专利名称：一种铜铝设备线夹组及其装置方法的改进的制作方法
一种铜铝设备线夹组及其装置方法的改进
所属技术领域
本发明涉及一种铜铝设备线夹，尤其是它的构造及其装置方法的改进。
背景技术：
目前，常用电气设备的出线端子有铜质和铝质分类，设备线夹用与母线引下线与 电气设备(如变压器、断路器、互感器、隔离开关、穿墙套管等)的出线端子连接。而引出线 多为铝绞线或钢芯铝绞线，故设备线夹分为铝设备线夹和铜铝过渡设备线夹两个系列。变 电设备间铜的连接点采用铜连接，铝的连接点采用铝连接，铜铝接点之间要使用铜铝过渡 设备线夹。电力系统大量使用的是闪光焊、摩擦焊的IlOkV铜铝过渡设备线夹，闪光焊工艺 已纳入国家标准，摩擦焊早已广泛用于240mm2以下导线的接线端子制造，载流量1000A以 下的设备线夹就要采用钎焊工艺制造。闪光焊等工艺的产品在制造时对工艺参数要求极为 严格，产品本身质量存在潜在的不稳定因素，铜铝焊接界面的质量容易受高温、震动疲劳、 腐蚀等环境因素影响，而使机械强度降低。如盐雾、酸性气体侵蚀及恶劣气候均会造成产品 表面老化，氧化程度不一致，造成产品断裂。据资料介绍及调查，铜、铝(特别是铝)的焊接性能较差，即便是同种材料的焊接 一般都要采取相应的辅助方法才能获得较好的强度，如铜焊需用焊粉，铝焊需采用隔离焊 (如气体保护)。而铜铝设备线夹的过渡连接处是两种不同金属的焊接，其生产工艺若采用 闪光焊或摩擦焊，其焊接口的机械强度在理想情况下只能达到两种母材中强度最低的铝的 机械强度值。由于并不能使两种母材的接口在焊接时完全而充分地形成“熔池”，加之铝的 熔点远低于铜，因此，其晶相组织达不到相互完全地“融解”，其微观结构不均勻，有些裂纹 或裂缝甚至肉眼即可辨识，因而其接口的机械强度实际往往要大打折扣。再由于铜铝过渡 部分的焊接截面积较窄小，因此，这种铜铝过渡设备线夹先天不足的客体条件就造成了铜 铝过渡部分处的抗拉、抗弯机械强度不足的主要原因，设备线夹在安装和工作时既要承受 导线拉力、也要承受剪力，就容易在铜铝过渡焊接处发生断裂；其次原因是一年四季暑去寒 来，户外气候多变，使引线、设备线夹不断发生热胀冷缩，而铝和铜的膨胀系数不一样，客观 上会恶化接口处的受力条件，在长期受到内外应力的作用下，设备线夹发生机械疲劳也会 在焊接处发断裂；另外因接触不良，其接口界面电阻大，温升大，长期电流过载运行，高温发 热产生了电化腐蚀，也容易导致产品断裂；此外，设备在运行操作中，工作力矩作用于接口 造成应力集中，从而更容易造成线夹的疲劳断裂，由于铝合金的机械强度低于铜，因此一般 表现为铝合金首先发生物理断裂。铜铝过渡设备线夹发生断裂对电网的安全运行危害很大，轻则单台配变停电，重 则整条线路单相接地、故障跳闸，造成A类电网事故、B类电网事故、甚至大面积停电事故， 所以它是一个很容易被忽视的重大安全隐患，它关系到供电设备的安全可靠性、供电的可 靠率，关系到地方经济和民生。
发明内容
针对这种缺陷隐患和不足，本发明提供了一种铜铝设备线夹组，尤其是它的构造 及其装置方法的改进，它由一个改进的铝设备线夹和两个铜铝过渡设备垫圈组成一套组合 件配合使用。其中改进的铝设备线夹的设备装配端取消了传统的铜铝过渡部分，而是直接 用全铝合金制成，其外观基本尺寸均符合GB5273-1985的标准，有着不同额定电流条件下 的标准系列尺寸，其特征是在铝设备线夹本体的设备装配端的两侧制有垂直向上翻起的加 强筋，同时并不妨碍铝设备线夹压线板的装配，它是在铝设备线夹本体剪切冲压加工时同 时制出，工序简单，然而其抗拉、抗弯机械强度却得以成倍增加；铜铝设备线夹组中、两个 铜铝过渡设备垫圈用以代替传统使用的铜铝过渡设备线夹上的铜铝过渡部分，其特征是垫 圈由紫铜板和铝合金板复合为双层结构，其外观基本尺寸均符合GB/T5286-2001的标准， 也有不同额定电流条件下的标准系列尺寸，其外圆直径在12mm-200mm之间，内孔直径在 5mm-110mm之间，总厚度在1. 2mm-16mm之间，紫铜板和铝合金板采用爆炸焊接工艺复合，改 革了传统铜铝过渡设备线夹的制造工艺，采用该工艺焊接的复合层中间有着明晰的接合界 面层，它属于晶体分子熔融层，接合强度高，接触电阻小，导电性能极佳，其中紫铜板的厚度 是垫圈总厚度1/4-1/3，铝合金板的厚度是垫圈总厚度3/4-2/3，以达到既不影响铜铝过渡 设备垫圈的机械强度和电气性能，又可以节约大量铜材，降低材料成本；本发明装置方法特 征是必须用一个全铝设备线夹和两个铜铝过渡设备垫圈组成一套组合件配合使用，根据安 装方法和结构形式的不同，本发明中的铝设备线夹也分为压缩型和螺栓型，每种形式的线 夹又按引下线与安装电气设备端子所成的角度不同，分为0°、45°、30°、90°四种。通常 电气设备(如变压器、断路器、互感器、隔离开关、跌落开关等)出线端子均为铜板，使用时 铝设备线夹的压线板依靠普通小螺栓总成与铝设备线夹本体将铝绞线(或钢芯铝绞线)紧 固连接构成引下线部分，铝设备线夹本体设备装配端为全铝合金制，上面开有一个通孔与 设备出线端子上的通孔相吻合，依靠另一钢制螺栓(或铜制螺栓)先穿过一个本发明中的 铜铝过渡设备垫圈通孔、次穿过铝设备线夹与设备出线端子相吻合着的通孔、再穿过另一 个本发明中的铜铝过渡设备垫圈通孔、并拧上一钢制螺母(或铜制螺母)将设备线夹与设 备出线端子紧密地连接在一起，这样就构成了本发明装置。值得注意的是装配中上下两个 铜铝过渡设备垫圈必须是紫铜板的一面与设备铜板端子相接触，铝合金板的一面与铝设备 线夹相接触，这样就将原通常使用的铜铝过渡设备线夹中的铜铝过渡部分巧妙地转移到一 个机械强度和电气性能都很好的铝设备线夹端部位置，而使传统的铜铝过渡设备线夹可以 被淘汰。本发明的有益效果是使铜铝过渡型设备线夹发生断裂现象得到根除，有力地保 证了电网系统的安全运行，大大提高了供电设备的可靠性和供电的可靠率，而且本发明中 的铜铝过渡设备垫圈制造工艺简单，节约了大量宝贵的铜材，其经济效益和社会效益十分 明显。下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是传统原定型的铜铝过渡设备线夹装置实施例的主视图。图2是图1的俯视图。
图3是本发明改进的铝设备线夹装置实施例的主视图。图4是是图3的俯视图。图5是本发明中的铜铝过渡设备垫圈的主视图。图6是图5的纵向向剖视图。图7是本发明改进的铜铝设备线夹装置另一户外实施例的主视图。图8是本发明用原铝设备线夹改进的装置实施例的主视图。图中1、设备线夹本体，2、铜铝过渡部分，3、线夹的设备装配端，4、钢制(或铜制)螺栓总成，5、压线板，6、引下线，7、设备出线端子，8、加强筋，9、过渡加强筋，10、铜铝过渡设 备垫圈的紫铜板复合层，11、铜铝过渡设备垫圈的铝合金板复合层，12、界面层，13、通孔， 14、设备线夹本体接触面，15、薄层导电膏，16、普通小螺栓总成，17、引下线膨胀圈，，18、磁 绝缘隔离拷。
具体实施例方式传统上原定型的铜铝过渡设备线夹按结构形式和安装方法分为螺栓型和压缩型 两类，线夹按引下线同设备端子所成角度不同，有分为、45°、30°、90°四种。在附图1、2 中，图示了传统的螺栓型0°铜铝过渡设备线夹装置的实施例设备线夹本体(1)用铝合金 制成，它的设备装配端(3)在这里是用铜制成，以便与铜制成的设备出线端子(7)匹配接 触，通过钢制(或铜制)螺栓总成(4)与电气设备相连，引下线(6) —般都是铝绞线或钢芯 铝绞线，它被铝合金制成的压线板(5)压在铝制的设备线夹本体(1)引下线端部、依靠四颗 普通小螺栓总成(16)被紧夹住，再与母线相连，传统的铜铝设备线夹是用闪光焊或摩擦焊 的焊接工艺将铝合金制成的设备线夹本体(1)与铜制成的设备装配端(3)连为一体，这样 就在铜铝设备线夹本体(1)的中部形成了铜铝过渡部分(2)，其焊接截面狭窄，焊接口的机 械强度较差，过电性能也较差，是铜铝过渡设备线夹容易发生断裂之处。附图5、图6是本发明中的铜铝过渡设备垫圈的示意图中铜铝过渡设备垫圈的 外观基本尺寸均符合GB/T5286-2001的标准，垫圈中间有一通孔(13)、它有不同额定电流 条件下的标准系列尺寸，其外圆直径在12mm-200mm之间，内孔直径在5mm-110mm之间，总 厚度在1. 2mm-16mm之间，特征是垫圈由紫铜板和铝合金板采用爆炸焊接工艺复合为双层 结构，焊接的复合层中间有着明晰的接合界面层(12)，它属于晶体分子熔融层，接合强度 极高，接触电阻很小，导电性能极佳，其中紫铜板复合层(10)的厚度较薄、是垫圈总厚度的 1/4-1/3，而铝合金板复合层(11)的厚度较厚、是垫圈总厚度的3/4-2/3，以达到既不影响 铜铝过渡设备垫圈的机械强度和电气性能，又可以节约大量铜材。附图3、图4是本发明改进的铝设备线夹装置实施例的示意，其特征是在铝设备线 夹本体(1)的设备装配端的两侧制有垂直向上翻起的加强筋(8)、其翻起的高度是铝设备 线夹本体(1)铝板厚度的1. 1-1. 5倍，它是在剪切冲压加工铝设备线夹本体时同时被制出， 工序简单，并且两侧加强筋(8)连着过渡加强筋(9)逐步收小，它不妨碍铝设备线夹压线板 (5)的装配，然而其抗拉、抗弯机械强度却得以成倍增加，装配中两个铜铝过渡设备垫圈必 须是紫铜板的一面与设备铜板端子相接触，即下面铜铝过渡设备垫圈的紫铜板复合层(10) 与设备出线端子(7)相接触(图4)，而铝合金板的一面应与铝设备线夹相接触，即上面铜铝 过渡设备垫圈的铝合金板复合层(11)与铝设备线夹本体(1)相接触(图4)，这样就将传统中使用的铜铝过渡设备线夹中的铜铝过渡部分巧妙地转移到一个机械强度和电气性能 都很好的铝设备线夹之恰当的位置上。为了获得更好电能输送效果，在钢制(或铜制)螺 栓(4)与两个铜铝过渡设备垫圈的接触面之间、或在引下线(6)与压线板(5)及铝设备线 夹本体(1)相接触面之间都涂有薄层导电膏(15)。图7是本发明改进的铜铝设备线夹装置另一户外实施例的示意，其特征是引下 线(6)在装配上有所改变，即它在被压线板(5)和铝设备线夹本体(1)夹紧前重复穿过一 个磁绝缘隔离拷(18)弯成一个引下线膨胀圈(17)，磁绝缘隔离拷(18)上制有两个内径略 大于引下线(6)外径的通孔，它象拷子一样活动地拷住引下线，确保设备线夹在受到外力 或热胀冷缩产生应力时能缓解形变，同时又确保引下线(6)不受大风的影响而晃动，它用 在户外令克、断路器、隔离开关上特别有效。图8是本发明用原铝设备线夹改进的装置实施例的示意，其特征是直接采用原 普通铝设备线夹，在铝设备线夹本体接触面(14)上没有加强筋(8)，它需与本发明中两个 铜铝过渡设备垫圈相配合使用，用在室内受力较小的电气设备上，其安全性能和导电性能 在铜铝过渡方面一样达到本发明积极有益的效果。
权利要求
一种铜铝设备线夹组其装置方法的改进，其特征是它由一个改进的铝设备线夹和两个铜铝过渡设备垫圈组成，改进的铝设备线夹用全铝合金制成，在线夹本体两侧制有垂直向上翻起的加强筋，加强筋其翻起的高度是铝设备线夹本体(1)铝板厚度的1.1-1.5倍，两个铜铝过渡设备垫圈由紫铜板和铝合金板采用爆炸焊接工艺复合为双层结构，复合层中间有着明晰的接合界面层，其中紫铜板的厚度是垫圈总厚度的1/4-1/3，铝合金板的厚度是垫圈总厚度的3/4-2/3，装置使用时两个铜铝过渡设备垫圈必须是铜板的一面与铜端子相接触，铝板的一面与铝设备线夹相接触。
2.根据权利要求1所述的一种铜铝设备线夹组其装置方法的改进，其特征是改进的 铝设备线夹分为压缩型和螺栓型，每种形式的线夹又按引下线与安装电气设 备端子所成的 角度不同，分为0°、45°、30°、90°四种，它的外观基本尺寸均符合GB5273-1985的标准， 有着不同额定电流条件下的标准系列尺寸。
3.根据权利要求1所述的一种铜铝设备线夹组其装置方法的改进，其特征是两个铜 铝过渡设备垫圈其外型尺寸均符合GB5273-1985的标准，有不同额定电流条件下的标准系 列尺寸，其外圆直径在12mm-200mm之间，内孔直径在5mm-110mm之间，总厚度在1. 2mm-16mm 之间。
4.根据权利要求1所述的一种铜铝设备线夹组其装置方法的改进，其特征是改进的 铝设备线 夹的压线板依靠四个普通小螺栓总成与铝设备线夹本体将铝绞线(或钢芯铝绞 线)紧固连接构成引下线部分，铝设备线夹本体的设备装配端上面开有一个通孔与设备出 线端子上的通孔相吻合，依靠另一钢制螺栓(或铜制螺栓)先穿过一个铜铝过渡设备垫圈 通孔、次穿过铝设备线夹与设备出线端子相吻合着的通孔、再穿过另一个铜铝过渡设备垫 圈通孔、并拧上一钢制螺母(或铜制螺母)将设备线夹与设备出线端子紧密地连接在一起， 将传统的铜铝过渡设备线夹中的铜铝过渡部分转移到一个机械强度和电气性能都很好的 铝设备线夹的中后部位置，由此构成本装置方法的改进。
5.根据权利要求1所述的一种铜铝设备线夹组其装置方法的改进，其特征是引下线 (6)在装配方法上有另一实施例，即引下线(6)在被压线板(5)和铝设备线夹本体(1)夹紧 前重复穿过一个磁绝缘隔离拷(18)弯成一个引下线膨胀圈(17)，磁绝缘隔离拷(18)上制 有两个内径略大于引下线(6)外径的通孔，能象拷子一样活动地拷住引下线。
6.根据权利要求1所述的一种铜铝设备线夹组其装置方法的改进，其特征是直接采 用原普通铝设备线夹，在铝设备线夹本体接触面(14)上没有加强筋(8)，它需与本发明中 两个铜铝过渡设备垫圈相配合使用，构成本装置方法的另一实施例。
全文摘要
本发明提供了一种铜铝设备线夹组及其装置方法的改进，它由一个改进的铝设备线夹和两个铜铝过渡设备垫圈组成一套组合件配合使用，所述的改进的铝设备线夹用全铝合金制成，在线夹本体两侧制有垂直向上翻起的加强筋，所述的两个铜铝过渡设备垫圈由紫铜板和铝合金板复合为双层结构，其中紫铜板的厚度是垫圈总厚度1/4-1/3，铝合金板的厚度是垫圈总厚度3/4-2/3，所述的装置方法的改进是组件中两个铜铝过渡设备垫圈必须是铜板的一面与铜端子相接触，铝板的一面与铝设备线夹相接触，本发明取消了传统铜铝设备线夹的过渡部分，改革了制造工艺，使铜铝过渡设备线夹容易断裂的缺陷得到根除，提高了供电设备的可靠性和供电的可靠率，而且铜铝设备线夹组造工艺简单，节约了大量宝贵的铜材。
文档编号H01R4/46GK101841085SQ20101011872
公开日2010年9月22日 申请日期2010年2月2日 优先权日2010年2月2日
发明者陈俊宁 申请人:遂昌县明盛电业有限责任公司