CN102820584B - 螺纹连接圆形高压连接器 - Google Patents

Abstract

螺纹连接圆形高压连接器，它包括插头和插座；插头包括水平布置且同轴的插头壳体、连接套、圆形插头安装管、插头挡板、插孔接触件；插座包括竖直法兰盘及水平布置且同轴的圆形连接筒、插座壳体、插针接触件；插头安装管的材料为硅橡胶，插座壳体的材料为陶瓷材料；圆轴的长度大于空心圆筒体的内孔深度，足以使得圆轴的前端与空心圆筒体的内孔后端紧密接触；第四凸台的直径大于第一孔的内径，第四凸台与插头安装管的前端面紧密接触；插头安装管的前侧插入插座壳体的第一插孔中，圆轴与空心圆筒体内外插接，连接套与连接筒的前侧旋接，插座壳体的前端与第二凸台的前端紧密接触，以至插头与插座相连接。本连接器耐高压。

Description

螺纹连接圆形高压连接器

技术领域

本发明涉及一种应用在高压电子设备中的螺纹连接圆形高压连接器。

背景技术

目前，高压连接器（尤其是60kV d.c.的高压连接器）主要用于高压电子设备中高压电源的连接与传输。

耐高压性能指标是高压连接器的关键点和难点。由于高压连接器的工作电压非常高（60kV d.c.）,考虑到通断瞬间的脉冲，为了保证工作的可靠性，一般采用1.16倍的设计余量，即高压连接器的耐电压要达到70kV d.c.才能满足设计要求。在如此高的耐电压指标条件下，对绝缘材料的性能要求非常苛刻，绝缘材料不仅要有良好的物理和机械性能、耐环境性能，还要有非常高的介电强度及良好的耐电晕性。另外，如高压连接器在低气压条件下（如4.4kPa）使用，根据巴申定律，空气在50km以下，空气约稀薄、越容易出现电压击穿现象。

因此，高压连接器如何有效地排除空气间隙、阻断气隙通路是非常关键的。但是，由于高压连接器是由多个零件或组件进行组装的，在插合界面、接触件与绝缘安装板之间不可避免地会存在一些空气间隙，这样，在低气压条件下高压连接器就会产生“沿面闪络”，造成击穿失效。

再者，高压连接器的插座安装在内部充油的高压电源的机箱面板上，耐油性和密封性也是高压连接器需要解决的关键技术。因此，插座需要达到良好的密封效果，才能保证安装使用后不漏油，同时，插座的壳体材料还要有良好的耐油性。

经申请人检索，尚没有发现以陶瓷材料作为插座的绝缘基体、工作电压达到60kV d.c.的高压连接器。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐高压的螺纹连接圆形高压连接器。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种螺纹连接圆形高压连接器，它包括插头和插座；

插头包括水平布置且同轴的插头壳体、连接套、圆形插头安装管、插头挡板、一个用来连接插头导线的插孔接触件；

插头壳体的前侧设有圆形第一凸台，插头壳体的内孔前侧有一周向凹进；

连接套的前侧、后侧均制有内螺纹，连接套内的中部设有第一台阶；

插头安装管的内孔包括前后连通且由前向后直径依次递增的第一孔、第二孔、第三孔，插头安装管的后侧设有圆形第二凸台，第二凸台的中部有一与凹进相适配的圆形第三凸台，第二凸台的直径小于第三凸台的直径；

插头挡板上有与连接套的后侧内螺纹相适配的外螺纹；

插孔接触件设置于第二孔中，插孔接触件的前侧为一周向开有若干槽的空心圆筒体、后侧有一个轴向第一穿孔，空心圆筒体的内孔为沉孔；

第二凸台、插头壳体内外套接，第三凸台置于凹进中，以致插头安装管得到轴向定位；

插头壳体、连接套内外套接，第一台阶与第一凸台的前侧面前后贴靠接触，插头挡板与连接套的后侧旋接，插头挡板的前侧与第一凸台的后侧接触，以致插头壳体得到轴向定位；

连接套的前侧延伸到插头安装管的前侧；

插座包括竖直法兰盘及水平布置且同轴的圆形连接筒、插座壳体、一个用来连接插座导线的插针接触件；

插针接触件的前侧为一圆轴，插针接触件的中段由前至后地设有圆形的第四凸台和第五凸台，第四凸台的直径小于第五凸台的直径，插针接触件的后侧有一个轴向第二穿孔和与其垂直连通的第一紧固孔；

插座壳体的前侧与连接筒内外套接，插座壳体内有前后布置且通过竖直安装板相互隔开的轴向圆形第一插孔和轴向圆形第二插孔，安装板的中心区域有前后布置且分别与第四凸台和第五凸台对应相适配的的轴向圆形第三插孔和轴向圆形第四插孔，连接筒上制有与连接套的前侧内螺纹相适配的外螺纹，法兰盘设置在连接筒的后端，插针接触件通过第四凸台和第五凸台设置在安装板上；

插头安装管的前侧插入插座壳体的第一插孔中，圆轴与空心圆筒体内外插接，连接套与连接筒的前侧旋接，插座壳体的前端与第二凸台的前端紧密接触，以至插头与插座相连接；

插头安装管的材料为硅橡胶，插座壳体的材料为陶瓷材料；

圆轴的长度大于空心圆筒体的内孔深度，足以使得圆轴的前端与空心圆筒体的内孔后端紧密接触；

第四凸台的直径大于第一孔的内径，第四凸台与插头安装管的前端面紧密接触。

为能简洁说明问题起见，以下对本发明所述螺纹连接圆形高压连接器均简称为本连接器。

在使用现场，让本连接器内的插孔接触件的后侧与相应的高压电缆配接（为能清楚说明问题起见，以下对该高压电缆均称为插头导线），使得插头导线设置在插头安装管的第三孔中，插头通过插头导线与用电设备连接；

在使用现场，让本连接器内的插针接触件的后侧与相应的高压电缆配接（为能清楚说明问题起见，以下对该高压电缆均称为插座导线），使得插座导线设置在插座壳体的第二插孔中，插座通过插座导线与高压电源连接，另，将插座设置在高压电源的机箱上；

使用时，将插头与插座对应插合连接，即可接通电路，让用电设备得电工作。

采用以上的技术方案后，因插头安装管的材料为硅橡胶，插座壳体的材料为陶瓷材料，两个材料一软一硬，这样，当插头安装管的前侧插入插座壳体的第一插孔中时，插合界面成为弹性压缩的密封界面，故建立在此前提条件下：

一则，因圆轴的长度大于空心圆筒体的内孔深度，足以使得圆轴的前端与空心圆筒体的内孔后端紧密接触，这样，当圆轴与空心圆筒体内外插接时，圆轴与空心圆筒体之间在轴向的压缩具有一定的压缩余量，并实现电气连接；

二则，因第四凸台的直径大于第一孔的内径，第四凸台与插头安装管的前端面紧密接触，这样，圆轴插入空心圆筒体中时，第四凸台能够受到插头安装管的前端面的挤压，第四凸台、插头安装管之间在周向形成压缩；

如上所述，双重压缩的形成，达到了较好的密封效果，插合界面处不存在空气间隙，阻断了气隙通路；另，陶瓷材料不但具有耐油性，而且耐电压性能优异，这使得插座有良好的耐油性和耐电压性能。这样，在低气压条件下本连接器就不会产生沿面闪络，不会造成击穿失效，换言之，有效改善了本连接器在低气压下的耐电压性能，从而使得本连接器耐高压。

所述插座壳体的外表面上、安装板上、第三插孔和第四插孔的孔壁上均有一层经金属化处理而获得的金属层，连接筒、法兰盘、插针接触件的材料为膨胀合金4J33；

插座壳体的前侧分别与连接筒、法兰盘焊接，安装板通过第三插孔和第四插孔分别与第四凸台和第五凸台对应焊接。

众所周知，膨胀合金4J33属于磁封合金，在热膨胀系数上与陶瓷较为接近。故插座壳体前侧分别与连接筒和法兰盘的焊接、安装板分别与第四凸台和第五凸台的焊接，均能够达到可靠的焊接匹配性能，使良好的焊接效果易于实现，且形成整体密封结构、阻断气隙通路，最终让插座实现良好的密封效果，当插座安装在高压电源的机箱面板上之后，确保插座不会漏油。

作为本发明的优化，所述插头安装管的前侧靠近第二凸台处有与插座壳体的第一插孔相适配的外凸环，外凸环和插头安装管的中心线在走向上相一致。这样，通过外凸环和第一插孔相配合，可进一步确保本连接器耐高压。

另，本连接器还在实验室进行了随机试用，运行情况良好，可满足机器的使用要求。

本连接器的结构设计合理、性能稳定，具有工作电压高、耐油性好、环境适应性好、耐低气压及耐气候老化等优点，可广泛应用在高压电子设备中。

附图说明

图1是本连接器中的插头的结构示意图；

图2是本连接器中的插座的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行具体描述：

为清楚说明问题起见，对于本连接器中的插头和插座插合到位后的状态，未再通过附图给予示出。

参见图1、图2：

本连接器包括插头和插座。

插头的自身结构及零部件间的连接方式为：

插头包括水平布置且同轴的插头壳体1、连接套2、圆形插头安装管3、插头挡板4、一个用来连接插头导线的插孔接触件5（图1中未示出所述的插头导线）。

插头壳体1的前侧设有圆形第一凸台1a，插头壳体1的内孔前侧有一周向凹进1b。

连接套2的前侧、后侧均制有内螺纹，连接套2内的中部设有第一台阶2a。

插头安装管3的材料为硅橡胶，插头安装管3的内孔包括前后连通且由前向后直径依次递增的第一孔3a、第二孔3b、第三孔3c，插头安装管3的后侧设有圆形第二凸台3d，第二凸台3d的中部有一与凹进1b相适配的圆形第三凸台3e，第二凸台3d的直径小于第三凸台3e的直径，插头安装管3的前侧靠近第二凸台3d处有外凸环3f，外凸环3f和插头安装管3的中心线在走向上相一致。

插头挡板4上有与连接套2的后侧内螺纹相适配的外螺纹。

插孔接触件5设置于第二孔3b中，插孔接触件5的前侧为一周向开有两个槽的空心圆筒体5a、后侧有一个轴向第一穿孔5b，空心圆筒体5a的内孔为沉孔。

第二凸台3d、插头壳体1内外套接，第三凸台3e置于凹进1b中，以致插头安装管3得到轴向定位。

插头壳体1、连接套2内外套接，第一台阶2a与第一凸台1a的前侧面前后贴靠接触，插头挡板4与连接套2的后侧旋接，插头挡板4的前侧与第一凸台1a的后侧接触，以致插头壳体1得到轴向定位。

连接套2的前侧延伸到插头安装管3的前侧。

插座的自身结构及零部件间的连接方式为：

插座包括竖直法兰盘6及水平布置且同轴的圆形连接筒7、插座壳体8、一个用来连接插座导线的插针接触件（图2中未示出所述的插座导线）。

连接筒7、法兰盘6的材料为膨胀合金4J33。法兰盘6设置在连接筒7的后端，连接筒7上制有与连接套2的前侧内螺纹相适配的外螺纹。

插针接触件的材料为膨胀合金4J33，插针接触件的前侧为一圆轴9a，插针接触件的中段由前至后地设有圆形的第四凸台9b和第五凸台9c，第四凸台9b的直径小于第五凸台9c的直径，插针接触件的后侧有一个轴向第二穿孔9d和与其垂直连通的第一紧固孔9e。

插座壳体8的材料为陶瓷材料，插座壳体8内有前后布置且通过竖直安装板8a相互隔开的轴向圆形第一插孔8b和轴向圆形第二插孔8c，安装板8a的中心区域有前后布置且分别与第四凸台9b和第五凸台9c对应相适配的的轴向圆形第三插孔8d和轴向圆形第四插孔8e，插座壳体8的外表面上、安装板8a上、第三插孔8d和第四插孔8e的孔壁上均有一层经金属化处理而获得的金属层（附图中未示出所述的金属层）。

插座壳体8的前侧先与连接筒7内外套接，插座壳体8的前侧再分别与连接筒7、法兰盘6焊接，安装板8a通过第三插孔8d和第四插孔8e分别与第四凸台9b和第五凸台9c对应焊接，使得插针接触件设置在安装板8a上。

外凸环3f与插座壳体8的第一插孔8b相适配，圆轴9a的长度大于空心圆筒体5a的内孔深度0.3mm，第四凸台9b的直径大于第一孔3a的内径0.4mm。

插头与插座的连接方式为：

插头安装管3的前侧插入插座壳体8的第一插孔8b中，圆轴9a与空心圆筒体5a内外插接，且圆轴9a的前端与空心圆筒体5a的内孔后端紧密接触，第四凸台9b与插头安装管3的前端面紧密接触，连接套2与连接筒7的前侧旋接，插座壳体8的前端与第二凸台3d的前端紧密接触，以至插头与插座相连接。

参见图2，通过法兰盘6，使得插座壳体8安装在高压电源的机箱上易于实现（图2未示出所述高压电源的机箱）。

以上所述的仅是本发明的一种实施方式。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出显而易见的若干变换或替代以及改型，这些也应视为属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.螺纹连接圆形高压连接器，它包括插头和插座；

插头包括水平布置且同轴的插头壳体、连接套、圆形插头安装管、插头挡板、一个用来连接插头导线的插孔接触件；

插头壳体的前侧设有圆形第一凸台，插头壳体的内孔前侧有一周向凹进；

连接套的前侧、后侧均制有内螺纹，连接套内的中部设有第一台阶；

插头安装管的内孔包括前后连通且由前向后直径依次递增的第一孔、第二孔、第三孔，插头安装管的后侧设有圆形第二凸台，第二凸台的中部有一与凹进相适配的圆形第三凸台，第二凸台的直径小于第三凸台的直径；

插头挡板上有与连接套的后侧内螺纹相适配的外螺纹；

插孔接触件设置于第二孔中，插孔接触件的前侧为一周向开有若干槽的空心圆筒体、后侧有一个轴向第一穿孔，空心圆筒体的内孔为沉孔；

第二凸台、插头壳体内外套接，第三凸台置于凹进中，以致插头安装管得到轴向定位；

插头壳体、连接套内外套接，第一台阶与第一凸台的前侧面前后贴靠接触，插头挡板与连接套的后侧旋接，插头挡板的前侧与第一凸台的后侧接触，以致插头壳体得到轴向定位；

连接套的前侧延伸到插头安装管的前侧；

插座包括竖直法兰盘及水平布置且同轴的圆形连接筒、插座壳体、一个用来连接插座导线的插针接触件；

插针接触件的前侧为一圆轴，插针接触件的中段由前至后地设有圆形的第四凸台和第五凸台，第四凸台的直径小于第五凸台的直径，插针接触件的后侧有一个轴向第二穿孔和与其垂直连通的第一紧固孔；

插座壳体的前侧与连接筒内外套接，插座壳体内有前后布置且通过竖直安装板相互隔开的轴向圆形第一插孔和轴向圆形第二插孔，安装板的中心区域有前后布置且分别与第四凸台和第五凸台对应相适配的的轴向圆形第三插孔和轴向圆形第四插孔，连接筒上制有与连接套的前侧内螺纹相适配的外螺纹，法兰盘设置在连接筒的后端，插针接触件通过第四凸台和第五凸台设置在安装板上；

插头安装管的前侧插入插座壳体的第一插孔中，圆轴与空心圆筒体内外插接，连接套与连接筒的前侧旋接，插座壳体的前端与第二凸台的前端紧密接触，以至插头与插座相连接；

其特征是：

插头安装管的材料为硅橡胶，插座壳体的材料为陶瓷材料；

圆轴的长度大于空心圆筒体的内孔深度，足以使得圆轴的前端与空心圆筒体的内孔后端紧密接触；

第四凸台的直径大于第一孔的内径，第四凸台与插头安装管的前端面紧密接触。

2.根据权利要求1所述的螺纹连接圆形高压连接器，其特征是：

所述插座壳体的外表面上、安装板上、第三插孔和第四插孔的孔壁上均有一层经金属化处理而获得的金属层，连接筒、法兰盘、插针接触件的材料为膨胀合金4J33；

插座壳体的前侧分别与连接筒、法兰盘焊接，安装板通过第三插孔和第四插孔分别与第四凸台和第五凸台对应焊接。

3.根据权利要求1或2所述的螺纹连接圆形高压连接器，其特征是：

所述插头安装管的前侧靠近第二凸台处有与插座壳体的第一插孔相适配的外凸环，外凸环和插头安装管的中心线在走向上相一致。