一种用于架空电缆的液态金属连接头及连接方法技术

本申请公开一种用于架空电缆的液态金属连接头及连接方法，通过将架空电缆与接续管本体的接触面采用酒精清洗，晾干备用；在架空电缆及接续管本体的接触面上分别均匀涂敷一层活性粘结剂；将涂有活性粘结剂的表面均匀粘附一层低熔点金属颗粒，所述低熔点金属颗粒用于形成新型液态金属层；同时对架空电缆的端部及接续管本体进行加热，使低熔点金属颗粒达到熔融状态并铺满接触面；将两根架空电缆分别从两侧插入接续管本体中相接；待新型液态金属层与架空电缆、接续管本体完全润湿后，停止加热并冷却。本申请提供的装置及方法通过在接续管和电缆之间填充液态金属层，增加了连接头的接触面积，降低接触电阻，有效减少发热量。

【技术实现步骤摘要】
一种用于架空电缆的液态金属连接头及连接方法
本申请涉及电力辅助设备
，尤其涉及一种用于架空电缆的液态金属连接头及连接方法。
技术介绍
架空电力输电线路中的电缆连接头发热已经成为输配电系统中的一个普遍问题，其一方面给电网带来了巨大的电能损耗，增加人力和设备的投入；另外，如果局部发热现象严重，甚至会造成设备损坏，最终导致大面积停电，严重威胁着电网的安全运行。现有技术中的解决方案中，仍然存在着诸多缺点，无法从本质上解决电缆连接头的发热问题。例如螺栓式连接头，随着使用时长的增加，由于连接头螺栓松动或化学腐蚀等因素，常常导致接触面减小，而无法解决发热问题；又如涂抹导电膏的方式，一是实施、维护困难，增加了经济成本，又因为导电膏在长时间使用后容易失效，也不能完全解决发热问题。
技术实现思路
本申请提供一种用于架空电缆的液态金属连接头及连接方法，已解决现有技术中连接头易发热、易腐蚀的问题，并且本申请提供的装置结构简单，安装简便，经济成本低。本申请提供了一种用于架空电缆的液态金属连接头，包括接续管本体；所述接续管本体内部设有通孔，所述通孔的两端分别插入一根架空电缆；两根所述架空电缆的端部在所述接续管本体内部相接；所述架空电缆和所述接续管本体之间设有新型液态金属层。可选的，所述接续管本体的内壁设有内壁凸起；所述内壁凸起位于所述通孔的两侧开口处。可选的，两根所述架空电缆的端部在所述接续管本体的中心位置相接。可选的，所述新型液态金属层为Sn-Cu-Zn-Bi四元合金构成，其中Cu元素的含量为0.75％，Zn元素的含量在0.5％-1％之间，Bi元素的含量在1.5％-3％之间，其余为Sn元素。可选的，所述新型液态金属层的熔点介于200℃到230℃之间。可选的，所述接续管本体为直管。可选的，所述接续管本体为弯管。本申请还提供了一种用于架空电缆的液态金属连接头的连接方法，包括：将架空电缆与接续管本体的接触面采用酒精清洗，晾干备用；在架空电缆及接续管本体的接触面上分别均匀涂敷一层活性粘结剂；将涂有活性粘结剂的表面均匀粘附一层低熔点金属颗粒，所述低熔点金属颗粒用于形成新型液态金属层；同时对架空电缆的端部及接续管本体进行加热，使低熔点金属颗粒达到熔融状态并铺满接触面；将两根架空电缆分别从两侧插入接续管本体中相接；待新型液态金属层与架空电缆、接续管本体完全润湿后，停止加热并冷却。可选的，所述方法还包括：对接续管本体的两端进行压接。由以上技术方案可知，本申请提供了一种用于架空电缆的液态金属连接头及连接方法，连接头包括接续管本体；所述接续管本体内部设有通孔，所述通孔的两端分别插入一根架空电缆；两根所述架空电缆的端部在所述接续管本体内部相接；所述架空电缆和所述接续管本体之间设有新型液态金属层；方法包括将架空电缆与接续管本体的接触面采用酒精清洗，晾干备用；在架空电缆及接续管本体的接触面上分别均匀涂敷一层活性粘结剂；将涂有活性粘结剂的表面均匀粘附一层低熔点金属颗粒，所述低熔点金属颗粒用于形成新型液态金属层；同时对架空电缆的端部及接续管本体进行加热，使低熔点金属颗粒达到熔融状态并铺满接触面；将两根架空电缆分别从两侧插入接续管本体中相接；待新型液态金属层与架空电缆、接续管本体完全润湿后，停止加热并冷却。本申请提供的装置及方法通过在接续管和电缆之间填充液态金属层，增加了连接头的接触面积，降低接触电阻，有效减少发热量。附图说明为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请提供的一种用于架空电缆的液态金属连接头的一种实施例结构图；图2为本申请提供的一种用于架空电缆的液态金属连接头的另一种实施例结构图；图3为本申请提供的连接方法的流程图；其中，1-接续管本体，11-通孔，2-内壁凸起，3-架空电缆，4-新型液态金属层。具体实施方式参见图1，为本申请提供的一种用于架空电缆的液态金属连接头的一种实施例结构图；由图1可知，本申请实施例提供了一种用于架空电缆的液态金属连接头，包括接续管本体1；所述接续管本体1内部设有通孔11，所述通孔11的两端分别插入一根架空电缆3；两根所述架空电缆3的端部在所述接续管本体1内部相接；所述架空电缆3和所述接续管本体1之间设有新型液态金属层4。在本实施例中，新型液态金属层4是由熔点较低、高导电率、耐腐蚀及纳米级空隙填充性的合金形成，当处于熔点以上时，液态金属具有空隙填充性，因此当两根架空电缆3从两侧插入接续管本体1时，为了保证架空电缆3顺利插入，其与接续管本体1之间必然存在空隙，此时，熔融状态的液态金属就将填补空隙，并且在冷却后与架空电缆3、接续管本体1共同形成稳定的连接结构，保证接触面积不因存在空隙而减小；相比于螺栓固定的方式，本实施例中提供的装置中，接续管本体与架空电缆之间是通过新型液态金属层连接，可以保证位于接续管本体内部的架空电缆全范围覆盖接触面，可以克服螺栓固定时螺栓位置无法形成接触面的不足。可选的，所述接续管本体1的内壁设有内壁凸起2；所述内壁凸起2位于所述通孔11的两侧开口处。需要说明的是，所述内壁凸起2的围成的圆的内径应大于架空电缆3的外径，并且，在架空电缆3上粘附用于生成新型液态金属层4的材料时，其向内插入时不能被所述内壁凸起2剐蹭掉。因此，可将内壁凸起2所在的接续管本体1的圆周适当增加，并在架空电缆3插入后使用夹具将两端压接，压接后的内壁凸起2一方面可以对架空电缆3起到固定作用，还可以防止液态金属从两侧溢出，另外，在连接头使用过程中，内壁凸起2还可以防止电缆和连接头的接触部位被腐蚀。可选的，在一种优选例中，两根所述架空电缆3的端部在所述接续管本体1的中心位置相接；可保证两侧的架空电缆3获得同样的连接作用力，防止相接点向一方偏移时，导致连接断裂。可选的，在一种可行性实施例中，所述新型液态金属层4为Sn-Cu-Zn-Bi四元合金构成，其中Cu元素的含量为0.75％，Zn元素的含量在0.5％-1％之间，Bi元素的含量在1.5％-3％之间，其余为Sn元素。由于常用的低熔点合金有Sn-Zn系合金、Sn-Pb系合金等；其中Sn-Zn低熔点合金的性能要优于Sn-Pb系合金，Sn-Zn低熔点合金中的Sn不但与Zn和Al作固溶结合，还从Al面上生长出无数刺状固溶体晶须插入连接材料作嵌入结合，从而增强了点连接头的结合强度。已有的研究表明，在Sn-Zn低熔点合金中添加微量的Bi、In、Ag、La、Nd、Ce等元素均能提高其润湿性能，但是针对Sn-Cu-Zn合金在铜铝界面润湿性的研究较少。在Sn-Cu-Zn合金中加入Bi、In、Ag等元素均能提高其在铜铝界面的润湿性，但是In和Ag价格较高。Ga元素虽然可以降低Sn-Cu-Zn合金的熔点，方便连接，但是Ga元素对铜和铝均有腐蚀作用。因此选择添加Bi元素，形成Sn-Cu-Zn-Bi四元合金。可选的，所述新型液态金属层4的熔点介于200℃到230℃之间，使易对其加热至熔点，并转化成液态金属，其具有纳米级的空隙填充性能，可以最大化地弥补接触面间的接触面积；当液态金属覆盖了所有接触面积后，通过将温度迅速冷却至熔点以下使其凝固达到固定的目的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于架空电缆的液态金属连接头，其特征在于，所述液态金属连接头包括接续管本体(1)；所述接续管本体(1)内部设有通孔(11)，所述通孔(11)的两端分别插入一根架空电缆(3)；两根所述架空电缆(3)的端部在所述接续管本体(1)内部相接；所述架空电缆(3)和所述接续管本体(1)之间设有新型液态金属层(4)。

【技术特征摘要】
1.一种用于架空电缆的液态金属连接头，其特征在于，所述液态金属连接头包括接续管本体(1)；所述接续管本体(1)内部设有通孔(11)，所述通孔(11)的两端分别插入一根架空电缆(3)；两根所述架空电缆(3)的端部在所述接续管本体(1)内部相接；所述架空电缆(3)和所述接续管本体(1)之间设有新型液态金属层(4)。2.根据权利要求1所述的一种用于架空电缆的液态金属连接头，其特征在于，所述接续管本体(1)的内壁设有内壁凸起(2)；所述内壁凸起(2)位于所述通孔(11)的两侧开口处。3.根据权利要求1所述的一种用于架空电缆的液态金属连接头，其特征在于，两根所述架空电缆(3)的端部在所述接续管本体(1)的中心位置相接。4.根据权利要求1所述的一种用于架空电缆的液态金属连接头，其特征在于，所述新型液态金属层(4)为Sn-Cu-Zn-Bi四元合金构成，其中Cu元素的含量为0.75％，Zn元素的含量在0.5％-1％之间，Bi元素的含量在1.5％-3％之间，其余为Sn元素。5.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：周年荣，唐立军，方正云，刘荣海，张林山，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：云南,53