專利名稱：筒夾型接頭和端頭配件的制作方法
技術領域：
本發明涉及接合和終止電纜的設備和方法。更特別地，本發明涉及能夠通過荷載承受復合芯將兩個復合芯電纜結合的若干配件和能夠終止或閉塞復合芯電纜的若干配件。
背景技術：
影響了美國、英國和法國的2003停電已經證明迫切需要更新全球電網。一種一流的和立即的解決方案是用復合芯強化電纜代替現有的導線。在PCT申請No.PCT/US03/12520中描述了復合芯強化電纜的一個實例，ACCC電纜，其通過參考整合在此。下文中，ACCC電纜將被用來代表所有的復合芯電纜。這些ACCC電纜提供了增加很多的載流容量。在某些情況下，ACCC電纜可提供增加100％的載流容量。用ACCC電纜代替過時的電纜是一種增加全球電力傳輸和分配系統容量的明顯的和有效的方法。為了代替過時的電纜，線路工人需要在現有結構上安裝ACCC或其他復合芯電纜。
不幸地，目前不存在安裝這些電纜的方法和裝置。為了安裝ACCC電纜，線路工人必須能夠接頭這些電纜和利用端頭將這些電纜連接到柱或結構。不幸地，現有的裝置和方法將不再有效。
雖然單條ACCC電纜的電纜長度可達幾千英尺，但是電網需要幾百或幾千英里的電纜。為了跨越這些距離，線路工人必須將兩個更小的電纜跨度接頭或連接在一起。接頭既用作將電纜的兩個端部保持在一起的機械連接，又用作允許電流流過或流遍接頭的電連接。
利用傳統的鋁導體鋼強化電纜(ACSR)，電纜形成為一組圍繞鋼絲芯纏繞的扭曲的鋁導體。鋁導體主要用作電導體，而鋼芯作為強度部件。鋁導體確實承載一些荷載，鋼芯幫助某些電流的傳導。為了連接兩個ACSR電纜跨度，線路工人使用諸如全張力壓縮接頭的裝置。Hubbell/Fargo Manufacturing，of Poughkeepsite，New York供應這種類型的接頭。對于該裝置，線路工人將鋁從鋼芯上剝離。將套管或模具放置在露出的芯的端部。線路工人留下一小部分鋼芯露在套管端部之外。用壓縮老虎鉗將套管連接到鋼芯。然后，將套管和兩條電纜的鋼芯插入到第二管中。該管足夠長以覆蓋套管和沒被剝去的部分鋁導體。還利用壓縮老虎鉗為該管卷邊。這些部件形成了將鋁導體和鋼芯保持在一起的壓縮配合。
發明內容
技術問題剛剛描述的方法對ACSR電纜很有效，但是對ACCC電纜無效。首先，在ACCC電纜中鋁導體不是荷載承受部件。因此，將管卷折到鋁導體上不會將兩條電纜的復合芯荷載承受部件保持在一起。另外，使用的大約60噸psi的特殊卷折力可能壓碎復合芯。因此，用于ACSR電纜的方法是有缺陷的，因為這些方法不能在ACCC電纜的荷載承受部件之間提供良好的機械耦合。
在合成工業中，復合部件經常粘結在一起。特殊的膠、環氧化物、或粘結劑施加到復合物和被粘結到復合物的部件上。不幸地，這些粘結結合存在幾個問題。首先，在結合的整合區域，粘結劑不會傳播施加到所述結合上的力。相反，這些力趨于沿一英寸或兩英寸的結合集中。由于電纜上難以置信的張力(高達60000磅或更高)，粘結結合趨于在接下來的一英寸區域中破壞，直到整個結合失效。另外，與復合部件的結合趨于在復合物的外部纖維上施加力。因此，當力形成時，復合物外部的纖維破壞，然后，結合也破壞。為了補償，一些復合物制造商沿銳角在長度方向上切割復合物。然后，兩個切開的復合物沿切口結合。這種結合將力沿所有的纖維分布而不是僅僅沿那些復合物外圍上的纖維。不幸地，ACCC電纜的復合芯很小。在這些芯中進行這些切割非常困難。另外，結合這些復合物需要特殊工具、材料和培訓，超出了目前線路工人的所學。由于環境污染物如濕氣、灰塵和其他空氣傳播的物質，它們可能影響粘結劑的正確混合和設置，所以在現場使用粘結劑也很困難。
為了終止電纜，線路工人通常安裝端頭。在工業中使用與接頭相似的裝置和方法來安裝端頭。因此，對于端頭來說也存在上述相同問題。
因此，需要用于ACCC強化電纜和其他復合芯電纜的電纜接頭，并且需要用于這些復合芯電纜的電纜端頭。
技術方案ACCC強化電纜以優良的特性提供給公共事業或電力供應商。通過使用ACCC電纜可增加載流容量。利用ACCC電纜提供的優點，公共事業轉向ACCC強化電纜以更新和改進過時的傳輸和分配電纜。不幸地，仍然沒有產生安裝這些電纜的方法和系統。本發明提供了既可以將兩條ACCC電纜接頭在一起又可以終止ACCC電纜的筒夾型配件。另外，本發明提供了接合和終止ACCC電纜的方法。
在本發明的一個實施例中公開了一種用于鋁導體復合芯強化電纜的筒夾型配件，所述電纜具有被導體圍繞的復合芯。所述筒夾型配件包括筒夾，其具有至少一個腔以接收電纜的復合芯；與筒夾一致的筒夾殼，其中筒夾殼包括基本上與筒夾鏡像的結構以使得筒夾能夠壓縮，并且其中筒夾殼具有開口以露出至少一個腔從而使得筒夾接收電纜的復合芯；和與筒夾殼耦合的壓縮部件，其中壓縮部件將筒夾壓縮到筒夾殼內，并且其中壓縮筒夾在電纜的復合芯上施加了壓縮力和摩擦力。
根據本發明，筒夾型配件使用位于筒夾殼內部的筒夾，或者統稱為筒夾組件來保持復合芯。復合芯電纜可以剝去鋁導體以在筒夾和復合芯之間提供最佳的結合，其中復合芯為電纜的荷載承受部件。在將復合芯插入到筒夾組件之后，可使用壓縮部件將(各)筒夾壓在復合芯上。(各)筒夾對芯的這種“預配合”允許筒夾組件產生初始夾緊。在優選實施例中，吊環螺栓或其他終止部件的螺紋部分可深深地插入到筒夾殼中，使得與(各)筒夾本身的頂部產生接觸。當吊環螺栓或其他裝置的螺紋部分實現初始接觸時，螺紋部件上的連續扭力產生了安全的初始夾緊。所需扭矩值的范圍可以從50到250英尺磅，更優選地為75到100英尺磅。筒夾殼的形狀迫使筒夾在進一步移入筒夾殼中時增加壓縮力。這些壓縮力在筒夾和復合芯之間產生了巨大的摩擦結合。該摩擦結合將復合芯保持到筒夾。壓縮配件可用鋁殼覆蓋以在接頭上傳輸電流。該壓縮配件產生了良好的機械和電連接。
本發明進一步公開了一種將第一鋁導體復合芯強化電纜和第二鋁導體復合芯強化電纜接頭在一起的方法，各電纜具有被導體包圍的復合芯。該方法包括以下步驟露出第一電纜的復合芯；露出第二電纜的復合芯；將各電纜的復合芯插入到單獨的筒夾型配件中，其中插入過程進一步包括將復合芯插入到筒夾中；壓縮筒夾以摩擦保持復合芯；以及將連接裝置耦合到各個單獨的筒夾型配件以將筒夾型配件保持在一起。
在另一實施例中，本發明進一步公開了一種終止鋁導體復合芯強化電纜的方法，所述電纜具有被導體包圍的復合芯。根據本發明，所述方法包括以下步驟露出電纜的復合芯；將電纜的復合芯插入到筒夾型端頭配件中，其中插入過程進一步包括將復合芯插入到筒夾中；壓縮筒夾以摩擦保持復合芯；將連接器耦合到筒夾型端頭配件；以及將連接器連接到某一結構以物理終止端頭。
端頭使用相同類型的裝置和方法。通過參考本發明的詳細描述并結合附圖可以更好地理解本發明的端頭和接頭以及其他特征。
圖1是復合芯強化電纜實施例的三維視圖。
圖2A是根據本發明的筒夾型接頭及其相應部件的一個實施例的剖視圖。
圖2B是圖2A所示一部分筒夾型配件及其相應部件的放大剖視圖。
圖3是根據本發明的筒夾和筒夾殼的三維視圖。
圖4是根據本發明的筒夾型端頭和其相應部件中的某些部件的一個實施例的剖視圖。
為了闡明，各幅圖包括附圖標記。這些附圖標記遵循共同的命名方法。附圖標記將具有三位或四位數字。最先的一個或兩個數字表示首先使用了該附圖標記的圖號。例如，首先在圖1中使用的附圖標記將具有像1××之類的數字，而首先在圖5中使用的數字將具有像5××之類的數字。其次的兩個數字表示圖內的特定項目。圖1中的一個項目將為101，而另一個項目將為102。在其他的圖中使用的相同的附圖標記表示相同的項目。例如，圖3中的附圖標記102為圖1所示的相同項目。
具體實施例方式
最佳方式本發明涉及一種用來接合和終止ACCC強化電纜100的筒夾型配件。該筒夾型配件可將ACCC電纜100的復合芯101接合在一起。除了接合復合芯101，接頭應該在兩個或多個ACCC強化電纜100之間提供電連接。備選地，筒夾型配件可以終止ACCC電纜。筒夾型配件可以包括筒夾202、筒夾殼204、至少一個壓縮器206。在進一步的實施例中，筒夾型配件201還可以包括鋁過濾套208，筒夾型接頭200可以包括鋁殼210，該鋁殼210可以覆蓋兩個筒夾型配件201和連接裝置214。在一個實施例中，壓縮部件206和連接裝置214形成為單個零件。然而，本領域的技術人員應該理解，在其他實施例中，這些部件被形成為單獨的部件。筒夾型配件210的各部件用來匹配ACCC電纜100的復合芯101并壓縮筒夾202，從而摩擦力可保持復合芯101。下面將進一步解釋各部件。備選地，筒夾型配件201的各部件用于終止ACCC電纜的端部。
根據本發明，筒夾型配件201在筒夾殼204內部使用筒夾202或者統稱為筒夾組件來保持復合芯或各芯。復合芯電纜100可剝去鋁導體以在筒夾202和復合芯101之間提供最好的結合，其中復合芯101是電纜100的荷載承受部件。在將復合芯101插入到筒夾組件中之后，可使用壓縮部件206將(各)筒夾202壓向復合芯101。(各)筒夾202對芯101的“預配合”使得筒夾202組件產生初始夾緊。在優選實施例中，吊環螺栓或其他終止部件的螺紋部分可深深地插入到筒夾殼204中，使得在(各)筒夾202本身的頂部處實現接觸。當吊環螺栓或其他裝置的螺紋部分實現初始接觸時，螺紋部件的連續扭力允許產生安全的初始夾緊。所需扭矩值的范圍為50到250英尺磅，優選地為75到100英尺磅。筒夾殼204的形狀迫使筒夾202在其進一步移入筒夾殼204中時增加壓縮力。這些壓縮力在筒夾202和復合芯101之間產生巨大的摩擦結合。該摩擦結合將復合芯101保持到筒夾202。壓縮配件201可用鋁殼210覆蓋以在接頭上傳輸電流。該壓縮配件產生了良好的機械和電連接。
發明方式現在將參考示出了本發明示范性實施例的附圖更全面的描述本發明。然而，本發明可以許多不同的形式實施并且不應該被解釋為限制為文中闡述的實施例。相反，提供的這些實施例使得本公開將本發明的范圍完全傳達到本領域的技術人員。附圖沒有必要按比例繪制而只是為了清楚地示例本發明。貫穿該說明書，術語“耦合”、“耦合(第三人稱單數形式)”或“耦合(過去時)”表示兩個部件的任何類型的物理附著或連接。
本發明涉及將兩個復合芯101強化電纜連接在一起的方法和設備。圖1示出了ACCC強化電纜100的一個實施例。圖1示出的ACCC強化電纜100具有強化的碳纖維/環氧樹脂復合內芯104和被第一層鋁導體106A包圍和被第二層鋁導體106B包圍的強化玻璃纖維/環氧樹脂復合外芯102，其中多條梯形的鋁線纏繞著復合芯101，多條梯形的鋁線纏繞著第一鋁層106A。對于該說明書，接頭和端頭配件將利用該復合芯101電纜100的一個實施例作為實例來解釋。然而，接頭和端頭配件可用于復合芯強化電纜100的任何實施例。
為了確定如何實現接頭或端頭，需要理解力對電纜100的影響。以下的所有解釋都應用到等同于Drake型ACSR電纜的ACCC電纜。對于這種類型的電纜100，接頭所需的張力必須保持為最少95％的電纜標定強度。在Drake尺寸的ACCC電纜的情況下，其具有的強度標定為40000磅，95％的最小值大約為38950磅。因此，接頭應該能夠保持大約40000磅的張力。在以下進行解釋的摩擦配合中，接頭或端頭通過在配件和復合芯101之間形成摩擦耦合來抵消張力。為了保持復合芯101不滑出接頭或端頭，摩擦力應該與張力一樣大或大于張力。為了保持40000磅的張力，接頭或端頭必須施加400000磅或更大的摩擦力。摩擦力為接觸面積、接觸壓力和摩擦系數的函數。摩擦力根據以下方程計算摩擦力＝(摩擦系數)×(壓力)×(面積)如上所述，摩擦力應該等于或大于電纜100上的拉伸荷載。因此，摩擦力應該至少為40000磅。對于該實施例的目的來說，摩擦系數被假定為1。AAAC電纜100的復合芯101能夠承受的壓縮力高達10000磅。為了安全的目的，可使用4000磅的較小壓縮力。接觸面積為設置在接頭或端頭中的復合芯101的長度與復合芯101外周的乘積。對于0.371的外徑來說，復合芯101的外周為大約1.17英寸。摩擦力的大小可以通過設置更長或更短的復合芯101承壓長度來調節。在該實例中，承壓長度可以為12英寸。作為實例，外周1.17英寸的12英寸長的復合芯101需要受壓2850磅以實現40000磅的摩擦力。本領域的技術人員應該意識到如何應用該公式來確定如何修改根據本發明的端頭和接頭。在初步試驗中，具有相似尺寸的本發明的接頭能夠承受超過42000磅的摩擦力。
筒夾型接頭本發明涉及幾種用來連接ACCC強化電纜100的配件。ACCC電纜100的主要荷載承受部件是復合芯101。因此，優選地使得接頭設備能夠將ACCC電纜100的復合芯101保持在一起。除了將復合芯101保持在一起之外，接頭應該在兩個或多個ACCC強化電纜100之間提供電連接。
筒夾型配件圖2A和圖2B示出了筒夾型接頭的應該實施例。參考圖2A，筒夾型接頭200的實施例包括兩個通過連接裝置218耦合的筒夾型配件201。在該實施例中，筒夾型配件201可以包括但不限于筒夾202、筒夾殼204、至少一個壓縮器206。在進一步的實施例中，筒夾型配件201還可以包括鋁過濾套208，筒夾型接頭200可以包括鋁殼210，該鋁殼覆蓋了兩個筒夾型配件201和連接裝置218。在圖中表示的實施例中，壓縮部件206和連接裝置218形成為單個零件。然而，本領域的技術人員應該意識到，在其他實施例中，這些部件可以形成為分開的部件。筒夾型配件201的各部件用來匹配ACCC電纜100的復合芯101并且壓縮筒202以使得摩擦力可保持復合芯101。下面將進一步解釋各個部件。
圖2B是圖2A的放大圖，示出了一部分筒夾型配件201的一個實施例，其包括筒夾202、筒夾殼204、接收芯101的腔214和壓縮部件206。在圖2B中，芯101插入到腔214中。
如文中提到的那樣，筒夾202是一種在大的壓力下可被壓縮的結構。在一個實施例中，筒夾202可以為圓錐形零件，其具有沿筒夾202長度同心定向的腔214。腔214接收復合芯101。筒夾202的外徑從筒夾202的第一端220向第二端222增加，但是腔214的內徑保持恒定。雖然筒夾202優選地形成為兩個或多個部分，但是可以設想，筒夾202可以形成為一個或多個部分。筒夾202從第一端220到第二端222的外側坡度或直徑變化應該既不太淺又不太深。如果坡度太淺，筒夾202會被強制性地拖出筒夾殼204的端部。同樣，如果坡度太深，筒夾202將不會在筒夾殼204內滑動并且不會在復合芯101上施加增加的壓縮力。在示范性的實施例中，筒夾202在第一端220處具有0.326英寸的外半徑，在第二端222處具有0.525英寸的外半徑。
筒夾202可以用能夠被形成為合適形狀并且被用來在復合芯101上施加壓縮力的任何材料制成。這種材料的實例可以包括但不限于半可塑性金屬或可壓縮的聚合物。筒夾202的一個實施例由鋁制成。鋁提供了足夠的塑性以在壓縮期間形成在復合芯101周圍但仍然利用筒夾殼204保持其通常形狀。
筒夾202提供了腔214以接收和匹配復合芯101。腔214提供了與復合芯101匹配的凹端。在一個實施例中，腔214極好地配合復合芯101。實質上，腔214的內部形狀和尺寸基本上與暴露的復合芯101的外部形狀和尺寸相同。圖2示出了筒夾202、其相應腔214、和通常為圓形橫截面的復合芯101。然而，復合芯101、筒夾202和腔214可以具有其他形狀的橫截面輪廓。
在圖2A到圖2B示出的示范性實施例中，腔214在筒夾202內沿筒夾202的長度同心延伸。在示出的實施例中，有兩個單獨的和不同的筒夾214，利用連接裝置218分開和連接兩個筒夾202。
筒夾型配件201的另一部件是與筒夾一致的筒夾殼204。筒夾殼204可包括與筒夾202的結構基本上鏡像的結構以允許筒夾202配合在筒夾殼204內部，并且進一步使得筒夾202被壓縮。一般，鏡像結構使得筒夾殼204具有基本上與筒夾202外部形狀相同的普通內部形狀。在示范性實施例中，筒夾殼204為具有漏斗型內部的管狀零件，如圖2B所示。然而，本發明不限于該一種實施例，而是可以假設為能夠封裝筒夾202的任何形狀。筒夾殼204使得筒夾202在筒夾202進一步滑動到筒夾殼204中時進一步壓縮復合芯101周圍并且壓到復合芯101上，這將在下文中更詳細地說明。因此，筒夾殼204在筒夾202被壓縮并且壓在筒夾殼204內壁上時必須保持其形狀。
筒夾殼204可以由各種剛性材料制成。這些材料可以包括但不限于復合材料、石墨、硬化金屬、或其他足夠剛性和堅固的材料。在示范性實施例中，筒夾殼204由鋼制成。筒夾202和筒夾殼204應該由允許筒夾202在筒夾殼204內滑動而不會結合的材料制成。
筒夾殼204提供了開口以允許接收筒夾202并允許筒夾與復合芯101匹配。示出的實施例具有第一開口端226和第二開口端224。另外，筒夾殼204還提供有壓縮部件206的配套部分。與壓縮部件206的配套部分允許通過將筒夾202向下推入到筒夾殼204中而實現筒夾202對復合芯101的初始壓縮。
壓縮部件206是壓縮筒夾202的裝置或手段。因此，壓縮部件206為可壓縮筒夾202的任何機械的、電的、氣動的或其他裝置。在示范性實施例中，壓縮部件206為壓縮螺桿206。在該實施例中，筒夾殼204包括一系列凹槽203以接收螺紋壓縮螺桿206。然而，在其他實施例中，壓縮部件206可使用其他裝置和開口來壓縮筒夾202。下文中，壓縮部件206將被描述為壓縮螺桿206，但是本發明并不意味著被限制于該一個實施例。
參考圖2A，壓縮螺桿206是可嚙合筒夾殼204中的凹槽203的螺紋部件。雖然示出為螺桿206，但壓縮部件206也可以為螺母，其是一種獨立于連接裝置218的部件。壓縮螺桿206或壓縮螺母206可具有中空的中心或空腔。該中空的中心或腔可允許復合芯101穿過壓縮螺母206或進入壓縮螺桿206中。壓縮螺桿206沿螺桿206外表面可具有一系列螺紋。這些螺紋可將螺桿206連接到筒夾殼204，其中筒夾殼沿殼體204的內表面具有相關的凹槽203。對本領域技術人員顯而易見的是，連接裝置218一側上的螺紋可以沿與連接裝置218另一側上的螺紋相反的方向(逆時針)旋轉。螺紋的這種結構允許連接裝置218同時擰入筒夾型配件201中。通過擰緊壓縮螺桿206，壓縮力施加到筒夾202。該壓縮力在筒夾202和復合芯101之間產生了壓縮和摩擦接觸區域。摩擦接觸沿腔214和放置在腔214內部的復合芯101的長度延伸。正是壓縮力和摩擦力將復合芯101保持在筒夾202中。第一端220處的腔的邊緣可具有斜面或倒角以防止在筒夾202端部處的任何力的集中。
如圖3所示，電纜100中的張力沿箭頭302的方向拖動復合芯101。沿著腔214在復合芯101和筒夾202之間出現摩擦區域。當張力沿箭頭302方向拖動復合芯101時，通過摩擦接觸區域連接到筒夾202的復合芯101拖動筒夾202進一步向下進入到筒夾殼204中，如箭頭304所示。筒夾202的圓錐形形狀和筒夾殼204的漏斗形狀由于沿箭頭304方向在筒夾殼204內減小的體積而在復合芯101上產生增加的壓縮力。因此，摩擦力隨壓縮力的增加而成比例增加，其中壓縮力隨張力的增加而成比例增加。增加的摩擦力確保了復合芯101在張力增加時不會滑出筒夾202之外。
筒夾型配件201的另一可能部件是鋁過濾套208。鋁過濾套208可插入到鋁殼和ACCC電纜100的鋁導體106之間。如果筒夾殼204和筒夾202需要大于ACCC電纜100外徑的外徑，則需要該鋁過濾套208。筒夾殼204的更大的外徑允許筒夾202的坡度更陡峭并且在被拖入到筒夾殼204的端部時不太可能受迫跑出筒夾殼204之外。鋁過濾套208可以為匹配在鋁殼210和ACCC電纜100之間的任何形狀。在示范性實施例中，鋁過濾套208是一種管。該鋁過濾套208可以由任何導體材料制成。在示范性實施例中，鋁過濾套208由鋁制成以匹配纏繞ACCC電纜100的導體線106和鋁殼210。鋁過濾套208允許電流通過鋁過濾套208進入到鋁殼210和進入到下一條電纜100。鋁過濾套208可以利用標準的卷邊技術以不損壞復合芯101的力卷曲到電纜100上。
筒夾型配件300還可以包括鋁殼210。鋁殼210指的是用作第一電纜100a和第二電纜100b之間電跨接線的任何結構。鋁殼210引導并使電流從一條電纜100到達另一條電纜。在一個實施例中，鋁殼210可以為卷繞到第一電纜100a和第二電纜100b的導體106上的電纜100。在示范性實施例中，鋁殼210是可以滑過整個接頭并接觸第一電纜100a和第二電纜100b二者之上的導體106的另一空心圓筒或管。鋁殼210可以為任何電導材料，該電導材料可以從第一電纜100a越過接頭200到達第二電纜100b輸送電流。在示范性實施例中，鋁殼210由與ACCC電纜100中的導體線106相似的鋁制成。鋁殼210可以利用標準的卷邊技術以不損壞復合芯101的力卷繞到第一電纜100a和第二電纜100b二者之上。鋁殼210的該實施例在圖2中示出并且僅為示例。
鋁殼210可以具有各種橫截面積。在一個實施例中，鋁殼210的橫截面積在沿鋁殼210長度的某一點處超過電纜100上的導體106的橫截面積。例如，鋁殼210的橫截面積可以為電纜導體106橫截面積的兩倍。通過增加鋁殼210的橫截面積，可保持鋁殼210的操作溫度低于電纜導體106。該更低的溫度保護了筒夾202和其他筒夾型配件201的部件不會由于高的操作溫度而損壞。
將兩條ACCC電纜連接在一起的方法下面描述將兩條ACCC電纜100連接在一起的方法的一個實施例。首先，第一電纜100a和第二電纜100b的復合芯101可以通過剝去包圍復合芯101的導體106而露出。剝去導體106可以通過剝皮工具完成。為電線剝皮的這些工具和方法在本領域是公知的，將不再進一步解釋。
筒夾202可插入到筒夾殼204中，鋁過濾套可以滑過各條電纜100的導體。鋁殼210也可以滑過其中一條電纜100。該步驟應該在筒夾型配件210耦合之前完成。一旦配件201被耦合，僅僅放置在鋁殼210上的方法應該是將其滑過其中一條電纜100的整個長度直到其到達接頭為止。然而，鋁殼210的其他實施例可以在該工藝之后放置在接頭上。
然后，復合芯101可插入到筒夾202的腔214中。插入復合芯101需要芯100滑動到它們各自的腔214中。芯100可以不達到筒夾202的端部或者可以延伸超過筒夾202的端部。
為了在復合芯101上形成壓配合和摩擦保持，筒夾202被壓縮。使用壓縮部件206將筒夾202擠壓到筒夾殼204中。在示范性實施例中，壓縮螺桿206被擰入到筒夾殼204的接收螺紋203中然后擰緊512，其進一步將筒夾202壓入到筒夾殼204中。筒夾202圍繞復合芯101沿插入到筒夾202中的復合芯101的長度緊固。將螺桿206擰入到筒夾殼204中可以在復合芯101與筒夾202匹配之前完成。筒夾202依次在各條電纜100的復合芯101上施加壓縮力。
在一個實施例中，鋁過濾套208可放置在鋁殼210和電纜導體106之間。鋁過濾套208和鋁殼210可卷繞到其中一條或兩條電纜100上。鋁殼210的卷繞確保了它將不會在接頭200上從其位置移動。在其他實施例中，鋁過濾套208和鋁殼210可以焊接到兩條電纜100上的導體106的其中一條或兩條之上。在另一實施例中，鋁過濾套208和鋁殼210可以粘到或黏著地連接到電纜100。一旦連接，鋁殼210利用鋁過濾套208的幫助可在接頭200上承載電流。
0.371英寸直徑的示范性復合芯101可以承受大約10000psi的壓縮力。當筒夾202利用壓縮螺桿206壓縮時，壓縮力應該低于復合芯101的壓縮極限。因此，應該將筒夾202壓縮到小于大約10000psi。在示范性實施例中，對于代替Drake型ACSR連接器的ACCC電纜100的接頭200，筒夾202被壓縮到4000psi。這些計算結果僅為示范性的，但通常遵循符合上述計算結果。
電纜100必須能夠保持足夠的張力。線中的張力可防止松弛。作為標準，絕大多數Drake型ACSR電纜中的張力大約為31000磅。然而，本發明沿接頭200允許更高的拉伸荷載。接頭200可處理大約43000磅的張力。所導致的更高值有效地增加了安全因子。另外，如果復合芯101開始從接頭200滑動并且進一步將筒夾202拖動到筒夾殼204內，則筒夾型接頭200會增加張力。
可以設想出上述部件的其他結構并且這些結構包括在本發明內。另外，可以在接頭200中增加其他部件，這也將包括在本發明中。
端頭配件本發明還涉及到如圖4所示的用來終止文中所述ACCC強化電纜100的端頭400。如所述的那樣，ACCC電纜100的主要荷載承受部件是復合芯101。因此，優選地使得端頭400能夠保持ACCC電纜100的復合芯101。端頭400與接頭配件200相似并且功能相似。本領域技術人員應該意識到所述的相似性和如何修改筒夾型配件201以作為端頭400。因此，將不再解釋筒夾型配件201，因為它涉及到端頭400。相反，接頭200和端頭400之間的差別將在下文中描述。
圖4示出了筒夾型端頭400的一個實施例。在該實施例中，筒夾型端頭400可以包括但不限于筒夾202、筒夾殼204、連接器404和至少一個壓縮部件206。在示出的實施例中，壓縮部件206和連接器404形成為單個零件。在進一步的實施例中，筒夾型端頭400還可以包括鋁過濾套208和鋁殼210。筒夾型端頭400的這些部件用來匹配ACCC電纜100的復合芯101，壓縮筒夾202以使得摩擦力保持在復合芯101上，和將端頭400錨固到某一結構上。
筒夾型端頭400的一個部件可以是連接器404。連接器404可以是將端頭400和電纜100錨固到某一結構上的任何機械裝置。在示出的實施例中，連接器404是一種吊環螺栓或U型鉤。在其他實施例中，連接器404可包括但不限于可設置在孔中的鉤、可擰到一組螺栓上的板、或可擰到凹的匹配件上的螺栓。本領域的技術人員應該認識到，可使用各種類型的連接器404。所有的連接器404都被整合到本發明中。下文，連接器404將被描述為一種吊環螺栓402，但是本說明書并不意味著將本發明限制為該一種實施例。
吊環螺栓402可以形成有壓縮螺桿206并擰入到筒夾殼204中。通過擰入到筒夾殼204的螺紋中，吊環螺栓402可被整合到與電纜100的機械耦合中。因此，當吊環螺栓402錨固到某一結構時，保持電纜100的部件也被錨定。吊環螺栓402可被錨到任何類型的結構上。該結構可以包括但不限于柱、建筑物、塔、或變電站。
一旦完全匹配，電纜100和筒夾型端頭400就形成電纜終端400。在電纜終端400形成后，可安裝電跨接線406，并且使用該跨接線406將電路連接到終端用戶。
終止ACCC電纜的方法下面描述終止ACCC電纜100的方法的一個實施例。首先，電纜100的復合芯101通過剝去包圍復合芯101的導體106而露出。將導體106剝去可通過剝皮工具完成。使電線剝皮的這些工具和方法在本領域是眾所周知的，將不再進一步解釋。
筒夾202可插入到筒夾殼204中。鋁殼210也可以滑過電纜100。在一個實施例中，鋁過濾套也可以放置在電纜100之上。連接器404可以連接到筒夾殼204的第二端222。連接可以通過將連接器404擰入到筒夾殼204的末端222來實現。在該點，筒夾204準備接收復合芯101。復合芯101可插入到筒夾202的腔214中。插入復合芯101需要芯100滑動到腔214中，有可能直到芯100到達筒夾202的端部為止。
為了在復合芯101上形成壓配合和摩擦保持，筒夾202被壓縮。使用壓縮部件206擠壓筒夾202。在一個實施例中，壓縮螺桿206被擰入到筒夾殼204中然后擰緊914，其壓在筒夾202上。筒夾202依次在電纜100的復合芯101上施加壓縮力。
在一個實施例中，鋁過濾套208和鋁殼210可滑到端頭400上。鋁過濾套208和鋁殼210可卷繞到電纜100上。鋁過濾套208和鋁殼210的卷繞確保了它將不會在端頭400上從其位置移動。在其他實施例中，鋁過濾套208和鋁殼210可以焊接到導體106上。在另一實施例中，鋁過濾套208和鋁殼210可以粘到或黏著地連接到電纜100。一旦連接，鋁殼210可在端頭400上承載電流。
在一個示范性實施例中，跨接線端子406可連接到鋁殼210。在一個實施例中，跨接線端子406螺栓固定到鋁殼210。跨接線端子406還可以焊接到或黏著地連接到鋁殼210。在另一實施例中，跨接線端子406和鋁殼210形成為單個整體部件。本領域的技術人員應該想得到將鋁殼210連接到跨接線端子406的其他方法。跨接線端子406提供了鋁殼210和終端用戶之間連接的手段。
在連接器404和芯100連接之后，端頭400可錨固到某一結構上。錨定端頭400可包括將吊環螺栓404的吊環或U型鉤滑動到某一鉤上。結構可以是柱或建筑物。在一個實施例中，吊環滑動到鉤上；跨接線端子406連接到將電流饋送到附近建筑物的電線。本領域的技術人員想得到可被錨定的其他結構和實現這種連接的其他方法。
產業適用性為了代替現有的輸電電纜，線路工人必須能夠使得電纜接頭并且利用端頭將電纜連接到柱或結構。本發明的實施例實現了電纜的接合和終止。
權利要求
1.一種用于鋁導體復合芯強化電纜的筒夾型配件，所述電纜具有被導體包圍的復合芯，所述筒夾型配件包括a、筒夾，其具有至少一個腔以接收電纜的復合芯；b、與筒夾一致的筒夾殼，其中筒夾殼包括基本上與筒夾鏡像的結構以使得筒夾能夠壓縮，并且其中筒夾殼具有開口以露出至少一個腔從而使得筒夾接收電纜的復合芯；和c、與筒夾殼耦合的壓縮部件，其中壓縮部件將筒夾壓縮到筒夾殼內，并且其中壓縮筒夾在電纜的復合芯上施加了壓縮力和摩擦力。
2.根據權利要求1所述的筒夾型配件，進一步包括將兩個或多個筒夾型配件耦合到一起以形成筒夾型接頭的連接部件。
3.根據權利要求1所述的筒夾型配件，其中壓縮部件進一步包括將筒夾型配件耦合到某一結構以形成筒夾型端頭的連接器。
4.根據權利要求1所述的筒夾型配件，進一步包括將筒夾型配件耦合到某一結構以形成筒夾型端頭的連接部件。
5.根據權利要求1所述的筒夾型配件，其中筒夾為一種具有第一端和第二端的細長圓錐形體，其中筒夾的外半徑在第一端處較大。
6.根據權利要求1所述的筒夾型配件，其中腔沿筒夾的長度從第一端向第二端同心延伸。
7.根據權利要求6所述的筒夾型配件，其中腔接收電纜的復合芯。
8.根據權利要求1所述的筒夾型配件，其中筒夾被制造為兩個或多個部分。
9.根據權利要求1所述的筒夾型配件，其中筒夾殼為一種帶有可容納筒夾的漏斗形內部的管。
10.根據權利要求1所述的筒夾型配件，其中壓縮部件通過將筒夾壓縮到筒夾殼中而壓縮筒夾。
11.根據權利要求1所述的筒夾型配件，其中筒夾殼由鋼制成。
12.根據權利要求1所述的筒夾型配件，其中壓縮部件為可擰入到筒夾殼中的壓縮螺桿，并且其中擰緊壓縮螺桿壓縮筒夾。
13.根據權利要求1所述的筒夾型配件，進一步包括鋁殼，所述鋁殼與一個或多個筒夾型配件耦合，并且使得第一電纜的導體與第二電纜的導體電連接。
14.根據權利要求13所述的筒夾型配件，進一步包括鋁過濾套，所述鋁過濾套耦合到電纜上的導體并且與鋁殼一致以確保電流通過鋁殼。
15.一種將第一鋁導體復合芯強化電纜和第二鋁導體復合芯強化電纜接頭在一起的方法，各電纜具有被導體包圍的復合芯，該方法包括a、露出第一電纜的復合芯；b、露出第二電纜的復合芯；c、將各電纜的復合芯插入到單獨的筒夾型配件中，插入過程包括i、將復合芯插入到筒夾中；ii、壓縮筒夾以摩擦保持復合芯；和d、將連接裝置耦合到各個單獨的筒夾型配件以將筒夾型配件保持在一起。
16.根據權利要求15所述的接頭方法，進一步包括使筒夾匹配筒夾殼。
17.根據權利要求15所述的接頭方法，其中壓縮筒夾包括a、將壓縮螺桿擰入到筒夾殼中；和b、擰緊壓縮螺桿以將筒夾壓縮到筒夾殼中。
18.根據權利要求15所述的接頭方法，進一步包括將鋁殼滑動到接頭之上以從第一電纜的導體向第二電纜的導體導電。
19.根據權利要求18所述的接頭方法，其中鋁殼卷繞到第一電纜和第二電纜其中之一上或者第一電纜和第二電纜二者之上以將鋁殼在接頭上保持到位。
20.根據權利要求18所述的接頭方法，進一步包括將鋁過濾套插入到或者第一電纜或者第二電纜的導體和鋁殼之間。
21.一種終止鋁導體復合芯強化電纜的方法，所述電纜具有被導體包圍的復合芯，所述方法包括a、露出電纜的復合芯；b、將電纜的復合芯插入到筒夾型端頭配件中，插入過程包括i、將復合芯插入到筒夾中；ii、壓縮筒夾以摩擦保持復合芯；c、將連接器耦合到筒夾型端頭配件；和d、將連接器連接到某一結構以物理終止端頭。
22.根據權利要求21所述的終止方法，進一步包括使筒夾與筒夾殼匹配。
23.根據權利要求21所述的終止方法，其中壓縮筒夾包括a、將壓縮螺桿擰入到筒夾殼中；和b、擰緊壓縮螺桿以將筒夾壓縮到筒夾殼中。
24.根據權利要求21所述的終止方法，進一步包括將鋁殼滑動到端頭之上以從導體導電并且滑動到筒夾型端頭配件上。
25.根據權利要求24所述的終止方法，其中跨接線端子被連接到鋁殼以從鋁殼向終端用戶導電。
26.根據權利要求24所述的終止方法，其中鋁殼被卷繞到電纜或卷繞到連接器上以將鋁殼在接頭上保持到位。
27.根據權利要求24所述的終止方法，進一步包括將鋁過濾套插入到電纜的導體和鋁殼中間。
全文摘要
本發明涉及用于筒夾型接頭和筒夾型端頭的筒夾型配件(201)和用來將兩條鋁導體復合芯強化電纜(ACCC)接頭在一起或終止一條ACCC電纜的方法。筒夾型配件(201)包括與筒夾殼(204)一致的筒夾(202)以保持復合芯。復合芯可剝去鋁導體以提供筒夾(202)和復合芯之間的結合。在將復合芯插入到筒夾(202)中之后，壓縮部件(206)壓縮筒夾(202)。筒夾(202)利用摩擦力保持復合芯，如果復合芯拖動筒夾(202)進一步進入到筒夾殼(204)中，筒夾(202)進一步壓縮和強化復合芯的保持。
文檔編號B32B27/04GK1894827SQ200480036282
公開日2007年1月10日 申請日期2004年10月22日 優先權日2003年10月22日
發明者戴維·布賴恩特 申請人:Ctc電纜公司