专利名称：用于仪器或电缆在电设备上连接的插接装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于中压或高压范围中的电缆连接或仪器连接的插接装置。
背景技术：
市场上已公开了各种连接系统、尤其是作为内锥组件的电缆连接装置。
对于注有绝缘气体或绝缘流体的高压设备，DE 197 48 887 C1中描述了一种插接连接系统，其中明确地表示插头部件及插座部件不设置在设备的内部。由此在高压设备外部得到装置的一个极其长的结构，这被视为缺点。
例如在DE 100 41 917 A1、DE 195 08 975 A1或DE 19806387 A1中公开了其它一些装置。
上述连接系统具有一系列的缺点。在这里特别研究电缆连接装置。在一个电缆的连接中将一个具有组合的控制漏斗的硅体套在剥去电缆护层的电缆上。该组合的控制漏斗控制电缆的导电层边缘。该硅体的锥状的连接端必须耐压地密封套管的配合锥。为此在固定部件(例如法兰)上靠置有压紧装置(例如压簧)。在装配时由压紧装置在硅体上产生必要的压紧力。
对于套管及对于电缆芯线的界面的不受损及不变形的构型是该组件无问题地工作的重要的前提。因为弹性的绝缘体必须匹配于电缆直径，所以其外锥根据当前的电缆而改变。因此对于每个电缆横截面必须使用一个单独匹配的并包括场控制部件的硅体。
传导电流的连接通过一个触头(例如在DE 31 10 660 C2中作为插接触头；或在DE 19806387 A1中作为簧片式触头)与电缆导体来形成。并且在这里也需要对于每个导体横截面匹配的接触元件。为了装配这些部件，还必须使用专用的压钳。
因此电缆尺寸(用于触点接通的导体横截面及用于硅体的芯线绝缘部分的直径)对透孔大小的几何尺寸的依赖性限制了每个套管尺寸的应用场合。
对于这些组件及套管的标准在EN 50180及EN 50181进行了描述，由此已存在技术上的预先规定。
发明内容
以DE 31 10 660 C2为出发点，本发明的任务是尤其以用于根据EN 50180及50181的套管的内锥技术来实现用于仪器或电缆的插接装置，它允许用于不同的仪器尺寸或电缆尺寸，并且其中还减少了插接装置的部件数目。
借助本发明可实现该装置在不同的电压级及电流强度方面的所谓多范围应用。
根据本发明，提出了一种用于将仪器或电缆插接在中压或高压范围中的电设备上的装置，该装置具有一个待设置在仪器或电缆的端部上的插头部件及一个接收该插头部件的、设置在一个设备壳体开口上的插座部件，其中插头部件作为外锥同插座部件作为内锥形成体接触，并且在插头部件中及插座部件中各组合有场控制部件，它们控制不连续的过渡部分处的场分布，其中可使用固定机构，它们作用在插头部件上，并且固定机构对弹簧机构加载，以便在弹簧力下形成所述体接触，其中在插头部件上设置有接收机构，所述接收机构与固定机构共同作用，插头部件在其整个长度上由弹性的材料制造，在插头部件中构造有至少一个用于仪器或电缆的端部的接收孔，并且在插头部件上的接收机构被构造成环形的槽，固定机构被构造成圆柱形的套筒，并且构造有作用在该套筒上的固定环，其中该槽的尺寸与该套筒的接收相应地成形，其中所述孔被这样地设置，即该孔位于固定机构的力的夹紧插头部件的作用区域的外部。其它的有利构型从后面的技术方案得到。
本发明具有一系列优点。对于电流连接不需要专门的装配工具。它具有装配及投资上的优点。通过结构部件类型的减少，该多范围应用技术在生产中具有制造技术上的优点。
预定的原则在于，总是具有始终不变的几何结构，因为插头部件在电方面重要的锥区域中不变形。
本发明的核心在于插头部件在其整个长度上由弹性的材料制造，优选由硅橡胶制造；在插头部件中构造有至少一个用于仪器或电缆端部的接收孔；及在插头部件上的接收机构被构造成环形的固定槽，固定机构被构造成圆柱形的套筒，并且构造有作用在该套筒上的固定环，其中槽的尺寸与套筒的接收相应地成形。
在套筒上具有一个凸缘，固定环配合在该凸缘上。在固定环中设置有一些用于接收螺钉的孔，这些螺钉配合在插座部件上的或设备壳体开口上的孔中。压入压力通过一些配合在螺钉杆上的螺旋弹簧来实现。
插头部件上的用于电缆端部或仪器的接收孔被构造得很靠外。这就是说，该孔位于固定机构的力的夹紧插头部件的作用区域的外部。由固定机构(螺钉及弹簧)施加的力使插头部件的弹性体本体夹紧到一定的程度。位于很靠外的接收孔的尺寸、待导入的电缆或仪器的配合精度及场控制部件的位置不受夹紧力的影响。为此，在插头部件中构造有一个刚性的支撑管，下面还要描述该支撑管。该支撑管也接收力，使得压紧力不引起插接装置关键位置的变形——这尤其是不连续的电位过渡部分。这种实施形式表示在图4中，并且对其将进行描述。
其它构型如下插头部件可被构造成单件式的或两件式的。在两件式的结构中，该插头部件由一个基本上旋转对称的适配件及一个基体组成，其中该适配件构造有至少一个用于电缆或仪器的端部的插入通道，并且该基体具有一个接收通道，后者相应于该适配件的外直径。两件式的插头部件在图1A、图1B及图3中进行了描述(通过说明)。
适配件中的插入通道(在长度及直径上)被构造得用于电缆端部的或待插接的仪器的不同的横截面。
适配件基本上是旋转对称的并构造有圆柱形的外部形状。插头部件基本上是旋转对称的并构造有与适配件的外部形状匹配的圆柱形的内部形状。
在插头部件中，在中心位置中置入一个金属的管(支撑管)，该管的内直径大于一个待连接的电缆或仪器的导体的直径。
插头部件的表面可被构造成半导体性的，并且插头部件上具有使该表面与地电位触点接通的机构。
在插头部件中组合有一个电极，该电极被构造成用于分接电荷的电容性的测量元件。
有利的是，固定槽在插接方向上被构造在插头部件的外锥之前。
本发明在多个附图中被示出，其中这些附图详细表示图1A在装配状态中的一个两件式的插接装置，图1B在基体上具有电容性的测量装置的插接装置，图2一个作为内锥系统的过电压放电器，图3一个用于双电缆的插接装置，图4一个单件式的插接装置，及图5A及5B两个触点接通结构方案。
具体实施例方式
本发明由一个设备连接部件形式的插接装置组成，它具有在中心的穿透通道中的锥状的接触部分(以下称为插座部件30)及一个带有外锥11的插头部件。插座部件30由一种形状稳定的绝缘材料组成，例如由浇注树脂组成。该插接装置被固定在一个电设备G的开口(图1中的法兰32)上。它被设置来用于从6kV起的电压范围，例如用于6kV与36kV之间的电压范围。
以下的说明主要涉及电缆连接，但在此不应理解为仅限制在电缆连接上。该插接装置也可应用于其它可插接的部件或仪器，例如用于过电压放电器。因此当说到相应的电缆时，只要技术上可转换，这些实施例也可适用于其它可接插的仪器。
根据图1A的插接装置的插头部件10构造成两件式的，并且由一个基体12及一个适配件20组成。插接装置的上端部(插座部件30)一直延伸到一个开关设备G或类似设备的壳体中的一个电触头上，该电触头例如可由一个汇流排组成。
为了与套管(Durchführung)30的配合锥31连接，在基体12上成型有一个外锥11。基体12具有一个中心孔(接收通道15)，用于接收一个分开的适配件20。该适配件20基本上是旋转对称的，构造有一个圆柱形的外部形状。插头部件10也基本上是旋转对称的，构造有一个与适配件20的圆柱形的外部形状相匹配的圆柱形的内部形状。
基体12具有一个组合的支撑管60，电缆50的电缆导体52穿过该支撑管被导入，并且基体12具有一个组合的控制部件14，它用于控制支撑管及适配件的端部。控制部件及基体用压力注射成型连接技术来制造。支撑管优选由基体的弹性体注射包封。因此，两个部件彼此相对固定地连接。支撑管的直径被选择得这样地大，使得对于一项应用可能出现的最大的导体横截面仍可穿过该支撑管。适配件20负责电缆尺寸的匹配及通过组合的场控制部件22对导电层端部的控制。通过根据本发明的构型及材料延展性的利用，在所有的仪器尺寸或例如95与240mm2之间的电缆横截面的情况下可使用唯一一个适配件。
插头部件或基体12的半导体性的层(图1中用点划线表示)延伸直到固定槽13的深度中，使得通过金属的压力套筒36在到电设备的壳体的法兰32上也产生了电位均衡。由此，构造成内锥插头的组件是接触可靠的。该传导层通过一个接地端子E接地。必要时该接地也可间接地通过与设备壳体上的构造成接线板的法兰32的接地点的固定来实现。
固定装置由一个圆柱形的压力套筒36、一个固定环37及一个带有压簧38的螺钉连接部分(38′)组成。压簧将必要的压紧力传递到压力套筒上。压力套筒36在插头部件(或基体)的外锥的端部上配合在一个配合精确的槽13中，该压力套筒在那里作用在插头部件(或基体)上。插头部件(或基体)的变形保持在一个限度内，因为刚性的支撑管接收压紧力。
从电缆导体到仪器G的传导电流的连接在该插接装置中用螺钉连接技术来实现，由此在这里也获得多范围应用。通常这种螺钉连接可连接例如95～240mm2的导体横截面。通过一个或多个压下螺钉19可将插入的电缆导体压在螺钉套筒接线柱接触件(Schraubsteck-kontakt)17上。一个簧片式触头16与套管30的构造成例如接触套筒的电流端子G形成连接。
不同的导体横截面穿过所述支撑管，而不会在基体装配及固定的情况下出现变形。与电缆结构类型或不同的仪器的匹配通过适配件来实现。插头部件(或基体)的在装配时由于部件的推动而出现的延展发生在所述套管外部的自由区域中，由此不影响不连续的过渡部分的电控制。
对于装配不需要特殊工具，例如不需要专门的压钳。通过市场上流行的螺母扳手或环形扳手可以装配压下螺钉(Abreiβschraube)。
在图1B中示出了另一个实施形式，其中在基体中组合了用于电压状态的电容性的测量可能性。用于电容性测量的测量点MP由一个嵌入在基体中的导电的电极B1组成，该电极通过导电的盖罩AK的远离而与外导电层的地电位相分开并由此充电。所出现的电荷可用于测量目的。
两件式(基体及适配件)的原理的另一个优点是，接收孔15也可用于其它部件的插入。例如在图2中表示插入了一个过电压放电器组件40来取代适配件20。由此可用同一个基体来在实现一个用于内锥的完整的过电压放电器。通过部分施加一个外导电层(点划线区域EG)，该过电压放电器是完全地接触可靠的。该导电层并不延伸直到基体的控制部件14的区域中。
可视为本发明的优点的是，该技术方案还可用于具有较高功率的供电装置。图3中示范地表示出这样一种应用。这里双电缆500通过另一个实施形式的插接装置连接到一个仪器G上。与图1中所示相同的细节部分没有重新描述。基体200更大且更长。该基体接收一个适配体20.1。该适配体的横截面构造成椭圆形的，如该图的下部分中所示出的。在适配体20.1中构造有两个圆形的各用于一个电缆端部的接收通道。该基体具有一个引入孔，该引入孔与适配件匹配地也具有椭圆形的横截面。为了从两个电缆芯线过渡到仪器上，设置有一个金属的头部段62。在该头部段的朝着电缆500的部分中固定着导体端部。朝着插座部件同样构造有一个支撑管60。用于导体端部的接收部件及该支撑管构成单个部件。
因此借助该实施形式可使每相更大的电流引入到一个开关设备G中。由此可避免每相的昂贵的多路套管。
当然所示的两件式的原理也可缩减到一个单件式的适配器(基体12.1)，该适配器具有一个组合的控制漏斗22.1，用于控制导电层边缘。这被表示在图4中。与图1中所示相同的细节部分也没有重新描述。并且由此可使单个基体用于多个直径区域——只要这还在用于制造该单个体的材料的延展性的允许的范围内。关键的锥区域也不被变形。
在根据图1A的视图中，高压电位从电缆导体通过螺钉套筒接线柱接触件(图1A中的参考标号16)传递到支撑管及控制部件上。在图5A及5B中补充地示出了用于该区域的替换的触点接通结构方案。在图5A及5B中所示的接触元件具有一个用于导体的内透孔及一些朝着内部指向的接触尖部或接触爪。
在图5A中示出了借助一个分开的接触元件KE的第一结构方案。该金属的、小板状的接触元件KE——它的向内指向的尖部在导体插入时张开——产生良好的接触并将高压电位直接从电缆导体传递到控制部件(图5A中的细交叉阴影线)。图5B示出了另一个结构方案。这里设置有另一个弹性体导电元件KL，它通过一些向内指向的弹性体接触唇直接地与导体接触。这些接触唇被一起成型在弹性体控制部件上。
现在描述该插接连接装置在电缆端部上的装配该电缆50(或电缆500)以通常的工作步骤剥去电缆护层去除外皮，弯曲屏蔽线并连接一个接地线鼻子，剥开外导电层，露出电缆导体52。
为了准备装配，首先从前面将固定环37套到插头部件或基体的外锥11上。接着将圆柱形的金属的套筒36从前面通过外锥11套上。该套筒以一个环形楔的方式啮合在固定槽13中。环37具有一个凸缘，套筒36接触在该凸缘中。为了将该环固定在插座部件的法兰32上使用了螺钉38′及弹簧38。
在准备好电缆端部54后，将适配件20套到电缆端部上。然后使插头部件或基体12与设置在其上的环37及套筒36套到电缆端部上。露出的电缆导体52在此情况下滑动穿过金属的支撑管60。
螺钉套筒接线柱接触件16被套到电缆导体52上并通过压下螺钉19与该电缆导体固定地连接。
现在可将装配好的插头部件插入到套管(插座部件30)中。将固定螺钉38′旋入到插座部件中。必要时必须将该组件的外导电层还附加地接地。
在将电缆的屏蔽线连接到地电位上后，该组件即对工作准备就绪。
参考标号清单AK盖罩15.1接收通道B1电极16螺钉套筒接线柱接触件E接地端子 17簧片式触头EG导电层 19压下螺钉K接触套筒 20适配件KE分开的接触元件 200用于双电缆的适配件KL接触唇 22适配件中的场控制部件MP测量点 22.1控制漏斗10插头部件25插入通道11外锥30插座部件(仪器连接部件)12、12.1基体 31内锥13固定槽 32固定法兰14基体中的场控制部件 33插座部件中的场控制部件15接收孔 36压力套筒
37固定环 52电缆导体38压簧54电缆端部38′固定螺钉 60支撑管40过电压放电器组件62头部段50电缆500双电缆
权利要求
1.用于将仪器或电缆插接在中压或高压范围中的电设备(G)上的装置，·具有一个待设置在仪器或电缆的端部(54)上的插头部件(10)，·及具有一个接收该插头部件(10)的、设置在一个设备壳体开口(32)上的插座部件(30)，其中插头部件(10)作为外锥(11)同插座部件(30)作为内锥(31)形成体接触，及·在插头部件(10)中及插座部件(30)中各组合有场控制部件(14，22，33)，它们控制不连续的过渡部分处的场分布，·其中可使用固定机构(36，37，38′)，它们作用在插头部件(10)上，并且固定机构(36，37，38′)对弹簧机构(38)加载，以便在弹簧力下形成所述体接触，其中在插头部件(10)上设置有接收机构(13)，所述接收机构与固定机构(36，37，38′)共同作用，·插头部件(10)在其整个长度上由弹性的材料制造，·在插头部件(10)中构造有至少一个用于仪器(40)或电缆(50)的端部(54)的接收孔(15)，及·在插头部件(10)上的接收机构被构造成环形的槽(13)，固定机构被构造成圆柱形的套筒(36)，并且构造有作用在该套筒上的固定环(37)，其中槽(13)的尺寸与套筒(36)的接收相应地成形，其特征在于·所述孔(15)被这样地设置，即该孔位于固定机构(36，37，38，38′)的力的夹紧插头部件(10)的作用区域的外部。
2.根据权利要求1的插接装置，其特征在于固定槽(13)在插接方向上被构造在插头部件(10)的外锥(11)之前。
3.根据以上权利要求中一项的插接装置，其特征在于插头部件(10)被构造成两件式的，即由一个适配件(20)及一个基体(12)构成，其中适配件(20)构造有至少一个用于电缆(50)或仪器(40)的端部(54)的插入通道(25)，并且基体(12)具有一个接收通道(15)，它相应于适配件(20)的外直径。
4.根据权利要求3的插接装置，其特征在于适配件(20)中的插入通道(25)在长度及直径上被构造得用于待插入的仪器或电缆端部(54)的不同的横截面。
5.根据以上权利要求中一项的插接装置，其特征在于在插头部件(10)中，在中心位置中置入一个刚性的管(60)，该管的内直径大于一个待插入的电缆(50)的导体(52)的直径。
6.根据以上权利要求中一项的插接装置，其特征在于插头部件(10)的表面被构造成半导体性的，并且插头部件(10)上具有使该表面与地电位触点接通的机构(E)。
7.根据以上权利要求中一项的插接装置，其特征在于在插头部件(10)中组合有一个电极(B1)，该电极被构造成用于分接(MP)电荷的电容性的测量元件。
全文摘要
本发明涉及用于中压或高压范围中的电缆连接或仪器连接的插接装置。本发明提出该用于仪器或电缆的插接装置尤其以用于套管的内锥技术来实现，该插接装置允许用于不同的尺寸，其中力图实现插接装置的不同部件的数目小。该插接装置的特征是插头部件(10)在其整个长度上由弹性的材料制造；在插头部件(10)中构造有至少一个用于仪器(40)或电缆(50)的端部(54)的接收孔(15)；及插头部件(10)上的接收机构被构造成环形的槽(13)，固定机构被构造成圆柱形的套筒(36)，并且构造有作用在该套筒上的固定环(37)，其中接收机构的槽(13)的尺寸根据套筒(36)被成型。
文档编号H02G15/02GK1825715SQ20061000953
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月24日 优先权日2005年2月25日
发明者彼得·米勒, 于尔根·欣茨, 斯特凡·迈尔 申请人:Nkt电缆有限公司