分接开关引线的外上结构的制作方法

本实用新型涉及输变电领域中电力变压器与调节其电压的分接开关间的有别于目前常规地联接方式；进一步具体地讲是一种末端与电力变压器线圈抽头联接的电缆线始端与分接开关内部定触头之间在分接开关外部进行的联接，电缆线做为分接开关与电力变压器之间的引线，所以这种联接可以称谓之分接开关引线的外上结构，其采用超常特征的锥螺纹的活联接替代当今熔钎焊法或冷压焊法的死联接。

背景技术：

经实地考查，当今在全国电力变压器分接开关行业内，分接开关引线的常规联接无一例外地都采取在分接开关内部死联接方式即电缆线始端先与静触头固联后再一起塞入分接开关外壳——绝缘管内，把电缆线从绝缘管侧壁孔中拽出，然后将静触头固定在绝缘管内壁处，再将电缆线末端与变压器线圈抽头联接。如此联接，倘若需要更换电缆线，不施加强力不采用破坏性操作，是无法将电缆线与静触头拆开的；而这种静触头与电缆线死联接又有两种方法，其方法之一是采用高温熔钎焊法；如图1所示，图中序号1为电缆线、2为绝缘管、3为静触头、4为焊接点、6为皱纹纸、7为白布条；操作方法是先将电缆线1始端与静触头3用高温熔钎焊法在焊接点4处焊固后，整体装入绝缘管内电缆线1再从绝缘管2侧壁孔中穿出；而后在电缆线外手工缠绕皱纹纸6，又在皱纹纸6之外层手工缠绕白布带7如此存在以下不足：

(1)由于高电压强电流的分接开关定触头又硬又大，电缆线又粗又长，焊成一体后很难装入管形分接开关，鼓形分接开关，柱形分接开关的直径不是很大的管状外壳——绝缘管的内腔后再从其侧壁小孔中拽出电缆线，可见其为高难度的组装工艺。

(2)由于电缆线缠绕皱纹纸又缠绕白布带的绝缘层后，外圆直径远粗于电缆线穿出的绝缘管(外壳)的小孔，所以缠绕工作只能在定触头组装完成后在分接开关外面靠人为手工笨拙劳作，耗工时、效率低、不规范、煎熬人！

(3)由于静触头与电缆线需焊接后整体镀银，电缆线与静触头联接一端经酸洗工艺镀银后很难清除残酸，久而久之表面生产黑色氧化物，成分复杂，有害绝缘，成为变压器油品的污染源。

其死联接方法之二是采用低温冷压焊法，如图2所示，图中序号1为电缆线、2为绝缘管、3为静触头、4为凹螺孔、5为冷压焊点；操作方法也是先将电缆线1始端先插入静触头3上的凹螺孔4之中，再施加强大压力产生冷压焊点5夹牢，此工艺需借助施压时液压钳加工完成，而预制孔4往往采取螺孔，其目的只是为了在施压时螺纹可嵌入电缆线1的表面，使抓的更牢而已，又预制孔4也可制有锥度，其目的不过是方便电缆线1顺利插入静触头3之预制孔中而已；如此当然可避免高温熔钎焊法中3项不足之第3项，即静触头3可以先电镀后再与电缆线1冷压焊成一体，电缆线始端一段不存在电镀时留余残酸对变压器油品的污染问题；但前面1和2两项不足仍然存在，不可避免。

那么，能否让分接开关的引线联接方式装拆自如，更换便利，克服上述不足而导电性能与熔钎焊及冷压焊一般无二呢？其实在变压器分接开关行业中不少技术人员都早已想到用螺纹联接法最为简单易行，很多人都曾经尝试，但皆因多种原因，结果并不理想而暂且停止！

技术实现要素：

本发明的实用新型要解决的技术问题在于针对前述分接开关电缆线与静触头的熔钎焊和冷压焊联接存在的多点不足而攻克之。

本实用新型为达到提出的研究课题所采取的技术方案是：“分接开关引线的外上结构，其主要构件包括：电缆线1、绝缘管2、静触头3、防松件4；其特征是：电缆线1始端从分接开关外部穿入分接开关绝缘管2与其内壁处固定的静触头3通过螺纹联接安装，再用防松件4锁牢；电缆线1始端与静触头3的螺纹联接，是在两构件上分别制有圆锥内螺纹和圆锥外螺纹，两构件旋合锥螺纹锥度角∠α相同，且0°＜∠α≤10°，螺纹表面粗糙度Ra/μm控制在0.8～0.012；圆锥内螺纹和圆锥外螺纹旋合锥螺纹的牙型角平分线垂直于圆锥体的母线，而不是锥螺纹的轴线；且锥螺纹的牙型角∠β，30°＜∠β＜55°；而倘若锥螺纹螺距为P，则锥螺纹最大牙底圆弧半径Pmax＝0.2P，而最小牙底圆弧半径Rmin＝0.1P范围之内。”

在该段所述技术方案中，其一首先要交待明确的是：如图3所示，其中电缆线1始端从分接开关外部穿过分接开关外壳——绝缘管2的侧壁孔与嵌固于其内腔圆周处的静触头3固联，电缆线1的末端则与变压器线圈的抽头固联，所以电缆线1又称分接开关与变压器联接引线。实际上变压器线圈若干个抽头分别由多股电缆线1与分接开关绝缘管2内腔环周固定的若干个静触头3是一一对应的固联着；而缠绕在每根电缆线上的皱纹纸6对变压器油有极好的吸附能力，又缠绕皱纹纸6之外周的白布带7对安装在变压器箱体内的分接开关包裹电缆线并浸饱变压器油的皱纹纸具有箍紧胀固之作用，且可非常好的将各股整齐排列，束缚有序的各个电缆线分隔绝缘；防松件4将电缆线1和静触头3始端锁牢防止脱离，图3中防松件是个穿销，当然采取其它任何方式亦落入专利保护权限之内。

在该段所述技术方案中，其二要说明的是：其基本构件仍然选择已有构件电缆线1和静触头3，但在联接方式上却没有选择当今行业上通常采用的现有技术——熔钎焊或冷压焊工艺，而是经过10年之久的理论上反复探索，亲历13次之多的实践中不断验证，才终于成功完成了众所期待的螺纹联接方式；应该明确承认，螺纹联接是行业内很长时间内有不少专家已有的设想，也进行过实验，终因可靠性不足而没有采用！是个貌似简单的难题！做为分接开关与变压器联接的引线的电缆线1与分接开关内静触头3的螺纹联接，这正是本实用新型的独立权利要求1的特征部分，是创造性的体现，其实质性进步在于它是活性联接，即可以作到在分接开关外部电缆线1可以装拆自如，方便更换；而分接开关电缆线1和静触头3间无论是熔钎焊联接还是冷压焊联接都是死性联接，它们共同的实质性特征都是不能装拆自如，方便更换，重要地是它们克服不了在《背景技术》中已述的熔钎焊的1～3的3项不足和冷压焊1～2的2项不足。

在该段所述技术方案中，其三要说明的是：螺纹联接涵盖的专利性意义①螺纹牙型：包括三角形螺纹、矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹、圆弧形螺纹等；②螺纹配合：包括间隙 配合螺纹、过渡配合螺纹、过盈配合螺纹等；③螺纹规制：包括米制螺纹、英制螺纹等；④螺纹用途：短牙螺纹、小螺纹、MJ螺纹、光学仪器螺纹、密封螺纹等无论以上何种螺纹联接，只要用在分接开关的电缆线和静触头的联接便都已落入在专利保护范围之内。

在该段所述技术方案中，其四要说明的是：螺纹联接当然含盖采用一般的圆柱螺纹的联接，但并非很理想，经实验测试该螺纹接触其过流电阻值较等截面同材质焊接联接的过流电阻值高2.6倍左右，其原因不难分析：圆柱螺纹制造的再精，其旋紧后只是牙型的单牙侧的一面接触，而牙型的双牙侧的另一面不接触，且拧的越紧反而另一面离开的缝隙越大！因其只单牙侧接触，当然导电面积只是双牙侧接触之半，所以将圆柱螺纹联接升级为圆锥螺纹联接是必须的。

本技术方案继叙：“电缆线1始端与静触头3的螺纹联接，是在两构件上分别制有圆锥内螺纹和圆锥外螺纹，两构件旋合锥螺纹锥度角∠α相同，且0°＜∠α≤10°，螺纹表面粗糙度Ra/μm控制在0.8～0.012。”

在该段所述技术方案中，其一要说明的是：电缆线1始端穿过分接开关外壳——绝缘管2的侧壁孔与布设在该绝缘管内壁处的静触头3的联接可归纳为三要素，其包括①必要是相同锥度角配合的锥螺纹；②锥螺纹的圆锥角∠α，0°＜∠α≤10°；③其无论是凸锥螺纹还是凹锥螺纹的牙面粗糙度Ra/μm必须保证控制在0.8～0.012；此三要素必须同时保证才能达到本实用新型专利的技术方案要求，缺一不可；其①中相同锥度是保证联接的紧密配合性；其②中0°＜∠α≤10°是锥螺纹限制在摩擦锥范围内即保证凸锥螺纹在凹锥螺纹中不能自然缓扣而退出，当然为保证万无一失，构造中还需有锁牢电缆线1和静触头3的防松件4；而其③中粗糙度Ra/μm控制在0.8～0.012是保证锥螺纹的凸凹螺纹接触面间的良性接触，且要全面贴靠。

在该段所述技术方案中，其二要说明的是：在具备三要素的锥螺纹的电缆线1与静触头3的联接，经过10年的模彷变压器油箱条件的10个试件实验中初始标准接触电阻值均在5μΩ之内，接触温升均小于1K，经5年通电彷真运行均能保持无明显变化，但5年后一年不如一年，达10年时10个试件接触电阻都超20μΩ以上最大者达43μΩ，接触温升超9K以上，最高者达17K，这表明具备三要素的锥螺纹联接5年之内是可以满足分接开关运行要求的，5年之后运行可靠性难以持久，不经过如此细致、如此持久地试验，带病运行是难以被发现的；所以本实用新型特设立权利要求2，使按权利要求2中三要素制作的锥螺纹联接便落入侵权产品范围而不敢制造！从而用以杜绝没有长效性的这种联接方式结构分接开关混入市场。

本技术方案继叙：圆锥内螺纹和圆锥外螺纹旋合锥螺纹的牙型角平分线垂直于圆锥体的母线，而不是锥螺纹的轴线；且锥螺纹的牙型角∠β，30°＜∠β＜55°；而倘若锥螺纹螺距为P，则锥螺纹最大牙底圆弧半径Rmax＝0.2P，而锥螺纹最小牙底圆弧半径Rmin＝0.1P范围之内。

在该段所述技术方案中，其一要说明的是：该段描述含有专利技术的更重要的三要素：之一是：“圆锥内螺纹和圆锥外螺纹旋合锥螺纹的牙型角平分线垂直于圆锥体的母线，而不 是锥螺纹的轴线；”可想而知：牙型角平分线垂直于圆锥体的母线，其牙形呈现的是等腰三角形；而当锥螺纹的牙型角平分线垂直于圆锥体的轴线，其牙形呈现的则是不等边三角形，显而易见，牙形为等腰三角形的锥螺纹凸凹螺纹配合时牙型角的稳合度远高于牙型角为不等边的牙形；10年的实验证明，电缆线1始端与静触头3二者旋合锥螺纹的牙型角平分线垂直于锥体母线的联接功效，即可以保证不浸入点滴变压器油，达到水暖元器件接头的锥管螺纹联接可防滴水不漏的效果，也能够防止溶解在变压器油中的微量气体分子经漫长久远的时间渗入旋合的锥螺纹缝隙之间而汇集，赛过瓦斯或氧气瓶阀门的锥螺纹密封效果；众所周知，如果长期时效中，一旦电缆线1始端与静触头3二者旋合锥螺纹之间浸入变压器油，而变压器油的绝缘性会使其联接的导电性急剧下降；而若只能防变压器油浸入不能防止气体分子的渗入汇集也还是不能防止牙形间隙表面氧化反应，而金属的氧化物多会降底其导电性能会带来做为铜或铜合金的电缆线1和静触头3的联接电阻的增大，以至发热使温度超标。

等腰三角形的牙型角的锥螺纹构造形态既可防止变压器油浸入绝缘又可防止气体析进氧化的物理原因：是旋入的凸锥螺纹前进方向的直径总是依次小于其后的直径，而受旋的凹锥螺纹则恰恰相反且对应，又相配的牙形横截面都是同一等腰三角形，具备无差别的吻合度，只要有间隙就可继续旋进，最终填满间隙达到既不渗油也不析进气；如果施以超大扭矩，实验证明二者锥螺纹间联接可以达到冷压焊的临界状态，而这对于活动联接并非需要的，因此还必须设定限制旋进扭矩标准。

在该段所述技术方案中，其二要说明的是：该段描述包含有专利技术的三要素之二是“且锥螺纹的牙型角∠β，30°＜∠β＜55°；”实验的理论分析结论是一致的：能防止液体(如水)渗漏的锥管螺纹的牙型角可采取为60°，能密封气体(如瓦斯或氧气)排出的钢瓶专用螺纹的牙型角常采取为55°，而在分接开关的电缆线1与静触头3的联接，不但必须要液体防渗入，气体免泄漏，还必须接触电阻小于5μΩ，接触温升小于1K，而且要有长期不失效的可靠性，所以其必须接触性能达标，牙型角∠β＜55°是因为分接开关中电缆线1与静触头3的联接长度一般只在25mm之内，在牙型角∠β＜55°范围之间啮合的螺纹牙数越多，则接触长度内的接触面积越大，接触指标越高；而在实际加工中发现牙型角∠β＜30°时，车制的牙型角会出现所谓倒扣现象，即牙型角过小则牙形越尖，牙尖在挑扣的车刀的切削力作用下会倒向切削中车刀的另一边，成为虚的牙尖，牙形变的不规范，所以牙型角∠β＞30°是必要的。

在该段所述技术方案中，其三要说明的是：该段描述包含有专利技术更重要的三要素之三是“而倘若锥螺纹螺距为P，则锥螺纹最大牙底圆弧半径Rman＝0.2P，而最小牙底圆弧半径Rmin＝0.1P范围之内。”经过10年的长效试验，只有受试件牙底圆弧半径在此范围内的各项指标达到设计的预期效果，拆开后的凸锥螺纹和凹锥螺纹光亮如初牙尖与牙底吻合紧密无疏漏痕迹，而未在此范围内者均或多或少未达到预期效果；

在该段所述技术方案中，其四要说明的是：总之该段描述是分接开关电缆线1与静触头3活动式联接的长效性专利技术要求，从理论落实在实践，又从实践上升到理论，创造性更具备科学性论证底韵。

按上述技术方案，因为静触头3和电缆线1是锥螺纹的联接方式，二者是分体的两个件，所以可以先将具有凹锥螺纹(又称圆锥内螺纹)的静触头3安装在绝缘体2的内腔中固定到位，再将制有凸锥螺纹(又称圆锥外螺纹)的电缆线1的始端穿过绝缘体2的侧壁预留孔插入静触头的圆锥内螺纹并旋拧牢固，达到螺纹接触的过流电阻标准值为止，最后用防松件4将静触头3与电缆线1始端锁定，此工序易把控，操纵者轻松顺手，避免了把静触头与电缆线焊接为一体件的高难度组装工艺。

按上述技术方案，因为电缆线1做为与静触头3的分体件，并且可以很简单的从分接开关的外部与静触头3组装一体，所以皱纹纸6以及白布带7能够方便的运用机床的旋转作业先将它们缠绕于电缆线1之外包，然后再将该引线外上于分接开关静触头3，完成了以机加工艺代替靠人力笨拙的手工劳作。

按上述技术方案，因为电缆线1始端凸锥螺纹与静触头3的凹锥螺纹的配合采取的是防渗漏结构，在变压器油箱内的环境中配合的锥螺纹间不存在氧化反应，电缆线1始端无需电镀，所以其表面并不会生成黑色复杂成分化合物，故全无对变压器油品污染之可能。

本发明上述技术方案，可适用于管形分接开关、鼓形分接开关、柱形分接开关、或者其它任何形分接开关采用无论其为单相、二相、还是三相，也无论其为线性调、单桥跨接、双桥跨接、星角变化、串并联转换还是正反调等调压方式不同也都适用，因而也都在本发明的专利权保护之内。

本发明上述技术方案，如图4中标示，若与分接开关的芯体架构8、分接开关的轮式切换9、分接开关的内功胀固10、分接开关的装拆板闸11、分接开关的可调传动12等五部分专利发明技术组合，则诞生一种从未有过的《竹形分接开关》，但如果未与以上五部分发明专利技术组合则可构成前述任意其它形具有本实用新型专利技术的分接开关。

其有益效果在于：

(1)静触头与电缆线采用锥螺纹联接方式分体组合工艺，作业轻松顺手，免除了二者间原有的焊接联接方式，连体组装工艺，使作业高难别手。

(2)皱纹纸与白布带缠绕电缆线的工艺由人力手工改换为机加操控，作业规范，加工有序，效率提高20倍以上，每台分接开关组装工时可节省一个工作日！甚至二个工作日！

(3)电缆线始端免除化工镀银工序，使之不可能有留在电缆线始端的残酸，从而作到对变压器油的零污染。

(4)因此种结构能从分接开关绝缘管2外部解除防松件4后将电缆线1从静触头3上旋拧拆下，达到装拆自如，更换便利。

附图说明

图1为目前多数全国驰名分接开关生产厂家采用的分接开关电缆线与静触头熔钎焊死联接方式结构示意图；

图2为目前较先进的专业分接开关生产公司采用的分接开关电缆线与静触头冷压焊死联接方式结构示意图；

图3为本实用新型电缆线与静触头活式联接方式构造简图；

图4为该实用新型《引线外上》专利技术实施例于本公司独创新品《竹形分接开关》还包括有分接开关的芯体架构8、分接开关轮式切换9、分接开关的内功胀固10、分接开关的装拆板闸11、分接开关的可调传动12等共六项系例发明中，各自所在位置示意图。

具体实施方式

以下结合附图更加具体的说明本实用新型专利技术在实施例中的应用。

首先必须明确声明，本实用新型专利技术中的基本构件组成与目前行业内有关技术中是相一致的，乃至于局部构造也不外乎已有的几种方式！但它们顺序的重新排列，位置的变化组合所产生的创造性效果是明确的，这有些像围棋，不外黑白等量棋子在手，但棋阵变化莫测，高招层出不穷，效果结局迥异！

该实用新型实施例如图4所示图中展示的是本公司独创新品《竹形分接开关》，其上应用了该实用新型《引线外上》的专利技术，序号1为电缆线、2为绝缘管、3为静触头、4为防松件、5为配合锥螺纹、6为皱纹纸、7为白布带、8为分接开关的芯体架构、9为分接开关轮式切换、10为分接开关的内功胀固、11为分接开关的装拆板闸、12为分接开关的可调传动、13为变压器箱盖、14为分接开关操纵机构、15为变压器油，可见其基本构件名称也多与行业内现有结构构件名称一致，但仅此而已！不一致的是：构件总装工艺顺序进行重新排列，位置也作了变更组合，直接导至功能性截然不同的创新；实施例的电缆线1在其始端制有凸锥螺纹，能够直接穿过分接开关外壳——绝缘管2外壁侧孔后插入固定其内壁处的静触头3上相配合的凹锥螺纹孔中，旋拧坚固，再用防松件4锁牢，这一顺序排列，位置组合是全国所有分接开关各厂目前还没有的结构，也是本实用新型独立权利要求1与众不同的特征，取得效果是电缆线1在分接开关的外上引线之法，也就是说今日以前各厂的分接开关都是内上引线之法！

正是这一改革的创造性具有的实质性的进步才克服了《背景技术》中所述行业中现有的同型分接开关的①②③项不足！

实施例具体应用该实用新型专利技术重点还表现在锥螺纹的独特结构，也是行业内，时至今日所没有的！以前行业内不少专家也作过螺纹联接的探索，但从未有过成功的报道，这是因为看似简单的技术，实质包含着极高的难点，其一是联接螺纹间不可渗入变压器油，由于这油乃高效绝缘液体，有碍导电；其二是联接螺纹间不能析进气体分子，以免被氧化，氧化物也使电阻增加，由于变压器油中也溶入少量气体，长达10几年的运行中析出的气体分子难免不进入其缝隙之间；其三是凸凹螺纹的联接必须接触良好，导电性必须接近无接缝的连续导线！所以其联接的凸凹螺纹必须临界于冷压焊状态，但又不能达到冷压焊状态！毫无疑问，处于冷压焊状态就失去了活式联接实际意义。

综上所述之因素本实施例的锥螺纹联接经10年的实际试验得出的结论性结构如下：①锥螺纹的旋合锥度采取4∶33，螺距1.5；②螺纹表面粗糙度Ra/μm控制为0.4；③加工的锥螺纹牙型角平分线需垂直于螺纹圆锥体母线，而非锥螺纹的轴线；④牙型角采用50°；⑤牙底圆弧半径R＝0.24。

现验证以上①～⑤各项工艺制造条件均合乎本实用新型权利要求2和权利要求3的内容： (现分别一一对比如下)

①4∶33的锥螺纹锥度角运用三角函数换算折合6.9°，在权利要求2限定的0°＜∠α≤10°规定范畴。

②与权利要求2螺纹表面粗糙度Ra/um比较，控制在0.8＞0.4＞0.012之间；

③牙型角平分线垂直于圆锥体的旋转母线，附合权利要求3对应内容；

④牙型角∠β＝50°，合乎权利要求3，30°＜∠β＜55°；

⑤牙底圆弧半径R＝0.24mm。当螺距P＝1.5mm时，R＝0.24mm＝0.16P在Rman与Rmin之间即0.2P＞0.16P＞0.1P落入权利要求3范围之内。

实质该锥螺纹专利技术中的①②两项可以达到凸凹锥螺纹缝隙间不渗入液态变压器油，又由于配合锥度在摩擦锥范围之内，也就是螺纹永远处于锁死状态，不能自行退出；锥螺纹专利技术中的③项可以达到凸凹锥螺纹缝隙间不析入气态分子的集聚，不会表面氧化而增加接触电阻；长年累月使其导电性逐渐变得不良的现象不能发生；锥螺纹专利技术中的④⑤两项可以达到双牙侧牙型角的高度吻合，在配合长度为25mm之内牙型角为60°的相同尺寸接触面积增加1.58倍，接触性更良好，导电率进一步提升。

该实用新型专利技术，是具备实质性进步特征的发明创造、是10年试验实践的结晶，来之不易；本实施例结构明确、尺寸具体、方法科学、切实可行，乃真正能实施的范例。