專利名稱：用于儀器或電纜在電設(shè)備上連接的插接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于中壓或高壓范圍中的電纜連接或儀器連接的插接裝置。
背景技術(shù)：
市場上已公開了各種連接系統(tǒng)、尤其是作為內(nèi)錐組件的電纜連接裝置。
對于注有絕緣氣體或絕緣流體的高壓設(shè)備，DE 197 48 887 C1中描述了一種插接連接系統(tǒng)，其中明確地表示插頭部件及插座部件不設(shè)置在設(shè)備的內(nèi)部。由此在高壓設(shè)備外部得到裝置的一個極其長的結(jié)構(gòu)，這被視為缺點。
例如在DE 100 41 917 A1、DE 195 08 975 A1或DE 19806387 A1中公開了其它一些裝置。
上述連接系統(tǒng)具有一系列的缺點。在這里特別研究電纜連接裝置。在一個電纜的連接中將一個具有組合的控制漏斗的硅體套在剝?nèi)ル娎|護層的電纜上。該組合的控制漏斗控制電纜的導(dǎo)電層邊緣。該硅體的錐狀的連接端必須耐壓地密封套管的配合錐。為此在固定部件(例如法蘭)上靠置有壓緊裝置(例如壓簧)。在裝配時由壓緊裝置在硅體上產(chǎn)生必要的壓緊力。
對于套管及對于電纜芯線的界面的不受損及不變形的構(gòu)型是該組件無問題地工作的重要的前提。因為彈性的絕緣體必須匹配于電纜直徑，所以其外錐根據(jù)當(dāng)前的電纜而改變。因此對于每個電纜橫截面必須使用一個單獨匹配的并包括場控制部件的硅體。
傳導(dǎo)電流的連接通過一個觸頭(例如在DE 31 10 660 C2中作為插接觸頭；或在DE 19806387 A1中作為簧片式觸頭)與電纜導(dǎo)體來形成。并且在這里也需要對于每個導(dǎo)體橫截面匹配的接觸元件。為了裝配這些部件，還必須使用專用的壓鉗。
因此電纜尺寸(用于觸點接通的導(dǎo)體橫截面及用于硅體的芯線絕緣部分的直徑)對透孔大小的幾何尺寸的依賴性限制了每個套管尺寸的應(yīng)用場合。
對于這些組件及套管的標(biāo)準(zhǔn)在EN 50180及EN 50181進行了描述，由此已存在技術(shù)上的預(yù)先規(guī)定。

發(fā)明內(nèi)容
以DE 31 10 660 C2為出發(fā)點，本發(fā)明的任務(wù)是尤其以用于根據(jù)EN 50180及50181的套管的內(nèi)錐技術(shù)來實現(xiàn)用于儀器或電纜的插接裝置，它允許用于不同的儀器尺寸或電纜尺寸，并且其中還減少了插接裝置的部件數(shù)目。
借助本發(fā)明可實現(xiàn)該裝置在不同的電壓級及電流強度方面的所謂多范圍應(yīng)用。
根據(jù)本發(fā)明，提出了一種用于將儀器或電纜插接在中壓或高壓范圍中的電設(shè)備上的裝置，該裝置具有一個待設(shè)置在儀器或電纜的端部上的插頭部件及一個接收該插頭部件的、設(shè)置在一個設(shè)備殼體開口上的插座部件，其中插頭部件作為外錐同插座部件作為內(nèi)錐形成體接觸，并且在插頭部件中及插座部件中各組合有場控制部件，它們控制不連續(xù)的過渡部分處的場分布，其中可使用固定機構(gòu)，它們作用在插頭部件上，并且固定機構(gòu)對彈簧機構(gòu)加載，以便在彈簧力下形成所述體接觸，其中在插頭部件上設(shè)置有接收機構(gòu)，所述接收機構(gòu)與固定機構(gòu)共同作用，插頭部件在其整個長度上由彈性的材料制造，在插頭部件中構(gòu)造有至少一個用于儀器或電纜的端部的接收孔，并且在插頭部件上的接收機構(gòu)被構(gòu)造成環(huán)形的槽，固定機構(gòu)被構(gòu)造成圓柱形的套筒，并且構(gòu)造有作用在該套筒上的固定環(huán)，其中該槽的尺寸與該套筒的接收相應(yīng)地成形，其中所述孔被這樣地設(shè)置，即該孔位于固定機構(gòu)的力的夾緊插頭部件的作用區(qū)域的外部。其它的有利構(gòu)型從后面的技術(shù)方案得到。
本發(fā)明具有一系列優(yōu)點。對于電流連接不需要專門的裝配工具。它具有裝配及投資上的優(yōu)點。通過結(jié)構(gòu)部件類型的減少，該多范圍應(yīng)用技術(shù)在生產(chǎn)中具有制造技術(shù)上的優(yōu)點。
預(yù)定的原則在于，總是具有始終不變的幾何結(jié)構(gòu)，因為插頭部件在電方面重要的錐區(qū)域中不變形。
本發(fā)明的核心在于插頭部件在其整個長度上由彈性的材料制造，優(yōu)選由硅橡膠制造；在插頭部件中構(gòu)造有至少一個用于儀器或電纜端部的接收孔；及在插頭部件上的接收機構(gòu)被構(gòu)造成環(huán)形的固定槽，固定機構(gòu)被構(gòu)造成圓柱形的套筒，并且構(gòu)造有作用在該套筒上的固定環(huán)，其中槽的尺寸與套筒的接收相應(yīng)地成形。
在套筒上具有一個凸緣，固定環(huán)配合在該凸緣上。在固定環(huán)中設(shè)置有一些用于接收螺釘?shù)目祝@些螺釘配合在插座部件上的或設(shè)備殼體開口上的孔中。壓入壓力通過一些配合在螺釘桿上的螺旋彈簧來實現(xiàn)。
插頭部件上的用于電纜端部或儀器的接收孔被構(gòu)造得很靠外。這就是說，該孔位于固定機構(gòu)的力的夾緊插頭部件的作用區(qū)域的外部。由固定機構(gòu)(螺釘及彈簧)施加的力使插頭部件的彈性體本體夾緊到一定的程度。位于很靠外的接收孔的尺寸、待導(dǎo)入的電纜或儀器的配合精度及場控制部件的位置不受夾緊力的影響。為此，在插頭部件中構(gòu)造有一個剛性的支撐管，下面還要描述該支撐管。該支撐管也接收力，使得壓緊力不引起插接裝置關(guān)鍵位置的變形——這尤其是不連續(xù)的電位過渡部分。這種實施形式表示在圖4中，并且對其將進行描述。
其它構(gòu)型如下插頭部件可被構(gòu)造成單件式的或兩件式的。在兩件式的結(jié)構(gòu)中，該插頭部件由一個基本上旋轉(zhuǎn)對稱的適配件及一個基體組成，其中該適配件構(gòu)造有至少一個用于電纜或儀器的端部的插入通道，并且該基體具有一個接收通道，后者相應(yīng)于該適配件的外直徑。兩件式的插頭部件在圖1A、圖1B及圖3中進行了描述(通過說明)。
適配件中的插入通道(在長度及直徑上)被構(gòu)造得用于電纜端部的或待插接的儀器的不同的橫截面。
適配件基本上是旋轉(zhuǎn)對稱的并構(gòu)造有圓柱形的外部形狀。插頭部件基本上是旋轉(zhuǎn)對稱的并構(gòu)造有與適配件的外部形狀匹配的圓柱形的內(nèi)部形狀。
在插頭部件中，在中心位置中置入一個金屬的管(支撐管)，該管的內(nèi)直徑大于一個待連接的電纜或儀器的導(dǎo)體的直徑。
插頭部件的表面可被構(gòu)造成半導(dǎo)體性的，并且插頭部件上具有使該表面與地電位觸點接通的機構(gòu)。
在插頭部件中組合有一個電極，該電極被構(gòu)造成用于分接電荷的電容性的測量元件。
有利的是，固定槽在插接方向上被構(gòu)造在插頭部件的外錐之前。


本發(fā)明在多個附圖中被示出，其中這些附圖詳細表示圖1A在裝配狀態(tài)中的一個兩件式的插接裝置，圖1B在基體上具有電容性的測量裝置的插接裝置，圖2一個作為內(nèi)錐系統(tǒng)的過電壓放電器，圖3一個用于雙電纜的插接裝置，圖4一個單件式的插接裝置，及圖5A及5B兩個觸點接通結(jié)構(gòu)方案。
具體實施例方式
本發(fā)明由一個設(shè)備連接部件形式的插接裝置組成，它具有在中心的穿透通道中的錐狀的接觸部分(以下稱為插座部件30)及一個帶有外錐11的插頭部件。插座部件30由一種形狀穩(wěn)定的絕緣材料組成，例如由澆注樹脂組成。該插接裝置被固定在一個電設(shè)備G的開口(圖1中的法蘭32)上。它被設(shè)置來用于從6kV起的電壓范圍，例如用于6kV與36kV之間的電壓范圍。
以下的說明主要涉及電纜連接，但在此不應(yīng)理解為僅限制在電纜連接上。該插接裝置也可應(yīng)用于其它可插接的部件或儀器，例如用于過電壓放電器。因此當(dāng)說到相應(yīng)的電纜時，只要技術(shù)上可轉(zhuǎn)換，這些實施例也可適用于其它可接插的儀器。
根據(jù)圖1A的插接裝置的插頭部件10構(gòu)造成兩件式的，并且由一個基體12及一個適配件20組成。插接裝置的上端部(插座部件30)一直延伸到一個開關(guān)設(shè)備G或類似設(shè)備的殼體中的一個電觸頭上，該電觸頭例如可由一個匯流排組成。
為了與套管(Durchführung)30的配合錐31連接，在基體12上成型有一個外錐11?；w12具有一個中心孔(接收通道15)，用于接收一個分開的適配件20。該適配件20基本上是旋轉(zhuǎn)對稱的，構(gòu)造有一個圓柱形的外部形狀。插頭部件10也基本上是旋轉(zhuǎn)對稱的，構(gòu)造有一個與適配件20的圓柱形的外部形狀相匹配的圓柱形的內(nèi)部形狀。
基體12具有一個組合的支撐管60，電纜50的電纜導(dǎo)體52穿過該支撐管被導(dǎo)入，并且基體12具有一個組合的控制部件14，它用于控制支撐管及適配件的端部。控制部件及基體用壓力注射成型連接技術(shù)來制造。支撐管優(yōu)選由基體的彈性體注射包封。因此，兩個部件彼此相對固定地連接。支撐管的直徑被選擇得這樣地大，使得對于一項應(yīng)用可能出現(xiàn)的最大的導(dǎo)體橫截面仍可穿過該支撐管。適配件20負責(zé)電纜尺寸的匹配及通過組合的場控制部件22對導(dǎo)電層端部的控制。通過根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)型及材料延展性的利用，在所有的儀器尺寸或例如95與240mm2之間的電纜橫截面的情況下可使用唯一一個適配件。
插頭部件或基體12的半導(dǎo)體性的層(圖1中用點劃線表示)延伸直到固定槽13的深度中，使得通過金屬的壓力套筒36在到電設(shè)備的殼體的法蘭32上也產(chǎn)生了電位均衡。由此，構(gòu)造成內(nèi)錐插頭的組件是接觸可靠的。該傳導(dǎo)層通過一個接地端子E接地。必要時該接地也可間接地通過與設(shè)備殼體上的構(gòu)造成接線板的法蘭32的接地點的固定來實現(xiàn)。
固定裝置由一個圓柱形的壓力套筒36、一個固定環(huán)37及一個帶有壓簧38的螺釘連接部分(38′)組成。壓簧將必要的壓緊力傳遞到壓力套筒上。壓力套筒36在插頭部件(或基體)的外錐的端部上配合在一個配合精確的槽13中，該壓力套筒在那里作用在插頭部件(或基體)上。插頭部件(或基體)的變形保持在一個限度內(nèi)，因為剛性的支撐管接收壓緊力。
從電纜導(dǎo)體到儀器G的傳導(dǎo)電流的連接在該插接裝置中用螺釘連接技術(shù)來實現(xiàn)，由此在這里也獲得多范圍應(yīng)用。通常這種螺釘連接可連接例如95～240mm2的導(dǎo)體橫截面。通過一個或多個壓下螺釘19可將插入的電纜導(dǎo)體壓在螺釘套筒接線柱接觸件(Schraubsteck-kontakt)17上。一個簧片式觸頭16與套管30的構(gòu)造成例如接觸套筒的電流端子G形成連接。
不同的導(dǎo)體橫截面穿過所述支撐管，而不會在基體裝配及固定的情況下出現(xiàn)變形。與電纜結(jié)構(gòu)類型或不同的儀器的匹配通過適配件來實現(xiàn)。插頭部件(或基體)的在裝配時由于部件的推動而出現(xiàn)的延展發(fā)生在所述套管外部的自由區(qū)域中，由此不影響不連續(xù)的過渡部分的電控制。
對于裝配不需要特殊工具，例如不需要專門的壓鉗。通過市場上流行的螺母扳手或環(huán)形扳手可以裝配壓下螺釘(Abreiβschraube)。
在圖1B中示出了另一個實施形式，其中在基體中組合了用于電壓狀態(tài)的電容性的測量可能性。用于電容性測量的測量點MP由一個嵌入在基體中的導(dǎo)電的電極B1組成，該電極通過導(dǎo)電的蓋罩AK的遠離而與外導(dǎo)電層的地電位相分開并由此充電。所出現(xiàn)的電荷可用于測量目的。
兩件式(基體及適配件)的原理的另一個優(yōu)點是，接收孔15也可用于其它部件的插入。例如在圖2中表示插入了一個過電壓放電器組件40來取代適配件20。由此可用同一個基體來在實現(xiàn)一個用于內(nèi)錐的完整的過電壓放電器。通過部分施加一個外導(dǎo)電層(點劃線區(qū)域EG)，該過電壓放電器是完全地接觸可靠的。該導(dǎo)電層并不延伸直到基體的控制部件14的區(qū)域中。
可視為本發(fā)明的優(yōu)點的是，該技術(shù)方案還可用于具有較高功率的供電裝置。圖3中示范地表示出這樣一種應(yīng)用。這里雙電纜500通過另一個實施形式的插接裝置連接到一個儀器G上。與圖1中所示相同的細節(jié)部分沒有重新描述?；w200更大且更長。該基體接收一個適配體20.1。該適配體的橫截面構(gòu)造成橢圓形的，如該圖的下部分中所示出的。在適配體20.1中構(gòu)造有兩個圓形的各用于一個電纜端部的接收通道。該基體具有一個引入孔，該引入孔與適配件匹配地也具有橢圓形的橫截面。為了從兩個電纜芯線過渡到儀器上，設(shè)置有一個金屬的頭部段62。在該頭部段的朝著電纜500的部分中固定著導(dǎo)體端部。朝著插座部件同樣構(gòu)造有一個支撐管60。用于導(dǎo)體端部的接收部件及該支撐管構(gòu)成單個部件。
因此借助該實施形式可使每相更大的電流引入到一個開關(guān)設(shè)備G中。由此可避免每相的昂貴的多路套管。
當(dāng)然所示的兩件式的原理也可縮減到一個單件式的適配器(基體12.1)，該適配器具有一個組合的控制漏斗22.1，用于控制導(dǎo)電層邊緣。這被表示在圖4中。與圖1中所示相同的細節(jié)部分也沒有重新描述。并且由此可使單個基體用于多個直徑區(qū)域——只要這還在用于制造該單個體的材料的延展性的允許的范圍內(nèi)。關(guān)鍵的錐區(qū)域也不被變形。
在根據(jù)圖1A的視圖中，高壓電位從電纜導(dǎo)體通過螺釘套筒接線柱接觸件(圖1A中的參考標(biāo)號16)傳遞到支撐管及控制部件上。在圖5A及5B中補充地示出了用于該區(qū)域的替換的觸點接通結(jié)構(gòu)方案。在圖5A及5B中所示的接觸元件具有一個用于導(dǎo)體的內(nèi)透孔及一些朝著內(nèi)部指向的接觸尖部或接觸爪。
在圖5A中示出了借助一個分開的接觸元件KE的第一結(jié)構(gòu)方案。該金屬的、小板狀的接觸元件KE——它的向內(nèi)指向的尖部在導(dǎo)體插入時張開——產(chǎn)生良好的接觸并將高壓電位直接從電纜導(dǎo)體傳遞到控制部件(圖5A中的細交叉陰影線)。圖5B示出了另一個結(jié)構(gòu)方案。這里設(shè)置有另一個彈性體導(dǎo)電元件KL，它通過一些向內(nèi)指向的彈性體接觸唇直接地與導(dǎo)體接觸。這些接觸唇被一起成型在彈性體控制部件上。
現(xiàn)在描述該插接連接裝置在電纜端部上的裝配該電纜50(或電纜500)以通常的工作步驟剝?nèi)ル娎|護層去除外皮，彎曲屏蔽線并連接一個接地線鼻子，剝開外導(dǎo)電層，露出電纜導(dǎo)體52。
為了準(zhǔn)備裝配，首先從前面將固定環(huán)37套到插頭部件或基體的外錐11上。接著將圓柱形的金屬的套筒36從前面通過外錐11套上。該套筒以一個環(huán)形楔的方式嚙合在固定槽13中。環(huán)37具有一個凸緣，套筒36接觸在該凸緣中。為了將該環(huán)固定在插座部件的法蘭32上使用了螺釘38′及彈簧38。
在準(zhǔn)備好電纜端部54后，將適配件20套到電纜端部上。然后使插頭部件或基體12與設(shè)置在其上的環(huán)37及套筒36套到電纜端部上。露出的電纜導(dǎo)體52在此情況下滑動穿過金屬的支撐管60。
螺釘套筒接線柱接觸件16被套到電纜導(dǎo)體52上并通過壓下螺釘19與該電纜導(dǎo)體固定地連接。
現(xiàn)在可將裝配好的插頭部件插入到套管(插座部件30)中。將固定螺釘38′旋入到插座部件中。必要時必須將該組件的外導(dǎo)電層還附加地接地。
在將電纜的屏蔽線連接到地電位上后，該組件即對工作準(zhǔn)備就緒。
參考標(biāo)號清單AK蓋罩15.1接收通道B1電極16螺釘套筒接線柱接觸件E接地端子 17簧片式觸頭EG導(dǎo)電層 19壓下螺釘K接觸套筒 20適配件KE分開的接觸元件 200用于雙電纜的適配件KL接觸唇 22適配件中的場控制部件MP測量點 22.1控制漏斗10插頭部件25插入通道11外錐30插座部件(儀器連接部件)12、12.1基體 31內(nèi)錐13固定槽 32固定法蘭14基體中的場控制部件 33插座部件中的場控制部件15接收孔 36壓力套筒
37固定環(huán) 52電纜導(dǎo)體38壓簧54電纜端部38′固定螺釘 60支撐管40過電壓放電器組件62頭部段50電纜500雙電纜
權(quán)利要求
1.用于將儀器或電纜插接在中壓或高壓范圍中的電設(shè)備(G)上的裝置，·具有一個待設(shè)置在儀器或電纜的端部(54)上的插頭部件(10)，·及具有一個接收該插頭部件(10)的、設(shè)置在一個設(shè)備殼體開口(32)上的插座部件(30)，其中插頭部件(10)作為外錐(11)同插座部件(30)作為內(nèi)錐(31)形成體接觸，及·在插頭部件(10)中及插座部件(30)中各組合有場控制部件(14，22，33)，它們控制不連續(xù)的過渡部分處的場分布，·其中可使用固定機構(gòu)(36，37，38′)，它們作用在插頭部件(10)上，并且固定機構(gòu)(36，37，38′)對彈簧機構(gòu)(38)加載，以便在彈簧力下形成所述體接觸，其中在插頭部件(10)上設(shè)置有接收機構(gòu)(13)，所述接收機構(gòu)與固定機構(gòu)(36，37，38′)共同作用，·插頭部件(10)在其整個長度上由彈性的材料制造，·在插頭部件(10)中構(gòu)造有至少一個用于儀器(40)或電纜(50)的端部(54)的接收孔(15)，及·在插頭部件(10)上的接收機構(gòu)被構(gòu)造成環(huán)形的槽(13)，固定機構(gòu)被構(gòu)造成圓柱形的套筒(36)，并且構(gòu)造有作用在該套筒上的固定環(huán)(37)，其中槽(13)的尺寸與套筒(36)的接收相應(yīng)地成形，其特征在于·所述孔(15)被這樣地設(shè)置，即該孔位于固定機構(gòu)(36，37，38，38′)的力的夾緊插頭部件(10)的作用區(qū)域的外部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的插接裝置，其特征在于固定槽(13)在插接方向上被構(gòu)造在插頭部件(10)的外錐(11)之前。
3.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的插接裝置，其特征在于插頭部件(10)被構(gòu)造成兩件式的，即由一個適配件(20)及一個基體(12)構(gòu)成，其中適配件(20)構(gòu)造有至少一個用于電纜(50)或儀器(40)的端部(54)的插入通道(25)，并且基體(12)具有一個接收通道(15)，它相應(yīng)于適配件(20)的外直徑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的插接裝置，其特征在于適配件(20)中的插入通道(25)在長度及直徑上被構(gòu)造得用于待插入的儀器或電纜端部(54)的不同的橫截面。
5.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的插接裝置，其特征在于在插頭部件(10)中，在中心位置中置入一個剛性的管(60)，該管的內(nèi)直徑大于一個待插入的電纜(50)的導(dǎo)體(52)的直徑。
6.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的插接裝置，其特征在于插頭部件(10)的表面被構(gòu)造成半導(dǎo)體性的，并且插頭部件(10)上具有使該表面與地電位觸點接通的機構(gòu)(E)。
7.根據(jù)以上權(quán)利要求中一項的插接裝置，其特征在于在插頭部件(10)中組合有一個電極(B1)，該電極被構(gòu)造成用于分接(MP)電荷的電容性的測量元件。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于中壓或高壓范圍中的電纜連接或儀器連接的插接裝置。本發(fā)明提出該用于儀器或電纜的插接裝置尤其以用于套管的內(nèi)錐技術(shù)來實現(xiàn)，該插接裝置允許用于不同的尺寸，其中力圖實現(xiàn)插接裝置的不同部件的數(shù)目小。該插接裝置的特征是插頭部件(10)在其整個長度上由彈性的材料制造；在插頭部件(10)中構(gòu)造有至少一個用于儀器(40)或電纜(50)的端部(54)的接收孔(15)；及插頭部件(10)上的接收機構(gòu)被構(gòu)造成環(huán)形的槽(13)，固定機構(gòu)被構(gòu)造成圓柱形的套筒(36)，并且構(gòu)造有作用在該套筒上的固定環(huán)(37)，其中接收機構(gòu)的槽(13)的尺寸根據(jù)套筒(36)被成型。
文檔編號H02G15/02GK1825715SQ20061000953
公開日2006年8月30日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月25日
發(fā)明者彼得·米勒, 于爾根·欣茨, 斯特凡·邁爾 申請人:Nkt電纜有限公司