Электрический соединитель

Сова Соеетскик Социалистических Республик(23) Приоритет Н 02 Ь 15/08 Н 01 та 5/10 ГовуаарвтнвннмЯ новнтн Ооввта Мнннвтран ОСА по,данаи наобрвтвннЯ п отнрытнЯДата опу 72) Автор иэобретени Иностранецик Стив Аннас(США) иф Алюминум транная фиомпани оф(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИИ СОЕДИНИТ 5 Изобретение относится к электротехнике, а точнее к электрическим соединителям для сращивания методом обжатия сталеалюминневого провода с подобным проводом или электрической арматурой,При соединении двух сталеалюминиевых проводов или при монтаже на кабельразличных принадлежностей, напримермертвых концов, соединительный элементдолжен обеспечить достаточную .прочность и требуемую проводимость. Длятого, чтобы выполнить эти условия, со"единительный элемент должен быть жестко закреплен на проводе и,находитьсяв непосредственном контакте со стальным сердечником и проводящими жилами.При употреблении так называемых сталеалюминиевых проводовиспользуют узел,состоящий из двух деталей, а именно:наружной алюминиевой и внутреннейстальной втулок (1(. Обычно алюминиевую втулку надевают на свободный конец одного из соединяемых проводов исдвигают вдоль него. На концах обоихпроводов обрезают проводящие жилы,оголяя куски сердечника. Эти кускисердечника вставляют с противоположных сторон в стальную втулку, послечего втулку обжимают. Алюминиевую втулку сдвигают на место соединения так, что она перекрывает стальную втулку и по куску равной длины провода с обеих сторон от стальной втулки. Затем алюминнЕвую втулку обжимают вокруг проводящих жил обоих проводов, При монтаже кабельных принадлежностей таких, как мертвые концы, со стальной втулкой объединяют один конец провода, затем соединяют проводящие жилы этого провода с алюминиевой втулкой, а протйвоположный конец соединительного элемента соединяют с мертвым концом.Конструкция таких стальных и алюми ниевых втулок такова, что каждый узел соответствует небольшому числу размеров провода. В результате приходится изготавливать и хранить очень большое количество типоразмеров соединительных узлов, чтобы удовлетворить требованиям потребителей. Следовательно, для каждого иэ широко употребительных размеров сталеалюминиевых проводов требу ется специально спроектированный сое- динительный узел. Кроме того, потребители зачастую заказывают провода мало распространенных или нестандартных раэмеров, а для каждого таКого провода требуется специальный соединительный узел. Такое большое количестворазмеров увеличивает производственныеиздержки и создает трудности в учетеи складировании,Применение таких соединительных уз.".в саэдает дополнительные трудности,Для получения соединения надо выполнить две операции обжатия, а именно;стальная втулка должна быть обжатана сердечниках, а алюминиевая - напроводящих жилах, чта нежелательно сточки зрения времени и оборудования, 10так как часто соединение проводов производится в полевых условиях. Монтажникам приходится иметь два набора обжимных инструментов: один для внутренней стальной втулки и другой для Мнаружной алюминиевой.Известен также соединитель, обеспечивающий возможность соединения эаодну операцию(21. Он содержит установленную в наружной гильзе втулку иэ рВхрупкого порошкового металла,ломающегося при абжатии, Это может вызватьзатруднения, особенно,при ремонтныхрабатах когда необходимая портативность оборудования ограничивает уси- длие,. развиваемое прессом. Вместе стем такай конструкция предполагаетразмещение стальных сердечников обоихсоединяемых проводов в общей втулке,что вызывает определенные трудностипри вставлении сердечников,Известен также электрический соединитель для сращивания методом абжатия,содержащий полую металлическую гильзуцилиндрической Формы, па;,райней мере,адин установленный с зазором внутригильзы на расстоянии от ее торцазажимв виде цилиндрической втулки иэ порошкового металла с выступающими радиально наружу продольными ребрами, имеющи-,ми цилиндрическую внешнюю поверхность40и расположенными равномерно по окруж-.ности втулки, центральное отверстиекоторой предназначена для размещенияв нем стального сердечника 13,).Такай соединитель обеспечивает воз мажнасть соединения большога числа типаразм, ров провода при обжатии за одну операцию, однако также требует высоких усилий обжатия.ббЦелью изобретения является обеспечение надежности соединения при малом усилии абжатия.Для достижения поставленной цели в электрическом соединителе для сращивания методом обжатия сталеалюминиевого электрического провода с падо- ным проводам или электрической арматурой, содержащем полую металлическую гильзу цилиндрической Формы, ло крайней мере, один установленный с зазором внутри гильзы на расстоянии от ее торца зажим в виде цилиндрической втулки с выступающими радиально .наружу продольными ребрамиимеющими цилиндрическую внешнюю поверхность и расположен в .4 ными равномерно па окружности втулки, центральное отверстие которой предназначено для размещения в нем стального сердечника, втулка имеет толщину, мень шую расстояния между соседними ребрами по длине окружности втулки, суммарная ширина ребер па длине дуги окружности зажима составляет от 1/3 да 2/3 всй ее длины, причем зажим выполнен изпластичного металла. При этом длина зажима может быть равна восьми диаметрам внутреннега отверстия втулки, зазор - 2,5 внутреннего диаметра гильзы, длина которой равна ат четырех до десяти ее вйутренних диаметров, Зажим соединителя может иметь три ребра.На Фиг.1 изображен соединитель с размещенным в нем концом одного провода; на Фиг,2 - гильза соединителя; на Фиг.3 - зажим соединителя в поперечном сечении; на Фиг.4 - сечение А-А после операции обжатия; на Фиг,5 - наконечник, соединенный со сталеалюминиевым проводом.Электрический соединитель содержит палую металлическую гильзу 1 и, па крайней мере, один установленный в ней зажим 2, Длина гильзы 1 в 4-5 раэ превышает длину зажима 2.В центре.гильзы, в случае использования соединителя для сращивания одинаковых сталеалюминиевых проводов, расположена перегородка 3, конструкция которой может быть различной, например, ана может быть выполнена в виде алюминиевой пломбы, закрепленной в гильзеВ гильзе 1 имеется соединительный состав 4, заполняющий примерно четверть гильзы. Толщина стенки гильзы 1 должна обеспечивать прочное механическое и электрическое соединение пра вадав или провода с наконечником,Например, стенка 5 гильзы 1 может иметь толщину, равную четверти внутреннего диаметра гильзы. Концы гильзы 1 скошены и имеют канусные участки 6, служащие для восприятия усилий, возникающих в жилах 7 при обжатии гильзы и для уменьшения возможности излома или среза жил 7 на входе в гильзу 1. Обжимная гильза 1 и зажим 2 сердечника выполняются из прессуемых металлов или сплавов,. предпочтительно из сплавов на основе алюминия. Гильза 1 изготавливается из сплавов средней прочности, а зажим 2 - из сплавов средней и высокой прочности. В одном варианте выпаления узла гильзу изготавливали из алюминиевого сплава, содержащего (в вес%)меди - 0,2; марганца - 1,2; остальное - алюминий, а зажим изготарди вали из сплава, содержащего (в вес.Ъ) кремния - 0,6, меди - 0,27, магния 10, хрома - 0,2.Как указывалась выше,обжимная гильза 1 должна иметь значительную длину и толщину стенок, чтобы обеспечить тре 597355буемую электрическую и механическую прочность соединенияВо многих случаях соединение должно иметь механическую прочность не менее 95 прочности на растяжение соединяемого кабеля. Для того, чтобы обеспечить потребную плрщадь соединения, гильза должна иметь длину от 4 до 10, а предпочтительно 7,5 ее внутренних диаметров. Зажим 2 выполнен в вйде цилиндрической втулки с выступающими радиально наружу продольными ребрами 8, имеющими цилиндрическую наружную поверхность 9 и расположенными равномерно по ок" ружности втулки. Наружные поверхности 9 ребер 8 лежат на одной окружйос ти, диаметр которой незначительно превышает наружный диаметр соединяемого провода. На внутреннюю поверхность зажима 2 может быть нанесено абразивное вещество, наяример окись. алюминия,Я закрепленное лаком и т,п. Вместо этого на внутренней поверхности могут быть выполнены поперечные или продольные насечки или нарезки.Наружный диаметр зажима 2 немного меньше внутреннего диаметра гильзы 1. Пэчишний зазор между наружной поверхностью зажима сердечника и внутренней поверхностью гильзы приводит к тому, что при обжатии часть усилия будет 0 использована на выборку зазора и что обжатие стенок гильзы вокруг зажима и зажима вокруг сердечника будет произведено с,меньшим усилием. Предпоч-тительным является зазор 2,5 внутрен-% него диаметра гильзы. Между внутренней поверхностью зажима и сердечником может быть зазор от 10 до 40, Желательным является меньший зазор, кото- рьян обеспечивает более эФФективный 40 механический контакт и более прочное зажатие сердечника в зажиме при обжатии узла. Тем не менее зазор в 10 является минимальным, обеспечивающим легкое вставление сердечника в зажим.4 Площадь наружных поверхностей 9 ребер 8 и конФигурация ихтаковы; что: ребра не входят при обжатии целиком в сТен-. ки гильзы,поэтому ширйна рЕбер по .длйне дуги окружности зажима:составляет.:. от 1/3 до 2/3 всей ее длины, предпоч- тительно 1/2. С другой сторонЫ между ребрами 8 должно быть достаточное про- странство, чтобы они не защемлялись между собой при радиальном перемещении 8 внутрь в процессе обжатия гильзы на зажиме. Чем больше пространство между ребрами, тем больше возможность для их радиального перемещения внутрь к сердечнику, расположенному в отверстии зажима. Размер этого пространства зависит от диаметра сердечника, соединяемого данным зажимом кабеля. Зажим с большим пространством между ребрами обеспечивает соединение большего числа типоразмеров кабеля. Предпочтитель ным является такое расположение ребер,которое обеспечивает уменьшение диа.метра отверстия не менее, чем на 20, а лучше всего приблизительно на 50цо того, как ребра упрутся друг в друга. Наилучшей является конструкция, при которой размер ребер и пространства между ними одинаковы, при этомобеспечивается удовлетворительный размер поверхностей 9,На фиг.4 показано поперечноесечение соединителя после обжатия,когда зажим обжат радиально и находитсяв прочном соединении с поверхностямисердечника 10 провода 11. Отверстиезажима после обжатия не сохраняет цилиндрической Формы, а становится в основном треугольным. Наружные поверхности ребер частично входят в стенки обжимной гильзы 1 и образуют прочное механическое соединение. Соединительный состав 4 в основном заполняет пространство между ребрами 8 зажима 2Втулка зажима 2 не позволяет жилам сердечника проникать в пространствомежду ребрами 8. Если жилы сердечникапопадут в это пространство, ребра не образуют прочного соединения зажима с сердечником. Это особенно важно при соединении проводов, с рдечники которых не обработаны предварительно, и им не придана постоянная Форма.Когда обрезают проводящие жилы, оголяя сердечник, жилы сердечника стремятся раскрутиться и рассыпаться. Втулка зажима препятствует раскручиванию таких жил и их попаданию в пространствоМежду ребрами. Втулка зажима имеет толщину, меньшую расстояния между соседними ребрами по длине окружности втулки, это необходимо для того,. чтобы создать минимальное сопротивление при обжатии. Если ее сделать слишкомтолстой и: следовательно, очень прочной, большая часть усилия обжатия будет.использована на изгиб лежащих между ребрами участков втулки, а не на радиальное перемещение ребер, обеспечивающих надежиый контакт с сердечником кабеля; Толщина втулки составляетпримерно не более 253 расстояния между соседними ребрами, чтобы на деформацию было использовано минимальное усилие. Длина зажима 2 зависит от диаметра сердечника соединяемого провода. Чем ближе диаметр сердечника к,диаметру отверстия зажима, тем короче зажим. Однако существует минимальная длина, короче которой невозможно получить надежное соединение зажима с сердечником. Например, при диаметресердечника 0,635 см длина зажима должна быть не мейее 5,08 см, даже если внутренний диаметр зажима чуть больше циаметра сердечника. Зажимы большей длины обеспечивают возможность соединения более широкого диапазона размеФ ров провода, так как они имеют большую поверхность контакта, Предпочтительная длина зажима составляет не менее восьми его внутренних диаметров. Прн использовании данного изобретения для соединения двух сталеалю мнниевых проводов концы обоих проводов обрезают, оголяя сердечники на длину, приблизительно равную длине используемого зажима. Если сердечники проводов не подвергнуты предвари тельной обработке .и выполнены многожильными, оголеннйечасти их временно оборачивают .лентой и т.п., чтобы предотвратить раскручивание. Затем надевают на оголенный конец каждого ц сердечника зажим, предварительно сняв ленту. Зажим перемещают вдоль сердечника до упора в жилы проводника. Каждый зажим и примыкающий к нему кусок провода, длина которого примерно рав- р на зажиму вставляют в обжимаемую гильзу до упора в перегородку.В гильзе содержится соединительный состав для предотвращения увлажнения или иного загрязнения гильзы, Когда зажимы и провода вставляются в гильзу, состав просачивается. через зажим и может частично выйти наружу из гильзы.Перегородка препятствует перемещению состава из одной части гильзы в другую 3 при вставлении в нее зажимов и проводов. При помощи обычных обжимных ножниц с усилием 12-150 т, выбираемым в зависимости от размеров соединения и обжимных матриц, гильзу о жимают. Мат- рицы движутся радиально, обжимая гиль- ф зу по всей поверхности. Обжатие начинают от середины гильзы и продолжают к краям ее. Первое зажатие производят около внутреннего торца зажима сердечника, но не на перегородке гильзы, что"10 бы не обжимать ту часть гильзы, кото-рая не опираетсяни на зажим, ни на провод. Обжатие этойчасти .гильзы ведет к ееослаблению;Можно также.соединить сталеалюминн 4 Ь евыйпровод с наконечником:.;,Наконечник 12 соединяют с электрическийсоединителем на заводе обжатием.гильзы 1 вокруг ребер 13 хвостовика 14, а к наруж-; ной поверхности гилЬзы: 1:приваривают 6 О язычок 15. Такая конструкция отличается от обычной тем, что передающее нагрузку ушко наконечника может быть не-. посредственно ссединено с обжимной гильзой, причем отпадает необходимость яя в дополйительном механическом соединении ушка с сердечником провода, Возможность создания такой конструкции обеспечивается тем, что гильза способ.на воспринимать нагрузку, равную неменее 95 усилия на растяжение, воспринимаемого проводом. Прн монтаже полученный соединительный узел присоединяется к проводу точно так же, какописано выше. формула изобретения1.Электрический соединитель для сращивания методом обжатия сталеалюминиевого провода с подобным проводом или электрической арматурой содержащий полую металлическую гильзу цилиндрической Формы, по крайней мере, один установленный с зазором внутри гильзы на расстоянии от ее торца зажим в виде цилиндрической втулки с выступающими радиально наружу продольными ребрами, имеющими цилиндрическую внешнюю поверхность и расположенными равномерно по окружностивтулки, центральное отверстие которой предназначено для размещения в нем стального сердечника, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что,с целью обеспечения надежности соединения при малом усилии обжатня,. втулка имеет толщину, меньшую расстояния между соседними ребрами по длине Окружности втулки, суммарная ширина ребер по длине дуги окружности зажима составляет от 1/3 до 2/3 всей ее длины, причем зажим выполнен из пластичного металла.2.Электрический соединитель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что длина зажима равна восьми диаметрам внутреннего отверстия втулки.З.Электрический соединитель по п,1, о т л и ч а ю щ.и й с я тем, что зазор составляет 2,5 внутреннего диаметра гильзы.4.Электрический соединитель по п 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что дли на гильзы составляет от 4 до 10 ее внутренних диаметров.5.Электрический соединитель по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что зажим имеет три ребра.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1,Книга Изоляторы н арматура для воздушных линий электропередачи Кастанович М,М, Крылов С. и д 1, И.-Л., Энергия , 1965, с.167.2.Патент США 9 3125630, 174-94,1964.З.Патент США 9 3052750,174-94,1962.(Риг. 3 Составитель Н. Борисовадактор В.Фельдман Техред О.Андрейко Корректор С,Шекма Тираж 892 Подписное Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 11335, Москва,Ж, Раушская наб., д.4/5