CN109434232A - 一种带有加热冷却功能的电缆连接装置及连接方法 - Google Patents

一种带有加热冷却功能的电缆连接装置及连接方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种带有加热冷却功能的电缆连接装置及连接方法，方法包括将螺旋导热管通过缆线连接孔放置在容纳腔内；向容纳腔内填充低熔点合金；将电缆导电线芯插入缆线连接孔中，并通过紧固螺栓固定；在螺旋导热管中通入加热后的液态金属，使容纳腔内的低熔点合金熔化；待低熔点合金与容纳腔的内壁及电缆导电线芯之间形成良好的润湿及连接后，停止通入加热后的液态金属，并开始通入用于冷却的液态金属；低熔点合金冷却后，对电缆接头整体进行绝缘处理。本申请的装置结构通过驱动液态金属在螺旋导热管内循环流动传热对装置中的低熔点合金进行加热或冷却，使得电缆接续的操作过程简化，提高电缆连接的效率，缩短了电缆接续的时间。

Description

一种带有加热冷却功能的电缆连接装置及连接方法
技术领域
本申请涉及电力辅助设备技术领域，尤其涉及一种带有加热冷却功能的电缆连接装置及其连接方法。
背景技术
随着中国经济的快速发展，城市现代化水平的不断提高，电缆作为城市电网中的重要设备，发展速度极快，每天承载的电力输送量也更加巨大。但由于施工不良、机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压以及设计和制作工艺不良等原因常常会导致电缆出现故障，造成停电事故。
同时，电缆由于生产工艺的限制，每段电缆的长度有限，当电缆长度不能满足使用要求时，需要将两根电缆连接在一起，以便延长电缆的传输距离。
为了修复出现故障的输电电缆或延长电缆的传输距离，需对电缆进行连接接续。而目前电缆的连接方式主要有压接、机械连接、锡焊焊接、绕接或扭接等方式，其中压接、机械连接、绕接等电缆连接方式，会使电缆导电线芯之间接触不完全，存在升高电缆连接处的接触电阻的风险，这会增大电缆连接处的发热量，对电缆的连接存在较大的安全隐患。而锡焊焊接需要对焊锡进行加热，并且，如何避免焊锡熔化后的泄漏以及使用焊锡连接电缆后如何及时对电缆连接处进行降温是一个重大的难题。
发明内容
本申请提供一种带有加热冷却功能的电缆连接装置及连接方法，已解决现有技术中连接装置在连接过程中安全性差、连接效率低的问题，并且本申请提供的装置结构简单，操作简便，缩短电缆接续的时间。
本申请提供了一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，用于电缆间的连接，包括连接器本体；
所述连接器本体两端设有缆线连接孔；所述连接器本体内部设有容纳腔；所述缆线连接孔与所述容纳腔连通；
用于连接的电缆导电线芯的连接端分别从两侧所述缆线连接孔中穿入；所述缆线连接孔与所述电缆导电线芯间通过紧固螺栓固定；所述紧固螺栓中部设有通孔，所述电缆导电线芯穿过所述通孔；
所述容纳腔内设有螺旋导热管；所述容纳腔的其余部分由低熔点合金填充；所述螺旋导热管内通有液态金属。
本申请还提供了一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，用于电缆与终端间的连接，包括连接器本体；
所述连接器本体一端设有缆线连接孔；所述连接器本体内部设有容纳腔；所述缆线连接孔与所述容纳腔连通；
所述连接器本体的另一端设有固定部，所述固定部设有螺纹孔；
用于连接的电缆导电线芯一端从所述缆线连接孔中穿入；所述缆线连接孔与所述电缆导电线芯间通过紧固螺栓固定；所述紧固螺栓中部设有通孔，所述电缆导电线芯穿过所述通孔；
所述容纳腔内设有螺旋导热管；所述容纳腔的其余部分由低熔点合金填充；所述螺旋导热管内通有液态金属。
本申请还提供了一种电缆连接方法，包括：
将螺旋导热管通过缆线连接孔放置在容纳腔内；
向容纳腔内填充低熔点合金；
将电缆导电线芯插入缆线连接孔中，并通过紧固螺栓固定；
在螺旋导热管中通入加热后的液态金属，使容纳腔内的低熔点合金熔化；
待低熔点合金与容纳腔的内壁及电缆导电线芯之间形成良好的润湿及连接后，停止通入加热后的液态金属，并开始通入用于冷却的液态金属；
低熔点合金冷却后，对电缆接头整体进行绝缘处理。
本申请实施例提供了的装置和方法通过将低熔点合金作为电连接材料，并通过驱动液态金属在螺旋导热管内循环流动传热的方式对电缆连接装置中的低熔点合金进行加热或冷却，以达到固定电缆接头的目的；本申请的装置结构使得电缆接续的操作过程简化，提高电缆连接的效率，缩短了电缆接续的时间，并且，本申请的装置结构简单，安全性能高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种带有加热冷却功能的电缆连接装置的一种实施例结构图；
图2为本申请提供的一种带有加热冷却功能的电缆连接装置的另一种实施例结构图；
图3为本申请提供的一种电缆连接方法的流程图；
其中，1-连接器本体，11-缆线连接孔，12-容纳腔，13-固定部，2-螺旋导热管，3-紧固螺栓，4-密封套管，5-电缆导电线芯，6-低熔点合金。
具体实施方式
实施例一
参见图1，为本申请提供的一种带有加热冷却功能的电缆连接装置的一种实施例结构图；
由图1可知，本申请实施例提供了一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，并且该电缆连接装置是用于电缆间的连接，其具体包括连接器本体1；
所述连接器本体1两端设有缆线连接孔11；所述连接器本体1内部设有容纳腔12；所述缆线连接孔11与所述容纳腔12连通；在本实施例中，所述容纳腔12提供了将两侧缆线进行连接的腔室，为了进一步的增加连接强度及连接效果，两侧缆线伸入容纳腔12的长度应尽量增加，以达到互相接触为宜。
用于连接的电缆导电线芯5的连接端分别从两侧所述缆线连接孔11中穿入；所述缆线连接孔11与所述电缆导电线芯5间通过紧固螺栓3固定，设置紧固螺栓3可使所述电缆导电线芯5维持在缆线连接孔11中不动，保证最终成型的连接效果；所述紧固螺栓3中部设有通孔，所述电缆导电线芯5穿过所述通孔；
所述容纳腔12内设有螺旋导热管2；所述容纳腔12的其余部分由低熔点合金6填充；所述螺旋导热管2内通有液态金属。具体的，所述螺旋导热管2为一根连通的螺旋形状管材，其有上下两个管口，用于将液态金属从一个管口注入，并从另一个管口流出，以达到通过热交换加热或冷却低熔点合金的目的。
进一步的，本实施例中选用的液态金属优选为熔点在-50℃～100℃的金属及合金，包括金属镓及其合金、碱金属及其合金、铋基合金、铅基合金、铟基合金中的一种或几种。当需要对低熔点合金进行加热时，相应的液态金属即为加热过的金属或合金；相反，当需要对低熔点合金进行冷却时，相应的液态金属即为温度较低的金属或合金。由于液态金属循环流动，因此可以将低熔点合金的温度逐渐升高或者降低，达到熔化、凝固的要求。
可选的，所述缆线连接孔11的内表面设有楔形斜螺纹结构；所述楔形斜螺纹结构与所述紧固螺栓3配合，所述紧固螺栓3上设有若干横向切口。由于缆线连接孔11内表面为斜螺纹，使得紧固螺栓3在向内拧紧时，在受力的同时会向内收缩，逐渐靠近电缆导电线芯并对其产生压紧力，保证紧固力。
进一步的，在一种优选例中，所述紧固螺栓3与所述电缆导电线芯5之间设有密封套管4；密封套管4能够加强紧固螺栓3提供紧固力时的密封性，防止低熔点合金6被加热后从两侧缆线连接孔11泄露，另外，所述紧固螺栓3的孔径大于所述密封套管4的外径，保证其能在紧固前便于套设在密封套管4外部，为了获得较高的密封效果，紧固螺栓3的孔径只需略大于密封套管的外径即可。
可选的，所述低熔点合金6为锡基合金、铋基合金、锌基合金、铅基合金、铟基合金、镁基合金以及铝基合金中的一种或多种的组合；需要说明的是，无论何种组合，均需要保证组合后的低熔点合金满足熔点在100℃～300℃之间，并可通过简易的加热使之熔化；所述连接器本体1和所述密封套管4采用紫铜、纯铝、铝合金、纯铟、铟合金、铁、钢、合金钢、耐高温塑料中的一种或两种以上材料制成，其材料的选用应保证一定的结构强度及耐热性。
由以上技术方案可知，本申请实施例提供了一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，包括连接器本体；所述连接器本体两端设有缆线连接孔；所述连接器本体内部设有容纳腔；所述缆线连接孔与所述容纳腔连通；用于连接的电缆导电线芯的连接端分别从两侧所述缆线连接孔中穿入；所述缆线连接孔与所述电缆导电线芯间通过紧固螺栓固定；所述紧固螺栓中部设有通孔，所述电缆导电线芯穿过所述通孔；所述容纳腔内设有螺旋导热管；所述容纳腔的其余部分由低熔点合金填充；所述螺旋导热管内通有液态金属。本申请实施例提供了的装置通过将低熔点合金作为电连接材料，并通过驱动液态金属在螺旋导热管内循环流动传热的方式对电缆连接装置中的低熔点合金进行加热或冷却，以达到固定电缆接头的目的；本申请的装置结构使得电缆接续的操作过程简化，提高电缆连接的效率，缩短了电缆接续的时间，并且，本申请的装置结构简单，安全性能高。
实施例二
参见图2，为本申请提供的一种带有加热冷却功能的电缆连接装置的另一种实施例结构图；
由图2可知，本申请实施例提供了一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，并且该电缆连接装置是用于电缆与终端间的连接，其具体包括连接器本体1；
所述连接器本体1一端设有缆线连接孔11；所述连接器本体1内部设有容纳腔12；所述缆线连接孔11与所述容纳腔12连通；
所述连接器本体1的另一端设有固定部13，所述固定部13设有螺纹孔；
用于连接的电缆导电线芯5一端从所述缆线连接孔11中穿入；所述缆线连接孔11与所述电缆导电线芯5间通过紧固螺栓3固定；所述紧固螺栓3中部设有通孔，所述电缆导电线芯5穿过所述通孔；
所述容纳腔12内设有螺旋导热管2；所述容纳腔12的其余部分由低熔点合金6填充；所述螺旋导热管2内通有液态金属。
由图2可知，本实施例二与实施例一的不同之处在于，当电缆与终端进行连接时，需要将电缆的一端伸入容纳腔12中，并使的电缆导电线芯、低熔点合金及容纳腔的内壁形成连接结构，以达到连接的目的；同时连接装置的另一端采用固定部与固定设备相连接，其连接方式可以采用附图中示出的螺纹结构，也可以采用其他结构形式连接，在此不作限制。
本实施例二的其它部件的结构、功能作用均与实施例一中相同，在此不再赘述。
实施例三
参见图3，为本申请提供的一种电缆连接方法的流程图；
本申请实施例还提供了一种上述电缆连接装置的连接方法，包括：
S01：将螺旋导热管通过缆线连接孔放置在容纳腔内；螺旋导热管在容纳腔内的排布应尽量均匀，使得换热均匀，并且还要不影响电缆导电线芯的插入，保证连接强度。
S02：向容纳腔内填充低熔点合金；
S03：将电缆导电线芯插入缆线连接孔中，并通过紧固螺栓固定；优选的，可在电缆导电线芯插入前套设密封套管，在保证紧固力的前提下，提高密封效果。
S04：在螺旋导热管中通入加热后的液态金属，使容纳腔内的低熔点合金熔化；
S05：待低熔点合金与容纳腔的内壁及电缆导电线芯之间形成良好的润湿及连接后，停止通入加热后的液态金属，并开始通入用于冷却的液态金属；螺旋导热管的进出口端应连接可供应一定温度的液态金属温控装置，并可通过切换输出阀调节所需温度的液体金属，本实施例中对于上述温控装置不作限制，应当理解的，能够提供上述功能的温控设备都可用于本实施例中。
S06：低熔点合金冷却后，对电缆接头整体进行绝缘处理。绝缘处理可包括采用绝缘胶带整体包裹、涂抹绝缘涂料、金属屏蔽等多种形式。
由以上技术方案可知，本申请提供了一种电缆连接方法，包括将螺旋导热管通过缆线连接孔放置在容纳腔内；向容纳腔内填充低熔点合金；将电缆导电线芯插入缆线连接孔中，并通过紧固螺栓固定；在螺旋导热管中通入加热后的液态金属，使容纳腔内的低熔点合金熔化；待低熔点合金与容纳腔的内壁及电缆导电线芯之间形成良好的润湿及连接后，停止通入加热后的液态金属，并开始通入用于冷却的液态金属；低熔点合金冷却后，对电缆接头整体进行绝缘处理。本申请实施例提供了的方法通过将低熔点合金作为电连接材料，并通过驱动液态金属在螺旋导热管内循环流动传热的方式对电缆连接装置中的低熔点合金进行加热或冷却，以达到固定电缆接头的目的。
领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (9)

1.一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，所述电缆连接装置用于电缆间的连接，其特征在于，所述电缆连接装置包括连接器本体(1)；
所述连接器本体(1)两端设有缆线连接孔(11)；所述连接器本体(1)内部设有容纳腔(12)；所述缆线连接孔(11)与所述容纳腔(12)连通；
用于连接的电缆导电线芯(5)的连接端分别从两侧所述缆线连接孔(11)中穿入；所述缆线连接孔(11)与所述电缆导电线芯(5)间通过紧固螺栓(3)固定；所述紧固螺栓(3)中部设有通孔，所述电缆导电线芯(5)穿过所述通孔；
所述容纳腔(12)内设有螺旋导热管(2)；所述容纳腔(12)的其余部分由低熔点合金(6)填充；所述螺旋导热管(2)内通有液态金属。
2.根据权利要求1所述的一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，其特征在于，所述缆线连接孔(11)的内表面设有楔形斜螺纹结构；所述楔形斜螺纹结构与所述紧固螺栓(3)配合，所述紧固螺栓(3)上设有若干横向切口。
3.根据权利要求2所述的一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，其特征在于，所述紧固螺栓(3)与所述电缆导电线芯(5)之间设有密封套管(4)；所述紧固螺栓(3)的孔径大于所述密封套管(4)的外径。
4.根据权利要求3所述的一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，其特征在于，所述低熔点合金(6)为锡基合金、铋基合金、锌基合金、铅基合金、铟基合金、镁基合金以及铝基合金中的一种或多种的组合；所述连接器本体(1)和所述密封套管(4)采用紫铜、纯铝、铝合金、纯铟、铟合金、铁、钢、合金钢、耐高温塑料中的一种或两种以上材料制成。
5.一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，所述电缆连接装置用于电缆与终端间的连接，其特征在于，所述电缆连接装置包括连接器本体(1)；
所述连接器本体(1)一端设有缆线连接孔(11)；所述连接器本体(1)内部设有容纳腔(12)；所述缆线连接孔(11)与所述容纳腔(12)连通；
所述连接器本体(1)的另一端设有固定部(13)，所述固定部(13)设有螺纹孔；
用于连接的电缆导电线芯(5)一端从所述缆线连接孔(11)中穿入；所述缆线连接孔(11)与所述电缆导电线芯(5)间通过紧固螺栓(3)固定；所述紧固螺栓(3)中部设有通孔，所述电缆导电线芯(5)穿过所述通孔；
所述容纳腔(12)内设有螺旋导热管(2)；所述容纳腔(12)的其余部分由低熔点合金(6)填充；所述螺旋导热管(2)内通有液态金属。
6.根据权利要求5所述的一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，其特征在于，所述缆线连接孔(11)的内表面设有楔形斜螺纹结构；所述楔形斜螺纹结构与所述紧固螺栓(3)配合，所述紧固螺栓(3)上设有若干横向切口。
7.根据权利要求6所述的一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，其特征在于，所述紧固螺栓(3)与所述电缆导电线芯(5)之间设有密封套管(4)；所述紧固螺栓(3)的孔径大于所述密封套管(4)的外径。
8.根据权利要求7所述的一种带有加热冷却功能的电缆连接装置，其特征在于，所述低熔点合金(6)为锡基合金、铋基合金、锌基合金、铅基合金、铟基合金、镁基合金以及铝基合金中的一种或多种的组合；所述连接器本体(1)和所述密封套管(4)采用紫铜、纯铝、铝合金、纯铟、铟合金、铁、钢、合金钢、耐高温塑料中的一种或两种以上材料制成。
9.一种电缆连接方法，所述方法应用于权利要求1或5的电缆连接装置，其特征在于，所述方法包括：
将螺旋导热管通过缆线连接孔放置在容纳腔内；
向容纳腔内填充低熔点合金；
将电缆导电线芯插入缆线连接孔中，并通过紧固螺栓固定；
在螺旋导热管中通入加热后的液态金属，使容纳腔内的低熔点合金熔化；
待低熔点合金与容纳腔的内壁及电缆导电线芯之间形成良好的润湿及连接后，停止通入加热后的液态金属，并开始通入用于冷却的液态金属；
低熔点合金冷却后，对电缆接头整体进行绝缘处理。
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