预制式电缆附件橡胶增强绝缘内表面紫外辐照改性装置

本发明属于电缆附件改性，特别是涉及一种预制式电缆附件橡胶增强绝缘内表面紫外辐照改性装置。

背景技术：

1、电力电缆实际应用中是通过电缆附件相互连接的，电缆附件通常是整个电缆线路中最薄弱的，因此也是保障电缆系统稳定运行的重要环节。电缆附件按制作工艺的区别，可分为绕包式、模塑式与预制式三类。绕包式和模塑式电缆附件通常无法规避在施工现场临时组接电缆造成的杂质引入以及精度不够等问题，因此这两类电缆附件的应用电压等级往往较低，安装周期也较长。相比之下，一方面，预制式电缆附件安装过程省时省力，安装出错的可能性大大降低，且实现工艺也更简单；另一方面，预制式电缆附件的半导电应力锥结构在削弱外屏蔽层断口处的电场畸变问题上有着更稳定的表现。因此，对于高压电缆系统，多数情况下都是采用在相对整洁车间环境中所生产出的预制式电缆附件进行电缆连接。

2、预制式电缆附件包含预制式电缆接头与预制式电缆终端，整个电缆附件中最核心的部分是应力锥和增强绝缘，应力锥和增强绝缘由硅橡胶或者乙丙橡胶材料加工制成，通常是一体的结构，因此，在一些企业中常将二者合称为应力控制体，应力控制体不仅要改善电缆附件中电场畸变现象，往往还要承担附件中最大的畸变电场。因此应力控制体是决定电缆附件电压等级和运行稳定性的关键。

3、电缆附件安装完成后，应力控制体以过盈配合的方式紧套在电缆的本体绝缘上，应力控制体内表面直接与电力电缆本体绝缘（交联聚乙烯绝缘）紧密接触，完成绝缘配合。在应力控制体的安装过程中，通过在电缆本体绝缘与电缆附件内表面之间涂抹硅脂的方式实现润滑和耐电性能的提升。然而，目前面临的问题是长时间工作条件下硅脂会造成橡胶材料溶胀，从而对橡胶的机械性能以及绝缘界面的耐电性能带来负面影响。

4、为提升电缆附件应力控制体内表面的界面耐电性能，现有技术中国专利cn202010467340.0，一种预制式电缆附件橡胶应力控制体界面耐电压性能改善方法，从原理上提出了针对橡胶材料表面的改性方法，即对电缆附件应力控制体橡胶增强绝缘的内表面进行接枝改性，其主要步骤包括：1、按配方配制有机改性溶液；2、将有机改性溶液喷涂在预制式电缆附件应力控制体内表面；3、加热使有机改性溶液被预制式电缆附件橡胶应力控制体表面吸收；4、通过化学反应使有机改性化合物接枝在橡胶内表面的大分子上。但现有技术的不足在于：电缆附件应力控制体是一个圆筒状的结构，其内径较小，因此其内壁是非开放性的，导致操作空间极为有限，在这种条件下，现有技术或设备无法实现应力控制体内壁的均匀改性，目前仍缺乏专门设备和方法可供实现应力控制体内壁的均匀接枝改性。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明旨在解决对预制式电缆附件增强绝缘内表面进行接枝改性的实现问题，提出一种预制式电缆附件橡胶增强绝缘内表面紫外辐照改性装置，用于对预制式电缆附件增强绝缘内表面进行化学接枝改性。

2、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种预制式电缆附件橡胶增强绝缘内表面紫外辐照改性装置，包括旋转动力装置、同轴可变径固定装置、紫外光接枝改性发生装置和往复传动装置，所述旋转动力装置驱动同轴可变径固定装置实现电缆附件应力控制体绕电缆附件应力控制体水平中心轴线旋转，电缆附件应力控制体被固定在同轴可变径固定装置中，所述紫外光接枝改性发生装置包括改性液喷涂装置和紫外光灯，改性液喷涂装置的喷头和紫外光灯可伸入到电缆附件应力控制体内，所述紫外光灯和改性液喷涂装置排布在支架前端，所述往复传动装置驱动支架运动。

3、更进一步地，所述旋转动力装置包括电机、传动装置和传动轴，所述电机经由传动装置和传动轴带动同轴可变径固定装置实现电缆附件应力控制体绕电缆附件应力控制体水平中心轴线旋转。

4、更进一步地，所述同轴可变径固定装置由夹具底座和夹具组成，所述夹具底座与传动轴固定连接，所述夹具安装在夹具底座上。

5、更进一步地，所述改性液喷涂装置包括支架、喷头、若干导管、液体泵、改性液和清洗溶剂，所述喷头安置在支架的前端，支架内部布设两根导管，改性液和清洗溶剂置于支架后端的盛放容器里，盛放容器顶端安置液体泵，液体泵通过导管和支架前端的喷头完成连接，由液体泵为喷涂改性液的接枝工作和喷涂清洗溶剂的清洗工作提供动力。

6、更进一步地，所述往复传动装置包括支架底座和电动滑轨，所述支架通过支架底座固定在电动滑轨上，电动滑轨动作带动支架前端的喷头和紫外光灯实现沿电缆附件应力控制体轴心线上的移动。

7、更进一步地，所述夹具底座包括若干联动连杆、若干旋转关节和夹具滑道，所述夹具能够在夹具滑道上滑动或固定，所述夹具滑道两侧连接有联动连杆和旋转关节，用以保证四根夹具空间相对位置的一致性，所述联动连杆与旋转关节连接。

8、更进一步地，同轴可变径固定装置设置有四根夹具，周向均匀设置在电缆附件应力控制体外周，四根夹具起到支撑夹紧待加工电缆附件应力控制体的作用，在调整夹具在夹具滑道的位置后，做到对不同直径的电缆附件应力控制体作业，所述夹具滑道两侧连接有联动连杆和旋转关节装置，用以保证四根夹具空间相对位置的一致性，即四根夹具作用在不同直径的电缆附件应力控制体上时，都能保证电缆附件应力控制体轴心处在最中心的同一位置。

9、更进一步地，所述夹具为橡胶包裹的钢条，内部采用不锈钢材质，外层材质使用较软的橡胶，增大夹持摩擦力并对电缆附件应力控制体外层起到保护作用，避免对增强绝缘外层材料或伞裙造成机械损伤。

10、更进一步地，所述电动滑轨共有3种工作模式：工作模式1：带动支架向电缆附件应力控制体一侧移动；工作模式2：在设定间距内左右往复移动；工作模式3：带动支架向远离电缆附件应力控制体的方向移动。

11、一种预制式电缆附件橡胶增强绝缘内表面紫外辐照改性装置的改性方法，具体包括以下步骤：

12、步骤1：准备工作：清洗电缆附件应力控制体的内表面，为接枝工作创造整洁环境；调配可接枝化合物、紫外光引发剂二苯甲酮和交联助剂作为改性液，并注入到支架上的改性液存放容器内，将清洗溶剂注入到支架上的清洗溶剂存放容器中；调整支架位置到台体最右端，为整个装置连接电源；

13、步骤2：调节同轴可变径固定装置处于夹具滑道上的夹具位置，以适当力度将电缆附件应力控制体夹持在夹具中央并固定，设定电机转速，使电缆附件应力控制体绕其水平的中心轴线旋转，待电缆附件应力控制体旋转平稳且转速稳定后开始下一步操作；

14、步骤3：打开置于有机改性液上的液体泵开关，待液体泵泵送的改性液到喷头且喷出状态稳定后，打开电动滑轨电源开关，选择工作模式1，喷头在电动滑轨的带动下按照设定速度匀速地伸入到电缆附件应力控制体内，随着喷头完全经过电缆附件应力控制体的长度后，关闭改性液上的液体泵开关和电动滑轨电源开关；

15、步骤4：将电动滑轨切换到工作模式2，依次打开电动滑轨开关，打开紫外光灯开关，使紫外光灯往复地对电缆附件应力控制体内表面均匀照射，并开始计时，根据改性液的配方选取对应的最佳辐照时间，辐照结束后依次关闭紫外光灯，关闭电动滑轨；

16、步骤5：调整支架位置使喷头探出电缆附件应力控制体的左端外部，打开置于清洗溶剂上的液体泵开关，待喷出状态稳定，打开电动滑轨电源开关，选择工作模式3，整个支架在电动滑轨的带动下匀速抽离电缆附件应力控制体，待整个支架抽离电缆附件应力控制体后，关闭清洗溶剂上的液体泵开关和电动滑轨电源开关；

17、步骤6：关闭电机开关，待电缆附件应力控制体停止旋转后，调节同轴可变径固定装置处于夹具滑道上的夹具位置，松开夹具，取出电缆附件应力控制体，吹扫或烘干电缆附件应力控制体内表面的残余清洗溶剂，完成改性。

18、与现有技术相比，本发明所述的一种预制式电缆附件橡胶增强绝缘内表面紫外辐照改性装置的有益效果是：

19、（1）本发明由电机带动电缆附件应力控制体绕其水平轴线旋转，所喷涂的有机改性溶液覆盖在不停旋转中的电缆附件应力控制体内表面，避免了有机改性溶液局部集中，可达到喷涂均匀的效果，以保证电缆附件应力控制体内表面接枝反应物浓度和材料绝缘性能的一致性。

20、（2）为保障紫外光灯的小体积，紫外光灯灯珠间隔地排布成带状，灯珠的间隔分布会造成电缆附件应力控制体内表面在轴向上所受光照强度的差异，具体表现为灯珠正对的位置接受紫外光照射的程度更高，灯珠之间位置受紫外光照射强度较低，这种差异势必造成电缆附件应力控制体内表面化学反应程度的非均匀性。本发明提出在电缆附件应力控制体内表面接受紫外光照时，排列在支架上的紫外光灯依靠电动滑轨提供的动力进行往复运动，往复运动的间距正是均匀排布的灯珠之间相隔的距离，有效避免了以上问题。同时，由于电缆附件应力控制体是沿轴线匀速旋转的，紫外光在其内表面圆周方向上的照射均匀性也能得到保障。

21、（3）本发明实现了圆筒状电缆附件应力控制体狭小空间内表面的紫外光辐照接枝改性，通过旋转的方式保障了改性溶液的均匀覆盖，利用长条状紫外光灯带，配合灯带往复运动以及电缆附件应力控制体的旋转，实现了均匀可控的紫外光辐照条件，利用改性溶液中的光引发剂引发可接枝化合物在橡胶材质电缆附件应力控制体内表面的接枝反应，本发明具有改性效果均匀、可控的优点。

22、（4）本发明设计了同轴可变径固定装置，对不同直径的电缆附件应力控制体进行夹持时，均能保障其轴心线位置不变，并与紫外光灯带保持同轴，且对于电缆附件应力控制体外表面不构成损伤，可用于多种尺寸规格电缆附件应力控制体，具有实用性强、适用产品规格广的特点。

23、（5）本发明设计了清洗溶剂喷涂装置，可以用于对过量的残留改性液进行清洗，避免过量残余化合物在电缆附件应力控制体内表面造成负面影响，也可以单纯地用于对电缆附件应力控制体内表面进行液体清洗。本发明具有多功能性的特点。