一种新型抗蠕变高导电性直埋铝合金电缆中间接头连接管制造技术

本发明专利技术涉及铝合金电缆接头连接管制造技术领域，为一种新型抗蠕变高导电性直埋铝合金电缆中间接头连接管。其材质为采用多机制协同强化的多元微合金强化材料，在铝合金中添加稀土元素Sc和Zr与铝合金元素形成高稳定析出相，产生细晶、固溶强化，提高连接管的抗蠕变性能。采用先熔融焊接再压接的安装方式，压接采用螺栓给进压紧机制，提供一种弧形摩擦面，可降低其接触电阻，使铝电缆接头具有更好的电气性、机械性、抗蠕变性能，解决现有技术中铝合金电缆接头因温度变化产生的膨胀、蠕变、接触电阻增大，导致接头松动、温度升高而损坏的问题。本发明专利技术连接管在温度变化的情况下，具有可靠的连接性，具有优异的抗蠕变性、热稳定性、导电性。导电性。导电性。

【技术实现步骤摘要】
一种新型抗蠕变高导电性直埋铝合金电缆中间接头连接管


[0001]本专利技术涉及一种铝(合金)电缆接头连接管制造
，尤其涉及一种抗蠕变铝(合金)接头连接管，具体为一种新型抗蠕变高导电性直埋铝合金电缆中间接头连接管。

技术介绍

[0002]电缆作为电能传输的重要组件，在电力工程中起着至关重要的作用。近年来随着铜价的剧烈波动及铜资源的相对紧缺，“以铝代铜”成为行业发展重点。另外根据国家新能源发展战略，新能源比重日益增加，风光可再生能源将逐步取代化石能源。2020年国家提出“双碳目标”，更多的风光电场投入运行，直埋铝(合金)电缆由于成本低被广泛应用于风光电场，但铝(合金)材料本身相比于传统的铜材料存在着难以克服的缺点，分述如下：
[0003]铝(合金)导体的电导率与铜相比较差，机械性能偏低，焊接性能差，接触电阻大，在工程应用中受到较大限制，另外铝导体最主要的缺陷为抗蠕变性能差，导致铝导体电力电缆在运行过程中出现问题，而在电缆接头处故障发生最频繁。在电缆线路长期运行状况下，特别是在满负荷运行时，电缆线路温度较高，铝电缆接头处受热膨胀，易发生蠕变变形，进而导致接头处松动、接触电阻变大，温度进一步升高，反过来导致蠕变变形，进入恶性循环，最终导致绝缘失效，发生事故。铝电缆连接件用材料若具备较高的抗蠕变性能，可避免或抑制该问题的发生。
[0004]铝(合金)电缆接头主要由金属连接管和外层的非金属材料等构成，连接金具和铝导体所受的应力越大，材料蠕变变形越快，且连接金具所受应力明显高于铝导体，所以金具发生蠕变变形的倾向更大，因此连接金具所用材料的抗蠕变性能应优于铝芯导体。近年来，铝电缆导体通过加入合金成分和合理的制备工艺，来改变铝原有强度低、韧性差、抗蠕变性能差的缺陷，在国内获得了较好的发展，铝合金电缆市场也更加规范并取得相对广泛的认可。但是在电缆接头处的铝连接管等铝连接件，其抗蠕变性和接触电阻有着更高的要求。
[0005]电缆接头由内部与电缆导体芯直接接触的金属连接管和外绝缘构成，连接管的作用是保证导芯连接的机械应力，降低接触电阻，保证电缆导体载流量。为保证电缆的安全运行，导体连接部，即电缆接头连接管需要极好的电气和机械性能。

技术实现思路

[0006]针对上述问题，本专利技术提供一种抗蠕变铝电缆接头连接管，旨在解决现有技术中铝电缆接头因其导电性、抗蠕变性、机械性能差，导致铝电缆接头处在实际运行中出现温升、损坏故障和安全隐患问题，以解决以铝代铜存在的不足之处。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种新型抗蠕变高导电性直埋铝合金电缆中间接头连接管，管壁上设有多个螺栓孔，通过螺栓压紧的形式将铝合金电缆固定在连接管中；螺栓与铝合金电缆导体接触面为弧形摩擦面；
[0009]所述的连接管的材料为多元微合金化材料，各化学组分的质量配比为：钪0.1～
0.2％，铒：0.08～0.2％，锆：0.02～0.15％，镧：0.05～0.15％，铜0.14～0.24％，铁：1.28～1.34％，镁：0.05～0.20％，锌≤0.001％，锰≤0.001％，硅0.04～0.09％，杂质0.02％以下，其余为铝。
[0010]优选的，所述的连接管的材料中各化学组分的质量配比为：钪：0.15％，铒：0.08％，锆：0.02％，镧：0.05％，铜0.14％，铁：1.28％，镁：0.05％，锌≤0.001％，锰≤0.001％，硅0.04％，杂质0.02％以下，其余为铝。
[0011]所述的连接管的安装方式如下：先将连接管套在其中一个铝合金电缆导体上，然后采用熔融焊接的方法将两个铝合金电缆导体的端头焊接为一体，再调整连接管位置，使连接管的中间位置对准熔融焊接点，最后拧紧螺栓，使铝合金电缆导体与连接管内壁紧固咬合。
[0012]其中：
[0013](1)采用稀土多元微合金化方法得到一定质量配比的连接管材料，来改善其抗蠕变性能和导电性。尤其是Sc和Zr协同作用形成析出物Al3(Sc，Zr)具有极高的热稳定性。
[0014](2)铝电缆导体的固定方式采用螺栓给进压紧结构固定铝电缆导体，螺栓与铝电缆导体接触面采用弧形摩擦面，以进一步增加铝电缆连接的可靠性和抗蠕变性，可增大金具对铝导体的咬合力的同时减小接触电阻。
[0015](3)铝电缆接头连接管采用先熔融焊接再压接的安装方式，可以减少连接处的接触电阻，提高铝电缆接头的高温蠕变抗力，降低铝电缆接头在运行过程中的故障率。
[0016]本专利技术至少具有如下有益效果：
[0017]本专利技术提供一种抗蠕变高导电性直埋铝合金电缆中间接头连接管，其材采用多机制协同强化的多元微合金，添加稀土元素Sc、Er、La及Zr等，细化了铸态合金晶粒，通过析出强化、弥散强化、细晶强化机理改善高温抗蠕变性能；提供一种抗蠕变高导电性直埋铝合金电缆中间接头连接管的安装方式，安装方式为先熔融焊接再用螺栓压接的，使铝电缆接头连接管具有较强的机械应力；连接管压接结构采用螺栓给紧压紧机制，螺栓与铝导体接触面采用弧形摩擦面，可以改善其抗蠕变性同时增加其导电性；本专利技术总体解决了铝电缆接头连接管因其接触电阻过大、抗蠕变性能差、机械性能差的问题，保证铝电缆接头在温度变化的情况下，具有优异的热稳定性、导电性和抗蠕变性，在高温条件下具有较好的导电性能的同时不易发生蠕变、松动。
附图说明
[0018]图1是本专利技术抗蠕变铝电缆接头连接管结构示意图；
[0019]图2是本专利技术抗蠕变铝电缆接头连接管螺栓结构示意图；
[0020]图3是本专利技术抗蠕变铝电缆接头连接管俯视图；
[0021]图中：1铝合金电缆导体；2固定螺栓；3铝电缆导体熔融焊接点；
[0022]4连接管；5弧形摩擦面。
具体实施方式
[0023]下面结合本专利技术实例中的附图，对本专利技术作更进一步的说明。
[0024]铝(合金)电缆通常通过连接件压接连接，随着线路运行中的温度变化，会导致铝
电缆接头处出现小范围的形变，并且由于在接头连接处，连接件受到机械应力的作用产生蠕变，导致连接松动，材料本身抵抗此种形变的能力成为抗蠕变性，一般通过压蠕变实验进行衡量。
[0025]如图1和图2所示，本专利技术实施例的连接管4，采用螺栓压接结构，2为固定螺栓，5为所述铝电缆接头连接管上螺栓与铝电缆导体的弧形摩擦面。
[0026]所述铝电缆接头连接管材料采用多机制协同强化的多元微合金技术。其质量配比为：钪0.1～0.2％，铒：0.08～0.2％，锆：0.02～0.15％，镧：0.05～0.15％，铜0.14～0.24％，铁：1.28～1.34％，镁：0.05～0.20％，锌≤0.001％，锰≤0.001％，硅0.04～0.09％，杂质0.02％以下，其余为铝。
[0027]其中，添加Sc元素使晶粒细化产生细晶强化，析出稳定的Al3Sc粒子引起弥散强化、亚晶强化，从而抑制晶界迁移，晶界和错位与Al3Sc粒子交互作用使该合金在室温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型抗蠕变高导电性直埋铝合金电缆中间接头连接管，其特征在于，所述的连接管的管壁上设有多个螺栓孔，通过螺栓压紧的形式将铝合金电缆固定在连接管中；螺栓与铝合金电缆导体接触面为弧形摩擦面；所述的连接管的材料为多元微合金化材料，各化学组分的质量配比为：钪0.1～0.2％，铒：0.08～0.2％，锆：0.02～0.15％，镧：0.05～0.15％，铜0.14～0.24％，铁：1.28～1.34％，镁：0.05～0.20％，锌≤0.001％，锰≤0.001％，硅0.04～0.09％，杂质0.02％以下，其余为铝。2.根据权利要求1所述的一种新型抗蠕变高导电性直埋铝合金电缆中间接头连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵树春，孙长海，薛乃川，王雨萌，冯晓东，郑康乐，韩建锋，崔丹，马俊祥，崔利鹏，宋国庆，施凯，刘国庆，孙耘龙，陈百通，王明，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：