CN115088152A - 用于架空电缆的带端口的金属配件 - Google Patents

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Abstract

一种电力线金属配件，例如端接装置和接头，该电力线金属配件与架空电缆结合使用，从而能够通过金属配件询查架空电缆。所述金属配件包括至少一个端口，以便于接近电缆的强度构件，使得询查仪器能够可操作地耦接至强度构件和询查元件，例如与强度构件配套的光纤。询查可以在架空电缆已经被金属配件完全拉紧和固定(例如固定至支撑塔)之后进行。

Description

用于架空电缆的带端口的金属配件
对相关申请的引用
本申请要求于2019年12月20日提交的第62/952,113号美国临时专利申请的优先权，该申请通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开涉及架空电缆领域，尤其涉及一种用于安装和支撑输电和配电用架空电缆的金属配件。
发明内容
在一个实施例中，公开了一种用于架空电缆的端接装置。该端接装置包括配置成夹持架空电缆的强度构件的夹持元件和可操作地附接至该夹持元件的连接器。该连接器包括连接器主体和从连接器主体的远端中的第一孔向连接器主体的近端纵向延伸的连接器主体孔。
在另一个实施例中，公开了一种端接架空电缆的方法，该架空电缆包括中央强度构件和缠绕在该强度构件周围的多条导电绞合线。所述方法包括将强度构件的端部从导电绞合线分开并且将强度构件的端部插入端接装置中的步骤，该端接装置包括具有连接器主体和连接器主体孔的连接器，其中插入强度构件的步骤包括将强度构件的端部至少部分地置于连接器主体孔中。
在另一个实施例中，公开了一种用于通过端接装置询查架空电缆的方法，其中该架空电缆具有强度构件，该强度构件包括询查元件和缠绕在强度构件周围的多条导电绞合线。所述方法包括将强度构件的末端段从导电绞合线分离并且将端接装置可操作地固定至架空电缆的步骤，其中所述端接装置包括配置成夹持强度构件的夹持元件和可操作地附接至夹持元件的连接器，该连接器包括连接器主体和从连接器主体的近端中的第一孔向连接器主体的远端纵向延伸的连接器主体孔。所述将端接装置可操作地固定至架空电缆的步骤包括使用夹持元件固定强度构件的末端段的第一部分，并将强度构件的末端段的第二部分置于连接器主体孔中。强度构件的询查可通过将询查装置可操作地联接至强度构件的端部(例如与之直接或间接接触)进行。在询查期间，强度构件可以完全设置在端接装置内，或者可以延伸到超出端接装置的位置。
本公开的这些实施例和其它实施例将通过下文的说明变得明显。
附图说明
图1示出了架空输电线的一部分。
图2示出了现有技术的组装好的端接装置的横截面图。
图3示出了现有技术的组装并压接好的端接装置的透视图。
图4示出了包括布置在强度构件内的传感元件的架空电缆。
图5A-5E示出了本公开的一个实施例的端接装置处于各种组装状态时的形态。
图6A-6B示出了本公开的一个实施例的端接装置。
图7A-7C示出了本公开的一个实施例的端接装置。
图8A-8C示出了本公开的一个实施例的端接装置。
图9示出了本公开的一个实施例的接头装置。
图10示出了本公开的一个实施例的接头装置。
图11A-11B示出了本公开的一个实施例的接头装置。
图12示出了本公开的一个实施例的端接装置。
具体实施方式
图1示出了用于输电的架空输电线100的一部分。架空输电和配电线是通过使用支撑塔(例如塔架)将裸电缆(例如电缆104a)抬高到地面上方来架设的，所述支撑塔例如支撑塔102a/102b/102c。输电和配电线可能跨越数英里，需要非常长的电缆和许多支撑塔。一些支撑塔被称为终端塔或锚塔，例如塔102a。这种塔位于终端点，例如变电站或电线在地下布线的地点。在电线改变方向(例如转弯)或者在很长的直线路径中以规则的间隔布置的地方，也可能需要终端塔，例如塔102a。在这种情况下，架空电缆必须在高压下端接并固定至终端塔。如图1所示，电缆104a使用终端106a端接结构固定至塔102a。
另一种端接结构称为接头。虽然单段架空电缆的长度可能长达数千英尺，但是电网需要数百甚至数千英里的电缆。为了跨越这些距离，线路工人必须经常将较小的两段电缆拼接(例如耦接)在一起。因此，可以在架空电缆安装的两个终端之间布置一个或更多个接头。接头既作为将电缆两端固定在一起的机械接合部，又作为允许电流流过接头的电接合部。如图1所示，接头108b可操作地将电缆104b连接至电缆104c，以形成机械接合部和连续的电通路。
图2示出了用于裸架空电缆(例如图1中的终端106a)的端接装置(例如终端)的横截面。图2中示出的端接装置200类似于在Bryant的第WO2005/041358号PCT公告和Bryant等人的第8,022,301号美国专利中示出和说明的端接装置，这些专利的全部内容通过引用并入本文。
概括地说，图2所示的端接装置200包括用于将端接装置200锚固至未示出的端接结构(例如塔)的夹持元件210和连接器220，例如利用布置在端接装置200的近端处的紧固件226(例如有眼螺栓)锚固。在端接装置200的端部，与紧固件226相对，端接装置200可操作地连接至裸架空电缆260，该裸架空电缆260包括电导体262(例如包括导电绞合线)，该电导体262围绕强度构件264(例如纤维增强复合强度构件)并由强度构件264支撑。
夹持元件210紧紧地夹持强度构件264，以将架空电缆260固定至端接装置200。如图2所示，夹持元件210包括压缩型配件(例如楔形配件)，尤其是具有围绕并夹持到强度构件264上的内腔216(例如孔)的筒夹212。筒夹212布置在筒夹壳体214中，并且，随着电缆260被张紧(例如被拉到支撑塔上)，筒夹212被进一步拉入筒夹壳体214中，从而在强度构件264与筒夹212之间产生摩擦。筒夹212的锥形(外部)形状和筒夹壳体214的配合内部漏斗形状在强度构件264上产生增大的压缩，确保强度构件264不会滑出筒夹212，并因此确保架空电缆260固定至端接装置200。
如图2所示，外套管240设置在夹持元件210上，并且包括导电体244，以便于电导体262和跳线板246之间的导电。在电导体262与导电体244之间可以布置内套管248(例如导电内套管)，以便于电导体262与导电体244之间的电连接。例如，导电体244可以由铝制成，跳线板246可以焊接到导电体244上。跳线板246配置成附接至连接板272，以便于电导体262与另一个导体之间的导电，所述另一个导体例如是与连接板272电连通的另一条电缆(未示出)。
连接器220包括紧固件226和设置在连接器220的夹持元件端的夹持元件配合螺纹228，连接器主体222设置在紧固件226与夹持元件配合螺纹228之间。夹持元件配合螺纹228配置成与筒夹壳体214的连接器配合螺纹218可操作地配合，以便于在螺纹218和228接合并且连接器220相对于筒夹壳体214旋转时连接器220向筒夹212移动，从而将筒夹212推入筒夹壳体214中。这加强了筒夹212在强度构件264上的夹持，从而进一步将架空电缆260固定至端接装置200。紧固件226配置成附接至终端结构，例如附接至终端塔，以将端接装置200和电缆260固定至终端结构。
图3示出了与图2的端接装置类似的端接装置的透视图，该端接装置已经压接到架空电缆上。端接装置300包括具有从外套管340的近端向外延伸的紧固件326的连接器。跳线板326与导电体342一体形成，用于电连接至连接板(例如参见图2)。如图3所示，外套管340压接在下层结构的两个区域(即，压接套管区域340b和压接套管区域340a)上方(例如压接到其上)。压接套管区域340b大致位于下层的连接器的中间部分上方(例如参见图2)，而压接套管区域340a大致位于架空电缆380的一部分上。在压接操作期间施加在外套管340上的压缩力被传递至下层的部件，即，传递至压接区域340b下面的连接器和压接区域340a下面的架空电缆380，以将端接装置300永久固定至电缆380。
参照图2和图3概述的端接装置可以用于各种裸架空电缆配置。图2和图3所示的端接装置对于具有纤维增强复合强度构件的架空电缆特别有用。例如，压缩楔形夹持元件(例如具有设置在筒夹壳体中的筒夹(例如参见图2))使得纤维增强复合材料强度构件能够在高压缩力下被夹持，而不会发生复合材料断裂的严重风险。
图4示出了包括由纤维增强复合材料制成的强度构件484的架空电缆480(例如裸架空电缆)。电缆480包括导体482，该导体482包括螺旋缠绕(例如绞合)在强度构件484周围的第一多条导电绞合线482a。第二多条导电绞合线482b缠绕在第一多条导电绞合线周围。导电绞合线482a/482b可以由导电金属(例如铜或铝)制成，并且在用于裸架空电缆时通常由铝制成。导电材料(例如铝)在被牵拉在支撑塔之间时不具有足以自我支撑以形成用于输电和/或配电的架空电线的机械特性(例如足够的抗拉强度)。因此，当将架空电缆480在高机械张力下牵拉在支撑塔之间时，强度构件484支撑电导体482。
图4所示的强度构件484是纤维增强复合强度构件，例如包括布置在粘合基体中的多根增强纤维。如图4所示，该强度构件包括内部部分484a，该内部部分包括布置在聚合物粘合基体中的基本上连续的增强碳纤维。绝缘层484b围绕内部部分484a，并且例如可以包括聚合物粘结基体中的基本上连续的增强玻璃纤维。这种构造的架空电缆可以是
Figure BDA0003788353230000051
牌产品(美国加利福尼亚州欧文市的CTC Global Corp.)，并且在Hiel等人的第7,368,162号美国专利中有所说明，该专利的全部内容通过引用并入本文。如图4所示，这种纤维增强复合材料强度构件可以包括单个纤维增强复合材料强度元件(例如单根杆)。或者，所述复合强度构件可由多个独立的纤维增强复合强度元件(例如独立的杆)组成，这些纤维增强复合强度元件可操作地组合(例如双绞或绞合在一起)以形成强度构件。这种多元件复合强度构件的实例包括但不限于：在McCullough等人的第6,245,425号美国专利中说明的多元件铝基复合材料强度构件；在Tosaka等人的第6,015,953号美国专利中示出的多元件碳纤维强度构件；以及在Daniel等人的第9,685,257号美国专利中示出的多元件强度构件，这些美国专利中的每一个都通过引用并入本文。其它构造和材料(例如其它纤维和/或基体材料)也可用于纤维增强复合材料强度构件。
在图4所示的架空电缆中，强度构件484还包括嵌入在强度构件内(例如嵌入在内部部分484a内)的多个询查元件，即，光纤484c。已经表明，这种嵌入的光纤486c可以用于通信(例如数据传输)，或者可以用于询查(例如检查)强度构件484以确定强度构件484和/或电缆480的状况。例如，已经表明，可以使用OTDR(光时域反射计)来评估强度构件484沿其长度的温度或应力状态。在Dong等人的第WO 2019/168998号国际专利公告中示出了在架空电缆中使用的询查元件的另一个实例，该国际专利公告的全部内容通过引用并入本文。
无论询查元件(例如光纤)具有什么样的功能，都有必要接近该询查元件，例如以便可靠地将光引入光纤的端部，并检测和/或分析从光纤发出的光。但是，从图2和图3能够看出，当架空电缆被端接在终端处时(即，使用上述的端接装置)，无法再接近强度构件的端部以及光纤的端部以将信号传递至光纤中和/或检测从光纤发出的光信号。
本公开的一个目的是提供一种用于架空电缆的金属配件，例如端接装置(例如终端或接头)，即使在架空电缆安装之后(例如在架空电缆的一跨已经架好并端接之后)，该金属配件也能够接近强度构件的端部和设置在其中的光纤或类似询查元件。
图5A-5E示出了一个实施例的这种端接装置。为了更好地说明该实施例，从图5A的分解图到图5D的组装图以各种组装形式示出了端接装置500。图5A示出了包括夹持元件510的局部组件，该夹持元件510包括布置在筒夹壳体514中的筒夹512。强度构件564的末端段564’与导电绞合线582分开(例如通过剥离导电线582分开)，并穿过筒夹512(例如，穿过筒夹孔)布置，从而末端段564’从筒夹512的近端延伸出一段长度，并经过筒夹壳体514的近端。
通过将连接器主体孔524置于末端段564’上并将连接器520向夹持元件510移动，将具有连接器主体522的连接器520可操作地附接至夹持元件510。随着连接器520和夹持元件510结合到一起，筒夹壳体514上的夹持元件配合螺纹528和连接器配合螺纹518结合到一起，并通过连接器520和夹持元件510的相对旋转而接合。在连接器/元件旋转时，螺纹迫使连接器520与筒夹512接合，从而迫使筒夹512进入筒夹壳体514，并增加筒夹512对强度构件564的压力(例如夹紧力)。参见图5B。
结果，强度构件564的末端段564’越过夹持元件510并进入连接器主体孔524。如图5A至5D所示，强度构件的末端段564’延伸到孔524中，但不穿出孔524的近端(即，紧固件端)。从图5B能够看出，利用近端孔口532(即，连接器主体522的近端中的孔口532)能够接近强度构件564的端部。该特征是由连接器主体孔524和连接器主体孔口532实现的，连接器主体孔口532露出强度构件564的端部。
如图5C所示，提供了紧固件526(例如有眼螺栓)来构成端接装置500。为了能够接近强度构件564的端部，紧固件526是可以从连接器主体522移除的。换句话说，紧固件526不是永久地固定至连接器主体522，并且不是与连接器主体522一体形成的(例如铸造在一起)。如图5C所示，紧固件526使用紧固件配合螺纹536和连接器主体配合螺纹537与连接器主体522螺纹接合。通过这种方式，紧固件526可以牢固地附接至连接器主体522，并且很容易从连接器主体522移除，以接近强度构件564的端部。在图5D中示出了组装好的端接装置500。
如果希望在安装端接装置(例如安装到支撑结构上)之后接近强度构件564的端部，那么需要保持架空电缆560上的张力，以防止电缆向地面下垂到不当的高度。在这方面，在图5A至5D中示出的端接装置包括悬带耦接器538。通过将悬带(例如高强度绳索)附接至支撑结构和终端装置500，例如通过将绳索穿过悬带耦接器538，悬带耦接器538会使得端接装置能够被临时地固定至支撑结构。如图5A-5D所示，悬带耦接器538与连接器主体522一体形成。应理解，悬带耦接器538可以形成在端接装置500的其它部分中，只要在紧固件526被从连接器主体522分离时悬带耦接器538保持牢固地附接至端接装置即可，例如如图5C所示。例如，悬带耦接器可以固定至外套管540(例如与之一体形成)。
图5E示意性地示出了如何利用图5A-5D所示的端接装置来便于使用询查系统询查强度构件的一个实例。在图5E所示的实施例中，示出了两个询查仪器，即，检测器580D和发射器580E。根据所使用的询查系统，可能仅需要使用单个仪器，例如仅在强度构件564的一端连接的仪器。在其它系统中，可能需要在强度构件564的两端布置询查仪器。例如，在某些实施例中，可能需要或希望将发射器580E布置在强度构件的一端，将检测器580D布置在强度构件的另一端。
在任何情况下，发射器580E和检测器580D均包括仪器主体582D/582E壳体，例如仪器的电子器件(例如发射器主体582E中的光发射器(例如LED灯、相干灯等)和检测器主体582D中的检测器(例如CCD传感器等)。每个仪器还包括连接部分584D/584E，该连接部分584D/584E配置成固定至连接器主体522，从而仪器可以与强度构件564通信(例如光通信)，例如使用与强度构件配套的光纤进行(参见图4)。如图5E所示，连接部分584D/584E包括连接器主体配合螺纹586D/586D，该螺纹以与连接器主体配合螺纹537相同的方式构造(例如尺寸)，以与紧固件配合螺纹536接合。因此，在操作时，可以移除紧固件526(例如在使用悬带耦接器538固定端接装置之后)，以通过孔口532露出强度构件564的端部。然后，一个或更多个仪器580D/580E可以固定至连接器主体，并用于通过孔口532发射和/或检测信号来询查强度构件564。在强度构件的询查完成之后，可以将紧固件526重新附接至连接器主体522，并且再次固定至支撑塔或其它结构。
在一种替代布置形式中，可以将发射器装置和/或检测器装置布置在紧固件内，例如布置在有眼螺栓内，从而避免必须移除紧固件才能进行强度构件的询查的要求。可以使用穿过紧固件延伸的电连接向仪器供电。例如参见下面的图10。
图6A和6B示出了本公开的端接装置的另一个实施例。端接装置600在结构上类似于端接装置500，并且通常包括夹持元件610，该夹持元件610可操作地附接至具有连接器主体孔的连接器主体620，强度构件664穿过该连接器主体孔布置，基本上如图5A-5E所示。与图5A-5E中所示的实施例相比，紧固件626是具有U形夹底部627和从底部627延伸的两个间隔开的U形夹分叉629a/629b的U形夹型紧固件。U形夹孔口631穿过两个分叉延伸，以使螺栓能够固定至所述分叉，以连接至终端结构。
在图6A和6B所示的实施例中，由于分叉629a/629b之间的孔口632是可接近的，因此不需要移除紧固件626就能接近强度构件664的端部。盖子634可以可移除地附接在孔口632上，以密封孔口632并保护强度构件664的端部。例如，盖子634可以是螺纹的、摩擦配合的和/或通过一个或更多个紧固件保持就位。在图6A和6B所示的实施例中，U形夹孔口631偏离强度构件664的纵向轴线，例如偏离连接器主体孔的纵向轴线。更具体地说，U形夹孔口631居中布置在分叉629a/629b中，并且所述分叉相对于连接器620成一定角度地布置。通过这种方式，可以接近强度构件664的端部(例如在移除盖子634之后)，而不需要将端接装置600从支撑结构移除，如结合图5A-5D所示的实施例所述。
图6A和6B也示出了两个询查仪器，即，检测器680D和发射器680E，它们可以以类似于图5E中的仪器580D/580E的方式工作。仪器680D/680E分别包括连接部分684D/684E，该连接部分684D/684E配置成固定至连接器620，从而仪器可以被布置成与强度构件664通信(例如光通信)，例如与和强度构件配套的光纤通信(参见图4)。如图6A和6B所示，连接部分684D/684E使得仪器能够可操作地连接至连接器620(例如以类似于盖子634的方式)，从而U形夹分叉629a/629b不会与仪器主体682a/682b干涉。
图7A至7C示出了本公开的端接装置的另一个实施例。图7A所示的端接装置700a在结构上类似于上文所示的端接装置，并且包括夹持元件710a、连接器720a和外套管740a，其中强度构件764的端部764’穿过连接器主体722a延伸。如图7A所示，孔口732a相对于强度构件764偏移(例如成角度)，例如相对于贯穿连接器主体722a的孔722a偏移。如图7A所示，孔口732a基本上垂直于孔口722a(例如相对于孔口成大约90°)。此外，孔口732a布置在连接器主体722a和紧固件726a的接口附近，并且紧固件与连接器主体722a一体形成，即，不能从连接器主体722a移除。为了便于信号(例如光信号)通过孔口732a传输并进入强度构件段764’的端面，在孔口732a与孔724a之间的接口处设有反射表面739a(例如平面镜)。为了通过与孔基本上正交的孔口反射信号，反射表面739a可以相对于孔722a成大约45°的角度布置。反射表面739a例如可以包括玻璃镜或高反射金属表面。在一个实施方案中，孔724a包括靠近近端的台阶(例如肩部)，以在强度构件插入到孔724a中时防止强度构件764的端部抵靠反射表面739a。例如，可以选择肩部与反射表面739a之间的距离，以与询查仪器的期望焦距相匹配。
如同图6A和图6B所示的端接装置一样，应理解，无需从连接器主体722a移除紧固件726a(即，无需从支撑结构移除端接装置700a)就可询查强度构件764a。在此方面，可以移除盖子734a，并且可以将仪器780E/780D可操作地附接在孔口732a上，以如上所述地询查强度构件764a。
图7B中示出的实施例与图7A中示出的实施例类似，但是其中孔口732b(例如询查端口)布置在连接器主体722b中并且在外套管740b下方。在此方面，孔口733b也形成在外套管740b中，以能够接近孔口732b和反射表面739b。盖子734b配置成插入外套管孔口733b和连接器主体孔732b中并对其密封，以防止污染物和/或湿气进入端接装置700b。
图7C中所示的实施例与图7B中所示的实施例类似，但是套管741c(例如管状构件)而不是反射表面将筒夹壳体714c连接至紧固件726c。换句话说，套管741c代替整个连接器主体或其一部分。套管741c包括套管孔口735c，该套管孔口735c可以与套管孔口733c对准，以便能够接近套管内部747c，并因此接近强度构件764的末端段764’。虽然套管内部747c可以设有如图7A和7B所示的反射表面，但是套管内部747c可以具有足够的体积，以将发射器或检测器装置直接插入到套管内部747c中，从而能够询查强度构件764。
在安装期间，紧固件(例如有眼螺栓)通常必须以竖直方式对准，如图7A-7C所示。因此，同样优选的是，在有眼螺栓如此对准时(即，如图所示)，孔口(例如孔口732a、732b和735c)处于大致面向上的形态。如图所示，跳线板通常必须向下布置，因此优选的是，外套管中的孔口(例如孔口733b和733c)位于套管的相对侧，从而在跳线板如图所示布置时，它们通常面向上。
图8A至8B示出了本公开的端接装置的另一个实施例。请参考图8A，端接装置800包括夹持元件810、连接器820和外套管840，其中紧固件826与连接器主体822一体形成。连接器主体孔824从连接器主体822的远端(即，邻近夹持元件810)穿过连接器主体822延伸至紧固件826的底部中的孔口832。从图8B能够看出，强度构件864的末端段864’可以穿出孔口832，从而很容易接近所述段864’的端面，以便使用询查仪器进行询查。在强度构件864未被询查时，可将所述段864’的端面遮住(例如使用可移除的护帽或通过遮盖来实现)，以免端面和光纤(图4)暴露。在图8C所示的实施例中，强度构件864的末端段864’终止在连接器主体822内，并且询查装置880D/880E包括延伸部884c(例如光导管)，该延伸部884c配置成向下插入到孔824中，并且紧邻末端段864’的端面，以便于询查。在不进行询查时，可以在孔832上盖好盖子(未示出)。
由于所述主体通常容纳电池和相关电路，因此该主体通常太大，不能放置在紧固件孔口831内。值得注意的是，在图8A-8C中，询查装置880D/880C配置成能够在不移除紧固件826的情况下询查强度构件。在此方面，相对于装置主体以一定角度发射/检测询查信号，从而不必将整个装置主体插入到紧固件孔口831中。虽然图中所示的布置角度大约为90°，但是也可以利用其它角度和配置来实现询查，而无需移除紧固件。此外，端接装置800可被组装成使得强度构件(例如图8B中的强度构件864)的末端段864’延伸超过紧固件826(例如穿过孔口831)，从而成角度的发射器或检测器不需要可操作地接近强度构件864b的端部。因此，末端段864’可以延伸超过紧固件826的端部，以便于接近强度构件864b。例如，强度构件864的末端段864’可根据需要延伸超过孔口832数毫米或数米。在完成强度构件864的询查之后，可以裁切强度构件的末端段，以减小或消除延伸超过紧固件826(例如超过孔口832)的末端段部分。
虽然图中所示的实施例是使用带眼螺栓型紧固件实施的，但是还应理解，图8A-8C所示的实施例可以使用U形夹型紧固件实现(例如图6A至6B所示类型的紧固件)来实施。在这样的实施例中，U型孔口可以是偏移的(例如如图6A和6B所示)，或者可以与连接器主体孔在一条直线上，例如在所述分叉不是相对于连接器主体孔成某个角度的情况下。
图8A至8C中所示的实施例的一个优点是，可以简化询查仪器，例如，不需要设计询查仪器来配合特定的孔口构造。例如，询查仪器可以是在安装端接装置之前(例如在将架空电缆安装到支撑塔上之前或期间)用于询查强度构件的同一个仪器。
在端接装置的上述实施例中，尤其是在图7C所示的实施例中，可以将询查装置(例如发射器和/或检测器部件)布置在端接装置中(例如在套管内部747c中)，并且将盖子盖在孔口上，以密封端接装置内的部件。所述装置的电源可以由电池提供，也可以通过使用流经外套管的电流的感应耦接提供。还可以提供带有配套电路的天线来实现无线传输，以控制询查装置和/或使用手持装置从询查装置接收数据，该手持装置例如是具有触摸屏显示器的平板电脑。如果因老化等原因而需要更换所述装置，那么可以通过移除盖子来接近内部并更换部件。
本公开还涉及一种用于架空电缆的接头装置，例如图1所示的接头108b。例如，在Bryant的第7,019,217号美国专利中公开了一种用于纤维增强复合强度构件的接头装置，该专利通过引用整体并入本文。虽然接头保持两段电缆之间的导电性，但是这两段电缆的强度构件在接头内是分开的。也就是说，位于两个终端之间的接头内的强度构件是不连续的。由于这种不连续性，不能通过使用仅附接至端接装置的询查装置来(例如使用光纤)询查两个终端之间的电缆的整个长度。因此，本公开包括一种允许从接头到每个终端等询查强度构件从而询查整条电缆的接头装置的实施例。
图9示出了这样的接头装置的一个实施例。接头装置通常包括在结构上与端接装置(例如如上文所述的端接装置)的部件类似的金属配件，并且在接头装置的每一端包括两组部件以夹持两条电缆。请参考图9，接头装置900包括位于接头装置900的相对端的两个接头部分902a和902b，其中接头部分902a固定架空电缆960a，而接头部分902b固定架空电缆960b。由于接头部分902a和902b基本上相同，因此下面仅更详细地说明接头部分902a。
如上文所述，接头装置中的夹持金属配件可以与端接装置中使用的夹持金属配件基本上类似。因此，接头包括具有布置在筒夹壳体914a中的筒夹912a的夹持元件910a。架空电缆960a的强度构件964a越过导体962a并进入内腔916a，在内腔916a中，强度构件964a被筒夹912a夹住。
为了将第一接头部分902a物理地固定至第二接头部分902b从而将第一电缆960a固定至第二电缆960b，使用了连接器组件920。连接器组件920包括中央连接器主体922和布置在连接器主体922的每一端的筒夹配合螺纹926a/926b，其中所述筒夹配合螺纹配置成与布置在筒夹壳体914上的连接器螺纹配合，以将筒夹912压入壳体914中。连接器组件920还包括贯穿该组件(例如穿过整个组件)的连接器组件孔924a/924b，以使强度构件能够延伸到主体922的中心附近，从而能够询查强度构件964a和964b。
接头装置900还包括导电体944，以便于架空电缆960a与架空电缆960b之间的电连接。在图9所示的实施例中，所述导电体包括在一对配合凸缘946a和946b处接合的两个配合导电体部分944a和944b。可以使用穿过凸缘946a/946b中的螺栓孔的两个或更多个凸缘螺栓948a/948b将凸缘946a/946b彼此固定。或者，可以使用箍环固定配合凸缘946a/946b。典型情况下，导电体944会被压接到下面的金属配件上和/或电导体上。例如，可以在连接器主体920上、夹持元件910上和/或电缆960a/960b上放置压接片，以进一步确保两个电缆之间的物理和电连接。
为了在安装包括接头装置的架空电线之后询查强度构件960a/960b之一或这两者，可以移除螺栓948a/948b并分开导电体944a/944b。为了临时地将接头装置的两个部分保持在一起，凸缘946a/946b可以设有另外的孔口或钩件，以使高强度绳索能够连接至凸缘并将这些部分在张力下保持在一起。
在图10示出了接头装置的另一个实施例。在图10所示的实施例中，许多金属配件与图9所示的金属配件相同或基本上相似，包括具有筒夹1012a和筒夹壳体1014a的夹持元件1010a。在图10所示的实施例中，导电体1044是由单个(例如一体的)主体构成的，并且在第一和第二接头部分1002a/1002b上延伸。
在图10所示的实施例中，发射器装置1080(例如LED、相干光源等)包含在连接器组件1020内，使得发射器装置1080可以向每个强度构件1064a和1064b的端部发射光。因此，可以将检测器布置在强度构件1064a/1064b的相对端(例如穿过上述的端接装置)，以检测和/或分析从发射器1080发出并通过光纤的光信号(图3)。在一种替代布置形式中，连接器组件可以包括检测器(例如光电二极管等)，并且发射器可以布置在架空电缆的末端。
在任何情况下，可以使用电触头1078a和1078b向发射器1080供电。例如，为了进行询查，可以将便携式电源(例如电池)附接至电触头1078a/1078b以向发射器供电。电触头穿过导电体1044并进入连接器组件1020。可以将触头1078a/1078b穿过导电体1044的端口密封，以防止污染物进入接头装置1000。
在图11A示出了接头装置的另一个实施例。如同图9和图10所示的实施例一样，接头装置1100A包括两个接头部分1102a和1102b，以固定两根电缆1160a和1160b。每个接头部分都包括筒夹型夹持元件，例如，夹持元件1110a包括容纳在筒夹壳体1114a中的筒夹1112a，以夹持强度构件1164a。
接头装置1100A包括导电体1144，该导电体是在两个夹持元件1110b上延伸的单个(例如一体的)部件。导电体1144还包括询查端口1170，以便能够接近接头装置内的强度构件1164a/1164b的端部。在端口1170内布置有询查套管1172，以便于向强度构件1164a/1164b发射光信号和/或检测来自强度构件1164a/1164b的光信号。询查套管1172是圆柱的形式，例如具有侧壁和贯穿其中的孔口1174。孔口1174底部的反射表面1139(例如平面镜)布置成使得从强度构件发出的光信号能够被向上反射，以便通过孔口1174进行检测。有利的方式是，询查套管1172例如可以围绕螺纹1176旋转，使得反射表面面向相对的强度构件1164b。通过这种方式，只需简单地将套管1172旋转到期望的位置，就能轻松询查两个强度构件1164a/1164b。可以在套管1172的顶部设置护帽，以在不使用套管时防止污染物进入。
由于夹持元件1110a/1110bb不是在接头装置内接合的(例如如图9所示)，因此电缆的物理接合是通过将导电体1144压接到每个夹持元件1110a/1110b上实现的。为了增强压接片固定夹持元件1110a/1110b的能力，夹持元件设有肋1128a/1128b或类似的表面特征，从而压接会导致导电体1144变形并进入肋1128a/1128b之间的间隙中。
图11B所示的接头装置的实施例与图7C所示的端接装置类似。具体而言，接头装置1100B包括套管1141b，该套管1141b代替了连接两个夹持元件1110ab和1110bb的连接器主体的整体或一部分。套管1141b包括套管孔口1135b，该套管孔1135b可以与套管孔口1133b对准，以便能够接近套管内部1147b，并因此接近强度构件1164ab和1164bb的端部。虽然套管内部1147b可以设有如图11A所示的反射表面，但是套管内部1147b可以具有足够的体积，以将发射器或检测器装置直接插入到套管内部1147b中，从而能够询查强度构件1164ab和1164bb。
在前述的实施例中，尤其是在图11B所示的实施例中，可以将部件(例如发射器和/或检测器部件)置于接头装置内(例如在套管内部1147b内)，并且将盖子置于孔口上，以密封接头装置内的部件。所述装置的电源可以由电池提供，也可以通过使用流经外套管的电流的感应耦接提供。还可以提供带有配套电路的天线来实现无线传输，以控制询查装置和/或使用手持装置从询查装置接收数据，该手持装置例如是具有触摸屏显示器的平板电脑。如果因老化等原因而需要更换所述装置，那么可以通过移除盖子来接近内部并更换部件。在任何情况下，虽然固定在接头装置内的装置可以是发射器和检测器，但是优选将发射器置于接头内，而将检测器置于强度构件的相对端的端接装置处。
在图12示出了端接装置的另一个实施例。这种类型的端接装置1200有时被称为螺旋终端。例如参见Ma等人的第2019/0081470号美国专利申请，该专利申请通过引用整体并入本文。在这种布置形式中，结构杆或绞合线1211螺旋缠绕在电缆1260上从而夹紧到电缆1260上，并在装置1200的远端形成环1226。在这种布置形式中，为了能够询查强度构件1264，结构绞合线的一部分1211a被缠绕在强度构件的已被剥去导体绞合线覆层的一部分的周围。强度构件1264的端部延伸超过绞合线1211，并且被露出，以允许询查。在不进行询查时，可以将强度构件的外露端遮盖或密封好，以防止损坏强度构件的端部。
前述的实施例用于示出有助于在安装电力线(例如配电线或输电线)期间和/或之后询查架空电缆的端接装置和接头装置。这样，可以对前述的实施例进行在上文中未具体示出的各种修改。例如，夹持元件被示为包括具有筒夹和筒夹壳体的筒夹型夹持元件。但是，也可以使用其它类型的夹持元件。例如，夹持元件可以包括直接压缩装置，例如在受让给Alcoa Fujikura Limited的Quesnel等人的第6,805,596号美国专利中所示的装置，该专利通过引用整体并入本文。
在端接装置的实施例中，跳线板被示为布置在导电体的最近端。但是，其它布置形式也是可能的，例如“鲨鱼鳍”布置形式，其中跳线板较靠近导电体的中部布置。
上述端接装置和接头装置可以与各种具有强度构件(尤其是纤维增强复合强度构件)的电缆结合使用。询查技术可以包括基于激光的技术(例如光时域反射计(OTDR))或者非相干光技术(例如在Dong等人的第WO 2019/168998号国际专利公告中公开的技术，该专利通过引用整体并入本文)。
应理解，前述公开还涉及一种用于将架空电缆固定至端接装置(例如固定至终端)的方法、以及一种用于通过金属配件询查强度构件的方法。询查可以在架空电缆已经被金属配件完全拉紧和固定(例如固定至如图1所示的支撑塔)之后进行。在一个实施例中，提供了一种用于端接架空电缆的方法，所述架空电缆包括中央强度构件和缠绕在强度构件周围的多根导电绞合线，所述方法包括将强度构件的端部从导电绞合线分开并且将强度构件的端部插入到端接装置中的步骤，所述端接装置包括具有连接器主体和连接器主体孔的连接器，其中插入强度构件的步骤包括将强度构件的端部至少部分地置于连接器主体孔中。
在另一个实施例中，公开了一种用于通过端接装置询查架空电缆的方法，其中该架空电缆具有强度构件，该强度构件包括询查元件和缠绕在强度构件周围的多条导电绞合线。所述方法可以包括将强度构件的末端段从导电绞线分离并且将端接装置可操作地固定至架空电缆的步骤，其中所述端接装置包括配置成夹持强度构件的夹持元件和可操作地附接至夹持元件的连接器，该连接器包括连接器主体和从连接器主体的近端中的第一孔向连接器主体的远端纵向延伸的连接器主体孔。所述将端接装置可操作地固定至架空电缆的步骤包括使用夹持元件固定强度构件的末端段的第一部分，并将强度构件的末端段的第二部分置于连接器主体孔中。强度构件的询查可通过将询查装置可操作地联接至强度构件的端部(例如与之直接或间接接触)进行。在询查期间，强度构件可以完全设置在端接装置内(例如参见图5E)，或者可以延伸到超出端接装置的位置(例如参见图8B)。
虽然在上文中详细说明了用于端接和询查架空电缆的端接装置和方法的多种实施例，但是很明显，本领域的技术人员能够对这些实施例进行修改和调整。但是，应当清楚地理解，这种修改和调整在本公开的精神和范围之内。

Claims (56)

1.一种用于架空电缆的端接装置，包括：
配置成夹持架空电缆的强度构件的夹持元件；
可操作地附接至所述夹持元件的连接器，该连接器包括：
连接器主体；以及
从连接器主体的近端中的第一孔口向连接器主体的远端纵向延伸的连接器主体孔。
2.如权利要求1所述的端接装置，包括可操作地固定至连接器主体的近端的紧固件。
3.如权利要求1或2中任一项所述的端接装置，其中所述夹持元件包括压缩楔块。
4.如权利要求3所述的端接装置，其中所述压缩楔块包括布置在筒夹壳体内的筒夹。
5.如权利要求4所述的端接装置，其中所述连接器主体可操作地附接至筒夹壳体。
6.如权利要求5所述的端接装置，其中所述连接器主体与筒夹壳体通过螺纹接合。
7.如权利要求1至6中任一项所述的端接装置，包括至少布置在夹持元件上方的外套管。
8.如权利要求7所述的端接装置，其中所述外套管包围连接器主体的至少一部分。
9.如权利要求7至8中任一项所述的端接装置，其中所述外套管包括导电体。
10.如权利要求7至9中任一项所述的端接装置，其中所述外套管包括可操作地附接至导电体的跳线板。
11.如权利要求10所述的端接装置，其中所述跳线板在外套管的近端附近可操作地附接至导电体。
12.如权利要求1至11中任一项所述的端接装置，其中所述连接器主体孔从连接器主体的近端中的第一连接器主体孔口穿过连接器主体延伸到连接器的远端附近的第二孔口。
13.如权利要求12所述的端接装置，其中所述连接器主体孔的尺寸和形状使其适于接收架空电缆的强度构件。
14.如权利要求1至13中任一项所述的端接装置，其中所述连接器主体孔具有基本上圆形的横截面，并且具有至少大约6毫米的直径。
15.如权利要求12至14中任一项所述的端接装置，其中所述连接器孔具有不大于大约18毫米的直径。
16.如权利要求12至15中任一项所述的端接装置，包括可操作地布置在第二孔口上的可移除盖。
17.如权利要求16所述的端接装置，其中所述可移除盖是使用至少一个螺纹紧固件固定在第二孔口上的。
18.如权利要求16所述的端接装置，其中所述可移除盖与第二孔口通过螺纹接合。
19.如权利要求16所述的端接装置，其中所述可移除盖摩擦配合到第二孔口中。
20.如权利要求1至19中任一项所述的端接装置，其中所述紧固件包括有眼螺栓。
21.如权利要求20所述的端接装置，其中所述有眼螺栓永久地固定至连接器主体。
22.如权利要求21所述的端接装置，包括贯穿有眼螺栓的底部的有眼螺栓孔，其中所述有眼螺栓孔沿着连接器主体孔的纵向轴线布置。
23.如权利要求22所述的端接装置，其中所述有眼螺栓孔具有与连接器主体孔基本上相同的尺寸和横截面。
24.如权利要求12至19中任一项所述的端接装置，其中所述紧固件包括U形夹，该U形夹具有底部和从底部延伸的两个间隔开的U形夹分叉。
25.如权利要求24所述的端接装置，其中所述第二孔口穿过底部并布置在所述两个间隔开的分叉之间。
26.如权利要求24或25中任一项所述的端接装置，其中所述两个间隔开的分叉中的每一个都包括布置在叉的近端附近的螺栓孔口。
27.如权利要求25或26中任一项所述的端接装置，其中每个螺栓孔口偏离连接器主体的纵向轴线。
28.如权利要求12至19中任一项所述的端接装置，其中所述紧固件能够从连接器主体分离，并且能够重新附接至连接器主体。
29.如权利要求28所述的端接装置，其中所述紧固件与连接器主体通过螺纹接合。
30.如权利要求28所述的端接装置，其中所述紧固件是通过螺栓固定至连接器主体的。
31.如权利要求28至30中任一项所述的端接装置，其中所述紧固件包括U形夹，该U形夹具有底部和从底部延伸的两个间隔开的分叉。
32.如权利要求28至30中任一项所述的端接装置，其中所述紧固件包括有眼螺栓，该有眼螺栓包括底部和从底部延伸的封闭环。
33.如权利要求28至32中任一项所述的端接装置，还包括悬带耦接器。
34.如权利要求33所述的端接装置，其中所述悬带耦接器固定至连接器主体。
35.如权利要求34所述的端接装置，其中所述悬带耦接器永久地固定至连接器主体。
36.如权利要求33至35中任一项所述的端接装置，其中所述悬带耦接器包括封闭环。
37.如权利要求1至11中任一项所述的端接装置，其中所述连接器主体孔与相对于连接器主体孔以小于180°的角度布置的非纵向孔可操作地连通。
38.如权利要求37所述的端接装置，其中所述非纵向孔相对于连接器主体孔以大约70°至大约130°的角度布置。
39.如权利要求37或38中任一项所述的端接装置，包括布置在所述非纵向孔的一端的非纵向孔口。
40.如权利要求37至39中任一项所述的端接装置，还包括相对于连接器主体孔以小于180°的角度布置的第二非纵向孔。
41.如权利要求37至40中任一项所述的端接装置，包括布置在连接器主体孔与非纵向孔之间的接口处的反射元件，其中该反射元件配置成在连接器主体孔与非纵向孔之间反射光。
42.如权利要求39至41中任一项所述的端接装置，包括可操作地布置在非纵向孔口上方的可移除盖。
43.如权利要求42所述的端接装置，其中所述可移除盖是至少使用第一螺纹紧固件固定在非纵向孔口上的。
44.如权利要求42所述的端接装置，其中所述可移除盖与所述非纵向孔口通过螺纹接合。
45.如权利要求42所述的端接装置，其中所述可移除盖摩擦配合到所述非纵向孔口中。
46.如权利要求37至45中任一项所述的端接装置，其中所述连接器主体孔终止在连接器主体的远端之前。
47.如权利要求37至45中任一项所述的端接装置，其中所述连接器主体孔延伸到连接器主体的远端。
48.一种用于端接架空电缆的方法，所述架空电缆包括中央强度构件以及缠绕在该强度构件周围的多条导电绞合线，所述方法包括以下步骤：
将强度构件的端部从所述导电绞合线分开；
将强度构件的端部插入到端接装置中，该端接装置包括具有连接器主体和连接器主体孔的连接器，
其中插入强度构件的步骤包括将强度构件的端部至少部分地置于连接器主体孔中。
49.如权利要求48所述的方法，其中所述插入步骤包括将强度构件的端部插入到夹持构件中。
50.如权利要求49所述的方法，其中所述夹持构件包括筒夹和筒夹壳体。
51.如权利要求48至50中任一项所述的方法，包括将外套管置于连接器主体的至少一部分上的步骤。
52.如权利要求51所述的方法，包括将外套管压缩到连接器主体上的步骤。
53.如权利要求48至52中任一项所述的方法，其中所述连接器主体孔从连接器主体的近端中的第一连接器主体孔口穿过连接器主体延伸到连接器的远端附近的第二孔口。
54.一种用于通过端接装置询查架空电缆的方法，所述架空电缆具有强度构件，该强度构件包括询查元件和缠绕在强度构件周围的多条导电绞合线，所述方法包括以下步骤：
将强度构件的末端段从所述导电绞合线分开；
将端接装置可操作地固定至架空电缆，该端接装置包括：
配置成夹持强度构件的夹持元件；
可操作地附接至夹持元件的连接器，该连接器包括连接器主体和连接器主体孔，该连接器主体孔从连接器主体的近端中的第一孔口向连接器主体的远端纵向延伸，
其中所述将端接装置可操作地固定至架空电缆的步骤包括：
使用夹持元件固定强度构件的末端段的第一部分；以及
将强度构件的末端段的第二部分置于连接器主体孔中，以及
通过将询查装置可操作地联接至强度构件的端部来询查强度构件。
55.如权利要求54所述的方法，其中在询查步骤期间，所述强度构件完全布置在端接装置内。
56.如权利要求54所述的方法，其中在询查步骤期间，所述强度构件延伸超出端接装置。
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