本發(fā)明涉及一種在高功率應(yīng)用中使用的電連接器。尤其地，本發(fā)明涉及一種適于在諸如石油或者采礦工業(yè)的苛求環(huán)境中使用的連接器。

背景技術(shù)：

在高功率應(yīng)用中，諸如常用于采礦或者石油工業(yè)中的重型電力機(jī)械的電源或者功率傳輸線路的連接，可靠的電連接器是很重要的。在這些應(yīng)用中，機(jī)電纜在一千伏特或者更高伏特的電壓下傳輸高強(qiáng)度電流。

在本領(lǐng)域中使用的典型的電連接器通常具有多個插腳或插座，所述多個插腳或插座中的每一個分別連接于電纜的芯部。根據(jù)特定的應(yīng)用，電連接器必須遵從特定的標(biāo)準(zhǔn)和/或條款。電連接器對相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的遵從由認(rèn)證機(jī)關(guān)審查。

用于特定應(yīng)用的電連接器的認(rèn)證通常確保電連接器滿足基本安全要求。雖然所公知的已認(rèn)證的電連接器目前能相對安全地操作，但是它們?nèi)匀淮嬖谝恍┤毕?。例如，盡管用于隧道、采礦或者石化工業(yè)的高功率連接器通常需要遵從嚴(yán)格要求，該嚴(yán)格要求包括與爆炸相關(guān)的要求，提供能夠進(jìn)一步降低爆炸危險或爆炸影響或者相似問題的高功率連接器是有利的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于機(jī)電纜的電連接元件，該電連接元件適用于電壓水平高于或者等于1kv的電力的傳輸，該電連接元件包括：

至少一個電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體設(shè)置為用于與另一電連接元件的另外的電導(dǎo)體電連接；

外殼，該外殼具有內(nèi)部區(qū)域，并且具有機(jī)電纜端和連接端；以及

多個電絕緣部件，該多個電絕緣部件設(shè)置在所述外殼中，至少一個所述電絕緣部件設(shè)置為與另一個所述電絕緣部件配合安裝；

其中，所述外殼的內(nèi)部區(qū)域的一部分由所述電絕緣部件填充，該內(nèi)部區(qū)域的一部分位于所述外殼的連接端，并且原本沒有被至少一個電導(dǎo)體和/或相關(guān)聯(lián)的火焰路徑填充。

所述電絕緣部件可以填充所述外殼的內(nèi)部區(qū)域的大約10％或更少、20％或更少、30％或更少、40％或更少、50％或更少、60％或更少、70％或更少、80％或更少、90％或更少或100％或更少，所述內(nèi)部區(qū)域從所述連接端開始測量，且原本沒有被至少一個電導(dǎo)體和/或相關(guān)聯(lián)的火焰路徑填充。

在特定實施方式中，所述絕緣部件填充大于70％、80％或90％的所述外殼的內(nèi)部區(qū)域的內(nèi)部體積。所述絕緣部件可以填充大于90％、80％、70％、60％、50％、40％、30％或20％的所述外殼的內(nèi)部體積。

可以理解的是，所述至少一個導(dǎo)體典型地包括電導(dǎo)體部和電接觸部，所述電導(dǎo)體部與所述機(jī)電纜的芯部電連接，所述電接觸部分別與電連接器的電導(dǎo)體的電接觸部電連接。

上述的火焰路徑可以設(shè)置為與所述電導(dǎo)體鄰近。所述火焰路徑有利于使得電連接元件中的爆炸的危險減至最小?；鹧媛窂阶銐蛘钥刂朴杀óa(chǎn)生的能量傳播至連接器的其它區(qū)域的數(shù)量。

用電絕緣部件填充所述外殼的內(nèi)部區(qū)域的一部分在減少外殼內(nèi)的空氣數(shù)量上可具有優(yōu)勢。減少外殼內(nèi)的空氣數(shù)量可以降低爆炸的危險或影響。

所述多個電絕緣部件可以設(shè)置為使得所述至少一個導(dǎo)體穿過每個所述電絕緣部件。

所述多個電絕緣部件可以設(shè)置為使得所述多個電絕緣部件以預(yù)定的方位或者一系列方位安裝在所述外殼中。例如，所述第一電絕緣部件的形狀可以設(shè)置為以預(yù)定的方位與所述第二電絕緣部件相適應(yīng)。例如，所述第一電絕緣部件可以具有特定形狀的突出部，而所述第二絕緣件具有相適應(yīng)形狀的用于所述第一電絕緣部件的所述突出部接收于其中的凹部，當(dāng)所述第一電絕緣部件接收于所述第二電絕緣部件中時，所述第一電絕緣部件和所述第二電絕緣部件彼此具有預(yù)定的方位。

并且，電絕緣部件可以設(shè)置為用于接收多個其它電絕緣部件，其中至少一個所述電絕緣部件圍繞至少一個導(dǎo)體的至少一部分，所述至少一個導(dǎo)體由此穿過。

所述電絕緣部件可以包括高密度聚合材料，優(yōu)選地為無空穴的。應(yīng)可理解的是，電絕緣部件中的一者或者多者可以包括與電絕緣部件中的其它一者或者多者不同的聚合材料。

至少一個所述電絕緣部件可以設(shè)置為與所述外殼的至少一部分配合形成。

每個所述電絕緣部件可以設(shè)置為與另一電絕緣部件配合形成。

至少一個所述電絕緣部件可以包括用于將另一電絕緣部件接收入其中的通道。所述通道的至少一部分的形狀可以設(shè)置為使得所述另一電絕緣部件以預(yù)定方位安裝在該通道中。這種設(shè)置有利于其它電絕緣部件(可能容納有所述至少一個電導(dǎo)體)不扭曲，或者不沿不期望的方式移動，這將有利于防止對電導(dǎo)體造成損壞。

在一種實施方式中，所述電連接元件包括第一電絕緣部件，該第一電絕緣部件與第二電絕緣部件配合形成，該第一電絕緣部件設(shè)置在所述外殼的所述連接端，所述第二電絕緣部件設(shè)置在所述第一電絕緣部件和所述外殼的所述機(jī)電纜端之間。所述第一電絕緣部件和所述第二電絕緣部件設(shè)置為接收至少一個第三電絕緣部件，所述第三電絕緣部件通過所述第一電絕緣部件和所述第二電絕緣部件中的每一個的至少一部分。在一種實施方式中，所述第一電絕緣部件和所述第二電絕緣部件包括各自的通道，該通道彼此對齊以接收由此穿過的所述第三電絕緣部件。所述第一電絕緣部件和所述第二電絕緣部件的各自的通道，以及所述至少一個第三電絕緣部件設(shè)置為使得所述至少一個第三電絕緣部件與所述第一電絕緣部件和所述第二電絕緣部件配合形成。

所述至少一個第三電絕緣部件可以包括具有特定形狀的凸緣，所述第一電絕緣部件或所述第二電絕緣部件包括凹部，該凹部具有與所述第三電絕緣部件的凸緣相適應(yīng)的形狀，以使得所述第三電絕緣部件僅能設(shè)置為以一個方位穿過所述第一電絕緣部件和所述第二電絕緣部件。

在一種實施方式中，所述至少一個第三電絕緣部件包括設(shè)置為用于接收所述至少一個電導(dǎo)體的管，該管包括第一材料和第二材料，所述第一材料包括絕緣材料，所述第一材料圍繞所述至少一個電導(dǎo)體的由所述管接收的長度，所述第二材料包括導(dǎo)電材料，所述導(dǎo)電材料設(shè)置為與所述機(jī)電纜的地線電連接，所述第二材料大致沿所述第三電絕緣部件的長度圍繞所述第一材料。

所述第一電絕緣部件和所述第二電絕緣部件的形狀大致為圓柱狀。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了形成根據(jù)本發(fā)明的第一方面的電連接元件的方法，該方法包括以下步驟：

提供所述外殼、所述至少一個電導(dǎo)體以及所述多個電絕緣部件；以及

將至少一個電絕緣部件和另一個所述電絕緣部件配合形成在所述外殼中，以使得位于所述外殼的內(nèi)部區(qū)域的一部分由所述電絕緣部件填充，該內(nèi)部區(qū)域的一部分位于所述外殼的所述連接端，并且原本沒有被所述至少一個電導(dǎo)體和/或相關(guān)聯(lián)的火焰路徑填充。

通過下面對本發(fā)明的具體實施方式的描述，能夠更充分地理解本發(fā)明。參考附圖提供說明書。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的電連接元件的前視立體圖；

圖2a是圖1中的電連接元件的第一電絕緣部件的前視立體圖；

圖2b是圖2a中的第一電絕緣部件的俯視圖；

圖3a是圖1中的電連接元件的第二電絕緣部件的前視立體圖；

圖3b是圖3a中的第二電絕緣部件的后視立體圖；

圖3c是圖3a中的第二電絕緣部件的側(cè)視剖視圖；

圖3d是圖3a中的第二電絕緣部件的仰視圖；

圖4a是圖1中的電連接元件的第三電絕緣部件的后視立體圖；

圖4b是圖4a中的第三電絕緣部件的側(cè)視剖視圖；

圖5是圖1中的電連接元件的可選擇的第二電絕緣部件的后視立體圖；

圖6是圖1中的電連接元件的剖視圖；

圖7是形成圖1中的電連接元件的方法的流程圖。

具體實施方式

首先參見圖1，顯示了用于機(jī)電纜(machine cable)102的電連接元件100。在該示例中，所述電連接元件100適用于大于50kw的電力的傳輸。所述電連接元件100包括多個電導(dǎo)體104a、104b以及外殼106，所述電導(dǎo)體設(shè)置為用于與另一電連接器(未顯示)的電導(dǎo)體分別電連接，外殼106具有內(nèi)部區(qū)域、機(jī)電纜端108和連接端110。

所述電連接元件100還包括設(shè)置在外殼106中的多個電絕緣部件。在該示例中，所述電連接元件100包括第一電絕緣部件200(此處也被稱作為塞帽200，參見圖2)、第二電絕緣部件300(此處也被稱作為塞體300，參見圖3)以及第三電絕緣部件400(此處也被稱作為接地相位管絕緣件400，參見圖4)。

電絕緣部件200、300和400設(shè)置為彼此配合形成，并與外殼106配合形成，以使得外殼106的內(nèi)部區(qū)域的一部分被電絕緣部件200、300和400填充，該內(nèi)部區(qū)域的一部分位于外殼106的連接端110，且原本沒有被電導(dǎo)體104和/或它們相關(guān)聯(lián)的火焰路徑(flame paths)填充的內(nèi)部區(qū)域。

位于所述連接端110并且填充有電絕緣部件的所述外殼106的內(nèi)部區(qū)域的部分可以為從所述連接端開始測量的所述外殼的長度的10％或更少、20％或更少、30％或更少、40％或更少、50％或更少、60％或更少、70％或更少、80％或更少、90％或更少或100％或更少。

使用電絕緣部件200、300和400填充所述外殼106的內(nèi)部區(qū)域的一部分在減少外殼內(nèi)的空氣數(shù)量上具有優(yōu)勢。減少外殼內(nèi)的空氣數(shù)量可以降低爆炸的危險或影響。

電絕緣部件典型地包括高密度聚合材料，優(yōu)選為無空穴的(void free)。應(yīng)可理解的是，電絕緣部件中的一者或者多者可以包括與電絕緣部件中的其它一者或多者不同的聚合材料。

參見圖2，塞帽200設(shè)置在外殼106的連接端。塞帽200包括多個第一通道202和多個第二通道204，多個所述第一通道202用于接收由此通過的接地相位管絕緣件400，多個所述第二通道204用于分別接收塞體300的配合形成部分302。

參見圖3，塞體300包括多個第一通道304，當(dāng)塞體300與塞帽200配合形成時，塞體300的所述第一通道304與塞帽200的第一通道202對齊。

塞體300的配合形成部分302有利于塞體300與塞帽200的配合形成。塞體300還包括多個第二通道306，該第二通道306貫穿所述塞體300并穿過各自的配合形成部分302的中心軸線。第二通道306設(shè)置為與塞帽200的第二通道204對齊，以使得導(dǎo)體104b能夠由此通過，在本示例中，導(dǎo)體104b與試用/輔助(pilot/auxiliary)電路電連接。

圖4中更詳細(xì)地顯示了接地相位管絕緣件400。每個接地相位管絕緣件400包括內(nèi)管402，所述內(nèi)管420設(shè)置為接收各自的電導(dǎo)體104a。在該示例中，每個電導(dǎo)體104a設(shè)置為分別承載三相電力分配網(wǎng)絡(luò)中的一相。內(nèi)管402包括絕緣材料，例如包括一種或者多種下文將描述的聚合材料。內(nèi)管通過外管404圍繞，外管404包括諸如銅的材料，該諸如銅的材料在當(dāng)電連接于機(jī)電纜102的地線時能夠作為地電線。

每個接地相位管絕緣件400可以包括火焰路徑(未顯示)以使得接地相位管絕緣件中爆炸的危險減至最小?；鹧媛窂接山咏髯缘碾姴迥_設(shè)置的接地相位管絕緣件的內(nèi)表面限定。電插腳和接地相位管絕緣件的內(nèi)表面之間的空間間隙足夠窄，以防止相位管內(nèi)的氣體過度加熱，并使得爆炸的危險減至最小。

在該示例中，接地相位管絕緣件400接收于塞帽200和塞體300的第一通道202、304中。接地相位管絕緣件400和第一通道202、304的形狀設(shè)置為使得接地相位管絕緣件400與塞帽200和塞體300配合安裝。

在該示例中，接地相位管絕緣件400包括具有特定形狀的凸緣后部406。凸緣后部406的形狀設(shè)置為與塞體300的每個第一通道304的開口308的形狀相適應(yīng)，以使得接地相位管絕緣件400在與塞帽200和塞體300配合安裝時保持在特定方位。

在該示例中，如圖5所示，凸緣后部406的形狀與塞體500的第一通道504的各自的孔502的形狀相適應(yīng)。應(yīng)該被理解的是，接地相位管絕緣件400的凸緣后部406和塞體500的孔502的形狀可以為任意適合的相適應(yīng)的形狀。典型地，接地相位管絕緣件400的凸緣后部406和塞體500的孔502的形狀設(shè)置為使得接地相位管絕緣件400能夠僅在一種方位設(shè)置，借此防止接地相位管絕緣件400的扭轉(zhuǎn)(該扭轉(zhuǎn)可能造成接地相位管絕緣件400中的導(dǎo)體損壞)。

圖6顯示了電連接元件100的剖視圖，該電連接元件100包括塞體500，該塞體500與塞帽200配合安裝，并且顯示了延伸通過塞體500與塞帽200的接地相位管絕緣件400。塞體500、塞帽200以及接地相位管絕緣件400填充外殼的大約50％的內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域從連接端110開始測量，且該內(nèi)部區(qū)域原本沒有被電導(dǎo)體104a、104b和/或任意相關(guān)聯(lián)的火焰路徑填充。應(yīng)該可理解的是，塞體500、塞帽200以及接地相位管絕緣件400將填充大約10％或更少、20％或更少、30％或更少、40％或更少、50％或更少、60％或更少、70％或更少、80％或更少、90％或更少或100％或更少的外殼的內(nèi)部區(qū)域，該內(nèi)部區(qū)域從連接端110開始測量，且原本沒有被電導(dǎo)體104a、104b和/或任意相關(guān)聯(lián)的火焰路徑填充。

圖7顯示了形成電連接元件100的方法700的流程圖。在方法700的第一步702中，提供外殼106、電導(dǎo)體104a、104b以及電絕緣部件200、300、400。在步驟704中，將絕緣部件200、300、400彼此配合安裝，以使得外殼106的內(nèi)部區(qū)域的大部分由電絕緣部件200、300、400填充，該內(nèi)部區(qū)域朝向所述外殼106的連接端110且原本沒有被電導(dǎo)體104a、104b填充。

本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，在不脫離如廣泛所描述的本發(fā)明的精神和范圍的前提下，本發(fā)明可以進(jìn)行許多改變和/或修正。

在本發(fā)明的隨后的權(quán)利要求書以及之前的說明書中，除非文中要求，否則由于表達(dá)語言或者必要的含義，詞語“包括”或者變形“包含”或“含有”用于表示包括的含義，即，指定所述特征的存在，但是不排除在本發(fā)明的各種的實施方式中其它特征的存在或附加。