專利名稱：用于包含復合芯的傳輸線導體的內爆電連接器和方法
技術領域：
本發明總體上涉及電連接器及將電連接器施加到傳輸線(輸電線) 上的方法，更具體地，本發明包括將電連接器內爆至包含非鋼芯的傳 輸線上。
背景技術：
一種將電連接器內爆至鋼芯上的方法描述于下述文獻中"New Implosive Connector Technology for High Voltage Conductors", Pasini， The 8th IEEE International Conference on AC and DC Power Transmission, Savoy Place,英國倫敦，2006年3月。
在美國專利文獻2004/0182597、 2004/0026112、 2004/0131851、 2005/0006129 、 2005/0227067 、 2006/0016616 、 2006/0051580及 2006/0084327中描述了非金屬芯、復合芯及用于復合芯的線性驅動楔 形連接器。這些文獻中的每一份均以其全部內容以引用方式并入本申 請。
美國專利No. 4,511,280描述了一種防籠狀變形的連接器，該文獻 以其全部內容以引用方式并入本申請。
發明內容
本發明的一方面是將電連接器附接至諸如復合芯傳輸線的物體 上。非金屬/鋼芯通常具有高抗拉強度，但也具有比鋼或絞合鋼線纜更 低的擠壓失效或壓潰點。例如，碳復合芯材料可具有約為4000磅每平 方英寸的擠壓失效或壓潰點。
在非鋼芯和/或由非鋼芯攜載的導體與電連接器之間需要強摩擦 力，以使得傳輸線懸掛在地面之上。因此，非鋼芯必須耐受足夠大的 擠壓力以便將電連接器摩擦式緊固至傳輸線上，且能受控以便在非鋼
4芯和/或導體徑向受擠壓期間非鋼芯不發生毀壞性損傷。
因此，本發明涉及一種徑向擠壓至諸如碳基芯的非金屬或非鋼芯 上的電連接器。在一個實施例中，電連接器包括套筒，該套筒可徑向 或軸向內爆直接至非鋼芯上或至放置成鄰近非鋼芯的導體上。還構想 出其它徑向擠壓裝置，例如液壓或手動擠壓器。
例如，本發明的電連接器可包括具有導電金屬材料和適于接收非 鋼芯端部的通道的套筒；擠壓調節器，當套筒在非金屬芯周圍軸向或 徑向受擠壓時該擠壓調節器防止非鋼芯被壓潰；內爆部分，該內爆部 分包括可環繞套筒一部分的爆裂材料。套筒可為塑料或金屬，且可為 兩個或更多個的分離部件。
擠壓調節器可為放置成鄰近非金屬芯的可壓縮材料；多個彼此分 隔開的部分，每個部分從套筒的內表面延伸；套筒的壁部，所述壁部 交叉到一起；錐形槽和錐形楔，該錐形楔以逐漸增大的過盈配合方式 配合入錐形槽中；槽和凸塊，該凸塊配合入槽中，且該凸塊在長度上 比槽更短；間隙和可壓縮材料，該可壓縮材料在套筒或制動片或凸臺 與套筒在通道處的內壁中的溝槽之間的間隙中。
套筒在通道處的內壁可具有從通道延伸入內壁中的多個凹槽，且 擠壓調節器可具有多個錐形構件，所述錐形構件在受擠壓之前彼此分 離開來且每個構件均延伸入多個凹槽的相應一個之中。通道可在套筒 的壁上形成，套筒壁在通道與套筒的外側滑動件(滑套)之間至少部 分地重疊到自身上。套筒部分可包括具有不均勻壁厚的橫截面形狀。
參考附圖，將在后述說明中闡述本發明的前述方面和其它特征， 在附圖中
圖1是傳輸線的端視圖，該傳輸線具有非金屬芯和繞該非金屬芯 纏繞的導體；
圖2是在圖1中示出的傳輸線的側視圖3是根據本發明第一實施例的電連接器和爆裂材料的剖切側視
圖；圖4是根據本發明第二實施例的電連接器的剖切端視圖5是根據本發明第三實施例的電連接器的剖切端視圖6是根據本發明第四實施例的電連接器的剖切端視圖7是根據本發明第五實施例的電連接器的剖切端視圖8是根據本發明第六實施例的電連接器的剖切端視圖9是根據本發明第七實施例的電連接器的剖切端視圖IO是根據本發明第八實施例的電連接器的剖切端視圖11是根據本發明第九實施例的電連接器的剖切端視圖12是根據本發明第十實施例的電連接器的側視圖13是根據本發明第十一實施例的電連接器的剖切側視圖14是根據本發明第十二實施例的電連接器的剖切側視圖15是放置在復合芯周圍的第十三實施例的電連接器的剖切端
視圖16是根據本發明第十四實施例的電連接器的部分剖切端視圖； 圖17是根據本發明第十五實施例的電連接器的剖切端視圖； 圖18是根據本發明第十六實施例的非金屬套筒的分解透視圖19是根據本發明第十七實施例的電連接器的剖切端視圖。
具體實施例方式
本發明總體上涉及將電連接器附接至電力傳輸線(輸電線)上， 該電力傳輸線包括非鋼芯和/或繞該非鋼芯纏繞的導體。
大體上如圖1-2所示，本發明總體上涉及適于連接至傳輸線T的 非鋼芯12和/或導體14的電連接器10 (圖3)。導體14可以是鋁或其 它合適材料的，且在一個實施例中包括繞非鋼芯12纏繞的絞線。
大體上如圖3-19所示，每個電連接器10 (圖3)總體上包括套筒 16-16P及擠壓調節器。套筒16-16P優選由鋼、鋁、塑料、導電塑料或 其它合適材料制成，且優選是中空并可壓縮的。在圖3-19示出的套筒 16-16P適于放置在圖1和圖2示出的非鋼芯12或導體14上面。套筒 16-16P可限定出可為圓柱狀或其它合適形狀的外表面18-18P。
爆裂材料20、 20A (圖3和圖8)可放置在套筒16-16P的外表面18-18P上。爆裂材料20、 20A沿著套筒16-16P的長度方向或在第二 套筒的外表面上對稱或非對稱配置，所述第二套筒的外表面配合在一 個或多個套筒16-16P的外表面18-18P的上面。可將彈性間隔件(圖 14)放置在套筒16-16P的外表面18-18P與爆裂材料20、 20A之間。 套筒16-16P中的任何一個還可包括附加的內或外套筒、楔或纏繞件。
套筒16-16P的內表面22-22P可具有連續、不間斷表面。備選地， 如圖4國8、 11、 12及15-19所示，套筒16A-16E、 16H、 161、 16L-16P 的內表面22A-22E、 22H、 221、 22L-22P也可限定出缺口 24，間隙26， 或凸臺40和溝槽42。
例如，圖3示出了包括具有內表面22和外表面18的套筒16的電 連接器10。爆裂材料放置成鄰近套筒16的外表面18。
圖4示出了具有內表面22A和外表面18A的套筒16A。缺口 24 被添加以便在套筒徑向擠壓至非鋼芯或導體(諸如在圖1和圖2中示 出的芯12和導體14)上的期間幫助吸收能量。
如圖5所示，套筒16B能夠限定內表面22B、外表面18B，并具 有限定在套筒16B的兩個相對邊緣之間的間隙26的橫截面C形狀。 兩個相對邊緣能夠相對彼此呈角度，以便在擠壓期間可壓縮材料28 沿著離開非鋼芯12的方向向外擠出。可壓縮材料28可放置在間隙26 中，以幫助吸收內爆力。間隙26也可定大小成使得在內爆期間套筒 16B施加僅預定量作用力至芯12上。可根據可壓縮材料28的特定擠 壓屬性來選取可壓縮材料28。
圖6示出了根據本發明的另一個套筒16C。套筒16C總體上包括 放置在套筒16C的內表面22C上的幾個金屬或非金屬部分30，在套筒 16C內爆之前該金屬或非金屬部分30彼此分隔開或不直接彼此接觸。 金屬或非金屬部分30可由柔性的(或許是犧牲性的)包覆模制件32 保持在一起，包覆模制件32可接收從該幾個部分30延伸的錨桿34。 備選地，金屬或非金屬部分30可與可壓縮包覆模制件32類似材料一 體式成形。幾個部分30可為楔形，因而在包覆模制件32由爆裂物(未 示出)內爆時這些部分30彼此干涉。該干涉作用被認為會限制在芯 12上的擠壓力。圖7示出了重疊到自身上的套筒16D。諸如橡膠和塑料的柔性材 料36能夠填充在重疊邊緣之間形成的覆合部(overbite)中，以使得外 表面18D形狀均勻。對于非對稱的外表面，爆裂材料(為了清楚起見 未示出)能夠設置在套筒16D的外表面18D上，以補償該重疊金屬。 此外，鄰近于覆合部的套筒16D的內表面22D的邊緣能夠帶有圓角， 以幫助防止刺入芯12。
圖8描述了具有分段爆裂材料20A的套筒16E，該爆裂材料20A 放置成鄰近套筒16E的外表面18E。分段爆裂材料20A能夠同時或按 部分引爆，以便幫助防止鄰近套筒16E內表面22E的非鋼芯12被壓 潰。套筒16E也分段，示出為兩條呈角度的線，以便在內爆期間允許 套筒16E的更加受控地受擠壓。
圖9中的套筒16F具有外表面18F和在套筒16F內表面22F上的 金屬、非金屬或半金屬材料38。材料38可為導電塑料、與非鋼芯12 相同的材料、海綿磨塊、不銹鋼、有鉛或無鉛焊料、環氧樹脂或樹脂 或者其它合適的材料。可通過使用與芯12化學性類似或與芯12化學 或熱反應的材料而增強芯12與材料38之間的粘結。而且，如果該材 料是彈性材料，則可使超過非金屬芯12受擠壓失效點的非金屬芯12 受擠壓值降低。
如圖IO所示，套筒16G可具有外表面18G和限定出凸臺40和溝 槽42的內表面22G。凸臺40和溝槽42可彼此平行且可形成螺旋線形 式。凸臺40可彼此相對地放置，以便當套筒16G在芯12或導體14 (圖2)上內爆時在芯12上存在等值且相對的擠壓力。
圖11是本發明的另一個實施例。套筒16H可限定外表面18H、 內表面22H及接收圓弧凸塊46的圓弧槽44，凸塊46的長度比圓弧槽 44的深度更短。在內爆或其它合適的徑向擠壓期間，套筒16H可在非 鋼芯12或導體14周圍受擠壓且槽44、凸塊46或表面48A、 48B限 制允許擠壓值。
圖12示出了包括外表面18I和由套筒16I的邊緣52A、 52B限定 的鋸齒縫50的套筒161。邊緣52A、 52B可限定出允許邊緣52A、 52B 相對彼此而移動的齒部和溝槽，還限制在內爆期間邊緣52A、 52B移動預定的距離。齒部和溝槽可為錐形，以便在套筒16I受擠壓時形成 逐漸增大的過盈配合。
如圖13和圖14所示，套筒16J和16K的外表面18J、 18K或內 表面22J、 22K可為錐形外形。在圖14示出的塑料P可放置在套筒 16-160的外表面上。
圖15示出了具有內凸臺40L和溝槽42L的套筒16L，凸臺40L 和溝槽42L設置成防止纏繞在非鋼芯12外表面周圍的導體14的籠狀 變形。在圖15的實施例中，凸臺40L和溝槽42L被切割成套筒16L 的內表面22L，且外表面18L可為一致形狀。備選地，內表面22L可 為光滑表面或包括凸臺40L和溝槽42L。
圖16示出了具有在第一連接件上的凸塊46M和在第二連接件上 的槽54M的套筒16M。凸塊46M的寬度比槽54M的間隙寬度GW大。 第二連接件可進一步限定凹槽56，當通過徑向擠壓(例如通過放置在 由兩部分組成的套筒16M的外表面18M上的炸藥)使得第一和第二 連接件在一起時該凹槽56能夠接收來自凸塊46M的金屬剃齒。直立 壁部58應當足夠厚，以便在擠壓期間防止從凸塊46M拔出。內表面 22M可為光滑表面或包括凸臺40M和溝槽42M。外表面18M可為均 勻或非均勻橫截面。隨著凸塊46M和槽54M被擠壓到一起，它們可 形成逐漸增大的過盈配合。
圖17示出了具有對置凸塊46N和槽54N的由兩個或多個部分組 成的套筒16N。凸塊46N在錐形寬度上優選地比相應的錐形槽54N稍 微要大。隨著凸塊46N和槽54N被擠壓到一起，它們可形成逐漸增大 的過盈配合。內表面22N可為光滑表面或包括凸臺40N和溝槽42N。 外表面18N可為均勻或非均勻橫截面。可包括套筒分離器，這將在后 文進行描述。
圖18是類似于圖17中套筒16N的非金屬內套筒160。套筒160 是可配合在外金屬套筒(未示出)的內側的擠壓調節器。套筒160和 外金屬套筒均受擠壓。非金屬套筒與非金屬芯12 (圖1)相接觸，而 外金屬套筒與導體14 (圖l)形成電連接。前述討論的爆裂材料20、 20A可放置在外金屬套筒周圍。圖19示出了由三部分組成的套筒16P。該由三部分組成的套筒類 似于在圖17中示出的套筒16N。為了制造的一致性，可包括可拆除或 犧牲間隔件60。套筒16P的內表面22P可為光滑表面或包括凸臺40P 和溝槽42P。外表面18P可為均勻或非均勻橫截面。
在受益于上述說明和相關附圖呈現的教導后，本領域技術人員將 能構想出本發明的許多變型和其它實施例。例如，能夠使用液壓工具、 用手或用扭矩鉗將套筒16-16P擠壓或扭轉至預定的擠壓力，該預定的 擠壓力防止芯失效且仍保持使傳輸線離開地面。因而，應當理解的是 本發明不局限于公開的實施例，且旨在包括落入本發明的精神和范圍 內的其它變型和實施例。在其它實施例中也可包括上述各種實施例的 特征的組合。
權利要求
1.一種電連接器，包括套筒，所述套筒包括導電金屬材料和適于接收非鋼芯的端部的通道；和擠壓調節器，在所述套筒在所述非金屬芯周圍徑向受擠壓時，所述擠壓調節器防止所述非鋼芯被壓潰。
2. 根據權利要求l所述的電連接器，還包括含有爆裂材料的內爆 部分，其中所述內爆部分環繞所述套筒的一部分。
3. 根據權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述擠壓調節 器是鄰近所述非金屬芯放置的可壓縮材料。
4. 根據權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述擠壓調節 器是多個彼此分隔開的部分，所述部分的中每個均從所述套筒的內表 面延伸。
5. 根據權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述擠壓調節 器是交叉到一起的所述套筒的壁部。
6. 根據權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述套筒包括 兩個部件。
7. 根據權利要求6所述的電連接器，其特征在于，所述擠壓調節 器包括錐形槽和錐形楔，所述錐形楔以逐漸增大的過盈配合方式配合 入所述錐形槽中。
8. 根據權利要求6所述的電連接器，其特征在于，所述擠壓調節 器包括槽和配合入所述槽中的凸塊，且其中所述凸塊的長度比所述槽短。
9. 根據權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述擠壓調節 器包括位于所述套筒中的間隙。
10. 根據權利要求9所述的電連接器，還包括位于所述間隙中的可壓縮材料。
11. 根據權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述擠壓調 節器是所述通道處的套筒內壁上的缺口，或凸臺與溝槽。
12. 根據權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述套筒在 所述通道處的內壁具有從所述通道延伸進入所述內壁的多個凹槽。
13. 根據權利要求12所述的電連接器，其特征在于，所述擠壓調 節器是多個錐形構件，所述錐形構件在受擠壓之前彼此分開，并且每 一個錐形構件延伸進入所述多個凹槽中的相應一個中。
14. 根據權利要求1所述的電連接器，其特征在于，通道由所述 套筒的壁形成，所述套筒的壁在所述通道與套筒的外側滑動件之間至 少部分地重疊到自身上。
15. 根據權利要求1所述的電連接器，其特征在于，所述套筒部 分包括具有不均勻壁厚的橫截面形狀。
全文摘要
本發明公開了一種電連接器，該電連接器能夠被擠壓至復合物傳輸線上而不造成非金屬/鋼芯的毀壞性損傷。該電連接器包括套筒和限制該套筒受擠壓的擠壓調節器。
文檔編號H01R13/623GK101641838SQ200880007834
公開日2010年2月3日 申請日期2008年3月12日 優先權日2007年3月12日
發明者B·C·克拉徹, D·E·蓋布爾 申請人:Fci公司