CN101340035A - 适配器、具有该适配器的电缆连接器和电缆连接器组件 - Google Patents

适配器、具有该适配器的电缆连接器和电缆连接器组件 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种适于装配到电缆连接器的适配器，包括：主体，所述主体呈空心管状且包括：电缆连接空腔，其适于容纳插入其中的电缆；以及电缆密封空腔，其用于通过密封剂在适配器和所述电缆之间形成密封，其中：所述主体由弹性材料制成，并且所述主体的介电常数在7－30之间。本发明还公开了一种电缆连接器及一种电缆连接组件。

Description

适配器、具有该适配器的电缆连接器和电缆连接器组件
技术领域
本发明涉及电力电缆工程中使用的电缆附件技术领域，具体地说，涉及一种适配器和具有该适配器的电缆连接器，更具体地说，涉及一种电力电缆T形插拔式可分离连接器。此外，本发明还涉及一种电缆连接器组件。
背景技术
随着我国电力建设的发展，对城市地下电缆网络建设的加大，对电力电缆的需求越来越多，特别对6-35kV中压电力电力电缆的需求更是日趋增多，相对于中压电缆的连接的电力电缆附件产品也相应的增加。
在其中有种电力电缆附件为T形插拔式电缆连接器(以下简称T形连接器)，T形连接器靴套一般由三层结构组成，即：T形主绝缘套管，设置于T形主绝缘套管内并与T形主绝缘连为一体的半导电屏蔽罩，以及在T形主绝缘外表面与之连为一体的半导电外屏蔽。为了控制电缆屏蔽断口的电场分布，安装使用时须连接一个内部嵌有应力控制层的适配器，该适配器与T形连接器靴套一起组成了T形连接器的应力控制和主体绝缘组件。这种内部嵌有应力控制层的适配器，生产工艺复杂，生产成本增加。而且，市场上现在使用的嵌有应力控制层的适配器为预制式，每一种电缆截面必须有一种型号相对应，通用型不高，安装时需要费很大力气。
在欧盟专利EP691721(B1)中揭示了一种此类型的T形电缆连接器，该发明中的适配器有嵌入式应力控制部分，而且为预制式，每一种电缆截面必须有一种型号相对应，不容易实现互换。
在中国专利CN2627669Y)中揭示了一种用芯绳抽出式T形电缆连接器和适配器，这种适配器有嵌入式应力控制部分。该发明解决了安装时费很大力气的困难，因为此发明在安装时采用冷缩安装，即在安装时抽出芯绳，橡胶凭自身弹性自动收缩。但是在此方案中的适配器仍然嵌入有应力控制层。
在美国专利US20050227522(A1)中揭示了一种冷缩式一体T形电缆连接器。该发明中的T形电缆连接器没有设置具有嵌入应力控制层的适配器。该一体T形电缆连接器安装采用冷缩安装，同样解决了安装费力的困难。但是，在使用中随着电缆截面的增大，与之配套的压接端子的厚度相应变大。当电缆截面超过一定的范围后，由于压接端子厚度的增大，该发明中的T形连接器电缆连接内腔无法提供对电缆的足够的绝缘强度。
综上所述，上述专利所揭示的T形电缆连接器虽然解决了一些安装上的困难，但无法克服上述提到的其他一些缺点。
因此，目前急需一种能解决安装困难的，制造工艺简单的，适用电缆截面范围更广的T形电缆连接器。
发明内容
鉴于此，本发明的目的旨在解决现有技术中的问题和缺陷中的至少一个方面。
本发明的一个方面在于提供一种安装过程简单的T形电力电缆连接器。
本发明的另一方面在于提供一种制造工艺简单的T形电力电缆连接器。
本发明的再一方面在于提供一种能够适用更广电缆截面范围的电缆连接器。
根据本发明的第一实施方式，其提供一种适于装配到电缆连接器的适配器，包括：主体，所述主体呈空心管状且包括：电缆连接空腔，其适于容纳插入其中的电缆；以及电缆密封空腔，其用于通过密封剂在适配器和所述电缆之间形成密封，其中：所述主体由弹性材料制成，并且所述主体的介电常数在7-30之间。
在上述实施方式中，T形电力电缆连接器中的适配器采用由弹性材料制作而成，制作过程中一次成型，使成品率大大增加，而且该弹性材料的介电常数值为7-30之间，弹性材料全部采用应力控制，可以更有效的改善电力电缆末端的电场集中的问题，解决了现有适配器中必须嵌有应力控制层的两层加工工艺。
根据本发明的第二实施方式，其提供一种电缆连接器，包括：T形连接器靴套，所述靴套包括：其由T形主绝缘体构成的T形主绝缘套管；设置于T形主绝缘套管内并与T形主绝缘体连为一体的内半导电屏蔽层；以及在T形主绝缘体外表面与之连为一体的外半导电屏蔽层；安装到所述T形连接器靴套中的适配器，所述适配器包括呈空心管状的适配器主体，其中：所述适配器主体由弹性材料制成，并且所述适配器主体的介电常数在7-30之间。
根据本发明的第三实施方式，其提供一种电缆连接器组件，包括：T形连接器靴套，所述靴套包括其由T形主绝缘体构成的T形主绝缘套管，所述T形主绝缘套管呈空心结构，其包括：位于所述T形主绝缘套管的第一端的电器设备连接空腔，所述电器设备连接空腔适于容纳外部电器设备连接部件；位于与所述第一端相对的第二端的绝缘塞空腔，所述绝缘塞空腔适于容纳绝缘塞；以及位于所述T形主绝缘套管的第三端的电缆连接空腔，所述电缆连接空腔适于容纳电缆；压接端子，所述压接端子容纳于所述T形主绝缘套管内，其一端适于电连接所述电缆；螺纹连接部件，所述螺纹连接部件电连接所述压接端子的另一端和所述外部电器设备连接部件；安装到所述电缆连接空腔中并容纳所述电缆的适配器，所述适配器包括呈空心管状的适配器主体，其中：所述适配器主体由弹性材料制成，并且所述适配器主体的介电常数在7-30之间。
附图说明
图1是本发明的T形连接器靴套中各组成部分示意图；
图2是本发明的适配器示意图；
图3是本发明的适配器放入支撑芯绳后的示意图；
图4是本发明的T形连接器与电缆连接的结构示意图；
图5是本发明的T形连接器与电缆连接组合部件(图4)与电器设备连接示意图；
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
图1是本发明的T形连接器靴套1中各组成部分的示意图。图中101为外半导电屏蔽层，102为T形主绝缘套管，103为绝缘塞空腔，104为电器设备连接空腔，105为内半导电屏蔽层，106为接地孔，107为电缆连接空腔。
如图1所示，T形连接器靴套1由三层结构组成，即：T形主绝缘套管102，其由T形主绝缘体构成；设置于T形主绝缘套管内并与T形主绝缘体连为一体的内半导电屏蔽层105；以及在T形主绝缘体外表面与之连为一体的外半导电屏蔽层101。
如图1所示，T形主绝缘套管102内部是一个T形的空腔，其包括沿水平方向延伸的水平空腔部分和沿竖直方向延伸的垂直空腔部分。具体地说，绝缘塞空腔103、电器设备连接空腔104和电缆连接空腔107构成了T形连接器靴套1内部的T形空腔。
T形主绝缘套管102的第一端(例如图1中的左端)可通过电器设备连接空腔104与外部电器设备(后述将予以说明)相连接。T形主绝缘套管102的与所述第一端相对的第二端(例如图1中的右端)可通过绝缘塞空腔103与绝缘塞(后述将予以说明)相连。T形主绝缘套管的第三端(例如图1中的下端)可通过电缆连接空腔107与电力电缆(后述将予以说明)相连。
内半导电屏蔽层105设置于T形主绝缘套管102的T形空腔内部，如图1所示，内半导电屏蔽层105从T形空腔的垂直部分延伸到T形空腔的水平部分的大体中间位置。内半导电屏蔽层105沿T形主绝缘套管102的T形空腔延伸的长度比T形主绝缘套管102的水平空腔部分和垂直空腔部分的长度要短。也就是说，内半导电屏蔽层105位于T形主绝缘套管102的T形空腔内部而不露出到外部。外半导电屏蔽层101位于T形主绝缘套管102外部并与之连为一体。
图2是本发明的适配器2的示意图。图中201为处于未撑开状态的适配器，201为适配器主体，202为电缆与适配器连接空腔，203为电缆密封空腔。
如图2所示，适配器2包括主体201，其呈空心管状结构。该主体201在其中形成：电缆连接空腔202，其适于容纳插入其中的电缆；以及电缆密封空腔203，其用于通过密封剂在适配器和电缆之间形成密封(后述将进行进一步说明)。
适配器2的主体201由单层弹性材料层构成，其介电常数值在7-30之间。所述弹性材料可以为硅橡胶或三元乙丙橡胶等材料。显然，本发明并不仅限于此，只要其满足上述绝缘性和弹性的要求，其可以为任何适宜的其他材料。在一种优选实施例中，单层弹性材料层的介电常数值为7-15之间。实验证明，通过采用上述具有介电常数值为7-30和7-15之间的单层弹性材料层，可以取得更佳的解决电场集中和绝缘效果。虽然，上述实施方式中示出了主体201由单层弹性材料构成，但本发明并不仅限于此，而可以具有任何适宜的层结构。
在本发明的上述实施例中，其通过采用上述具有应力控制的单层弹性材料层，解决了现有技术中适配器2中必须嵌有应力控制层的两层加工工艺。相应地，本发明中的适配器2的制造工艺简单，并且显著地降低了适配器2的制造成本。
在一种实施例中，此适配器2采用注模或压模成型。由于采用上述注模或压模成型步骤，适配器2在制作过程中一次成型，使成品率大大增加。本发明并不仅限于此，该适配器2还可采用其他的适宜的制造工艺形成。
图3是本发明的适配器2放入支撑芯绳302后的示意图。图中301为处于撑开的适配器，302为支撑芯绳，303为电缆插入空腔，304为芯绳抽出端。
如图3所示，支撑芯绳302为空心结构，其具有预定的刚性，并且其长度比撑开的适配器301要长。在支撑芯绳302中形成有电缆插入空腔303，其内径要大于电缆的绝缘外径，从而便于电缆在适配器处于撑开状态时插入到电缆插入空腔303中。参见图3，芯绳抽出端304的长度足够在电缆安装到处于撑开状态后的适配器中后，可以供操作者拉住此芯绳抽出端304，以将支撑芯绳302从与适配器相接合的状态下拉出。
下面对将适配器2连接到T形连接器靴套1以形成T形连接器的“冷缩”工艺进行说明。
具体地说，该“冷缩”工艺包括下述步骤：首先，将一个注射或模制成型的适配器201扩张在支撑芯绳302上；接着，将电缆插入到处于撑开状态下的适配器中的电缆插入空腔303中；然后，将处于撑开状态下的适配器201安装到T形连接器靴套的电缆连接空腔107中，从而将适配器201安装到T形连接器靴套；最后，通过拉动芯绳抽出端304，以将支撑芯绳302从与适配器相接合的状态下拉出。由于适配器由弹性材料层构成，其依靠自身的弹性功能自动收缩，并以保持的径向压紧力贴合在电缆上，从而使一种型号的适配器可以覆盖几种电缆截面。
图4是本发明的T形连接器与电缆连接的结构示意图。图中401为压接端子，402为电缆导体，403为螺栓连接组件，404为冷缩后的适配器，405为电缆绝缘体，406为电缆外屏蔽，407为接地线，408为电缆铜屏蔽，409为电缆。
如图所示，电缆409从最内层到最外层依次具有电缆导体402、电缆绝缘体405、电缆外屏蔽406和金属屏蔽层408。需要说明的是，电缆的结构并不仅限于此，而可以包括多个其他层，例如在电缆最外层可以包括对电缆进行物理防护并防潮的护套层等。在一种实施例中，金属屏蔽层408可以是铜屏蔽层。
在将连接有电缆的适配器连接到T形连接器靴套以形成T形连接器的过程中，如图4所示，电缆409的各个构成层依次被剥离，以分别露出电缆导体402、电缆绝缘体405、电缆外屏蔽406和金属屏蔽层408。
电缆导体402比内半导电屏蔽层105的长度短。电缆导体402的一端(图4中的上端)连接到压接端子401中。压接端子401的内部为深孔。电缆导体402的外径要比压接端子401的孔径要小，从而，在安装过程中，电缆导体402能够容易地插入到压接端子401中。电缆导体402的长度比压接端子401的孔深要长，从而电缆导体402在安装到压接端子401中之后能够从其中露出。
图4中的附图标号404指示冷缩后的适配器。如前所述，适配器2具有空心结构，其包括电缆与适配器连接空腔202和电缆密封空腔203。如图4所示，在适配器2连接到T形连接器靴套1以形成T形连接器之后，安装后的适配器404上电缆密封空腔203所在的位置形成适配器的尾端。参见图4，适配器的尾端从T形主绝缘套管102的竖直空腔部分中露出。在图4所示的实施例中，安装后的适配器404中电缆密封空腔203与金属屏蔽层408，例如铜屏蔽层408的位置相对应。此时，将密封剂施加到适配器的电缆密封空腔203与金属屏蔽层408之间的空间中，从而实现对T形连接器的密封。
电缆绝缘体405的外径比未撑开的适配器201的内径要大，从而电缆安装到适配器中之后，其能够与适配器形成紧密配合。在美国专利US20050227522(A1)所示的冷缩式一体T形电缆连接器中，由于其没有设置适配器，从而随着电缆截面的增大，与之配套的压接端子的厚度相应变大。当电缆截面超过一定的范围后，由于压接端子厚度的增大，该发明中的T形连接器电缆连接内腔无法与电缆的电缆绝缘体405(例如电压等级为8.7/15kV电缆的绝缘厚度为4.5mm)和电缆外屏蔽406接触，进而无法提供对电缆的足够的绝缘强度。而在本发明中，由于设置有适配器，该适配器由弹性材料层构成并具有预定的厚度，例如9mm，其可以适于与截面范围更加宽广的电缆相配合。
通过采用上述“冷缩”工艺将适配器404连接到电缆409之后，电缆外屏蔽406与电缆绝缘体405的分界处应位于冷缩后的适配器404中部，从而可以更加有效地实现电缆与外部的横向绝缘。然后，把安装后的适配器404、电缆409和压接端子401的组合体一起插入T形连接器靴套1中的电缆连接空腔107中，以形成本发明中的T形连接器与电缆连接组合部件4。
另外，参见图4，在T形连接器靴套1的外部还设置有接地孔106。在一种实施例中，接地孔106与T形连接器靴套1的T形主绝缘套管102一体形成。螺栓连接组件403将接地孔106和接地线407连接起来，从而将接地线407与T形主绝缘套管102外部的外半导电屏蔽层101连接。
图5是本发明的T形连接器与电缆连接组合部件4与电器设备连接示意图。图中501为连接螺栓，502为螺纹连接空腔，503为连接螺母组件，504为绝缘塞，505为半导电屏蔽尾塞，506为电器设备连接组件。
电器设备连接组件506通过电器设备连接空腔104与T形主绝缘套管1的第一端(图5中的左端)相连接。绝缘塞504通过绝缘塞空腔103与T形主绝缘套管1的与第一端相对的第二端(例如图5中的右端)相连。在T形主绝缘套管1内，由电器设备连接组件506和绝缘塞504共同形成一螺纹连接空腔502。连接螺栓501和连接螺母组件503位于螺栓连接空腔502内。图4中的T形连接器与电缆连接组合部件的压接端子401通过螺纹连接组件固定在电器设备连接组件506上。在一种实施例中，螺纹连接组件包括：连接螺栓501，所述连接螺栓穿过压接端子401的所述另一端，其一端与所述外部电器设备连接部件506螺纹连接；以及连接螺母503，所述连接螺母用于将所述压接端子401紧固到所述外部电器设备连接部件506上。
绝缘塞504内部有嵌件5041和嵌件5042。嵌件5042嵌入到所述绝缘塞的第一端中(图5中的左端)，其内部带有螺纹孔，并与连接螺栓501的另一端螺纹配合，由此通过嵌件5042把绝缘塞504与连接螺栓501连接起来。嵌件5041嵌入到所述绝缘塞504中与第一端相对的第二端(图5中的右端)。安装绝缘塞504时，嵌件5041作为操作部件。操作者通过拧动嵌件5041，将绝缘塞504安装到T形主绝缘套管1的绝缘塞空腔103中。
半导电屏蔽尾塞505安装在绝缘塞504的嵌件5041上，并使绝缘塞504的嵌件5041与T形连接器靴套1的外半导电屏蔽层101连接。
另一方面，采用前述“冷缩”工艺将适配器404连接到电缆409。然后，把安装后的适配器404、电缆409和压接端子401的组合体一起插入T形连接器靴套1中的电缆连接空腔107中。由此，T形连接器与电缆连接组合部件4与电器设备连接组件506安装完成。
下面对本发明中采用的适配器的T形连接器的具体实施例进行详细说明：
实施例1
采用介电常数为30的硅橡胶制成前述单层结构的适配器，适配器厚度为9mm，采用绝缘强度大于22kV/mm的硅橡胶制成T形连接器，然后安装在电压等级为26/35kV的交联聚乙烯，截面积为185平方毫米的电缆上进行测试，测试结果如下：
工频耐压及局部放电测试：背景＜2pC
  117kV工频交流耐压  45kV
 试品1   30分钟，未击穿  ＜2pC
 试品2   30分钟，未击穿  ＜2pC
 试品3   30分钟，未击穿  ＜2pC
实施例2
采用介电常数为15的硅橡胶制成前述单层结构的适配器，适配器厚度为9mm，采用绝缘强度大于22kV/mm的硅橡胶制成T形连接器，然后安装在电压等级为12/20kV的交联聚乙烯，截面积为185平方毫米的电缆上进行测试，测试结果如下：
工频耐压及局部放电测试：背景＜1pC
  54kV工频交流耐压  21kV
 试品4   30分钟，未击穿  ＜1pC
 试品5   30分钟，未击穿  ＜1pC
 试品6   30分钟，未击穿  ＜1pC
实施例3
采用介电常数为7的硅橡胶制成前述单层结构的适配器，适配器厚度为9mm，采用绝缘强度大于22kV/mm的硅橡胶制成T形连接器，然后安装在电压等级为8.7/15kV的交联聚乙烯，截面积为185平方毫米的电缆上进行测试，测试结果如下：
工频耐压及局部放电测试：背景＜1pC
  39kV工频交流耐压   15kV
 试品7   30分钟，未击穿   0.75pC
 试品8   30分钟，未击穿   0.69pC
 试品9   30分钟，未击穿   0.81pC
从上述实施例可以看出，本发明通过采用具有应力控制性能的弹性材料层，解决了现有技术中适配器中必须嵌有应力控制层的两层加工工艺。具体地说，通过选择较小的介电常数值的材料制造适配器，既能解决电缆屏蔽末端场强集中的问题，也能较好的保持适配器的绝缘性能。相应地，本发明中的适配器的制造工艺简单，并且显著地降低了适配器的制造成本。同样地，本发明提供一种采用上述适配器的电缆连接器及一种电缆连接组件。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (19)

1.一种适于装配到电缆连接器的适配器，包括：
主体，所述主体呈空心管状且包括：
电缆连接空腔，其适于容纳插入其中的电缆；以及
电缆密封空腔，其用于通过密封剂在适配器和所述电缆之间形成密封，其中：
所述主体由弹性材料制成，并且
所述主体的介电常数在7-30之间。
2.根据权利要求1所述的适配器，其中：
所述主体的介电常数在7-15之间。
3.根据权利要求1所述的适配器，其中：
所述主体通过注射或模制成型。
4.根据权利要求1所述的适配器，其中：
所述主体由硅橡胶材料或三元乙丙橡胶构成。
5.根据权利要求1所述的适配器，其中：
所述主体由单层弹性材料制成。
6.一种电缆连接器，包括：
T形连接器靴套，所述靴套包括：
其由T形主绝缘体构成的T形主绝缘套管；
设置于T形主绝缘套管内并与T形主绝缘体连为一体的内半导电屏蔽层；以及
在T形主绝缘体外表面与之连为一体的外半导电屏蔽层；
安装到所述T形连接器靴套中的适配器，所述适配器包括呈空心管状的适配器主体，其中：
所述适配器主体由弹性材料制成，并且
所述适配器主体的介电常数在7-30之间。
7.根据权利要求6所述的电缆连接器，其中：
所述适配器主体的介电常数在7-15之间。
8.根据权利要求6所述的电缆连接器，其中所述适配器主体包括：
电缆连接空腔，其适于容纳插入其中的电缆；以及
电缆密封空腔，其用于通过密封剂在适配器和所述电缆之间形成密封。
9.根据权利要求6所述的电缆连接器，其中：
所述主体由硅橡胶材料或三元乙丙橡胶构成。
10.根据权利要求6所述的电缆连接器，其中：
所述适配器主体由单层弹性材料制成。
11.一种电缆连接器组件，包括：
T形连接器靴套，所述靴套包括其由T形主绝缘体构成的T形主绝缘套管，所述T形主绝缘套管呈空心结构，其包括：
位于所述T形主绝缘套管的第一端的电器设备连接空腔，所述电器设备连接空腔适于容纳外部电器设备连接部件；
位于与所述第一端相对的第二端的绝缘塞空腔，所述绝缘塞空腔适于容纳绝缘塞；以及
位于所述T形主绝缘套管的第三端的电缆连接空腔，所述电缆连接空腔适于容纳电缆；
压接端子，所述压接端子容纳于所述T形主绝缘套管内，其一端适于电连接所述电缆；
螺纹连接部件，所述螺纹连接部件电连接所述压接端子的另一端和所述外部电器设备连接部件；
安装到所述电缆连接空腔中并容纳所述电缆的适配器，所述适配器包括呈空心管状的适配器主体，其中：
所述适配器主体由弹性材料制成，并且
所述适配器主体的介电常数在7-30之间。
12.根据权利要求11所述的电缆连接器组件，其中：
所述适配器主体的介电常数在7-15之间。
13.根据权利要求11所述的电缆连接器组件，还包括：
外部电器设备连接部件，所述外部电器设备连接部件容纳于所述电器设备连接空腔中；以及
绝缘塞，所述绝缘塞容纳于所述绝缘塞空腔中。
14.根据权利要求13所述的电缆连接器组件，其中所述螺纹连接组件包括：
连接螺栓，所述连接螺栓穿过压接端子的所述另一端，其一端与所述外部电器设备连接部件螺纹连接；以及
连接螺母，所述连接螺母用于将所述压接端子紧固到所述外部电器设备连接部件上。
15.根据权利要求14所述的电缆连接器组件，其还包括：
第一嵌入件，所述第一嵌入件嵌入到所述绝缘塞的第一端中并且与所述连接螺栓的另一端螺纹连接；
第二嵌入件，所述第二嵌入件嵌入到所述绝缘塞中与第一端相对的第二端。
16.根据权利要求15所述的电缆连接器组件，其中所述T形连接器靴套还包括：
设置于T形主绝缘套管内并与所述T形主绝缘体连为一体的内半导电屏蔽层；以及
在所述T形主绝缘体外表面与之连为一体的外半导电屏蔽层。
17.根据权利要求16所述的电缆连接器组件，还包括：
半导电屏蔽尾塞，所述半导电屏蔽尾塞安装到所述绝缘塞中的第二嵌入件上，并且连接所述第二嵌入件和T形连接器靴套的外半导电屏蔽层。
18.根据权利要求11所述的电缆连接器组件，其中：
所述T形主绝缘套管还包括一体设置于其上的接地孔，所述接地孔通过螺栓连接组件连接到接地线。
19.根据权利要求11所述的电缆连接器组件，其中：
所述适配器主体由单层弹性材料制成。
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