專利名稱：一種銅鋁設(shè)備線夾組及其裝置方法的改進(jìn)的制作方法
一種銅鋁設(shè)備線夾組及其裝置方法的改進(jìn)
所屬技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種銅鋁設(shè)備線夾，尤其是它的構(gòu)造及其裝置方法的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
目前，常用電氣設(shè)備的出線端子有銅質(zhì)和鋁質(zhì)分類，設(shè)備線夾用與母線引下線與 電氣設(shè)備(如變壓器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)、穿墻套管等)的出線端子連接。而引出線 多為鋁絞線或鋼芯鋁絞線，故設(shè)備線夾分為鋁設(shè)備線夾和銅鋁過渡設(shè)備線夾兩個(gè)系列。變 電設(shè)備間銅的連接點(diǎn)采用銅連接，鋁的連接點(diǎn)采用鋁連接，銅鋁接點(diǎn)之間要使用銅鋁過渡 設(shè)備線夾。電力系統(tǒng)大量使用的是閃光焊、摩擦焊的IlOkV銅鋁過渡設(shè)備線夾，閃光焊工藝 已納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，摩擦焊早已廣泛用于240mm2以下導(dǎo)線的接線端子制造，載流量1000A以 下的設(shè)備線夾就要采用釬焊工藝制造。閃光焊等工藝的產(chǎn)品在制造時(shí)對(duì)工藝參數(shù)要求極為 嚴(yán)格，產(chǎn)品本身質(zhì)量存在潛在的不穩(wěn)定因素，銅鋁焊接界面的質(zhì)量容易受高溫、震動(dòng)疲勞、 腐蝕等環(huán)境因素影響，而使機(jī)械強(qiáng)度降低。如鹽霧、酸性氣體侵蝕及惡劣氣候均會(huì)造成產(chǎn)品 表面老化，氧化程度不一致，造成產(chǎn)品斷裂。據(jù)資料介紹及調(diào)查，銅、鋁(特別是鋁)的焊接性能較差，即便是同種材料的焊接 一般都要采取相應(yīng)的輔助方法才能獲得較好的強(qiáng)度，如銅焊需用焊粉，鋁焊需采用隔離焊 (如氣體保護(hù))。而銅鋁設(shè)備線夾的過渡連接處是兩種不同金屬的焊接，其生產(chǎn)工藝若采用 閃光焊或摩擦焊，其焊接口的機(jī)械強(qiáng)度在理想情況下只能達(dá)到兩種母材中強(qiáng)度最低的鋁的 機(jī)械強(qiáng)度值。由于并不能使兩種母材的接口在焊接時(shí)完全而充分地形成“熔池”，加之鋁的 熔點(diǎn)遠(yuǎn)低于銅，因此，其晶相組織達(dá)不到相互完全地“融解”，其微觀結(jié)構(gòu)不均勻，有些裂紋 或裂縫甚至肉眼即可辨識(shí)，因而其接口的機(jī)械強(qiáng)度實(shí)際往往要大打折扣。再由于銅鋁過渡 部分的焊接截面積較窄小，因此，這種銅鋁過渡設(shè)備線夾先天不足的客體條件就造成了銅 鋁過渡部分處的抗拉、抗彎?rùn)C(jī)械強(qiáng)度不足的主要原因，設(shè)備線夾在安裝和工作時(shí)既要承受 導(dǎo)線拉力、也要承受剪力，就容易在銅鋁過渡焊接處發(fā)生斷裂；其次原因是一年四季暑去寒 來，戶外氣候多變，使引線、設(shè)備線夾不斷發(fā)生熱脹冷縮，而鋁和銅的膨脹系數(shù)不一樣，客觀 上會(huì)惡化接口處的受力條件，在長(zhǎng)期受到內(nèi)外應(yīng)力的作用下，設(shè)備線夾發(fā)生機(jī)械疲勞也會(huì) 在焊接處發(fā)斷裂；另外因接觸不良，其接口界面電阻大，溫升大，長(zhǎng)期電流過載運(yùn)行，高溫發(fā) 熱產(chǎn)生了電化腐蝕，也容易導(dǎo)致產(chǎn)品斷裂；此外，設(shè)備在運(yùn)行操作中，工作力矩作用于接口 造成應(yīng)力集中，從而更容易造成線夾的疲勞斷裂，由于鋁合金的機(jī)械強(qiáng)度低于銅，因此一般 表現(xiàn)為鋁合金首先發(fā)生物理斷裂。銅鋁過渡設(shè)備線夾發(fā)生斷裂對(duì)電網(wǎng)的安全運(yùn)行危害很大，輕則單臺(tái)配變停電，重 則整條線路單相接地、故障跳閘，造成A類電網(wǎng)事故、B類電網(wǎng)事故、甚至大面積停電事故， 所以它是一個(gè)很容易被忽視的重大安全隱患，它關(guān)系到供電設(shè)備的安全可靠性、供電的可 靠率，關(guān)系到地方經(jīng)濟(jì)和民生。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)這種缺陷隱患和不足，本發(fā)明提供了一種銅鋁設(shè)備線夾組，尤其是它的構(gòu)造 及其裝置方法的改進(jìn)，它由一個(gè)改進(jìn)的鋁設(shè)備線夾和兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈組成一套組合 件配合使用。其中改進(jìn)的鋁設(shè)備線夾的設(shè)備裝配端取消了傳統(tǒng)的銅鋁過渡部分，而是直接 用全鋁合金制成，其外觀基本尺寸均符合GB5273-1985的標(biāo)準(zhǔn)，有著不同額定電流條件下 的標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸，其特征是在鋁設(shè)備線夾本體的設(shè)備裝配端的兩側(cè)制有垂直向上翻起的加 強(qiáng)筋，同時(shí)并不妨礙鋁設(shè)備線夾壓線板的裝配，它是在鋁設(shè)備線夾本體剪切沖壓加工時(shí)同 時(shí)制出，工序簡(jiǎn)單，然而其抗拉、抗彎?rùn)C(jī)械強(qiáng)度卻得以成倍增加；銅鋁設(shè)備線夾組中、兩個(gè) 銅鋁過渡設(shè)備墊圈用以代替?zhèn)鹘y(tǒng)使用的銅鋁過渡設(shè)備線夾上的銅鋁過渡部分，其特征是墊 圈由紫銅板和鋁合金板復(fù)合為雙層結(jié)構(gòu)，其外觀基本尺寸均符合GB/T5286-2001的標(biāo)準(zhǔn)， 也有不同額定電流條件下的標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸，其外圓直徑在12mm-200mm之間，內(nèi)孔直徑在 5mm-110mm之間，總厚度在1. 2mm-16mm之間，紫銅板和鋁合金板采用爆炸焊接工藝復(fù)合，改 革了傳統(tǒng)銅鋁過渡設(shè)備線夾的制造工藝，采用該工藝焊接的復(fù)合層中間有著明晰的接合界 面層，它屬于晶體分子熔融層，接合強(qiáng)度高，接觸電阻小，導(dǎo)電性能極佳，其中紫銅板的厚度 是墊圈總厚度1/4-1/3，鋁合金板的厚度是墊圈總厚度3/4-2/3，以達(dá)到既不影響銅鋁過渡 設(shè)備墊圈的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能，又可以節(jié)約大量銅材，降低材料成本；本發(fā)明裝置方法特 征是必須用一個(gè)全鋁設(shè)備線夾和兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈組成一套組合件配合使用，根據(jù)安 裝方法和結(jié)構(gòu)形式的不同，本發(fā)明中的鋁設(shè)備線夾也分為壓縮型和螺栓型，每種形式的線 夾又按引下線與安裝電氣設(shè)備端子所成的角度不同，分為0°、45°、30°、90°四種。通常 電氣設(shè)備(如變壓器、斷路器、互感器、隔離開關(guān)、跌落開關(guān)等)出線端子均為銅板，使用時(shí) 鋁設(shè)備線夾的壓線板依靠普通小螺栓總成與鋁設(shè)備線夾本體將鋁絞線(或鋼芯鋁絞線)緊 固連接構(gòu)成引下線部分，鋁設(shè)備線夾本體設(shè)備裝配端為全鋁合金制，上面開有一個(gè)通孔與 設(shè)備出線端子上的通孔相吻合，依靠另一鋼制螺栓(或銅制螺栓)先穿過一個(gè)本發(fā)明中的 銅鋁過渡設(shè)備墊圈通孔、次穿過鋁設(shè)備線夾與設(shè)備出線端子相吻合著的通孔、再穿過另一 個(gè)本發(fā)明中的銅鋁過渡設(shè)備墊圈通孔、并擰上一鋼制螺母(或銅制螺母)將設(shè)備線夾與設(shè) 備出線端子緊密地連接在一起，這樣就構(gòu)成了本發(fā)明裝置。值得注意的是裝配中上下兩個(gè) 銅鋁過渡設(shè)備墊圈必須是紫銅板的一面與設(shè)備銅板端子相接觸，鋁合金板的一面與鋁設(shè)備 線夾相接觸，這樣就將原通常使用的銅鋁過渡設(shè)備線夾中的銅鋁過渡部分巧妙地轉(zhuǎn)移到一 個(gè)機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能都很好的鋁設(shè)備線夾端部位置，而使傳統(tǒng)的銅鋁過渡設(shè)備線夾可以 被淘汰。本發(fā)明的有益效果是使銅鋁過渡型設(shè)備線夾發(fā)生斷裂現(xiàn)象得到根除，有力地保 證了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，大大提高了供電設(shè)備的可靠性和供電的可靠率，而且本發(fā)明中 的銅鋁過渡設(shè)備墊圈制造工藝簡(jiǎn)單，節(jié)約了大量寶貴的銅材，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益十分 明顯。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。


圖1是傳統(tǒng)原定型的銅鋁過渡設(shè)備線夾裝置實(shí)施例的主視圖。圖2是圖1的俯視圖。
圖3是本發(fā)明改進(jìn)的鋁設(shè)備線夾裝置實(shí)施例的主視圖。圖4是是圖3的俯視圖。圖5是本發(fā)明中的銅鋁過渡設(shè)備墊圈的主視圖。圖6是圖5的縱向向剖視圖。圖7是本發(fā)明改進(jìn)的銅鋁設(shè)備線夾裝置另一戶外實(shí)施例的主視圖。圖8是本發(fā)明用原鋁設(shè)備線夾改進(jìn)的裝置實(shí)施例的主視圖。圖中1、設(shè)備線夾本體，2、銅鋁過渡部分，3、線夾的設(shè)備裝配端，4、鋼制(或銅制)螺栓總成，5、壓線板，6、引下線，7、設(shè)備出線端子，8、加強(qiáng)筋，9、過渡加強(qiáng)筋，10、銅鋁過渡設(shè) 備墊圈的紫銅板復(fù)合層，11、銅鋁過渡設(shè)備墊圈的鋁合金板復(fù)合層，12、界面層，13、通孔， 14、設(shè)備線夾本體接觸面，15、薄層導(dǎo)電膏，16、普通小螺栓總成，17、引下線膨脹圈，，18、磁 絕緣隔離拷。
具體實(shí)施例方式傳統(tǒng)上原定型的銅鋁過渡設(shè)備線夾按結(jié)構(gòu)形式和安裝方法分為螺栓型和壓縮型 兩類，線夾按引下線同設(shè)備端子所成角度不同，有分為、45°、30°、90°四種。在附圖1、2 中，圖示了傳統(tǒng)的螺栓型0°銅鋁過渡設(shè)備線夾裝置的實(shí)施例設(shè)備線夾本體(1)用鋁合金 制成，它的設(shè)備裝配端(3)在這里是用銅制成，以便與銅制成的設(shè)備出線端子(7)匹配接 觸，通過鋼制(或銅制)螺栓總成(4)與電氣設(shè)備相連，引下線(6) —般都是鋁絞線或鋼芯 鋁絞線，它被鋁合金制成的壓線板(5)壓在鋁制的設(shè)備線夾本體(1)引下線端部、依靠四顆 普通小螺栓總成(16)被緊夾住，再與母線相連，傳統(tǒng)的銅鋁設(shè)備線夾是用閃光焊或摩擦焊 的焊接工藝將鋁合金制成的設(shè)備線夾本體(1)與銅制成的設(shè)備裝配端(3)連為一體，這樣 就在銅鋁設(shè)備線夾本體(1)的中部形成了銅鋁過渡部分(2)，其焊接截面狹窄，焊接口的機(jī) 械強(qiáng)度較差，過電性能也較差，是銅鋁過渡設(shè)備線夾容易發(fā)生斷裂之處。附圖5、圖6是本發(fā)明中的銅鋁過渡設(shè)備墊圈的示意圖中銅鋁過渡設(shè)備墊圈的 外觀基本尺寸均符合GB/T5286-2001的標(biāo)準(zhǔn)，墊圈中間有一通孔(13)、它有不同額定電流 條件下的標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸，其外圓直徑在12mm-200mm之間，內(nèi)孔直徑在5mm-110mm之間，總 厚度在1. 2mm-16mm之間，特征是墊圈由紫銅板和鋁合金板采用爆炸焊接工藝復(fù)合為雙層 結(jié)構(gòu)，焊接的復(fù)合層中間有著明晰的接合界面層(12)，它屬于晶體分子熔融層，接合強(qiáng)度 極高，接觸電阻很小，導(dǎo)電性能極佳，其中紫銅板復(fù)合層(10)的厚度較薄、是墊圈總厚度的 1/4-1/3，而鋁合金板復(fù)合層(11)的厚度較厚、是墊圈總厚度的3/4-2/3，以達(dá)到既不影響 銅鋁過渡設(shè)備墊圈的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能，又可以節(jié)約大量銅材。附圖3、圖4是本發(fā)明改進(jìn)的鋁設(shè)備線夾裝置實(shí)施例的示意，其特征是在鋁設(shè)備線 夾本體(1)的設(shè)備裝配端的兩側(cè)制有垂直向上翻起的加強(qiáng)筋(8)、其翻起的高度是鋁設(shè)備 線夾本體(1)鋁板厚度的1. 1-1. 5倍，它是在剪切沖壓加工鋁設(shè)備線夾本體時(shí)同時(shí)被制出， 工序簡(jiǎn)單，并且兩側(cè)加強(qiáng)筋(8)連著過渡加強(qiáng)筋(9)逐步收小，它不妨礙鋁設(shè)備線夾壓線板 (5)的裝配，然而其抗拉、抗彎?rùn)C(jī)械強(qiáng)度卻得以成倍增加，裝配中兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈必 須是紫銅板的一面與設(shè)備銅板端子相接觸，即下面銅鋁過渡設(shè)備墊圈的紫銅板復(fù)合層(10) 與設(shè)備出線端子(7)相接觸(圖4)，而鋁合金板的一面應(yīng)與鋁設(shè)備線夾相接觸，即上面銅鋁 過渡設(shè)備墊圈的鋁合金板復(fù)合層(11)與鋁設(shè)備線夾本體(1)相接觸(圖4)，這樣就將傳統(tǒng)中使用的銅鋁過渡設(shè)備線夾中的銅鋁過渡部分巧妙地轉(zhuǎn)移到一個(gè)機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能 都很好的鋁設(shè)備線夾之恰當(dāng)?shù)奈恢蒙?。為了獲得更好電能輸送效果，在鋼制(或銅制)螺 栓(4)與兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈的接觸面之間、或在引下線(6)與壓線板(5)及鋁設(shè)備線 夾本體(1)相接觸面之間都涂有薄層導(dǎo)電膏(15)。圖7是本發(fā)明改進(jìn)的銅鋁設(shè)備線夾裝置另一戶外實(shí)施例的示意，其特征是引下 線(6)在裝配上有所改變，即它在被壓線板(5)和鋁設(shè)備線夾本體(1)夾緊前重復(fù)穿過一 個(gè)磁絕緣隔離拷(18)彎成一個(gè)引下線膨脹圈(17)，磁絕緣隔離拷(18)上制有兩個(gè)內(nèi)徑略 大于引下線(6)外徑的通孔，它象拷子一樣活動(dòng)地拷住引下線，確保設(shè)備線夾在受到外力 或熱脹冷縮產(chǎn)生應(yīng)力時(shí)能緩解形變，同時(shí)又確保引下線(6)不受大風(fēng)的影響而晃動(dòng)，它用 在戶外令克、斷路器、隔離開關(guān)上特別有效。圖8是本發(fā)明用原鋁設(shè)備線夾改進(jìn)的裝置實(shí)施例的示意，其特征是直接采用原 普通鋁設(shè)備線夾，在鋁設(shè)備線夾本體接觸面(14)上沒有加強(qiáng)筋(8)，它需與本發(fā)明中兩個(gè) 銅鋁過渡設(shè)備墊圈相配合使用，用在室內(nèi)受力較小的電氣設(shè)備上，其安全性能和導(dǎo)電性能 在銅鋁過渡方面一樣達(dá)到本發(fā)明積極有益的效果。
權(quán)利要求
一種銅鋁設(shè)備線夾組其裝置方法的改進(jìn)，其特征是它由一個(gè)改進(jìn)的鋁設(shè)備線夾和兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈組成，改進(jìn)的鋁設(shè)備線夾用全鋁合金制成，在線夾本體兩側(cè)制有垂直向上翻起的加強(qiáng)筋，加強(qiáng)筋其翻起的高度是鋁設(shè)備線夾本體(1)鋁板厚度的1.1-1.5倍，兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈由紫銅板和鋁合金板采用爆炸焊接工藝復(fù)合為雙層結(jié)構(gòu)，復(fù)合層中間有著明晰的接合界面層，其中紫銅板的厚度是墊圈總厚度的1/4-1/3，鋁合金板的厚度是墊圈總厚度的3/4-2/3，裝置使用時(shí)兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈必須是銅板的一面與銅端子相接觸，鋁板的一面與鋁設(shè)備線夾相接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅鋁設(shè)備線夾組其裝置方法的改進(jìn)，其特征是改進(jìn)的 鋁設(shè)備線夾分為壓縮型和螺栓型，每種形式的線夾又按引下線與安裝電氣設(shè) 備端子所成的 角度不同，分為0°、45°、30°、90°四種，它的外觀基本尺寸均符合GB5273-1985的標(biāo)準(zhǔn)， 有著不同額定電流條件下的標(biāo)準(zhǔn)系列尺寸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅鋁設(shè)備線夾組其裝置方法的改進(jìn)，其特征是兩個(gè)銅 鋁過渡設(shè)備墊圈其外型尺寸均符合GB5273-1985的標(biāo)準(zhǔn)，有不同額定電流條件下的標(biāo)準(zhǔn)系 列尺寸，其外圓直徑在12mm-200mm之間，內(nèi)孔直徑在5mm-110mm之間，總厚度在1. 2mm-16mm 之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅鋁設(shè)備線夾組其裝置方法的改進(jìn)，其特征是改進(jìn)的 鋁設(shè)備線 夾的壓線板依靠四個(gè)普通小螺栓總成與鋁設(shè)備線夾本體將鋁絞線(或鋼芯鋁絞 線)緊固連接構(gòu)成引下線部分，鋁設(shè)備線夾本體的設(shè)備裝配端上面開有一個(gè)通孔與設(shè)備出 線端子上的通孔相吻合，依靠另一鋼制螺栓(或銅制螺栓)先穿過一個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈 通孔、次穿過鋁設(shè)備線夾與設(shè)備出線端子相吻合著的通孔、再穿過另一個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊 圈通孔、并擰上一鋼制螺母(或銅制螺母)將設(shè)備線夾與設(shè)備出線端子緊密地連接在一起， 將傳統(tǒng)的銅鋁過渡設(shè)備線夾中的銅鋁過渡部分轉(zhuǎn)移到一個(gè)機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能都很好的 鋁設(shè)備線夾的中后部位置，由此構(gòu)成本裝置方法的改進(jìn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅鋁設(shè)備線夾組其裝置方法的改進(jìn)，其特征是引下線 (6)在裝配方法上有另一實(shí)施例，即引下線(6)在被壓線板(5)和鋁設(shè)備線夾本體(1)夾緊 前重復(fù)穿過一個(gè)磁絕緣隔離拷(18)彎成一個(gè)引下線膨脹圈(17)，磁絕緣隔離拷(18)上制 有兩個(gè)內(nèi)徑略大于引下線(6)外徑的通孔，能象拷子一樣活動(dòng)地拷住引下線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種銅鋁設(shè)備線夾組其裝置方法的改進(jìn)，其特征是直接采 用原普通鋁設(shè)備線夾，在鋁設(shè)備線夾本體接觸面(14)上沒有加強(qiáng)筋(8)，它需與本發(fā)明中 兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈相配合使用，構(gòu)成本裝置方法的另一實(shí)施例。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種銅鋁設(shè)備線夾組及其裝置方法的改進(jìn)，它由一個(gè)改進(jìn)的鋁設(shè)備線夾和兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈組成一套組合件配合使用，所述的改進(jìn)的鋁設(shè)備線夾用全鋁合金制成，在線夾本體兩側(cè)制有垂直向上翻起的加強(qiáng)筋，所述的兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈由紫銅板和鋁合金板復(fù)合為雙層結(jié)構(gòu)，其中紫銅板的厚度是墊圈總厚度1/4-1/3，鋁合金板的厚度是墊圈總厚度3/4-2/3，所述的裝置方法的改進(jìn)是組件中兩個(gè)銅鋁過渡設(shè)備墊圈必須是銅板的一面與銅端子相接觸，鋁板的一面與鋁設(shè)備線夾相接觸，本發(fā)明取消了傳統(tǒng)銅鋁設(shè)備線夾的過渡部分，改革了制造工藝，使銅鋁過渡設(shè)備線夾容易斷裂的缺陷得到根除，提高了供電設(shè)備的可靠性和供電的可靠率，而且銅鋁設(shè)備線夾組造工藝簡(jiǎn)單，節(jié)約了大量寶貴的銅材。
文檔編號(hào)H01R4/46GK101841085SQ20101011872
公開日2010年9月22日 申請(qǐng)日期2010年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月2日
發(fā)明者陳俊寧 申請(qǐng)人:遂昌縣明盛電業(yè)有限責(zé)任公司