一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构及其施工方法，包括均导电的抱箍、压板、楔子和嵌环，抱箍为长度方向开设有两个对称的方通孔，每个方通孔长度方向底侧中部设置有半圆弧通槽一，压板采用两块，分别置于两个方通孔内，每块压板长度方向底侧中部设置有半圆弧通槽二和两侧设置有台阶，台阶上表面设置有对称的两个拔模面，每个方通孔内两端上侧面设置有两个拔模槽，四个拔模面和四个拔模槽分别形成四个矩形楔槽，楔子采用四个，分别插入到四个矩形楔槽，嵌环轴向设置有缺口，采用两个，分别弹性内置于抱箍与压板之间的圆孔内。本发明专利技术实现两根圆杆导体平行连接，连接处降低接触电阻和应力，并能提高连接的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构及其施工方法
本专利技术属于平行圆杆导体连接金具
，具体涉及一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构及其施工方法。
技术介绍
传统抱杆线夹，又称抱箍线夹、桩头抱杆、螺杆端子线夹(见DL/T765.3)，用于变压器、柱上开关等与导线、其他设备的连接，由于主要作用是传输电流，对载流能力要求较高，多用铜及其合金制造。由螺栓紧固，承受预紧应力，对合金的力学性能有一定的要求，但该类型线夹是配套设备的附属部件，验收时一般以温升试验通过即认为满足要求，如图19所示。由于结构原因，抱杆线夹形状相当于一段纵向剖开的管子，用钢螺栓紧固紧后经常存在几方面缺陷：1)抱杆线夹抱箍环向应力分布不连续，抱杆线夹抱箍与圆杆导体抱紧压力不可控，容易导致抱杆线夹抱箍与圆杆导体屈服啮合面积不足，造成接触电阻过大，引起发热，引起高压电气设备故障；2)由于抱杆线夹抱箍螺栓肩台伸出抱箍，螺栓紧固时，抱箍螺栓肩台与抱箍过渡部位承受很大的剪应力，由于黄铜等材料的晶粒比较粗大，抱杆线夹抱箍肩台容易产生裂纹，导致抱杆线夹断裂，引起高压电气设备故障；3)为了保证传统抱杆线夹抱箍对圆杆导体有足够的抱紧力，抱箍紧固螺栓预紧力比较大，必须使用4.8级以上的钢制螺栓，由于钢制螺栓与抱杆线夹材料不一样，屈服强度、热膨胀系数相差甚远，抱杆线夹经过一定时间运行后，因为环境温度的变化，使抱杆线夹螺栓紧固处松动，造成抱杆线夹抱箍与圆杆导体接触电阻增大，引起发热，引起高压电气设备故障。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构及其施工方法，以解决现有技术中存在的问题。本专利技术采取的技术方案为：一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构，包括均为相同导电材料的抱箍、压板和楔子，还包括导电的嵌环，抱箍长度方向开设有两个对称的方通孔，每个方通孔长度方向底侧中部设置有半圆弧通槽一，压板采用两块，分别置于两个方通孔内，每块压板长度方向底侧中部设置有半圆弧通槽二和两侧设置有台阶，台阶上表面设置有对称的两个拔模面，每个方通孔内两端上侧面设置有与两个拔模面对应的两个拔模槽，四个拔模面和四个拔模槽分别形成四个矩形楔槽，楔子采用四个，分别插入到四个矩形楔槽固定抱箍和两块压板，嵌环轴向设置有缺口，采用两个，分别弹性内置于两个半圆弧通槽一与其对应的两个半圆弧通槽二之间构成的两个圆孔内且分别环包两根圆杆导体。优选的，上述每个楔子采用装配螺钉沿楔子长度方向穿入将其紧固在拔模槽的内端连接板上。一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构的施工方法，该方法为：圆杆导体穿入嵌环内，嵌环穿入抱箍中，压板插入抱箍中压住嵌环，两个楔子插入抱箍和压板形成的矩形楔槽中，用两个装配螺钉分别穿入楔子和抱箍后侧连接板的螺孔拉紧，使压板压紧嵌环，采用相同方法，将另一根圆杆导体安装完成，两个嵌环、两根圆杆导体、抱箍半圆弧通槽一内表面充分啮合，圆杆导体、嵌环、抱箍、嵌环、圆杆导体形成低电阻电流通路。压接楔子锁紧时抱箍及压板圆弧段需要的径向应力：Pcmax＝Ri0.2(1)式(1)中，Pcmax----抱箍及压板圆弧段径向应力，单位MPa；Ri0.2----嵌环屈服强度，单位MPa。抱箍及压板圆弧段需要的最小壁厚：式(2)中，Pcmax----抱箍及压板圆弧段径向应力，单位MPa；Di----圆弧段内直径，单位mm；δcmin----抱箍及压板圆弧段计算壁厚，单位mm；Rc0.2----抱箍及压板材料屈服强度，单位MPa；每个楔子最低轴向预紧力Fmin：假设在胀紧中楔子匀速胀紧，则楔子受到五个力的作用，即推力F、抱箍拔模面的压力N、抱箍拔模面的摩檫力f、压板拔模面的压力Nb、压板拔模面的摩檫力fb,根据力的平衡，有：F＝fcosβ+Nsinβ+fbcosβ+Nbsinβ(3)f＝μN(4)fb＝μNb(5)Ncosβ+fbsinβ＝Nbcosβ+fsinβ(6)式中，μ----拔模面摩擦系数；β----楔子拔模角，单位度；经公式(3)-(6)推导，得到楔子轴向推力与抱箍拔模面压力关系为：F＝2N(μcosβ+sinβ)(7)嵌环侧面积S＝2rπl(8)式(8)中，r----是嵌环内半径，单位mm；l----是嵌环压长，单位mm；胀紧后嵌环径向应力为式(9)中，Pc-----胀紧后嵌环径向应力，单位mm；α----圆杆导体直径，单位mm；Ri0.2----嵌环屈服强度，单位MPa；要满足半圆弧槽内界面的导电载流量，半圆弧槽内界面材料啮合屈服面积必须大于圆杆接线柱截面积。为保证良好的导电性能，取安全系数为1.5。将式(9)带入(7)式，得每个楔子最低轴向预紧力为：式(1:0)中，k----安全系数，取1.5；α----圆杆导体直径，单位mm；Ri0.2----嵌环屈服强度，单位MPa；μ----拔模面摩擦系数。每个楔子上限轴向预紧力Fmax：抱箍压梁剪切应力不能大于抱箍材料屈服强度0.5倍，则：式(14)中，l---嵌环长度，单位mm；Rc0.2----抱箍和压板材料屈服强度，单位MPa；t----抱箍实际最小厚度，单位mm；N----抱箍拔模面压力，单位牛顿；β----楔子拔模角，单位度；将(11)式带入(7)式得式(12)中，l---是嵌环压长，单位mm；Rc0.2----抱箍及压板材料屈服强度，单位牛顿；t----抱箍实际最小厚度，单位mm；β----楔子拔模角，单位度。楔子自锁时拔模角：假设在停胀后楔子自锁停在抱箍中，则楔子受到四个力的作用，即抱箍拔模面的压力N、抱箍拔模面的摩檫力f，压板拔模面的压力Ni、压板拔模面的摩檫力fi，由于胀压引起的各部件径向应变量并没有发生改变，即压力Ni没有发生改变，即f＝μN(13)fi＝μNi(14)Nisinβ+Nsinβ＝ficosβ+fcosβ(15)式(14)中μ----摩擦系数(抱箍与楔子拔模界面或压板与楔子拔模面之间，二者摩擦系数相同)；Ni---压板拔模面的压力，单位牛顿；fi----压板拔模面的摩擦力，单位牛顿；由于楔子两拔模面压力大小相等，要使停胀后楔子自锁在连接的抱箍中，临界条件为tgβ≤μ。(16)本专利技术的有益效果：与现有技术相比，本专利技术针对大型变压器、电流互感器、电压互感器、断路器、隔离开关等圆杆接线端子与上侧引流线圆杆接线端子平行连接结构，给出了一种全新高压电气设备圆杆导体连接装置，使连接装置与两根圆杆导体能产生足够面积的过盈配合，降低接触电阻；不使用异种材料作为连接装置的承力部件，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构，其特征在于：包括均为相同导电材料的抱箍(1)、压板(2)和楔子(4)，还包括导电的嵌环(3)，抱箍(1)长度方向开设有两个对称的方通孔(8)，每个方通孔(8)长度方向底侧中部设置有半圆弧通槽一(9)，压板(2)采用两块，分别置于两个方通孔(8)内，每块压板(2)长度方向底侧中部设置有半圆弧通槽二(12)和两侧设置有台阶，台阶上表面设置有对称的两个拔模面(13)，每个方通孔(8)内两端上侧面设置有与两个拔模面(13)对应的两个拔模槽(14)，四个拔模面(13)和四个拔模槽(14)分别形成四个矩形楔槽，楔子(4)采用四个，分别插入到四个矩形楔槽固定抱箍(1)和两块压板(2)，嵌环(3)轴向设置有缺口(10)，采用两个，分别弹性内置于两个半圆弧通槽一(9)与其对应的两个半圆弧通槽二(12)之间构成的两个圆孔内且分别环包两根圆杆导体(6)。/n

【技术特征摘要】
1.一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构，其特征在于：包括均为相同导电材料的抱箍(1)、压板(2)和楔子(4)，还包括导电的嵌环(3)，抱箍(1)长度方向开设有两个对称的方通孔(8)，每个方通孔(8)长度方向底侧中部设置有半圆弧通槽一(9)，压板(2)采用两块，分别置于两个方通孔(8)内，每块压板(2)长度方向底侧中部设置有半圆弧通槽二(12)和两侧设置有台阶，台阶上表面设置有对称的两个拔模面(13)，每个方通孔(8)内两端上侧面设置有与两个拔模面(13)对应的两个拔模槽(14)，四个拔模面(13)和四个拔模槽(14)分别形成四个矩形楔槽，楔子(4)采用四个，分别插入到四个矩形楔槽固定抱箍(1)和两块压板(2)，嵌环(3)轴向设置有缺口(10)，采用两个，分别弹性内置于两个半圆弧通槽一(9)与其对应的两个半圆弧通槽二(12)之间构成的两个圆孔内且分别环包两根圆杆导体(6)。


2.根据权利要求1所述的一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构，其特征在于：每个楔子(4)采用装配螺钉(5)沿楔子(4)长度方向穿入将其紧固在拔模槽(14)的内端连接板(11)上。


3.根据权利要求1-2任一所述的一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构的施工方法，其特征在于：该方法为：圆杆导体穿入嵌环内，嵌环穿入抱箍中，压板插入抱箍中压住嵌环，两个楔子插入抱箍和压板形成的矩形楔槽中，用两个装配螺钉分别穿入楔子和抱箍后侧连接板的螺孔拉紧，使压板压紧嵌环，采用相同方法，将另一根圆杆导体安装完成，两个嵌环、两根圆杆导体、抱箍半圆弧通槽一内表面充分啮合，圆杆导体、嵌环、抱箍、嵌环、圆杆导体形成低电阻电流通路。


4.根据权利要求3所述的一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构的施工方法，其特征在于：压接楔子锁紧时抱箍及压板圆弧段需要的径向应力：
Pcmax＝Ri0.2(1)
式(1)中，
Pcmax----抱箍及压板圆弧段径向应力，单位MPa；
Ri0.2----嵌环屈服强度，单位MPa。


5.根据权利要求3所述的一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构的施工方法，其特征在于：抱箍及压板圆弧段需要的最小壁厚：



式(2)中，
Pcmax----抱箍及压板圆弧段径向应力，单位MPa；
Di----圆弧段内直径，单位mm；
δcmin----抱箍及压板圆弧段计算壁厚，单位mm；
Rc0.2----抱箍及压板材料屈服强度，单位MPa。


6.根据权利要求3所述的一种平行圆杆导体楔子自锁抱箍结构的施工方法，其特征在于：每个楔子最低轴向预紧力Fmin：
假设在胀紧中楔子匀速胀紧，则楔子受到五个力的作用，即推力F、抱箍拔模面的压力N、抱箍拔模面的摩檫力f、压板拔模面的压力Nb、压板拔模面的摩檫力fb,根据力的平衡，有：
F＝fcosβ+Nsinβ...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仁奇，张义钊，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52