筒夾型接頭和端頭配件的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】筒夾型接頭和端頭配件
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)人為:CTC電纜公司，申請(qǐng)日為:2004年10月22日，申請(qǐng)?zhí)枮?200480036282.5，名稱(chēng)為:筒夾型接頭和端頭配件的發(fā)明的分案申請(qǐng)。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及接合和終止電纜的設(shè)備和方法。更特別地，本發(fā)明涉及能夠通過(guò)荷載承受復(fù)合芯將兩個(gè)復(fù)合芯電纜結(jié)合的若干配件和能夠終止或閉塞復(fù)合芯電纜的若干配件。
【背景技術(shù)】
[0003]影響了美國(guó)、英國(guó)和法國(guó)的2003停電已經(jīng)證明迫切需要更新全球電網(wǎng)。一種一流的和立即的解決方案是用復(fù)合芯強(qiáng)化電纜代替現(xiàn)有的導(dǎo)線(xiàn)。在PCT申請(qǐng)N0.PCT/US03/12520中描述了復(fù)合芯強(qiáng)化電纜的一個(gè)實(shí)例，ACCC電纜，其通過(guò)參考整合在此。下文中，ACCC電纜將被用來(lái)代表所有的復(fù)合芯電纜。這些ACCC電纜提供了增加很多的載流容量。在某些情況下，ACCC電纜可提供增加100%的載流容量。用ACCC電纜代替過(guò)時(shí)的電纜是一種增加全球電力傳輸和分配系統(tǒng)容量的明顯的和有效的方法。為了代替過(guò)時(shí)的電纜，線(xiàn)路工人需要在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上安裝ACCC或其他復(fù)合芯電纜。
[0004]不幸地，目前不存在安裝這些電纜的方法和裝置。為了安裝ACCC電纜，線(xiàn)路工人必須能夠接頭這些電纜和利用端頭將這些電纜連接到柱或結(jié)構(gòu)。不幸地，現(xiàn)有的裝置和方法將不再有效。
[0005]雖然單條ACCC電纜的電纜長(zhǎng)度可達(dá)幾千英尺，但是電網(wǎng)需要幾百或幾千英里的電纜。為了跨越這些距離，線(xiàn)路工人必須將兩個(gè)更小的電纜跨度接頭或連接在一起。接頭既用作將電纜的兩個(gè)端部保持在一起的機(jī)械連接，又用作允許電流流過(guò)或流遍接頭的電連接。
[0006]利用傳統(tǒng)的鋁導(dǎo)體鋼強(qiáng)化電纜(ACSR)，電纜形成為一組圍繞鋼絲芯纏繞的扭曲的鋁導(dǎo)體。鋁導(dǎo)體主要用作電導(dǎo)體，而鋼芯作為強(qiáng)度部件。鋁導(dǎo)體確實(shí)承載一些荷載，鋼芯幫助某些電流的傳導(dǎo)。為了連接兩個(gè)ACSR電纜跨度，線(xiàn)路工人使用諸如全張力壓縮接頭的裝置。Hubbell/Fargo Manufacturing，of Poughkeepsite，New York 供應(yīng)這種類(lèi)型的接頭。對(duì)于該裝置，線(xiàn)路工人將鋁從鋼芯上剝離。將套管或模具放置在露出的芯的端部。線(xiàn)路工人留下一小部分鋼芯露在套管端部之外。用壓縮老虎鉗將套管連接到鋼芯。然后，將套管和兩條電纜的鋼芯插入到第二管中。該管足夠長(zhǎng)以覆蓋套管和沒(méi)被剝?nèi)サ牟糠咒X導(dǎo)體。還利用壓縮老虎鉗為該管卷邊。這些部件形成了將鋁導(dǎo)體和鋼芯保持在一起的壓縮配合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問(wèn)題
[0008]剛剛描述的方法對(duì)ACSR電纜很有效，但是對(duì)ACCC電纜無(wú)效。首先，在ACCC電纜中鋁導(dǎo)體不是荷載承受部件。因此，將管卷折到鋁導(dǎo)體上不會(huì)將兩條電纜的復(fù)合芯荷載承受部件保持在一起。另外，使用的大約60噸psi的特殊卷折力可能壓碎復(fù)合芯。因此，用于ACSR電纜的方法是有缺陷的，因?yàn)檫@些方法不能在ACCC電纜的荷載承受部件之間提供良好的機(jī)械耦合。
[0009]在合成工業(yè)中，復(fù)合部件經(jīng)常粘結(jié)在一起。特殊的膠、環(huán)氧化物、或粘結(jié)劑施加到復(fù)合物和被粘結(jié)到復(fù)合物的部件上。不幸地，這些粘結(jié)結(jié)合存在幾個(gè)問(wèn)題。首先，在結(jié)合的整合區(qū)域，粘結(jié)劑不會(huì)傳播施加到所述結(jié)合上的力。相反，這些力趨于沿一英寸或兩英寸的結(jié)合集中。由于電纜上難以置信的張力(高達(dá)60000鎊或更高)，粘結(jié)結(jié)合趨于在接下來(lái)的一英寸區(qū)域中破壞，直到整個(gè)結(jié)合失效。另外，與復(fù)合部件的結(jié)合趨于在復(fù)合物的外部纖維上施加力。因此，當(dāng)力形成時(shí)，復(fù)合物外部的纖維破壞，然后，結(jié)合也破壞。為了補(bǔ)償，一些復(fù)合物制造商沿銳角在長(zhǎng)度方向上切割復(fù)合物。然后，兩個(gè)切開(kāi)的復(fù)合物沿切口結(jié)合。這種結(jié)合將力沿所有的纖維分布而不是僅僅沿那些復(fù)合物外圍上的纖維。不幸地，ACCC電纜的復(fù)合芯很小。在這些芯中進(jìn)行這些切割非常困難。另外，結(jié)合這些復(fù)合物需要特殊工具、材料和培訓(xùn)，超出了目前線(xiàn)路工人的所學(xué)。由于環(huán)境污染物如濕氣、灰塵和其他空氣傳播的物質(zhì)，它們可能影響粘結(jié)劑的正確混合和設(shè)置，所以在現(xiàn)場(chǎng)使用粘結(jié)劑也很困難。
[0010]為了終止電纜，線(xiàn)路工人通常安裝端頭。在工業(yè)中使用與接頭相似的裝置和方法來(lái)安裝端頭。因此，對(duì)于端頭來(lái)說(shuō)也存在上述相同問(wèn)題。
[0011]因此，需要用于ACCC強(qiáng)化電纜和其他復(fù)合芯電纜的電纜接頭，并且需要用于這些復(fù)合芯電纜的電纜端頭。
[0012]技術(shù)方案
[0013]ACCC強(qiáng)化電纜以?xún)?yōu)良的特性提供給公共事業(yè)或電力供應(yīng)商。通過(guò)使用ACCC電纜可增加載流容量。利用ACCC電纜提供的優(yōu)點(diǎn)，公共事業(yè)轉(zhuǎn)向ACCC強(qiáng)化電纜以更新和改進(jìn)過(guò)時(shí)的傳輸和分配電纜。不幸地，仍然沒(méi)有產(chǎn)生安裝這些電纜的方法和系統(tǒng)。本發(fā)明提供了既可以將兩條ACCC電纜接頭在一起又可以終止ACCC電纜的筒夾型配件。另外，本發(fā)明提供了接合和終止ACCC電纜的方法。
[0014]在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中公開(kāi)了一種用于鋁導(dǎo)體復(fù)合芯強(qiáng)化電纜的筒夾型配件，所述電纜具有被導(dǎo)體圍繞的復(fù)合芯。所述筒夾型配件包括:筒夾，其具有至少一個(gè)腔以接收電纜的復(fù)合芯；與筒夾一致的筒夾殼，其中筒夾殼包括基本上與筒夾鏡像的結(jié)構(gòu)以使得筒夾能夠壓縮，并且其中筒夾殼具有開(kāi)口以露出至少一個(gè)腔從而使得筒夾接收電纜的復(fù)合芯；和與筒夾殼耦合的壓縮部件，其中壓縮部件將筒夾壓縮到筒夾殼內(nèi)，并且其中壓縮筒夾在電纜的復(fù)合芯上施加了壓縮力和摩擦力。
[0015]根據(jù)本發(fā)明，筒夾型配件使用位于筒夾殼內(nèi)部的筒夾，或者統(tǒng)稱(chēng)為筒夾組件來(lái)保持復(fù)合芯。復(fù)合芯電纜可以剝?nèi)ヤX導(dǎo)體以在筒夾和復(fù)合芯之間提供最佳的結(jié)合，其中復(fù)合芯為電纜的荷載承受部件。在將復(fù)合芯插入到筒夾組件之后，可使用壓縮部件將(各)筒夾壓在復(fù)合芯上。(各)筒夾對(duì)芯的這種“預(yù)配合”允許筒夾組件產(chǎn)生初始夾緊。在優(yōu)選實(shí)施例中，吊環(huán)螺栓或其他終止部件的螺紋部分可深深地插入到筒夾殼中，使得與(各)筒夾本身的頂部產(chǎn)生接觸。當(dāng)?shù)醐h(huán)螺栓或其他裝置的螺紋部分實(shí)現(xiàn)初始接觸時(shí)，螺紋部件上的連續(xù)扭力產(chǎn)生了安全的初始夾緊。所需扭矩值的范圍可以從50到250英尺鎊，更優(yōu)選地為75到100英尺鎊。筒夾殼的形狀迫使筒夾在進(jìn)一步移入筒夾殼中時(shí)增加壓縮力。這些壓縮力在筒夾和復(fù)合芯之間產(chǎn)生了巨大的摩擦結(jié)合。該摩擦結(jié)合將復(fù)合芯保持到筒夾。壓縮配件可用鋁殼覆蓋以在接頭上傳輸電流。該壓縮配件產(chǎn)生了良好的機(jī)械和電連接。
[0016]本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了一種將第一鋁導(dǎo)體復(fù)合芯強(qiáng)化電纜和第二鋁導(dǎo)體復(fù)合芯強(qiáng)化電纜接頭在一起的方法，各電纜具有被導(dǎo)體包圍的復(fù)合芯。該方法包括以下步驟:露出第一電纜的復(fù)合芯；露出第二電纜的復(fù)合芯；將各電纜的復(fù)合芯插入到單獨(dú)的筒夾型配件中，其中插入過(guò)程進(jìn)一步包括將復(fù)合芯插入到筒夾中；壓縮筒夾以摩擦保持復(fù)合芯；以及將連接裝置耦合到各個(gè)單獨(dú)的筒夾型配件以將筒夾型配件保持在一起。
[0017]在另一實(shí)施例中，本發(fā)明進(jìn)一步公開(kāi)了一種終止鋁導(dǎo)體復(fù)合芯強(qiáng)化電纜的方法，所述電纜具有被導(dǎo)體包圍的復(fù)合芯。根據(jù)本發(fā)明，所述方法包括以下步驟:露出電纜的復(fù)合芯；將電纜的復(fù)合芯插入到筒夾型端頭配件中，其中插入過(guò)程進(jìn)一步包括將復(fù)合芯插入到筒夾中；壓縮筒夾以摩擦保持復(fù)合芯；將連接器耦合到筒夾型端頭配件；以及將連接器連接到某一結(jié)構(gòu)以物理終止端頭。
[0018]端頭使用相同類(lèi)型的裝置和方法。通過(guò)參考本發(fā)明的詳細(xì)描述并結(jié)合附圖可以更好地理解本發(fā)明的端頭和接頭以及其他特征。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是復(fù)合芯強(qiáng)化電纜實(shí)施例的三維視圖。
[0020]圖2A是根據(jù)本發(fā)明的筒夾型接頭及其相應(yīng)部件的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖。
[0021]圖2B是圖2A所示一部分筒夾型配件及其相應(yīng)部件的放大剖視圖。
[0022]圖3是根據(jù)本發(fā)明的筒夾和筒夾殼的三維視圖。
[0023]圖4是根據(jù)本發(fā)明的筒夾型端頭和其相應(yīng)部件中的某些部件的一個(gè)實(shí)施例的剖視圖。
[0024]為了闡明，各幅圖包括附圖標(biāo)記。這些附圖標(biāo)記遵循共同的命名方法。附圖標(biāo)記將具有三位或四位數(shù)字。最先的一個(gè)或兩個(gè)數(shù)字表示首先使用了該附圖標(biāo)記的圖號(hào)。例如，首先在圖1中使用的附圖標(biāo)記將具有像IX X之類(lèi)的數(shù)字，而首先在圖5中使用的數(shù)字將具有像5 XX之類(lèi)的數(shù)字。其次的兩個(gè)數(shù)字表示圖內(nèi)的特定項(xiàng)目。圖1中的一個(gè)項(xiàng)目將為101，而另一個(gè)項(xiàng)目將為102。在其他的圖中使用的相同的附圖標(biāo)記表示相同的項(xiàng)目。例如，圖3中的附圖標(biāo)記102為圖1所示的相同項(xiàng)目。
【具體實(shí)施方式】
[0025]最佳方式
[0026]本發(fā)明涉及一種用來(lái)接合和終止ACCC強(qiáng)化電纜100的筒夾型配件。該筒夾型配件可將ACCC電纜100的復(fù)合芯101接合在一起。除了接合復(fù)合芯101，接頭應(yīng)該在兩個(gè)或多個(gè)ACCC強(qiáng)化電纜100之間提供電連接。備選地，筒夾型配件可以終止ACCC電纜。筒夾型配件可以包括筒夾202、筒夾殼204、至少一個(gè)壓縮器206。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，筒夾型配件201還可以包括鋁過(guò)濾套208，筒夾型接頭200可以包括鋁殼210，該鋁殼210可以覆蓋兩個(gè)筒夾型配件201和連接裝置214。在一個(gè)實(shí)施例中，壓縮部件206和連接裝置214形成為單個(gè)零件。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，在其他實(shí)施例中，這些部件被形成為單獨(dú)的部件。筒夾型配件210的各部件用來(lái)匹配ACCC電纜100的復(fù)合芯101并壓縮筒夾202，從