一种电缆线路分支连接装置的制作方法

本发明涉及电力输配电电缆附件，具体涉及一种高压电缆线路用全封闭、全绝缘一体化分支连接装置，适用于城市地下管网、工业园区配网等场景下主干电缆的t接分支。

背景技术：

1、随着城市化进程的不断推进，电力输配系统逐步由架空线路向电缆线路转变，高压电缆因其占地面积小、运行环境适应性强、受外界因素影响较小等优点，被广泛应用于城市电网、工业园区及地下综合管廊等场景。在实际电网建设与改造过程中，常常需要在主干高压电缆线路上引出一条或多条分支电缆，以满足不同区域或用电负载的供电需求，因此，高压电缆线路的分支连接装置成为电缆系统中的重要组成部件。

2、现有高压电缆分支连接方式主要包括架空线路跳接方式、t接房（站）方式、变电站支接方式以及分支接头方式等。其中，架空线路跳接方式需要在电缆线路与架空线路之间进行多次转换，通常需设置杆塔及相关附属设施，占地面积较大，且电缆—架空—电缆的运行方式增加了系统运行的不确定性。t接房或t接站方式虽然能够实现电缆线路的分支功能，但通常需要配套土建工程，占用空间大，建设周期长，整体投资成本较高。变电站支接方式在运行可靠性方面具有一定优势，但往往需要新建或扩建变电站间隔，并增加多回电缆线路，建设成本和施工复杂度较高。

3、近年来，为实现电缆线路分支连接的小型化和集成化，出现了采用气体绝缘或固体绝缘结构的分支接头装置。其中，部分分支接头采用sf6气体作为绝缘介质，虽然结构相对紧凑，但气体密封结构对制造和运维要求较高，且在长期运行过程中存在气体泄漏及环境影响等问题；此外，该类装置通常需要定期检测气体状态，运维工作量较大。

4、另有一类固体绝缘插拔式分支接头，采用“外壳+浇注绝缘主体”的分体结构，内部通过独立触座与铜棒焊接形成导电通路，电缆端采用楔形插拔结构连接；该类结构虽安装便捷，但仍存在以下缺陷：一是分体式导电结构存在多处连接界面，分支节点处电场集中明显，局部放电风险高；二是插拔式连接长期运行后易因热胀冷缩出现接触间隙，接触电阻漂移，运行可靠性不足；三是屏蔽层仅为均匀金属层，设置在绝缘与外壳之间，无法适配分支节点的电场畸变，电场调控能力有限；四是电缆接口全部同向布置，仅适用于特定敷设场景，无法适配主干线路直通t接的主流应用需求。因此，设计一种电场优化更充分、运行可靠性更高、适配直通t接场景的全封闭电缆线路分支连接装置是很有必要的。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电缆线路分支连接装置，以解决上述背景技术中提出的现有分支接头电场调控能力不足、分体结构可靠性低、适用场景受限的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种电缆线路分支连接装置，包括安装法兰、绝缘套筒以及设置于所述绝缘套筒内部的高压连接组件，所述绝缘套筒为无外壳一体化浇注成型结构，在浇注过程中将屏蔽层、高压连接件及接地连接件整体包覆于固体绝缘中形成不可拆卸的整体式绝缘结构；所述高压连接件为一体锻造成型的e形整体导电构件，包括沿绝缘套筒轴向贯通设置的主干导体臂以及由所述主干导体臂中部向侧向延伸的分支导体臂，主干导体臂的两端分别对应主干电缆的输入接口与输出接口，所述分支导体臂通过固定压接式导体连接件与高压电缆导体形成永久电连接；所述分支导体臂与主干导体臂之间的有效长度比例满足：；

4、且所述分支导体臂相对于主干导体臂轴线的夹角以90°为中心设置；所述屏蔽层内嵌于固体绝缘内部并紧邻高压连接件的外围设置，沿径向方向由内向外依次为高压连接件、屏蔽层、固体绝缘，以对分支连接区域的电场进行主动连续调控。

5、进一步的，所述分支导体臂相对于主干导体臂轴线的夹角为：；其中，δθ为允许的夹角偏差角度。

6、进一步的，所述屏蔽层为梯度半导电屏蔽层，沿绝缘套筒轴向方向呈非均匀分布，其等效导电参数σ(x)满足：；其中，σ0为高压侧基准导电参数，f(x)为随轴向位置向接地侧单调递减的函数，导电参数变化规律与分支连接区域的电场强度分布相匹配。

7、进一步的，所述高压连接件外表面至绝缘套筒外表面之间的最小径向绝缘厚度d与装置额定电压u之间满足：；其中，k为与所述固体绝缘介电强度相关的安全系数。

8、进一步的，在高压电缆与绝缘套筒的连接位置设置有半导电场强控制件，所述场强控制件套设于高压电缆绝缘屏蔽层的断口处，其一端与装置内部的屏蔽层等电位贴合，形成屏蔽结构的平滑连续过渡。

9、进一步的，所述场强控制件通过弹簧压紧装置施加轴向预紧力，以补偿因温度变化引起的尺寸偏差。

10、进一步的，所述主干导体臂与分支导体臂的交接处设置为圆弧过渡圆角，所述圆角的半径r≥0.3倍主干导体臂的截面直径。

11、进一步的，所述高压连接件的分支导体臂沿其延伸方向的截面尺寸由根部向端部呈连续渐变缩小，导体表面曲率半径沿分支方向连续变化，截面变化规律为线性变化、分段线性变化或光滑曲线变化，以削弱分支根部区域的电场突变。

12、进一步的，所述固体绝缘的介电常数沿径向方向呈梯度分布，靠近高压连接件一侧的介电常数较高，靠近绝缘套筒外表面一侧的介电常数较低，介电常数沿径向逐级递减。

13、进一步的，所述绝缘套筒的下端设置有尾管，所述尾管与接地连接件固定连接，并与高压电缆的外护套形成径向密封结构。

14、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

15、1. 采用无外壳一体化真空浇注成型结构，将高压连接件、屏蔽层及接地连接件整体封装于固体绝缘材料中，消除了传统的壳体和绝缘主体分体结构的装配界面与密封隐患，避免了分体装配误差、密封老化等因素引起的绝缘性能不稳定问题，装置整体一致性高，免维护性能与运行可靠性显著提升。

16、2. 采用一体锻造成型的e形直通式导电结构，主干导体轴向贯通、分支侧向t接，无焊接、插接等导电连接界面，从根源上消除了分体导电结构的界面电场集中与接触电阻漂移问题；同时通过量化约束分支导体的长度比例与夹角，使分支连接区域的等电位面分布更加连续，有效降低分支节点处的局部电场集中现象，减少局部放电风险；直通t型布局适配城市地下管廊、电缆沟等主流敷设场景，适用范围更广。

17、3. 通过分支根部大圆角过渡、导体截面渐变设计，使导体表面曲率半径连续变化，从源头削弱电场突变；通过轴向非均匀梯度半导电屏蔽层，主动匹配分支区域电场分布，实现电场逐级平缓过渡；配合径向介电常数梯度的固体绝缘，进一步均化径向电场强度；多重优化协同作用，大幅提升高压运行条件下的电气安全裕度。

18、4. 通过在电缆接口处设置半导电场强控制件，配合弹簧压紧装置的轴向预紧补偿，使电缆绝缘屏蔽断口与装置内部屏蔽层形成等电位平滑连续过渡，有效抑制电缆断口处的电场畸变；弹簧补偿结构可抵消温度循环引起的尺寸偏差，保证长期运行下场强控制结构的贴合稳定性，提升接口区域的运行可靠性。

1.一种电缆线路分支连接装置，其特征在于，包括安装法兰、绝缘套筒以及设置于所述绝缘套筒内部的高压连接组件，所述绝缘套筒为无外壳一体化浇注成型结构，在浇注过程中将屏蔽层、高压连接件及接地连接件整体包覆于固体绝缘中形成不可拆卸的整体式绝缘结构；

2.根据权利要求1所述的一种电缆线路分支连接装置，其特征在于，所述分支导体臂相对于主干导体臂轴线的夹角为：

3.根据权利要求1所述的一种电缆线路分支连接装置，其特征在于，所述屏蔽层为梯度半导电屏蔽层，沿绝缘套筒轴向方向呈非均匀分布，其等效导电参数σ(x)满足：σ(x)=σo·f(x)；

4.根据权利要求1所述的一种电缆线路分支连接装置，其特征在于，所述高压连接件外表面至绝缘套筒外表面之间的最小径向绝缘厚度d与装置额定电压u之间满足：

5.根据权利要求1所述的一种电缆线路分支连接装置，其特征在于，在高压电缆与绝缘套筒的连接位置设置有半导电场强控制件，所述场强控制件套设于高压电缆绝缘屏蔽层的断口处，其一端与装置内部的屏蔽层等电位贴合，形成屏蔽结构的平滑连续过渡。

6.根据权利要求5所述的一种电缆线路分支连接装置，其特征在于，所述场强控制件通过弹簧压紧装置施加轴向预紧力，以补偿因温度变化引起的尺寸偏差。

7.根据权利要求1所述的一种电缆线路分支连接装置，其特征在于，所述主干导体臂与分支导体臂的交接处设置为圆弧过渡圆角，所述圆角的半径r≥0.3倍主干导体臂的截面直径。

8.根据权利要求1所述的一种电缆线路分支连接装置，其特征在于，所述高压连接件的分支导体臂沿其延伸方向的截面尺寸由根部向端部呈连续渐变缩小，导体表面曲率半径沿分支方向连续变化，截面变化规律为线性变化、分段线性变化或光滑曲线变化，以削弱分支根部区域的电场突变。

9.根据权利要求1所述的一种电缆线路分支连接装置，其特征在于，所述固体绝缘的介电常数沿径向方向呈梯度分布，靠近高压连接件一侧的介电常数较高，靠近绝缘套筒外表面一侧的介电常数较低，介电常数沿径向逐级递减。

10.根据权利要求1所述的一种电缆线路分支连接装置，其特征在于，所述绝缘套筒的下端设置有尾管，所述尾管与接地连接件固定连接，并与高压电缆的外护套形成径向密封结构。