一种接触反应式电缆连接装置及连接方法与流程

本申请涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种接触反应式电缆连接装置及连接方法。

背景技术：

电缆通常是由几根或几组导线绞合而成的、类似于绳索的电缆，每组导线之间相互绝缘，并常围绕着一根中心扭成一股电缆，电缆整体的外部包覆有高度绝缘的覆盖层。电缆具有内通电，外绝缘的特征，用来连接电路、电器以及长距离输电等。由于生产方式限制，每段电缆的长度是有限的，当电缆长度不能满足使用要求时，需要将两根电缆连接在一起，以便延长电缆的传输距离。

可见，电缆连接是通信线路施工中的重要组成部分，由于机械损伤、绝缘受潮、绝缘老化变质、过电压、以及设计和制作工艺不良等原因常常导致电缆故障，为了确保通信功能不受损，需及时对出现故障的电缆进行连接。目前电缆的连接方式主要有压接、机械连接、锡焊焊接、绕接或扭接等方式，由于电缆单根导体线芯采用较大直径的铜、铝及其合金为导电材料，因此不采用交错缠绕的方式进行连接，而采用压接、机械连接、绕接等方式连接电缆，这几种连接方式，不但不能使两根电缆导电线芯完全接触，达不到连接后的电缆具有优异的导电性能，反而会升高电缆连接处的接触电阻。使得电缆在通电工作的情况下，电缆连接处的发热量增大，温度较高，这将增加在输送电力时，电力在线路上的损耗。

另外，电缆接头是电缆线路中最薄弱的环节，由人员直接过失，如施工不良，引发的电缆接头故障时常发生。施工人员在制作电缆接头过程中，如果有接头压接不紧、加热不充分等原因，都会导致电缆头绝缘降低，从而引发事故。因此如何避免电缆连接处压接不紧，避免压接时电缆导电线芯容易出现损伤，以及降低电缆连接处的接触电阻对提高电力输送效率成为本领域中亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

本申请提供了一种接触反应式电缆连接装置及连接方法，以解决传统电缆连接方法存在压接不紧，压接时电缆导电线芯容易出现损伤，以及电缆连接处的接触电阻升高的问题。

一方面，本申请提供一种接触反应式电缆连接装置，包括：导热连接器、加热机构、紧固机构、密封套管以及热熔金属块；

其中，所述导热连接器包括连接容纳腔以及设置在所述导热连接器端部的缆线连接孔，所述连接容纳腔内部设有所述热熔金属块，所述缆线连接孔内容纳密封套管；所述加热机构设置在所述连接容纳腔的外壁上，所述紧固机构连接所述导热连接器上所述缆线连接孔对应的端部位置；

所述热熔金属块材料的熔点温度低于所述导热连接器和所述密封套管材料的熔点温度；所述热熔金属块靠近所述缆线连接孔的位置上具有与所述缆线连接孔同轴的热熔连接孔；所述热熔连接孔的直径大于或等于所述密封套管的内径。

可选的，所述电缆连接装置还包括辅助连接机构；

所述辅助连接机构包括超声波发生器和/或振动马达；所述超声波发生器和所述振动马达设置在所述连接容纳腔的外壁或内壁上。

可选的，所述热熔金属块内部掺杂有多个振动摩擦球；所述振动摩擦球为熔点温度高于所述热熔金属块熔点温度的金属颗粒。

可选的，所述紧固机构为楔形斜螺纹结构；所述紧固机构包括设置在所述导热连接器端部外壁上的楔形斜螺纹，以及与所述楔形斜螺纹配合的紧固螺母。

可选的，所述导热连接器外部为纺锤形，所述导热连接器的两个端部均设有所述楔形斜螺纹，每个所述楔形斜螺纹均配合有所述紧固螺母。

可选的，所述导热连接器的一个端部设有所述楔形斜螺纹，另一个端部设有用于固定电缆线的缆线固定部，所述缆线固定部连接热熔金属块。

可选的，所述导热连接器在所述楔形斜螺纹的位置上，还设有多个切口。

可选的，所述导热连接器上还设有连通所述连接容纳腔的灌注口；所述灌注口位于所述导热连接器的上侧面，或者所述灌注口上设有密封盖。

可选的，所述热熔金属块的材料为锡基合金、铋基合金、锌基合金、铅基合金、铟基合金、镁基合金以及铝基合金中的一种或多种的组合。

另一方面，本申请还提供一种接触反应式电缆连接方法，所述连接方法包括以下步骤：

步骤s，在电缆导电线芯表面嵌套密封套管，将所述电缆导电线芯插入接触反应式电缆连接装置的导热连接器中，调整紧固机构使所述电缆导电线芯维持在缆线连接孔内；

步骤s，启动加热机构对导热连接器进行加热，熔化连接容纳腔内的热熔金属块，以及待热熔金属块熔化后，开启辅助连接机构；

步骤s，维持加热设定的时间后，关闭所述加热机构，以及待所述连接容纳腔内的热熔金属块冷却后，对电缆接头进行绝缘处理。

由以上技术方案可知，本申请提供一种接触反应式电缆连接装置及连接方法，其中所述连接装置包括导热连接器、加热机构、紧固机构、密封套管以及热熔金属块，进行两条电缆的连接时，先将待连接的电缆导电线芯插入导热连接器内的缆线连接孔，再调整紧固机构将电缆维持在缆线连接孔内，再通过加热机构对导热连接器进行加热，使低熔点合金的热熔金属块熔化，熔化后的金属可以将两条电缆线之间导通，待熔化的金属冷却以后可强化电缆导电线芯及导热连接器之间的结合强度，实现电缆的稳定安全连接。同时利用低熔点合金的导电性能，在保证电缆导电线芯之间的连接稳定性的同时，避免了机械卡接中断线、接触不良等问题，并降低电缆连接处的接触电阻，使接续后的电缆在正常工作及短时间的超负荷工作的情况下，都能保证电缆连接点的安全稳定运行。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种接触反应式电缆连接装置的结构示意图；

图2为一种接触反应式电缆连接方法的流程示意图；

图3为本申请实施例二的结构示意图；

图4为本申请实施例三的结构示意图；

图5为本申请实施例四的结构示意图；

图6为本申请实施例五的结构示意图；

图示说明：

其中，1-导热连接器；11-连接容纳腔；12-缆线连接孔；13-缆线固定部；14-切口；15-灌注口；2-加热机构；3-紧固机构；31-楔形斜螺纹；32-紧固螺母；4-密封套管；5-热熔金属块；51-热熔连接孔；52-振动摩擦球；6-辅助连接机构；61-超声波发生器；62-振动马达；7-导电线芯。

具体实施方式

下面将详细地对实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下实施例中描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。仅是与权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的系统和方法的示例。

参见图1，为一种接触反应式电缆连接装置的结构示意图。

本申请提供的一种接触反应式电缆连接装置，包括：导热连接器1、加热机构2、紧固机构3、密封套管4以及热熔金属块5；其中，导热连接器1为两条电缆提供连接空间，也起到保护连接位置的功能；热熔金属块5由熔点温度较低的合金材料制成，可以通过加热机构2加热熔化为液态，使液态的金属合金能够充满与电缆接触位置的缝隙，维持良好的导电性能，紧固机构3可以用于调整电缆线与导热连接器1之间的连接松紧程度，从而在低熔点合金材料的熔化或冷却过程中，维持电缆线的位置稳定；密封套管4用于配合电缆线，增加连接的稳定性，还用于避免热熔金属块5在熔化后，顺电缆线流出。

本申请所述的缆线、电缆、电缆线等名称，除另有说明外，均是指用于实际输电环境中的输电线或者信号传输线，尤其对于铝合金材质导电线芯7的电缆线。本申请中电缆线通常包括绝缘层、屏蔽层、保护层、填充层以及设置在中心部位的导电线芯7构成。

为了更清晰地描述的本申请提供的技术方案，本申请将通过以下实施例作为示例表述本申请的技术方案内容，需要说明的是，以下实施例仅仅作为本申请构思下众多技术方案中的几个，本领域技术人员在不付出创造性劳动所能够想到的其他实施方案也同样属于本申请的保护范围。

实施例一

如图1所示，本实施例中导热连接器1包括连接容纳腔11以及设置在导热连接器1端部的缆线连接孔12，连接容纳腔11内部设有热熔金属块5，缆线连接孔12内用于容纳密封套管4；加热机构2设置在连接容纳腔11的外壁上，紧固机构3连接导热连接器1上缆线连接孔12对应的端部位置。

热熔金属块5的熔点温度低于导热连接器1和密封套管4的熔点温度；热熔金属块5靠近缆线连接孔12的位置上具有与缆线连接孔12同轴的热熔连接孔51；热熔连接孔51的直径大于或等于密封套管4的内径。

本实施例中，导热连接器1和密封套管4可以采用相同的材料制成，例如：紫铜、黄铜、纯铝、铝合金、不锈钢、铁、或耐高温塑料中的一种，一方面，上述材料可以保证密封套管4和导热连接器1的导热性能和导电性能，便于实现电缆之间的连接；另一方面，通过上述材料制成的导热连接器1还可使得连接容纳腔11内的低熔点热熔金属块5在受到加热机构2的加热作用时，能受热均匀，使热熔金属块5的各部分同时熔化成液态，也保证各部分同时凝固成固态。

热熔金属块5的作用是用来通过加热变成液态，从而粘附在需要连接的两端电缆上，并在凝固后能够实现两条电缆之间的导通状态。因此，热熔金属块5的熔点温度要较低，以实现热熔金属块5能够在较低的加热温度下就可以快速熔化，并在温度下降后快速凝固。显然，为了获得更好的连接效果，热熔金属块5的熔点不仅要低于导热连接器1和密封套管4的熔点，还好低于被连接的电缆线熔点。由于，在实际输电过程中，熔点最低的电缆线导电线芯6的材料为铝合金，因此，热熔金属块5的熔点温度要低于铝合金材质的电缆线熔点温度。因此本申请在实际应用时，所述热熔金属块5的材料可以为锡基合金、铋基合金、锌基合金、铅基合金、铟基合金、镁基合金以及低熔点的铝基合金中的一种或多种的组合。

本实施例中，如图1所示，导热连接器1由上下两部分压合而成，导热连接器1内部的连接容纳腔11填充已铸造成形的低熔点热熔金属块5，导热连接器1的两端设有缆线连接孔12。热熔金属块5可以被铸造成便于同电缆线之间进行连接的形状，例如，与电缆导电线芯7形状相同的圆孔结构，即在热熔金属块5与电缆线连接的位置上设置与缆线连接孔12同轴的热熔连接孔51，实际使用中，电缆线先后穿过缆线连接孔12和热熔连接孔51，并通过设置在导热连接器1上的紧固机构3将电缆线维持固定在缆线连接孔12和热熔连接孔51内，以便后续进行热熔连接。

本实施例中，紧固机构3为楔形斜螺纹连接结构，即通过设置在导热连接器1两个端部上的楔形斜螺纹连接部件，实现对缆线连接孔12的大小进行调整，从而夹紧或放松电缆导电线芯7。如图1所示，所述紧固机构3包括设置在所述导热连接器1端部外壁上的楔形斜螺纹31，以及与所述楔形斜螺纹31配合的紧固螺母32。显然，在本实施例中，相对于整个导热连接器1，向内旋紧紧固螺母32时，受紧固螺母32的压紧作用，缆线连接孔12的直径会变小，从而夹紧在缆线连接孔12内设置的电缆线。紧固机构3在改变缆线连接孔12的直径的同时，还能够配合密封套管4进行密封，以防止熔化后的低熔点热熔金属块5泄漏。

进一步地，为了使导热连接器1的缆线连接孔12可以更好的压紧缆线或者密封套管4，所述导热连接器1在所述楔形斜螺纹31的位置上，还设有多个切口14。由于多个切口14之间具有间隙，因此当旋紧紧固螺母32以后，可以通过向内的压缩作用将缆线连接孔12的直径变小，从而在较小的旋紧扭力下，即可以实现压紧缆线。

需要说明的是，在本申请提供的技术方案中，加热机构2仅需要将连接容纳腔11内的热熔金属块5加热到熔点温度以上即可，因此本申请对加热机构2的具体结构和工作原理不进行限定，但应该理解的是，加热机构2不宜拥有较大的体积或较高的重量，以便于进行现场作业。加热机构2的具体加热方式可以采用电加热、化石燃料加热、液体燃料加热、可燃气体加热、化学反应加热、太阳能加热中的一种或几种的组合。显然，电加热方式结构最简单，效率也最高，因此在本申请的部分实施例中，优选加热机构2是设置在导热连接器1一个面上或者环绕导热连接器1上的电阻丝。

由以上技术方案可知，如图2所示，通过本实施例提供的电缆连接装置进行两条电缆线的连接过程中，可以通过以下步骤实现：

s1，在电缆导电线芯表面嵌套密封套管，将所述电缆导电线芯插入接触反应式电缆连接装置的导热连接器中，调整紧固机构使所述电缆导电线芯维持在缆线连接孔内；

s2，启动加热机构对导热连接器进行加热，熔化连接容纳腔内的热熔金属块，以及待热熔金属块熔化后，开启辅助连接机构；

s3，维持加热设定的时间后，关闭所述加热机构，以及待所述连接容纳腔内的热熔金属块冷却后，对电缆接头进行绝缘处理。

可见，本实施例中，可先对电缆进行处理，剥离电缆的绝缘层、屏蔽层、保护层以及填充层，使电缆的电缆导电线芯7裸露出来；再将裸露的电缆导电线芯7套上密封套管4后，通过导热连接器1两端的缆线连接孔12插入，并维持在低熔点热熔金属块5的热熔连接孔51中，再通过旋紧导热连接器1两端的紧固螺母32进行电缆线的固定。

再采用加热机构2加热导热连接器1内的热熔金属块5，待导热连接器1中的低熔点合金熔化后，关闭加热机构2使导热连接器1中的液态合金材料凝固，实现两条电缆之间的电路导通，最后对导热连接器1的表面做绝缘及保护层处理，增加连接位置的连接稳定性和实际使用的安全性。进一步地，本申请中的绝缘处理可为灌胶处理、热缩管处理、冷缩管处理、缠绕绝缘胶带中的一种或几种的组合。

由以上技术方案可知，本实施例提供的电缆连接装置通过低熔点的热熔金属块5，在导热连接器1的连接容纳腔11内固化后形成的形状，及使用导热连接器1两端的楔形斜螺纹与紧固螺母32的配合使用，可加强低熔点合金与导热连接器1及电缆导电线芯7的结合力，增大电缆导电线芯7与导热连接器1的结合强度。

实施例二

如图3所示，本实施例与上述实施例的区别在于，在导热连接器1上还设有连通连接容纳腔11的灌注口15；灌注口15位于导热连接器1的上侧面，或者灌注口15上设有密封盖。实际使用中，通过灌注口15可以将低熔点的合金材料注入到连接容纳腔11内，以便在连接容纳腔11内凝固成型为热熔连接块5。

显然，在实际应用中，可以预先通过导热连接器1的灌注口15，将液态的低熔点合金材料注入连接容纳腔11内，待其冷却凝固后，再到现场实施电缆线的连接。在此情况下，注入低熔点合金材料时，要先在缆线连接孔12内设置与电缆导电线芯7形状相同或者直径略大于电缆导电线芯7直径的模具，以便在凝固的热熔金属块5上形成热熔连接孔。也可以直接在现场连接电缆时再通过灌注口15加入液态的低熔点合金，从而随着低熔点合金材料的凝固，直接将两个电缆线连接在一起。

本实施例中，将灌注口15设置在导热连接器1的上侧面或者设有密封盖，一方面可以在将低熔点的热熔金属块5加热成液态以后，防止液态的金属合金流出，避免遗失导电材料；另一方面可以在实际使用时避免连接容纳腔11内的热熔金属块5被其他物质污染或腐蚀，影响整体的导电性能。

为了使液态的低熔点合金材料能够充分与电缆进行接触，本实施例中，所述电缆连接装置还包括辅助连接机构6；所述辅助连接机构6包括超声波发生器61和/或振动马达62；所述超声波发生器61和所述振动马达62设置在所述连接容纳腔11的外壁或内壁上。超声波发生器61和振动马达62可以在加热机构2将热熔金属块5加热熔化后启动，通过超声波或者机械振动，将液态的低熔点合金分散到连接容纳腔11内能够接触到电缆的每个空间内，减少气泡或孔隙，增大低熔点合金与电缆的接触面积，从而降低电缆连接位置上的电阻值。

另外，在本申请提供的技术方案中，还可以在热熔金属块5中添加利于实现振动的物质，如球形颗粒等，以提高低熔点合金材料的活性。即，在本实施例中，热熔金属块5内部掺杂有多个振动摩擦球52；振动摩擦球52为熔点温度高于热熔金属块5熔点温度的金属颗粒。通过在热熔金属块5中设置振动摩擦球52，可以在开启超声发生器61后，通过超声发生器61和振动摩擦球52的协同作用，强化低熔点合金材料与电缆导电线芯7及导热连接器1之间的结合强度。

实施例三

如图4所示，本实施例与上述实施例的区别在于，紧固机构3为设置在导热连接器1两端上的压线钳，即通过压线钳的压紧作用，将电缆线维持在缆线连接孔12内，显然为了使两条缆线之间连接在一起，压线钳要具有两个用于压紧电缆线的钳形接触部件，并且两个钳形接触部件之间通过连接杆相连，相应的使两个钳形接触部件分置于导热连接器1的两端。

本实施例中，还可以在钳形接触部件上设置相应的防滑措施，避免电缆线与钳形接触部件之间发生相对滑动，从而在连接容纳腔11内的低熔点合金材料凝固时，维持电缆线的位置不变，以增大接触面积并使低熔点合金材料在凝固后，连接位置的内部呈现为较致密的状态。

本实施例实现两条电缆线之间的连接方式如下：首先对电缆进行处理，剥离电缆的绝缘层、屏蔽层、保护层以及填充层，使电缆的电缆导电线芯7裸露出来；然后将裸露的电缆导电线芯7套上密封套管4后，通过导热连接器1两端的缆线连接孔12插入，并维持在低熔点热熔金属块5的热熔连接孔51中，再通过导热连接器1两端的压线钳分别压紧电缆线，将电缆线的位置进行固定。再采用加热机构2加热导热连接器1内的热熔金属块5，待导热连接器1中的低熔点合金熔化后，关闭加热机构2使导热连接器1中的液态合金材料凝固，实现两条电缆之间的电路导通，最后对导热连接器1的表面做绝缘及保护层处理，增加连接位置的连接稳定性和实际使用的安全性。

本实施例中，通过压线钳代替楔形斜螺纹连接结构，可以极大的简化连接电缆线的紧固程序，从而便于在现场进行作业。另外，由于使用压线钳，暂时性地将两根电缆线进行连接，可以解除螺纹连接结构对导热连接器1外部形状的限制，即不需要在导热连接器1的外壁上增设楔形斜螺纹，也就不需要将导热连接器1设置成纺锤形结构，解除了整个连接装置的设计形状限制，更有利于设计成利于操作使用的形状。

实施例四

如图5所示，本实施例与上述实施例的区别在于导热连接器1的一个端部设有楔形斜螺纹31，另一个端部则设有用于固定电缆线的缆线固定部13，缆线固定部13连接热熔金属块5。

本实施例中，缆线固定部13可以是贯穿导热连接器1一端的连接孔，待连接的两条电缆线中的一条通过这个连接孔实现与导热连接器1连接，由于导热连接器1也可以通过导电材料制成，因此当两者实现连接以后，即形成了导电连接；或者可以通过缆线固定部13与连接容纳腔11内的热熔金属块5进行连接，即仅在缆线固定部13与热熔金属块5之间实现导电连接。再通过导热连接器1另一端的缆线连接孔12与另一条缆线进行连接，同样能够实现两条缆线的连接。

本实施例中，可通过如下步骤实现两条电缆线之间的连接：首先对电缆进行处理，剥离电缆的绝缘层、屏蔽层、保护层以及填充层，使电缆的电缆导电线芯7裸露出来，在本步骤中，两条电缆线的剥离长度可以不同，例如，连接在缆线固定部13上的缆线，为了后续绝缘需要以及保持整体的稳定性，剥离绝缘层、屏蔽层、保护层以及填充层的长度可以较小。

对电缆进行处理后，可先将一条裸露的电缆固定在缆线固定部13上，具体的连接方式可以根据实际环境确定，例如通过螺栓连接。再将另一条缆线的导电线芯7套上密封套管4，通过导热连接器1一端的缆线连接孔12插入，并维持在低熔点热熔金属块5的热熔连接孔51中，再通过紧固机构3，如楔形斜螺纹结构，将电缆线的位置进行固定。再采用加热机构2加热导热连接器1内的热熔金属块5，待导热连接器1中的低熔点合金熔化后，关闭加热机构2使导热连接器1中的液态合金材料凝固，实现两条电缆之间的电路导通，最后对导热连接器1的表面做绝缘及保护层处理，增加连接位置的连接稳定性和实际使用的安全性。

本实施例中，导热连接器1的一端通过热熔金属块5实现与缆线的连接，另一端通过缆线固定部13实现连接，可以充分利用导热连接器1的材料强度，从而增加整体的连接强度。但需要指出的是，本实施例提供的方案由于两条缆线中的一条是与导热连接器1之间通过常规的连线方式，会给连接位置带来一定的电阻值增长，因此在实际应用时可以根据实际连接需要而选择相应的连接方式。例如，对于输电线路的节点位置，可以为了提高连接稳定性而采用本实施例的连接方式，而对于连续线路上的连接方式，应使用实施例一或实施例三中示出的连接装置的结构。

实施例五

如图6所示，本实施例与实施例四的区别在于，导热连接器1的一个端部上设有缆线固定部13，另一个端部则通过压线钳作为紧固机构3，将缆线固定在缆线连接孔12中，以便进行加热熔化连接。

本实施例实现两条电缆线之间的连接方式如下：首先对电缆进行处理，剥离电缆的绝缘层、屏蔽层、保护层以及填充层，使电缆的电缆导电线芯7裸露出来；然后将一条裸露的电缆导电线芯7连接在缆线固定部13上，另一条裸露的电缆导电线芯7套上密封套管4后，通过导热连接器1一端的缆线连接孔12插入，并维持在低熔点热熔金属块5的热熔连接孔51中，再通过导热连接器1压线钳压紧电缆线，将电缆线的位置进行固定。再采用加热机构2加热导热连接器1内的热熔金属块5，待导热连接器1中的低熔点合金熔化后，关闭加热机构2使导热连接器1中的液态合金材料凝固，实现两条电缆之间的电路导通，最后对导热连接器1的表面做绝缘及保护层处理，增加连接位置的连接稳定性和实际使用的安全性。

由以上技术方案可知，本申请提供一种接触反应式电缆连接装置及连接方法，其中所述连接装置包括导热连接器1、加热机构2、紧固机构3、密封套管4以及热熔金属块5，进行两条电缆的连接时，先将待连接的电缆导电线芯7插入导热连接器1内的缆线连接孔12，再调整紧固机构3将电缆维持在缆线连接孔12内，再通过加热机构2对导热连接器1进行加热，使低熔点合金的热熔金属块5熔化，熔化后的金属可以将两条电缆线之间导通，待熔化的金属冷却以后可强化电缆导电线芯7及导热连接器1之间的结合强度，实现电缆的稳定安全连接。同时利用低熔点合金的导电性能，在保证电缆导电线芯7之间的连接稳定性的同时，避免了机械卡接中断线、接触不良等问题，并降低电缆连接处的接触电阻，使接续后的电缆在正常工作及短时间的超负荷工作的情况下，都能保证电缆连接点的安全稳定运行。

本申请提供的实施例之间的相似部分相互参见即可，以上提供的具体实施方式只是本申请总的构思下的几个示例，并不构成本申请保护范围的限定。对于本领域的技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下依据本申请方案所扩展出的任何其他实施方式都属于本申请的保护范围。