CN101388536B - 连接器靴套和具有该连接器靴套的电缆连接器组件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于电缆连接器组件中的连接器靴套，所述连接器靴套包括：T形主绝缘套管；设置于T形主绝缘套管内并与T形主绝缘套管连为一体的内半导电屏蔽层；以及在T形主绝缘套管外表面与之连为一体的外半导电屏蔽层。所述T形主绝缘套管基本上由弹性绝缘材料制成，所述弹性绝缘材料的介电常数在大约5至大约15之间。另外公开了一种具有连接器靴套的电缆连接器组件。

Description

连接器靴套和具有该连接器靴套的电缆连接器组件

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，涉及一种连接器靴套和具有该连接器靴套的电缆连接器组件。更具体地说，涉及一种电力电缆T形插拔式可分离连接器组件。

背景技术

随着电力网的发展和进一步扩充，更加希望将部分电缆系统设置在地下，对中压(即，大约6至大约24kV的范围内)电力电缆的需求快速增长。与此同时，对与中压电缆相关的电力电缆附件产品的需求也相应地增加。

T形插拔式电缆连接器组件(以下简称T形连接器组件)就是这样一种电力电缆附件。T形连接器组件包括T形连接器靴套。该T形连接器靴套一般包括三层结构，即：T形主绝缘套管，设置于T形主绝缘套管内并与T形主绝缘套管连为一体的内半导电屏蔽层，以及在T形主绝缘外表面与之连为一体的外半导电外屏蔽罩。为了控制电缆屏蔽断口的电场分布，安装使用时需要在连接器靴套内连接一个内部嵌有应力控制层的适配器。这种带有适配器的连接器靴套，生产工艺复杂，生产成本高。而且，特定型号的连接器靴套必须与具有相应的特定电缆截面的电缆一起使用。因此，连接器靴套的通用性不高，安装电缆时需要费很大力气。

例如，在欧盟专利申请公开文件EP911936(A1)中揭示了一种T形电缆连接器组件，该专利文件中的T形连接器靴套的主绝缘套管内部嵌入应力控制锥，以进行电缆屏蔽断口的应力控制。连接器靴套必须与电缆截面对应或匹配。连接器靴套的通用性差，电缆不易安装到连接器靴套中。

在美国专利申请公开文件US20050227522(A1)中揭示了一种冷缩式T形电缆连接器组件。该申请中采用冷缩工艺，解决了难以将电缆安装到连接器靴套中的问题，但该申请以外屏蔽层作为电缆屏蔽断口的应力控制层，因此，外屏蔽层在设计时必定为锥形或喇叭形，加工制作工艺复杂，废品率较高。上述专利所揭示的T形电缆连接器组件虽然至少在一定程度上解决了伴随电缆安装的困难，但具有其他一些缺点。

发明内容

因此，希望设计一种新型的T形电缆连接器组件，其能解决安装困难，制造工艺简单，适用电缆截面范围更广。

根据本发明的一个方面，提供一种适用于电缆连接器组件的连接器靴套，所述连接器靴套包括：T形主绝缘套管；设置于T形主绝缘套管内并与T形主绝缘套管连为一体的内半导电屏蔽层；以及在T形主绝缘套管外表面与之连为一体的外半导电屏蔽层，其中，所述T形主绝缘套管由弹性绝缘材料制成，所述弹性绝缘材料的介电常数在从大约5到大约15的范围内。

利用本发明的适用于电缆连接器组件的连接器靴套，由于连接器靴套中的T形主绝缘套管由弹性材料制成，因此，可以采用冷缩技术安装电缆。同时，由于T形主绝缘套管具有弹性，因此，在与电缆连接时可以适用于具有不同的和改变的尺寸的电缆截面。

本发明的另一个方面提供一种电缆连接器组件，用于将结合在压接端子一端上的电缆与外部电器设备电连接。所述电缆连接器组件大致包括：如上述实施方式所述的连接器靴套，其中，所述连接器靴套呈T形套管形状，包括：(a)位于T形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；(b)位于所述T形套管的与所述第一端垂直的第二端的压接端子空腔和电缆连接空腔，所述压接端子空腔和电缆连接空腔相连，所述压接端子空腔适于容纳压接端子，所述电缆连接空腔适于容纳电缆；以及(c)连接组件，所述连接组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。

附图说明

图1是本发明的一个实施例的T形连接器靴套的结构的示意图；

图2是本发明的T形连接器靴套放入支撑芯绳后的结构示意图；

图3是本发明的T形连接器靴套与电缆连接的结构示意图；以及

图4是根据本发明的一个实施例的T形电缆连接器组件与电缆和外部电器设备连接的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。在各个图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。需要指出的是，以下对实施例的描述是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本发明也可以以其它的方式实施。

图1是本发明的T形连接器靴套1中各组成部分示意图，根据本发明的T形连接器靴套包括外半导电屏蔽层101、T形主绝缘套管102、绝缘塞空腔103、电器设备连接空腔104、内半导电屏蔽层105、接地孔106、压接端子空腔107、电缆连接空腔108。如图1所示，绝缘塞空腔103，电器设备连接空腔104，电缆连接空腔108和压接端子空腔107构成了T形连接器靴套内部T形空腔。

更详细地，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，所述T形主绝缘套管102包括水平延伸部分(图1中的左右方向)和从水平延伸部分的中部向下延伸的垂直延伸部分(图1中的上、下方向)，其内部限定一个T形的空腔，包括水平空腔部分和垂直空腔部分；外半导电屏蔽层101，所述外半导电屏蔽层101设置在T形主绝缘套管102的外表面并覆盖T形主绝缘套管102的整个外表面；以及内半导电屏蔽层105，所述内半导电屏蔽层105设置于T形主绝缘套管102内并与T形主绝缘套管102结合在一起，所述内半导电屏蔽层105在垂直方向上从T形主绝缘套管102的垂直空腔部分的中部延伸到水平空腔部分的顶部，其长度小于所述T形主绝缘套管102的垂直长度。

例如，本发明的连接器靴套1可以采用注射或压模工艺来制造。具体而言，T形连接器靴套的三层结构的制作过程如下：首先通过模压或注射的方式制成内半导电屏蔽层105，然后把主绝缘套管材料模压或注射成型在内半导电屏蔽层105上，最后把外半导电屏蔽层材料模压或注射成型在主绝缘套管上来形成外半导电屏蔽层101。在上述制作过程中，可选择地，外半导电屏蔽层101的制造可通过将外半导电屏蔽层材料涂敷在主绝缘套管上来进行。

可选择地，本发明的T形连接器靴套可采用如下方式制造：先分别通过模压或注射的方式做成内半导电屏蔽层105和外半导电屏蔽层101，然后把主绝缘套管材料注射成型在内、外半导电屏蔽层之间。

本发明的T形连接器靴套的制作过程中，外半导电屏蔽层可通过将外半导电屏蔽层材料涂敷在主绝缘套管上来形成。与之相比，美国专利申请公开文件US20050227522(A1)的T形连接器靴套的设计采用外半导电屏蔽层作为应力控制层。该层必须与电缆的屏蔽断口搭接，外半导电屏蔽层的尾部必须长于主绝缘套管。因此，外半导电屏蔽层只能采用模压或注射的方式形成，而不能通过涂敷来形成。相反，本发明的T形连接器靴套在制作时可以选择简单的涂敷工艺。从而，可减少模具数量，简化T形连接器靴套的制作工艺，提高产出率。

如图1所示，所述T形主绝缘套管102的水平空腔部分的一端是电器设备连接空腔104，可安装电器设备；另一端是绝缘塞空腔103，可安装绝缘塞。所述垂直空腔部分包括压接接端子空腔107和电缆连接空腔108。压接端子空腔107与水平空腔部分相连接，用于容纳压接端子，所述压接端子用于电连接外部电器设备和电缆。电缆连接空腔108位于压接端子空腔107的下部并与之相连接，用于容纳电力电缆。

T形主绝缘套管102优选采用介电常数在大约5至大约15的范围内的弹性绝缘材料制成。根据本发明的一个实施例，所述弹性绝缘材料包括硅橡胶或三元乙丙橡胶。然而，本发明并不局限于采用这些特定的材料。用于主绝缘套管的弹性绝缘材料可以是针对预期的应用满足期望的一组物理特性的任何材料，所述物理特性优选包括上述的介电常数值范围。例如，通过采用具有上述介电常数值的弹性绝缘材料制作T形主绝缘套管，T形主绝缘套管可以满足工频耐压及局部放电特性方面的相关使用要求。并且，该T形主绝缘套管也能够在保证绝缘性能的前提下，很好地解决电力电缆末端的电场集中问题，并且显示良好的应力控制效果。因此，本发明的连接器靴套可以不必另外设置单独的适配器或应力控制层。在本发明的一个优选实施例中，T形主绝缘套管102的介电常数在大约5到大约10的范围内，可以获得更好的应力控制和绝缘性能。更优选地，T形主绝缘套管102的介电常数可以设置为近似为7。根据本发明，可以不必设置适配器和应力控制层，因而简化了生产工艺和制造、安装步骤。同时，节约了生产成本，提高了生产效率。

当本发明的连接器靴套1由弹性材料如硅橡胶或三元乙丙橡胶制作时，可以采用冷缩工艺进行连接器靴套1与电缆的连接。简言之，可以大致按如下方式应用冷缩工艺：在与电缆连接之前，T形连接器靴套可以被预先扩张在支撑芯绳上；然后，在安装电缆时，电缆可被插入支撑芯绳的电缆插入空腔中；接着，支撑芯绳可从T形连接器靴套中抽出，电缆则留在连接器靴套中。在支撑芯绳被抽出后，T形连接器靴套依靠自身的弹性自动收缩，并以保持的径向压紧力夹紧电缆，从而完成电缆与连接器靴套的连接。

图2是本发明的T形连接器靴套1放入支撑芯绳201后形成的组合体2的示意图。图中支撑芯绳201为具有预定刚性的空心结构。如图2所示，支撑芯绳201插入在T形连接器靴套1的电缆连接空腔108中，长度比电缆连接空腔108要长，因而其末端从电缆连接空腔108中伸出；支撑芯绳201围成电缆插入空腔202，该电缆插入空腔202的内径大于电缆的外径，以便于电缆的插入；在支撑芯绳201的一端形成芯绳抽出端203，该芯绳抽出端具有足够的长度，以便在将电缆安装到处于撑开状态的连接器靴套1中后，操作者可以方便地拉住芯绳抽出端203，将支撑芯绳201从T形连接器靴套1中抽出。

图3是本发明的T形连接器靴套1和与电缆的组合体3的结构示意图，其中电缆结合到压接端子301中。压接端子301容纳于压接端子空腔107中，比内半导电屏蔽层105的长度短。压接端子301内部为深孔，用于容纳电缆导体302。电缆导体302的长度比压接端子301内部的孔的深度要长，因而安装后电缆导体302露出到压接端子301以外。电缆导体302的外径要比压接端子301的孔径要小，以便于将压接端子301安装在电缆导体302上。电缆308从最内层到最外层依次具有电缆导体302、电缆绝缘层303、电缆外屏蔽层304和电缆铜屏蔽层307。电缆绝缘层303的外径要比未撑开的T形连接器靴套的电缆连接空腔108的内径大，以便在安装电缆后，连接器靴套能够和电缆保持紧密地接触。

可参照图2和图3来说明本发明的连接器靴套1与电缆的连接过程。在工厂生产时，将注射或压模成型的T形连接器靴套1扩张在支撑芯绳201上，形成如图2所示的T形连接器靴套1和支撑芯绳201的组合体2。当需要连接电缆时，首先，如图3所示，电缆308的各个构成层可被依次剥离，以分别露出电缆导体302、电缆绝缘层303、电缆外屏蔽层304和铜屏蔽层307。接着，将电缆导体302插入到压接端子301的内部深孔中并进行压接。然后，把电缆308和压接端子301的组合体一起插入如图2所示的支撑芯绳201的电缆插入空腔202中。然后，在固定好电缆后，通过拉动芯绳抽出端203，将支撑芯绳201从T形连接器靴套1中抽出。此时，由于连接器靴套1由弹性材料制成，其依靠自身的弹性自动收缩，并以保持的径向压紧力贴合在电缆上，从而使连接器靴套与电缆紧密配合。并且，一种型号的连接器靴套可以覆盖几种电缆截面尺寸。

如图3所示，安装后电缆外屏蔽层304与电缆绝缘层303的分界处应位于T形连接器靴套的电缆连接空腔108的大致中部或中部附近。如图3所示，螺纹连接组件305把接地孔106和接地线306连接起来，从而把接地线306与外半导电屏蔽层101连接。

图4是根据本发明的一个实施例的T型电缆连接器组件与电缆和外部电器设备连接所形成的组合体4的结构示意图。如图4所示，本发明的电缆连接器组件包括如图1所示的T型连接器靴套1。本发明的电缆连接器组件还可包括由连接螺栓401和连接螺母403构成的螺纹连接组件。此外，电缆连接器组件也可以包括绝缘塞404、分别嵌入绝缘塞404两端中的第一嵌件407和第二嵌件408和以及半导电屏蔽尾塞405。

如图4所示，由电器设备连接部件406和绝缘塞404共同限定螺栓连接空腔402。连接螺栓401和连接螺母403位于螺栓连接空腔402内，用于将压接端子301的一端与外部电器设备连接部件406相连接。本发明不限于此，也可以采用其它的连接方式来连接压接端子和外部电器设备连接部件。压接端子301的另一端连接电缆308。绝缘塞404内部设有第一嵌件407和第二嵌件408。电器设备连接部件406安装在T形主绝缘套管1的电器设备连接空腔104中。绝缘塞404安装在T形主绝缘套管1的绝缘塞空腔103中。

可参照图4说明本发明的T形电缆连接器组件与电器设备连接的过程。

在将T形连接器靴套1与电缆的组合体3连接至电器设备时，首先通过连接螺栓401和连接螺母403构成的螺纹连接组件将压接端子301固定在电器设备连接部件406上。具体而言，首先将连接螺栓401穿过压接端子301的与电缆连接的一端相对的另一端；接着，将连接螺栓401的穿过压接端子301的一端与所述外部电器设备连接部件406螺纹连接；然后，将连接螺栓401的另一端与连接螺母403连接，从而将压接端子301紧固到外部电器设备连接部件406上。

在通过螺纹连接组件将压接端子301固定在电器设备连接部件406上之后，通过第一嵌件407把绝缘塞404与连接螺栓401连接起来。第一嵌件407嵌入到绝缘塞404的第一端中(图4中的左端)，其内部带有螺纹孔，并与连接螺栓401的另一端配合。从而，绝缘塞404与连接螺栓401可连接在一起。第二嵌件408嵌入到绝缘塞404的第二端中(图4中的右端)，在安装绝缘塞404时作为操作部件，即操作者通过拧动第二嵌件408，将绝缘塞404安装到T形主绝缘套管1的绝缘塞空腔103中。

在安装好绝缘塞404后，将半导电屏蔽尾塞405安装在绝缘塞404的第二嵌件408上，并把绝缘塞404的第二嵌件408与外半导电屏蔽层101连接。至此本发明的T形电缆连接器组件与电器设备的安装完成。

本发明的T形电力电缆连接器组件中的T形连接器靴套可采用冷缩工艺。T形连接器靴套中主绝缘套管可由弹性材料制作而成，制作过程中注射或压制在内半导电屏蔽罩上。特别是，该弹性材料的介电常数值可以在大约5到大约15的范围内，可以有效地改善6-24kV电力电缆屏蔽末端的电场集中的问题，解决了现有T形连接器主绝缘套管中需要嵌入应力控制材料的问题。同时，本发明的T形电缆连接器靴套也解决了T形连接器靴套外屏蔽层做成锥形或喇叭形的复杂的加工工艺问题。

例子

以下列出了具有不同介电常数的T形主绝缘套管的工频耐压及局部放电测试的结果。

测试1

制备T型连接器靴套，其中，采用介电常数为大约为5的硅橡胶制成T型主绝缘套管，厚度为12mm。该T型连接器靴套安装在由交联聚乙烯制成的、电压等级为8.7/15kV、截面积大约为185平方毫米的电缆上。测试背景(环境干扰)＜1pC。样品测试结果如表1所示：

样品	39kV工频交流耐压	15kV
			1	30分钟，未击穿	＜1pC
2	30分钟，未击穿	＜1pC
			3	30分钟，未击穿	＜1pC

测试2

制备T型连接器靴套，其中，采用介电常数大约为7的硅橡胶制成T型主绝缘套管，厚度为12mm。将该T型连接器靴套安装在由交联聚乙烯制成的、电压等级为8.7/15kV、截面积为185平方毫米的电缆上。测试背景(环境干扰)＜1pC。样品测试结果如下表2所示：

样品	39kV工频交流耐压	15kV
			4	30分钟，未击穿	＜1pC
5	30分钟，未击穿	＜1pC
			6	30分钟，未击穿	＜1pC

测试3

制备T型连接器靴套，其中，采用介电常数为大约为15的硅橡胶制成T型主绝缘套管，厚度为12mm；然后将该T型连接器靴套安装在由交联聚乙烯制成的、电压等级为12/20kV、截面积为185平方毫米的电缆上。测试背景(环境干扰)＜1pC。样品测试结果如下表3所示：

样品	54kV工频交流耐压	24kV
			7	30分钟，未击穿	＜1pC
8	30分钟，未击穿	＜1pC
			9	30分钟，未击穿	＜1pC

从上述例子可以看出，所有示例T形连接器靴套均能满足工频耐压及局部放电特性方面的相关要求。

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 (12)

1.一种适用于电缆连接器组件中的连接器靴套,所述连接器靴套包括：

T形主绝缘套管；

设置于T形主绝缘套管内并与T形主绝缘套管结合在一起的内半导电屏蔽层；以及

覆盖在T形主绝缘套管外表面上并与T形主绝缘套管结合在一起的外半导电屏蔽层,

其中,所述T形主绝缘套管全部由弹性绝缘材料制成，所述弹性绝缘材料的介电常数在大约5到大约15的范围内，使得所述连接器靴套为6-24kV电缆提供电应力控制，而不必设置单独的适配器、应力控制层或外半导电屏蔽层的锥形或喇叭形的形状。

2.根据权利要求1所述的连接器靴套，其中：

所述的介电常数在大约5到大约10的范围内。

3.根据权利要求1所述的连接器靴套，其中：

所述的介电常数为近似于7。

4.根据权利要求1所述的连接器靴套，其中：

所述主绝缘套管通过注射或压模成形制成。

5.根据权利要求1－4中任一项所述的连接器靴套，其中：

所述主绝缘套管由硅橡胶材料或三元乙丙橡胶制成。

6.根据权利要求1－5中任一项所述的连接器靴套，还包括：

支撑芯绳，所述支撑芯绳适于从内部将连接器靴套的电缆连接空腔的末端撑开，以便插入电缆，并且，所述支撑芯绳适于在电缆连接后从连接器靴套的电缆连接空腔中被抽掉。

7.一种电缆连接器组件，用于将结合在压接端子一端上的电缆与外部电器设备电连接，包括：

如上述权利要求1－6中的任一项所述的连接器靴套,所述连接器靴套呈T形套管形状，其包括：

位于T形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；

位于所述T形套管的第二端的压接端子空腔和电缆连接空腔，所述压接端子空腔和电缆连接空腔相连，所述压接端子空腔适于容纳压接端子，所述电缆连接空腔适于容纳电缆；以及

连接组件，所述连接组件电连接所述压接端子的相对端和所述外部电器设备连接组件。

8.根据权利要求7所述的电缆连接器组件，还包括：

位于T形套管的与所述第一端相对的第三端的绝缘塞空腔，

绝缘塞，所述绝缘塞容纳于所述绝缘塞空腔中。

9.根据权利要求8所述的电缆连接器组件，其中所述连接组件包括：

连接螺栓，所述连接螺栓穿过压接端子的所述相对端，其中，所述连接螺栓的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。

10.根据权利要求9所述的电缆连接器组件，其还包括：

第一嵌件，所述第一嵌件嵌入到所述绝缘塞的第一端中并且与所述连接螺栓的相对端螺纹连接；

第二嵌件，所述第二嵌件嵌入到所述绝缘塞的与所述第一端相对的第二端中。

11.根据权利要求10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件上，并且连接所述第二嵌件和T形连接器靴套的外半导电屏蔽层。

12.根据权利要求7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，所述接地孔通过螺纹连接组件连接到接地线。 

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