CN102856847B - 用于电缆的连接装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于将电缆(14)连接至电力电子设备的装置，例如连接至变频器，所述设备由外壳保护，电缆穿过外壳的壁结构设置，在所述装置中，电缆被支撑用于减小电气连接件(电缆夹紧)的机械应力。实现本发明的所述装置包括导电金属衬套凸缘(31)，电缆(14)穿过所述导电金属衬套凸缘设置以进入所述外壳，所述凸缘(31)利用例如螺丝固定至外壳的壁结构，并且凸缘(31)包括至少一个固定舌片(35)用于固定电缆的电缆夹紧杆(43)。

Description

用于电缆的连接装置
技术领域
本发明的目的是提供一种用于将电缆连接至电力电子设备例如变频器的装置，该设备利用外壳保护，电缆穿过所述外壳的壁结构进行设置，并且在所述装置中，电缆被支撑用以减小电气连接件的机械应力(电缆夹紧)。
更优选地，本发明的目的是提供一种穿过包围设备的外壳的壁结构引入电缆的设置，以满足相关的EMC(电磁兼容性)要求、夹紧要求和/或密封要求。
背景技术
已经知道基于现代快速半导体器件的功率变压器，例如变频器，用于将高频电磁干扰分布至其周围环境。根据工业标准，干扰划分为通过辐射直接分布至周围空间的干扰(频率范围30-1000MHz)，以及沿着连接至设备的电缆分布至其它设备的干扰(频率范围0.15-30MHz)。
用于特定设备的EMC标准设定了对干扰的允许的辐射的限制，符合该限制的要求例如就需要使用围绕设备的金属保护外壳。符合所述标准还能够导致设备利用具有金属保护鞘的电缆连接至其周围环境，所述金属保护鞘尽可能不渗透地接地至外壳以实现所谓的围绕产生干扰辐射的导体的法拉第笼(静电屏蔽)。
可靠的安装方法需要没有过大的机械应力施加在任何电气连接件上，因此，支撑电缆的所谓电缆夹紧件通常邻近连接件设置。
包围电气设备的外壳的目的，除了阻止与危险部件接触以外，还用于保护设备免受异物、灰尘及喷溅物的有害入侵。在为了引入电缆而制造的孔隙处，通常需要仔细密封。
用于以符合EMC要求的方式将电缆的鞘接地的已知方法是，从邻近连接件的位置剥离包围电缆的绝缘鞘达到必要距离，并在此处安装金属接地边带，所述边带尽可能不渗透地包围在暴露的金属鞘每一侧(称作360°接地)。
电缆夹紧件通常与EMC接地相同的方式设置，通过围绕未剥离的电缆安装紧密的边带，所述边带能够承受施加在电缆上的机械张紧应力，并且固定至外壳结构。
符合约定用于电气设备的机械密封等级例如IP54，需要阻止灰尘的有害入侵以及来自任意方向上的喷溅。该要求能够例如利用橡胶密封件在电缆的引入处实施，所述橡胶密封件紧密地堵住引入孔隙中电缆周围的剩余间隙。
上述方案的问题在于，特别是，固定支撑接地边带和夹紧边带需要在电缆的两侧上存有空间以及与外壳的边框连接的适当结构。空间需求阻碍了邻近彼此设置的多根电缆的引入的实现。不同厚度的电缆需要不同尺寸的边带，这本身还会带来安装阶段的问题。在没有特定机械应力就位的情况下，密封等级所需要的橡胶密封件的不动性也是不确定的。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型装置，利用该装置能够避免前述缺点，并且能够实现电缆引入固定至小的空间中，该引入包括360°接地、电缆夹紧以及密封等级所需的密封。该目标利用本发明提供的装置实现，其特征体现在独立权利要求的特征部分所公开的内容。本发明的其它优选的实施例是从属权利要求的目标。
根据本发明的衬套凸缘优选地为以环状方式包围电缆的整体式部件，该部件由机械强度高的材料制成，该材料导电性能良好，例如由铝制成。衬套凸缘固定在设备的外壳内，使得凸缘与外壳之间有良好的导电接触，并且用于电缆的引入孔保持其内部对称性。凸缘具有至少一个(优选为两个)在电缆的纵向方向上的舌片，电缆夹紧臂能够固定至所述舌片。电缆的鞘的360°接地利用弹性金属套实现，所述弹性金属套由单独的夹具围绕电缆的金属鞘与衬套凸缘的外周缘进行压制。凸缘的内周缘具有凹槽，其确保能够保证外壳的紧密性的引入密封件固定就位。
根据本发明的引入部利用其相关安装附件，能够在产生电连接之前，将电缆的端部从引入孔推入外壳内部的阶段就螺接就位。由于该部件仅需要围绕电缆的很小的空间，并且仅固定至外壳的壁，因此邻近彼此设置的多根电缆的安装能够实现。所述安装布置机械强度高，并且本发明提供的多个部件成本低廉。
附图说明
下面将参照附图结合一些辅助实施例更加详细描述本发明，其中：
图1示出设置在外壳中的电气设备；
图2示出现有技术中的电缆的安装；
图3A示出根据本发明的衬套凸缘；
图3B示出沿图3A中线A-A得到的剖视图；
图4A示出根据本发明的电缆的安装；
图4B示出根据本发明的电缆夹紧处理。
具体实施方式
图1示出设置在外壳11内部的电力电子设备12，所述设备可以是例如变频器。接入该设备的电缆14通常穿过底部板13进入外壳，该安装方向减少了喷溅物侵入的可能性。不同于附图所示的简化示例，所述安装通常包括多根不同的电缆，例如电力供应电缆、电机电缆和控制电缆。在相同的外壳单元内部能够设置多个设备的电缆布线。
图2示出已知的在外壳内引入以及在外壳内部的电缆安装方法的示例。在底部板13的孔隙中，保护等级要求的紧密性能够利用环状橡胶密封件26实现，在环状橡胶密封件26的外侧周缘上装配一凹槽用于固定至底部板。密封件的中间部分通常是硬的，这样就能够在其中穿透一孔隙，用于设置电缆14使其穿过密封件进行安装。
下面，从电缆的输入方向看，在外壳的内部是电缆夹紧臂25，其被固定至外壳的安装底座(例如利用螺丝)。电缆保持被紧密按压在所述臂与安装底座之间，因此电缆能够固定就位，且不施压于电气连接件。
根据附图所示，通过去掉必要距离的顶端绝缘封套(在这种情况下，金属鞘23暴露)，并且尽可能紧密地抵着所述鞘安装接地臂24(其也与外壳导电接触)，能够实现电缆的EMC接地。
电缆夹紧臂与接地臂均能够固定至外壳的后壁，或固定至单独的安装底座(其与外壳电流接触)。
在图2所示的示例中，连接至电力电子设备的相间连接器(phaseconnector)U、V、W的相导线(phase conductor)22也是可以看到的，以及接地器PE也是可以看到的，电缆的鞘或单独的接地电线能够连接至接地器PE。
图3A示出从穿过其中的电缆的纵向方向观看的根据本发明的优选整件式衬套凸缘31，以及图3B示出从剖面线A-A所示的衬套凸缘。凸缘包括安装底部32，其可以是根据附图所示实施例的具有圆化角的方形，并且其中设有固定孔33，用于例如利用螺丝将凸缘固定至外壳的底部板。由于凸缘和底部板均由导电金属制成，在正常安装中，电气连接件属于形成在它们之间的接地装置。衬套凸缘31还包括圆形的边框部34以及至少一个(优选为两个)在电缆的纵向方向上的固定舌片35，所述舌片具有孔36，所述孔36用于电缆夹紧臂43的固定(图4A)。固定舌片还可以是单独的部件，它们例如利用螺丝固定至衬套凸缘的边框部。在安装底座端部上的边框部34的内侧周缘上，设置环状固定凹槽37，其确保引入密封件和固定边缘38的不动性(immovability)。
图4A示出根据本发明的借助衬套凸缘31的电缆安装布置的横截面视图。在安装布置中，电缆14穿过位于底部板13中的圆形孔隙推入。弹性材料(例如橡胶)的环状密封部41也设置在孔隙中，所述密封部确保了电缆安装布置符合外壳所需要的紧密度等级，并且所述密封部构造为从其内侧周缘紧密围绕电缆按压，并且由底部板13的边缘上的其外侧周缘支撑。密封部还包括环状突出部42，其被构造用以嵌入衬套凸缘的固定凹槽37内，与固定边缘38的压缩作用相配合，确保密封部保持在其位置，并因此在凸缘已经固定就位之后达到所需紧密等级。
电缆的机械不动性利用电缆夹紧得以确保，其中紧紧按压电缆的电缆夹紧臂43例如利用固定螺栓45固定至引入部31的臂33。在安装布置中，例如由橡胶制成的中间件44能够用于实现弹性压缩。图4B还示出横截面视图，示出从电缆的纵向方向观看的电缆夹紧件。
为了EMC接地，外部绝缘层从电缆的端部剥落，这样，金属接地鞘23暴露出来。为了将凸缘接地，例如由金属丝网制成的弹性接地套46围绕电缆饰有螺纹，该金属丝网例如由通常用在管线安装中的夹具47、48围绕暴露的鞘23和引入部的边框进行压制。
本领域技术人员可以理解，本发明的不同的实施例不仅限制为上述示例，还包括在权利要求范围内的上述示例的变化。

Claims (8)

1.一种用于将电缆(14)连接至电力电子设备(12)的装置，所述设备利用外壳(11)保护，所述电缆穿过所述外壳的壁结构设置，并且在所述装置中，所述电缆被支撑以减小电气连接件的机械应力，
其特征在于，所述装置包括整体式的导电金属衬套凸缘(31)，所述电缆(14)穿过所述导电金属衬套凸缘设置，以进入所述外壳(11)，所述凸缘(31)固定至所述外壳(11)的壁结构，并且所述凸缘(31)包括至少一个用于固定所述电缆的电缆夹紧杆(43)的固定舌片(35)。
2.根据权利要求1所述的装置，其中还有电缆的金属保护鞘(23)本质上在所有侧面接地，并且电缆的引入孔隙被密封以阻止异物、灰尘和喷溅物侵入所述外壳内部，
其特征在于，所述凸缘(31)的内周缘具有在电缆的纵向方向上的环状凹槽(37)，属于引入孔隙的密封部的环状凸出部(42)构造用以嵌入所述凹槽中。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述凸缘(31)的内周缘具有在电缆的纵向方向上的环状固定边缘(38)，其被构造用以在所述凸缘(31)固定就位时按压密封部(42)。
4.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，固定舌片(35)处于所述电缆(14)的纵向方向上。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述电缆(14)利用弹性金属套(46)接地，所述套固定在其围绕电缆(14)的金属保护鞘(23)的端部以及围绕衬套凸缘(31)的边框部(34)的端部中的一端处。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述凸缘与所述外壳的壁结构均由导电金属制成，由此属于接地设备的电气连接件在它们之间形成。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电力电子设备为变频器。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述凸缘(31)利用螺丝固定至所述外壳(11)的壁结构。
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