线缆间隔夹持臂衬垫的制作方法

本公开主要涉及线缆间隔夹持臂。特别地，本公开涉及一种在导电线缆和间隔夹持臂之间提供缓冲的衬垫。

背景技术：

高压架空电力传输或分配系统通常具有多个导电线缆。间隔夹持臂用于降低导电线缆彼此接触的可能性，减少电晕放电以及电应力和干扰的产生。间隔夹持臂具有细长的臂部分和位于臂一端的线缆保持端部分。间隔夹持臂在保持端部分处夹持相应的导电线缆。间隔夹持臂的另一端连接到框架上，该框架可以附接一个或多个附加的间隔夹持臂。间隔夹持臂允许间隔夹持臂相对于框架有限量地移动，并且在间隔夹持臂和框架之间提供受控的电半导体路径，其中间隔夹持臂和框架通常由金属制成。

保持端部分限定了导电线缆穿过的开口。保持端部分具有铰链结构，该铰链结构可在打开位置和闭合位置之间旋转。在打开位置，间隔夹持臂的保持端部分接收导电线缆。然后夹紧间隔夹持臂。模制的橡胶夹具衬垫放置在导电线缆和间隔夹持臂的保持端部分之间。

已知的夹具衬垫通常额定使用温度为高达120摄氏度的连续导电线缆温度。随着复合芯导线的出现和对电力的需求增加，导电线缆温度经常超过已知夹具衬垫的极限。有机硅橡胶可以承受相对高的表面温度，但具有差的电半导体性能。因此，需要一种改进的夹具衬垫，其能够承受相对较高的导线温度并具有良好的电半导体性能，且成本合理。

技术实现要素：

提供本发明内容是为了以简化的形式介绍发明构思，这些构思将在下面的详细描述中进一步描述。本发明内容不旨在标记出所要求保护的主题的关键因素或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。

第一方面，提供了一种与线缆间隔夹持臂一起使用的改进的衬垫。衬垫包括第一部分，所述第一部分为大致弓形的构造并由第一弹性体材料制成。第二部分为大致弓形的构造并且可接收在第一部分内。第二部分由不同于第一弹性体材料的第二弹性体材料制成。第一部分与第二部分连接。

另一方面，提供了一种与线缆间隔夹持臂一起使用的衬垫。衬垫包括一对衬垫半部。每个衬垫半部具有第一部分，所述第一部分为大致弓形的构造并由第一半导体弹性体材料制成。每个衬垫半部的第二部分为大致弓形的构造并且可接收在第一部分内。第二部分由不同于第一半导体弹性体材料的第二半导体弹性体材料制成。第一部分与第二部分连接。凹形内表面位于每个第一部分上。凸形外表面位于每个第二部分上，并且所述凸形外表面的尺寸和形状使其以紧密接触的方式接收在各自的第一部分的凹形内表面中。

又一方面，提供了一种包括导电线缆的装置。间隔夹持臂接收导电线缆。衬垫可接收在间隔夹持臂中并接收导电线缆。衬垫包括第一部分，所述第一部分为大致弓形的构造并由第一弹性体材料制成。每个衬垫半部的第二部分为大致弓形的构造并且可接收在第一部分内。第二部分由不同于第一弹性体材料的第二弹性体材料制成。第一部分与第二部分连接。凹形内表面位于第一部分上。凸形外表面形成于第二部分上，并且所述凸形外表面的尺寸和形状使其以紧密接触的方式接收在第一部分的凹形内表面中。

以下描述和附图阐述了某些示例性实施例、方面和实施方式，这些仅表示各种方式中的一些可以采用一个或多个方面。以下详细描述结合附图，使其他方面、优点和新颖特征变得明显。

附图说明

图1是第一方面的与衬垫结合的线缆间隔夹持臂的透视图；

图2是图1中所示的线缆间隔夹持臂的分解透视图；

图3是图1和图2中所示的衬垫的放大分解透视图；

图4是图3中所示的衬垫的一部分的正视图；

图5是大致沿图4中的线5-5观察的衬垫的平面图；和

图6是另一方面的衬垫类似于图5的平面图。

具体实施方式

结合附图对所要求保护的主题进行描述，其中相同的附图标记始终用于表示相同的部件。在以下描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节用于理解所要求保护的主题。然而，显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。

本公开涉及一种间隔阻尼器，其通常用于间隔悬挂于传输塔、传输架或传输杆的分裂电导线。特别地，本公开涉及一种夹持臂衬垫或衬套，用于所述间隔阻尼器或其他线缆固定和支撑装置的线缆间隔夹持臂中。

架空传输线通常在275kV至400kV范围内的电压下工作，并且可以在高达600kV的电压下工作。在上述电压下，重要的是设计间隔阻尼器和其他与间隔夹持臂和相关部件结合的间隔件以获得所需的最小电晕放电性能，从而避免在工作期间产生可见电晕。特别是在电应力集中的区域中可能产生可见电晕。因此，间隔夹持臂的设计通常避免尖锐的边缘和突起。

为了能够在400kV及以上的传输线上有效地工作，架空线路部件(例如间隔阻尼器)实际上必须在高于340kV的相对地电压下能够实现无电晕。通常，在2分裂导线上，仅通过使用直接夹持相对硬的铝合金导体的金属夹具才能实现这种性能。虽然使用3分裂、4分裂或6分裂时更容易实现足够的性能，但是当期望增加电力传输时，日渐趋向于用同样是2分裂配置的新的高电流复合芯导线替代现有的2分裂导线，而不是增加导线的数量。这是因为增加导线数量需要在基础设施上进行昂贵的升级。尽管导线本身的成本增加，但经济地升级导线允许使用现有的基础设施配置。

然而，新一代导线对用于固定它们的夹具提出了新的要求。这些导线是由混合金属或由金属与合成材料组合而制成的复合芯导线。复合芯导线通常使用高张力复合芯(例如，包括钢、碳纤维等)，并具有外层(例如，包括纯铝)和/或空气冷却结构(例如，GTZASCR)。

新一代复合芯导线可以在高温下使用，通常高于130℃，因此能够增加电力传输。以前，为了增加导电线缆或传输线中的电力传输，通常将分裂导线中的导线数量从两个增加到三个或四个，通常使用全铝合金导线(AAAC)。随着新一代复合芯导线电力承载能力的提高，仅使用两个导线(“双分裂导线”)的同时增加电力可能成为趋势。这样做的经济效益包括通过利用增加电力的双导线，在增加导线数量时减少加强桥塔、塔架或金属杆的必要。

上述类型的复合芯导线越来越多地进入世界各地。与传统的铝合金导线或至少具有硬铝合金外层的导线相比，这些复合芯导线的纯铝外表面更柔软，更容易损坏。特别地，复合芯导线通常在非常高的高压下使用，并且在例如高于130℃的温度下使用，在该温度下纯铝开始“蠕变”。这种高压和高温的组合使得导线特别容易被金属夹具损坏或磨损，特别是当导线档距中存在振动时。在这方面，应该注意的是，导线在增加的压力下工作会增加导线中的应力。这种压力和应力的增加导致导线的自阻尼减小和振动幅度增加，特别是在高频时，这又增加了振动。这样必定会减少在导线寿命期间可以吸收的循环次数，并且使得能有效地将导线夹持在夹持臂上并使导线发生阻尼变得更为重要。

另外，由于通常由这些新一代复合芯导线承载的电力负载增加，导线的失效或断裂比传统导线更严重，因为在失效时几乎没有或没有额外的电力承载能力。因此，需要适合于在相对高的温度下夹持这些新一代复合芯导线的间隔阻尼器和夹持部件，而不会通过振动损坏导线的软铝外表面，同时在高压下仍然具有所需的高滑动阻力。此外，这些组件还需要在约340kV相对地电压下具有无电晕性能。

线缆间隔阻尼器包括间隔夹持臂。间隔夹持臂设置有夹具衬垫或衬套，其围绕夹持臂内的导线。夹具衬垫用于使间隔夹持臂能够夹持软铝导线材料，即使在相对高的温度下也能同时保持目标滑动阻力和约1-20MΩ的电阻，而不会损坏导线。优选地，导线相关的夹持臂和夹具衬垫的几何形状设置成当夹持臂固定到导线上时在夹具衬垫中提供约12％-18％的压缩，并且优选地约为15％，已发现在130℃以上的温度下可提供所需的滑动阻力。

已知的夹具衬垫通常额定使用温度为高达125℃的连续导电线缆温度。随着新的复合芯导线的出现和对电力的需求增加，导线温度经常超过已知夹具衬垫的极限。因此，需要一种改进的夹具衬垫。

现在以示例的方式，参考附图描述用于线缆间隔系统20(例如，图1)的改进的夹具衬垫40的一个或多个方面。通过减小线缆22在线缆22进入间隔系统20处的弯曲应变，夹具衬垫40保护接收在其中的导电线缆22。鉴于夹具衬垫40可以被压缩到某种程度，夹具衬垫40也可以对沿着线缆或在线缆内的振动提供一定程度的阻尼。

改进的线缆间隔系统20包括至少一个导电线缆22和至少一个线缆间隔夹持臂24。图1中所示的线缆间隔夹持臂24处于闭合或夹持位置，沿着导电线缆的轴线A固定导电线缆22。在图2中所示的间隔夹持臂24处于打开的分解位置或状态，示出了根据一个方面构造的改进的夹具衬垫40沿着导电线缆的轴线A的位置和构造。

架空高压电力传输或分配系统通常具有多个导电线缆，例如导电线缆22。具有间隔夹持臂24(图1和2)的间隔阻尼器(未示出)用于减少导电线缆22彼此接触的可能性，减少电晕放电的产生以及减少应力和导电线缆间的电干扰。

示例性间隔夹持臂24用于间隔阻尼器中，用于分离多个传输导电线缆，例如导电线缆22。间隔夹持臂24包括中央臂部分42，第一或附接端部分44，以及相对的第二或保持端部分46。保持端部分46包括铰链结构，并且位于远离间隔阻尼框架的一端。在使用时，间隔夹持臂24可以在打开位置和闭合位置之间铰接，并且夹持在导电线缆22周围。优选地，至少间隔夹持臂24的保持端部分46的远端形成为在沿着轴线A的方向上截去顶端的一般球状。已经发现这种形状可改善电晕性能，特别是在较高的传输电压下。

为了进一步改善间隔夹持臂24的电晕性能，优选使用隐藏的铰链销(未示出)形成的铰链装置，该铰链销位于间隔夹持臂或保持构件中的盲孔或槽内。隐藏的铰链销不延伸超过间隔夹持臂24的远端的外表面，从而使外表面不连续的数量减少且提供更平滑的外部轮廓。换句话说，间隔夹持臂24的远端的外表面在铰链销的端部上形成连续表面。通过这种布置，已经发现可以在双分裂导线上在约340kV相对地电压下实现无电晕性能。

保持端部分46具有铰链结构，该铰链结构能够在闭合位置或状态(如图2所示)和打开位置或状态(如图1所示)之间旋转。在打开位置，间隔夹持臂24的保持端部分46接收导电线缆22。然后，间隔夹持臂24移动到闭合或夹持位置以固定导电线缆22。间隔夹持臂24允许间隔夹持臂24和导电线缆22相对于框架有限量地移动。间隔夹持臂24还在间隔夹持臂和框架之间提供受控的电半导体路径，其中间隔夹持臂和框架通常由金属制成。

保持端部分46具有相对于下部64相对旋转的上部62。下部64一体地形成在间隔夹持臂24的中央臂部分42中。上部62可移动到如图1所示的闭合位置将导电线缆22夹持并保持在间隔夹持臂24内。

图1和图2中所示的间隔夹持臂24的方面被设计成在相对于地的340kV以上的电压下在双分裂导线上实现所需的无线电干扰电压(RIV)和电晕性能。这通过上述间隔夹持臂24的独特几何形状来实现。

间隔夹持臂24的第一或附接端部分44连接到间隔阻尼框架(未示出)，该间隔阻尼框架可具有一个或多个附加的间隔夹持臂，用于相对旋转运动。保持端部分46限定开口48，可通过该开口48接收导电线缆22。

当间隔夹持臂24处于闭合的位置时，使用例如螺栓或销(未示出)等合适的紧固件将保持端部分46的上部62固定到保持端部分的下部64。当间隔夹持臂24围绕导电线缆22固定并且上部62充分固定到下部64时，夹具衬垫40被压缩其体积的约15％。

在使用时，导电线缆22固定在间隔夹持臂24的保持端部分46内。夹具衬垫40位于导电线缆22和保持端部分46之间的开口48中。夹具衬垫40(图3)具有一对基本相同的衬垫半部80。

根据一个方面，模制橡胶夹具衬垫40放置在导电线缆22和间隔夹持臂24的保持端部分46之间。夹具衬垫40保护导电线缆22并且还提供一定程度的阻尼。

每个衬垫半部80形成为近似半圆形的横截面构造。每个衬垫半部80放置在限定开口48的保持端部分46的相应的半圆形凹槽中。

夹具衬垫40(图3)包括两个基本相同的衬垫半部80。每个衬垫半部80包括外部部分82和内部部分84。夹具衬垫40的半部80可以通过模制或挤压，作为各自不同材料的独立部分。

衬垫半部80的每个外部部分82包括大致位于中心的开口86，但是每个外部部分可以位于沿着外部部分的弧形长度的任何位置。每个内部部分84包括可接收在外部部分82中的开口86中的突起88。这将外部部分82和内部部分84连接在一起并防止外部部分和内部部分之间的相对轴向运动和旋转运动。衬垫半部80的外部部分82和内部部分84也可以通过机械或例如横向挤压型材等其他合适的方式固定，或者通过使用塑料或金属铆钉、自攻螺钉或其他合适的方式固定。

外部部分82和内部部分84可以连接在一起或以各种方式形成。图1和图2中所示为机械连接。显而易见的是，可以使用任何类型的机械紧固装置，例如互锁凹槽、机械紧固件或粘合剂结合。还可以设想，外部部分82和内部部分84可以分开形成，然后在热量和压力下模制在一起，以便将外部部分和内部部分结合在一起。还可以设想，外部部分82和内部部分84是共挤出的并且用两种不同的材料整体形成为一体。

每个衬垫半部80的外部部分82包括凹环形外表面102(图3和5)，其可接收于间隔夹持臂24的保持端部分46的凸形内表面100(图2)周围。这种相互作用减少或防止了夹具衬垫40、导电线缆22和间隔夹持臂24之间的相对轴向移动。

每个外部部分82还包括凹环形内表面104，其完全围绕夹具衬垫40的外周延伸。外部部分82的凹环形内表面104接收内部部分84的凸环形外表面106，围绕内部部分84的外周延伸。这种相互作用防止了在内部部分82和外部部分84之间沿轴线A方向的相对运动。

接口表面104,106的轮廓被设计成提供横向过盈配合，使得导电线缆22在轴线A的方向上的滑动载荷(例如，通常超过1.5-2.5kN)不足以使内部部分84与外部部分82分离。附接、固定或粘接仅用作在制造、运输、应用和安装期间将内部部分82和外部部分84保持在一起的方法。

根据一个方面，夹具衬垫40由耐高温和半导电的弹性体制成，其能够在高于130℃的温度下夹紧导电线缆22而不损坏导电线缆22。特别地，夹具衬垫40使得间隔夹持臂24能够夹持导电线缆22，同时保持1kN的相对滑动阻力一分钟。优选地，该性能在圆形或梯形导线上在130℃以上的温度下实现。更优选地，制成夹具衬垫40的材料还能够抵抗大气臭氧至少10年，优选15年，同时仍满足规定的温度、防滑性、半导电性和电阻要求。

每个夹具衬垫40的外表面的形状对应于保持端部分46的内表面。每个夹具衬垫40的内表面108的形状对应于间隔夹持臂24用于夹持的导电线缆22的尺寸和/或形状。这样，当夹具衬垫40定位在开口48中，并且间隔夹持臂24处于闭合位置时，夹具衬垫40填充开口48并限定内表面108，导电线缆22可以穿过该内表面108。夹具衬垫40由弹性体材料制成，该弹性体材料提供一定程度的阻尼弹性，因此可以将受控的夹持压力施加到导电线缆22。夹具衬垫40还具有相对于导电线缆22的直径的内表面108的受控尺寸，从而减小导电线缆和夹具衬垫之间界面处的应力。

根据一个方面，夹具衬垫40的每个衬垫半部80具有由不同的半导体弹性体材料制成的外部部分82和内部部分84。外部部分82由半导电的含氟弹性体化合物制成，例如三元乙丙橡胶(Ethylene Propylene Diene Monomer,EPDM)。内部部分84由不同的半导电的含氟弹性体化合物制成，例如偏氟乙烯六氟丙烯(FKM)。外部部分82占夹具衬垫40的每个衬垫半部80的体积的50％以上，并且优选地约为65％。内部部分84占夹具衬垫40的每个衬垫半部80的体积的50％以下，并且优选地约为35％。该配置通过使用最少量的相对昂贵的FKM以合理的成本提供优异的性能。

当使用这些弹性体材料化合物时，已发现当间隔夹持臂24和相对于导电线缆22的夹具衬垫40的几何形状布置成当间隔夹持臂固定到导电线缆上时在夹具衬垫中提供15％的体积压缩时，可在高达约200℃的温度下实现所需的防滑性能。这种性能已在圆形和梯形导线上实现。

根据旨在用于甚至更高温度的另一个方面，例如高达约250℃或甚至约300℃，外部部分82由半导电的含氟弹性体化合物制成，例如偏氟乙烯六氟丙烯(FKM)。内部部分84由含有比FKM更高的量的氟化物的不同半导电的含氟弹性体化合物制成，例如全氟弹性体(FFKM)。外部部分82占夹具衬垫40的每个衬垫半部80的体积的50％以上，并且优选地约为65％。内部部分84占夹具衬垫40的每个衬垫半部80的体积的50％以下，并且优选地约为35％。

当使用这些化合物时，已发现当间隔夹持臂24和相对于导电线缆22的夹具衬垫40的几何形状布置成当间隔夹持臂固定到导电线缆上时在夹具衬垫中提供15％的体积压缩时，可在高达约250℃的温度下实现所需的防滑性能。这种性能已在圆形和梯形导线上实现。

夹具衬垫40的材料选择不限于EPDM、FKM和FFKM。夹具衬垫40的材料选择可以来自宽范围的弹性体，其中需要不同的温度、夹持或半导电性、电阻和电容性质。夹具衬垫40的材料选择可取决于限制因素，例如成本或与导电线缆22或间隔夹持臂24有关的电学、化学或机械特性。

根据图6中所示的又一方面，提供夹具衬垫140的衬垫半部180作为单件单元。夹具衬垫140的至少一个衬垫半部180整体形成为单件单元。夹具衬垫140的衬垫半部180可以通过模制或挤压，作为各自不同材料的独立部分。衬垫半部180的外部182和内部184可以共挤出以提供单件半部。或者，衬垫半部180的外部部分182和内部部分184可以通过在弹性体组成中使用相容固化剂共同模制，能够挤压出外部部分182和内部部分184之间的机械交联，以提供单件半部。衬垫半部180的外部部分182和内部部分184甚至可以单独模制或挤出，并通过使用后模制硫化工艺(热或冷)或粘合剂结合以提供单件半部。

因此，根据以上任何方面或其组合提供改进的夹具衬垫40,140。应当理解，夹具衬垫的应用不限于间隔阻尼器，本文提供的一个或多个夹具衬垫可以用于其他相间间隔件(例如，不具有阻尼装置的间隔件)。本文提供的一个或多个夹具衬垫可以用于夹持用于连接到高温导线的传输线附件，例如但不限于Stockbridge型振动阻尼器、Brettele阻尼器、Festoon阻尼器、导线夹具等。

本文使用的某些术语仅用于参考目的，因此不旨在限制。例如，诸如术语“上”、“下”、“上方”和“下方”指的是参考的附图中的方向。诸如“左”、“右”、“前”、“后”、“后部”、“底”和“侧”等术语描述了在一致但任意的参考框架内的部分部件的方向，其通过参考描述所讨论的部件的文本和相关附图来明确。这样的术语可以包括以上具体提到的词语、其衍生词和具有类似含义的词语。类似地，除非上下文清楚地指出，否则术语“第一”，“第二”和涉及结构的其他此类数字术语不暗示序列或顺序。

当介绍本公开的部件或特征以及示例性方面时，冠词“一”，“一个”和“该”旨在表示存在一个或多个这样的部件或特征。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可以存在除了具体指出的那些之外的其他部件或特征。还应理解，除非特别标识为执行顺序，否则本文描述的方法步骤、过程和操作不应被解释为必须要求它们以所讨论或说明的特定顺序执行。还应理解，可以采用另外的或替代的步骤。

尽管说明书中已经示出和描述一个或多个实施例、方面、应用或实施方式，但是本领域技术人员基于对本说明书和附图的阅读和理解可以想到在不背离说明书中的实施例、方面或实施方式的精神和范围的情况下进行等同的改变和修改。说明书和权利要求旨在包括所有这些修改和改变。