具有多个连接器接收通道的电力应用连接器的制作方法

专利名称：具有多个连接器接收通道的电力应用连接器的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及电连接器，更具体地说，涉及电力应用(power utility)连接器，用于将分接或配电导体机械连接和电连接到主输电导体。
背景技术：
构造、操作以及维护高架的和/或地下的配电网和系统的电力设施公司 采用连接器以分接(tap)主电力传输导体并且将电能馈送到配电线导体， 该配电线导体有时也被称为分接导体。主输电线导体和分接导体典型地是 高压电缆，其直径相对较大，并且主输电线导体的尺寸可以不同于分接导 体，其要求特别设计的连接器部件以将分接导体合适地连接到主输电线导 体。 一般而言，三种类型的连接器通常用于这种目的，即，螺栓固定 (bolt-on)的连接器、挤压型的连接器以及楔形连接器。
螺栓固定连接器一般采用模铸的金属连接器件或形成为彼此镜像的连 接器半，有时被称为蛤壳式连接器。连接器半中的每个限定相对的通道， 该相对的通道分别轴向接收主电导体和分接导体，连接器半被彼此螺栓连 接以将金属连接器件夹持到这些导体。这样的螺栓固定连接器已经在工业 上被广泛接收，主要是因为它们易于安装，但是这些连接器不是没有缺 点。特定的连接器件会具有一个通道，该通道具有容纳一系列有限范围内 的导体尺寸的给定半径。例如， 一个连接器件可容纳1个规格(gauge)到 4/0或四个零规格的导体，同时另一连接器件可容纳6个规格到2个规格 的导体。结果，需要许多连接器件以容纳在现场会遇到的整个范围的导体 尺寸。由于已知螺栓固定连接器的接收能力的范围有限，因此增加了所需 要的部件数量，其增加了螺栓固定连接器系统的整个成本。
挤压连接器，并不采用分体的连接器件，可包括单个的金属件连接 器，其围绕主电导体和分接导体弯曲或变形以将它们彼此夹持。该挤压连 接器一般可用于比螺栓固定连接器成本低的地方，但却更难于安装。手持 工具经常用来使连接器围绕电缆弯曲，并且因为连接的质量取决于相对强度和安装者的技术，从而会导致连接质量变化较大。安装不好或安装不适 合的挤压连接器会在配电系统中带来可靠性的问题。
还知道楔形连接器，其包括C形的通道构件，其钩在主电导体和分接 导体之上，并且在其相对侧具有通道的楔形构件通过C形构件进行驱驶，
使c形构件的端部偏斜并且将导体夹持在楔形构件中的通道和c形的构件 的端部之间。 一种市场上可买到的这样一个楔形连接器来自宾夕法尼亚州
的口合里斯堡的泰^)"电子7>司(Tyco Electronics Corporation),并且净皮称为 AMPACT分接或镫形连接器。AMPACT连接器包括不同尺寸的通道构件 以容纳一系列范围的导体尺寸，并且每个通道构件具有多个楔形尺寸。每 个楔形容纳不同尺寸的导体。结果，AMPACT连接器会由于部件数量增加 而比较昂贵。例如，会需要用户拥有容纳整个范围的导体尺寸的三个通道 构件。另外，每个通道构件会要求达到5个楔形构件以容纳用于对应的通 道构件的每个尺寸的导体。因此，用户必需现场携带15个连接器件以容 纳整个范围尺寸的导体。部件数量增加会增加整个费用以及AMPACT连 接器的复杂性。
AMPACT连接器被认为提供了比螺栓固定连接器和挤压连接器更优越 的性能。例如，AMPACT连接器产生扫动接触表面，其不像螺栓固定连接 器和挤压连接器，是稳定的、可重复的并且能始终如一地作用到导体上， 并且机械和电连接的质量不取决于力矩要求和/或安装者的相对技术。另 外，不像螺栓固定连接器或挤压连接器，关于楔形和/或C形构件，因为C 形构件的端部偏斜，出现了某一弹性范围，其中C形构件的端部可弹回和 补偿导体的相对压缩形变或运动。

发明内容
会希望提供一种低成本、更通用的连接器以替代传统的电力应用连接器。
在一个方面，提供一种电连接器组件，包括构彼此分开制成的主导电 构件和分接导电构件。主导电构件和分接导电构件中的每个包括至少一个 导体接收通道，其中主导电构件和分接导电构件一起包括至少三个通道， 其被配置成以将导体接收在其中并且沿着三个不同通道轴延伸。主导电构 件的通道被配置成以接收主输电线导体，分接导电构件的通道被配置成以接收分接的输电线导体。主导电构件和分接导电构件彼此接合，以使得当
输电线导体捕获在其中，并且当主导电构件和分接导电构件接合时分接导 电构件和主导电构件协作以将分接输电线导体捕获在其中。
可选择地，主导电构件和分接导电构件中的每个可包括第一和第二 臂，其中每个臂在其中具有至少一个通道。主导电构件的第一臂和分接导 电构件的第二臂可以协作以当主导电构件和分接导电构件接合在一起时捕 获主输电线导体，并且分接导电构件的第 一臂和主导电构件的第二臂会协 作以当主导电构件和分接导电构件接合在一起时捕获分接输电线导体。可 选择地，紧固件可将主导电构件和分接导电构件彼此接合在一起。可选择 地，每个通道可适合于接合一定范围尺寸的导体。
在另一方面，提供一种用于电力应用传输导体的电连接器组件，其中 所述组件包括第一导电构件和第二导电构件，它们彼此分开地制成并且互 相协作以互连主导体和分接导体。第一和第二导电构件的每个包括楔形部 分和从该楔形部分延伸的能够偏斜的通道部分。第 一导电构件的通道部分 具有多个不同尺寸的导体接收通道，其被配置成用于接收主导体或分接导 体，其中这些通道中的一个被选择成以基于导体的直径接收导体。第二导 电构件的通道部分具有导体接收通道，其被配置成用于接收另 一个主导体 或分接导体。紧固件将主导电构件和分接导电构件彼此接合。
在又另一方面，提供一种用于电力应用传输导体的电连接器组件，其 中所述组件包括第 一导电构件，其具有大致面向第二导体构件的配合侧。 第一导体构件包括多个沿着配合侧延伸的通道，其中多个通道沿着至少三
个不同的通道轴取向。第二导电构件具有大致面向第 一导电构件的配合侧 的配合侧。第二导电构件包括多个沿着配合侧延伸的通道，其中多个通道 沿着至少三个不同的通道轴得以取向。紧固件将第一和第二导电构件彼此 接合在一起。配合侧彼此面对，并且当第一和第二导电构件被接合在一起 时第一导电构件的通道对准于第二导电构件的通道。


图1是已知的楔形连接器组件的侧面正视图2是图1所示的组件的的一部分的侧面正视图;图3是图1所示的组件的力/位移曲线图4示出处于未配合位置并且根据本发明形成的连接器组件;
图5示出处于部分配合位置的图4所示的组件；
图6是处于部分配合位置的图4所示组件的横截面视图7示出处于配合位置的图4所示的组件；
图8示出根据另一示例性实施例形成的另一连接器组件。
具体实施例方式
图l和图2示出已知的用于电力应用场合的楔形连接器组件50，其中 分接或配电导体52和主电导体54之间的电连接待被建立。连接器组件50 包括C形的弹性构件56和楔形构件58。弹性构件56钩在主电导体54和 分接导体52之上，楔形构件58通过弹性构件56得以驱动以夹持楔形构 件58的端部和弹性构件56的端部之间的导体52、 54。
楔形构件58可通过具有例如装满火药的弹药筒的特定工具进行安 装，并且当楔形构件58被推进到弹性构件56中时，弹性构件56的端部 经由如图2所示的施加力FA向外偏斜并且彼此远离。 一般地，楔形构件 58被完全驱动到最终位置，其中楔形构件58的后端大致对准于弹性构件 56的后边。弹性构件56的端部的偏斜量由导体52和54的尺寸决定。例 如，导体52和54的直径越大偏斜会越大。
如图1所示，楔形构件58具有高度Hw,而通过弹性构件56在接收 导体52、 54的弹性构件56的相对端之间具有高度Hc。分接导体52具有 第一直径Dp主导体54具有和Di相同或不同的第二直径D2。从图1可 以清楚地看出，Hw和Hc被选择成以在弹性构件56和各个导体52、 54的 每个端部之间产生干涉。具体地说，干涉I由以下关系建立 +"2 _//c (1)
通过有策略地选择Hw和Hc,所实现的实际干涉I可以#^居导体52 和54的直径D,和D2的不同进行变化。或者，Hw和Hc可以被选择成以根 据导体52和54的各个不同的直径D,和D2产生希望的干涉量I。例如， 对于较大直径D,和D2的导体52和54，可选择高度Hw减小的较小的楔形 构件58。或者，高度Hc增加的较大的弹性构件56可被选择成以容纳较大 直径D,和D2的导体52和54。结果，用户在现场需要多尺寸的楔形构件
752和/或弹性构件56以容纳整个范围的直径D,和D2的导体52和54。连 续产生至少最小量的干涉I导致连续施加力FA，现在将关于图3对其予以 解释。
图3示出图1所示组件50的示例性力相对于位移的曲线。纵轴表示 当楔形构件58被驱动接合导体52和54以及弹性构件56时施加的力，水 平轴表示此时弹性构件56的端部的位移。如图3所示，干涉的最小量， 在图3中用垂直虚线表示，导致弹性构件56塑性变形，其顺次提供在导 体52和54上的连续夹持力，如图3中的塑性变形平稳段所示。弹性构件 56的塑性和弹性性能被认为在导体52和54上的夹持力中提供可重复性， 而用已知的螺栓固定连接器或挤压连接器是不可能具有这种可重复性。然 而，需要大量不同尺寸的弹性构件56和楔形构件58,这致使连接器组件 50比一些用户所希望的更昂贵并且不方便。
图4是根据本发明形成的连接器组件100的分解视图。连接器组件 100适合用作分接连接器，用于将分接导体102 (在图4表示为虚线)连 接到应用电力的配电系统的主导体104 (也示于图4中)。如下更详细地解 释，连接器组件100提供比已知的螺栓固定连接器和挤压连接器更优越的 性能和可靠性，同时易于安装并且提供比已知的连接器组件更大的能力范 围。
分接导体102,有时被称为配电导体，是一种已知的高压电缆或电 线，其在示例性实施例中具有大致圓柱形的形式。主导体104同样可以是 一种大致圆柱形的高压电缆线。分接导体102和主导体104在不同的应用 中可以具有相同或不同的线规，并且连接器组件100适合于容纳用于分接 导体102和主导体104中的每个的一定范围的线规。
当安装到分接导体102和主导体104时，连接器组件100提供主导体 104和分接导体102之间的电连接以在例如电力应用配电系统中将电能从 主导体104馈送到分接导体102。配电系统可包括多个相同或不同线规的 主导体104,以及多个相同或不同线规的分接导体102。连接器组件100 可用于以下述方式提供主导体104和分接导体102之间的分接连接。
如图4所示，连接器组件100包括分接导电构件106、主导电构件 108以及将分接导电构件106和主导电构件108耦接在一起的紧固件 110。在示例性的实施例中，紧固件110是螺紋构件，其插入通过各导电构件106和108，并且设置螺母112和锁定垫圈114以在组装导电构件106 和108时接合紧固件110的端部。尽管在图1中示出了特定的紧固件 110、 112和114,但是要理解到，如果希望的话，可以使用替代的其他已 知紧固件。导电构件106、 108的每个一4殳包括中心体部分116和从中心 体部分116向外延伸的臂118。可选择地，臂118可形成为大致相同，然 而，在示出的实施例中，臂118的尺寸和形状不同。
在示出的实施例中，分接导电构件106包括楔形部分120和从楔形部 分120延伸的通道部分122。通道部分122限定了第一臂118,楔形部分 120限定了分接导电构件106的第二臂118。紧固孔124形成在中心体部 分116的至少一部分中并延伸通过所述中心体部分116的至少一部分。紧 固孔124还可形成在楔形部分120的至少一部分中并延伸通过所述楔形部 分120的至少一部分。在示例性的实施例中，中心体部分116还限定了邻 近楔形部分120的位移止停部125。当连接器组件被完全组装时，主导电 构件108接合位移止停部125,如下更详细地描述。
楔形部分120包括邻接面126、扫动接触面128以及导体接触面 130。扫动接触面128相对于邻接面126成一定角度，圆边可限定邻接面 126和扫动接触面128之间的过渡。导体接触面130大致垂直于邻接面 126并且相对于扫动4妾触面128倾净斗延伸。导体4妾触面130大致面向一部 分的主导电构件108并且在组装连接器组件100的过程中将主导体104接 合和捕获在它们之间。
通道部分122从楔形部分120延伸离开并且包括大致面向楔形部分 120的配合界面131。多个通道132沿着配合界面131定位。通道132适 合于以和楔形部分120间隔开的关系接收分接导体102。通道部分122在 一个实施例中可以为一钩子，楔形部分120和通道部分122 —起具有大致 C形的主体。分接(tap)导电构件106可以与楔形部分和通道部分120、 122 —起以相对直接和低成本的方式由挤压成型的金属一体形成和制成。
在示例性的实施例中，因为连接器组件100用来将单个的分接导体 102互连于单个的主导体104，分4妄导体102只被接收于多个通道132之 一中。接收分接导体102的通道132的选择取决于通道132的尺寸和形状 和/或分接导体102的尺寸和形状。尽管在图4中示出了两个通道132,但 是应认识到，在替代的实施例中可设置任何数量的通道132。通道132尺寸和形状适合以在组装连接器组件100的过程中支撑分接导体102并且将 分接导体102保持就位。在示例性的实施例中，通道132彼此尺寸和形状 不同以容纳不同尺寸和/或形状的分接导体102。每个通道132包括开口 侧，其接收导体102并且露出至少一部分的分接导体102。例如，在示例 性的实施例中，通道132可围绕分接导体102大约180度，并且可使分接 导体102露出大约180度。每个通道132的开口侧沿着配合界面131定位 并且大致面向楔形部分120。
在示出的实施例中，主导电构件108同样包括楔形部分134和从楔形 部分134延伸的通道部分136。通道部分136限定了第一臂118，楔形部 分134限定了主导电构件108的第二臂118。紧固孔138形成在中心体部 分116的一部分中并在所述中心体部分116的一部分中延伸。紧固孔138 还可形成在楔形部分134的至少一部分中并在所述楔形部分134的至少一 部分中延伸。在示例性的实施例中，中心体部分116还限定了邻近楔形部 分134的位移止停部139。当连接器组件被完全组装时，分接导电构件 106的楔形部分120接合位移止停部139,如下更详细地描述。
楔形部分134包括邻接面140、扫动接触面142以及导体接触面 144。扫动接触面142相对于邻接面140成一定角度，圆边可限定邻接面 140和扫动接触面142之间的过渡。导体接触面144大致垂直于邻接面 140并且相对于扫动4妄触面142倾杀牛延伸。导体接触面144 一般面向分接 导电构件106的通道部分122并且在组装连接器组件100的过程中接合和 捕获它们之间的分接导体102。
通道部分136从楔形部分134延伸开并且包括一^:面向楔形部分120 的配合界面145。多个通道146沿着配合界面145定位。通道146适合于 以和楔形部分134间隔开的关系接收主导体104。在一个实施例中，通道 部分136可以想到是一种钩子，楔形部分134和通道部分136 —起具有一 般为C形的主体。主导电构件108可以由集成于凸起的金属和由凸起的金 属做成，并且以相对直4妄和低成本的方式和楔形部分以及通道部分120、 122结合在一起。
在示例性的实施例中，因为连接器组件100用来将单个的分接导体 102互连于单个的主导体104,主导体104只^皮接收于多个通道146之一 中。接收主导体104的通道146的选择取决于通道146的尺寸和形状和/或
10主导体104的尺寸和形状。尽管在图4中示出了两个通道146,但是应认 识到，在替代的实施例中可设置任何数量的通道146。通道146的数量可 以和通道132的数量相同，或也可以不同。每个通道146尺寸做和形状适 合以在组装连接器组件100的过程中支撑主导体104并且将主导体104保 持就位。在示例性的实施例中，通道146尺寸和/或形状彼此不同以容纳不 同尺寸和/或形状的主导体104。每个通道146包括开口侧，其接收主导体 104并且露出至少一部分的主导体104。例如，在示例性的实施例中，通 道146可围绕主导体104大约180度，并且可使主导体104周边的大约 180度露出。每个通道146的开口侧沿着配合界面145定位并且大致面向 楔形部分134。
分接导电构件106和主导电构件108彼此单独制作或另外形成分立的 连接器部件，并且被彼此组装，如下所述。尽管在此描述了分接和主导电 构件106、 108的一种示例性的形状，但是要认识到，如希望的话，在其 他实施例中导电构件106、 108可形成为另外的形状。
在一个实施例中，当导电构件106、 108配合时，各个分接和主导电 构件106、 108的楔形部分120、 134被形成为大致相同并且共享相同的几 何外形和尺寸以便于以下述方式相互配合楔形部分120、 134。楔形部分 120、 134的一致的形成提供了用于尺寸不同的导体102、 104的导电构件 106、 108的混合和配合，同时经由楔形部分120、 134实现了能够重复并 且可靠的连接接口。然而，导电构件106、 108的通道部分122、 136可以
电构件106、 108的形状大致相同。通道部分122、 136可包括彼此不同的 尺寸和/或形状的通道132、 146。可选择地，通道部分122、 136可具有大 致相同的几何外形，但可包括不同尺寸和/或形状的通道132、 146。或 者，通道部分122、 136可具有不同的几何外形以容纳不同尺寸或形状的 通道132、 146。
如图4所示，在组装之前，分4妄导电构件106和主导电构件108大致 彼此相反，各个楔形部分120、 134面向;f皮此。紧固孔114、 138 4皮此对准 以便于紧固件110通过紧固孔延伸。分接导电构件106的通道部分122沿 着第一方向从楔形部分120延伸离开，如箭头A所示，并且主导电构件 108的通道部分136沿着第二方向从楔形部分134延伸离开，如与箭头A的方向相反的箭头B所示。另外，分接导电构件106的通道部分122沿着由箭头C所示的圆周方向围绕分接导体102延伸，而主导电构件108的通道部分136沿着与箭头C相反的箭头D的方向围绕主导体104周向延伸。
可参照图4-7理解连接器组件100的组装。如上所示，图4表示处于未配合位置的连接器组件100。图5示出处于部分配合的连接器组件100。图6是处于另一部分配合位置的连接器组件的横截面视图。图7示出处于配合位置的连接器组件100。
在组装过程中，当导体102、 104放置在各个通道部分122、 136中并且由各个通道部分122、 136支撑时，以及当导电构件106、 108通过紧固件IIO、 112、 114耦接在一起时，邻接面126、 140在未配合条件下得以对准，如图5中的各个透视图以及图6中的侧面正视图所示。连接器组件IOO可预装为如图5和6所示的构型，并且导体102、 104可相对容易地定位在通道132、 146的各个中。如图5和6所示，因为紧固孔124、 138(在图6中表示为虚线)的开口大于紧固件110的外径，因此紧固件110能够沿着第一角度方向定位通过楔形部分120和134。
如图5-7所示，当导电构件106、 108移动到完全配合的位置时，紧固件124、 138相对于紧固件110的相对尺寸允许紧固件110相对于孔124、 138的轴成一定角度地漂移或移动，如图7所示。更具体地说，楔形部分120、 134的邻4妄面126、 140沿着如图5所示的箭头A和B的方向以彼此滑动接触地运动直到扫动接触面128、 142如图6所示那样接合，并且楔形部分120、 124然后可以以嵌套或者相互配合的方式横向运动，如图7所示，并且扫动接触面128、 132滑动接合。从始至终，如图5-7所示，随着紧固件110从如图5所示的初始位置运动到如图7所示的最终位置，紧固件110自身调节其相对于紧固件孔的角位置。在最后的配合位置，紧固件IIO倾斜地延伸到紧固件孔124、 138的每个中，螺母112可以被上紧到紧固件IIO以彼此固定导电构件106、 108。
图7示出处于完全配合位置的连接器组件100，其中螺母112上紧到紧固件110。在完全配合的位置，分接和主导电构件106、 108协作以捕获分接和主导体102、 104。例如，分接导体102位于分接导电构件106的通道132之一中并且由所述分接导电构件106的通道132之一支撑。分接导体102还接合主导电构件108的导体4妄触面144并且与其直接电接触。如上所述，设置了多个通道132。通道132由使通道132分开的指状部150限定。每个指状部150的远端沿着配合界面131定位并且限定配合界面131。
在示例性的实施例中，通道132彼此不同并且容纳不同尺寸的分接导体102。例如，每个通道132 —般在各个指状部150之间为弓形，并且可具有不同曲率半径152。更大的曲率半径152容納更大规格的导体。分接导体102的半径小于通道132的曲率半径152以使分接导体102完全位于通道132中。每个通道132可具有从配合界面131测量的不同深度154,其中更深的通道132容纳更大规格的导体。分接导体102的直径大于通道132的深度154以使分接导体102至少部分露出超过配合界面131。
每个通道132容纳一定范围的导体尺寸。可选择地，可以由给定通道132容纳的导体的范围可以受到通道132的曲率半径152、通道的深度154、导体102的直径、导体102的类型等的影响。在示例性实施例中，两个通道的较大的一个容纳1个规格到4/0或4个零规才各的分接导体102，而两个通道132的较小的一个可容纳6个规j各到2个规J各的分接导体102。这些范围仅是示例性的，并且这些范围可容纳更多或更少的导体尺寸或可以变换成以容纳和上述不同的范围。另外，可设置更多通道132以容纳其他范围的分接导体102。
同样地，主导体104被定位在主导电构件108的通道146之一内并且由所述主导电构件108的通道146之一支撑。主导体104还接合分接导电构件106的导体接触面130并且与其直接电接触。如上所述，设置多个通道146。通道146由使通道146分开的指状部160限定。每个指状部160的远端沿着配合界面145定位并且限定配合界面145。
在示例性的实施例中，通道146彼此不同并且容纳不同尺寸的主导体104。例如，每个通道146在各个指状部160之间大致为弓形，并且可具有不同的曲率半径162。更大的曲率半径162容纳更大规格的导体。主导体104的半径小于通道146的曲率半径162以使主导体104完全位于通道146中。每个通道146可具有从配合界面145测量的不同深度164,其中更深的通道146容纳更大规格的导体。主导体104的直径大于通道146的深度164以使主导体104至少部分露出超过配合界面145。
每个通道146容纳一定范围的导体尺寸。如上所示，主导电构件108的通道部分136可大致类似于分接导电构件108的通道部分122,因此可以具有相同尺寸和形状的通道146。然而，通道146可以是不同于通道132的尺寸和/或形状并且可以容纳不同范围的导体尺寸。
在组装过程中，随着导电构件106、 108移动通过如图5-7所示的位置，扫动接触面128、 142彼此滑动接合并且提供能确保足够的电连接性的扫动接触界面。成一定角度的扫动接触面128、 142提供倾斜的接触界面，其在当扫动接触面128、 142接合时沿着如箭头A和B所示的相反方向使导体接触面130、 144位移。另外，当安装了连接器组件100时导体接触面130、 144^是供和导体102、 104的扫动接触界面。
导体接触面130、 144沿着箭头A和B的相反方向的运动将导体102、 104夹紧在楔形部分120和134与相对的通道部分122、 136之间。通道部分122、 136的配合界面131、 145非常靠近楔形部分120、 134并且能够将楔形部分120、 134邻接到配合位置，例如如图7所示的位置。在配合位置，导电构件106、 108大致包封连4妄器组件100内的导体102、104部分。在一个实施例中，当连接器组件100完全配合时，楔形部分120、 134的邻接面126、 140接触相对的导电构件106和108的位移止停部125、 139。在该位置中，楔形部分120、 134以和扫动接触面128和142相互配合的关系彼此嵌套或配合，邻接面126和140,以及通道部分122和136提供多点的机械和电接触以确保导电构件106和108之间的电连接。
在完全配合的位置，例如如图7所示的位置，主导体104被捕获在主导电构件108的通道部分136和分接导电构件楔形部分120的导体接触面130之间。同样地，分4妄导体102被捕获在分接导电构件106的通道部分122和主导电构件;挺形部分134的导体接触面144之间。当楔形部分120接合分接导电构件106并且4吏主导体104夹靠主导电构件108的通道部分136时，通道部分136沿着箭头E的方向得以偏斜。通道部分136沿着由箭头E所示的径向方向产生弹性和塑性偏斜，导致沿着箭头F的方向的回弹力，其与箭头E的方向相反，以提供导体104上的夹持力。偏斜量以及夹持力的量，会受到通道部分136的厚度270、通道部分136的长度272、主导电构件108的材料类型等的影响。在示例性的实施例中提供了量级为大约4000 lbs的较大接触力，夹持力确保主导体104和连接器组件
14100之间足够的电连"l妄性。另外，通道部分136的弹性回弹为主导体104 随着时间推移的变形或可压缩性提供了一定的容限，因为如果主导体104 由于挤压力而变形，通道部分136会沿着箭头F的方向有效地恢复。实际 夹持力会在该条件下减小，但不会达到危及电连接的完好性的量。在示例 性的实施例中，回弹允许在通道部分136的弹性范围内的一定范围的容 限。
同样地，主导电构件108的楔形部分134使分接导体102夹靠分接导 电构件106的通道部分122,并且通道部分122沿着箭头G的方向被偏 斜。通道部分122沿着由箭头G所示的径向方向被弹性和塑性偏斜，导致 沿着与箭头G的方向相反的箭头H方向的回弹力。偏斜量，以及夹持力的 量，会受到通道部分122的厚度274、通道部分122的长度276、分接导 电构件106的材料类型等的影响。在示例性的实施例中提供了量级为大约 4000 lbs的4交大接触力，夹持力确保分接导体102和连接器组件100之间 足够的电连"l妾性。另外，通道部分122的弹性回弹为分接导体102随着时 间推移的变形或压缩性提供了一定容限，因为如果分接导体102由于挤压 力而变形，通道部分122会沿着箭头H的方向简单恢复。实际夹持力会在 该条件下减小，但不会达到危及电连接的完好性的量。
不像已知的螺栓固定连接器，不需要用于上紧紧固件110的力矩要求 以令人满意地安装连接器组件100。当楔形部分120、 134的邻接面126、 140接触通道部分136、 122时，连接器组件100被完全配合。通过紧固件 110、 112以及结合楔形部分120、 134的楔形动作以使通道部分122、 136 偏斜，连接器组件100可通过手持工具安装，这样专用工具例如AMPACT 连接器系统的弹药筒工具得以避免。
当完全配合时，邻接面126和140会分别4妄合位移止停部139、 125， 其限定和限制分接和主导电构件106、 108之间的最终位移关系。位移止 停部125、 139限定分接和主导电构件106和108之间的最终配合位置， 其与通过主和分4妄导电构件108和106在主和分接导体104、 102上产生 的力的量无关。在替代的实施例中，最终配合位置中，邻接面126、 130 可定位成距离位移止停部125、 139—定距离。
可选择地，位移止停部125、 139可由设置在主和分接导电构件108 和106中的一个或两个上的支座(stand off)构成。例如，支座可定位成邻近中心体部分116并且乂人其向外延伸。支座分别提供了通道部分122、
136和楔形部分134、 120之间的间隙，该间隙允许通道部分122、 136弯 曲和/或移动而不会接合各个楔形部分134、 120的邻4妄面140、 126。或 者，位移止停部125、 139可以j故成:&置在扫动接触面128和142中的配 合槽，在此，这些配合槽;波此接合以限制主和分接导电构件108和106朝 向^f皮此运动的范围。
位移止停部125、 139允许螺母112和紧固件110连续上紧直到邻接 面126、 140完全定位抵靠通道部分136、 122，而不依赖于由分接和主导 体102、 104产生的任何法向力，并且与该法向力无关。这些接触力是通 过通道部分136、 122,楔形部分120、 134以及分接和主导体102、 104之 间的干涉得以产生的。当主和分接导电构件106、 108被结合到预定位置 或相对位移而使连接器组件100完全配合时，不需要测量在配合连接器组 件100中的螺栓力矩。在完全配合条件下，导体102、 104和连接器组件 100之间的干涉产生足够的接触力以提供良好的电连接。
要认识到，导体102、 104上的有效夹持力取决于楔形部分的几何形 状、通道部分的尺寸以及用于连接器组件100的导体的尺寸。因此，当导 电构件106和108如上述被结合使用时，通过策略性地分别选择用于扫动 接触面128、 142的角度，例如通道部分122、 136的厚度274、 270以及 长度276、 272,以及导体102、 104的尺寸和定位，可以实现夹持力的变 化度。
由于通道部分122、 136内的多个通道132、 146，导电构件106、 108 与传统的连接器相比可容纳更大范围的导体尺寸或规格。另外，即使几个 不同类型的导电构件106、 108被提供用于安装到不同导线尺寸或规格， 组件100与传统螺栓固定连接器以及传统的楔形连接器系统相比，例如用 以适合现场全部范围的安装所需要部件的总量较小。也就说，具有相似尺 寸和形状的楔形部分的相对较小的连接器部件族可有效替代已知的传统的 楔形连接器系统的大很多的部件族。
因此，相信连接器组件100以更低成本的连接器组件提供了传统楔形 连接器系统的性能，其不要求专门的工具以及大的部件总量来满足安装需 要。使用低成本和可靠性。结合导电构件106和107的楔形动作在导体102和104上提供 了可靠和连续的夹持力并且与已知的螺栓固定或挤压类型的连接器系统相 比，更少地受制于安装时夹持力的变化。
图8示出根据另一示例性的实施例形成的另一连接器组件200。连接 器组件200是螺栓固定类型的连接器，其适合于用作用于将分接导体202 (在图4中表示为虚线)连接到电力应用配电系统的主导体204 (也示于 图4中)的分接导体。如下更详细地解释，连接器组件200通过比已知螺 栓固定连接器更大范围的接收能力。
连接器组件200包括通过紧固件210和螺母212结合在一起的第一导 电构件206以及第二导电构件208。第一和第二导电构件206、 208形成为 大致相同并且协作以将分接和主导体202、 204捕获在其中。可选择地， 第一导电构件206可限定分接导电构件，并且适合于在组装连接器组件 200的过程中支撑分接导体202。第二导电构件204可限定主导电构件， 并且适合于在组装连接器组件的过程中支撑主导体204。或者，导电构件 之一可在组装过程中支撑导体202、 204 二者。
第一导电构件206包括前端部214和与前端部214相对的后端部 215。第一导电构件206还包括在前端部214和后端部215之间延伸的配 合侧216以及同样在前端部214和后端部215之间延伸的外表面218。酉己 合侧216为大致平的。多个不同尺寸的通道220从配合侧216延伸到导电 构件206的主体中。通道220彼此平行。
在示例性的实施例中，第一导电构件206的一侧限定适合于接收分接 导体202的分接侧222,而第一导电构件206的另一侧限定适合于接收主 导体204的主侧224。通道220的一部分限定分接导体通道226，而通道 220的另一部分限定主导体通道228。第一导电构件206包括至少两个分 4妾导体通道226和至少两个主导体通道228。
第一导电构件206包括穿过其延伸用于接收紧固件210的开口 230。 开口 230在外表面218和配合侧216之间延伸。
第二导电构件208包括前端部234和与前端部234相对的后端部 235。第二导电构件208还包括在前端部234和后端部235之间延伸的配 合侧236以及同样在前端部234和后端部235之间延伸的外表面238。酉己 合侧236大致为平的。多个不同尺寸的通道240从配合侧236延伸到导电构件208的主体中。通道240彼此平行。
在示例性的实施例中，第二导电构件208的一侧限定适合于接收分接 导体202的分接侧242，而第二导电构件208的另一侧限定适合于接收主 导体204的主侧244。通道240的一部分限定分接导体通道246，而通道 240的另一部分限定主导体通道248。第二导电构件208包括至少两个分 4妻导体通道246和至少两个主导体通道248。
第二导电构件208包括穿过其延伸用于接收紧固件210的开口 (未示 出)。该开口大致对准开口 230并且在外表面238和配合侧236之间延 伸。
当第一和第二导电构件206、 208通过紧固件210彼此结合时，导电 构件206、 208 3皮取向成以使配合侧216、 236大致彼此面对。通道220大 致对准通道240。分接导体通道226和主导体通道246协作以限定分接导 体孔250。分接导体孔250之一接收分接导体202。接收分接导体202的 孔250的选4奪取决于通道226、 246的尺寸以及形状和/或分接导体202的 尺寸和形状。尽管在图8中示出了两个孔250,但是要认识到，可在代替 的实施例中设置任何数量的孔250。通道226、 246尺寸和形状适合以在组 装连接器组件100的过程中支撑分接导体202并固定分接导体202。
在示例性的实施例中，限定第一个孔250的通道226、 246尺寸和/或 形状不同于限定第二个孔250的通道226、 246以容纳不同尺寸和/或形状 的分接导体202。每个通道226、 246包括开口侧，其接收分接导体202并 且使至少一部分的分接导体202露出。例如，在示例性的实施例中，通道 226会周向围绕分接导体202大约180度。同样地，在示例性的实施例 中，通道246会周向围绕分接导体202大约180度，并且会使分接导体 202露出大约180度。每个通道226、 246的开口侧沿着各个配合侧216、 136定位并且大致彼此面对。
每个孔250可容纳一定范围的导体尺寸。可选择地，可以由给定孔 250容纳的导体的范围会受到通道226、 246的曲率半径、通道226、 246 的深度、导体202的直径、导体202的类型等的影响。在示例性实施例 中，两个孔250中较大的一个可以容纳1个规格到4/0或4个零规格的分 接导体202，而两个孔250中较小的一个可以容纳6个规格到2个规格的 分接导体202。这些范围仅是示例性的，并且这些范围可以容纳更多或更
18更多的孔250以容纳其他范围的分接导体202。
同样地，主导体通道228和主导体通道248协作以限定主导体孔 252。主导体孔252之一接收主导体204。接收主导体204的孔252的选择 取决于通道228、 248的尺寸以及形状和/或主导体204的尺寸和形状。尽 管在图8中示出了两个孔252，但是要认识到，在替代的实施例中可设置 任何数量的孔252，并且孔252的数量可多于或少于孔250的数量。通道 228、 248尺寸和形状适合以在组装连接器组件100的过程中支撑并保持主 导体204。
在示例性的实施例中，限定第一个孔252的通道228、 248尺寸和/或 形状不同于限定第^^个孔252的通道228、 248以容纳不同尺寸和/或形状 的主导体204。每个通道228、 248包括开口侧，其接收主导体204并且使 至少一部分的主导体204露出。例如，在示例性的实施例中，通道228可 以周向围绕主导体204大约180度。同样地，在示例性的实施例中，通道 248可以周向围绕主导体204大约180度，并且可以使主导体204露出大 约180度。每个通道228、 248的开口侧沿着各个配合侧216、 136定位并 且大致纟皮此面对。
每个孔252可容纳一定范围的导体尺寸。可选择地，可以由给定孔 252容纳的导体的范围会受到通道228、 248的曲率半径、通道228、 248 的深度、导体204的直径、导体204的类型等的影响。在示例性实施例 中，两个孔252中的较大的一个可以容纳1个规格到4/0或4个零规才各的 主导体204,而两个孔252中较小的一个可以容纳6个规格到2个规格的 主导体204。这些范围仅是示例性的，并且这些范围可以容纳更多或更少
多的孔252以容纳其他范围的主导体204。
在组装过程中，分接导体202被装载到分接导体通道228中，并且主 导体204被装载到主导体通道246中。另外，两个导体202、 204可以被 装载到第一导电构件206的通道226、 228的任何一个中，或者两个导体 202、 204可以被装载到第二导电构件208的通道246、 248的任何一个 中。第一和第二导电构件206、 208彼此对准并且通过4吏用紧固件210彼 此配合。在上紧紧固件210的过程中，导电构件206、 208大致彼此相向移动，并且导体202、 204被捕获在由导电构件206、 208的通道形成的各 个孔250、 252中。在示例性的实施例中，当连接器组件200净皮完全组装 时在配合侧206、 208之间设置间隙以使通过紧固件210施加到导电构件 206、 208的所有力被传递到导体202、 204。
由于多个孔250、 252,导电构件206和208与传统螺栓固定连接器相 比，可以容纳更大范围的导体尺寸或规格。另外，即^使几个不同类型的导 电构件206、 208被提供用于安装到不同导线尺寸或规格，组件200与传 统螺栓固定连接器以及传统的楔形连接器系统相比，在现场容纳整个范围 的安装所需要的部件的总量较小。也就说，具有相似尺寸和形状的楔形部 分的相对较小连接器部件族可有效替代已知传统的楔形连接器系统的多很 多的部件族。
尽管已经参照横向楔形类型连接器和平行槽型连接器描述了上述实施 例，但是要认识到，本发明可以其他类型的连接器予以实现，例如，但绝 不限于，钳式连接器、蛤壳式连接器、包括螺栓驱动楔形连接器和烧制的 楔形连接器的楔形连接器、挤压连接器等。这些连接器可包括一个、两个 或甚至更多部件，其被耦接在一起以牢固地互连两个导体。这些连接器件 可通过螺栓连接或者通过其它类型的紧固件结合，或者这些连接器件可通 过其他设备或方法例如挤压得以耦接。
要理解到，以上描述是示例性的，而不是限制性的。例如，上述实施 例(和/或其中的各个方面)可以彼此结合使用。另外，在不背离本发明的 范围的情况下，可根据本发明的教导进行许多修改以适合特定的情形或材 料。在此描述的材料的尺寸、类型、各个部件的取向以及各个部件的数量 和位置是用来限定某些实施例冲的参数，并且绝不是限制性的，并且仅是 示例性的实施例。在回顾上述描述之后，在权利要求的精神和范围内的许 多其他实施例和修改对本领域内的技术人员将是明显的。
权利要求
1.一种用于电力应用传输导体的电连接器组件，该电连接器组件包含第一导电构件和第二导电构件，该第一导电构件和第二导电构件被彼此单独地制成并且协作以互连主导体和分接导体，所述第一导电构件和第二导电构件的每个包括楔形部分和从所述楔形部分延伸的能够偏斜的通道部分；所述第一导电构件的通道部分具有被配置成用于接收所述主导体或所述分接导体的多个不同尺寸的导体接收通道，其中所述通道之一基于所述导体的直径被选取以接收所述导体；所述第二导电构件的通道部分具有被配置成用于接收所述主导体和所述分接导体的另一个的导体接收通道；以及紧固件，该紧固件将所述主导电构件和分接导电构件彼此接合。
2. 如权利要求l所述的组件，其中，所述第二导电构件的通道部分具 有被配置成用于接收所述主导体和所述分接导体之一的多个不同尺寸的导 体接收通道，其中所述第二导电构件的通道之一基于接收在其中的导体的 直径进行选取。
3. 如权利要求l所述的组件，其中，当所述第一导电构件和所述第二 导电构件被结合时，所述分接导体被捕获在所述第一导电构件的通道部分 和所述第二导电构件的楔形部分之间，其中当所述第一导电构件和第二导 电构件被结合时，所述主导体被捕获在所述第二导电构件的通道部分和所 述第一导电构件的楔形部分之间。
4. 如权利要求l所述的组件，其中，所述第一导电构件的通道部分的 第一个通道具有不同于所述第一导电构件的通道部分的第二个通道的深 度。
5. 如权利要求1所述的组件，其中，每个通道适合于接合具有一定范 围尺寸的导体。
6. 如权利要求1所述的组件，其中，所述第一导电构件的楔形部分被 配置成以嵌套于所述第二导电构件的楔形部分并且固定到所述第二导电构 件的楔形部分，其中所述第二导电构件的楔形部分被配置成以嵌套于所述第一导电构件的楔形部分并且固定到所述第一导电构件的楔形部分。
7. 如权利要求l所述的组件，其中，每个楔形部分包括邻接面、相对于所述邻接面成一定角度的扫动接触面以及大致垂直于所述邻接面延伸的导体接触面，所述主导体和所述分接导体被配置成以被捕获在所述各个通 道部分和所述楔形部分的导体接触面之间。
8. 如权利要求1所述的组件，其中，所述主导电构件和所述分接导电构件的楔形部分被形成为彼此大致相同并且彼此邻接和相互配合。
全文摘要
一种电连接器组件(118)，包含主导电构件(108)和分接导电构件(106)，它们被彼此单独地做成。主导电构件和分接导电构件中的每个包括至少一个导体接收通道(132，146)，其中所述主导电构件和分接导电构件一起包括至少三个通道，其被配置成以将导体(102，104)接收在其中并且沿着三个不同通道轴延伸。主导电构件的通道被配置成以接收主输电线导体(104)，分接导电构件的通道被配置成以接收分接输电线导体(102)。主导电构件和分接导电构件彼此结合以使主导电构件和分接导电构件协作从而当主导电构件和分接导电构件结合时将所述主输电线导体捕获在它们之间，并且所述分接导电构件和所述主导电构件协作以当所述主导电构件和所述分接导电构件结合时将分接输电线导体捕获在它们之间。
文档编号H01R4/38GK101682129SQ200880016204
公开日2010年3月24日 申请日期2008年5月15日 优先权日2007年5月16日
发明者查尔斯·D·科珀 申请人:泰科电子公司