專利名稱：一種導體連接用的連接體和連接裝置及其冷接工藝的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及導體連接領域，具體為一種導體連接用的連接體和連接裝置及其冷接工藝，廣泛應用于電力、電力施工安裝、電線電纜制造等過程中，對電纜導體、銅、鋁裸絞線的等徑或變徑連接。
背景技術：
隨著我國國民經(jīng)濟高速發(fā)展，大中城市用電設備增加，電力電纜的應用也出現(xiàn)了一個較快發(fā)展階段。由于城市供電線路長，主要干線導體截面大，使電力電纜導體連接點增力口，然而對電纜導體連接方式也提出了新的挑戰(zhàn)，電纜連接點是電力電纜的重要組成部分，也是整個電纜的薄弱環(huán)節(jié)，其故障率約占整個電纜故障的60%左右，而電纜故障中大部分 出現(xiàn)在導體芯線連接點上，所以導體連接好壞成為電纜供電系統(tǒng)中的一大安全問題，也是電纜安全供電的一個重要環(huán)節(jié)。如處理不當，時間一長，導體連接點會出現(xiàn)松動、接觸不良、發(fā)熱氧化等現(xiàn)象，嚴重時會發(fā)生短路事故，導致用電設備不能正常運行，將會給企事業(yè)單位或居民用電帶來安全隱患或造成火災事故。由于上述情況，通過幾年來對電力電纜連接的了解，研制出一種新型電纜連接方式，以適用于當今社會的科技發(fā)展需要。我國對電力電纜導體連接有相應的國家標準規(guī)定，GB/T 14315-2008《電力電纜導體用壓接型銅、鋁接線端子和連接管》及GB/T 9327-2008《額定電壓35kV(Um=40. 5kV)及以下電力電纜導體用壓接式和機械式連接金具試驗方法和要求》。該標準對電力電纜導體的連接作了詳細的規(guī)定，但用壓接型銅、鋁連接管連接導體也存在很多問題。如a、由于用六方形模具壓接，壓接后連接管表面不圓整、受力不均勻變形、彎曲、有棱角，抗拉強度低；b、壓接后局部導體受損嚴重，導體與連接管接觸不緊密，電阻值大；C、導體與連接管易松動、發(fā)熱氧化、斷線；d、電場分布不均勻，容易造成絕緣擊穿短路；e、為了保證導體電阻值，壓接前導體表面和連接管內(nèi)還要涂導電膠，使電纜成本增聞;f、連接管壓接后，連接管尺寸無法控制形狀各異，嚴重影響電纜連接質量。目前，我國普遍使用連接管，將電纜導體兩端插入連接管內(nèi)，用壓接工具(如手動液壓壓接鉗和電動液壓壓接鉗)在連接管上分多次一段一段的壓接，將連接管緊壓在電纜線芯上，由于壓接鉗口上的模具是六方形，所以被壓接后的連接點一段一段留有六方形痕跡，造成連接管表面不光滑棱角突出，同時在外力的作用下，連接管內(nèi)導體局部嚴重受損變形，連接管與導體之間接觸不緊密，局部地方間隙過大，造成機械強度、導體電阻無法控制，由于連接管表面留有六方形痕跡，所以電場分布不均勻
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種導體連接用的連接體和連接裝置及其冷接工藝，解決導體與連接管接觸不緊密、抗拉強度低、接觸電阻大、表面不圓整、電場分布不均勻等問題，導體與連接管經(jīng)冷接模具壓接后，接觸緊密，抗拉強度要高、接觸電阻小、表面光滑圓整、電場分布均勻。本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是一種電纜導體連接用的連接體，該連接體為錐形連接體，錐形連接體的外側為錐面段和柱面段連成的一體結構，錐形連接體設置于冷接模具中，錐形連接體的錐面段和柱面段分別與冷接模具配合，在錐面段外徑較大的一端為與該端外徑相同的柱面段，在錐形連接體中心開設連接孔，連接孔為等徑連接孔或異徑連接孔。一種電纜導體連接用的連接裝置，該連接裝置設有所述的錐形連接體，以及冷接模具，冷接模具中心為與錐形連接體配合的孔結構，錐形連接體設置于所述孔結構中；在所 述孔結構于錐形連接體兩端外側分別留有柱形空隙和錐形空隙，在錐形連接體的錐面段一端外側為錐形空隙，在錐形連接體的柱面段一端外側為柱形空隙。所述的電纜導體連接用的連接裝置，導體I和導體II分別從冷接模具的孔結構兩端伸至錐形連接體的連接孔中對接。所述的電纜導體連接用的連接裝置，錐形空隙的長度為5_20mm，柱形空隙的長度為 10_30mm。一種利用所述連接裝置的電纜導體連接用的冷接工藝，包括如下步驟I)通過機械加工，制作錐形連接體；2)將兩個電纜導體導體I和導體II分別插入錐形連接體的兩端后，一同放入冷接模具內(nèi)進行擠壓收縮，擠壓力F方向為從錐形連接體的柱形端向錐形端；冷接模具內(nèi)的錐面與錐形連接體錐度相同，在擠壓力F作用下，將電纜導體和錐形連接體一同推入冷接模具的錐面部分，錐形連接體前端填充到錐形空隙中；3)將擠壓成型的連接點，經(jīng)過切削加工成型，使其符合尺寸要求。所述的電纜導體連接用的冷接工藝，所述步驟I)中，錐形連接體采用的原材料滿足GB/T 3190-2008《變形鋁及鋁合金化學成分》和GB/T 5231-2001《加工銅及銅合金化學成分和產(chǎn)品形狀》的標準要求。所述的電纜導體連接用的冷接工藝，所述步驟2)在推進過程中，錐形連接體在冷接模具作用下產(chǎn)生徑向力f，使錐形連接體與電纜導體同時均勻收縮擠壓在一起。所述的電纜導體連接用的冷接工藝，兩個電纜導體導體I和導體II與錐形連接體擠壓成型后，擠壓成型后錐形連接體與導體I和導體II連接成為一體結構，擠壓成型后錐形連接體的外側均為錐面。所述的電纜導體連接用的冷接工藝，兩個電纜導體導體I和導體II連接后的連接點外徑比導體外徑大3-6mm，連接點長度在50_180mm范圍內(nèi)。所述的電纜導體連接用的冷接工藝，連接體做好后，對于電纜導體，將電纜絕緣和護套剝離露出電纜導體后進行連接；對于銅或鋁裸絞線，直接進行連接操作；在生產(chǎn)變徑電纜時，將連接好的變徑裸絞線再進行絕緣、護套，保證絕緣和護套連續(xù)完整。為了保證城市供電網(wǎng)絡的安全，減少網(wǎng)絡供電安全事故發(fā)生和不必要的經(jīng)濟損失，本發(fā)明通過各種方式的試驗和研究開發(fā)出一種新型電纜連接冷接工藝。它改變了電纜傳統(tǒng)的連接工藝，更新和提高了電纜連接的質量和技術水平，同時也推動了電纜連接工藝向更深層次的發(fā)展。其實，一個理想的導體連接點，其各項技術指標應等于一個完整導體的各項技術指標要求。因此，對于連接點要改進和提高生產(chǎn)工藝水平來滿足產(chǎn)品要求。由于冷接工藝技術先進質量可靠，連接后的產(chǎn)品各項技術指標等于或高于國家標準GB/T 9327-2008《額定電壓35kV(Um=40. 5kV)及以下電力電纜導體用壓接式和機械式連接金具試驗方法和要求》的規(guī)定，冷接工藝的研制成功其前景應用廣泛，完全可以代替GB/T 14315-2008《電力電纜導體用壓接型銅、鋁接線端子和連接管》中所規(guī)定的電力電纜導體用壓接型銅、鋁連接管，因此在電力工程中可以得到廣泛應用。同時，連接方式又得到擴展，它可以連接不同截面的導體，使電纜導體隨意組合成一體，不久將來異徑導體連接將會在經(jīng)濟建設中發(fā)揮更重要的作用。它不僅適用于電纜導體的連接，還適用于銅、鋁裸絞線的連接，所以它也是電纜連接方式的革新。 本發(fā)明有益效果是I、本發(fā)明導體與連接體的連接點(導體與導體之間的連接部位)處，導體電阻符合國家標準規(guī)定。2、本發(fā)明導體與連接體呈一體結構，其機械強度(如抗拉強度)大。3、本發(fā)明導體與連接體的連接點表面光滑圓整與導體接觸緊密，受力均勻無壓接痕跡,不損傷導體。4、本發(fā)明導體與連接體的連接點電場分布均勻，不會造成電纜短路現(xiàn)象。5、本發(fā)明導體與連接體的連接點受拉力和機械外力作用后，不會發(fā)生松動滑移。6、本發(fā)明可以排除電纜隱患，不會因連接點造成事故。7、本發(fā)明導體與連接體外形尺寸標準統(tǒng)一、質量穩(wěn)定。8、本發(fā)明可實現(xiàn)等徑導體或異徑導體的連接，完全可以實現(xiàn)一種新型變徑電纜(異徑電纜)的生產(chǎn)?？傊?，采用本發(fā)明冷接工藝技術先進、性能優(yōu)異、產(chǎn)品質量穩(wěn)定，導體通過冷接工藝連接后，連接體與導體之間接觸緊密基本上形成一整體，無任何間隙。表面光滑圓整、合格率高，一次即可連接成功，不需要修補和返工。連接體比連接管體積小、重量輕節(jié)約資源、降低了能源消耗，其發(fā)展前景廣泛。目前國際和國內(nèi)還沒有生產(chǎn)廠家，市場應用空間較大，此產(chǎn)品填補了國際和國內(nèi)市場空白。


圖I為本發(fā)明電纜導體連接用錐形連接體結構示意圖。圖2為本發(fā)明電纜導體連接用的連接裝置結構示意圖。圖3為本發(fā)明電纜導體與連接體擠壓成型后結構示意圖。圖4為本發(fā)明電纜導體與連接體擠壓成型后加工示意圖。圖5為本發(fā)明變徑電纜導體連接用錐形連接體結構示意圖。圖6為本發(fā)明變徑電纜導體連接用的連接裝置結構示意圖。圖7為本發(fā)明變徑電纜導體與連接體擠壓成型后結構示意圖。圖中，I錐形連接體；11錐面段；12柱面段；13等徑連接孔；14異徑連接孔；2冷接模具；21錐形空隙；22柱形空隙；3導體I ;4導體II ;5擠壓成型后錐形連接體；6擠壓成型后加工連接體。
具體實施例方式實施例I如圖1-2所示，本發(fā)明錐形連接體I的外側為錐面段11和柱面段12連成的一體結構，錐形連接體I設置于冷接模具2中，錐形連接體I的錐面段11和柱面段12分別與冷接模具2配合，在錐面段11外徑較大的一端為與該端外徑相同的柱面段12，在錐形連接體I中心開設連接孔，連接孔可以為等徑連接孔或異徑連接孔。本實施例中，連接孔為等徑連接孔13，柱面段12的長度為10-100_。如圖1-2所示，本發(fā)明電纜導體連接用的連接裝置主要包括錐形連接體I、冷接 模具2、導體I 3、導體II 4等，具體結構如下冷接模具2中心為與錐形連接體I配合的孔結構，錐形連接體I設置于所述孔結構中。擠壓前，在所述孔結構于錐形連接體I兩端外側分別留有錐形空隙21和柱形空隙22，在錐形連接體I的錐面段11 一端外側為錐形空隙21，在錐形連接體I的柱面段12 —端外側為柱形空隙22 ;本實施例中，錐形空隙21的長度為5-20mm，柱形空隙22的長度為10-30mm。導體I 3和導體II 4分別從冷接模具2的孔結構兩端伸至錐形連接體I的等徑連接孔13中對接。本實施例中，電纜導體的冷接工藝包括如下步驟I)通過機械加工，制作錐形連接體I (圖1)，采用的原材料必須滿足GB/T3190-2008《變形鋁及鋁合金化學成分》和GB/T 5231-2001《加工銅及銅合金化學成分和產(chǎn)品形狀》的標準要求。2)將電纜導體(導體I 3、導體II 4)分別插入錐形連接體I的兩端后，一同放入冷接模具2內(nèi)進行擠壓收縮，擠壓力F方向為從錐形連接體I的柱形端向錐形端；由于冷接模具2內(nèi)的錐面與錐形連接體I錐度相同(圖2)，在擠壓力F作用下，將電纜導體和錐形連接體I 一同推入冷接模具2的錐面部分，錐形連接體I前端填充到錐形空隙21中。在推進過程中，錐形連接體I在冷接模具2作用下產(chǎn)生徑向力f，使錐形連接體I與電纜導體同時均勻收縮擠壓在一起。其工藝特點是a、電纜導體和錐形連接體I在冷接模具2內(nèi)同時一次擠壓成型；b、擠壓后連接點表面光滑、圓整，尺寸標準；C、電纜導體受力均勻、接觸緊密，擠壓成型的連接點如圖3。如圖3所示，電纜導體(導體I 3和導體II 4)與錐形連接體I擠壓成型后，擠壓成型后錐形連接體5與導體I 3和導體II 4連接成為一體結構，擠壓成型后錐形連接體5的外側均為錐面。3)將擠壓成型的連接點，經(jīng)過切削加工成型，如圖4。如圖4所示，電纜導體(導體I 3和導體II 4)與連接體擠壓成型后進行加工，擠壓成型后加工連接體6與導體I 3和導體II 4連接成為一體結構，擠壓成型后加工連接體6中的一段形成符合厚度要求的柱面結構。本實施例中，電纜導體之間的連接點抗拉強度達到450MPa以上，并且冷接型電力電纜導體用銅、鋁連接體完全符合GB/T 14315-2008《電力電纜導體用壓接型銅、鋁接線端子和連接管》及GB/T 9327-2008《額定電壓35kV(Um=40. 5kV)及以下電力電纜導體用壓接式和機械式連接金具試驗方法和要求》的技術要求。所以，它是用一種創(chuàng)新的生產(chǎn)工藝改變了傳統(tǒng)的接線方法，實現(xiàn)了最理想的連接方式。實施例2與實施例I不同之處在于，如圖5-圖6所示，本實施例變徑電纜導體與錐形連接體I擠壓成型前，錐形連接體I的外側為錐面段11和柱面段12連成的一體結構，錐形連接體I設置于冷接模具2中，錐形連接體I的錐面段11和柱面段12分別與冷接模具2配合，在錐面段11外徑較大的一端為與該端外徑相同的柱面段12，在錐形連接體I中心開設異徑連接孔14。如圖5-圖6所示，本實施例電纜導體連接用的連接裝置主要包括錐形連接體I、冷接模具2、導體I 3、導體II 4等，具體結構如下 冷接模具2中心為與錐形連接體I配合的孔結構，錐形連接體I設置于所述孔結構中。擠壓前，在所述孔結構于錐形連接體I兩端外側分別留有錐形空隙21和柱形空隙22，在錐形連接體I的錐面段11 一端外側為錐形空隙21，在錐形連接體I的柱面段12外側為柱形空隙22 ;不同直徑的導體I 3和導體II 4分別從冷接模具2的孔結構兩端伸至錐形連接體I的異徑連接孔14中對接。如圖7所示，不同直徑的電纜導體(導體I 3和導體II 4)與錐形連接體I擠壓成型后，擠壓成型后錐形連接體5與導體I 3和導體II 4連接成為一體結構，擠壓成型后錐形連接體5的外側均為錐面。本實施例中，電纜導體之間的連接點抗拉強度達到450MPa以上，并且冷接型電力電纜導體用銅、鋁連接體完全符合GB/T 14315-2008《電力電纜導體用壓接型銅、鋁接線端子和連接管》及GB/T 9327-2008《額定電壓35kV(Um=40. 5kV)及以下電力電纜導體用壓接式和機械式連接金具試驗方法和要求》的技術要求。所以，它是用一種創(chuàng)新的生產(chǎn)工藝改變了傳統(tǒng)的接線方法，實現(xiàn)了最理想的連接方式。本發(fā)明中，首先要制作連接體，它是根據(jù)電纜的連接方式(即等徑連接還是異徑連接)，以及導體截面的大小而設計出連接體的尺寸，連接體是電纜導體連接過程中一項很重要的工作。只有連接體設計準確才能保證連接質量。由于電纜導體截面的不同連接體的大小尺寸也不一樣。因此，連接體也是一個系列(如表I)。由于連接體用于銅、鋁導線連接，為了保證連接點導體電阻值和機械強度，所以連接體采用的原材料必須滿足GB/T 3190-2008《變形鋁及鋁合金化學成分》和GB/T 5231-2001《加工銅及銅合金化學成分和產(chǎn)品形狀》的標準要求。表I
權利要求
1.一種電纜導體連接用的連接體，其特征在于該連接體為錐形連接體，錐形連接體的外側為錐面段和柱面段連成的一體結構，錐形連接體設置于冷接模具中，錐形連接體的錐面段和柱面段分別與冷接模具配合，在錐面段外徑較大的一端為與該端外徑相同的柱面段，在錐形連接體中心開設連接孔，連接孔為等徑連接孔或異徑連接孔。
2.一種電纜導體連接用的連接裝置，其特征在于該連接裝置設有權利要求I所述的錐形連接體，以及冷接模具，冷接模具中心為與錐形連接體配合的孔結構，錐形連接體設置于所述孔結構中；在所述孔結構于錐形連接體兩端外側分別留有柱形空隙和錐形空隙，在錐形連接體的錐面段一端外側為錐形空隙，在錐形連接體的柱面段一端外側為柱形空隙。
3.按照權利要求2所述的電纜導體連接用的連接裝置，其特征在于導體I和導體II分別從冷接模具的孔結構兩端伸至錐形連接體的連接孔中對接。
4.按照權利要求2所述的電纜導體連接用的連接裝置，其特征在于錐形空隙的長度為5-20mm,柱形空隙的長度為10_30mm。
5.一種利用權利要求2所述連接裝置的電纜導體連接用的冷接工藝，其特征在于，包括如下步驟 1)通過機械加工，制作錐形連接體； 2)將兩個電纜導體導體I和導體II分別插入錐形連接體的兩端后，一同放入冷接模具內(nèi)進行擠壓收縮，擠壓力F方向為從錐形連接體的柱形端向錐形端；冷接模具內(nèi)的錐面與錐形連接體錐度相同，在擠壓力F作用下，將電纜導體和錐形連接體一同推入冷接模具的錐面部分，錐形連接體前端填充到錐形空隙中； 3)將擠壓成型的連接點，經(jīng)過切削加工成型,使其符合尺寸要求。
6.按照權利要求5所述的電纜導體連接用的冷接工藝，其特征在于，所述步驟I)中，錐形連接體采用的原材料滿足GB/T 3190-2008《變形鋁及鋁合金化學成分》和GB/T5231-2001《加工銅及銅合金化學成分和產(chǎn)品形狀》的標準要求。
7.按照權利要求5所述的電纜導體連接用的冷接工藝，其特征在于，所述步驟2)在推進過程中，錐形連接體在冷接模具作用下產(chǎn)生徑向力f，使錐形連接體與電纜導體同時均勻收縮擠壓在一起。
8.按照權利要求5所述的電纜導體連接用的冷接工藝，其特征在于，兩個電纜導體導體I和導體II與錐形連接體擠壓成型后，擠壓成型后錐形連接體與導體I和導體II連接成為一體結構，擠壓成型后錐形連接體的外側均為錐面。
9.按照權利要求5所述的電纜導體連接用的冷接工藝，其特征在于，兩個電纜導體導體I和導體II連接后的連接點外徑比導體外徑大3-6mm，連接點長度在50_180mm范圍內(nèi)。
10.按照權利要求5所述的電纜導體連接用的冷接工藝，其特征在于，連接體做好后，對于電纜導體，將電纜絕緣和護套剝離露出電纜導體后進行連接；對于銅或鋁裸絞線，直接進行連接操作；在生產(chǎn)變徑電纜時，將連接好的變徑裸絞線再進行絕緣、護套，保證絕緣和護套連續(xù)完整。
全文摘要
本發(fā)明涉及導體連接領域，具體為一種導體連接用的連接體和連接裝置及其冷接工藝，廣泛應用于電力、電力施工安裝、電線電纜制造等過程中，對電纜導體、銅、鋁裸絞線的等徑或變徑連接，解決導體與連接管接觸不緊密、抗拉強度低、接觸電阻大、表面不圓整、電場分布不均勻等問題。該連接裝置設置錐形連接體、冷接模具、導體Ⅰ、導體Ⅱ，冷接模具中心為與錐形連接體配合的孔結構，錐形連接體設置于所述孔結構中；導體Ⅰ和導體Ⅱ分別從冷接模具的孔結構兩端伸至錐形連接體的連接孔中對接。采用本發(fā)明冷接工藝技術先進、性能優(yōu)異、產(chǎn)品質量穩(wěn)定，導體通過冷接工藝連接后，連接體與導體之間接觸緊密基本上形成一整體，無任何間隙。
文檔編號H01R43/16GK102751596SQ201210216630
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月28日 優(yōu)先權日2012年6月28日
發(fā)明者王鐵良 申請人:沈陽新河電纜有限公司