筒夹型接头和端头配件的制作方法
【专利说明】筒夹型接头和端头配件
[0001]本申请是申请人为:CTC电缆公司，申请日为:2004年10月22日，申请号为:200480036282.5，名称为:筒夹型接头和端头配件的发明的分案申请。
技术领域
[0002]本发明涉及接合和终止电缆的设备和方法。更特别地，本发明涉及能够通过荷载承受复合芯将两个复合芯电缆结合的若干配件和能够终止或闭塞复合芯电缆的若干配件。
【背景技术】
[0003]影响了美国、英国和法国的2003停电已经证明迫切需要更新全球电网。一种一流的和立即的解决方案是用复合芯强化电缆代替现有的导线。在PCT申请N0.PCT/US03/12520中描述了复合芯强化电缆的一个实例，ACCC电缆，其通过参考整合在此。下文中，ACCC电缆将被用来代表所有的复合芯电缆。这些ACCC电缆提供了增加很多的载流容量。在某些情况下，ACCC电缆可提供增加100%的载流容量。用ACCC电缆代替过时的电缆是一种增加全球电力传输和分配系统容量的明显的和有效的方法。为了代替过时的电缆，线路工人需要在现有结构上安装ACCC或其他复合芯电缆。
[0004]不幸地，目前不存在安装这些电缆的方法和装置。为了安装ACCC电缆，线路工人必须能够接头这些电缆和利用端头将这些电缆连接到柱或结构。不幸地，现有的装置和方法将不再有效。
[0005]虽然单条ACCC电缆的电缆长度可达几千英尺，但是电网需要几百或几千英里的电缆。为了跨越这些距离，线路工人必须将两个更小的电缆跨度接头或连接在一起。接头既用作将电缆的两个端部保持在一起的机械连接，又用作允许电流流过或流遍接头的电连接。
[0006]利用传统的铝导体钢强化电缆(ACSR)，电缆形成为一组围绕钢丝芯缠绕的扭曲的铝导体。铝导体主要用作电导体，而钢芯作为强度部件。铝导体确实承载一些荷载，钢芯帮助某些电流的传导。为了连接两个ACSR电缆跨度，线路工人使用诸如全张力压缩接头的装置。Hubbell/Fargo Manufacturing，of Poughkeepsite，New York 供应这种类型的接头。对于该装置，线路工人将铝从钢芯上剥离。将套管或模具放置在露出的芯的端部。线路工人留下一小部分钢芯露在套管端部之外。用压缩老虎钳将套管连接到钢芯。然后，将套管和两条电缆的钢芯插入到第二管中。该管足够长以覆盖套管和没被剥去的部分铝导体。还利用压缩老虎钳为该管卷边。这些部件形成了将铝导体和钢芯保持在一起的压缩配合。
【发明内容】
[0007]技术问题
[0008]刚刚描述的方法对ACSR电缆很有效，但是对ACCC电缆无效。首先，在ACCC电缆中铝导体不是荷载承受部件。因此，将管卷折到铝导体上不会将两条电缆的复合芯荷载承受部件保持在一起。另外，使用的大约60吨psi的特殊卷折力可能压碎复合芯。因此，用于ACSR电缆的方法是有缺陷的，因为这些方法不能在ACCC电缆的荷载承受部件之间提供良好的机械耦合。
[0009]在合成工业中，复合部件经常粘结在一起。特殊的胶、环氧化物、或粘结剂施加到复合物和被粘结到复合物的部件上。不幸地，这些粘结结合存在几个问题。首先，在结合的整合区域，粘结剂不会传播施加到所述结合上的力。相反，这些力趋于沿一英寸或两英寸的结合集中。由于电缆上难以置信的张力(高达60000镑或更高)，粘结结合趋于在接下来的一英寸区域中破坏，直到整个结合失效。另外，与复合部件的结合趋于在复合物的外部纤维上施加力。因此，当力形成时，复合物外部的纤维破坏，然后，结合也破坏。为了补偿，一些复合物制造商沿锐角在长度方向上切割复合物。然后，两个切开的复合物沿切口结合。这种结合将力沿所有的纤维分布而不是仅仅沿那些复合物外围上的纤维。不幸地，ACCC电缆的复合芯很小。在这些芯中进行这些切割非常困难。另外，结合这些复合物需要特殊工具、材料和培训，超出了目前线路工人的所学。由于环境污染物如湿气、灰尘和其他空气传播的物质，它们可能影响粘结剂的正确混合和设置，所以在现场使用粘结剂也很困难。
[0010]为了终止电缆，线路工人通常安装端头。在工业中使用与接头相似的装置和方法来安装端头。因此，对于端头来说也存在上述相同问题。
[0011]因此，需要用于ACCC强化电缆和其他复合芯电缆的电缆接头，并且需要用于这些复合芯电缆的电缆端头。
[0012]技术方案
[0013]ACCC强化电缆以优良的特性提供给公共事业或电力供应商。通过使用ACCC电缆可增加载流容量。利用ACCC电缆提供的优点，公共事业转向ACCC强化电缆以更新和改进过时的传输和分配电缆。不幸地，仍然没有产生安装这些电缆的方法和系统。本发明提供了既可以将两条ACCC电缆接头在一起又可以终止ACCC电缆的筒夹型配件。另外，本发明提供了接合和终止ACCC电缆的方法。
[0014]在本发明的一个实施例中公开了一种用于铝导体复合芯强化电缆的筒夹型配件，所述电缆具有被导体围绕的复合芯。所述筒夹型配件包括:筒夹，其具有至少一个腔以接收电缆的复合芯；与筒夹一致的筒夹壳，其中筒夹壳包括基本上与筒夹镜像的结构以使得筒夹能够压缩，并且其中筒夹壳具有开口以露出至少一个腔从而使得筒夹接收电缆的复合芯；和与筒夹壳耦合的压缩部件，其中压缩部件将筒夹压缩到筒夹壳内，并且其中压缩筒夹在电缆的复合芯上施加了压缩力和摩擦力。
[0015]根据本发明，筒夹型配件使用位于筒夹壳内部的筒夹，或者统称为筒夹组件来保持复合芯。复合芯电缆可以剥去铝导体以在筒夹和复合芯之间提供最佳的结合，其中复合芯为电缆的荷载承受部件。在将复合芯插入到筒夹组件之后，可使用压缩部件将(各)筒夹压在复合芯上。(各)筒夹对芯的这种“预配合”允许筒夹组件产生初始夹紧。在优选实施例中，吊环螺栓或其他终止部件的螺纹部分可深深地插入到筒夹壳中，使得与(各)筒夹本身的顶部产生接触。当吊环螺栓或其他装置的螺纹部分实现初始接触时，螺纹部件上的连续扭力产生了安全的初始夹紧。所需扭矩值的范围可以从50到250英尺镑，更优选地为75到100英尺镑。筒夹壳的形状迫使筒夹在进一步移入筒夹壳中时增加压缩力。这些压缩力在筒夹和复合芯之间产生了巨大的摩擦结合。该摩擦结合将复合芯保持到筒夹。压缩配件可用铝壳覆盖以在接头上传输电流。该压缩配件产生了良好的机械和电连接。
[0016]本发明进一步公开了一种将第一铝导体复合芯强化电缆和第二铝导体复合芯强化电缆接头在一起的方法，各电缆具有被导体包围的复合芯。该方法包括以下步骤:露出第一电缆的复合芯；露出第二电缆的复合芯；将各电缆的复合芯插入到单独的筒夹型配件中，其中插入过程进一步包括将复合芯插入到筒夹中；压缩筒夹以摩擦保持复合芯；以及将连接装置耦合到各个单独的筒夹型配件以将筒夹型配件保持在一起。
[0017]在另一实施例中，本发明进一步公开了一种终止铝导体复合芯强化电缆的方法，所述电缆具有被导体包围的复合芯。根据本发明，所述方法包括以下步骤:露出电缆的复合芯；将电缆的复合芯插入到筒夹型端头配件中，其中插入过程进一步包括将复合芯插入到筒夹中；压缩筒夹以摩擦保持复合芯；将连接器耦合到筒夹型端头配件；以及将连接器连接到某一结构以物理终止端头。
[0018]端头使用相同类型的装置和方法。通过参考本发明的详细描述并结合附图可以更好地理解本发明的端头和接头以及其他特征。
【附图说明】
[0019]图1是复合芯强化电缆实施例的三维视图。
[0020]图2A是根据本发明的筒夹型接头及其相应部件的一个实施例的剖视图。
[0021]图2B是图2A所示一部分筒夹型配件及其相应部件的放大剖视图。
[0022]图3是根据本发明的筒夹和筒夹壳的三维视图。
[0023]图4是根据本发明的筒夹型端头和其相应部件中的某些部件的一个实施例的剖视图。
[0024]为了阐明，各幅图包括附图标记。这些附图标记遵循共同的命名方法。附图标记将具有三位或四位数字。最先的一个或两个数字表示首先使用了该附图标记的图号。例如，首先在图1中使用的附图标记将具有像IX X之类的数字，而首先在图5中使用的数字将具有像5 XX之类的数字。其次的两个数字表示图内的特定项目。图1中的一个项目将为101，而另一个项目将为102。在其他的图中使用的相同的附图标记表示相同的项目。例如，图3中的附图标记102为图1所示的相同项目。
【具体实施方式】
[0025]最佳方式
[0026]本发明涉及一种用来接合和终止ACCC强化电缆100的筒夹型配件。该筒夹型配件可将ACCC电缆100的复合芯101接合在一起。除了接合复合芯101，接头应该在两个或多个ACCC强化电缆100之间提供电连接。备选地，筒夹型配件可以终止ACCC电缆。筒夹型配件可以包括筒夹202、筒夹壳204、至少一个压缩器206。在进一步的实施例中，筒夹型配件201还可以包括铝过滤套208，筒夹型接头200可以包括铝壳210，该铝壳210可以覆盖两个筒夹型配件201和连接装置214。在一个实施例中，压缩部件206和连接装置214形成为单个零件。然而，本领域的技术人员应该理解，在其他实施例中，这些部件被形成为单独的部件。筒夹型配件210的各部件用来匹配ACCC电缆100的复合芯101并压缩筒夹202，从