ES1272559U

ES1272559U - Improved connectivity between conductive elements (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Info

Publication number: ES1272559U
Application number: ES202131086U
Authority: ES
Inventors: Vitaliy Yaroslavskiy
Original assignee: Carbine Ventures Inc D/b/a Cable Tech Laboratories
Current assignee: Carbine Ventures Inc D/b/a Cable Tech Laboratories
Priority date: 2018-09-10
Filing date: 2018-09-10
Publication date: 2021-07-02
Anticipated expiration: 2028-09-10
Also published as: ES1272559Y

Abstract

An electrical connector assembly comprising: (a) a first electrical conductor having at least two conductive elements and insulating material comprising one or more water blocking materials; (b) a connector having a housing comprising (i) a first shaft extending between a first end with a first opening and a second end, and (ii) a second shaft transverse to the first shaft, and (iii) a outer surface; (c) a plug cavity positioned at least partially with the first opening, wherein the plug cavity (i) extends along the first axis, (ii) defines an interior surface of the housing, and (iii) is sized to receive the electrical conductor; and (d) a passage through the housing, in which (i) the passage extends along the second axis from the exterior surface of the housing to the interior surface of the housing, and (ii) the passage is dimensioned to accommodate a conductive anchor, in which (A) The conductive anchor comprises a first anchor end that is a penetrating part, a second anchor end, and a first length of the anchor that extends between the first anchor end and the second anchor end, and wherein (B) The first length of the anchor is dimensioned so that, when the plug socket receives the electrical conductor and the conductive anchor is secured within the passage, the first anchor end extends into the plug socket, between the al least two conductive elements and through the insulating material. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Mejora de la conectividad entre elementos conductoresImproved connectivity between conductive elements

CAMPO TÉCNICO Y ANTECEDENTESTECHNICAL FIELD AND BACKGROUND

[0001] La presente invención se refiere en general a dispositivos para mejorar la conectividad de conductores trenzados o multicapa.[0001] The present invention relates generally to devices for improving the connectivity of stranded or multilayer conductors.

[0002] Las demandas impuestas a los sistemas de generación y distribución de energía continúan aumentando, lo que lleva a mayores cargas eléctricas en los componentes del sistema, tales como conductores y conectores de cable. Mayores cargas eléctricas aumentan la generación de calor que puede causar fallos en los cables.[0002] The demands placed on power generation and distribution systems continue to increase, leading to increased electrical loads on system components, such as conductors and cable connectors. Higher electrical loads increase heat generation that can cause cable failure.

[0003] Además, los componentes del sistema de energía están diseñados en general para proteger contra condiciones exteriores difíciles, tales como temperaturas extremas e intrusión de humedad, a través del uso de aislamiento, capas protectoras y materiales absorbentes y para bloqueo de agua. El uso de materiales semiconductores de da como resultado una mayor resistencia eléctrica entre los elementos conductores en un conductor de cable. Esto a su vez aumenta el calor generado por el cable y también puede dar lugar a fallos, ya que el cable funciona más cerca de su capacidad de carga máxima. Este problema es en particular grave en los extremos de terminación de cable (conectores de terminal) y en las uniones de cable (conductores empalmados) ya que los conectores convencionales en dichas uniones tienden a concentrar la corriente eléctrica en los elementos conductores externos (por ejemplo, capas de hilos externos) de un conductor de cable.[0003] In addition, power system components are generally designed to protect against difficult outdoor conditions, such as extreme temperatures and moisture intrusion, through the use of insulation, protective layers, and absorbent and water-blocking materials. The use of semiconductor materials results in increased electrical resistance between the conductive elements in a cable conductor. This in turn increases the heat generated by the cable and can also lead to failure as the cable operates closer to its maximum load capacity. This problem is particularly severe at cable termination ends (terminal connectors) and cable joints (spliced conductors) since conventional connectors at such joints tend to concentrate electrical current on external conductive elements (e.g. , outer wire layers) of a cable conductor.

[0004] Dado el inconveniente presentado por los componentes del conector existentes, sería ventajoso proporcionar un mecanismo para mejorar la conectividad entre elementos conductores o capas de filamentos promoviendo el contacto directo de metal a metal entre los elementos conductores. Esto a su vez mejoraría la distribución y los perfiles de resistencia actuales a través de la sección transversal del cable durante las condiciones de carga y evitaría los efectos resultantes de los materiales de bloqueo de agua. El resultado sería una menor generación de calor y una mejora en la fiabilidad. Dicho mecanismo debería ser preferentemente capaz de una instalación cómoda y fiable en condiciones de campo para controlar los costes y reducir el tiempo de inactividad potencial del sistema asociado con el reemplazo de los componentes del conector con fallos. [0004] Given the drawback presented by existing connector components, it would be advantageous to provide a mechanism to improve connectivity between conductive elements or layers of filaments by promoting direct metal-to-metal contact between the conductive elements. This in turn would improve the current distribution and resistance profiles across the cable cross section during loading conditions and avoid the resulting effects of water blocking materials. The result would be less heat generation and improved reliability. Such a mechanism should preferably be capable of convenient and reliable installation under field conditions to control costs and reduce potential system downtime associated with replacing failed connector components.

[0005] Es, por lo tanto, un objetivo de la presente invención proporcionar dispositivos para mejorar la conectividad de los cables eléctricos proporcionando una ruta de corriente entre elementos conductores. Es un objetivo adicional de la invención proporcionar dispositivos que mejoren la conectividad mientras se configuran para una instalación cómoda y fiable.[0005] It is, therefore, an object of the present invention to provide devices for improving the connectivity of electrical cables by providing a current path between conductive elements. It is a further object of the invention to provide devices that improve connectivity while configuring for a comfortable and reliable installation.

SUMARIOSUMMARY

[0006] Un primer modo de realización proporciona un montaje de conector eléctrico que tiene un alojamiento de conector con un primer eje que se extiende entre un primer extremo con una primera abertura y un segundo extremo, y un segundo eje transversal al primer eje (es decir, dirección radial para un alojamiento tubular donde el primer eje es longitudinal), y una superficie exterior. El alojamiento también incluye una cavidad de enchufe colocada al menos parcialmente con la primera abertura. La cavidad de enchufe se extiende a lo largo del primer eje y define una superficie interior del alojamiento y está dimensionada para recibir un conductor de cable eléctrico que tenga al menos dos elementos o al menos dos capas de hilos. El alojamiento también incluye un paso que se extiende a lo largo del segundo eje desde la superficie exterior del alojamiento hasta la superficie interior del alojamiento. El paso está dimensionado para alojar un anclaje conductor que tiene un primer extremo de anclaje, un segundo extremo de anclaje y una primera longitud de anclaje que se extiende entre el primer extremo de anclaje y el segundo extremo de anclaje. La primera longitud de anclaje está dimensionada de modo que cuando la cavidad de enchufe recibe el conductor eléctrico y el anclaje conductor está asegurado dentro del paso, el primer extremo de anclaje se extiende dentro de la cavidad de enchufe y penetra en los múltiples elementos conductores o capas de hilos.[0006] A first embodiment provides an electrical connector assembly having a connector housing with a first axis extending between a first end with a first opening and a second end, and a second axis transverse to the first axis (ie ie radial direction for a tubular housing where the first axis is longitudinal), and an outer surface. The housing also includes a plug cavity at least partially positioned with the first opening. The plug cavity extends along the first axis and defines an interior surface of the housing and is dimensioned to receive an electrical cable conductor having at least two elements or at least two layers of wires. The housing also includes a passageway that extends along the second axis from the exterior surface of the housing to the interior surface of the housing. The passage is dimensioned to accommodate a conductive anchor having a first anchor end, a second anchor end, and a first anchor length that extends between the first anchor end and the second anchor end. The first anchor length is dimensioned so that when the plug socket receives the electrical conductor and the conductive anchor is secured within the passage, the first anchor end extends into the plug socket and penetrates the multiple conductive elements or layers of threads.

[0007] El primer extremo de anclaje puede ser una parte penetrante, tal como una punta cónica o un borde afilado, y el anclaje conductor puede ser, entre otras cosas, un tornillo, un remache o una cizalla, ambos con múltiples puntos de ruptura donde una parte del perno está diseñada para cizallar cuando se someta a una carga de torsión predeterminada.[0007] The first anchor end can be a penetrating part, such as a conical point or a sharp edge, and the conductive anchor can be, among other things, a screw, a rivet or a shear, both with multiple break points. where a part of the bolt is designed to shear when subjected to a predetermined torsional load.

[0008] El conector puede ser un conector de perno de corte o un conector de crimpado que se asegure sobre un conductor eléctrico después de la aplicación de una fuerza para aplastar una parte del alojamiento de conector. Los pasos se pueden prefabricar en el alojamiento de conector o formarse accionando el anclaje conductor a través del exterior del alojamiento hacia la cavidad de enchufe.[0008] The connector can be a shear bolt connector or a crimp connector that secures onto an electrical conductor after application of a force to crush a portion of the connector housing. Steps can be prefabricated in the connector housing or formed by driving the conductive anchor through the exterior of the housing into the socket cavity.

[0009] En un modo de realización, el alojamiento de conector incluye aberturas adicionales, con las cavidades de enchufe definiendo canales dimensionados para recibir otro conductor de cable eléctrico. El primer paso forma una abertura en la superficie exterior del alojamiento que está a una primera distancia del primer extremo. El alojamiento de conector también incluye un segundo paso que se extiende a lo largo de un eje transversal al primer eje (es decir, dirección radial para un alojamiento tubular) desde la superficie exterior del alojamiento hasta la superficie interior del alojamiento. Similar al primer paso, el segundo paso define una segunda abertura en la superficie exterior del alojamiento que está localizada más lejos del primer extremo del alojamiento que la primera abertura. El segundo paso está dimensionado para alojar un segundo anclaje conductor con dos extremos y una longitud entre los dos extremos. La segunda longitud del anclaje está dimensionada de modo que, cuando la cavidad de enchufe reciba el segundo cable eléctrico, y el segundo anclaje conductor esté asegurado dentro del segundo paso, el anclaje se extienda dentro de la cavidad de enchufe y penetre en los al menos dos elementos conductores o capas de hilos del segundo conductor eléctrico. Uno o más anclajes pueden tener un extremo penetrante y formarse como un tornillo, remache o perno de corte con múltiples puntos de ruptura, entre otros tipos de anclajes.[0009] In one embodiment, the connector housing includes additional openings, with the plug cavities defining channels sized to receive another electrical cable conductor. The first passage forms an opening in the outer surface of the housing that is at a first distance from the first end. The connector housing also includes a second passageway that extends along an axis transverse to the first axis (ie, radial direction for a tubular housing) from the exterior surface of the housing to the interior surface of the housing. Similar to the first step, the second step defines a second opening in the exterior surface of the housing that is located further from the first end of the housing than the first opening. The second passage is sized to accommodate a second conductive anchor with two ends and a length between the two ends. The second length of the anchor is dimensioned so that, when the plug socket receives the second electrical cable, and the second conductive anchor is secured within the second passage, the anchor extends into the plug socket and penetrates the at least two conductive elements or layers of wires of the second electrical conductor. One or more anchors may have a penetrating end and be formed as a screw, rivet, or shear bolt with multiple break points, among other types of anchors.

[0010] Aún en otro modo de realización que no usa necesariamente anclajes penetrantes, el alojamiento de conector y el enchufe reciben un conductor eléctrico (o conductores múltiples) con al menos dos elementos conductores o capas de hilos, donde al menos uno de los elementos conductores ("un primer elemento conductor") tiene un segmento de corte. El segmento de corte se forma cuando parte del elemento conductor o capa de hilos se retira para exponer un segundo elemento conductor o capa de hilos. La longitud del anclaje conductor tiene un tamaño de modo que, cuando la cavidad de enchufe recibe el conductor, y el anclaje conductor está asegurado dentro del paso, un extremo del anclaje conductor se extiende dentro de la cavidad de enchufe y establece comunicación eléctrica con un segundo elemento conductor expuesto a través del segmento de corte.[0010] In yet another embodiment that does not necessarily use penetrating anchors, the connector housing and the plug receive an electrical conductor (or multiple conductors) with at least two conductive elements or layers of wires, where at least one of the elements conductors ("a first conductive element") has a cut segment. The cut segment is formed when part of the conductor element or layer of wires is removed to expose a second conductor element or layer of wires. The length of the conductive anchor is sized such that, when the plug socket receives the conductor, and the conductive anchor is secured within the passage, one end of the conductive anchor extends into the socket socket and establishes electrical communication with a second conductive element exposed through cut segment.

[0011] Los primer y segundo elementos conductores pueden ser concéntricos (por ejemplo, un conductor externo que rodea al segundo conductor interno), y el anclaje conductor establece comunicación eléctrica con el segundo elemento conductor extendiéndose a través del paso y dentro del segmento de corte para hacer contacto con fricción o acoplar el segundo elemento conductor. El segmento de corte se puede formar como una muesca donde parte del primer elemento conductor se retira en un patrón o forma cuadrada, rectangular, circular o de cualquier otro tipo adecuado para exponer el segundo conductor. El segmento de corte también se puede formar retirando un segmento completo del primer elemento conductor a través de toda la sección transversal, tal como retirando un segmento de toda la circunferencia de un elemento conductor circular.The first and second conductive elements can be concentric (for example, an outer conductor surrounding the second inner conductor), and the conductive anchor establishes electrical communication with the second conductive element extending through the passage and into the cut segment. to make contact with friction or coupling the second conductive element. The cut segment may be formed as an indentation where part of the first conductive element is removed in a square, rectangular, circular, or any other suitable pattern or shape to expose the second conductor. The cutting segment can also be formed by removing an entire segment of the first conductive element across the entire cross section, such as removing a segment from the entire circumference of a circular conductive element.

[0012] En otros modos de realización ejemplares, un distanciador conductor está dispuesta alrededor del segundo elemento conductor al menos parcialmente dentro del segmento de corte para llenar eficazmente parte o la totalidad del vacío creado al retirar el segmento de corte. El distanciador conductor está en comunicación eléctrica con el segundo elemento conductor. Y el anclaje conductor se coloca en comunicación eléctrica con el segundo elemento conductor extendiendo el anclaje a través del paso hacia la cavidad de enchufe para acoplar el distanciador conductor.In other exemplary embodiments, a conductive spacer is disposed around the second conductive element at least partially within the cutting segment to effectively fill some or all of the void created by removing the cutting segment. The conductive spacer is in electrical communication with the second conductive element. And the conductive anchor is placed in electrical communication with the second conductive element by extending the anchor through the passage into the plug socket to engage the conductive spacer.

[0013] Se pueden usar distanciadores conductores separadas para establecer la comunicación eléctrica con cada elemento conductor o capa de hilos. De forma alternativa, se puede disponer un distanciador conductor única alrededor del primer elemento conductor al menos parcialmente dentro del segmento de corte y disponerse sobre el segundo elemento conductor de modo que el distanciador conductor esté en comunicación eléctrica tanto con el primer elemento conductor como con el segundo elemento conductor. En este caso, el distanciador conductor tiene rasgos característicos en la superficie interior que corresponden al segmento de corte y/o que corresponden a los contornos de los elementos conductores de modo que el distanciador conductor se pueda instalar sobre uno o más de los elementos conductores mientras se establece una conexión eléctrica. El anclaje conductor establece comunicación eléctrica tanto con el primer elemento conductor como con el segundo elemento conductor extendiéndose a través del paso para acoplar el distanciador conductor.[0013] Separate conductive spacers can be used to establish electrical communication with each conductive element or layer of wires. Alternatively, a single conductive spacer may be disposed around the first conductive element at least partially within the cutter segment and disposed over the second conductive element so that the conductive spacer is in electrical communication with both the first conductive element and the second conductive element. In this case, the conductive spacer has characteristic features on the inner surface that correspond to the cut segment and / or that correspond to the contours of the conductive elements so that the conductive spacer can be installed on one or more of the conductive elements while an electrical connection is established. The conductive anchor establishes electrical communication with both the first conductive element and the second conductive element extending through the passageway to engage the conductive spacer.

[0014] El distanciador conductor se puede formar a partir de un material maleable de modo que se pueda deformar, y se ajuste a presión sobre uno o más de los elementos conductores para asegurar un ajuste mecánico estable y un contacto eléctrico. De forma alternativa, el distanciador conductor se puede formar como un elemento helicoidal o glándula compresible capaz de deformación mecánica. En otros modos de realización más, el distanciador conductor es un cuerpo hueco alargado con una hendidura que se extiende hacia abajo a lo largo del cuerpo para facilitar la compresión del distanciador. [0014] The conductive spacer can be formed from a malleable material so that it can be deformed, and snaps onto one or more of the conductive elements to ensure a stable mechanical fit and electrical contact. Alternatively, the conductive spacer can be formed as a helical element or compressible gland capable of mechanical deformation. In still other embodiments, the conductive spacer is an elongated hollow body with a slit that extends downwardly along the body to facilitate compression of the spacer.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

[0015] Los rasgos característicos, aspectos y ventajas de la presente invención se comprenden mejor cuando se lee la siguiente descripción detallada de la invención con referencia a las figuras adjuntas, en las cuales:The characteristic features, aspects and advantages of the present invention are better understood when the following detailed description of the invention is read with reference to the attached figures, in which:

[0016] La FIG. 1A ilustra una configuración ejemplar para la construcción de cables eléctricos.[0016] FIG. 1A illustrates an exemplary configuration for electrical cable construction.

[0017] La FIG. 1B ilustra un cable eléctrico ejemplar que usa hilo para bloqueo de agua.[0017] FIG. 1B illustrates an exemplary electrical cable using water blocking wire.

[0018] La FIG. 1C ilustra un cable eléctrico ejemplar que usa cinta para bloqueo de agua.[0018] FIG. 1C illustrates an exemplary electrical cable using water blocking tape.

[0019] La FIG. 1D ilustra un ejemplo de conductor trenzado cubierto con una capa completa de cinta para bloqueo de agua.[0019] FIG. 1D illustrates an example of a stranded conductor covered with a full layer of water blocking tape.

[0020] La FIG. 1E ilustra un cable eléctrico ejemplar que usa un material de bloqueo de agua bombeable.[0020] FIG. 1E illustrates an exemplary electrical cable using a pumpable water blocking material.

[0021] La FIG. 2 es un gráfico de resistencia entre una capa de hilos conductores y el cuerpo del conector para varias configuraciones de cable (hilos, cintas y bombeables).[0021] FIG. 2 is a graph of resistance between a layer of lead wires and the connector body for various cable configurations (wires, tapes, and pumpables).

[0022] La FIG. 3 es un gráfico de la resistencia de la capa de hilos conductores para diversas configuraciones de conector y cable.[0022] FIG. 3 is a graph of lead layer resistance for various connector and cable configurations.

[0023] La FIG. 4 ilustra un conector de perno de corte terminal ejemplar.[0023] FIG. 4 illustrates an exemplary terminal shear bolt connector.

[0024] Las FIGS. 5A y 5B ilustran un conector de perno de corte de empalme ejemplar.[0024] FIGS. 5A and 5B illustrate an exemplary splice shear bolt connector.

[0025] Las FIGS. 6A-B ilustran una vista en sección transversal de corte de un montaje de conector ejemplar que usa anclajes de pernos de seguridad conductores penetrantes. [0025] FIGS. 6A-B illustrate a cutaway cross-sectional view of an exemplary connector assembly using penetrating conductive shear bolt anchors.

[0026] La FIG. 6C ilustra una vista isométrica de un montaje de conector ejemplar que usa anclajes de pernos de seguridad conductores penetrantes.[0026] FIG. 6C illustrates an isometric view of an exemplary connector assembly using penetrating conductive shear bolt anchors.

[0027] La FIG. 7 es una vista en perspectiva de una configuración de anclaje conductor penetrante ejemplar.[0027] FIG. 7 is a perspective view of an exemplary penetrating conductive anchor configuration.

[0028] La FIG. 8 ilustra un montaje de conector de empalme ejemplar que usa anclajes de pernos de seguridad conductores penetrantes.[0028] FIG. 8 illustrates an exemplary splice connector assembly using penetrating conductive shear bolt anchors.

[0029] La FIG. 9 ilustra un perno de corte ejemplar.[0029] FIG. 9 illustrates an exemplary shear bolt.

[0030] La FIG. 10 ilustra un montaje de conector de perno de corte de empalme ejemplar que usa anclajes de tornillos conductores penetrantes.[0030] FIG. 10 illustrates an exemplary splice shear bolt connector assembly using penetrating lead screw anchors.

[0031] La FIG. 11 ilustra un montaje de conector de crimpado ejemplar que usa anclajes de tornillo conductores penetrantes.[0031] FIG. 11 illustrates an exemplary crimp connector assembly using penetrating conductive screw anchors.

[0032] La FIG. 12A ilustra un conductor trenzado en capas con cortes con muescas.[0032] FIG. 12A illustrates a layered stranded conductor with notched cuts.

[0033] Las FIGS. 12B-D ilustra un montaje de conector ejemplar que usa anclajes de pernos de seguridad conductores penetrantes.[0033] FIGS. 12B-D illustrates an exemplary connector assembly using penetrating conductive shear bolt anchors.

[0034] La FIG. 13A ilustra un conductor trenzado en capas con cortes circunferenciales.[0034] FIG. 13A illustrates a layered stranded conductor with circumferential cuts.

[0035] La FIG. 13B ilustra un conductor trenzado en capas con cortes circunferenciales y un distanciador de alambre enrollado.[0035] FIG. 13B illustrates a layered stranded conductor with circumferential cuts and a wound wire spacer.

[0036] La FIG. 14A es una vista lateral de un conductor trenzado en capas con cortes circunferenciales que incluyen distanciadores fijos con tornillos que logran el contacto eléctrico.[0036] FIG. 14A is a side view of a layered stranded conductor with circumferential cuts including fixed spacers with screws that achieve electrical contact.

[0037] La FIG. 14B es una vista en sección transversal de un conductor trenzado en capas con cortes circunferenciales y distanciadores.[0037] FIG. 14B is a cross-sectional view of a layered stranded conductor with circumferential cuts and spacers.

[0038] La FIG. 15 ilustra un conductor trenzado en capas con un distanciador unitario escalonado. [0038] FIG. 15 illustrates a layered stranded conductor with a unitary stepped spacer.

[0039] La FIG. 16 ilustra un distanciador unitario con hendiduras longitudinales.[0039] FIG. 16 illustrates a unitary spacer with longitudinal grooves.

[0040] La FIG. 17 es un gráfico del factor de resistencia del bucle de prueba del conector y del conductor para diversas configuraciones de conductores durante la prueba de ciclo de corriente.[0040] FIG. 17 is a graph of the lead and connector test loop resistance factor for various lead configurations during the current cycle test.

[0041] La FIG. 18 es un gráfico de la temperatura del bucle de prueba del conector y del conductor para diversas configuraciones de conductores durante la prueba de ciclo de corriente.[0041] FIG. 18 is a graph of lead and connector test loop temperatures for various lead configurations during current cycling test.

[0042] La FIG. 19 es un gráfico de la temperatura del bucle de prueba del conector y del conductor durante la prueba de ciclo de corriente para conductores que usan cintas para bloqueo de agua y anclajes de pernos de seguridad penetrantes.[0042] FIG. 19 is a graph of connector and conductor test loop temperature during current cycling test for conductors using water blocking tapes and penetrating shear bolt anchors.

DESCRIPCIÓN DETALLADADETAILED DESCRIPTION

[0043] La presente invención se describirá ahora más completamente a continuación en el presente documento con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales se muestran modos de realización preferentes de la invención. Sin embargo, la invención se puede realizar de muchas formas diferentes y no debe considerarse como limitada únicamente a los modos de realización representativos expuestos en el presente documento. Los modos de realización ejemplares se proporcionan de modo que la presente divulgación sea exhaustiva y completa y se transmita completamente el alcance de la invención y permita a un experto en la técnica hacer, usar y practicar la invención.The present invention will now be more fully described hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are shown. However, the invention can be carried out in many different ways and should not be construed as limited solely to the representative embodiments set forth herein. Exemplary embodiments are provided so that the present disclosure is comprehensive and complete and fully conveys the scope of the invention and enables one skilled in the art to make, use, and practice the invention.

[0044] Términos relativos tales como menor o inferior; mayor o superior; hacia arriba, hacia afuera o hacia abajo; hacia adelante o hacia atrás; y vertical u horizontal se pueden usar en el presente documento para describir la relación de un elemento con otro elemento ilustrada en las figuras. Se entenderá que los términos relativos están previstos para englobar diferentes orientaciones además de la orientación representada en los dibujos. A modo de ejemplo, si se da la vuelta a un componente en los dibujos, los elementos descritos como que están "en la parte inferior" de los otros elementos se orientarían entonces "en la parte superior" de los otros elementos. La terminología relativa, tal como "sustancialmente" o "sobre", describe los materiales, pasos, parámetros o rangos especificados, así como aquellos que no afectan materialmente a las características básicas y novedosas de las invenciones reivindicadas en su conjunto (como se apreciaría por un experto en la técnica).[0044] Relative terms such as lower or lower; higher or higher; up, out or down; forward or backward; and vertical or horizontal can be used herein to describe the relationship of one element to another element illustrated in the figures. It will be understood that the relative terms are intended to encompass different orientations in addition to the orientation depicted in the drawings. By way of example, if a component is flipped over in the drawings, the elements described as being "on the bottom" of the other elements would then be oriented "on top" of the other elements. Relative terminology, such as "substantially" or "about," describes specified materials, steps, parameters, or ranges, as well as those that do not materially affect the basic and novel characteristics of the claimed inventions as a whole (as would be appreciated by a person skilled in the art).

[0045] Se divulgan dispositivos para mejorar la conectividad entre elementos conductores en un conductor multicapa estableciendo una ruta de corriente entre los elementos conductores, evitando de este modo los efectos aislantes del bloqueo de agua y otros materiales aislantes usados en la construcción de cables. La construcción y la configuración de los cables eléctricos varían ampliamente, pero los modos de realización ejemplares de los cables eléctricos se representan en las Figuras 1A a 1F. Los cables ejemplares usan elementos conductores metálicos trenzados 12, revestimiento conductor aislado 18 y uno o más materiales de bloqueo de agua 14, 16 y 17. El cable ejemplar mostrado en la Figura 1B ilustra el uso de un hilo para bloqueo de agua 14. El ejemplo de cable mostrado en la Figura 1C ilustra un conductor trenzado 12 que usa un material de cinta para bloqueo de agua 16, y la Figura 1D ilustra una capa completa de cinta para bloqueo de agua 16 aplicada al conductor 12. El uso de un material de bloqueo de agua bombeable 17 se representa en la Figura 1E, donde el material bombeable 17 se aplica al cable trenzado en un estado viscoso o gelatinoso que penetra entre los hilos antes de solidificarse.[0045] Devices are disclosed to improve connectivity between conductive elements in a multilayer conductor by establishing a current path between the conductive elements, thereby avoiding the insulating effects of blocking water and other insulating materials used in cable construction. The construction and configuration of electrical cables vary widely, but exemplary embodiments of electrical cables are depicted in Figures 1A through 1F. Exemplary cables use stranded metallic conductive elements 12, insulated conductive jacket 18, and one or more water-blocking materials 14, 16, and 17. The exemplary cable shown in Figure 1B illustrates the use of a water-blocking wire 14. Cable example shown in Figure 1C illustrates a stranded conductor 12 using a water blocking tape material 16, and Figure 1D illustrates a complete layer of water blocking tape 16 applied to conductor 12. The use of a material Pumpable water lock 17 is depicted in Figure 1E, where the pumpable material 17 is applied to the stranded wire in a viscous or gelatinous state that penetrates between the strands before solidifying.

[0046] La multitud de capas y materiales que rodean los elementos conductores 12 mejoran la integridad física de los cables y protegen los cables de las condiciones ambientales, pero tienen el efecto perjudicial de impedir la comunicación eléctrica entre elementos conductores. Impedir la comunicación eléctrica entre elementos conductores aumenta la resistencia general del cable, lo que a su vez conduce a una mayor generación de calor dentro del cable cuando se transporta una carga eléctrica. El aumento de calor es un factor importante que contribuye fallos en los cables. El problema del sobrecalentamiento del cable se ve exacerbado por los conectores convencionales que establecen una conexión eléctrica principalmente con elementos conductores externos o capas de hilos, concentrando de este modo la generación de corriente y calor en un área en sección transversal más pequeña del cable.[0046] The multitude of layers and materials that surround the conductive elements 12 improve the physical integrity of the cables and protect the cables from environmental conditions, but have the detrimental effect of preventing electrical communication between conductive elements. Preventing electrical communication between conductive elements increases the overall resistance of the cable, which in turn leads to increased heat generation within the cable when carrying an electrical charge. Increased heat is a major contributing factor to cable failure. The problem of cable overheating is exacerbated by conventional connectors that establish an electrical connection primarily with external conductive elements or layers of wires, thereby concentrating current and heat generation in a smaller cross-sectional area of the cable.

[0047] La Figura 2 ilustra el impacto de los materiales de bloqueo de agua sobre la resistencia de la capa de hilos conductores en un punto de empalme para un conductor de aluminio con un área en sección transversal de 1.000 kilomilésimas circulares (kcmil). En particular, los conductores que usan hilos (líneas Y1A e Y1B) y cintas (T2A y T2B) para bloqueo de agua tienen una resistencia significativamente mayor que los conductores planos sin materiales de bloqueo de agua (P1A y P1B), y los hilos conductores internos (hacia la izquierda en el eje horizontal) tienen mayor resistencia que los hilos externos. Estas tendencias son válidas para todos los tipos de conectores, como se ilustra en la Figura 3, que compara el uso de materiales de bloqueo de agua en cables con conectores engarzadores y de pernos de seguridad con el uso de un cable sin materiales de bloqueo de agua. Tanto los conectores engarzadores (líneas B1 y B2) como los conectores de pernos de seguridad (líneas C1 y C2) usados en combinación con cintas para bloqueo de agua tienen una resistencia aproximadamente 100 veces mayor que un conector de crimpado que no use un material de bloqueo de agua (líneas A1 Y A2). En resumen, los materiales de bloqueo de agua tienen un impacto perjudicial significativo en la resistencia del cable en los puntos de empalme, y el impacto perjudicial es más pronunciado en los elementos conductores internos o en las capas de hilos de un cable.[0047] Figure 2 illustrates the impact of water blocking materials on the strength of the conductor wire layer at a splice point for an aluminum conductor with a cross-sectional area of 1,000 circular kilomiles (kcmil). In particular, conductors using wires (lines Y1A and Y1B) and tapes (T2A and T2B) for water blocking have a significantly higher resistance than conductors planes without water blocking materials (P1A and P1B), and the inner leads (to the left on the horizontal axis) have higher resistance than the outer leads. These trends hold true for all connector types, as illustrated in Figure 3, which compares the use of water blocking materials on cables with crimp and shear bolt connectors to the use of a cable without cable blocking materials. Water. Both crimp connectors (lines B1 and B2) and shear bolt connectors (lines C1 and C2) used in combination with water blocking tapes have a resistance approximately 100 times greater than a crimp connector that does not use a high-grade material. water blocking (lines A1 and A2). In summary, water blocking materials have a significant detrimental impact on cable strength at splice points, and detrimental impact is most pronounced on internal conductive elements or strand layers of a cable.

[0048] Los dispositivos analizados en el presente documento están dirigidos a mejorar las características de resistencia eléctrica en el empalme de conductores y en los puntos de terminación y son en particular eficaces para los conductores que usan materiales de bloqueo de agua u otros aislantes. Los modos de realización divulgados se describen en general con referencia a conectores de empalme, de pernos de seguridad y cilíndricos usados en combinación con conductores trenzados multicapa. Sin embargo, los expertos en la técnica apreciarán que los modos de realización ejemplares descritos en el presente documento no pretenden ser limitantes.The devices discussed herein are aimed at improving electrical resistance characteristics at conductor splices and termination points and are particularly effective for conductors using water blocking materials or other insulators. The disclosed embodiments are generally described with reference to splice, shear bolt and cylindrical connectors used in combination with multilayer stranded conductors. However, those skilled in the art will appreciate that the exemplary embodiments described herein are not intended to be limiting.

[0049] Los dispositivos y técnicas según la invención son en general aplicables a cables eléctricos con múltiples elementos conductores, tales como los que se muestran en las Figuras 1A-E, o con múltiples capas de hilos conductores, tales como los que se muestran en las Figuras 6A-6C, 7, 12A, 13A- 13B y 14A-14B que se analizan con más detalle a continuación. Los dispositivos y técnicas según la invención también son en general aplicables a diversos tipos y geometrías de conectores, incluyendo, por ejemplo, conectores de terminal o de empalme, conectores de pernos de seguridad o engarzadores, o conectores con secciones transversales circulares, en forma de C o cuadradas, así como empalmes multidireccionales.The devices and techniques according to the invention are generally applicable to electric cables with multiple conductive elements, such as those shown in Figures 1A-E, or with multiple layers of conductive wires, such as those shown in Figures 6A-6C, 7, 12A, 13A-13B and 14A-14B which are discussed in more detail below. The devices and techniques according to the invention are also generally applicable to various types and geometries of connectors, including, for example, terminal or splice connectors, shear bolt connectors or crimpers, or connectors with circular cross-sections, shaped like C or square, as well as multidirectional splices.

[0050] Los conectores de terminal comprenden en general un cuerpo o alojamiento conductor parcialmente hueco con una o más aberturas de enchufe que definen el interior del alojamiento. El enchufe está configurado para alojar y asegurar firmemente la parte de extremo de uno o más cables. El enchufe puede definir un canal a través del alojamiento, o el enchufe se puede formar a partir de mitades o carcasas del alojamiento de conector unidas para formar un canal.[0050] Terminal connectors generally comprise a partially hollow conductive body or housing with one or more plug openings defining the interior of the housing. The plug is configured to house and firmly secure the end portion of one or more cables. The plug may define a channel through the housing, or The plug may be formed from connector housing halves or shells joined to form a channel.

[0051] En los conectores engarzadores, las partes extremas de los cables se aseguran en posición dentro del enchufe de conector engarzando el alojamiento de conector en los cables después de la inserción en el enchufe. Con los conectores de pernos de seguridad, las partes extremas de los cables se aseguran dentro del enchufe mediante pernos de seguridad que se extienden a través del alojamiento de conector para aplicar fuerza a los cables. En la Figura 4 se muestra un conector de terminal de perno de corte 40, e incluye un cuerpo o alojamiento tubular hueco 41 con una sola abertura de enchufe 44 para alojar un extremo de cable, una pluralidad de anclajes de pernos de seguridad 42 roscados a través del alojamiento de conector 41 al enchufe, y una lengüeta 46 para asegurar el conector a un terminal.In crimp connectors, the end portions of the cables are secured in position within the connector plug by crimping the connector housing onto the cables after insertion into the plug. With shear bolt connectors, the end portions of the cables are secured within the plug by shear bolts that extend through the connector housing to apply force to the cables. Shown in Figure 4 is a shear bolt terminal connector 40, and includes a hollow tubular housing or body 41 with a single plug opening 44 to accommodate a cable end, a plurality of shear bolt anchors 42 threaded through through the connector housing 41 to the plug, and a tab 46 for securing the connector to a terminal.

[0052] De forma similar, los conectores de empalme comprenden en general un cuerpo o alojamiento hueco conductor con una o más aberturas de enchufe configuradas para alojar y asegurar en posición las partes extremas de dos o más cables que se conectarán eléctricamente. En las Figuras 5A y 5B se muestra un conector de empalme de perno de corte 50 ejemplar e incluye: (i) un alojamiento tubular hueco 51 con un enchufe 52 que define un canal o cavidad a través del interior del alojamiento 51; (ii) dos aberturas de enchufe 53 y 54 que alojan cada una un extremo de cable 62 y 64; y (iii) una pluralidad de anclajes de pernos de seguridad 58 roscados dentro de los pasos 59 que se extienden a través de la pared lateral del alojamiento de conector 51.[0052] Similarly, splice connectors generally comprise a conductive hollow body or housing with one or more plug openings configured to house and secure in position the end portions of two or more cables to be electrically connected. An exemplary shear bolt splice connector 50 is shown in Figures 5A and 5B and includes: (i) a hollow tubular housing 51 with a plug 52 defining a channel or cavity through the interior of housing 51; (ii) two plug openings 53 and 54 each housing a cable end 62 and 64; and (iii) a plurality of shear bolt anchors 58 threaded into passages 59 that extend through the side wall of connector housing 51.

[0053] Para acoplar eléctricamente los cables, se inserta un primer extremo de cable 62 en la segunda abertura de enchufe de conector 53 en un primer extremo 56 del alojamiento de conector 51, y se inserta un segundo extremo de cable 64 en la segunda abertura de enchufe 54 en un segundo extremo 57 del conector. Los anclajes de pernos de seguridad 58 se roscan en los pasos 59 hasta que los anclajes de pernos de seguridad 58 se extienden dentro del enchufe 52 para acoplar y ejercer presión sobre los extremos de cable para asegurar los extremos de cable en su lugar dentro del enchufe de conector 52. El cabezal del anclaje de perno de corte 58 y, en algunos casos, parte del vástago, está diseñado para cizallar cuando el tornillo 58 se someta a una carga de torsión predeterminada. Al menos una parte del vástago del perno de corte permanece dentro del paso 59 después del cizallamiento. Preferentemente, el perno cizalla de modo que el vástago no se extiende más allá de la superficie exterior del alojamiento de conector 51. [0053] To electrically couple the cables, a first cable end 62 is inserted into the second connector plug opening 53 at a first end 56 of the connector housing 51, and a second cable end 64 is inserted into the second opening. socket 54 at a second end 57 of the connector. The safety bolt anchors 58 are threaded in steps 59 until the safety bolt anchors 58 extend into the socket 52 to engage and exert pressure on the cable ends to secure the cable ends in place within the socket. connector 52. The head of the shear bolt anchor 58 and, in some cases, part of the shank, is designed to shear when the screw 58 is subjected to a predetermined torsional load. At least a portion of the shank of the shear bolt remains within passage 59 after shearing. Preferably, the bolt shears so that the stem does not extend beyond the outer surface of the connector housing 51.

[0054] Los pernos de seguridad establecerán comúnmente un contacto de metal a metal principalmente o exclusivamente con los elementos conductores externos, ya sea porque las capas aislantes protectoras se quitaron durante la instalación del conector o porque la presión ejercida por los anclajes de pernos de seguridad atravesó el aislamiento protector que rodea los elementos conductores externos.[0054] Safety bolts will commonly establish metal-to-metal contact primarily or exclusively with external conductive elements, either because protective insulating layers were removed during connector installation or because of pressure exerted by safety bolt anchors broke through the protective insulation surrounding the external conductive elements.

[0055] En otros casos, se usan conectores perforadores que incluyen bordes dentados o dientes dentro del enchufe que están configurados para perforar el aislamiento protector o las capas protectoras que rodean los elementos conductores externos para establecer una ruta de corriente continua entre los elementos conductores externos y el alojamiento de conector. El establecimiento de una ruta de corriente entre los elementos conductores externos y el alojamiento de conector reduce eficazmente la resistencia eléctrica de los elementos conductores externos relativos a los elementos conductores internos. Sin embargo, estos conectores no están previstos para perforar las capas conductoras para proporcionar continuidad al miembro interno de las capas de hilos.In other cases, piercing connectors are used that include serrated edges or teeth within the plug that are configured to pierce the protective insulation or protective layers surrounding the outer conductive elements to establish a direct current path between the outer conductive elements. and the connector housing. Establishing a current path between the outer conductive elements and the connector housing effectively reduces the electrical resistance of the outer conductive elements relative to the inner conductive elements. However, these connectors are not intended to pierce the conductive layers to provide continuity to the inner member of the wire layers.

[0056] Los perfiles de resistencia eléctrica y la concentración de corriente a través de una sección transversal del cable se pueden mejorar mediante el uso del diseño de anclaje de cizallamiento conductor penetrante mostrado en las Figuras 6A-6C y 7. El montaje de conector representado en las Figuras 6A-C usa anclajes de cizallamiento penetrantes conductores 70 dispuestos en el alojamiento de conector 51 que se extienden dentro del enchufe 52 a través de múltiples capas de hilos conductores 76. Las Figuras 6B y 6C ilustran las capas de hilos 76 que se están desplazando por la parte penetrante cónica del anclaje de cizallamiento 70 a medida que el anclaje de cizallamiento 70 se extiende dentro del enchufe 52. De esta manera, se crea una ruta de corriente continua entre los elementos conductores o las capas de hilos 76 por medio del anclaje de perno de corte penetrante conductor 70, distribuyendo de este modo más uniformemente la corriente de carga entre los elementos conductores o las capas de hilos 76 y reduciendo la tendencia a la concentración de corriente de carga dentro de los elementos conductores externos o capas de hilos 76.[0056] Electrical resistance profiles and current concentration through a cable cross section can be improved by using the penetrating conductive shear anchor design shown in Figures 6A-6C and 7. The connector assembly shown in Figures 6A-C uses conductive penetrating shear anchors 70 disposed in connector housing 51 which extend into socket 52 through multiple layers of lead wires 76. Figures 6B and 6C illustrate layers of wires 76 that are are displacing the tapered penetrating portion of shear anchor 70 as shear anchor 70 extends into socket 52. In this way, a direct current path is created between conductive elements or layers of wires 76 by means of of the conductive penetrating shear bolt anchor 70, thereby more evenly distributing the load current between the conductive elements or the layers of wires 76 and reducing the tendency for load current concentration within the external conductive elements or layers of wires 76.

[0057] La distribución de corriente sobre una sección transversal del cable mejora a medida que se establece la comunicación eléctrica entre elementos conductores adicionales o capas de hilos 76 adicionales. Sin embargo, los anclajes conductores 70 no necesitan extenderse a través de todos los elementos conductores o capas de hilos 76 para realizar una mejora significativa en el perfil de concentración actual. Esto se debe en parte a que la mayor parte del área en sección transversal para un cable multicapa se engloba dentro de los elementos conductores más externos o capas de hilos 76.[0057] Current distribution over a cable cross section improves as electrical communication is established between additional conductive elements or additional wire layers 76. However, conductive anchors 70 need not extend through all conductive elements or layers of wires 76 to perform a significant improvement in the current concentration profile. This is in part because most of the cross-sectional area for a multilayer cable is encompassed within the outermost conductive elements or layers of strands 76.

[0058] El modo de realización de la Figura 6A muestra tres anclajes de pernos de seguridad penetrantes 70 orientados en un ángulo de aproximadamente cuarenta y cinco grados entre sí, pero los expertos en la técnica apreciarán que se puede usar cualquier número adecuado de anclajes conductores 70 en cualquier orientación relativa adecuada. El modo de realización mostrado en la Figura 7 ilustra el uso de cuatro anclajes de pernos de seguridad penetrantes 70 dispuestos en posiciones angulares alternas a lo largo de la dirección axial de un conductor trenzado multicapa. El modo de realización mostrado en la Figura 8 ilustra el uso de la misma configuración de anclaje de cuatro pernos de seguridad alternantes en ambos lados 78 y 79 de un conector de empalme 50 donde se usan cuatro anclajes de pernos de seguridad penetrantes 70 para asegurar cada uno de los dos extremos de cable insertados en lados opuestos del alojamiento de conector 51.The embodiment of Figure 6A shows three penetrating safety bolt anchors 70 oriented at an angle of approximately forty-five degrees to each other, but those skilled in the art will appreciate that any suitable number of conductive anchors can be used. 70 in any suitable relative orientation. The embodiment shown in Figure 7 illustrates the use of four penetrating shear bolt anchors 70 arranged at alternate angular positions along the axial direction of a multilayer stranded conductor. The embodiment shown in Figure 8 illustrates the use of the same anchor configuration of four alternating shear bolts on both sides 78 and 79 of a splice connector 50 where four penetrating shear bolt anchors 70 are used to secure each one of the two cable ends inserted on opposite sides of the connector housing 51.

[0059] En la Figura 9 se muestran detalles de un anclaje de perno de corte penetrante conductor ejemplar. El anclaje de perno de corte penetrante conductor incluye un cabezal de anclaje 84, un vástago 86 que puede incluir uno o más puntos de ruptura 88, una parte roscada 89 y una parte penetrante cónica 90 o punta. Los modos de realización del perno de corte penetrante conductor 70 representados en las figuras adjuntas se aseguran dentro del alojamiento de conector enroscando los anclajes 70 a través de pasos roscados 59 en el alojamiento 51. La parte extrema penetrante 90 facilita la penetración a través de los elementos conductores o capas de hilos 76, en contraste con el extremo planar o plano de un anclaje de perno de corte convencional representado en la Figura 5B que simplemente hace contacto con los elementos conductores externos.Details of an exemplary conductive penetrating shear bolt anchor are shown in Figure 9. The conductive piercing shear bolt anchor includes an anchor head 84, a stem 86 which may include one or more break points 88, a threaded portion 89, and a tapered piercing portion 90 or tip. The conductive penetrating shear bolt 70 embodiments shown in the accompanying figures are secured within the connector housing by threading anchors 70 through threaded passages 59 into housing 51. Penetrating end portion 90 facilitates penetration through the connectors. conductive elements or layers of wires 76, in contrast to the planar or flat end of a conventional shear bolt anchor shown in Figure 5B that simply contacts the external conductive elements.

[0060] El uso de anclajes de pernos de seguridad penetrantes conductores roscados 70 y múltiples puntos de ruptura de cizallamiento 88 permite que los anclajes 70 se atornillen a una profundidad deseada dentro de los elementos conductores antes de romper una parte del anclaje 70 en uno de los puntos de ruptura 88. Esto permite que un solo anclaje de perno de corte penetrante conductor 70 pueda alojar conectores y cables de distintos grosores o cables con un número variable de capas de hilos 76 que se penetrarán. Aunque los anclajes de pernos de seguridad penetrantes conductores roscados ofrecen la ventaja de un control cómodo y preciso sobre la profundidad de penetración, los expertos en la técnica reconocerán que se pueden usar otros tipos de medios de fijación para asegurar anclajes conductores dentro del alojamiento de conector y penetrar en los elementos conductores, tales como clavos, tornillos o remaches. Los pasos 90 se pueden formar previamente en el alojamiento de conector 51 o crearse cuando los anclajes conductores 70 se accionen a través del alojamiento de conector 51 durante la fabricación o instalación.[0060] The use of threaded conductive penetrating safety bolt anchors 70 and multiple shear break points 88 allows anchors 70 to be screwed to a desired depth within the conductive elements prior to breaking a portion of anchor 70 into one of the breakpoints 88. This allows a single conductive penetrating shear bolt anchor 70 to accommodate connectors and cables of varying thickness or cables with a varying number of layers of wires 76 to be penetrated. Although threaded conductive penetrating safety bolt anchors offer the advantage of comfortable and precise control over the depth of penetration, those skilled in the art will recognize that other types of attachment means can be used to secure conductive anchors within the connector housing and penetrate conductive elements, such as nails, screws, or rivets. Passages 90 may be pre-formed in connector housing 51 or created when conductive anchors 70 are driven through connector housing 51 during fabrication or installation.

[0061] Las Figuras 10 y 11 ilustran el uso de tornillos 92 como anclajes penetrantes conductores tanto en un conector de perno de corte (Figura 10) como en un conector de crimpado (Figura 11). Al igual que con la configuración de perno de corte penetrante mostrado en la Figura 6, los tornillos 92 se accionan a la profundidad deseada a través del alojamiento de conector 51 y a través de múltiples elementos conductores o capas de hilos 76 para mejorar la conectividad estableciendo una ruta de corriente continua entre los elementos conductores o las capas de hilos 76 por medio del anclaje penetrante 92. La longitud del tornillo y la profundidad de accionamiento se pueden seleccionar de modo que el cabezal de tornillo no se extiende significativamente más allá de la superficie exterior del alojamiento de conector 51, evitando de este modo la necesidad de cizallar el cabezal del anclaje como en los anclajes de pernos de seguridad.Figures 10 and 11 illustrate the use of screws 92 as conductive penetrating anchors in both a shear bolt connector (Figure 10) and a crimp connector (Figure 11). As with the penetrating shear bolt configuration shown in Figure 6, screws 92 are driven to the desired depth through connector housing 51 and through multiple conductive elements or layers of wires 76 to enhance connectivity by establishing a direct current path between conductive elements or wire layers 76 via penetrating anchor 92. Screw length and drive depth can be selected so that the screw head does not extend significantly beyond the outer surface of the connector housing 51, thus avoiding the need to shear the head of the anchor as in shear bolt anchors.

[0062] En otros modos de realización, los elementos conductores o capas de hilos 76 se pueden modificar (durante el empalme, por ejemplo) para mejorar la conectividad entre elementos conductores o capas de hilos y permitir el uso de anclajes penetrantes o anclajes de pernos de seguridad convencionales mientras se establece una ruta de corriente entre elementos conductores o capas de hilos. El modo de realización ejemplar mostrada en la Figura 12A usa muescas 102a-b, o segmentos cortados de cada capa de hilos o a través de sucesivas capas de hilos. Por ejemplo, la primera muesca 102a en la Figura 12A corta la capa de hilos más externas mientras que la segunda muesca 102b corta las dos capas de hilos más externas.In other embodiments, the conductive elements or layers of wires 76 can be modified (during splicing, for example) to improve connectivity between conductive elements or layers of wires and allow the use of penetrating anchors or bolt anchors. safety devices while establishing a current path between conductive elements or layers of wires. The exemplary embodiment shown in Figure 12A uses notches 102a-b, or segments cut from each layer of yarns or through successive layers of yarns. For example, the first notch 102a in Figure 12A cuts the outermost yarn layer while the second notch 102b cuts the two outermost yarn layers.

[0063] Las muescas 102a-b están dispuestas de una manera alterna o compensada que corresponde a la disposición de los anclajes 70 que se extienden a través del alojamiento de conector 51, como se ilustra en las Figuras 12B-12D. De esta manera, después de extenderse a través del alojamiento de conector 51 por medio del paso 59, cada anclaje 70 puede establecer contacto con un elemento conductor diferente o capa de hilos 76 de profundidad variable dentro del cable sin tener que penetrar los elementos conductores o capas de hilos 76. Esto también permite que el radio o grosor del cable a una distancia axial de los anclajes 70 no se modifique de modo que una presión de diseño entre la superficie externa del cable y la superficie interna del conector permanezca lo suficientemente grande como para asegurar el cable dentro del conector. Se establece una ruta de corriente entre las capas de hilos a través del anclaje 70 y el alojamiento de conector 51. Notablemente, con el procedimiento mostrado en la Figura 12A, cada anclaje 70 se debe accionar a una profundidad diferente a través del alojamiento de conector 51, lo que puede complicar la instalación del conector.The notches 102a-b are arranged in an alternating or offset fashion corresponding to the arrangement of the anchors 70 extending through the connector housing 51, as illustrated in Figures 12B-12D. In this manner, after extending through connector housing 51 via passage 59, each anchor 70 can contact a different conductive element or layer of wires 76 of varying depth within the cable without having to penetrate the conductive elements or layers of wires 76. This also allows the radius or thickness of the cable at an axial distance from the anchors 70 to remain unchanged so that a design pressure between the external surface of the cable and the internal surface of the connector remains the same. large enough to secure the cable inside the connector. A current path is established between the wire layers through the anchor 70 and the connector housing 51. Notably, with the procedure shown in Figure 12A, each anchor 70 must be driven at a different depth through the connector housing. 51, which can complicate connector installation.

[0064] El modo de realización mostrado en las Figuras 13A-B y 14A-B ilustra el uso de segmentos de corte circunferenciales escalonados 106 y distanciadores conductores 108 para proporcionar una ruta de corriente entre las capas de hilos 76 o elementos conductores sin la necesidad de accionar los anclajes a diferentes profundidades a través de un alojamiento de conector 51. Durante el empalme, se corta una serie de segmentos circunferenciales 106 de cada elemento conductor sucesivo o capa de hilos 76 para crear una configuración escalonada donde, por ejemplo, un primer segmento circunferencial 106a se retira del elemento conductor externo o capa de hilos 76, un segundo segmento circunferencial 106b se retira del segundo elemento conductor externo o capa de hilos 76, y así sucesivamente. La configuración escalonada se crea retirando los segmentos circunferenciales 106 de manera compensada a lo largo de la dirección axial del cable.The embodiment shown in Figures 13A-B and 14A-B illustrates the use of staggered circumferential cut segments 106 and conductive spacers 108 to provide a current path between the layers of wires 76 or conductive elements without the need for of driving the anchors at different depths through a connector housing 51. During splicing, a series of circumferential segments 106 are cut from each successive conductive element or layer of wires 76 to create a stepped configuration where, for example, a first Circumferential segment 106a is removed from the outer conductive element or wire layer 76, a second circumferential segment 106b is removed from the second outer conductor element or wire layer 76, and so on. The stepped configuration is created by withdrawing the circumferential segments 106 in an offset manner along the axial direction of the cable.

[0065] A continuación, se coloca un distanciador conductor 108 alrededor de cada elemento conductor o capa de hilos 76 para reemplazar el volumen de material sustraído mediante la retirada de los segmentos circunferenciales 106. 108, por tanto, se instalan de manera concéntrica de modo que cada distanciador 108 pueda establecer comunicación eléctrica con los distanciadores conductores 108 dispuestas sobre elementos conductores adyacentes o capas de hilos 76, lo que crea una ruta de corriente entre los elementos conductores o capas de hilos 76. Un anclaje de perno de corte o conductor penetrante 70 convencional se acciona a una profundidad de modo que establece comunicación eléctrica con el distanciador conductor 108 dispuesta alrededor del elemento conductor externo o la capa de hilos 76, creando de este modo una ruta de corriente entre elementos conductores o las capas de hilos 76 por medio delos distanciadores conductores 108, los anclajes 70 y el alojamiento de conector 51, lo que elimina la necesidad de accionar los anclajes 70 a profundidades variables a través de cada elemento conductor o capa de hilos 76. En esta configuración, los anclajes de pernos de seguridad o penetrantes conductores 70 convencionales se pueden accionar a una profundidad constante que entre en contacto con el distanciador conductor más externa 108 al mismo tiempo que se logra una conectividad mejorada entre elementos conductores o las capas de hilos 76. [0065] Next, a conductive spacer 108 is placed around each conductive element or layer of wires 76 to replace the volume of material subtracted by removing the circumferential segments 106. 108, therefore, they are installed concentrically so that each standoff 108 can establish electrical communication with conductive spacers 108 disposed on adjacent conductive elements or layers of wires 76, creating a current path between the conductive elements or layers of wires 76. A penetrating conductor or shear bolt anchor Conventional 70 is driven to a depth such that it establishes electrical communication with conductive spacer 108 disposed around the outer conductive element or wire layer 76, thereby creating a current path between conductive elements or wire layers 76 by means of the conductive spacers 108, the anchors 70 and the connector housing 51, which is limits the need to drive anchors 70 at varying depths through each conductive element or layer of strands 76. In this configuration, conventional conductive penetrating or shear bolt anchors 70 can be driven at a constant depth that contacts the outermost conductive spacer 108 while achieving improved connectivity between conductive elements or layers of wires 76.

[0066] Como alternativa a la colocación de un distanciador conductor 108 separada alrededor de cada elemento conductor o capa de hilos 76, se puede usar un solo distanciador unitario con una superficie interior escalonada o rebajada 110 que se conforma a los segmentos de corte circunferenciales 106 de el distanciador conductor, como se muestra en la Figura 15. Las dimensiones interiores del distanciador 108 son mayores que las dimensiones exteriores de los elementos conductores o capas de hilos 76 de modo que el distanciador 108 se puede disponer fácilmente alrededor de elementos conductores o capas de hilos 76. El distanciador conductor unitaria 108 también se podría formar con protuberancias que se extiendan desde la superficie interior del distanciador 108 que corresponden a las muescas 102 en los elementos conductores o capas de hilos 76 de modo que el distanciador 108 se coloque en comunicación eléctrica con múltiples elementos conductores o capas de hilos 76 cuando se disponga sobre el cable.As an alternative to placing a separate conductive spacer 108 around each conductive element or layer of wires 76, a single unitary spacer may be used with a stepped or recessed interior surface 110 that conforms to circumferential cutting segments 106 of the conductive spacer, as shown in Figure 15. The inner dimensions of the spacer 108 are larger than the outer dimensions of the conductive elements or layers of wires 76 so that the spacer 108 can be easily arranged around conductive elements or layers of wires 76. The unitary conductive spacer 108 could also be formed with protrusions extending from the inner surface of the spacer 108 that correspond to the notches 102 in the conductive elements or layers of wires 76 so that the spacer 108 is placed in communication. with multiple conductive elements or layers of wires 76 when so arranged open the cable.

[0067] El distanciador conductor 108 se puede hacer compresible de modo que el distanciador 108 se deforme para ajustarse de forma segura alrededor del elemento conductor o la capa de hilos 76 a medida que el conector se engarza o asegura con uno o más anclajes sobre las partes de extremo de cable 62 y 63 recibidas dentro del enchufe 52. El distanciador conductor 108 se puede formar a partir de un material compresible o formarse como un elemento helicoidal compresible, como se muestra en la Figura 13B. El distanciador conductor 108 se puede formar, si es necesario, a partir de materiales disponibles en el campo durante la instalación del conector, tal como formando el distanciador helicoidal mostrado en la Figura 13B usando un segmento de un hilo conductor. En otro modo de realización representado en la Figura 16, una o más hendiduras longitudinales 112 se forman en el distanciador conductor 108 que corre a lo largo del eje axial sobre la mayor parte de la longitud del distanciador para facilitar la compresión del distanciador.[0067] Conductive spacer 108 can be made compressible so that spacer 108 deforms to fit securely around conductive element or layer of wires 76 as the connector is crimped or secured with one or more anchors over the leads. Cable end portions 62 and 63 received within plug 52. Conductive spacer 108 may be formed from a compressible material or formed as a compressible helical element, as shown in Figure 13B. Conductive spacer 108 can be formed, if necessary, from materials available in the field during connector installation, such as by forming the helical spacer shown in Figure 13B using a segment of a conductive wire. In another embodiment depicted in Figure 16, one or more longitudinal grooves 112 are formed in the conductive spacer 108 that runs along the axial axis over most of the length of the spacer to facilitate compression of the spacer.

[0068] La conectividad mejorada de los montajes de conectores que usan los dispositivos y procedimientos actuales se validó mediante las pruebas de ciclo de corriente. Los montajes de conectores con y sin materiales de bloqueo de agua se sometieron a ciclos de carga repetidos mientras estaban suspendidos en el aire en una habitación libre de corrientes de aire. Los bucles de conductor de prueba se probaron contra segmentos de conductores rectos llamados conductores de control que se colocaron en serie con el bucle de prueba. Cada ciclo de carga estaba previsto para llevar la temperatura de conductor de control a 100 °C por encima de la temperatura ambiente con una duración del ciclo lo suficientemente larga como para estabilizar la temperatura dentro de /- 2 OC. De acuerdo con los estándares de la industria, la resistencia del bucle de prueba y la diferencia de temperatura entre un bucle de prueba particular y el conductor de control deben permanecer estables durante la prueba de duración a través de ciclos de carga repetidos. Las Figuras 17 y 18 muestran que este no era el caso con los montajes de conectores convencionales que no usan los dispositivos de la invención descritos en el presente documento.[0068] The improved connectivity of connector assemblies using current devices and procedures was validated by current cycle tests. The connector assemblies with and without water blocking materials were subjected to repeated loading cycles while suspended in the air in a room free from drafts. The test lead loops were tested against straight lead segments called control leads that were placed in series with the test loop. Each charge cycle was intended to bring the control conductor temperature to 100 ° C above room temperature with a cycle time long enough to stabilize the temperature within / - 2 OC. Agree With industry standards, the test loop resistance and the temperature difference between a particular test loop and the control lead must remain stable during the life test through repeated charging cycles. Figures 17 and 18 show that this was not the case with conventional connector assemblies that do not use the devices of the invention described herein.

[0069] La Figura 17 ilustra el cambio en el factor de resistencia para un conductor de aluminio de 750 kcmil usado en diversos bucles de prueba durante más de treinta ciclos de prueba. El uso de un factor de resistencia facilita la comparación de diferentes tamaños de conductores, muestras, etc., y se define como la relación entre la resistencia real de una muestra y la del valor nominal para un conductor simple de la misma longitud. Un factor de resistencia por debajo de 1 indica una resistencia relativamente baja para un conector, mientras que un aumento en el factor de resistencia con el tiempo es una indicación de la degradación del conector. Los conectores con conductores planos (sin materiales de bloqueo de agua) permanecieron relativamente estables en el tiempo (tres líneas inferiores) con un factor de resistencia menor que el conductor de control durante la duración del ciclo de prueba. Los conectores con conductores que tienen hilos para bloqueo de agua (tres líneas por encima del conductor de control) mostraron un aumento relativamente lento en la resistencia a lo largo del tiempo, mientras que los conectores con conductores con cintas para bloqueo de agua (tres líneas superiores) demostraron un fuerte aumento en la resistencia que se puede considerar un descontrol catastrófico que invariablemente daría lugar a un sobrecalentamiento y a un fallo del conector.[0069] Figure 17 illustrates the change in resistance factor for a 750 kcmil aluminum conductor used in various test loops over more than thirty test cycles. The use of a resistance factor makes it easy to compare different sizes of conductors, samples, etc., and is defined as the ratio of the actual resistance of a sample to that of the nominal value for a single conductor of the same length. A resistance factor below 1 indicates relatively low resistance for a connector, while an increase in resistance factor over time is an indication of connector degradation. The connectors with flat conductors (without water blocking materials) remained relatively stable over time (bottom three lines) with a lower resistance factor than the control conductor for the duration of the test cycle. Connectors with conductors having water blocking strands (three lines above the control conductor) showed a relatively slow increase in resistance over time, while connectors with conductors with water blocking tapes (three lines higher) demonstrated a sharp increase in resistance that can be considered a catastrophic run-out that would invariably lead to overheating and connector failure.

[0070] Se alcanzaron resultados similares con las pruebas de temperatura, como se ilustra en la Figura 18. La temperatura del conductor de control permaneció relativamente estable durante más de treinta ciclos, al igual que la temperatura de los conectores con conductores planos que no tienen materiales de bloqueo de agua. Los conectores con un conductor que usa hilos para bloqueo de agua presentaron un aumento lento de la temperatura durante el transcurso de la prueba, mientras que los conectores con conductores con cintas para bloqueo de agua presentaron un fuerte aumento de temperatura con el tiempo. En particular, los empalmes de aluminio comienzan a degradar rápidamente a medida que las temperaturas alcanzan aproximadamente 140 °C debido a un recocido y a un movimiento de la celosía de aluminio. Por tanto, los conectores que usan cintas para bloqueo de agua mostradas en la Figura 18 serían particularmente susceptibles de fallos dado que las temperaturas alcanzaron más de 140 °C después de menos de quince ciclos. Los empalmes hechos de otros materiales, por supuesto, presentarían fallos similares en diversos puntos de temperatura.Similar results were achieved with temperature tests, as illustrated in Figure 18. The temperature of the control conductor remained relatively stable for more than thirty cycles, as did the temperature of the connectors with flat conductors that do not have water blocking materials. The connectors with a conductor using water-blocking wires showed a slow increase in temperature during the course of the test, while the connectors with conductors with water-blocking tapes showed a strong increase in temperature over time. In particular, aluminum fittings begin to degrade rapidly as temperatures reach approximately 140 ° C due to annealing and movement of the aluminum lattice. Therefore, connectors using water blocking tapes shown in Figure 18 would be particularly susceptible to failure since temperatures reached more than 140 ° C after less than fifteen cycles. Splices made of other materials, of course, would exhibit similar failures at various temperature points.

[0071] Las mejoras sustanciales logradas usando los dispositivos según la invención descritos en el presente documento se ilustran en la Figura 19. Para cada una de las líneas mostradas en la Figura 19, se usaron conductores que tienen cintas para bloqueo de agua con un montaje de conector que tiene anclajes penetrantes para establecer una ruta de corriente entre las capas de hilos conductores. A pesar de que los conductores que tienen cintas para bloqueo de agua tuvieron el peor desempeño en la prueba mostrada en las Figuras 17 y 18, los conectores mostrados en la Figura 19 presentaron una temperatura relativamente estable por debajo de la del conductor de control durante aproximadamente 675 ciclos de carga.[0071] The substantial improvements achieved using the devices according to the invention described herein are illustrated in Figure 19. For each of the lines shown in Figure 19, conductors having water blocking tapes were used with a mounting connector having penetrating anchors to establish a current path between the layers of conductive wires. Although conductors with water blocking tapes performed the worst in the test shown in Figures 17 and 18, the connectors shown in Figure 19 exhibited a relatively stable temperature below that of the control conductor for approximately 675 charge cycles.

[0072] Aunque la descripción anterior proporciona modos de realización de la invención a modo de ejemplo, se prevé que otros modos de realización puedan realizar funciones similares y/o lograr resultados similares. Cualquiera y todos estos modos de realización y ejemplos equivalentes están dentro del alcance de la presente invención. Although the foregoing description provides exemplary embodiments of the invention, it is envisioned that other embodiments may perform similar functions and / or achieve similar results. Any and all of these embodiments and equivalent examples are within the scope of the present invention.

Claims

1. An electrical connector assembly comprising:

(a) a first electrical conductor having at least two conductive elements and insulating material comprising one or more water blocking materials;

(b) a connector having a housing comprising (i) a first shaft extending between a first end with a first opening and a second end, and (ii) a second shaft transverse to the first shaft, and (iii) a outer surface;

(c) a plug cavity positioned at least partially with the first opening, wherein the plug cavity (i) extends along the first axis, (ii) defines an interior surface of the housing, and (iii) is sized to receive the electrical conductor; Y

(d) a passage through the housing, in which (i) the passage extends along the second axis from the exterior surface of the housing to the interior surface of the housing, and (ii) the passage is dimensioned to accommodate a conductive anchor, in which

(A) The conductive anchor comprises a first anchor end that is a penetrating part, a second anchor end, and a first length of the anchor that extends between the first anchor end and the second anchor end, and wherein

(B) The first length of the anchor is dimensioned so that, when the plug socket receives the electrical conductor and the conductive anchor is secured within the passage, the first anchor end extends into the plug socket, between the at minus two conductive elements and through the insulating material.

The electrical connector assembly of claim 1, wherein the conductive anchor is selected from the group consisting of a shear bolt, screw, or rivet.

The electrical connector assembly of claim 1, wherein the conductive anchor is a shear bolt having a plurality of break points.

The electrical connector assembly of claim 1, wherein the connector is a crimp connector.

The electrical connector assembly of claim 1, wherein the passage is formed by driving the conductive anchor toward the exterior surface of the housing.

The electrical connector assembly of claim 4, wherein the passage is formed by driving the conductive anchor toward the exterior surface of the housing.

The assembly according to claim 1, further comprising a second electrical conductor having at least two conductive elements and insulating material comprising one or more water blocking materials, wherein:

(a) the second end of the housing includes a second opening;

(b) the plug cavity defines a channel extending from the first opening to the second opening, in which the second opening is sized to receive the second electrical conductor;

(c) the passage defines an opening in the exterior surface of the housing, wherein the opening is located at a first distance from the first end of the housing; and in which

(d)

the connector housing further comprises a second passage, wherein (i) the second passage extends along a third axis transverse to the first axis from the outer surface of the housing to the inner surface of the housing, (ii) the second passage defines a second opening in the exterior surface of the housing that is located at a second distance from the first opening, wherein the second distance is greater than the first distance, and (iii) the second passage is dimensioned to house a second anchor conductor, in which

(A) The second conductive anchor comprises a third anchor end that is a penetrating part, a fourth anchor end, and a second length of the anchor that extends between the third anchor end and the fourth anchor end, and wherein

(B) The second length of the anchor is dimensioned so that, when the plug cavity receives the second electrical conductor and the second conductive anchor is secured within the second passage, the third anchor end extends into the plug cavity, between the at least two conductive elements, and through the insulating material of the second electrical conductor.

The electrical connector assembly of claim 7, wherein the conductive anchor is selected from the group consisting of a shear bolt, screw, or rivet.

The electrical connector assembly of claim 8, wherein the second conductive anchor is selected from the group consisting of a shear bolt, screw, or rivet.

The electrical connector assembly according to claim 1, wherein a first conductive element comprises a cutter segment.

The assembly according to claim 10, wherein:

(a) when the plug cavity receives the electrical conductor, the passage is aligned with the cutout segment; and in which

(b) The conductive anchor establishes electrical communication with the second conductive element extending through the passageway and into the cutter segment to engage the second conductive element.

12. The assembly according to claim 11, wherein:

(a) the first conductive element and the second conductive element are concentric; and in which

(b) the cutting segment is a notch formed by removing a part of the first conductive element.

The assembly according to claim 11, wherein:

(b) the cut segment has a segment length that extends along the first axis, and the cut segment is formed by removing the entire cross section of the first conductive element through the length of the segment.

The assembly according to claim 10, wherein:

(a) the first conductive element and the second conductive element are concentric;

(b) the cutting segment has a segment length that extends along the first axis, and the cutting segment is formed by removing the entire cross section of the first conductive element through the length of the segment;

(c) a conductive spacer is disposed around the second conductive element at least partially within the cutting segment, wherein the conductive spacer is in electrical communication with the second conductive element; and in which

(d) the conductive anchor is in electrical communication with the second conductive element extending through the passageway to engage the conductive spacer.

The assembly according to claim 10, wherein:

(a) a conductive spacer disposed at least partially within the cut segment, wherein the conductive spacer is in electrical communication with the first conductive element;

(b) the conductive anchor establishes electrical communication with the first conductive element extending through the passageway to engage the conductive spacer.

16. The assembly according to claim 10, wherein:

(a) A conductive spacer is disposed around the first conductive element at least partially within the cutting segment and disposed around the second conductive element, wherein the conductive spacer is in electrical communication with both the first conductive element and the second element. driver; and in which

(b) The conductive anchor establishes electrical communication with both the first conductive element and the second conductive element by extending through the passage to engage the conductive spacer.

17. The electrical connector assembly of claim 15, wherein the conductive spacer is formed of a malleable material.

The electrical connector assembly of claim 15, wherein the conductive spacer comprises (i) an elongated hollow body having a longitudinal axis and a spacer length, and (ii) a slit in the hollow body, at the that the groove extends in the direction of the length of the axis and has a length of the groove that is less than the length of the spacer.