(57)【要約】  架空電気ケーブルをデッドエンドタワーなどのデッドエンド構造に対し固定するための終端構成。終端構成は、架空電気ケーブルの強度部材と伝導ストランドとの間に配置されるように構成された圧縮シースを備える。圧縮シースは、外側金属スリーブが伝導ストランドの周りに圧縮されたとき、また伝導ストランドが補強部材に対し圧縮されたときに生じ得る、補強部材に対する損傷を軽減する。構成は、複合強度部材を有する架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定するのに特に有用である。
2021512583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定する終端構成であって、前記架空電気ケーブルは、複合強度部材と前記複合強度部材を包囲する伝導ストランドとを有し、
前記終端構成をデッドエンド構造に対しアンカーするコネクタと、
前記コネクタによって固定され、前記架空電気ケーブルの基端にて前記複合強度部材を把持する、把持要素と、
少なくとも前記把持要素と前記架空電気ケーブルの前記基端とを包囲する外側金属スリーブであって、前記架空電気ケーブルの前記基端上に配置された圧縮された部分を有する、外側金属スリーブと、
前記複合強度部材と前記伝導ストランドとの間に、前記圧縮された部分の下に少なくとも前記伝導ストランドの長さに沿って配置された圧縮シースと、を備える、終端構成。
【請求項２】
前記複合強度部材は、結合マトリクス内に配置された補強繊維を含む、請求項１に記載の終端構成。
【請求項３】
前記結合マトリクスは金属マトリクスである、請求項２に記載の終端構成。
【請求項４】
前記結合マトリクスはポリマーマトリクスである、請求項２に記載の終端構成。
【請求項５】
前記ポリマーマトリクスは、熱硬化性樹脂ポリマーと熱可塑性ポリマーとから選択されるポリマーを含む、請求項４に記載の終端構成。
【請求項６】
前記補強繊維は、カーボン繊維、ホウ素繊維、金属酸化物セラミック繊維、ガラス繊維、炭化物繊維、アラミド繊維およびバサルト繊維からなる群から選択される繊維を含む、請求項２〜５のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項７】
前記補強繊維はカーボン繊維を含む、請求項６に記載の終端構成。
【請求項８】
前記複合強度部材は、前記複合強度部材を形成するように組み合わされている複数の別個の複合ロッドを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項９】
前記複合強度部材は、実質的に単一の複合ロッドからなる、請求項１〜７のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項１０】
前記伝導ストランドの少なくとも一部は、多角形である断面形状を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項１１】
前記伝導ストランドの少なくとも一部は、多角形でない断面形状を有する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項１２】
多角形でない断面形状を有する前記伝導ストランドは、ほぼ円形である断面形状を有する、請求項１１に記載の終端構成。
【請求項１３】
ほぼ円形である断面形状を有する前記伝導ストランドの少なくとも一部は、前記圧縮シースと直接接触している、請求項１１または１２に記載の終端構成。
【請求項１４】
前記伝導ストランドは銅ストランドを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項１５】
前記伝導ストランドはアルミニウムストランドを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項１６】
前記伝導ストランドは硬化アルミニウムストランドを含む、請求項１５に記載の終端構成。
【請求項１７】
前記圧縮シースは、前記終端構成の先端のほぼ前記圧縮された部分を越えて延びていない、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項１８】
前記圧縮シースは閉じた円筒チューブである、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項１９】
前記圧縮シースは円筒チューブであり、前記円筒チューブは、前記複合強度部材上の前記圧縮シースの配置を容易にするように、前記円筒チューブの長さに沿ったスロットを有する、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項２０】
前記圧縮シースは前記複合強度部材から構造的に独立している、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項２１】
前記圧縮シースは、金属材料、ポリマー材料、および複合材料からなる群から選択される材料から製造される、請求項１〜２０のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項２２】
前記圧縮シースは金属材料から製造される、請求項２１に記載の終端構成。
【請求項２３】
前記圧縮シースはアルミニウムから製造される、請求項２２に記載の終端構成。
【請求項２４】
前記圧縮シースは硬化アルミニウムから製造される、請求項２３に記載の終端構成。
【請求項２５】
前記圧縮シースは、約０．２０ｍｍ以上の厚さを有する、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項２６】
前記圧縮シースは、約２．６ｍｍ以下の厚さを有する、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項２７】
前記コネクタはアイボルトを備える、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項２８】
前記終端構成はジャンパープレートをさらに備える、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項２９】
前記把持要素は、前記複合強度部材を把持するように圧縮されたコレットを備える、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項３０】
前記コレットはコレットハウジング内に配置されている、請求項２９に記載の終端構成。
【請求項３１】
前記コレットハウジングは前記コネクタに対し取付けられている、請求項３０に記載の終端構成。
【請求項３２】
前記圧縮シースは基端部および先端部を備え、前記先端部は前記複合強度部材と前記伝導ストランドとの間に配置され、前記基端部は、前記複合強度部材のうち、前記架空電気ケーブルの前記基端を越えて延びている部分を包囲する、請求項１〜３１のいずれか一項に記載の終端構成。
【請求項３３】
前記圧縮シースの前記基端部は、前記圧縮シースの前記先端部の外径よりも大きい外径を有する、請求項３２に記載の終端構成。
【請求項３４】
前記圧縮シースの前記先端部は、前記コネクタに形成されたキャビティ内に配置される、請求項３３に記載の終端構成。
【請求項３５】
架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定する方法であって、前記架空電気ケーブルは、複合強度部材と前記複合強度部材を包囲する伝導ストランドとを有し、
前記架空電気ケーブルの基端にて前記複合強度部材と前記伝導ストランドとの間に圧縮シースを配置する工程と、
少なくとも前記架空電気ケーブルの前記基端と前記圧縮シースとの上に外側金属スリーブを配置する工程と、
前記外側金属スリーブの少なくとも一部を前記伝導ストランドに対し圧縮する圧縮工程と、を備える方法。
【請求項３６】
前記圧縮工程は、約１５トン以上の圧力を前記外側金属ハウジングに対し加える工程を含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記複合強度部材の基端をコネクタに対し固定する工程をさらに備える、請求項３５または３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記コネクタをデッドエンド構造に対しアンカーする工程をさらに備える、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記外側金属ハウジングおよび前記コネクタは、請求項１〜３３のいずれか一項に記載の終端構成の一部である、請求項３７または３８に記載の方法。
【請求項４０】
架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定するための終端構成へと組み立てられるように構成されたコンポーネントを備えるキットであって、前記架空電気ケーブルは、複合強度部材と前記複合強度部材を包囲する伝導ストランドとを有し、前記キットは、
前記終端構成をデッドエンド構造に対しアンカーするように構成されたコネクタと、
前記コネクタによって固定されるように、また前記架空電気ケーブルの基端にて前記複合強度部材を把持するように構成された、把持要素と、
少なくとも前記把持要素と前記架空電気ケーブルの前記基端とを包囲するように構成された外側金属スリーブと、
前記複合強度部材と前記伝導ストランドとの間に、少なくとも前記外側金属ハウジングの長さに沿って配置されるように構成された圧縮シースと、を備える、キット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、架空電気ケーブルの分野に関し、詳細には、デッドエンド構造における終端などの複合強度部材を有する架空電気ケーブルの終端のための構造および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
架空電気伝送および／または分配ラインの構造において、電気を伝送する架空電気ケーブルは、複数の支持タワーに対してラインの長さに沿って張られる。架空電気ケーブルは、典型的には、各々が、強度部材の周りに巻かれており強度部材によって支持されている、複数の別個の伝導ストランドを備える、１つまたは複数の伝導層を備える。伝導ストランドは、支持タワー同士の間に張られたときに自己支持するための十分な機械特性（例えば、引張強度）を有しないため、強度部材が必要である。従来は、伝導ストランドは、アルミニウムまたはアルミニウム合金から製造され、強度部材は鋼、特に、強度部材を形成するように組み合わされる（例えば、巻き合わせられる）いくつかの独立した鋼要素から製造されており、ＡＣＳＲ（鋼心補強アルミニウム導体）と呼ばれる構成であった。
【０００３】
近年、鋼強度部材は、いくつかの設置について、進歩した複合材料によって取って代わられている。進歩した複合材料は、結合マトリクス中の構造繊維など、２つ以上の別個の材料相を備え、それらの材料相は、強度部材の１つまたは複数の特性を向上させるように組み合わされている。これらの複合材料のうちのいくつかは、鋼と比較して、より高い引張強度、より低い熱膨張係数、腐食に対する耐性などを含む、重要な利益を提供する。
【０００４】
そうした複合強度部材を有する架空電気ケーブルの１つの例は、アメリカ合衆国カリフォルニア州アーバインのＣＴＣグローバル社から入手可能であるＡＣＣＣ（登録商標）架空電気ケーブルである。例えば、ヒエル（Ｈｉｅｌ）らによる特許文献１を参照されたい。特許文献１は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。ＡＣＣＣ（登録商標）電気ケーブルは、単一要素（例えば、単一のロッド）の繊維補強複合強度部材を包囲する複数の伝導アルミニウムストランドを備える。複合強度部材は、ポリマー（例えば、樹脂）結合マトリクス中に連続カーボン繊維の内部コアを備え、結合マトリクス中の連続ガラス繊維の外層によって包囲される。
【０００５】
電気伝送および分配ラインを構成するときに、電気ケーブルは、電気ケーブルの別のセグメントに対する接続のため、電力ステーションへの引き込み（ｄｒｏｐ  ｄｏｗｎ）のため、または地中ケーブルへの引き込みのためなど、頻繁に終端される必要がある。これらの場合、電気ケーブルは、終端ハードウェアを用いてデッドエンド構造（例えば、デッドエンドタワー）へと終端され取り付けられる。多くの場合、終端ハードウェアは、金属外側スリーブを変形させるように非常に大きい圧縮力を用いた、外側伝導金属スリーブの電気ケーブルへの圧着を必要とする。
【０００６】
繊維補強複合強度部材を有する架空電気ケーブル用の終端ハードウェアは、典型的には、充分にアニーリングされた、台形形状のアルミニウム伝導ストランドを備える電気ケーブルに依存し、アルミニウム外側ハウジングを複合強度部材へと変形するのに必要な圧縮圧力を一様に分配する。しかしながら、例えば、架空電気ケーブルが厳しい氷雪荷重および／または他の厳しい気候イベントを受けるところでは、すべての架空電気ケーブルの設置が、この特定の種類のアルミニウムストランドを利用できるわけではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７３６８１６２号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本明細書に開示されるものは、アルミニウム合金（例えば、アニーリングされるよりも硬質）伝導ストランドを有する、および／または丸みを帯びているか楕円状の伝導ストランドを有する架空電気ケーブルを終端するように用いられるとき、圧着動作中の複合強度部材に対する局所圧力を低減させる、終端構成である。その終端構成は、外側ハウジングが伝導ストランド上に圧縮されるエリアにおける複合コア上に設置される、圧縮シース（例えば、チューブまたはスリーブ）を備える。圧縮シースは、接続の存続期間、強度部材とアルミニウム伝導ストランドとの間に残り得る。圧縮シースは、圧縮シースによって保護される複合強度部材（例えば、複合強度部材の外径）に非常に近く一致する内部寸法（例えば、内径）を有することを特徴としてよい。
【０００９】
１つの実施形態では、架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定する終端構成が開示される。前記架空電気ケーブルは、複合強度部材と前記複合強度部材を包囲する伝導ストランドとを有する。前記終端構成は、前記終端構成をデッドエンド構造に対しアンカーするコネクタと、前記コネクタによって固定され、前記架空電気ケーブルの基端にて前記複合強度部材を把持する、把持要素と、少なくとも前記把持要素と前記架空電気ケーブルの前記基端とを包囲する外側金属スリーブであって、前記架空電気ケーブルの前記基端上に配置された圧縮された部分を有する、外側金属スリーブと、前記複合強度部材と前記伝導ストランドとの間に、前記圧縮された部分の下に少なくとも前記伝導ストランドの長さに沿って配置された圧縮シースと、を備える。
【００１０】
上述の終端構成は、単独または任意の組合せにより実装され得る、さらなる改良および／または追加の特徴を有することを特徴としてよい。例えば、１つの改良では、前記複合強度部材は、金属マトリクスまたはポリマーマトリクスなどの結合マトリクス内に配置された補強繊維を含む。有用なポリマーマトリクス材料の例には、熱硬化性樹脂ポリマーと熱可塑性ポリマーとが含まれる。別の改良では、前記補強繊維は、カーボン繊維、ホウ素繊維、金属酸化物セラミック繊維、ガラス繊維、炭化物繊維、アラミド繊維およびバサルト繊維からなる群から選択される繊維を含む。カーボン繊維は、その高い引張強度および軽量に起因して特に有用であり得る。
【００１１】
別の改良では、前記複合強度部材は、前記複合強度部材を形成するように操作によって組み合わされている複数の別個の複合ロッドを含んでよい。これに代えて、前記複合強度部材は、単一の複合ロッドしか含まなくてよい。別の改良では、前記伝導ストランドの少なくとも一部は、多角形である断面形状を有する。さらに別の改良では、前記伝導ストランドの少なくとも一部は、多角形でない断面形状（例えば、ほぼ円形である断面形状）を有する。さらなる改良では、前記伝導ストランドの少なくとも一部は、ほぼ円形である断面形状を有し、それらのストランドは、前記圧縮シースと直接接触している。前記伝導ストランドは銅およびアルミニウムなどの材料から製造されてよく、１つの改良では、前記伝導ストランドは硬化アルミニウムから形成される。
別の改良では、前記圧縮シースは、ほぼ前記終端構成の先端の前記圧縮された部分を越えて延びない。別の改良では、前記圧縮シースは閉じた円筒チューブである。これに代えて、前記圧縮シースは円筒チューブであり、前記円筒チューブは、前記複合強度部材上の前記圧縮シースの配置を容易にするように、前記円筒チューブの長さに沿ったスロットを有する。別の改良では、前記圧縮シースは前記複合強度部材から構造的に独立している。さらに別の改良では、前記圧縮シースはアルミニウムなどの金属から製造される。１つの特定の改良では、前記圧縮シースは硬化アルミニウムから製造される。別の改良では、前記圧縮シースは、約０．２０ｍｍ以上の厚さを有する。別の改良では、前記圧縮シースは、約２．６ｍｍ以下の厚さを有する。
【００１２】
別の改良では、前記コネクタはアイボルト（例えば、デッドエンド構造に対し取り付けるための）を備える。別の改良では、前記終端構成はジャンパープレート（例えば、電気接続を行うために）をさらに備える。
【００１３】
別の改良では、前記把持要素は、前記複合強度部材を把持するように圧縮されたコレットを備える。前記コレットはコレットハウジング内に配置されてよく、前記コレットハウジングは前記コネクタに対し操作によって取付けられている。
【００１４】
１つの改良では、前記圧縮シースは基端部および先端部を備え、前記先端部は前記複合強度部材と前記伝導ストランドとの間に配置され、前記基端部は、前記複合強度部材ののうち、前記架空電気ケーブルの前記基端を越えて延びている部分を包囲する。さらなる改良では、前記圧縮シースの前記基端部は、前記圧縮シースの前記先端部の外径よりも大きい外径を有する。またさらなる改良では、前記圧縮シースの前記先端部は、前記コネクタに形成されたキャビティ内に配置されている。
【００１５】
別の実施形態では、架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定する方法が開示される。前記架空電気ケーブルは、複合強度部材と前記複合強度部材を包囲する伝導ストランドとを有する。前記方法は、前記架空電気ケーブルの前記基端にて前記複合強度部材と前記伝導ストランドとの間に圧縮シースを配置する工程と、少なくとも前記架空電気ケーブルの前記基端と前記圧縮シースとの上に外側金属スリーブを配置する工程と、前記外側金属スリーブの少なくとも一部を前記伝導ストランドに対し圧縮する圧縮工程と、を備える。
【００１６】
上述の方法は、単独または任意の組合せにより実装され得る、さらなる改良および／または追加の工程を有することを特徴としてよい。例えば、前記圧縮工程は、約１５トン以上の圧力を前記外側金属ハウジングに対し加えることを含んでよい。別の改良では、前記方法は、前記複合強度部材の基端をコネクタに対し固定する工程を備える。さらに別の改良では、方法は、前記コネクタをデッドエンド構造に対しアンカーする工程を備える。
【００１７】
別の実施形態では、架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定するための終端構成へと組み立てられるように構成されたコンポーネントを備えるキットが開示される。前記キットは、前記終端構成をデッドエンド構造に対しアンカーするように構成されたコネクタと、前記コネクタによって固定されるように、また前記架空電気ケーブルの基端にて前記複合強度部材を操作によって把持するように構成された、把持要素と、少なくとも前記把持要素と前記架空電気ケーブルの前記基端とを包囲するように構成された外側金属スリーブと、前記複合強度部材と前記伝導ストランドとの間に、少なくとも前記外側金属ハウジングの長さに沿って配置されるように構成された圧縮シースと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】複合強度部材を有する架空電気ケーブル用の終端構成の概略図。
【図２】架空電気ケーブルへと圧着された終端構成の斜視図。
【図３】複合強度部材を有する架空電気ケーブルの斜視図。
【図４Ａ】本開示の一実施形態に係る圧縮シースを示す図。
【図４Ｂ】本開示の一実施形態に係る圧縮シースを示す図。
【図５】本開示の一実施形態に係る終端構成を示す図。
【図６Ａ】架空電気ケーブルの断面図。
【図６Ｂ】架空電気ケーブルの断面図。
【図７】本開示の一実施形態に係る、終端構成および圧縮スリーブの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、架空電気ケーブルとともに用いるための終端構成（例えば、デッドエンド）を示す。図１に示される終端構成１１０は、ブライアント（Ｂｒｙａｎｔ）によるＰＣＴ公開番号ＷＯ２００５／０４１３５８に、またブライアントらによる米国特許第８，０２２，３０１号明細書にも示され記載されており、その各々は参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００２０】
概略を説明すると、図１に示される終端構成１１０は、把持要素１１２と、外側スリーブ１２０と、終端構成１１０を図示されないデッドエンド構造に対し（例えば、終端タワーに対し）アンカーする（例えば、アイボルト１３２を用いて）ためのコネクタ１３０とを備える。アイボルト１３２の反対では、終端構成１１０は、複合強度部材１４４を包囲する電気伝導体を備える架空電気ケーブル１４０に対し操作によって接続される。
【００２１】
把持要素１１２は、架空電気ケーブル１４０を終端構成１１０に対し固定するように、複合強度部材１４４をきつく把持する。図１に示されるように、把持要素１１２は、強度部材１４４を包囲するとともに把持する、ルーメンを有するコレット１１６を備える。コレット１１６は、コレットハウジング１１４に配置される。電気ケーブル１４０が張られて強度部材１４４を引くと、摩擦が強度部材１４４とコレット１１６との間に生じ（例えば、ルーメンに沿って）、強度部材１４４はコレット１１６をさらにコレットハウジング１１４へと引く。円錐形状のコレット１１６および漏斗形状のコレットハウジング１１４は、強度部材１４４に対する増加した圧縮を生じ、強度部材１４４がコレット１１６の外に滑動しないことを保証する。
【００２２】
外側スリーブ１２０は、把持要素１１２を包囲し、ねじ切り部１３４を包囲し、コネクタ１３０の中間部１３６に接する。外側スリーブ１２０は、電気伝導体１４２とジャンパープレート１２６との間の電気伝導を行うように、伝導本体１２８を備える。例えば、伝導本体１２８は、アルミニウムから製造されてよい。図１に示されるように、ジャンパープレート１２６は、伝導本体１２８へと溶接されている。使用時、ジャンパープレート１２６は、電気ケーブル１４０と、例えば、接続プレート１５０に対し操作によって接続された別の電気ケーブル（図示せず）といった別の伝導体と、の間の電気伝導を行うべく、接続プレート１５０に対し取り付けるように構成される。
【００２３】
コネクタ１３０は、コネクタ１３０の基端にあるアイボルト１３２と、コネクタ１３０の先端に配置されたねじ切り部１３４とを備える。ねじ切り部１３４は、コレット１１６に向かうコネクタ１３０の移動を行うべく、コレットハウジング１１４のねじ切り部１１８と操作によって係合するように構成され、コネクタが回転（例えば、時計回りに回転）したときに、コレット１１６をコレットハウジング１１４へと押し込む。これによって、強度部材１４４へのコレット１１６の把持を強化し、さらに、架空電気ケーブル１４０を終端構成１１０に対し固定する。アイボルト１３２は、終端構成１１０を、したがって電気ケーブル１４０を、デッドエンド構造に対し（例えば、終端タワーに対し）固定するべく、デッドエンド構造に対し取り付けられるように構成されている。
【００２４】
いくつかの状況では、架空電気ケーブル１４０を終端構造１１０に対しさらに固定することが所望されるか、必要となる。例えば、外側スリーブ１２０をコネクタ１３０へと、特に、コネクタの中間部１３６へと圧着することが所望され得る。圧着は、スリーブ１２０をコネクタ１３０へと機械的に変形させ圧縮させるように、プレスおよびダイを用いてスリーブ１２０に対し過度の圧力を加えることを伴う。さらに、スリーブ１２０は、終端構造１１０の先端にて、架空電気ケーブル１４０へと圧着されてもよい。外側スリーブ１２０のそうした圧着は、設置後にハウジング１２０が架空電気ケーブル１４０に対し移動しないことを保証する。終端構造１１０は、スリーブ１２０が電気ケーブル１４０へと圧着されたときに、外側スリーブ１２０と電気ケーブル１４０との間の電気的および機械的接触を向上させるように、金属の（例えば、アルミニウムの）内側充填スリーブ１２２を備えてもよい。電気伝導体１４２（例えば、伝導ストランド）用の軟質（例えば、アニーリングされた）アルミニウムの使用、および台形伝導ストランドの使用は、外側スリーブ１２０が電気ケーブル１４０へと圧着されたときに、複合強度部材１４４に対する損傷を防止する。
【００２５】
図２は、架空電気ケーブルに対し圧着された終端構成の斜視図を示す。図１に関して上述したように、終端構成２１０は、外側金属スリーブ２２０の基端から外方に延びるアイボルト２３２を有するコネクタを備える。ジャンパープレート２２６は、例えば、接続プレート（図１参照）に対する電気接続用の伝導本体２２８の基端に対し溶接される。図２に示されるように、外側スリーブ２２０は、２つの領域、すなわち、基端圧着領域２２０ｂおよび先端圧着領域２２０ａ上に圧着される。基端圧着領域２２０ｂは、コネクタの中間部（図１参照）上に位置し、先端圧着領域２２０ａは、架空電気ケーブル２４０の一部上に位置する。圧着動作中の外側スリーブ２２０の周りにかかる過度の圧縮力は、下部のコンポーネントに対し、すなわち、圧着領域２２０ｂの下のコネクタおよび圧着領域２２０ａの下の架空電気ケーブル２４０に対し伝達される。
【００２６】
したがって、伝導ストランドおよび終端構成の他のコンポーネント（例えば、外側スリーブ）は、アルミニウムから製造される。本明細書において用いられるように、また、特に指定されない限り、用語「アルミニウム」は単独で用いられ、一般に純アルミニウムまたはアルミニウム合金（例えば、約５０ｗｔ％以上のアルミニウムを含む）と、加熱処理された（例えば、アニーリングされた）、加工硬化された、押し出された、または最終コンポーネントにおける所望の特性を生じるように処理された、すべての種類のアルミニウムと、を参照する。本明細書において用いられるように、用語「軟質アルミニウム」は、アニーリングされ得る、アルミニウムのほぼ純粋な（例えば、合金でない）形態を参照する。軟質アルミニウムの例としては、充分にアニーリングされたアルミニウムであるＡＡ１３５０−Ｏアルミニウムなどの、アニーリングされた、アルミニウム協会の“１ｘｘｘ”シリーズ（例えば、９９％を超えるアルミニウム）が含まれる。さらに、用語「硬化されたアルミニウム」または「硬質アルミニウム」は、約１２０ＭＰａ以上などの、約１５０ＭＰａなどの、または約２００ＭＰａ以上もの、約１００ＭＰａ以上の引張強度を有するアルミニウムを参照する。硬化されたアルミニウムは、例えば、最大約３８０ＭＰａの引張強度を有してよい。上述したように、複合強度部材を包囲する伝導ストランドが軟質アルミニウムから製造されるとき、ストランドは変形するとともに圧縮力のうちのいくらかを吸収し、それによって、下部の複合強度部材に対する応力を低減させる。強度部材と直接接触する大きい面積を有する台形状（すなわち、台形の断面）の伝導ストランドの使用もまた、複合強度部材に対しかかる応力を低減させる。結果として、圧着動作によって下部の複合強度部材を損傷する可能性は非常に低い。
【００２７】
図３は、架空電気ケーブル３４０の断面図を示す。ケーブル３４０は、電気の伝導用の電気伝導体３４２を備える。電気伝導体は、中心強度部材３４４の周りに巻かれた（例えば、縒られた）伝導ストランド３４２ａおよび３４２ｂの２層を備える。強度部材３４４は、内部カーボン繊維コア３４４ａとガラス繊維などの絶縁材料の外層３４４ｂとを有する繊維補強複合材料の単一のロッドから形成される。
【００２８】
伝導ストランド３４２ａ／３４２ｂは、隣接するストランド３４２ａ／３４２ｂ間およびストランド３４２ａと強度部材３４４との間にわずかな間隙しか有しないほぼ円筒の伝導体構造を形成するように、わずかに湾曲（例えば、弧状）し得る頂面および底面を有する、ほぼ台形の断面を有する。伝導ストランド３４２ａ／３４２ｂは、高い伝導性を有するように選択され、高い伝導性（例えば、約６１％ＩＡＣＳ）を有するＡＡ−１３５０−Ｏアルミニウムから製造される。
【００２９】
しかしながら、いくつかの説明では、架空電気ケーブルは、外側スリーブが伝導ストランドへと圧縮されたときに、複合強度部材の長さに沿った応力点を生じる形状（例えば、断面）を有する伝導ストランドから形成された伝導体を備える。例えば、円形断面を有する伝導ストランドは、下部の複合強度部材とのストランドの比較的小さい接触エリアに起因する応力点を生じ得る。そうした条件下では、強度部材は、伝導ストランドが高圧にて強度部材に対し圧縮されたときに損傷（例えば、破砕）を受ける場合がある。
【００３０】
伝導ストランドはまた、ラインが電気ケーブルの重い氷雪荷重を経験する領域に設置されるときなど、電気ケーブルの硬質アルミニウムから形成されてよい。例えば、伝導ストランドは、Ａｌ−Ｚｒ合金の、または加工硬化アルミニウムであるＡＡ１３５０−Ｈ１０アルミニウムの伝導ストランドを含んでよいが、これらに限定されない。
【００３１】
本開示によれば、圧縮シースが、伝導ストランドと複合強度部材との間に、少なくとも圧縮を受ける架空電気ケーブルの一部に沿って備えられる。圧縮シースは、複合強度部材にかかることになる圧縮応力のうちの少なくとも一部を吸収するように（例えば、散逸させるように）構成される。図４Ａは、本開示の一実施形態に係る圧縮シースの斜視図を示し、図４Ｂは、図４Ａの圧縮シースの断面を示す。圧縮シース４６０は、複合強度部材（例えば、円形断面を有する単一要素の複合強度部材）上に、また伝導ストランドの下において摺動するように構成される（例えば、形状決定され、寸法決定される）。
【００３２】
この点について、圧縮シース４６０の内径（ＩＤ）は、強度部材の外径にほぼ一致するように寸法決定される（例えば、圧縮シース４６０の内周と複合強度部材の外周との間に間隙がほぼ存在しないように）。例えば、単一要素の複合強度部材とともに使用するための圧縮シースの内径は、約２ｍｍ以上など、約２．５ｍｍ以上など、約１ｍｍ以上であってよい。典型的には、単一要素の複合強度部材とともに用いるための圧縮シースの内径は、約２０ｍｍを超えないなど、または約１５ｍｍも超えず、典型的には約２５ｍｍを超えない。
【００３３】
しかしながら、複合強度部材の外径および構成に応じて、他の内径を有する圧縮シースが考えられる。例えば、複合強度部材は、強度部材を形成するように操作によって組み合わされる（例えば、ともに螺旋状に巻き合わせられる）複数の別個の要素（例えば、別個のロッド）からなってよい。そうした複数要素の構成は、典型的には、単一要素の複合強度部材の直径よりも大きい、効果的な外径を有する。そうした複数要素の複合強度部材の例としては、マクロウ（ＭｃＣｕｌｌｏｕｇｈ）らによる米国特許第６，２４５，４２５号明細書に示される複数要素のアルミニウムマトリクス複合強度部材と、トサカ（Ｔｏｓａｋａ）らによる米国特許第６，０１５，９５３号明細書に示される複数要素のカーボン繊維強度部材と、ダニエル（Ｄａｎｉｅｌ）らによる米国特許第９，６８５，２５７号明細書に示される複数要素のカーボン繊維強度部材とが含まれるが、これらに限定されない。これらの米国特許の各々は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。そうした複数要素の複合強度部材は、単一要素の複合強度部材とともに用いられる圧縮シースと比較して比較的大きい内径を有する圧縮シースの使用を必要とし得る。
【００３４】
圧縮シースの厚さ（ｔ）は、下部の複合強度部材が圧着動作の圧縮力下において破砕することから保護するのに十分である。しかしながら、厚さが大きすぎると、終端処理中に複合強度部材と伝導ストランドとの間にシースを配置することが困難となり得る。１つの特徴では、シースは、約０．５ｍｍ以上など、約１．０ｍｍ以上など、約０．２０ｍｍ以上の厚さを有する。別の特徴では、シースは、約２．０ｍｍを超えないなど、約２．６ｍｍを超えない厚さを有する。
【００３５】
圧縮シース４６０は、様々な材料から製造されてよい。１つの特徴では、圧縮シース４６０は、金属材料から製造される。１つの特定の特徴では、圧縮シースは、アルミニウムから製造されてよい。硬化アルミニウムの使用は、アルミニウムシースが複合コアストランドと複合コアの周りに巻かれた伝導ストランドとの間に設置される間、その形状を維持することができるため、圧縮シースにとって特に有利である。硬化アルミニウムはまた、容易に押出可能である。
【００３６】
１つの特定の特徴では、圧縮シースは、典型的には約１５０ＭＰａ以上かつ約３８０ＭＰａを超えない引張強度を有する、アルミニウム協会シリーズ６ｘｘｘ合金（「ＡＡ６ｘｘｘ合金」）から製造される。ＡＡ６ｘｘｘ合金は、合金とともにケイ化マグネシウムを形成するための合金要素として、シリコンおよびマグネシウムを含む。他の有用なアルミニウム合金は、ＡＡ７ｘｘｘ合金などのＡｌ−Ｚｒ合金を含む。圧縮スリーブ用の他の有用な金属は、銅および鋼を含んでよい。ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）、ＰＥＫ（ポリエーテルケトン）およびＰＥＳ（ポリ（エーテルスルフォン））を含むが、これらに限定されない、高性能プラスチックなどの非金属材料もまた有用であり得る。そうしたプラスチックは、プラスチックの機械特性を向上させるように、カーボン繊維、ガラス繊維、アラミド繊維、フルオロカーボン繊維（例えば、ＰＴＦＥ繊維）などの繊維とともに補強され得る。
【００３７】
図４Ａ−図４Ｂに示されるように、圧縮スリーブ４６０は、長手方向に延びるスロット４６２を含んでよい。長手方向に延びるスロット４６２は、終端構成の組立中に、複合強度部材上の圧縮スリーブ４６０の配置を容易にしてよい。長手方向に延びるスロット４６２として示されるが、圧縮スリーブ４６０は、スリーブ４６０の外周の周りにおける螺旋形状であるスロットなどの、非線形スロットを含んでもよい。他のシース構成は、シースの表面の外側の周りのローレット加工を、および／または一端か両端にテーパー加工を備えてもよい。これらの構成は、伝導ストランドの複合強度部材からの分離を容易にしてよく、シースが複合強度部材とその複合強度部材の周りに巻かれた伝導ストランドとの間に、より容易に挿入されることを可能としてよい。さらに、シースは、強度部材とその強度部材の周りに巻かれた伝導ストランドとの間に設置されたときに、複合強度部材の周りにほぼ連続的な円筒を形成するように触れ合うことが可能である、２つ以上の部分に構成されてよい。
【００３８】
別の構成では、圧縮シースは、閉じた円筒チューブ（例えば、両端が開いており、シースの壁に沿ったスロットまたは他の分離を含まない円筒チューブ）を含んでよい。
圧縮シース４６０の長さは、圧縮シースが、少なくとも圧着処理中に圧縮力を受ける複合強度部材の長さに沿って複合強度部材を包囲するように選択される。１つの特徴では、圧縮シース４６０は、約４５０ｍｍ以上など、約１５０ｍｍ以上の長さを有する。しかしながら、圧縮シース４６０は、ほぼ圧縮化における複合強度部材の長さを越えて延びる（例えば、伝導ストランドを越えてコネクタに向かって延びる）ことはない。１つの特徴では、圧縮シース４６０は、約６５０ｍｍを超えないなど、約９１５ｍｍを超えない長さを有する。
【００３９】
図５は、本開示に係る終端構成（例えば、架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定するための）の部分断面を示す。架空電気ケーブル５４０は、複合強度部材５４６と、その複合強度部材５４６を包囲する伝導ストランド５４２とを備える。終端構成５１０は、コネクタによって固定されるとともに複合強度部材５４６を架空電気ケーブル５４０の基端にて把持する、把持要素を備える。図５に示されるように、把持要素５１２は、コレット５１６およびコレットハウジング５１４を備え、ここで、コレット５１６は、ハウジング５１４をわずかに越えて延び、複合強度部材５４６を把持する。外側金属スリーブ５２０は、把持要素５１２と架空電気ケーブル５４０の基端とを包囲する。外側金属スリーブ５２０の圧縮された部分５２０ａは、架空電気ケーブル５４０の基端上に（例えば、基端の周りに）配置される。圧縮シース５６０は、複合強度部材５４６と伝導ストランド５４２との間に、少なくとも圧縮された部分５２０ａの長さに沿って配置される。
【００４０】
終端構成５１０は、複合強度部材５４６を備える架空電気ケーブル５４０とともに用いるのに特に適する。終端構成５１０が架空電気ケーブルにとって特に有用である架空電気ケーブルの例としては、ポリマーマトリクスまたは金属マトリクスなどのマトリクスにおいて結合した補強繊維を備える強度部材を有するものを含むが、これらに限定されない。補強繊維は、複合強度部材の長さに沿って延びる、ほぼ連続した補強繊維であってよく、および／またはマトリクスを通じて分散した短い補強繊維（例えば、繊維ウィスカまたは切られた繊維）を含んでよい。繊維は、カーボン、ガラス、ホウ素、金属酸化物、金属炭化物、アラミド繊維またはフルオロポリマー繊維などの高強度ポリマー、バサルト繊維などを含むがこれらに限定されない、広範囲の材料から選択されてよい。マトリクス材料は、例えば、熱可塑性ポリマーまたは熱硬化性ポリマーなどのプラスチック（例えば、ポリマー）を含んでよい。マトリクスは、アルミニウムマトリクスなどの金属マトリクスであってもよい。アルミニウムマトリクスの複合強度部材の１つの例は、マクロウらによる米国特許第６，２４５，４２５号明細書に示され、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。ポリマーマトリクス繊維補強強度部材の１つの例は、アメリカ合衆国カリフォルニア州アーバインのＣＴＣグローバル社により製造されるＡＣＣＣ（登録商標）架空電気ケーブルにおいて用いられる強度部材である。そうした架空電気ケーブルは、例えば、ヒエルらによる特許文献１に示され、参照によりその全体が組み込まれる。単一要素の強度部材５４６（例えば、単一のロッド）として図５に示されるが、強度部材は、上述したように、強度部材を形成するべく組み合わされる（例えば、螺旋状に巻き合わせられる）複数の別個の複合要素を含んでよい。
【００４１】
伝導ストランド５４２は、多角形または多角形でない断面を有してよい。１つの特徴では、伝導ストランド５４２は、多角形でない断面（例えば、圧縮される複合強度部材５４６の長さに沿って応力点を生じる）を有する。１つの特徴では、伝導ストランドは、複合強度部材５４６と直接接触している円形断面を有するストランドを含む。円形断面を有するストランドは、円形ストランドと複合強度部材との間の接触のラインに沿って加えられる力が集中し、それによって、比較的穏やかな圧縮荷重の下でさえも、複合強度部材５４６の破砕に至り得る。伝導ストランドは、アルミニウムおよび銅を含むがこれらに限定されない伝導金属材料から製造されてよい。１つの特定の特徴では、伝導ストランドは、硬化アルミニウム（例えば、アニーリングされていない）、Ａｌ−Ｚｒ伝導ストランドまたはＡＡ１３５０−Ｈ１９伝導ストランドなどのアルミニウム導電性ストランドを含む。
【００４２】
図６Ａおよび図６Ｂは、圧縮シースを有しない（図６Ａ）、また圧縮シースを有する（図６Ｂ）、架空電気ケーブルの一端の概略的な断面を示す。図６Ａに示されるように、架空ケーブル６４０Ａは、ポリマーマトリクスにカーボン繊維を含む複合強度部材６４６Ａを備える。円形断面を有する複数の伝導ストランド６４２Ａは、強度部材６４６Ａの周りに螺旋状に巻かれている。円形伝導ストランド６４２Ａが、下部の強度部材６４６Ａと直接接触している比較的小さい部分を有することが、図６Ａに見られる。したがって、伝導ストランド６４２は、圧着動作中に強度部材６４６Ａへと圧縮され、応力が、強度部材６４６Ａに接触している伝導ストランド６４２Ａの一部の下において集中する。
【００４３】
図６Ｂは、本開示の一実施形態に係る終端処理中の圧縮スリーブの使用を示す。図６Ａと同様に、架空ケーブル６４０Ｂは、ポリマーマトリクスにカーボン繊維を含む複合強度部材６４６Ｂを備える。円形断面を有する複数の伝導ストランド６４２Ｂは、強度部材６４６Ｂの周りに螺旋状に巻かれている。図６Ｂの実施形態では、圧縮シース６２４Ｂは、伝導ストランド６４２Ｂと複合強度部材６４６Ｂとの間に配置される。圧縮シース６２４Ｂは、圧着動作前に複合強度部材６４６Ｂ上に配置（例えば、複合強度部材６４６Ｂへと摺動）された閉じた円筒チューブである。結果として、伝導ストランド６４２Ｂが圧着動作中に強度部材６４６Ｂへと圧縮されるとき、圧縮シース６２４Ｂは、強度部材６４６Ｂの外周全体の周りの圧縮力を吸収し分配することによって、強度部材６４６Ｂにおける破砕の可能性を減少させる。
【００４４】
図７は、本開示に係る終端構成の別の実施形態を示す。図７に示される終端構成の実施形態は、チャドボーン（Ｃｈａｄｂｏｕｒｎｅ）による米国特許第７，３４８，４８９号明細書に開示された終端構成の変更であり、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【００４５】
図７に示されるように、終端構成７１０は、アイボルト７３２（例えば、終端構成７１０をデッドエンド構造に対しアンカーするための）を有するコネクタ７３０を備える。圧縮シース７２４の先端部７２４ａは、複合強度部材７４６と伝導ストランド７４２との間に、外側金属ハウジングの先端部７２０ａに沿って配置される。圧縮シース７２４は、先端部７２４ａの外径よりも大きい外径を有する基端部７２４ｂを備える。基端部７２４ｂは、コネクタ７３０の内部と伝導ストランド７４２を越えて延びる複合強度部材７４６の一部との間に配置される。このようにして、外側金属ハウジング７２０は、複合強度部材７４６が、圧縮応力を受ける全長に沿って保護されたまま、ほぼその全長に沿って（例えば、部分７２０ａおよび７２０ｂに沿って）圧着されてよい。
【００４６】
上述のことから、本開示は、架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定するための方法も対象にすることが認識される。概略を説明すると、架空電気ケーブルは、複合強度部材とその複合強度部材を包囲する伝導ストランドとを備える。方法は、架空電気ケーブルの基端にて複合強度部材と伝導ストランドとの間に圧縮シースを配置する工程と、少なくとも架空電気ケーブルの基端と圧縮シースとの上に外側金属スリーブを配置する工程と、外側金属スリーブの少なくとも一部を伝導ストランドへと圧縮する工程と、を備える。
【００４７】
方法は、上に開示された終端構成を用いて実装されてよい。外側スリーブを伝導ストランドへと圧縮する工程は、約１５トン以上の圧力を利用して外側スリーブを変形し圧縮してよい。
【００４８】
上述のことから、本開示は、キットも対象にすることも認識される（例えば、架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定するための終端構成へと組み立てられるように構成されたコンポーネントのアセンブリが開示される）。キットは、終端構成をデッドエンド構造に対しアンカーするように構成されたコネクタと、コネクタによって固定されるように、また複合強度部材を架空電気ケーブルの基端にて操作によって保持するように構成された把持要素と、少なくとも把持要素と架空電気ケーブルの基端とを包囲するように構成された外側金属スリーブと、複合強度部材と伝導ストランドとの間に、少なくとも外側金属ハウジングの長さに沿って配置されるように構成された圧縮シースと、を備える。
【００４９】
終端構成の様々な実施形態と架空電気ケーブルをデッドエンド構造に対し固定する方法とが詳細に記載されたが、それらの実施形態の変更および改造が当業者に相当されることが明らかである。しかしながら、そうした変更および改造が本開示の趣旨および範囲内であることが明確に理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【国際調査報告】
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