设计和挤出参数的选定，从而提高实际生产中软接头的制备效率，产品质量高且性能稳定。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种实验用高压XLPE电缆软接头绝缘层界面模拟装置，包括挤出机、加热螺线管和注塑模具，所述的注塑模具设置在加热螺线管内，所述的挤出机设置在加热螺线管和注塑模具的外侧，所述挤出机向注塑模具内挤入原料，所述的注塑模具包括封头、出气管、支架、出气口、第一注塑通道、第二注塑通道、斜面体和圆筒，所述的圆筒的一端为开口端，另一端为封闭端，所述的封头安装在圆筒的开口端处，所述的斜面体设置在圆筒内，且斜面体的两端分别顶靠在圆筒和封头上，所述的出气管和第一注塑通道设置在圆筒的正上方并与圆筒相通，所述出气口和第二注塑通道设置在圆筒的正下方并与圆筒相通，所述的出气管的轴线与封头的轴线垂直布置，出气管和第二注塑通道以圆筒的中轴线对称设置，所述的圆筒水平放置在支架上。

进一步的，所述斜面体为自圆柱体的一端至另一端以倾斜切面切削后形成的结构，倾斜切面与水平面的夹角为10°-45°，斜面体的长度为280mm。

进一步的，所述加热螺线管与圆筒是无缝嵌套结构。

进一步的，两个注塑通道均为圆柱形通道。