CN101641838A - 用于包含复合芯的传输线导体的内爆电连接器和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电连接器，该电连接器能够被挤压至复合物传输线上而不造成非金属/钢芯的毁坏性损伤。该电连接器包括套筒和限制该套筒受挤压的挤压调节器。
Description
技术领域
本发明总体上涉及电连接器及将电连接器施加到传输线(输电线)上的方法，更具体地，本发明包括将电连接器内爆至包含非钢芯的传输线上。
背景技术
一种将电连接器内爆至钢芯上的方法描述于下述文献中：″NewImplosive Connector Technology for High Voltage Conductors″，Pasini，The 8thIEEE International Conference on AC and DC Power Transmission，SavoyPlace，英国伦敦，2006年3月。
在美国专利文献2004/0182597、2004/0026112、2004/0131851、2005/0006129、2005/0227067、2006/0016616、2006/0051580及2006/0084327中描述了非金属芯、复合芯及用于复合芯的线性驱动楔形连接器。这些文献中的每一份均以其全部内容以引用方式并入本申请。
美国专利No.4,511,280描述了一种防笼状变形的连接器，该文献以其全部内容以引用方式并入本申请。
发明内容
本发明的一方面是将电连接器附接至诸如复合芯传输线的物体上。非金属/钢芯通常具有高抗拉强度，但也具有比钢或绞合钢线缆更低的挤压失效或压溃点。例如，碳复合芯材料可具有约为4000磅每平方英寸的挤压失效或压溃点。
在非钢芯和/或由非钢芯携载的导体与电连接器之间需要强摩擦力，以使得传输线悬挂在地面之上。因此，非钢芯必须耐受足够大的挤压力以便将电连接器摩擦式紧固至传输线上，且能受控以便在非钢芯和/或导体径向受挤压期间非钢芯不发生毁坏性损伤。
因此，本发明涉及一种径向挤压至诸如碳基芯的非金属或非钢芯上的电连接器。在一个实施例中，电连接器包括套筒，该套筒可径向或轴向内爆直接至非钢芯上或至放置成邻近非钢芯的导体上。还构想出其它径向挤压装置，例如液压或手动挤压器。
例如，本发明的电连接器可包括具有导电金属材料和适于接收非钢芯端部的通道的套筒；挤压调节器，当套筒在非金属芯周围轴向或径向受挤压时该挤压调节器防止非钢芯被压溃；内爆部分，该内爆部分包括可环绕套筒一部分的爆裂材料。套筒可为塑料或金属，且可为两个或更多个的分离部件。
挤压调节器可为放置成邻近非金属芯的可压缩材料；多个彼此分隔开的部分，每个部分从套筒的内表面延伸；套筒的壁部，所述壁部交叉到一起；锥形槽和锥形楔，该锥形楔以逐渐增大的过盈配合方式配合入锥形槽中；槽和凸块，该凸块配合入槽中，且该凸块在长度上比槽更短；间隙和可压缩材料，该可压缩材料在套筒或制动片或凸台与套筒在通道处的内壁中的沟槽之间的间隙中。
套筒在通道处的内壁可具有从通道延伸入内壁中的多个凹槽，且挤压调节器可具有多个锥形构件，所述锥形构件在受挤压之前彼此分离开来且每个构件均延伸入多个凹槽的相应一个之中。通道可在套筒的壁上形成，套筒壁在通道与套筒的外侧滑动件(滑套)之间至少部分地重叠到自身上。套筒部分可包括具有不均匀壁厚的横截面形状。
附图说明
参考附图，将在后述说明中阐述本发明的前述方面和其它特征，在附图中：
图1是传输线的端视图，该传输线具有非金属芯和绕该非金属芯缠绕的导体；
图2是在图1中示出的传输线的侧视图；
图3是根据本发明第一实施例的电连接器和爆裂材料的剖切侧视图；
图4是根据本发明第二实施例的电连接器的剖切端视图；
图5是根据本发明第三实施例的电连接器的剖切端视图；
图6是根据本发明第四实施例的电连接器的剖切端视图；
图7是根据本发明第五实施例的电连接器的剖切端视图；
图8是根据本发明第六实施例的电连接器的剖切端视图；
图9是根据本发明第七实施例的电连接器的剖切端视图；
图10是根据本发明第八实施例的电连接器的剖切端视图；
图11是根据本发明第九实施例的电连接器的剖切端视图；
图12是根据本发明第十实施例的电连接器的侧视图；
图13是根据本发明第十一实施例的电连接器的剖切侧视图；
图14是根据本发明第十二实施例的电连接器的剖切侧视图；
图15是放置在复合芯周围的第十三实施例的电连接器的剖切端视图；
图16是根据本发明第十四实施例的电连接器的部分剖切端视图；
图17是根据本发明第十五实施例的电连接器的剖切端视图；
图18是根据本发明第十六实施例的非金属套筒的分解透视图；
图19是根据本发明第十七实施例的电连接器的剖切端视图。
具体实施方式
本发明总体上涉及将电连接器附接至电力传输线(输电线)上，该电力传输线包括非钢芯和/或绕该非钢芯缠绕的导体。
大体上如图1-2所示，本发明总体上涉及适于连接至传输线T的非钢芯12和/或导体14的电连接器10(图3)。导体14可以是铝或其它合适材料的，且在一个实施例中包括绕非钢芯12缠绕的绞线。
大体上如图3-19所示，每个电连接器10(图3)总体上包括套筒16-16P及挤压调节器。套筒16-16P优选由钢、铝、塑料、导电塑料或其它合适材料制成，且优选是中空并可压缩的。在图3-19示出的套筒16-16P适于放置在图1和图2示出的非钢芯12或导体14上面。套筒16-16P可限定出可为圆柱状或其它合适形状的外表面18-18P。
爆裂材料20、20A(图3和图8)可放置在套筒16-16P的外表面18-18P上。爆裂材料20、20A沿着套筒16-16P的长度方向或在第二套筒的外表面上对称或非对称配置，所述第二套筒的外表面配合在一个或多个套筒16-16P的外表面18-18P的上面。可将弹性间隔件(图14)放置在套筒16-16P的外表面18-18P与爆裂材料20、20A之间。套筒16-16P中的任何一个还可包括附加的内或外套筒、楔或缠绕件。
套筒16-16P的内表面22-22P可具有连续、不间断表面。备选地，如图4-8、11、12及15-19所示，套筒16A-16E、16H、16I、16L-16P的内表面22A-22E、22H、22I、22L-22P也可限定出缺口24，间隙26，或凸台40和沟槽42。
例如，图3示出了包括具有内表面22和外表面18的套筒16的电连接器10。爆裂材料放置成邻近套筒16的外表面18。
图4示出了具有内表面22A和外表面18A的套筒16A。缺口24被添加以便在套筒径向挤压至非钢芯或导体(诸如在图1和图2中示出的芯12和导体14)上的期间帮助吸收能量。
如图5所示，套筒16B能够限定内表面22B、外表面18B，并具有限定在套筒16B的两个相对边缘之间的间隙26的横截面C形状。两个相对边缘能够相对彼此呈角度，以便在挤压期间可压缩材料28沿着离开非钢芯12的方向向外挤出。可压缩材料28可放置在间隙26中，以帮助吸收内爆力。间隙26也可定大小成使得在内爆期间套筒16B施加仅预定量作用力至芯12上。可根据可压缩材料28的特定挤压属性来选取可压缩材料28。
图6示出了根据本发明的另一个套筒16C。套筒16C总体上包括放置在套筒16C的内表面22C上的几个金属或非金属部分30，在套筒16C内爆之前该金属或非金属部分30彼此分隔开或不直接彼此接触。金属或非金属部分30可由柔性的(或许是牺牲性的)包覆模制件32保持在一起，包覆模制件32可接收从该几个部分30延伸的锚杆34。备选地，金属或非金属部分30可与可压缩包覆模制件32类似材料一体式成形。几个部分30可为楔形，因而在包覆模制件32由爆裂物(未示出)内爆时这些部分30彼此干涉。该干涉作用被认为会限制在芯12上的挤压力。
图7示出了重叠到自身上的套筒16D。诸如橡胶和塑料的柔性材料36能够填充在重叠边缘之间形成的覆合部(overbite)中，以使得外表面18D形状均匀。对于非对称的外表面，爆裂材料(为了清楚起见未示出)能够设置在套筒16D的外表面18D上，以补偿该重叠金属。此外，邻近于覆合部的套筒16D的内表面22D的边缘能够带有圆角，以帮助防止刺入芯12。
图8描述了具有分段爆裂材料20A的套筒16E，该爆裂材料20A放置成邻近套筒16E的外表面18E。分段爆裂材料20A能够同时或按部分引爆，以便帮助防止邻近套筒16E内表面22E的非钢芯12被压溃。套筒16E也分段，示出为两条呈角度的线，以便在内爆期间允许套筒16E的更加受控地受挤压。
图9中的套筒16F具有外表面18F和在套筒16F内表面22F上的金属、非金属或半金属材料38。材料38可为导电塑料、与非钢芯12相同的材料、海绵磨块、不锈钢、有铅或无铅焊料、环氧树脂或树脂或者其它合适的材料。可通过使用与芯12化学性类似或与芯12化学或热反应的材料而增强芯12与材料38之间的粘结。而且，如果该材料是弹性材料，则可使超过非金属芯12受挤压失效点的非金属芯12受挤压值降低。
如图10所示，套筒16G可具有外表面18G和限定出凸台40和沟槽42的内表面22G。凸台40和沟槽42可彼此平行且可形成螺旋线形式。凸台40可彼此相对地放置，以便当套筒16G在芯12或导体14(图2)上内爆时在芯12上存在等值且相对的挤压力。
图11是本发明的另一个实施例。套筒16H可限定外表面18H、内表面22H及接收圆弧凸块46的圆弧槽44，凸块46的长度比圆弧槽44的深度更短。在内爆或其它合适的径向挤压期间，套筒16H可在非钢芯12或导体14周围受挤压且槽44、凸块46或表面48A、48B限制允许挤压值。
图12示出了包括外表面18I和由套筒16I的边缘52A、52B限定的锯齿缝50的套筒16I。边缘52A、52B可限定出允许边缘52A、52B相对彼此而移动的齿部和沟槽，还限制在内爆期间边缘52A、52B移动预定的距离。齿部和沟槽可为锥形，以便在套筒16I受挤压时形成逐渐增大的过盈配合。
如图13和图14所示，套筒16J和16K的外表面18J、18K或内表面22J、22K可为锥形外形。在图14示出的塑料P可放置在套筒16-16O的外表面上。
图15示出了具有内凸台40L和沟槽42L的套筒16L，凸台40L和沟槽42L设置成防止缠绕在非钢芯12外表面周围的导体14的笼状变形。在图15的实施例中，凸台40L和沟槽42L被切割成套筒16L的内表面22L，且外表面18L可为一致形状。备选地，内表面22L可为光滑表面或包括凸台40L和沟槽42L。
图16示出了具有在第一连接件上的凸块46M和在第二连接件上的槽54M的套筒16M。凸块46M的宽度比槽54M的间隙宽度GW大。第二连接件可进一步限定凹槽56，当通过径向挤压(例如通过放置在由两部分组成的套筒16M的外表面18M上的炸药)使得第一和第二连接件在一起时该凹槽56能够接收来自凸块46M的金属剃齿。直立壁部58应当足够厚，以便在挤压期间防止从凸块46M拔出。内表面22M可为光滑表面或包括凸台40M和沟槽42M。外表面18M可为均匀或非均匀横截面。随着凸块46M和槽54M被挤压到一起，它们可形成逐渐增大的过盈配合。
图17示出了具有对置凸块46N和槽54N的由两个或多个部分组成的套筒16N。凸块46N在锥形宽度上优选地比相应的锥形槽54N稍微要大。随着凸块46N和槽54N被挤压到一起，它们可形成逐渐增大的过盈配合。内表面22N可为光滑表面或包括凸台40N和沟槽42N。外表面18N可为均匀或非均匀横截面。可包括套筒分离器，这将在后文进行描述。
图18是类似于图17中套筒16N的非金属内套筒16O。套筒16O是可配合在外金属套筒(未示出)的内侧的挤压调节器。套筒16O和外金属套筒均受挤压。非金属套筒与非金属芯12(图1)相接触，而外金属套筒与导体14(图1)形成电连接。前述讨论的爆裂材料20、20A可放置在外金属套筒周围。
图19示出了由三部分组成的套筒16P。该由三部分组成的套筒类似于在图17中示出的套筒16N。为了制造的一致性，可包括可拆除或牺牲间隔件60。套筒16P的内表面22P可为光滑表面或包括凸台40P和沟槽42P。外表面18P可为均匀或非均匀横截面。
在受益于上述说明和相关附图呈现的教导后，本领域技术人员将能构想出本发明的许多变型和其它实施例。例如，能够使用液压工具、用手或用扭矩钳将套筒16-16P挤压或扭转至预定的挤压力，该预定的挤压力防止芯失效且仍保持使传输线离开地面。因而，应当理解的是本发明不局限于公开的实施例，且旨在包括落入本发明的精神和范围内的其它变型和实施例。在其它实施例中也可包括上述各种实施例的特征的组合。
Claims (15)
1.一种电连接器，包括：
套筒，所述套筒包括导电金属材料和适于接收非钢芯的端部的通道；和
挤压调节器，在所述套筒在所述非金属芯周围径向受挤压时，所述挤压调节器防止所述非钢芯被压溃。
2.根据权利要求1所述的电连接器，还包括含有爆裂材料的内爆部分，其中所述内爆部分环绕所述套筒的一部分。
3.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述挤压调节器是邻近所述非金属芯放置的可压缩材料。
4.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述挤压调节器是多个彼此分隔开的部分，所述部分的中每个均从所述套筒的内表面延伸。
5.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述挤压调节器是交叉到一起的所述套筒的壁部。
6.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述套筒包括两个部件。
7.根据权利要求6所述的电连接器，其特征在于，所述挤压调节器包括锥形槽和锥形楔，所述锥形楔以逐渐增大的过盈配合方式配合入所述锥形槽中。
8.根据权利要求6所述的电连接器，其特征在于，所述挤压调节器包括槽和配合入所述槽中的凸块，且其中所述凸块的长度比所述槽短。
9.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述挤压调节器包括位于所述套筒中的间隙。
10.根据权利要求9所述的电连接器，还包括位于所述间隙中的可压缩材料。
11.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述挤压调节器是所述通道处的套筒内壁上的缺口，或凸台与沟槽。
12.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述套筒在所述通道处的内壁具有从所述通道延伸进入所述内壁的多个凹槽。
13.根据权利要求12所述的电连接器，其特征在于，所述挤压调节器是多个锥形构件，所述锥形构件在受挤压之前彼此分开，并且每一个锥形构件延伸进入所述多个凹槽中的相应一个中。
14.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，通道由所述套筒的壁形成，所述套筒的壁在所述通道与套筒的外侧滑动件之间至少部分地重叠到自身上。
15.根据权利要求1所述的电连接器，其特征在于，所述套筒部分包括具有不均匀壁厚的横截面形状。
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