CN104009327A - 一种大电流直流连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大电流直流连接装置，包括插头组件，插座组件和用于固定插座组件并与蓄电池组电缆相连接的连接箱，插头组件和插座组件一一对应；所述插头组件包括插头壳体、插孔接触件、压板、压紧螺母和连接螺帽；所述插座组件固定于连接箱中，包括插座壳体、第二密封垫圈、插针接触件、插座绝缘套。本发明实现了在直流大电流条件下，直流电源与蓄电池组之间的快速、安全对接，最终达到直流电源向蓄电池组充电的目的。

Description

一种大电流直流连接装置

技术领域

本发明涉及一种直流电源连接装置，尤其涉及一种大电流直流连接装置。

背景技术

以直流电制为主电源或应急电源的船舶，通常配备一组或多组蓄电池组。蓄电池组向船舶上的用电设备供电，因此必须经常对这些蓄电池进行充电。当船舶停靠码头或进坞维修时，通常采用陆上直流电源（称之为“岸电”）通过岸电电缆连接到蓄电池组进行充电。

在将岸电电缆连接到直流电源和蓄电池的操作过程中，传统的连接方式采用端子接线、螺栓紧固的方式，这种方法简单，但是存在一些固有缺陷：1.若蓄电池组电压高，充电时所需电流大，则人员操作时的危险系数较高；2.若电缆数量多，单根电缆重量大、长度长，则人员操作所需工作量大；3.操作所需空间较大，在狭小范围内不易施工。

因此，出于人员安全性和操作便利性考虑，需要设计一种大电流的直流连接装置，实现直流电源与蓄电池组之间的快速对接，达到直流电源为蓄电池组充电的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种大电流直流连接装置，该连接装置具有安全性高和操作简便的优点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种大电流直流连接装置，包括插头组件，和固定在连接箱上的插座组件，插头组件和插座组件一一对应；其特征在于，

所述插头组件包括插头壳体、插孔接触件、压紧螺母和连接螺帽；所述插头壳体内设有通过插头绝缘套套接的圆柱形的插孔接触件，所述插头绝缘套用于绝缘隔离插头壳体与插孔接触件并固定插孔接触件；所述压紧螺母通过螺纹固定在插头壳体后端外侧，用于压紧岸电电缆，压紧螺母与插头壳体之间设有第一密封垫圈；所述连接螺帽套在插头壳体前端上, 插头壳体前端端头内设有第二密封垫圈，用于插头组件与插座组件连接后的密封连接;

所述插座组件包括插座壳体、插针接触件、插座绝缘套；

所述插座壳体内设有圆柱形的插针接触件，与插头组件中的插孔接触件形成一对接触对；插针接触件上套有用于绝缘隔离插座壳体与插针接触件和固定插针接触件的插针绝缘套；插座壳体外表面设有螺纹，插接时与插头组件的连接螺帽相配接。

按上述方案，所述插孔接触件为弹片式插孔接触件。

按上述方案，所述插头绝缘套和插针绝缘套带有止挡台阶。

按上述方案，所述插座组件还包括可与插座壳体扣合的插座密封盖，插座密封盖通过螺纹固定在插座壳体上，插座密封盖与插座壳体之间设有用于密封的第三密封垫圈。

按上述方案，所述大电流直流连接装置还包括用于固定插座组件并与蓄电池组电缆相连接的连接箱；所述连接箱中包含箱体、和设置在箱体上的承重板、汇流板、连接螺栓和电缆接头；连接螺栓和汇流板与插针接触件连接；所述汇流板和电缆接头用于与蓄电池电缆的电气连接；所述承重板用于安装插座组件。

按上述方案，所述插座组件还包括设置在插座壳体上的胶垫，用于增加插座组件与连接箱内承重板之间的连接摩擦力。

按上述方案，所述插头壳体外缘前端设置插头键槽，所述插座壳体上设置与插头键槽配合的插座键位，用于插头组件和插座组件的定位；所述插头键槽通过键槽大小不同对应不同极性。

按上述方案，所述插头键槽为凹形键槽，插座键位为凸形键位。

按上述方案，所述插头组件还包括可与插头壳体扣合的插头密封盖，插头密封盖与连接螺帽螺纹连接。

按上述方案，所述插头组件还包括用于防止连接螺帽脱落的挡圈，所述挡圈设置在插头壳体上。

按上述方案，所述插头组件还包括分别设置在插头壳体和插头密封盖上的卡圈，卡圈之间用环链连接。

按上述方案，所述插头组件还包括与压紧螺母连接的电缆压紧圈，电缆压紧圈用于固定岸电电缆与插孔接触件。

本发明装置的工作步骤如下：

1、将插头组件与岸电电缆进行压接固定，形成一体；

2、敷设蓄电池电缆，保证电缆的一端与蓄电池组可靠连接；

3、将连接箱固定安装于船舶内部，将连接箱与蓄电池电缆的另一端连接固定；

4、当需要使用时，将插头组件与岸电电缆一起拉至连接箱处；

5、打开连接箱的箱盖，将插头组件与插座组件相对接；

6、开启陆上直流电源的开关，即可实现直流电源向船舶蓄电池组的充电。

本发明产生的有益效果是：实现了在直流大电流条件下，直流电源与蓄电池组之间的快速、安全对接，最终达到直流电源向蓄电池组充电的目的。

 

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明实施例所述连接装置的电气回路连接图。

图2为本发明实施例所述连接装置的插头组件结构示意图。

图3为本发明实施例所述连接装置的插座组件结构示意图。

图4为本发明实施例所述连接装置的插针接触件结构示意图。

图5为本发明实施例所述连接装置的插孔接触件结构示意图。

图6为本发明实施例所述连接装置的连接箱内部结构图的主视图。

图7为本发明实施例所述连接装置的连接箱内部结构图的右视图。

图8为本发明实施例所述连接装置的定位键布置示意图。

图中，1-电缆压紧圈；2-压紧螺母；3-密封垫圈；4-卡圈；5-挡圈；6-插头壳体；7-插头绝缘套；8-插孔接触件；9-连接螺帽；10-插头密封盖；11-环链；12-密封垫圈； 13-密封垫圈；14-插针接触件；15-插座绝缘板；16-插座壳体；17-胶垫；18-插座密封盖； 19-承重板；20-汇流板；21-连接螺栓；22-电缆接头；23-安装支架；24-箱体。

 

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，直流电源通过岸电电缆与插头组件连接，蓄电池组通过蓄电池电缆与插座组件连接，当插头组件与插座组件插合对接后，形成了电气通路，即可实现直流电源与蓄电池的连接，可用于直流电源向蓄电池组充电。

一种大电流直流连接装置，包括插头组件，插座组件和连接箱，插头组件和插座组件一一对应； 

插头组件，实现与插座组件的对接，尾部与岸电电缆相连接，主要包含有电缆压紧圈1、压紧螺母2、第一密封垫圈3、卡圈4、挡圈5、插头壳体6、插头绝缘套7、插孔接触件8、连接螺帽9、插头密封盖10、环链11和第二密封垫圈12。

插头密封盖10可与插头壳体6通过螺纹方式连接，插头密封盖10用于防止插头内部插孔接触件裸露在空气中；插头壳体6与插孔接触件8连接，插头壳体6与插孔接触件8之间设置有用于绝缘隔离的插头绝缘套7，插头绝缘套7带有止挡台阶，能同时保证插孔接触件8在插头壳体6内部的固定；压紧螺母2通过螺纹固定在插头壳体后端外侧，用于压紧岸电电缆，压紧螺母与插头壳体之间设有第一密封垫圈3。

电缆压紧圈1为半对开的压圈，在压紧螺母2的后端设置向外伸出的支脚，电缆压紧圈通过螺栓与压紧螺母的支脚相接，同时通过收紧半对开的电缆压紧圈将其与电缆箍紧。当岸电电缆与插孔接触件8压接完成后，拧紧电缆压紧圈1固定住岸电电缆。卡圈4分别设在插头壳体6和插头密封盖10上，两者之间用环链11连接，避免插头密封盖10在使用时丢失。挡圈5用于插头壳体6上的卡圈4的定位。

第一密封垫圈3置于压紧螺母2与插头壳体6之间，用于压紧螺母2与插头壳体6之间的密封；

连接螺帽9设置在插头壳体6上，用于插头组件与插座组件的紧固；当插头组件与插座组件对接到位后，转动连接螺帽9并拧紧；连接螺帽9通过螺纹固定在插头壳体6上，连接处采取了密封处理。连接螺帽9套在插头壳体6上，与插头密封盖10之间通过螺纹固定。当需要使用插头组件时，需要将插头密封盖10拧下，此时连接螺帽9处于活动状态，挡圈5用于防止连接螺帽9从插头壳体6上脱落。第二密封垫圈12用于当插头组件与插座组件连接之后的密封。

图3为插座组件的结构图，插座壳体16内设有圆柱形的插针接触件14，与插头组件中的插孔接触件8形成一对接触对；插针接触件14上套有用于绝缘隔离插座壳体16与插针接触件14和固定插针接触件14的插针绝缘套15；插座壳体16外表面设有螺纹。插座密封盖18通过螺纹固定在插座壳体16上，第三密封垫圈13实现了两者之间的密封。插座密封盖18用于防止插头内部插针接触件14裸露在空气中。当需要使用插座组件时，需要将插座密封盖18拧下，取下第三密封垫圈13。插座绝缘板15实现插针接触件14与插座壳体16之间的绝缘隔离，同时保证插针接触件14在插座壳体16内部的固定。胶垫17用于增加插座组件与连接箱内承重板19之间的连接摩擦力，保证两者可靠连接。

插座组件内的插针接触件14插入插头组件内的插孔接触件8，插入到位后，将连接螺帽9通过螺纹与插座壳体16连接并拧紧，此时便完成了图2的插头组件与图3的插座组件的对接。

图4为插座组件中的插针接触件14的结构示意图，尾部开孔，用于通过连接螺栓21与连接箱内汇流板20的连接。

图5为插头组件中的插孔接触件8的结构示意图，一端用于和插针接触件14的插合，尾部开孔，有内螺纹，用于接入岸电电缆。

图6、图7为连接箱内部结构图的主视图和右视图，连接箱中包含箱体24、和设置在箱体上的承重板19、汇流板20、连接螺栓21和电缆接头22；连接螺栓21和汇流板20与插针接触件14连接；汇流板20和电缆接头22用于与蓄电池电缆的电气连接；承重板19用于安装插座组件。

每个连接箱共包含6个同极性的插座组件，按照3×2的方式布置。汇流板20位于连接箱的后部，与6个插座组件内部的插针接触件14连接，实现电气连接。承重板19固定在箱体24内，插座组件通过螺栓、螺母与承重板19相连接。连接螺栓21穿过汇流板20与插座组件内部的插针接触件14相连接。电缆接头22与蓄电池电缆压接完成后，通过螺栓、螺母与汇流板20相连接固定。安装支架23用于连接箱的固定和安装。对于作为固定作用的螺栓、螺母的连接，必要时采取“双螺母”的方式防止螺母松脱。

如图8所示，插头组件和插座组件的键位布置图，在插头组件设置了“凹”形键槽，在插孔组件设置了“凸”形键位，键槽与键位布置角度一一对应，形成定位键，可实现插头组件与插座组件的对接和到位指示；不同极性的插头组件、插座组件采用了不同的定位键予以区分“正极”和“负极”，使得不同极性的插头组件与插座组件可防误插。本实施例的定位键布置角度如表1所示。

表1

本实施例中包含2个连接箱，分别对应电源的“正极”和“负极”，共包含12个插头组件与之对应。

本实施例充分考虑了防水密封设计，插头组件的压紧螺母2与第一密封垫圈3共同实现了岸电电缆与插头组件之间的密封，插头密封盖10与插座密封盖18能够有效保护本装置不使用时的插孔接插件8与插针接插件14不受侵蚀，连接螺帽9实现了插头组件与插座组件对接到位后的密封，有效防止雨水、露水等顺着电缆流入插头组件，有效保证连接装置在直流大电流工作状态下不受外部潮湿环境和气候的影响。 

本实施例所述的大电流直流连接装置，能够实现最高直流电压640V、单对连接对内通过最大直流电流800A的条件下最大电流800A×6的电气连接，直流电源与蓄电池组之间的快速、安全对接，最终达到直流电源向蓄电池组充电的目的。

为适应不同连接电流的需求，插头组件与插座组件形成的连接对数量可以在1～N（N＞1）之间选择，该装置可通过的最大电流容量为800A×N。

本实施例使用之前的准备步骤如下：

①将插头组件与岸电电缆进行压接固定，形成一体；

②敷设蓄电池电缆，保证电缆的一端与蓄电池组可靠连接；

③将连接箱固定安装于船舶内部，将连接箱与蓄电池电缆的另一端连接固定。

本实施例的使用操作步骤如下：

①当需要使用时，将插头组件与岸电电缆一起拉至连接箱处，共计12根电缆及插头组件；

②解开环链11，依次拧下插头组件的插头密封盖10；

③打开连接箱的前箱盖，依次拧下插座组件的插座密封盖14； 

④根据正、负极性，根据“先下后上、先左后右”的顺序，对应键位和键槽，将插头组件与插座组件相对接；

⑤插头组件与插座组件对接到位后，转动连接螺帽9并拧紧，必要时可采用专用工具协助拧紧到位；

⑥开启直流电源的开关，即可实现直流电源向蓄电池组的充电。

⑦充电完毕后，按照上述步骤反向操作即可：关闭直流电源开关，松脱连接螺帽9，拔下插头组件，分别盖上插头密封盖10和插座密封盖14，关上连接箱箱盖，把岸电电缆和插头部件移出船舶。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种大电流直流连接装置，包括插头组件，和固定在连接箱上的插座组件，插头组件和插座组件相对应；其特征在于，

所述插头组件包括插头壳体、插孔接触件、压紧螺母和连接螺帽；所述插头壳体内设有通过插头绝缘套套接的圆柱形的插孔接触件，所述插头绝缘套用于绝缘隔离插头壳体与插孔接触件并固定插孔接触件；所述压紧螺母通过螺纹固定在插头壳体后端外侧，用于压紧岸电电缆，压紧螺母与插头壳体之间设有第一密封垫圈；所述连接螺帽套在插头壳体前端上, 插头壳体前端端头内设有第二密封垫圈，用于插头组件与插座组件连接后的密封连接;

所述插座组件包括插座壳体、插针接触件、插座绝缘套；

所述插座壳体内设有圆柱形的插针接触件，与插头组件中的插孔接触件形成一对接触对；插针接触件上套有用于绝缘隔离插座壳体与插针接触件和固定插针接触件的插针绝缘套；插座壳体外表面设有螺纹，插接时与插头组件的连接螺帽相配接。

2.根据权利要求1所述的大电流直流连接装置，其特征在于，所述插孔接触件为弹片式插孔接触件。

3.根据权利要求1所述的大电流直流连接装置，其特征在于，所述插头绝缘套和插针绝缘套带有止挡台阶。

4.根据权利要求1所述的大电流直流连接装置，其特征在于，所述插座组件还包括可与插座壳体扣合的插座密封盖，插座密封盖通过螺纹固定在插座壳体上，插座密封盖与插座壳体之间设有用于密封的第三密封垫圈。

5.根据权利要求1所述的大电流直流连接装置，其特征在于，该连接装置还包括用于固定插座组件并与蓄电池组电缆相连接的连接箱；所述连接箱中包含箱体、和设置在箱体上的承重板、汇流板、连接螺栓和电缆接头；连接螺栓和汇流板与插针接触件连接；所述汇流板和电缆接头用于与蓄电池电缆的电气连接；所述承重板用于安装插座组件。

6.根据权利要求5所述的大电流直流连接装置，其特征在于，所述插座组件还包括设置在插座壳体上的胶垫，用于增加插座组件与连接箱内承重板之间的连接摩擦力。

7.根据权利要求1所述的大电流直流连接装置，其特征在于，所述插头壳体外缘前端设置插头键槽，所述插座壳体上设置与插头键槽配合的插座键位，用于插头组件和插座组件的定位；所述插头键槽通过键槽大小不同对应不同极性。

8.根据权利要求7所述的大电流直流连接装置，其特征在于，所述插头键槽为凹形键槽，插座键位为凸形键位。

9.根据权利要求1所述的大电流直流连接装置，其特征在于，所述插头组件还包括可与插头壳体扣合的插头密封盖，插头密封盖与连接螺帽螺纹连接。

10.根据权利要求1所述的大电流直流连接装置，其特征在于，所述插头组件还包括与压紧螺母连接的电缆压紧圈，电缆压紧圈用于固定岸电电缆与插孔接触件。