CN102570072A

CN102570072A - 电缆端接器组件

Info

Publication number: CN102570072A
Application number: CN2011104061617A
Authority: CN
Inventors: 霍华德·埃利奥特
Original assignee: Future Technology Sensors Ltd
Current assignee: Future Technology Sensors Ltd
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2011-12-05
Publication date: 2012-07-11
Also published as: US20120138361A1; EP2461430A1; JP2012119321A

Abstract

本发明涉及一种可与传输电缆一起使用的电缆端接器组件1，所述传输电缆是例如同轴电缆或三轴电缆。这种传输电缆可具有内导体22和外导体或护套24。所述电缆端接器组件包括导电内定位体或插销8，所述导电内定位体或插销8包括用于容纳内导体22的通道14。所述通道14钎接至内导体22以提供电气连接和密封。导电外主体2适合钎接至外导体24以供接地和密封。电绝缘材料(例如陶瓷)的中间衬垫体位于内定位体8和外主体2之间。

Description

电缆端接器组件

技术领域

本发明涉及电缆端接器组件，特别是涉及可用于提供与电力电缆的稳固和可靠端接的电缆端接器组件，所述电力电缆例如是传统的同轴电缆或三轴电缆。在一种可能的设置中，电缆端接器组件被构造为使其尤其适合在高温操作环境中使用。

背景技术

传统的同轴电缆包括由管状护套形式的外导体包围的内导体或中芯。内导体和外导体被绝缘层隔开。传统的三轴电缆包括通过绝缘层而与内导体和外导体隔开的额外的管状中间导体。

通常需要给同轴电缆和三轴电缆提供可靠的端接元件，非必须地，所述端接元件可使电缆能够容易地连接至外部装置。

发明内容

本发明提供一种与电缆一起使用的改进的电缆端接器组件，所述电缆具有第一导体(例如，同轴电缆或三轴电缆的内导体或中芯)和第二导体(例如，同轴电缆或三轴电缆的外导体或管状护套、或三轴电缆的中间导体)，所述电缆端接器组件包括：导电内定位体，所述导电内定位体具有用于容纳所述电缆的所述第一导体的通道；导电外主体，所述导电外主体适合固定到所述第二导体；以及电绝缘中间衬垫体(即，至少部分由电介质或非导电材料形成)，所述电绝缘中间衬垫体位于所述内定位体和外主体之间。

如将在下文更详细描述的，所述电缆端接器组件给电缆末端提供密封并支撑电缆导体。

内定位体的末端优选地适合容纳在凹槽中，所述凹槽设置在外部装置或连接器中，所述外部装置或连接器例如是传感器组件或另一个具有相应啮合特征的电缆组件。换句话说，所述末端的尺寸和形状可配置为使电缆端接器组件能够容易地连接到外部装置或连接器。这在高温应用中尤其重要，在所述高温应用中，高温电缆可能会连接到在低温区中操作的另一种类型的电缆。因此，所述电缆端接器组件可以以提高性能和降低成本的方式使不同类型的电缆互相连接。所述电缆端接器组件可通过任何合适的方式可拆卸地或永久地固定到外部装置或连接器，最好因此提供可靠的电气连接。例如，内定位体的末端部分可焊接或钎接至外部装置或连接器，或者可通过合适的啮合特征、或通过在内定位体或外主体上设置的螺纹以及在外部装置或连接器上设置的相应螺纹，来连接所述电缆端接器组件。

在传感器组件的情形中，与传感器组件面接的电缆的末端通常被剪成特定尺寸，而暴露的电缆导体通过传统的焊接或钎接处理连接到合适的传感器连接器。这意味着如果传感器组件是非密封的，那么湿气会通过传感器组件进入电缆，导致可能发生传感器组件的刻度偏移以及相应的性能下降。因此，通过提供密封，电缆端接器组件由于消除了因湿气进入而导致的刻度偏移而使传感器性能达到最优。大部分矿物绝缘电缆都易吸收湿气，因此已剪成特定长度的电缆在连接到传感器组件之前将会快速地吸收湿气，除非将所述电缆储存在合适的环境中。通过在将电缆剪成特定长度时立即将所述电缆连接到所述电缆端接器组件，便可在将所述电缆连接到传感器组件前，将所述电缆存放在标准的环境条件中。所述密封还防止了在相对低的温度中，因氧化造成的电缆导体之间的隔离电阻损坏引起刻度偏移。电缆导体的这种氧化最终会导致完全破坏电缆的电气性质。

所述电缆端接器组件支撑电缆导体，并使振动和/或热膨胀导致的损坏或故障的风险降到最低。

优选地，所述电缆端接器组件的构造确保在使用中可能会分开的任何电缆绝缘体能够留在电缆或电缆组件中，并且不会进入传感器组件。

中间衬垫体可大体上呈圆柱形，并且具有固定到内定位体的内表面和固定到外主体的外表面。中间衬垫体在内定位体和外主体之间提供绝缘层，所述绝缘层可基本上与在电缆导体之间设置的绝缘层相同。

所述电缆端接器组件可具有能够与同轴电缆或三轴电缆一起使用的同轴构造。在所述同轴构造中，内导体或中芯容纳在内定位体的通道中，并且外主体固定到外导体或管状护套以供接地。在所述电缆端接器组件连接到三轴电缆的情形中，中间导体通常与中间衬垫体邻接，而且在中间导体和所述电缆端接器组件之间无电气连接。

由于上述原因，优选地，通过例如密封焊接或钎接，将外主体固定到外导体以提供密封，并且将内定位体固定到内导体以提供密封。实际上，可通过在内定位体末端或末端周围的点焊或钎接，将所述内定位体固定到内导体。

或者，所述电缆端接器组件可具有能够与三轴电缆一起使用的三轴构造。在这种构造中，所述电缆端接器组件优选地还包括导电第二外主体和第二电绝缘中间衬垫体，所述导电第二外主体适合固定到电缆的第三导体(例如，三轴电缆的外导体或管状护套)，所述第二电绝缘中间衬垫体位于第二外主体和外主体之间。第二中间衬垫体可大体上呈圆柱形，并且具有固定到所述外主体的内表面和固定到所述第二外主体的外表面。第二中间衬垫体在外主体和第二外主体之间提供绝缘层。所述外主体可具有第一部分和第二部分，所述第一部分置于中间衬垫体的径向外侧，所述第二部分置于第二中间衬垫体的径向内侧，从而形成紧凑的构造。

在所述三轴构造中，内导体或中芯容纳在内定位体的通道中，外主体固定到中间导体，并且第二外主体固定到外导体或管状护套以供接地。

由于上述原因，优选地，通过例如密封焊接或钎接，将第二外主体固定到外导体以提供密封，将外主体固定到中间导体以提供密封，并且将内定位体固定到内导体以提供密封。同样，实际上，可通过在内定位体末端或末端周围的点焊或钎接，将所述内定位体固定到内导体。

根据电缆的类型和想要的操作条件，所述电缆端接器组件可由任何合适的材料形成。例如，导电的部件可由金属或金属合金(例如，由Carpenter技术公司提供的含铁镍钴合金

所述合金具有与氧化铝陶瓷匹配的膨胀性，并且适合于低于约500℃的想要的操作温度，或者是适合于更高操作温度的合适的抗氧化高温合金)或导电陶瓷材料制成。电绝缘的部件可由陶瓷材料制成，例如氧化铝或氮化硅或塑料材料。利用传统的钎接技术固定到一起的金属和陶瓷部件的构造预计能够在高达800℃的温度下操作，但是对于其他构造来说，还能够实现更高的温度。

用于将部件固定或粘合到一起的方法取决于使用的材料类型。例如，金属或金属合金以及陶瓷部件可钎接或焊接到一起，但对于低温操作，则可利用传统的粘合剂或导电粘合剂。容易领会，可利用任何合适的将部件固定到一起的方法或工艺。同理，可利用任何合适的方法或工艺以将电缆端接器组件固定到电缆导体。

虽然所述电缆端接器组件通常与具有传统构造的同轴电缆或三轴电缆一起使用，但是容易领会，所述电缆端接器组件也可与具有任何相容的导体构造的其它类型的电缆一起使用。电缆端接器组件可用于密封电缆的一端或两端。如果仅使用一个电缆端接器组件，那么电缆的另一端可非必须地密封到不同类型的连接器。

附图说明

图1是根据本发明的同轴电缆端接器组件的完整截面图；

图2是示出图1的同轴电缆端接器组件是如何连接至同轴电缆的截面图；

图3是示出图1的同轴电缆端接器组件是如何连接至三轴电缆的截面图；

图4是根据本发明的三轴电缆端接器组件的完整截面图；以及

图5是示出图4的三轴电缆端接器组件是如何连接至三轴电缆的截面图。

具体实施方式

将仅通过举例的方式和参照附图来描述本发明的实施例。

参照图1，具有同轴构造的电缆端接器组件1包括大体上呈圆柱形的金属外主体2。圆柱形的陶瓷衬垫或衬套4钎接至外主体2的内表面的前部。如在下文更详细描述的，外主体2的后部限定了用于容纳同轴电缆或三轴电缆的开口凹槽6。定位体或插销8钎接在陶瓷衬垫4的内部，并包括径向延伸的法兰10，所述法兰10与陶瓷衬垫4的环状末端表面邻接。法兰10使得定位体8在钎接期间实现自夹装(self-jigging)，并且法兰10还为传感器或电缆组件提供分界面特征，以解决焊接问题。定位体8的前端部分12适合容纳在凹槽(未图示)中，所述凹槽设置在在传感器组件(未图示)中，所述传感器组件例如是可在高操作温度中用以测量与静止或移动的物体之间的距离的传感器，所述传感器组件通常用于测量汽轮机叶片的端部与周围铸件之间的间隙。当电缆端接器组件1连接至传感器组件(未图示)时，在电缆的内导体和传感器组件之间直接进行电气连接，或通过导电定位体8进行电气连接。

如图2所示，同轴电缆端接器组件1可用于端接同轴电缆20。同轴电缆包括内导体或中芯22以及管状护套形式的外导体24。内导体和外导体被绝缘层26隔开。外主体2钎接至外导体24以供接地和密封，所述密封防止湿气进入凹槽6。内导体22穿过定位体8中的通道14。定位体8的前端部分12焊接或钎接至内导体22以提供电气连接和密封，所述密封防止湿气进入通道14。由传感器组件(未图示)提供的电信号沿着内导体22传送。

如图3所示，同轴电缆端接器组件1也可用于端接三轴电缆30。三轴电缆包括内导体或中芯32、管状护套形式的外导体34、以及中间导体36。内导体和中间导体被第一绝缘层38隔开，而中间导体和外导体被第二绝缘层40隔开。外主体2钎接至外导体34以供接地和密封，所述密封防止湿气进入凹槽6。内导体32穿过定位体8中的通道14。定位体8的前端部分12焊接或钎接至内导体32以提供电气连接和密封，所述密封防止湿气进入通道14。不存在与中间导体36的电气连接。在定位体8的后部设置凹槽16，以帮助焊接或钎接处理，并且避免中间导体36与定位体的背面接触。

参照图4，具有三轴构造的另一种电缆端接器组件100包括大体上呈圆柱形的金属后部外主体102。圆柱形的后部陶瓷衬垫或衬套104钎接至后部外主体102的内表面的前部。如在下文更详细描述的，后部外主体102的后部限定了用于容纳三轴电缆30的开口凹槽106。前部外主体108具有阶梯形轮廓，所述阶梯形轮廓具有前部108a和后部108b，所述后部108b限定了用于容纳三轴电缆30的中间导体36的窄凹槽。后部108b钎接在后部陶瓷衬垫104内。圆柱形前部陶瓷衬垫或衬套110钎接在前部外主体108的前部108a内。定位体或插销112钎接在前部陶瓷衬垫110内，并包括径向延伸的法兰114，所述法兰114与前部陶瓷衬垫的环状末端表面邻接。法兰114使得定位体112在钎接期间实现自夹装，并且法兰114还为传感器或电缆组件提供分界面特征，以解决焊接问题。定位体112的前端部分116适合容纳在凹槽(未图示)内，所述凹槽设置在传感器组件(未图示)中。

如图5所示，三轴电缆端接器组件100也可用于端接三轴电缆30。后部外主体102钎接至外导体34以供接地和密封，所述密封防止湿气进入凹槽106。内导体32穿过定位体112中的通道118。定位体112的前端部分116钎接至内导体32以提供电气连接和密封，所述密封防止湿气进入通道118。前部外主体的后部108b焊接或钎接至中间导体36。在定位体112的后部设置凹槽120，以帮助焊接或钎接处理，并且避免中间导体36与定位体的背面接触。

Claims

1.一种与电缆一起使用的电缆端接器组件，所述电缆具有第一导体和第二导体，所述电缆端接器组件包括：

导电内定位体，所述导电内定位体具有用于容纳所述电缆的所述第一导体的通道；

第一导电外主体，所述第一导电外主体适合于固定到所述第二导体；以及

第一电绝缘中间衬垫体，所述第一电绝缘中间衬垫体位于所述内定位体和第一外主体之间。

2.如权利要求1所述的电缆端接器组件，其中所述中间衬垫体大体上呈圆柱形，并且具有固定到所述内定位体的内表面和固定到所述第一外主体的外表面。

3.如权利要求1所述的电缆端接器组件，其中所述内定位体包括末端部分，所述末端部分适合容纳于在外部装置中设置的凹槽。

4.如权利要求1所述的电缆端接器组件，还包括第二导电外主体和第二电绝缘中间衬垫体，所述第二导电外主体适合于固定到所述电缆的第三导体，所述第二电绝缘中间衬垫体位于所述第二外主体和所述第一外主体之间。

5.如权利要求4所述的电缆端接器组件，其中所述第二中间衬垫体大体上呈圆柱形，并且具有固定到所述第一外主体的内表面和固定到所述第二外主体的外表面。

6.同轴电缆和电缆端接器组件的组合件：

所述同轴电缆具有内导体和外导体；

所述电缆端接器组件包括：

导电内定位体，所述导电内定位体具有用于容纳电缆的第一导体的通道；

导电外主体，所述导电外主体适合于固定到第二导体；以及

电绝缘中间衬垫体，所述电绝缘中间衬垫体位于所述内定位体和所述外主体之间；

其中所述内导体容纳在所述内定位体的通道中，所述外主体固定到所述外导体。

7.如权利要求6所述的组合件，其中所述外主体固定到所述外导体以提供密封。

8.如权利要求6所述的组合件，其中至少所述内定位体的末端部分固定到所述内导体以提供密封。

9.如权利要求6所述的组合件，其中所述电缆端接器组件通过焊接或钎接固定到电缆导体。

10.三轴电缆和电缆端接器组件的组合件：

所述三轴电缆具有内导体、外导体以及中间导体；

所述电缆端接器组件包括：

第一导电外主体，所述第一导电外主体适合固定到第二导体；以及

第一电绝缘中间衬垫体，所述第一电绝缘中间衬垫体位于内定位体和第一外主体之间；

其中所述内导体容纳在所述内定位体的通道中，所述第一外主体固定到所述外导体。

11.如权利要求10所述的组合件，其中所述第一外主体固定到所述外导体以提供密封。

12.如权利要求10所述的组合件，其中至少所述内定位体的末端部分固定到所述内导体以提供密封。

13.如权利要求10所述的组合件，其中所述电缆端接器组件通过焊接或钎接固定到电缆导体。

14.三轴电缆和电缆端接器组件的组合件：

所述三轴电缆具有内导体、外导体以及中间导体；

所述电缆端接器组件包括：

第一导电外主体，所述第一导电外主体适合固定到第二导体；

第二导电外主体，第二导电外主体适合固定到电缆的第三导体；以及

第二电绝缘中间衬垫体，所述第二电绝缘中间衬垫体位于第二外主体和第一外主体之间；

其中所述内导体容纳在所述内定位体的通道中，所述第一外主体固定到所述中间导体，所述第二外主体固定到所述外导体。

15.如权利要求14所述的组合件，其中第二中间衬垫体大体上呈圆柱形，并且具有固定到所述第一外主体的内表面和固定到所述第二外主体的外表面。

16.如权利要求14所述的组合件，其中所述第一外主体固定到所述中间导体以提供密封。

17.如权利要求14所述的组合件，其中所述第二外主体固定到所述外导体以提供密封。

18.如权利要求14所述的组合件，其中至少所述内定位体的末端部分固定到所述内导体以提供密封。

19.如权利要求14所述的组合件，其中所述电缆端接器组件通过焊接或钎接固定到电缆导体。