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热收缩部件及组装热收缩部件的方法

阅读:620发布:2023-12-10

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1.一种热收缩部件,其具有膨胀状态下的第一尺寸(102A,104A)和收缩状态下的第二尺寸(102B,104B),所述第一尺寸(102A)中的至少一个大于对应的第二尺寸(102B),且所述热收缩部件(100,100A,100B)包括:
热收缩层(108),以及
至少一个加热单元(120),其布置为与所述热收缩层(108)的至少一部分热接触,所述加热单元(120)可操作为将所述热收缩层(108)加热到其热收缩温度
其中所述加热单元(120)包括至少一个导电引线(106,116),其导电率大于3·107S/m,并且包括和/或
2.根据权利要求1所述的热收缩部件,其中所述加热单元(120)还包括通过所述导电引线(106)互连的多个加热元件(122)。
3.根据权利要求2所述的热收缩部件,其中所述多个加热元件(122)中的至少一个包括半导体加热元件。
4.根据前述权利要求中任一项所述的热收缩部件,其中所述热收缩层(108)至少部分地形成为具有纵向轴线(110)的套管,以用于覆盖导电连接的至少一部分和/或端接的至少一部分。
5.根据权利要求4所述的热收缩部件,其中所述加热单元(120)布置为至少部分地包围所述套管(100)。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的热收缩部件,其中所述导电引线(106)包围所述套管,形成布置在所述套管(100)的纵向轴线(110)周围的多个环(114),和/或其中所述导电引线(106)包围所述套管(100),在所述套管的纵向轴线(110)周围形成螺旋,和/或其中所述导电引线(106)包括多个互连的长形部分(112),它们沿着所述套管(100)的纵向轴线(110)延伸且分布在所述套管的圆周周围。
7.根据前述权利要求中任一项所述的热收缩部件,其中所述导电引线(106)由金属导线形成,所述金属导线的截面为圆形、椭圆形或多边形。
8.根据权利要求1至6中任一项所述的热收缩部件,其中所述导电引线(106)包括导电膜(116)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的热收缩部件,其中所述导电引线(106,116)的导电率大于4·107S/m,并且包括铜。
10.根据前述权利要求中任一项所述的热收缩部件,其中所述导电引线(106,116)包括串联和/或并联电连接的多个部分。
11.一种组装热收缩部件的方法,所述热收缩部件具有膨胀状态下的第一尺寸(102A,
104A)和收缩状态下的第二尺寸(102B,104B),所述第一尺寸(102A)中的至少一个大于对应的第二尺寸(102B),并且所述方法包括以下步骤:
提供处于所述膨胀状态的热收缩部件(100),所述热收缩部件(100)包括热收缩层(108)和至少一个加热单元(120),所述加热单元布置为与所述热收缩层(108)的至少一部分热接触,所述加热单元(120)可操作为将所述热收缩层(108)加热到其热收缩温度,其中
7
所述加热单元(120)包括至少一个导电引线(106),其导电率大于3·10 S/m且包括铝和/或铜;
将电电源连接到所述加热单元(120);
当所述热收缩部件(100)收缩到所述第二尺寸时,加热所述加热单元(120)至少一部分时间,优选在开始时。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述电源可操作为提供低于60V的DC电压或25V RMS的AC电压。
13.根据权利要求11或12所述的方法,其中所述热收缩部件(100)是LV、MV或HV电缆附件。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法,其中所述热收缩部件(108)的一部分在
20分钟以下的加热时间期间被加热到至少120℃的温度。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法,其中所述导电引线(106,116)的导电率大于4·107S/m,并且包括铜。

说明书全文

热收缩部件及组装热收缩部件的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种热收缩部件和一种组装热收缩部件的方法。

背景技术

[0002] 在本发明的意义上,热收缩部件涉及由以下材料制成的制品:该材料通过施加足够的热量从膨胀状态收缩成具有小得多的尺寸的收缩状态。热收缩部件广泛地用作接头套管或其他电缆附件。
[0003] 本发明利用可热恢复的制品(独立地尺寸上热不稳定的制品)作为可热收缩层。通常,这样的物品由能够赋予弹性或塑性记忆特性的材料制成,将其加热到一定温度,并在压变形为不同于其正常构型的构型,然后在保持压力的状态下冷却。如果制品由全部或部分结晶的材料制成,在非晶态区域中至少部分地交联,并且在处于或高于该材料的结晶熔点的温度下变形,则该制品将具有弹性记忆。具有弹性记忆的制品直到它再次被至少加热到其晶体熔融温度之前,不会恢复其初始构型。如果制品由非晶态材料制成的,它被加热到该制品可以由压力而变形的温度,然后该变形的制品具有塑性记忆的特性。可热恢复材料的示例可见于美国专利No.2,027,962和美国专利No.3,086,242。当然,如本领域技术人员所知,热收缩层可以由任何合适的材料制成。此外,本发明还包括多层布置,其附加地包括弹性和/或半导电和导电层。
[0004] 为了安装用于LV、MV和HV应用的热收缩产品,通常使用明火,例如气喷灯。更少见地,也使用功率为几千瓦的热枪。然而,热风枪仅限于薄壁产品,例如LV套管和壁厚在1-4mm范围内的模制部件。例如,在电子应用中,其中套管的壁厚通常在膨胀状态下小于
1mm,通常使用具有陶瓷辐射特征的热风枪或通道加热器。
[0005] 但是,从工作安全的度来看,使用明火是不利的。此外,期望减少安装产品所需的能量。在某些情况下,还希望减少安装过程中产生的热量。因此,希望使用除明火以外的其他能源,优选地是电能
[0006] 已知通过添加将电能转化为热能的至少一个层到产品来收缩热收缩产品。从DE 1941327A1中已知一种导电的可热恢复制品,其通过使电流穿过该制品以将其升高到其恢复温度而使得其恢复。导电制品,例如管状的套管,以良好的传热关系放置到非导电的可热恢复构件,特如管状套管,从而作为该不导电构件的加热器,两个构件基本上同时恢复。套管的导电材料是炭黑填充的交联聚乙烯,其被使得可热恢复。还公开了其他交联聚合物、非结晶聚合物,例如聚酯和离聚物,以及弹性体,例如橡胶。导电套管被两个绝缘套管围绕,或狭缝导电套管围绕可热恢复的非导电套管,并在非导电套管完全恢复后被剥离。到导电套管的电连接是通过鳄鱼夹或其他常规夹具或电极建立的
[0007] 然而,这些已知的布置遭受以下缺点:即使对于薄壁的套管,收缩步骤所需的时间通常也超过15分钟,因此太长以至于不具有成本效益。
[0008] 此外,已知为加热系统提供流体管道以防止由管道传导的流体冻结。但是,这些除霜系统仅允许约60至80℃的最高温度,因此不适用于收缩要求温度高于120℃的热收缩产品。
[0009] 在能源技术领域之外,已知使用电加热用于通过热塑性联接部件来接合管道。如例如欧洲专利EP 1190839B1和EP 0798099B1中所公开的,具有嵌入线的模制部件设置在待接合的两个管道的端部部分之上。链接到电源的电子驱动系统然后产生足够的热量,以熔化管道的端部,然后端部相互焊接在一起和/或与模制部件焊接在一起。对于此应用领域,管道基本上不会更改它们原始直径,并且每个接头部件仅用于一个特定直径的管道。当将这种系统应用于在热收缩过程期间通常经历直径减小约10%至75%的膨胀直径的热收缩部件时,模制部件会失去与热收缩产品的机械接触
[0010] 最后,本领域中存在基于电阻丝的多个加热系统。这些导线由特殊的金属合金制成,其电阻值比的电阻值高约10至100倍。可以看到使用电阻加热丝的缺点在于,这些标准电阻加热丝具有较高的电阻率,因此提供较高的耗散热密度,使得为了通过施加约24V的电压以达到120℃或更高的温度,只需要较短的导线长度。这如此短的导线长度会引起严重的问题,无法在典型的热收缩产品(如MV接头体)的整个表面和体积之上正确分散热量。此外,电热丝的成本要比铜线高得多。
[0011] 本发明的目的是提供一种具有改进的性能和可靠性的热收缩部件和一种收缩热收缩部件的方法,从而克服或至少基本上减少了上述问题和缺点。

发明内容

[0012] 上述目的通过独立权利要求的主题来解决。本发明的有利实施例从属权利要求的主题。
[0013] 本发明是基于以下构思:当使用具有较高电导率的导电引线用于加热具有任何类型的导电性热收缩层(包括电绝缘层)时,并通过经由引线的截面的尺寸设置总电阻,使用一定长度的导电引线,该长度足够长以在热收缩层的表面上获得令人满意的导线密度并改善热分布,可以在足够短的时间内达到收缩LV、MV或HV热收缩部件的温度。可以看出,导电率大于3·107S/m,且包括铝或铜(例如,铜的电导率为6.0·107S/m,铝的电导率为3.76·107S/m)的导电引线,当相应地选择截面积时(例如对于圆形截面,直径小于1mm,优选得小于0.4mm),长度可以为1到15m。这样的加热系统在23℃时产生的总电阻例如可以在0.3Ω至
6.0Ω的范围内,并且可以以5V到25V的电压为导电引线供电。使用具有这种相对较高电导率的材料和适当减小的截面面积,允许覆盖热收缩部件的更大的表面积。更准确地说,在非恢复状态下,电热丝之间的周向距离可以小于50mm,优选地小于20mm,从而显著减少了分散热量的问题。而且,与使用典型的电阻丝相比,可以使用便宜得多的导线材料。
[0014] 特别地,根据本发明,一种热收缩部件,其在膨胀状态下具有第一尺寸,在收缩状态下具有第二尺寸,第一尺寸中的至少一个大于第二尺寸。热收缩部件可以包括导电热收缩层和至少一个加热单元,其布置为与所述热收缩层的至少一部分热接触,所述加热单元可操作为将热收缩层加热到其热收缩温度。热收缩温度定义为热收缩层为了恢复到其初始构型而必须被加热到的温度。加热单元包括至少一个导电引线,其导电率大于4·107S/m且得到的电阻为0.3Ω至6.0Ω(在23℃下),且包括铝和/或铜。
[0015] 根据本发明的有利实施例,所述加热单元还包括通过导电引线互连的多个加热元件。有利地,通过导体的电阻产生加热能量的部分与例如通过其他机构产生热量的部分的这种组合允许使加热适应热收缩部件上的变化的几何形状。例如,与材料厚度较小的区域相比,可以为厚度较大的区域提供更高的热密度。特别地,多个加热元件中的至少一个可以包括半导体加热元件。
[0016] 有利地,电绝缘热收缩层至少部分形成为具有纵向轴线的套管,用于覆盖至少一个电连接。这种套管例如是高压电缆附件的一部分。
[0017] 高压电缆附件用于将高压电力电缆连接到电气装备,例如架空线、变压器、避雷器、开关设备等。它们提供了在不同周围条件下绝缘或控制电力电缆电场的功能。
[0018] 下文中使用的术语“高压”旨在涉及大约1kV以上的电压。特别地,术语“高压”旨在包括电力传输的通常标称电压范围,即中压,MV,(约3kV至约72kV),高压,HV,(约72kV至约245kV),以及超高压(目前至约500kV)。当然,未来也可以考虑更高的电压。这些电压可以是直流(DC)电压或交流(AC)电压。在下文中,术语“高压电缆”旨在表示适用于在大于约1kV的电压下承载大于约1A的电流的电缆。相应地,术语“高压附件”旨在表示适用于互连高压设备和/或高压电缆的装置。特别是,高压附件可以是终端或电缆接头。
[0019] 本发明还适用于涉及低于1kV的电压的所谓的“低压”,LV,范围。本发明的原理可以进一步应用于用于电子应用的热收缩产品。
[0020] 根据本发明的表述“套管”旨在表示直管形的套管以及用于分支接头、弯头、弯曲、破裂、包缠、棚子等的不同形状的盖。
[0021] 有利地,加热单元布置在套管的外表面上。这允许制造容易热收缩部件。加热单元可以直接布置在套管的外表面上,或者在套管和加热单元之间具有附加层。但是,当然也可以将加热单元设置在套管的内表面上或套管内,以防止在安装之前损坏加热单元。
[0022] 有利地,加热单元至少部分地与热收缩部件的至少一部分紧密接触以允许热传导。
[0023] 根据另一有利实施例,导电引线包围所述套管,形成围绕所述套管的纵向轴线布置的多个环。这些环可以以串联或并联的方式彼此电连接。这种结构的优点是可以可靠地围绕套管的圆周均匀地施加热量。各个环之间的距离可以沿套管的纵向轴向相等。替代地,环彼此靠近布置的区域可以与环彼此间隔更远的区域交替。在需要较大热量的地方,环的距离较小,例如材料厚度较大的部分。
[0024] 一种更容易和更便宜的解决方案是选择如下布置,其中导电引线包围所述套管,在所述套管的纵向轴线周围形成螺旋。在这种情况下,引线可以由一根连续的导线形成,该导线可以缠绕在套管的外表面周围。同样在螺旋缠绕的引线的情况下,各个之间的距离可以沿套管的纵向轴线变化。
[0025] 根据本发明的另一有利实施例,导电引线包括多个互连的长形部分,所述长形部分沿着所述套管的纵向轴线延伸并且围绕套管的圆周分布。这些长形部分可以平行于套管的纵向轴线延伸,或者可以包括与纵向轴线的角度。各个部分可以串联或至少部分并联地互连。各个部分可以围绕套管的圆周均匀分布,或者相对于相邻部分具有变化的距离。
[0026] 环形的、螺旋缠绕的和纵向的布置也可以彼此组成成一个层或多个层,这些层被布置成至少部分地彼此重叠。
[0027] 根据本发明的有利实施例,导电引线由具有圆形、椭圆形或多边形的截面的金属线形成。如上所述,截面被形成为足够小以产生总的欧姆电阻也使用小的安全电压导致足够的加热。
[0028] 根据本发明的导电引线也可以由导电膜形成。这种导电膜可以通过蚀刻和光刻或本领域技术人员已知的丝网印刷技术来制造。此外,导电膜也可以在金属化图案已经结构化之后直接制造可以热收缩层上或在附接到热收缩层的载体箔上。
[0029] 根据本发明,导电引线可以由铜或铝制成。有利地,不需要昂贵的电热丝合金,例如镍铬合金或 然而,也可以使用根据本发明的具有高导电性的金属合金来形成导电引线。特别地,导电引线的导电率可以大于4·107S/m且包括铜。
[0030] 根据本发明的有利实施例,导电引线包括多个部分,这些部分串联和/或并联地电连接。例如,上述的环形、螺旋缠绕的部分和纵向布置可以彼此串联和/或并联地连接。
[0031] 本发明使用电源连接到至少一个加热单元,所述加热单元可操作为将热收缩层加热到其热收缩温度,其中电源可操作为提供低于60V的DC电压或最大为25V RMS的AC电压,优选使用24V的电池产生的DC电压。
[0032] 本发明还涉及一种组装热收缩部件的方法,该热收缩部件在膨胀状态下具有第一尺寸,在收缩状态下具有第二尺寸,第一尺寸中的至少一个大于对应的第二尺寸。方法包括以下步骤:
[0033] 提供处于膨胀状态的热收缩部件,所述热收缩部件包括热收缩层和至少一个加热单元,所述加热单元布置为与所述热收缩层的至少一部分热接触,所述加热单元可操作为将所述热收缩层加热到其热收缩温度,其中所述加热单元包括至少一个导电引线,其导电7
率大于3·10S/m且包括铝和/或铜;
[0034] 将电力电源连接到加热单元;
[0035] 当热收缩部件收缩到第二尺寸时,对加热单元加热至少一部分时间,优选在开始时。
[0036] 有利地,例如由电池提供的安全电压用于对加热单元进行加热。在本发明的上下文中,“安全电压”是指例如低于60V的DC电压或25V RMS的AC电压。优选地,使用24V的电池产生的DC电压。
[0037] 根据有利的实施例,热收缩部件是LV、MV或HV电缆附件。
[0038] 根据本发明的方法需要根据热收缩部件的壁厚,在20分钟或更短的加热时间内将热收缩部件的至少一部分(特别是表面)加热到至少120℃的温度。该较短的时间与使用明火收缩传统产品的时间跨度兼容。附图说明
[0039] 附图并入说明书中并形成说明书的一部分以说明本发明的若干实施例。这些附图与描述一起用于解释本发明的原理。这些附图仅仅是为了说明如何制造和使用本发明的优选和替代示例的目的,而不应被解释为将本发明限制为仅示出和描述的实施例。此外,实施例的几个方面可以单独地或以不同的组合以形成根据本发明的解决方案。因此可以将以下描述的实施例单独考虑或以其任意组合考虑。从以下对本发明的各种实施例的更具体的描述中,进一步的特征和优点将变得显而易见,如附图中所示,其中相同的附图标记指代相同的元件,并且其中:
[0040] 图1是热收缩过程的示意图;
[0041] 图2是根据本发明的第一实施例的加热单元的细节的示意图;
[0042] 图3是根据本发明的另一实施例的加热单元的细节的示意图;
[0043] 图4是根据本发明的另一实施例的加热单元的细节的示意图;
[0044] 图5是根据本发明的另一实施例的加热单元的细节的示意图;
[0045] 图6是根据本发明的导电引线的若干截面的比较;
[0046] 图7是常规电阻加热丝的截面与可根据本发明的导电引线的若干截面的比较;
[0047] 图8是根据本发明的另一实施例的加热单元的细节的示意图。

具体实施方式

[0048] 现在将参考附图进一步解释本发明,并首先参考图1。图1示意性地示出了可热收缩的接头套管100A、100B的热收缩过程。热收缩套管100A处于膨胀状态,在膨胀状态下它具有第一尺寸。特别地,在膨胀状态下的热收缩套管100A的内径102A大于待覆盖的部件(图中未示出)的外径,且壁厚104A比在最终安装状态下的壁厚薄。
[0049] 通过施加热量,热收缩套管从膨胀状态100A转变为收缩状态100B下的热收缩套管(由箭头所指示)。为了在热的影响下收缩,套管100包括至少一个热收缩层108。
[0050] 本发明利用可热恢复的制品(独立地尺寸热不稳定制品)作为热收缩层108。当然,如本领域技术人员所知,热收缩层可以由任何合适的材料制成。此外,本发明还包括多层布置,其附加地包括弹性层。热收缩层和/或弹性层可包括电绝缘和/或半导电和/或导电层或部件。
[0051] 收缩套管100B的内径102B紧密配合在覆盖的部件(图中未示出)之上,且壁厚104B与膨胀状态相比增加了。如本领域技术人员所知,热收缩过程导致直径减小多达膨胀状态下的直径的75%。如以上已述,根据本发明的原理可以应用于直管形的套管100以及应用于用于分支接头、弯头、弯曲等的不同形状的盖。套管100收缩到其上的部件可以是圆柱形的,或者它可以具有截面为多边形和/或截面沿着部件的纵向轴线变化的区域。
[0052] 根据本发明,热收缩步骤通过经由导电引线106施加电能来执行,导电引线106的导电率大于3·107S/m且包括铜和/或铝。图2至图5示出了形成加热单元120的导电引线106如何可以布置在热收缩产品上的示例。引线106可以设置为与热收缩层直接接触,或者可以设置在非收缩材料的层(例如弹性体层或热塑性层)上。端子引导到外部用于连接电源(在图中未示出)。优选地,电源是供给例如24V的DC电压的电池。导电导线106的整个长度由特定直径和待达到的电阻值确定,当选择0.1mm至0.4mm范围内的直径时,其总计约为1至15m。
[0053] 从图2中可以看出,根据本发明的第一有利实施例,多个长形的导线部分112平行于热缩套管100的纵向轴线110布置。单独的导线部分112可以以曲折结构的方式串联互连,以形成一个连续的电引线106。附加地,纵向部分112中的一些可以互连以形成长形的闭合回路,那些回路中的多个平行地互连。部分112可以布置在热收缩套管100的外部或在其内表面上,此外,它们可以由另外的层(图中未示出)覆盖。从中心线110看,部分112也可以布置在不同的平面中。
[0054] 从电物理的观点来看,平行于热缩套管100的纵向轴线110布置导线部分112也是有利的,因为可以避免不期望的线圈结构。如果需要的话,互连导线部分112以为电流提供闭合路径的导线回路可以布置在套管100的外围,使得可以在收缩过程完成后将其切断,仅保留纵向导线部分。
[0055] 具有纵向导线部分112的实施例具有的优点是,一旦热收缩层108收缩,导线部分112就变得彼此靠近布置,但是不会显著变形或错位。如果覆盖的部件的截面为多边形的和/或其尺寸沿着纵向轴线变化,则导线部分在某种程度上符合该外部轮廓。尽管如此,在热收缩过程期间不会出现尖锐的边缘或破裂。这意味着由于导线的强烈变形而引起的分离或增加电阻的区域的可能性较小。
[0056] 图3示出了如下实施例,其中多个环形导线114布置在套管100上以形成导电引线106。这些线环114沿着纵向轴线110等距布置,并且基本上垂直于纵向轴线110。当然,环也可以布置为彼此之间有不同的距离。此外,当使用椭圆形而不是圆形几何形状时,环114还可以被布置为与纵向轴线110成不同于90°的角度。
[0057] 环114可以以串联和/或并联电连接。对于串联连接,环可能不会围绕热收缩套管100的圆周完全封闭。
[0058] 图4描绘了一种布置,其中一个连续的导电引线106以螺旋配置围绕热收缩层108缠绕。该配置特别容易组装。
[0059] 对于本领域技术人员而言显而易见的是,根据图2、图3和图4的上述说明的布置也可以彼此组合,如这在图5中示例性地示出的。根据该实施例,一层纵向部分112与一层环形导线114组合,其中哪层是顶层而哪层是底层是任意的。也可以组合多于两层以形成根据本发明的加热单元。在电气上,这些层可以并联或串联连接。
[0060] 有利地,不同层中的导线将与另一层的导线电绝缘。这可以通过使用单独覆盖有电绝缘体的导线和/或通过在导线的相邻层之间布置绝缘材料来实现。
[0061] 参考图6,说明了根据本发明的导电引线106的若干示例。本发明的发明人已经认识到,当减小截面面积和/或相应的增加长度时,也可以使用高导电材料来实现适合于由安全电压(例如24V DC)产生约120℃到最高450℃的温度的电阻。导线106的截面可以是圆形(导电引线106A)、椭圆形(导电引线106B)或多边形(导电引线106C)。此外,导电引线也可以由膜116形成。必须注意,在所有附图中图均未完全按比例绘制。特别地,导电膜116的厚度被放大。
[0062] 导电膜116例如可以由通过光刻工艺蚀刻的金属化层形成。替代地,也可以使用丝网印刷或其他印刷技术来将导电膜116沉积在热收缩层上或附加层上,例如热塑性膜。
[0063] 参照图7,将更详细地说明根据本发明的导电引线的电阻。图7示出了具有相同电阻的布置,当使用相同电压供电时导致相同的加热效果。特别地,将标准电阻加热线118的截面与铜线106或导电铜膜116进行比较。当假设铜线106A和导电膜116仅具有电阻线的比电阻的1%时,为了给具有相同长度的一段引线提供相同的总电阻,它们需要的截面面积仅为电阻线118的截面积的1%。
[0064] 替代地,如果铜线106A的长度是电阻线118的5倍,则截面为电阻线118的截面的20%的铜线106A与电阻线118具有相同的电阻。
[0065] 由于经济和可靠性的考虑,电热丝106的数量和直径需要在一定的范围内。在导线106具有非常小的直径的情况下,需要减少它们的数量和/或长度。否则,电阻会增加太多,且24V或更低的电压无法产生足够大的电流来将导线加热到至少110℃的温度。另一方面,如果导线110具有太大的截面,则它们的电阻可能变得太低。然后必须增加长度,以便增加电阻。否则,导线106将不会被充分加热。从而增加了成本。另一选择是(至少在热收缩部件的特定区域内)使用两个或多个并联的电热丝电路。然后,电流根据电路的相对电阻分流。
这允许选择截面较小的导线,同时获得与较大尺寸导线相同的最终电阻。换句话说,两个导线并联连接,并且与基准导线相比,具有其一半的截面。但是,由于经济上的考虑,例如细导线相对于标准导线的成本以及可靠性问题,该原则受到了一定的限制,因为处理直径小于
100μm的极细导线比较麻烦。
[0066] 除了仅使用导电引线106作为加热单元120之外,还可以提供附加的加热元件122。该实施例如图8所示。
[0067] 根据一个有利的实施例,导电引线106仅产生可忽略的热量。热量的主要部分由附加的加热元件122产生。加热元件122可以例如由半导体加热元件形成。互连加热元件122的导电引线106既可以形成为导线的部分,也可以形成为膜状的导电引线。可以采用参考图6说明的任何直径。
[0068] 有利地,半导体加热元件122可以具有正温度系数(PTC),从而提供固有的过热保护。
[0069] 此外,根据另一个有利的实施例,可以将传感器添加到热收缩部件中。这些传感器可以配置为监视和/或驱动加热和收缩过程,并且例如将反馈提供给电缆接头器和/或电驱动系统,例如,安装是否成功完成。特别地,当将加热单元实现为膜布置时,传感器和加热单元可以形成在附接到套管的共同的柔性基板上。
[0070] 综上所述,本发明提供了收缩广泛使用的能源产品的选择,例如LV、MV、甚至是HV接头体、端子、套管(例如重装套管)和模制零件(例如破裂、靴和帽),其不使用明火而是使用电能。因为该应用通常是现场安装,所以电源有益地使用电池,该电池可以在电缆接线工作人员的厢式车中得到,也可以运送到安装地点。替代地,可以使用发电机,该发电机可以在厢式车中得到,也可以在有限的距离内运输。出于安全原因,可以将电压值限制在20V的量级内,最大24V。为了与使用明火达到的安装时间兼容,典型的MV接头体的收缩时间不应超过最多10分钟。
[0071] 本发明可以有利地与以下示例性具体尺寸和特性一起使用。
[0072] 与常规电阻丝相比,导电率至少为3·107S/m。电源优选提供的电压是低于60V的DC电压或25V RMS的AC电压。
[0073] 此外,加热导体的截面积在0.007mm2至0.8mm2之间,相当于直径为0.1至1.0mm的导线。导电膜必须具有相应的尺寸,通常,这些膜的厚度范围为5μm至25μm。导体在加热期间的温度至少为120℃,最高450℃。120℃的值是热收缩产品的典型收缩温度。有一些变体会在110℃时收缩,而一种不用于能源产品的非常特殊的材料会在65℃时开始收缩。考虑到对环境的温度损失,导体的温度必须远高于120℃。
[0074] 以上参数限定了广阔的工作空间。取决于热收缩产品和导体的几何形状,可以例如根据以下示例来限定加热系统。
[0075] 典型的MV接头体的壁厚为热收缩层(加弹性层)的3.5mm,长度为420mm,外径为68mm(表面积为9dm2)。在成功的试验中,使用了六个加热单元,每个单元的导线为3.3米(直径为0.22mm)。在提供24V电源的情况下,这六个加热单元并联连接,并加热到200℃至350℃的导线温度。收缩时间为10分钟,采用隔热和热扩散方式。
[0076] 如果选择较小的导线直径,则每个加热单元的导线的米数要较小。因此,要配置六个以上的加热单元,以允许24V电源将热收缩部件加热到所需温度。
[0077] 如果另一种热收缩产品的表面积较小,则需要较少数量的加热单元(因此导线的米数也较少)。
[0078] 如果另一种热收缩产品的壁厚较小,则需要的加热系统的数量也相应减少,导线的米数也相应减少。对壁厚的依赖性似乎不是线性的。看起来,即使是产生10毫米的总壁厚的多个热缩套管的堆叠体,也可以使用与壁厚3.5毫米的典型MV接头体相同的设置来加热。当然,这取决于特定热收缩材料的整体收缩行为。通过调整热收缩材料的成分,可以改变收缩温度和收缩的难易程度。
[0079] 附图标记列表
[0080]
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