【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電纜接頭，尤其涉及一種拐杖型低壓快速連接終端的設計方法。
技術介紹
1、目前國內外0.4kv低壓設備為了檢修或臨時用電方便，都采用快速連接器來完成電氣設備之間的連接。常規低壓快速連接器的連接方式都是直動插拔連接。現在設計的低壓柜的電纜插拔式接頭是直動式插拔結構，當低壓柜在高處時需人工登高插拔，這樣就導致其對接難度大大增加，同時電纜的重量使得接頭承受較大的水平方向重量負荷，影響接頭使用的壽命。
技術實現思路
1、為解決上述問題，本專利技術提供一種拐杖型低壓快速連接終端的設計方法。
2、本專利技術采用的技術方案為：
3、一種拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，該拐杖型低壓快速連接終端的設計方法基于以下拐杖型低壓快速連接終端結構：
4、該拐杖型低壓快速連接終端包括安裝于低壓柜內的法蘭連接座，終端電纜3，以及整體呈u形的中間接頭；
5、所述法蘭連接座包括母座，以及套裝在母座外的法蘭外殼，法蘭外殼固定安裝于低壓柜上，母座與低壓柜內的電器設備電性連接；所述中間接頭為一彎折成u形金屬件，u形金屬件的中間段包裹有端子絕緣層，其一側形成有公頭金屬插柱，另一側形成有母頭金屬插槽端，且母頭金屬插槽端的外部安裝有第一插接件；所述終端電纜的端頭處安裝有與第一插接件配合的第二接插件；
6、所述中間接頭通過其母頭金屬插槽端與終端電纜的金屬端頭插接，且通過第一插接件配合的第二接插件對插接進行限位，其通過公頭金屬插柱與法蘭連接座的母座插接；法蘭
7、該拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，包括以下步驟：
8、步驟1，終端電纜重量分析：
9、終端電纜長度在2米到15米之間，電纜每米長度3kg；以終端電纜全部懸空進行總量計算，其整體重量在6kg到45kg之間；
10、步驟2，連接結構設計：
11、在低壓柜內固定安裝法蘭連接座，通過法蘭連接座連接u形的中間接頭，通過u形的中間接頭與終端電纜端頭接插件連接；利用u形的中間接頭，將原本連接終端的直線受力方式改變為豎向受力，使終端電纜的重量通過中間接頭傳遞至法蘭連接座；
12、步驟3，結構尺寸設計：
13、根據低壓柜內的安裝空間、終端電纜的重量進行構成拐杖型低壓快速連接終端的各部件的尺寸設計，即法蘭連接座、中間接頭和接插件的尺寸設計，并利用三維軟件進行相應的建模；
14、步驟4，受力分析：
15、基于連接結構設計和結構尺寸設計，對拐杖型低壓快速連接終端的各部進行受力分析，找到相應部件的受力點，并計算其受力情況；
16、步驟5，有限元分析：
17、將維軟件進行相應的建模導入有限元分析軟件，并基于受力分析在有限元分析軟件中選定拐杖型低壓快速連接終端的主要受力部件的各結構材質；
18、步驟6，得出設計結構：
19、基于限元分析，得到的應力變化圖；通過應力變化圖判定拐杖型低壓快速連接終端的主要受力部件是否滿足實際使用需求。
20、進一步，所述法蘭連接座的法蘭外殼包括套裝于母座外部的套管，以及位于套管底部與其一體成型的安裝法蘭底座；安裝法蘭底座上設有通孔，其通過螺栓與低壓柜固定連接；所述母座為貫穿尼龍套管和法蘭底座的圓柱體結構，其內形成配合金屬插柱的插槽，其底部形成有配合與低壓柜內電器設備電性連接的接線連接孔。
21、進一步，所述第一插接連接件包括固定座和連接座，固定座與母頭金屬插槽端固定套裝連接；連接座為管體結構，其一端與固定座固定連接，連接座的內壁與母頭金屬插槽端的外壁之間形成有間隙空間，連接座的外部安裝有插接定位組件；所述第二接插件為安裝于終端電纜端頭的圓柱體結構，其能夠由間隙空間插入并通過插接定位組件定位。
22、進一步，步驟4受力分析，包括以下過程：
23、在接插件具有足夠連接強度，且中間接頭具有絕對強度的前提下，當終端電纜通過拐杖型低壓快速連接終端掛接后，法蘭連接座的底面中心點給中間接頭向上的支撐力n；該支撐力n等于中間接頭和終端電纜的總重力g，法蘭連接座的插接位置上部一側處給中間接頭和終端電纜整體向一側的支撐力f，通過該支撐力f防止電纜傾覆，同時法蘭連接座受與支撐力f相反的同等大小擠壓力f。
24、進一步，由于當終端電纜通過拐杖型低壓快速連接終端掛接后，在法蘭連接座的底面中心點處的旋轉力矩要保持平衡；因此，根據力矩平衡得出：
25、f×a=g×b
26、式中，f為擠壓力；a為法蘭連接座的底面中心點至法蘭連接座的插接位置上部的垂直距離；g為終端電纜重量；b為法蘭連接座的底面中心點至母頭金屬插槽端內的中心點垂直距離；
27、按終端電纜重量最大計算：
28、g=mg=45kg×9.8n/kg=441n
29、式中，m為終端電纜質量；g為重力，取9.8n/kg；
30、根據法蘭連接座的底面中心點至法蘭連接座的插接位置上部的垂直距離a的設計尺寸40mm，法蘭連接座的底面中心點至母頭金屬插槽端內的中心點垂直距離b設計尺寸100mm代入上式，得出f=1102.5n，即根據力矩平衡分析得出法蘭連接座的底面中心點受到的擠壓力為1102.5n。
31、進一步，基于步驟4受力分析法蘭連接座的底面中心點受到的擠壓力為1102.5n，預設定法蘭連接座的母座采用紫銅材質，法蘭外殼采用尼龍材質；母座承受載荷的能力遠比法蘭外殼能力強；當母座在底面中心點處收到擠壓力f時，整個法蘭連接座最薄弱的部分為法蘭外殼，且在法蘭外殼的套管與法蘭底座交界處。
32、進一步，預設定法蘭連接座的母座采用紫銅材質，法蘭外殼采用尼龍材質；并在有限元分析軟件中選定相應材質，進行有限元分析；
33、基于應變變化圖能夠得出：法蘭連接座的母座采用紫銅材質，法蘭外殼采用尼龍材質時，最大應力在為8.4×107n/m2，最大應變為0.014n/m2，法蘭連接座形變量很小滿足要求；同時基于應變變化圖能夠得出法蘭連接座最薄弱處在法蘭外殼的套管與法蘭底座交界處，結果與從母座結構受力分析一致。
34、進一步，該杖型低壓快速連接終端的設計方法還包括通流設計；通流設計采用紫銅母座的插槽內安裝環形的表帶觸指，同時在u形中間接頭的母頭金屬插槽端內安裝有多個能夠與終端電纜端頭接觸的表帶觸指。
35、本專利技術的有益效果是：
36、通過該拐杖型低壓快速連接終端設計方法所選材制造的拐杖型低壓快速連接終端，在低壓設備與終端電纜連接時作業人員無需登高，在地面用絕緣操作桿就可以進行低壓柜的終端電纜掛接作業，方便可靠；另外，低壓設備的終端電纜通過該拐杖型低壓快速連接終端轉接后，終端電纜的重力方向是沿接頭的豎直方向，可有效提高接頭的使用壽命。
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1.一種拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：該拐杖型低壓快速連接終端的設計方法基于以下拐杖型低壓快速連接終端結構：
2.根據權利要求1所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：該拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：所述法蘭連接座的法蘭外殼包括套裝于母座外部的套管，以及位于套管底部與其一體成型的安裝法蘭底座；安裝法蘭底座上設有通孔，其通過螺栓與低壓柜固定連接；所述母座為貫穿尼龍套管和法蘭底座的圓柱體結構，其內形成配合金屬插柱的插槽，其底部形成有配合與低壓柜內電器設備電性連接的接線連接孔。
4.根據權利要求1所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：所述第一插接連接件包括固定座和連接座，固定座與母頭金屬插槽端固定套裝連接；連接座為管體結構，其一端與固定座固定連接，連接座的內壁與母頭金屬插槽端的外壁之間形成有間隙空間，連接座的外部安裝有插接定位組件；所述第二接插件為安裝于終端電纜端頭的圓柱體結構，其能夠由間隙空間插入并通過插接定位組件定位
5.根據權利要求2所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：步驟4受力分析，包括以下過程：
6.根據權利要求4所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：由于當終端電纜通過拐杖型低壓快速連接終端掛接后，在法蘭連接座的底面中心點處的旋轉力矩要保持平衡；因此，根據力矩平衡得出：
7.根據權利要求6所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：基于步驟4受力分析法蘭連接座的底面中心點受到的擠壓力為1102.5N，預設定法蘭連接座的母座采用紫銅材質，法蘭外殼采用尼龍材質；母座承受載荷的能力遠比法蘭外殼能力強；當母座在底面中心點處收到擠壓力F時，整個法蘭連接座最薄弱的部分為法蘭外殼，且在法蘭外殼的套管與法蘭底座交界處。
8.根據權利要求7所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：預設定法蘭連接座的母座采用紫銅材質，法蘭外殼采用尼龍材質；并在有限元分析軟件中選定相應材質，進行有限元分析；
9.根據權利要求2所述打的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：該杖型低壓快速連接終端的設計方法還包括通流設計；通流設計采用紫銅母座的插槽內安裝環形的表帶觸指，同時在U形中間接頭的母頭金屬插槽端內安裝有多個能夠與終端電纜端頭接觸的表帶觸指。
...【技術特征摘要】
1.一種拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：該拐杖型低壓快速連接終端的設計方法基于以下拐杖型低壓快速連接終端結構：
2.根據權利要求1所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：該拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，包括以下步驟：
3.根據權利要求1所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：所述法蘭連接座的法蘭外殼包括套裝于母座外部的套管，以及位于套管底部與其一體成型的安裝法蘭底座；安裝法蘭底座上設有通孔，其通過螺栓與低壓柜固定連接；所述母座為貫穿尼龍套管和法蘭底座的圓柱體結構，其內形成配合金屬插柱的插槽，其底部形成有配合與低壓柜內電器設備電性連接的接線連接孔。
4.根據權利要求1所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方法，其特征在于：所述第一插接連接件包括固定座和連接座，固定座與母頭金屬插槽端固定套裝連接；連接座為管體結構，其一端與固定座固定連接，連接座的內壁與母頭金屬插槽端的外壁之間形成有間隙空間，連接座的外部安裝有插接定位組件；所述第二接插件為安裝于終端電纜端頭的圓柱體結構，其能夠由間隙空間插入并通過插接定位組件定位。
5.根據權利要求2所述的拐杖型低壓快速連接終端的設計方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：朱國福，劉剛，康紹超，林周強，衛慶，唐靜濤，孫立國，李成飛，王聰智，常宗福，安吉爽，李吉勤，張建強，梁翼飛，孫紅斌，徐吉用，蔣紹華，肖淞元，薛靖祺，趙旭東，趙云梅，羅文軍，
申請(專利權)人：云南電網有限責任公司紅河供電局，
類型：發明
國別省市：
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