CN1266545A - 预连接刚性导线管的配电系统 - Google Patents

Abstract

一种分段配电馈线系统,用于从电源点至用户点或配电点传送电能,配电系统的每一段包括圆柱外壳,该外壳可容易地用弓锯切割。外壳还提供了支承与保护,避免安装在外壳内的数个导电体受到物理损伤。导电体被紧配在外壳内,由连续电气绝缘支承可靠地夹持就位。每一导电体可容易地用切金属的手锯切割。

Description

预连接刚性导线管的配电系统

                        发明领域

本发明涉及工业和商业用配电系统，特别涉及配电系统相邻分段间的电气连接。

                        发明背景

过去，工业和商业的配电馈线系统通常采用电缆与导管、电缆和电缆托架或电缆槽(busway)。在电缆与导管一起使用时，导管必须首先安装，然后将电缆从中拉过以完成电缆的设置。电缆与电缆托架或电缆槽一起使用时，也需要首先安装电缆托架(或电缆槽)，然后在电缆托架或电缆槽中放电缆，以完成电缆的设置。电缆槽的设置通常比电缆与导管的设置简单，电缆与托架或电缆与电缆槽，由于导体已在保护外壳中，外壳安装好后不需要额外的工作。过去电缆槽的设计通常包括若干导条，该导条具有矩形横截面，彼此平行地设置在矩形外壳中。电缆槽的各段制成规定长度，该长度在安装时不能在施工现场改变。因此，如果需要特殊的长度，就必须在工厂加工制造。这种特殊的加工制造需要额外的时间装运至施工现场，且通常增加用户的费用。

                        发明概述

本发明提供一种设计用于配电系统的电缆和导线管、电缆和电缆托架和电缆槽的替代品。

在本发明的一实施例中，一配电系统包括一种或多种长度、通常为圆管形的外壳，其结构可与传统的金属管道相似。外壳内设置的是数个本质上为刚性的导电体。一连续的支承件设置在外壳内，以支承导电体，并保持电气空间。

本发明的其它的特点与优点，对于本领域的技术人员而言，在阅读下述详细说明、权利要求和附图后，将变得一目了然。

本申请是为一发明而提出，该发明是对美国专利No.5,484,300和No.5,266,044所公开的发明的改进，该发明被转让给本申请的受让人，并在此作为参考。

附图的简要说明

图1为本发明分段配电系统中之相邻两段，并使用本发明的连接接头电气与机械连接在一起的轴侧图。

图2为本发明分段配电系统之一标准段的分解透视图。

图3为根据本发明分段配电系统之一标准段，在塞入泡沫状的导体支承件前的端视图。

图4为根据本发明分段配电系统之一标准段中，泡沫状的导体支承件已在所需位置起泡后的端视图。

图5为本发明分段配电系统之现场可变段的分解透视图。

图6为根据本发明图5所示现场可变段装入一塞前的端视图。

图7为根据本发明图5所示现场可变段装入一塞后的端视图。

图8为本发明之装配好的连接器的轴侧图。

图9为本发明连接器体一半的轴侧图。

图10为根据本发明制成的绝缘件的轴侧图。

图11为图8所示联接器的分解透视图。

图12为根据本发明所制成端部绝缘件的轴侧图。

图13为根据本发明所制成的端部止挡的轴侧图。

图14为图11所示连接器的截面图。

图15为根据本发明之连接器的截面图，该连接器设置在图1所示配电系统的标准段和现场可变段之间。

在对本发明实施例详细说明前，应当理解，本发明并不局限于在其申请中的下述说明和附图所作的图解说明的结构细节。本发明可有其它实施例，并可用各种其它方式实施与执行。此外，应当理解，在此所用术语和专用名词是为了说明，而不应认为是限制。

                 对本发明的详细说明

图1总体图解说明(高压线)预连接刚性导线管配电系统10，其中，预连接刚性导线管的第一段14，通过连接器22，与预连接刚性导线管的第二段18连接。本发明的预连接刚性导线管，可是一种标准的、长度不可变的，这将参考图2、3和4中的第一段14说明，也可是一种现场可变长度的，正如参考图5、6、和7中第二段18所作说明。第一段14包括数个本质上为刚性的导电体26，每一导电体为电绝缘套30所环绕。导电体26可滑动地容纳在本质上为刚性的外壳34内，使每一导电体26延伸出外壳的端部相等的部分，以形成外连接部36。外壳34在第一端部38和第二端部42之间沿纵向延伸。第二段18也包括数个本质上为刚性的导电体46，每一导电体为电绝缘套50所环绕。导电体46可滑动地容纳在本质上为刚性的外壳54内，使每一导电体46延伸出外壳54的端部相等的部分，以形成外连接部56。外壳54在第一端部58和第二端部62之间沿轴向延伸。

现参看图2、3和4，预连接刚性导线管配电系统10的第一段14没有现场可变长度区。外壳34包括若干制成一体的槽64，分别在第一端区38和第二端区42间沿轴向延伸。槽64在外壳34内设置成使外壳34在其整个长度是具有一致的横截面。每一槽64容纳一导电体26，使导电体26和伸出的外连接部36形成一图案形式，该图案形式在第一段14整个长度上的横截面也是一致的。在导电体26放入外壳34后，一种由若干通常成管形的预支承件塞66，沿纵向紧贴而又可滑动地设置在外壳34内。塞66同时与全部导电体26接触，从而迫使它们向外进入槽64中。在这一点，一永久支承件70被放入外壳34中。永久支承件70是一种封闭微孔泡沫材料，该材料在外壳34内就地形成泡沫，从而在外壳的整个长度上，对导电体26提供连续的支承。由于永久支承件70是就地变成泡沫的，在导电体26和外壳34间形成一种粘接物，防止导电体26相对于外壳34的任何运动。

现在参看图5、6和7，第二段18却具有现场可变长度区。外壳54包括若干制成一体的槽74，分别在第一端区58和第二端区62间沿轴向延伸。槽74在外壳54内设置成使外壳54在其整个长度是具有一致的横截面。每一槽74容纳一导电体46，使导电体46和伸出的外连接部56形成一图案形式，该图案形式在第一段18整个长度上的横截面也是一致的。在导电体46放入外壳54后，一种本质上为刚性的支承件78，沿纵向紧贴而又可滑动地设置在外壳54内。支承件78具有一种周边结构，该周边结构包括对应于导电体46数目的若干交替的峰82和谷86。周边结构还限定了沿纵轴线延伸的内腔90。一导电体46嵌入每一谷86，该谷在外壳的长度上提供连续的支承，而每一峰82则将相邻导电体46彼此分隔。最好，支承件78是压制而成，使其沿纵轴线本质上为刚性的，而在圆周方向可局部扩展。正常状态下，在导电体46已经安装后，支承件周边可方便地容纳在外壳54中。在此状态，导电体46可相对于我54纵向移动。塞94在支承件78的每一端被推入内腔90，使支承件78在周边扩展，迫使导电体46进入槽74。这有效地就地锁住导电体46，从而避免导电体46相对于外壳54沿纵向移动。

为改变预连接刚性导线管现场可变长度区例如第二段18的长度，将塞94从支承件78的内腔90移去，从而允许导电体46相对于外壳45沿纵向移动。然后将导电体46纵向移动直至与外壳54的一端齐平。重新将塞94装入支承件78的内腔90，避免导电体46相对于外壳54沿纵向移动。所需的外壳长度于是可从导电体46所伸出一端的外壳54端面量得。从此端测量将自动地使导电体46放置在切割的适当位置。在外壳54上按所需长度作出标记。然后，用弓锯或类似工具，将外壳54、导电体46和支承件78，在标记处通常沿垂直于外壳纵轴线同时切断。再将塞94从支承件78的内腔90移去，以允许支承件78和导电体46相对于外壳54纵向移动。将外壳的切割端去毛刺以去除切割时形成的任何锐边。将绝缘套50每一导电体46切割端部移去以提供接触表面。对每一导电体46的端部倒角，以去除任何尖锐毛刺，并在导电体46的端部提供一圆锥。然后，导电体46相对于外壳54纵向移动，使每一导电体46伸出外壳54的每一端相同的距离，从而形成外连接部56。然后将塞94再次装入支承件78的内腔90，以迫使导电体46进入槽74。这样有效地将导电体46锁住在外壳54内，从而避免导电体46相对于外壳54纵向移动。

再参看图1，可看出第一段14和第二段18的相邻端，由连接器22电气和机械连接。如图8所示，连接器22通常包括连接器体98，该连接器体通常是空心的，并限定一连接器体通道102，用以容纳第一段14和第二段的相邻端。连接器体由两本质上相同的两半组成。在连接器体98的每一端，一压紧垫110由压紧螺母114夹持就位。如图9所示，连接器体的每一半部106具有：螺纹端部118，可与压紧螺母114螺纹连接；和凸缘端部122。螺纹端部118在连接器体半部106的台阶126处终止。台阶126限定了连接器体通道102直径的改变，使螺纹端部118的直径小于凸缘端部122的直径。每一凸缘端部122具有在圆周延伸的凸缘130，凸缘上设有若干孔134，沿凸缘圆周方向等距分布，以容纳装配件诸如螺钉138或铆钉。每一凸缘130还包括密封槽142，设置在所述孔134内侧。密封槽142容纳密封圈146，如图11所示，密封圈被压在两半部106之间，从而密封连接器体98以避免液体进入。

现在参看图10，绝缘件150设置在连接器体的通道102中，使其保持在台阶126之间。绝缘件150限定若干通道154，该通道纵向穿过绝缘件150，并设置成一种与预连接刚性导线管第一段14和第二段18的相应导电体36和56外连接部图案形式一致的横截面。每一通道154的尺寸设计成可紧贴容纳一电气连接部158。每一绝缘件150还包括一圆唇边162，从每一端向外延伸，一保持孔166对准其纵轴线，若干对准肋条170从保持孔166沿径向向外延伸。

绝缘件150最好包括三部分，一中间绝缘件174和两通常一致的端部绝缘件178。中间绝缘件174包括绝缘件150的通道154，该绝缘件每一端具有一般的锥形端部，其尺寸设计成紧贴而可滑动地容纳在电气连接器158的中部。如图13所示，每一端部绝缘件178包括绝缘件150的圆唇边162、保持孔166和对准肋条170。每一端部绝缘件178还具有若干通常为锥形的凸起182，从与圆唇边162相反的一侧延伸，每一凸起182在其远端186终止。凸起162设置成与通道154相同的图案形式，使一凸起182能滑动地容纳在一通道154的锥形端部内。凸起182的远端部186相对于电气连接器158的端部是并置的，使电气连接器158不能在通道154内纵向移动。一通常呈U形的密封垫190被容纳在每一圆唇边162的端部，这样，当将连接器体的两半106装配时，正如在图14中能清楚地看见的那样，密封垫190与连接器体每一半部106的台阶126接触，结果在连接器体98的螺纹端部118与绝缘件150间形成对液体的紧密密封。如图15所示，密封垫190还分别与第一和第二预连接刚性导线管14和18的外壳接触，结果在连接器体98与外壳34和54间形成对液体的紧密密封。

如图11所示，电气连接器158在第一段14的导电体26与第二段的导电体46间形成电气连接。每一电气连接器158通常为管形，限定了内孔，其尺寸能紧贴而可滑动地分别容纳第一段和第二段的外连接部36和56。

如图13所示，一端部止挡194设置在绝缘件150的每一端。端部止挡194保证可靠的止挡，避免预连接刚性导线管的第一段和第二段14和18的相应端部，在安装预连接刚性导线管配电系统10时，进入连接器22过远。每一止挡194通常为圆平板形，并对应于外连接36和56的位置与数目，设置了若干孔，夹持螺纹接头202沿纵轴线从一侧向外延伸，对准环206也从同一侧向外延伸并通常与夹持螺纹接头同心，圆凸缘210也从夹持螺纹接头202的同一侧延伸。夹持螺纹接头202借助于速动作用(snapping action)装入端部绝缘件178的夹持孔166中，使端部止挡194顶住端部绝缘件178。对准环206包括若干对准槽214，该对准槽对应于端部绝缘件186的对准肋条170。每一对准肋条条170容纳在一对准槽214中，以避免端部止挡194相对于绝缘件150转动，使孔198保持对准绝缘件150中的通道154。端部止挡194用具有足够刚度的材料制成，以保证对预连接刚性导线管第一段和第二段14和18相应端部的可靠止挡，该端部止挡是在装配时塞入连接器22。(端部止挡的)材料还具有足够的柔性，以允许端部止挡194承受因预连接刚性导线管相应段，例如14和18，线膨胀而造成轻微的压缩，该线膨胀是由配电系统正常运行所导致温升的结果。已发现一种具有肖氏硬度为70±15的材料在此应用中工作良好。

连接器22还具有一紧固程度指示器，以指示压紧螺母114的紧固程度。紧固程度指示器包括：第一指示环218，与连接器体98的螺纹端部118同心但相距一段距离；第二指示环222。第一指示环靠贴在台阶126，该台阶可具有一凸起边缘226，以在第一指示环218和螺纹端部118间保持一空间。第二指示环222也与连接器体98的带螺纹部118同心，但紧贴在螺纹上从而不容易运动。第二指示环222的尺寸制成可滑动地容纳在带螺纹的端部与第一指示环218之间。当安装配电系统10的预连接刚性导线管时，压紧螺母114必须足够紧固，以使压紧垫圈110紧压相邻的第一和第二段14和18的相应外壳34和54。如图14所示，在紧压压紧螺母114前，第一和第二指示环118和222两者均可清楚地看见。由于压紧螺母114是以螺纹连接设置在螺纹端部118上，压紧螺母114推动第二指示环222向内，使其处于第一指示环218之下。当正确紧固螺母114已经实现，如图15所示，再也看不见第二指示环222。第二指示环222应为从远处具有高可见性的颜色。这就允许用目测检查设置在难于接近和难于用手工检查的部位压紧螺母114的紧固状况。在推荐实施例中。第二指示环是红色。

作为对图8所示连接器22的替代，一种螺钉连接连接器在美国专利申请号No.(代理人卷号No.OXF22)作了说明并提出权利要求，并同时提交，名称为“用于多导电体电气连接的螺钉连接装置”，可用于将预连接刚性导线管的相邻端部14和18连接在一起。

Claims (25)

1.一段预连接刚性导线管，包括：

本质上为刚性的外壳，沿纵轴线在第一端区和第二端区间延伸，所述外壳包括数个槽，每一槽沿所述纵轴线在所述第一和第二端区间延伸，所述外壳在其范围内具有一致的横截面；

数个本质上为刚性的导电体，每一导电体容纳在所述外壳之所述一槽中，所述数个导电体从所述外壳的所述第一端区延伸至所述外壳的所述第二端区；

预支承件，所述预支承件迫使所述导电体进入所述槽；

永久支承件，用以对数个导电体沿其整个长度支承在所述外壳内，并将所述数个导电体彼此分隔；和

所述形成一图案形式的数个导电体，沿所述分段的长度上的横截面是一致的，因此，所述数个导电体在所述分段每一端伸出的外连接部，构成同一种图案形式。

2.如权利要求1所述的一段预连接刚性导线管，其中，所述预支承件还包括：

数个塞，分别压入所述外壳的每一所述第一和第二端部区，使每一所述塞同时与全部所述数个导电体接触，从而同时迫使每一所述数个导电体进入相应的所述槽。

3.如权利要求2所述的一段预连接刚性导线管，其中，所述永久支承件是一种可膨胀封闭微孔泡沫。

4.如权利要求3所述的一段预连接刚性导线管，其中，所述封闭微孔泡沫是在所述本质上为刚性的导电体，已经被所述预支承件迫使其进入所述相应槽后就地形成泡沫，所述封闭微孔泡沫，将所述本质上为刚性的导电体，沿其整个长度粘接在所述本质上为刚性的外壳上。

5.一段预连接刚性导线管，借助于在长度上切去部分而现场可变长度，以便用附加段与其连接以形成一配电系统，包括：

本质上为刚性的外壳，沿纵轴线在第一端区和第二端区间延伸，所述外壳包括数个槽，每一槽沿所述纵轴线在所述第一和第二端区间延伸，所述外壳在其范围内具有一致的横截面；

数个本质上为刚性的导电体，每一导电体容纳在所述外壳之所述一槽中，所述数个导电体从所述外壳的所述第一端区延伸至所述外壳的所述第二端区；

支承件，沿纵轴线延伸，以沿整个长度在所述外壳内支承所述数个导电体，并将所述数个导电体彼此分隔，所述支承所述数个导电体的所述支承件，可局部地相对于所述外壳纵向移动，所述支承件本质上为刚性，并可沿周边扩张，以在所述槽内局部锁紧所述导电体。

所述形成一图案形式的数个导电体，沿所述分段的长度上的横截面是一致的，因此所述数个导电体在所述分段每一端伸出的外连接部，构成同一图案形式，如果所述段借助于在该段长度上切去分段，可形成同样形式的延伸外连接部。

6.如权利要求5所述的一段预连接刚性导线管，其中，所述支承件包括一限定一内腔的周边结构，该内腔沿所述纵轴线延伸。

7.如权利要求6所述的一段预连接刚性导线管，其中，所述周边结构还限定了数个对应于所述数个导电体数量而交替设置的峰与谷，所述峰谷沿所述支承件的所述纵轴线延伸。

8.如权利要求7所述的一段预连接刚性导线管，其中，每一所述数个导电体嵌入所述一谷内，而每一所述峰将相邻导电体分隔。

9.如权利要求6所述的一段预连接刚性导线管，其中，所述支承件还包括：

一对塞，在所述支承件的每一端压入所述内腔，使所述支承件圆周扩张，从而将所述导电体锁紧在所述外壳的所述槽中，避免其相对于所述外壳沿纵轴线移动。

10.一种电气连接器，包括：

一分段配电系统的第一段的第一端部，所述第一端部包括：第一外壳端；和第一数个导电体端部，该端部形成一图案形式，该图案形式沿所述第一段的长度的横截面是一致的，因此所述第一数个导电体伸出的外连接部形成第一种图案形式；

一分段配电系统的第二段的第二端部，所述第二端部包括：第二外壳端；和第二数个导电体端部，该端部形成一图案形式，该图案形式沿所述第二段的长度的横截面是一致的，因此所述第二数个导电体伸出的外连接部形成第二种图案形式；

连接器体，所述连接器体限定一通道，该通道的尺寸设计成紧贴地容纳所述第一和第二外壳端；

绝缘件，设置在所述连接器体的所述通道内，所述绝缘件限定数个连接器通道，该通道设置成互补于所述第一和第二外连接部图案形式的图案形式；

数个电气连接器，每一连接器可滑动地容纳在所述绝缘件的所述一连接器通道内，每一所述连接器限定了一内孔，一可滑动地容纳一所述第一外连接部和一所述第二外连接部，从而在配电系统的所述第一和第二段间建立了电气连接；

一对端部止挡，设置在所述绝缘件的每一端，以保证为所述第一和第二外壳端部可靠的止挡；

机械连接装置，用于将所述第一和第二外壳端部与所述连接器体连接；和

密封装置，以在所述连接器体与所述第一和第二外壳端部间避免液体进入。

11.如权利要求10所述的电气连接器，其中，所述连接器体还包括：

两连接器体半部，通常两者形状相同，每一半部具有螺纹端部、凸缘端部和邻近所述螺纹端部的台阶，所述螺纹端部限定一孔，孔尺寸设计成可容纳所述第一和第二外壳端部，而所述凸缘端部限定一孔，其尺寸设计成可容纳所述绝缘件。

12.如权利要求11所述的电气连接器，其中，每一所述连接器体半部的所述凸缘端部还包括：

一圆周延伸的凸缘，所述凸缘包括：数个孔，用以将所述连接器体的两半部之一半部装入另一半部；和圆形密封槽，设置在从所述孔向内处。

13.如权利要求12所述的电气连接器，其中，所述密封装置还包括：

密封环，所述密封环容纳在所述凸缘的所述密封槽中，因此当所述凸缘装配在一起时，所述密封环将被压紧，结果在所述凸缘间形成对液体的紧密密封。

14.如权利要求11所述的电气连接器，其中，所述将所述第一和第二外壳端部与所述连接器体机械连接在一起的装置包括：

一对压紧垫圈；和

一对压紧螺母，所述垫圈和所述螺母是可滑动地设置在所述第一和第二外壳端部，因此，由于所述垫圈是通过螺纹设置在所述连接器体的所述螺纹端部，所述压紧垫圈被牢固地压紧在所述外壳端部。

15.如权利要求10所述的电气连接器，其中，所述绝缘件在每一端限定了一保持孔，所述保持孔沿所述绝缘件的纵轴线对准，所述绝缘件还包括：

数个对准肋条，从所述保持孔沿径向向外延伸；和

一圆唇边，从所述绝缘件的每一端向外延伸。

16.如权利要求15所述的电气连接器，其中，所述绝缘件还包括：

一中间绝缘件，其中，所述连接器通道的纵向截面通常为锥形；和

一对端部绝缘件，分别放在所述中间绝缘件的两端，每一端部绝缘件具有锥形凸起，所述凸起容纳在每一所述连接器通道的所述锥形截面内，所述端部绝缘件包括所述容纳孔、所述对准肋条和所述圆唇边。

17.如权利要求15所述的电气连接器，其中，每一所述端部止挡限定了数个孔，该孔设置成互补于第一和第二外连接部图案形式的图案形式，所述端部止挡还包括：

夹持螺纹接头，容纳在所述绝缘件的所述保持孔中，使所述端部止挡紧靠在所述绝缘件上；和

对准环，与所述夹持螺纹接头同心，并具有槽，以与所述绝缘件的所述对准肋条相配合。

18.如权利要求10所述的电气连接器，其中，所述端部止挡由一种这样的材料制成：该材料具有足够刚度，以保证在安装配电系统时对所述第一和第二段的所述端部可靠地止挡；该材料具有足够的柔性，以允许所述端部止挡的轻微压缩，这种压缩是由于带电配电系统正常运行导致的温升，使所述第一和第二端的线膨胀。

19.如权利要求10所述的电气连接器，其中，所述用于在所述连接器体和所述第一和第二外壳端部的密封装置，包括一对密封垫，每一密封垫通常为U形截面，所述密封垫可滑动地设置在所述绝缘件的所述圆唇边上，这样，由于所述连接器体的两半部装配在一起，所述密封垫被压紧在所述连接器体的所述台阶，与所述绝缘件的圆唇边之间，结果在所述连接器体和所述绝缘件之间形成对液体的紧密密封，其中，所述第一和第二段的外壳端部，被所述密封垫紧贴而可滑动地接合，从而在所述连接器体和所述外壳端部也形成对液体的紧密密封。

20.如权利要求14所述的电气连接器，其中，所述电器连接器还包括可视指示所述压紧垫圈紧固程度的装置。

21.如权利要求20所述的电气连接器，其中，所述可视指示紧固程度的指示器还包括：

第一紧固程度指示环，与所述螺纹端部同心，但与之相距一段距离，并贴住所述台阶；和

第二紧固程度指示环，与所述螺纹端部同心，紧贴但可滑动地设置在所述第一指示环和所述螺纹端部之间，因此，由于所述压紧螺母与所述螺纹端部是螺纹连接，所述第二指示环在所述第一指示环和所述螺纹部之间被推动。

22.如权利要求21所述的电气连接器，其中，所述第一和第二指示环二者，在所述压紧螺母紧固前，均为可见。

23.如权利要求22所述的电气连接器，其中，将所述螺母紧固至使所述压紧垫圈足够压紧所述连接器体端部后，所述第二指示环不再可见。

24.如权利要求21所述的电气连接器，其中，所述第二指示环为一种高可见性的特定颜色。

25.如权利要求24所述的电气连接器，其中，所述第二指示环的颜色为红色。

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