一种可融冰光纤复合架空地线接头盒及其连接方法与流程

本发明涉及一种接头盒以及接头盒的连接方法，具体讲涉及一种可融冰光纤复合架空地线接头盒及其连接方法。

背景技术：

进入新世纪后输电线路冰灾事故的发生频率越来越大，架空输电线路因覆冰灾害引起的损失越来越严重,导致大面积电力、通信终端，给人们的生活和工作造成了严重影响。

关于输电线路覆冰灾害治理方面的研究已有相关报道，其中披露了一些可行的输电线路融冰技术，并应用在实际线路中。可融冰光纤复合架空地线是在普通光纤复合架空地线(OPGW)的内部绞合融冰导线，当光纤复合架空地线(OPGW)覆冰时，对融冰导线进行通电升温，从而融化光纤复合架空地线(OPGW)外的覆冰。

光纤复合架空地线(OPGW)是将光纤媒体复合在输电线路的架空地线里，把地线和通信功能合二为一的高科技产品，其运行20多年来已经发展成为比较成熟的技术产品。一般在电力输电线路建设时，同期建设OPGW通信通道不需要另设空间走廊，因此被高压输电线路普遍采用。

光纤复合架空地线接头盒主要用于电力通信系统中OPGW光缆的连接和分支保护，现有的光纤复合架空地线接头盒只能实现光纤接续功能，不能实现可融冰光纤复合架空地线中融冰导线的接续和融冰电源的接入。一旦光纤复合架空地线覆冰厚度超过极限值，将引起倒塔、线路跳闸、光纤复合架空地线断裂造成的通讯中断等灾难性后果。

因此有必要提供一种新的技术方案，以实现可融冰光纤复合架空地线中融冰导线的可靠接续和融冰电源的插拔式接入，从而在电网线路覆冰时顺利、快速接通绝缘导体，使之通电升温融冰。

技术实现要素：

为了克服现有技术中所存在的上述不足，本发明提供一种可融冰光纤复合架空地线接头盒及其连接方法。

本发明提供的技术方案是：一种可融冰光纤复合架空地线接头盒，其改进之处在于：所述接头盒包括绝缘隔层分隔的光纤接续室和融冰电源接入室；所述光纤接续室内设有光纤接续盒和导体接续瓷子，所述光纤接续室底部设有内壁呈圆锥面的光缆导入孔；所述融冰电源接入室内设有用导线与所述导体接续瓷子连接的插拔式接入座。

优选的，所述可融冰光纤复合架空地线由中心加强丝、外层单丝以及设于所述中心加强丝和外层单丝之间的融冰导线和光纤单元绞合组成。

优选的，所述导体接续瓷子包括两块长方形瓷块，所述瓷块两侧对应设有轴线与所述瓷块中心轴平行的螺孔；所述两侧螺孔之间的瓷块上设有两个横截面为半圆形且相互平行厚度大于1mm的凹槽型铜片；

当所述两块瓷块通过螺孔和螺栓固定重合时，其中一块瓷块的铜片与另一块瓷块的铜片对应结合为圆柱面。

优选的，所述插拔式接入座包括两个分别用于连接电源接入箱正负极接头的插拔式接入端子，所述插拔式接入端子包括同轴设置且一体成型的底座和圆柱形凸台；

所述底座和所述圆柱形凸台均包括同轴设置的中空内导电层、中间绝缘层和外屏蔽层；所述底座的内导电层、中间绝缘层和外屏蔽层分别与所述圆柱形凸台的内导电层、中间绝缘层和外屏蔽层相连通；

所述中空内导电层的内壁留有螺纹；

所述底座的外屏蔽层两侧设有与所述插拔式接入端子轴线平行的螺孔，所述插拔式接入端子通过螺丝与所述融冰电源接入室固定。

进一步，所述电源接入箱的正负极接头包括同轴设置的内导体层、中间屏蔽层和外绝缘层，所述接头的一端同轴留有内径与所述插拔式接入端子的凸台外径相适应的凹孔，所述凹孔底部留有同轴的螺纹孔；

所述外绝缘层为硅橡胶材料，所述中间屏蔽层为电应力控制材料。

优选的，所述绝缘隔层包括两侧壁之间间距不小于60mm的隔离箱体以及填充在所述隔离箱体内的绝缘硅橡胶；所述光纤接续室和所述融冰电源接入室通过 挂钩连接方式固定安装在所述隔离箱体两侧；

所述隔离箱体两侧壁上分别开有两个通孔，所述通孔内固定有弹性密封件，所述弹性密封件上设有孔径小于所述连接导线的圆孔；所述连接导线穿过所述圆孔与所述隔离箱体过盈安装。

一种可融冰光纤复合架空地线接头盒的连接方法，所述方法包括如下步骤：

S1，将两根待接续的可融冰光纤复合架空地线引入光纤接续室，并分离所述可融冰光纤复合架空地线的光纤单元和融冰导线；

S2，将所述光纤单元引入光纤接续盒，并在所述光纤接续盒中进行光纤融接；

S3，将所述融冰导线引入导体接续瓷子，并在所述导体接续瓷子中分别进行融冰导线与连接导线的可靠电连接；

S4，通过隔离箱体两侧的通孔将所述两根连接导线引入融冰电源接入室，并将所述两根连接导线的另一端与插拔式接入座电气连接；

S5，通过隔离箱体底部的绝缘材料注入口向隔离箱体内注入硅橡胶绝缘材料。

优选的，所述步骤S1包括：

A1,将冷缩式硅橡胶密封管套在可融冰光纤复合架空地线外周，并抽去管内芯绳；

A2,待密封管紧密包裹所述可融冰光纤复合架空地线后，通过所述光纤接续室底部的光缆导入孔引入所述光纤接续室；

A3,打开所述光纤接续室，在所述光纤接续室内通过冷缩式硅橡胶三叉密封手套将所述可融冰光纤复合架空地线的光纤单元和融冰导线可靠分离；

所述步骤A1中的冷缩式硅橡胶密封管套包括密封管和设于所述密封管内的管内芯绳；当抽去所述管内芯绳时，所述密封管冷缩；

所述步骤A3中的融冰导线包括正极接线组和负极接线组。

优选的，所述步骤S3包括：

B1通过螺栓调节所述导体接续瓷子的两块瓷块之间的距离；

B2将融冰导线和连接导线分别安装在由两块瓷块的凹槽型铜片所组成的夹口两端；

B3通过拧紧螺栓缩小所述两块瓷块之间的距离，使所述融冰导体和所述连 接导体与所述铜片可靠电连接；

所述步骤B2中，两根待接续可融冰光纤复合架空地线的融冰导体的正极接线组沿夹口轴线方向安装在其中一夹口的一端，负极接线组沿夹口轴线方向安装在另一夹口的一端。

优选的，当所述可融冰光纤复合架空地线需要融冰时，打开所述融冰电源接入室，摘下插拔式接入端子外部的保护罩，将螺柱的一端与所述插拔式接入端子的中空内导电层螺纹连接；将电源接入箱的正负极接头接入所述插拔式接入端子内，使得所述插拔式接入端子的凸台伸入所述正负极接头的凹孔内；将所述螺柱的另一端与所述凹孔底部的螺纹孔螺纹连接。

与最接近的技术方案相比，本发明具有如下显著进步：

1)本发明提供的技术方案实现了可融冰光纤复合架空地线的光纤接续和融冰导线接续的一次完成，后续融冰过程只需打开融冰电源接入室，不影响光纤通信，操作简单，安全可靠。

2)通过导体接续瓷子和连接导线，将可融冰光纤复合架空地线的融冰导线连接至插拔式接入座，需要融冰时，通过插拔式接入座给融冰导线接通电源，解决了融冰电源接入操作困难，费时费力且线路必须停电施工的问题，节约了抢修时间。

3)融冰电源接入室和光纤接续室之间用厚度大于60mm的硅橡胶绝缘材料隔离，保证了可靠的电气绝缘特性和抗环境老化特性，使得可融冰光纤接续室和融冰电源接入室相互独立，互不干扰，保证了光纤通信在融冰时不受融冰电源的影响。

4)电源接入箱正负极接头的中间屏蔽层采用高介电常数的电应力控制材料，使得外绝缘层表面上方电场分布均匀，将正负极接头接口处的电应力减小到最低程度，有效降低了插拔式接入座的表面电场，满足了融冰时高电压及高场强的要求。

5)光纤接续室底部设有内壁为圆锥面的光缆导入孔，在将可融冰光纤复合架空地线引入光纤接续室时，将冷缩式硅橡胶密封管套在可融冰光纤复合架空地线外周，操作简单可靠，一方面可有效防止可融冰光纤复合架空地线穿线时被损坏，另一方面可加强可融冰光纤复合架空地线与光缆导入孔的连接紧密性和电气 绝缘性，减小了接头盒内可融冰光纤复合架空地线在运行过程中的震荡，增强了操作安全性，提高了接头盒工作的可靠性。

6)导体接续瓷子由两块带凹槽型铜片的瓷块组成，并通过螺栓连接两块瓷块，可根据导体的粗细调节瓷块之间的距离，操作灵活，适用性强，结合铜片的半圆形凹槽结构，增加了融冰导体和连接导线与铜片的接触面积，提高了融冰导体与连接导线电气连接的可靠性。

附图说明

图1为可融冰光纤复合架空地线的横截面示意图；

图2为可融冰光纤复合架空地线接头盒的内部示意图；

图3为可融冰光纤复合架空地线接头盒的外部示意图；

图4为光纤接续室底部光缆导入孔的结构示意图；

图5为导体接续瓷子安装在光纤接续室内时的主视图；

图6为导体接续瓷子安装在光纤接续室内时的俯视图；

图7为融冰电源接入室内插拔式接入端子的剖面示意图；

图8为电源接入箱的正极接头或负极接头的结构示意图。

其中1-外层单丝，2-融冰导线，3-光纤单元，4-可融冰光纤复合架空地线A，5-可融冰光纤复合架空地线B，6-光纤单元A，7-光纤单元B，8-光纤接续盒，9-融冰导线A，10-导体接续瓷子，11-融冰导线B，12-光纤接续室，13-融冰电源接入室，14-硅橡胶绝缘材料，15-电源接入箱的电源线，16-插拔式接入端子，17-连接导线，18-隔离箱体，19-锁具，20-光纤接续室的室门，21-融冰电源接入室的室门，22-光缆导入孔，23-瓷块A，24-调节螺栓，25-铜片，26-瓷块B，27-内导电层螺纹孔，28-中间绝缘层，29-外屏蔽层，30-螺孔；31-底座，32-内导体层，33-中间屏蔽层，34-外绝缘层，35-凹孔，36-螺纹孔。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合说明书附图和实例对本发明的内容做进一步的说明。

本发明提供了一种可融冰光纤复合架空地线接头盒以及该接头盒的连接方 法，该接头盒用于连接可融冰光纤复合架空地线，可融冰光纤复合架空地线的结构如图1所示，包括中心加强丝、外层单丝1、融冰导线2和光纤单元3。在中心加强丝和外层单丝之间绞合一根或多根融冰导线2和光纤单元3，即构成了可融冰光纤复合架空地线，中心加强丝和外层单丝用于提高可融冰光纤复合架空地线的机械强度。

可融冰光纤复合架空地线接头盒的内部结构如图2所示，包括光纤接续室12和融冰电源接入室13，光纤接续室12和融冰电源接入室13之间由隔离箱体隔离。为了更好的防止融冰电源接入室13的强电与光纤接续室12的弱电之间的干扰，保证融冰导线在接通电源融冰时光纤通信不受影响，隔离箱体两侧壁之间的距离不小于60mm。光纤接续室12和融冰电源接入室13分别通过挂钩连接的方式固定安装在隔离箱体两侧。隔离箱体两侧壁上分别对应开有两个通孔，通孔内固定有弹性密封件，弹性密封件上设有孔径小于连接导线的圆孔；连接导线的一端与导体接续瓷子相连，另一端穿过弹性密封件与融冰电源接入室的插拔式接入座相连，这样使得连接导线可以过盈固定在隔离箱体上。隔离箱体的底部设有绝缘材料注入口，当接头盒安装完成后，通过绝缘材料注入口向隔离箱体内注满硅橡胶绝缘材料，这样可以保证可靠的电气绝缘特性和抗环境老化特性。

图3为可融冰光纤复合架空地线接头盒的外部结构图；光纤接续室和融冰电源接入室均设有分属于各自的室门21；两个室门通过锁具19开启或关闭。在连接好可融冰光纤复合架空地线A4和可融冰光纤复合架空地线B5后，将室门20锁定，实现可融冰光纤复合架空地线的光纤接续和融冰导线接续的一次完成。需要融冰时，仅需打开融冰接入室13的室门21，通过插拔式接入端子将融冰电源与融冰导线A和融冰导线B接通通电，进行升温融冰。

光纤接续室12内设置有光纤接续盒8和导体接续瓷子9，其底部留有相距100mm的两个光缆导入孔，为了使可融冰光纤复合架空地线与光纤接续室连接的更加牢固，导入孔内壁采用圆锥型结构，如图4所示。

导体接续瓷子9的结构如图5、图6所示。导体接续瓷子包括两个长方形瓷块，每块瓷块上带有两个半圆形凹槽结构的铜片25，当两块瓷块重合时，其中一块瓷块的铜片与另一块瓷块的铜片对应结合为圆柱面；铜片厚度不小于1mm且铜片的半径不大于瓷块的厚度，可实现融冰导线与连接导线的可靠电连接；两 个瓷块由对称设置的4个调节螺栓24连接，可根据融冰导线和连接导线的粗细调节瓷块之间的距离，起到压紧导线的作用，使融冰导线和连接导线与铜片电气相连。

融冰电源接入室13内设置有融冰电源插拔式接入座，融冰电源插拔式接入座包括两个分别连接正负极直流电源的插拔式接入端子16；图2为插拔式接入端子16与融冰电源连接，使光纤复合架空地线融冰时的内部结构图。

插拔式接入端子的结构如图7所示，其竖直纵断面为T型，包括一体成型且同轴的底座和圆柱形凸台，凸台内部留有螺纹。插拔式接入端子包括内导电层27，中间绝缘层28和外屏蔽层29，底座两侧的外屏蔽层上设有螺孔30，插拔式接入座通过螺丝和螺孔固定在融冰电源接入室内，底座底部的内导电层和连接导体的一端连接，凸台插入到电源接入箱的正极或负极接头内，用于给融冰导线供电。

电源接入箱的正负极接头的结构如图8所示。正负极接头为冷缩式结构的高介电常数电应力控制适配器，被预先撑开在可抽取的芯绳上，正负极接头包括内导体层，中间屏蔽层和外绝缘层；接头的一端留有内径与融冰电源接入室内插拔式接入端子的凸台外径相适应的凹孔，其底部同轴设有螺纹孔，通过螺柱可实现正负极接头与插拔式接入端子的电气连接，操作简单，安全可靠。

为了满足融冰时高电压和高场强要求，正负极接头的中间屏蔽层采用高介电常数的电应力控制材料，这样可以使外绝缘层表面的电场分布均匀，使屏蔽口处的电应力减小到最低程度，有效降低插拔式接入端子表面的电场。

本发明还提供了可融冰光纤复合架空地线接头盒的连接方法，该方法包括：

(1)打开光纤接续室的室门和融冰电源接入室的室门，将需要接续的两段可融冰光纤复合架空地线引入光纤接续室中，并分离光纤单元和融冰导线；

具体做法是：将冷缩式硅橡胶密封管套在导入光缆外周，并抽去管内芯绳，待密封管紧紧包裹光纤复合架空地线后，插入导入孔内与其紧密连接。光纤复合架空地线导入光纤接续室后，在光纤接续室内将可融冰光纤复合架空地线中的光纤单元和融冰导线(融冰导线平均分成正极接线组和负极接线组2组)通过冷缩式硅橡胶三叉密封手套实现光电可靠分离。

(2)将光纤单元直接引入光纤接续盒内完成光纤接续。

(3)通过螺栓调节导体接续瓷子的两块瓷块之间的距离，将两段可融冰光纤复合架空地线中的融冰导线的正极接线组共同引至两瓷块之间的其中一个铜片夹口底端，将两段可融冰光纤复合架空地线中的融冰导线的负极接线组共同引至两瓷块之间的另一个铜片夹口底端；将两根连接导线分别安装在两块瓷块之间的两个铜片夹口的顶端，然后拧紧螺栓，紧压融冰导线和连接导线，实现融冰导线和连接导线的可靠电连接。

(4)将两根连接导线的另一端通过隔离箱体两侧壁的通孔引至融冰电源接入室内；并在融冰电源接入室内完成连接导线与插拔式接入端子的可靠电连接。

(5)通过隔离箱体底部的绝缘材料注入口向隔离箱体内注满硅橡胶绝缘材料。

在不融冰时，安装接续就此完成，关闭融冰电源接入室室门，线路正常运行；在融冰时，融冰电源接入室保护插拔式接入座不受冰雪影响，摘下插拔式接入端子的保护罩，将螺柱的一端与所述插拔式接入端子的中空内导电层螺纹连接；将电源接入箱的正负极接头接入所述插拔式接入端子内，使得所述插拔式接入端子的凸台伸入所述正负极接头的凹孔内；将所述螺柱的另一端与所述凹孔底部的螺纹孔螺纹连接，保证连接可靠性。

以上仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均在申请待批的本发明的权利要求范围之内。