CN105359341A - 线缆连接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了线缆连接装置(2)，该线缆连接装置(2)用于将电力线缆连接到电力网络的电气安装件，该线缆连接装置(2)包括导体元件(11)，该导体元件(11)具有第一端部部分(21)、第二端部部分(31)、以及设置在第一端部部分和第二端部部分之间的中间部分(41)。导体元件包括连接器插座(50)，所述连接器插座(50)被布置在第一端部部分处，用于与线缆插头配合。连接器插座与中间部分一体化形成。

Description

线缆连接装置

技术领域

本发明涉及用于将电力线缆连接到电力网络中例如像国家电网中的电气安装件的装置诸如例如可分离连接器或终端。本发明还涉及包括此类线缆连接装置的线缆组件，并且涉及包括此类线缆组件的电力网络。

背景技术

传统上，通过线缆连接装置像线缆终端或可分离连接器像肘形插头或T形体将电力线缆连接到电网络的设备。此类连接装置通常提供中心导体元件，该中心导体元件的一个端部配备有用于直接或经由导体端部上的线缆插头连接到线缆的承载电力的导体的连接器，同时附接构件诸如线缆接线头附接至另一个端部。导电、半导电和绝缘层中的一个或多个层被布置在导体元件周围以用于提供电应力控制、屏蔽和绝缘。

此类连接装置在例如欧洲专利EP0504035B1中有所描述。该连接装置被描述为用于线缆的一个端部上并且包括多层套筒，该多层套筒具有轴线并具有绝缘中间层，该绝缘中间层插置在能够提供引导的电场的两个层之间。

美国专利申请US2009/0258547描述了用于可分离绝缘连接器的扩展器。常规的线缆适配器可以插入扩展器中，该扩展器包括用于将电力从线缆载送到该可分离绝缘连接器的导电杆。扩展器还包括外半导电层、毗邻导电杆和压缩连接器的内半导电层、以及位于这两个半导电层之间的绝缘层。将扩展器插入可分离绝缘连接器中，然后将该扩展器连接到电力系统。

发明内容

一般来讲，将连接器或接线头附接到连接装置的导体元件表示连接装置的组装中的额外步骤，该步骤在工厂制造或现场组装上浪费时间。另外，附接的连接器需要在连接装置中存在附加的电气元件，这些电气元件减小由连接器附接过程中产生的气阱所造成的电应力。因此，一般来讲显然希望提供一种在生产上更有成本效率且更易于组装的连接装置。

本发明试图解决此类需求。本发明提供了一种用于将电力线缆连接到电力网络的电气安装件的线缆连接装置，该线缆连接装置包括导体元件，该导体元件具有第一端部部分、第二端部部分、以及设置在第一端部部分和第二端部部分之间的中间部分，其中导体元件包括布置在第一端部部分处用于与线缆插头配合的连接器插座，该线缆连接装置的特征在于连接器插座与中间部分一体化形成。

与导体元件的中间部分一体化形成的连接器插座避免了中间部分和独立连接器插座之间的接合部。因为不存在接合部，所以根据本发明的线缆连接装置可比常规的线缆连接装置在机械上和电学上更可靠。另外，不存在接合部可使得更容易地在导体元件上提供绝缘层而不在导体元件和绝缘层之间产生气阱。继而，这可以使得没有必要提供笼形电极(cageelectrode)来屏蔽接口。此类线缆连接装置可具有更简单的设计，可为制造更有成本效率的，因为需要更少的部件并且废弃了将连接器插座与导体元件附接的组装步骤。在现场，此类线缆连接装置还可更易于安装，因为连接器插座不需要附接到导体元件。另外，此类线缆连接装置可更可靠地使用，因为元件的一体化形成的部分常常比在元件由彼此连接的独立部件制成时在机械上更稳定。

一般来讲，具有一体化形成的连接器插座的线缆连接装置是制造更容易且更有成本效率的，因为它包括更少数目的需要组装以形成连接装置的部件。如上所述，作为一体化形成的，连接器插座不需要附接到导体元件。这可允许人们在线缆连接装置的组装的早期阶段在导体元件和连接器插座上施用绝缘覆盖物，例如夹套。继而，这可允许在工厂中预先组装到更高的程度，从而留下更少的当现场安装线缆连接装置时待进行的组装步骤。

根据本发明的连接装置是用于与电力线缆一起使用的。电力线缆诸如高压或中压电力线缆是被适配成在50安培或更大的电流水平下，将电能从发电机例如发电厂输送到例如家庭或工业的线缆。电力线缆具有纵向延伸长度，该纵向延伸长度限定了轴向和垂直于轴向的径向。电力线缆具有承载电力的导体。该电力线缆可包括布置在承载电力的导体或承载电力的导体的轴向节段周围的绝缘层。该电力线缆可包括布置在绝缘层或绝缘层的轴向节段周围的导电或半导电层(本文统称为“(半)导电层”)。电力线缆可包括剥露的轴向节段。在剥露的节段中，电力线缆的一个或多个外层被去除以暴露承载电力的导体的轴向节段和/或绝缘层的轴向节段和/或(半)导电层的轴向节段。

某些线缆连接器不能直接接收电力线缆的承载电力的导体的端部以及与该端部配合。线缆插头是被附接到线缆的承载电力的导体的端部的适配器，该适配器可被线缆连接器接收用于配合。插头可例如通过压接或通过螺丝附接到承载电力的导体的端部。

一般来讲，根据本发明的线缆连接装置可为例如可分离连接器，诸如肘形连接器或T形体或T形连接器，即它具有传统肘形连接器、T形体或T形连接器的电功能性。如今具有此类形状的连接装置被用于将电力线缆连接到电气安装件。另选地，根据本发明的线缆连接装置可为例如线缆终端，即它具有传统线缆终端的电功能性。

根据本发明的线缆连接装置包括导体元件，该导体元件具有第一端部部分、第二端部部分、以及设置在第一端部部分和第二端部部分之间的中间部分。导体元件是导电的。该导体元件能够操作以在电力线缆和电力网络的电气安装件之间输送电力或电流。一般来讲，导体元件可为伸长的。中间部分的某些横截面可使导体元件的制造更容易或更有成本效率。一般来讲，中间部分可具有圆形、椭圆形或矩形的横截面。

根据本发明的线缆连接装置的导体元件在其第一端部部分处包括连接器插座。连接器插座可与线缆插头配合。连接器插座可包括用于接收线缆插头的一部分以用于配合的接收器。接收器可包括与导体元件的中间部分一体化形成的壁或可被与导体元件的中间部分一体化形成的壁围绕。接收器可由与导体元件的中间部分一体化形成的壁限定或界定。

在电力网络的某些电气安装件中，可能希望在连接线缆之后从安装件释放电力线缆。因此，连接器插座可被适配用于与线缆插头可释放的配合。在某些其它安装件中，可能希望将线缆与安装件永久性地连接。因此，连接器插座可以是适配的或用于与线缆插头永久性的配合。

在根据本发明的线缆连接装置中，连接器插座与导体元件的中间部分一体化形成。连接器插座和中间部分可为单件，例如金属单件。“一体化形成”意味着连接器插座和中间部分被制造成一体式，而无需是独立元件。连接器插座可在中间部分的一部分处被加工以形成第一端部部分。

一般来讲，导体元件的第一端部部分可以与中间部分一体化形成。在那种情况下，连接器插座可以是由第一端部部分的一部分或全部形成的。更一般地，第一端部部分可包括连接器插座。

在本发明的某些实施例中，导体元件可包括导电杆，该导电杆具有彼此全部一体化形成的第一端部部分和相对的第二端部部分以及设置在第一端部部分和第二端部部分之间的中间部分。该杆的中间部分可形成导体元件的中间部分。该杆的第一端部部分可形成导体元件的第一端部部分。连接器插座可由第一端部部分加工而成。该杆的第二端部部分可形成导体元件的第二端部部分。

为了提供可与线缆插头配合的连接器插座，可将其它机械元件附接到连接器插座，例如弹簧、插入件、销或类似元件。这些元件不形成插座。因此，此类元件的存在被认为不会阻碍与中间部分一体化形成的连接器插座。

线缆连接用于将电力线缆连接到电力网络的电气安装件。导体元件的第一端部部分包括用于附接到线缆的连接器插座。使用第二端部部分附接到设备可为有利的，因为这可废弃用于附接到设备的独立元件。因此，根据本发明的线缆连接装置可包括附接装置，诸如线缆接线头，其布置在导体元件的第二端部部分处用于将线缆连接装置附接到电气安装件。

导体元件能够操作用于将电力线缆与电气安装件机械和电连接。导体元件的机械稳定性是用于可靠的连接所必需的。元件的一体化形成的部分常常提供高机械稳定性。另外，与彼此附接的单独形成的部分相比，一体化形成的部分对电流常常提供低的电阻。因此，附接装置可以是与中间部分一体化形成的。一般来讲，导体元件的第二端部部分可以是与中间部分一体化形成的。在那种情况下，附接装置可由第二端部部分的一部分或全部形成。更一般地，第二端部部分可包括附接装置。这可提供附接装置的节省空间的布置方式，并且还可有利于获得导体元件的机械稳定性和在电气安装件和线缆连接装置之间形成的连接的机械稳定性。

通过在导体元件的至少部分的周围布置的元件来电绝缘和/或在机械上保护线缆连接装置的导体元件常常是有利的。电绝缘防止与导体元件直接接触并且提供一定程度的安全性。任何类型的包层都可降低导体元件腐蚀的风险。因此，根据本发明的线缆连接装置可包括夹套。夹套可布置在中间部分的至少一部分和第一端部部分的至少一部分周围。另选地，夹套可布置在整个导体元件的周围。

一般来讲，夹套可包括电绝缘层。电绝缘层可被布置成围绕中间部分的至少一部分或第一端部部分的至少一部分或两者。如果夹套布置在整个导体元件周围，那么绝缘层可被布置成围绕中间部分的至少一部分和/或第一端部部分的至少一部分和/或第二端部部分的至少一部分。绝缘层可被布置成围绕整个导体元件。

一旦具有附接的线缆插头的电力线缆通过使线缆插头与连接器插座配合而被连接到线缆连接装置，就保护线缆的剥露节段并且防止水、湿气、粉尘和污垢进入线缆连接装置是有利的。在轴向上延伸超过导体元件的如上所述的夹套可保护线缆连接装置。一般来讲，夹套可包括轴向延伸超过导体元件的第一端部部分的覆盖部分。当线缆插头与连接器插座配合时，夹套可轴向延伸超过线缆的承载电力的导体的端部上的线缆插头。夹套可轴向延伸超过导体元件的第一端部部分，至线缆的未剥露的轴向节段。

一般来讲，常常希望降低用于电力线缆的线缆连接装置中的气阱的风险，因为气阱可引起部分放电，这可能导致线缆或连接装置中的损坏。另外，在被连接到线缆之后，线缆连接装置有利地被密封以防水、湿气、粉尘和污垢进入装置。还常常希望连接装置占据尽可能少的空间。在使线缆插头配合到连接器插座之后可收缩的夹套可在收缩时驱除空气，从而帮助避免气阱。该夹套可提供密封，因为在收缩之后它向下紧紧地适形在元件周围。因此，与夹套的延伸无关，夹套可包含可收缩材料。可收缩材料可为可冷收缩的材料或可热收缩的材料。可收缩材料可为弹性的。它可包含硅氧烷或EPDM(乙烯丙烯二烯单体)。仅夹套的一部分可包含可收缩材料。具体地，如果夹套具有如上所述的覆盖部分，那么覆盖部分可包含可收缩材料。

一些传统线缆连接装置需要在现场组装，其中夹套必须在连接装置安装前不久装配在导体元件周围。在现场组装是潜在耗时的并且易错，因为可能发生气阱。模塑是在导体元件的表面上制造夹套的一部分的有成本效率的方法，在夹套和导体元件之间产生气阱的风险最小。在导体元件上模塑夹套的一部分提供了一种连接装置，该连接装置被预先组装至一定程度并且降低气阱的风险。模塑不可以在现场完成。因此，如上所述的夹套可包括模塑元件。模塑元件可模塑在导体元件的中间部分的至少一部分和/或导体元件的第一端部部分的至少一部分上。

当配合时，根据本发明的线缆连接装置中的线缆插头和连接器插座将在邻近接合部表面的位置处具有气阱。这些是由于元件中的机械公差和不精确性引起的。类似地，在线缆的导体被附接到线缆插头的情况下，可能发生气阱。在使用中，插头-插座组件和地面之间或线缆-插头组件和地面之间的高电势差可能导致部分放电，其中发生此类气阱。这些情况可损坏连接装置、线缆插头、或线缆。在插头-插座组件和地面周围或在线缆-插头组件之间形成法拉第笼(Faradaycage)消除法拉第笼内的高场强，并且因此降低部分放电的风险。围绕插头-插座组件或线缆-插头组件或两者的电连接到连接器插座并且因此在高压上的电极(“笼形电极”)可帮助使那些区域中的部分放电的风险最小化。根据本发明的线缆连接装置可因此包括导电或半导电的笼形电极。笼形电极可布置在连接器插座的至少一部分周围。笼形电极可包括布置在连接器插座上的一部分。笼形电极可电连接到连接器插座。

为了监测电力网络的状态，测量电压或电流或两者是必要的。根据本发明的线缆连接装置可因此包括感测电极。感测电极能够操作为用于感测电力线缆的承载电力的导体的电压的感测电容器的电极。感测电极可为感测电容器的第一电容器电极，该感测电容器包括作为第二电容器电极的承载电力的导体或承载电力的导体的延伸长度、以及作为电介质的连接装置的夹套的电绝缘层的一部分。感测电容器可为电容分压器的第一分压电容器，该电容分压器包括第二分压电容器。电容分压器可包括在电压感测器中，该电压感测器用于感测电力线缆的承载电力的导体的电压。

在根据本发明的线缆连接装置中，导体元件处于与线缆的承载电力的导体相同的电势上。为了以高精度测量承载电力的导体的电压，可将感测电极有利地放置在邻近连接器插座的位置处。一般来讲，感测电极的至少一部分可布置在连接器插座的至少一部分的径向外侧。具体地，整个感测电极可布置在连接器插座的径向外侧。感测电极可例如包括导电膜或箔、金属化膜或箔、或者金属膜或箔。

大多数情况下，电力线缆为刚性的并且耐扭转。电气安装件需要连接装置的特定角取向的附接装置例如接线头，以用于将连接装置附接到电气安装件。通常，在安装传统线缆连接装置的过程中，在将连接装置连接到电气安装件之前将线缆连接到连接装置。在传统的连接装置中，连接装置和线缆不能相对于彼此旋转。出于这个原因，传统的连接装置需要将连接装置以精确角定位在线缆端部上，由此使得之后连接装置处于用于连接到电气安装件的正确角取向中。在其中线缆插头以永久的、不可逆的方式与连接器配合的连接装置中，连接装置相对于线缆的角定位的错误迫使线缆切断并且安装新的连接装置。希望减少不正确角取向的风险和所造成的损坏。

因此，根据本发明的线缆连接装置的连接器插座可被适配成使得线缆插头在与连接器插座配合时可相对于连接器插座旋转。连接器插座可例如包括多个导电片晶，这些导电片晶以倾斜方式布置，以用于与线缆插头中的对应凹口接合并且用于使线缆插头保持在连接器插座中。片晶的径向内边缘可被布置在几何平面中，该几何平面被取向成垂直于其中线缆插头可插入连接器插座中以用于配合的方向，即垂直于插入方向。

线缆插头附接到线缆端部。因为线缆插头可旋转，所以线缆可相对于连接装置旋转，或换句话讲，连接装置可相对于线缆旋转。此类连接器插座允许线缆插头与连接器插座以任何角取向配合。在第二步骤中，可将连接装置与电气安装件连接。这需要较少努力，因为可在没有线缆扭转的情况下调节连接装置相对于线缆的角取向，由此使得连接装置可容易地连接到电气安装件。如果线缆连接装置包括包含可收缩材料的夹套，那么在第三步骤中，可将夹套收缩，这使连接装置相对于线缆的角取向固定。连接器插座可包括用于提供与线缆插头的固定配合的片晶，并且允许线缆插头旋转。

如果连接装置可围绕由其中线缆插头插入连接器插座中以用于配合的方向限定的轴线旋转，那么连接装置相对于线缆的旋转是特别有利的。这导致安装过程中的最大灵活性。如上所述的其中线缆插头可相对于连接器插座旋转的线缆连接装置可具有限定插入方向的连接器插座，在该方向上，线缆插头可插入连接器插座中以用于配合，并且其中连接器插座被适配成使得线缆插头在与连接器插座配合时可相对于连接器插座围绕平行于插入方向的轴线旋转。

线缆插头和连接器插座之间的配合在原则上可通过使用工具和/或固定装置例如通过紧固螺丝或通过压接将插头附接到插座来完成。然而，线缆连接装置的连接器插座可能难以进入，因为它可能被夹套覆盖。自动配合将是更理想的，因为它可不需要在难进入的位置上使用工具或固定装置进行手动操作以用于配合。在根据本发明的连接装置中，连接器插座可被适配成通过将线缆插头插入连接器插座中与线缆插头永久性地配合。仅仅将线缆插头插入连接器插座中的动作就可形成永久性配合。这可例如通过插座中的闩锁机构来实现。

在许多电气安装件中，空间是稀缺的。因此常常有利的是，线缆连接装置是短的，即在线缆插头插入连接器插座中的方向上具有短的延伸长度。与较长的线缆连接装置相比，短的线缆连接装置可为更通用的。在根据本发明的线缆连接装置中，连接器可限定线缆插头的插入方向。该连接器可通过线缆插头可被插入其中以用于配合的接收器的形状来限定插入方向。一般来讲，导体元件的中间部分可具有在插头插入连接器插座的方向上测量的、与该方向上的连接器插座本身的延伸长度相比短的延伸长度。具体地，插入方向上的导体元件的中间部分的延伸长度可小于插入方向上的连接器插座的延伸长度。在根据本发明的某些线缆连接装置中，插入方向上的导体元件的中间部分的延伸长度可小于插入方向上的连接器插座的延伸长度的一半。

根据本发明的线缆连接装置可有利地与配备有线缆插头的电力线缆结合使用，因为它允许电力线缆更可靠地连接到电气安装件。在一个方面，本发明因此提供了一种线缆组件，该线缆组件包括：如上所述的根据本发明的线缆连接装置；电力线缆，该电力线缆具有承载电力的导体和布置在承载电力的导体周围的绝缘层；以及线缆插头，该线缆插头附接到线缆的承载电力的导体的端部并且与线缆连接装置的连接器插座配合。

配备有此类线缆组件的电力网络提供可靠的电力供应。在另一个方面，本发明因此提供了一种用于在至少50安培的电流水平下分配电力的电力网络，该电力网络包括如上所述的线缆组件。

本发明还提供了一种将电力线缆连接到电力网络的电气安装件的方法，该方法包括以此顺序的以下步骤：

a)提供电力线缆，该电力线缆具有承载电力的导体和附接到承载电力的导体的端部的线缆插头；

b)提供包括导体元件的线缆连接装置，该导体元件具有第一端部部分、第二端部部分、以及设置在第一端部部分和第二端部部分之间的中间部分，其中导体元件包括布置在第一端部部分处、用于与线缆插头配合的连接器插座，并且其中连接器插座是与中间部分一体化形成的；

c)使线缆插头与连接器插座配合。

一般来讲，如果线缆连接装置包括夹套，该夹套具有包含可收缩材料的覆盖部分，那么上述方法可改变以包括以此顺序的以下步骤：

a)提供电力线缆(200,201)，该电力线缆(200,201)具有承载电力的导体(210)和附接到承载电力的导体的端部的线缆插头(90)；

b)提供包括导体元件(10,11)的线缆连接装置，该导体元件(10,11)具有第一端部部分(20、21)、第二端部部分(20,21)、以及设置在第一端部部分和第二端部部分之间的中间部分(40,41)，其中导体元件包括布置在第一端部部分、用于与线缆插头(90)配合的连接器插座(50)，并且其中连接器插座与中间部分一体化形成，并且其中线缆连接装置还包括夹套，该夹套包括延伸超过导体元件的第一端部部分的覆盖部分，该覆盖部分包含可收缩材料；

c)使线缆插头与连接器插座配合；

d)将线缆连接装置连接到电气安装件；

e)使可收缩材料收缩。

附图说明

现在将参考以下示例了本发明具体实施例的附图来更详细地描述本发明。附图未按比例绘制，并且为更清楚起见，一些尺寸具体地一些层厚度被放大。

图1：根据本发明的连接到线缆的第一线缆连接装置的示意性纵向截面；

图2：在连接到线缆之前，具有扩展部分的图1的线缆连接装置的示意性纵向截面；

图3：当连接到线缆时，根据本发明的第二线缆连接装置的示意性纵向截面；

图4：在连接到线缆之前，具有扩展部分的图3的第二线缆连接装置的示意性纵向截面；并且

图5：包括电压感测器并连接到线缆的根据本发明的第三线缆连接装置的示意性纵向截面。

具体实施方式

本发明的各种实施例在本文下面有所描述并在所述附图中示出，其中类似的元件具有相同的附图标记。

图1是根据本发明的第一线缆连接装置的示意性纵向截面。在此实施例中，连接装置是高压线缆终端1。线缆终端1包括导电的导体元件10和布置在导体元件10周围的夹套100。线缆终端1端接高压线缆200，即它连接到线缆200的端部。线缆200是高压线缆200，该高压线缆200包括承载电力的内导体210、布置在内导体210周围的绝缘层220、半导电层230、屏蔽层(未示出)和绝缘外线缆护套(未示出)。线缆200的端部部分是剥露的，即已去除层的节段以在特定节段中暴露内导体210、绝缘层220和半导电层230。

导体元件10具有第一端部部分20、第二端部部分30、以及设置在第一端部部分20和第二端部部分30之间的中间部分40。导体元件10包括布置在第一端部部分20处的连接器插座50。连接器插座50与导体元件10的中间部分40一体化形成，即它们是一体式的。具体地，导体元件10由导电性铝的单件组成，该导体元件10在其第一端部部分20处被加工以形成连接器插座50。另选地，可使用铜或一些其它种类的导电材料。

导体元件10还在其第二端部部分30处被加工以形成线缆接线头60。接线头60因此也是与导体元件10的中间部分40一体化形成的。接线头60具有两个紧固孔75。接线头60是用于将终端1从而线缆200附接到电气安装件例如像附接到开关设备中的衬套的附接装置。包括紧固孔75的接线头60的部分提供平坦表面，该平坦表面适于通过螺丝附接到电气安装件的对应平坦表面，这些螺丝可穿过紧固孔75，使得大电流可流过。

导体元件10的尺寸设定成承载由线缆200的导体210输送的电力。具体地，中间部分40为实心金属。另选地，中间部分可例如为绞合部分或中空部分。中间部分40和第一端部部分20之间的过渡区域被形成以避免锋利边缘，其可能引起电应力。

导体元件10是伸长的。其第一端部部分20和其中间部分40具有圆形的横截面。导体元件10的长延伸长度限定了由双箭头110指示的轴向，和垂直于轴向的由双箭头120指示的径向。导体元件10的第一端部部分20具有圆柱形的外部形状。连接器插座50包括在第一端部部分20中形成的圆柱形接收器70。接收器70可接收线缆插头90的凸形配合部分80，该线缆插头90布置在线缆200的导体210的端部处。通过将配合部分80插入连接器插座50的接收器70中，线缆插头90和连接器插座50彼此配合。将连接器插座50与线缆插头90配合接合，由此使得建立永久的、不可逆的机械连接。

线缆插头90和连接器插座50之间的配合在线缆插头90和连接器插座50之间建立机械和电连接使得：电流可流过并且电力可从线缆插头90输送到连接器插座50，并且一般地从线缆200输送到电气安装件。

连接器插座50的接收器70和线缆插头90的凸形配合部分80这两者都具有圆形的横截面。接收器70包括用于接合凸形配合部分80的片晶(未示出)使得：当配合时，线缆插头90可相对于连接器插座50旋转而不影响机械接合和输送电力的能力。在与连接器接合之后允许线缆插头旋转的独立连接器是例如从总部设在德国温特巴赫的费斯德(Pfisterer,headquarteredinWinterbach,Germany)或从巴塞尔的总部设在瑞士的公司Multi-Contact(Swiss-basedcompanyMulti-Contact,Basel)可商购获得的。布置在导体元件10的第一端部部分20处的一体化形成的连接器插座50可根据此类独立连接器形成。因此，与此类连接器插座50配合的线缆插头90能够相对于连接器插座50旋转。

在其它实施例中，接合可以使得不可能有旋转。旋转的能力不是获得更可靠的线缆终端1所必需的。然而，它可在将具有附接的线缆200的终端1安装到电气安装件的过程中引入另外的灵活性：如果线缆200是刚性的并且需要较大的力来扭转，那么线缆插头90和连接器插座50之间的可旋转的接合可允许使线缆终端1相对于线缆200旋转成线缆接线头60的平坦表面平行于电气安装件的平坦表面的取向，使得接线头60可更容易地附接到电气安装件的平坦表面。

线缆插头90是导电的并且可在一个端部接收电力线缆200的承载电力的导体210的端部。线缆插头90通过两个螺丝130来附接到导体210。线缆插头90的中间部分，即线缆连接部分和凸形配合部分80之间的部分是实心的金属。

夹套100通常具有管状形状并且包封导体元件10，除了包括紧固孔75的接线头60的部分。当线缆插头90与连接器插座50配合时，该夹套100轴向延伸以同时包封线缆插头90和电力线缆200的端部部分。夹套100具有同轴布置的若干层，这些层具有不同的轴向延伸长度并且实现不同的功能。由弹性硅氧烷、或更一般地由弹性材料来模塑这些层。这些层被顺序模塑。

在夹套100的轴向节段中，夹套100的径向最内层是笼形电极140。笼形电极140由导电的弹性硅氧烷的层形成。笼形电极140同心地布置在导体元件10的连接器插座50周围、布置在连接器插座50的径向外侧且直接布置在连接器插座50上，使得该笼形电极140与连接器插座50的机械和电接触。在使用中，连接器插座50处于线缆导体210的电势上，并且笼形电极140处于相同电势上。当插头90与连接器插座50配合时，即当线缆200附接到线缆终端1时，笼形电极140轴向延伸足够远以同时包封线缆插头90和线缆绝缘物220的一部分。在相反的轴向110上，笼形电极140在连接器插座50的一部分上延伸足够远以覆盖线缆插头90的主体和连接器插座50之间的任何轴向间隙。笼形电极140被配置成防止例如由线缆200、线缆插头90和连接器插座50之间的接合部处的气阱和表面不平度引起的电应力的有害作用，如果不存在笼形电极140，那么将发生这种情况。

夹套100包括电绝缘主体层150，该电绝缘主体层150围绕笼形电极140、导体元件10的第一端部部分20、中间部分40和第二端部部分30的轴向节段。主体层150布置在导电元件10和笼形电极140的径向外侧。主体层150在两个轴向110上比笼形电极140轴向延伸得远。在一个轴向(图中向左的方向)上，当线缆插头90与连接器插座50配合时，该主体层150轴向延伸以包封线缆插头90和电力线缆200的端部部分。在相反的轴向(图中向右的方向)上，该主体层150轴向延伸以包封导体元件10的第一端部部分20、中间部分40和第二端部部分30的轴向节段。主体层150由弹性的电绝缘硅氧烷的层形成。在另选的实施例中，它可包含EPDM(乙烯丙烯二烯单体)。主体层150模塑在笼形电极140和导电元件10上，但它可另选地通过其它方法来施用，例如像作为挤出的预先拉伸的管来施用。

夹套100还包括外导电层160，该外导电层160与夹套100的其它层并与导体元件10同轴布置。外导电层160的第一轴向节段围绕主体层150的轴向节段，该主体层150的轴向节段包封笼形电极140和线缆200的端部部分。当线缆200与线缆终端1连接时，第二轴向节段170比主体层150轴向延伸得远以包封线缆200的一部分。第二轴向节段170同轴布置在线缆200上以便以机械的方式和电的方式接触线缆200的半导电层230。外导电层160因此处于与线缆200的半导电层230相同的电势上，该外导电层160通常被保持处于电接地。

外导电层160的第一轴向节段朝导电元件10的第二端部部分30轴向延伸，一直至导电元件10的第一端部部分20和中间部分40之间的过渡区域。在该过渡区域的轴向位置上，外导电层160的横截面被成形以形成几何应力控制轮廓，该几何应力控制轮廓被设计成减小该过渡区域中的电应力。

外导电层160在电学上用作线缆200的半导电层230的延续。它有助于使电场成形。外导电层160由导电硅氧烷制成。另选地，它可由EPDM(乙烯丙烯二烯单体)制成或包含EPDM(乙烯丙烯二烯单体)。外导电层160是弹性的，即它可径向扩展并且一旦扩展，就倾向于恢复其初始未扩展的形状。

夹套100还包括半导电应力控制层180，该半导电应力控制层180同轴布置在导体元件10周围。它从导体元件10的第一端部部分20轴向延伸到中间部分40。应力控制层180的第一轴向节段布置在外导电层160上，其第二轴向节段布置在绝缘主体层150上。应力控制层180包含所谓的高介电常数(High-k)材料。具体地，它包含含有碳粒的硅氧烷。它用作折射应力控制元件，其用于降低导体元件10和处于电接地的外导电层160之间的放电风险。

夹套100还包括由电绝缘硅氧烷制成的外绝缘层190。它同轴布置在导体元件10周围，并且从导体元件10的第一端部部分20和中间部分40之间的过渡区域轴向延伸至导体元件10的第二端部部分30。外绝缘层190的第一轴向节段(图中的左边节段)布置在应力控制层180上。第二轴向节段(图中的右边节段)布置在主体层150上。外绝缘层190被成形以形成径向向外凸出的四个裙边205，这些裙边205用于减小从暴露的接线头60到外导电层160的蠕动电流。

一旦通过使线缆插头90与连接器插座50配合将线缆200连接到线缆终端1，夹套100的一部分320即覆盖部分320就被适配成包封线缆插头90和线缆200的端部部分。一旦线缆200被连接到线缆终端1，覆盖部分320就轴向延伸超过导体元件10的第一端部部分20并且轴向延伸得更远以覆盖线缆插头90和线缆200的端部部分。

在图1中，线缆终端1被示出具有附接到其的线缆200。图2是不具有线缆200的图1的线缆终端1的示意性纵向截面。示出在线缆200插入和附接到终端1之前的线缆终端1。在终端1的线缆侧(图1和图2中的左侧)上，通过管状插入件250使夹套100的轴向部分保持处于径向扩展状态，该管状插入件250形成中空空间。径向扩展部分包括覆盖部分320。插入件250包括由聚合物条的轴向相邻圈形成的壁260。壁260使夹套100保持处于径向扩展状态。当夹套100扩展时，可将线缆200的端部插入夹套100中，并且可使线缆200的导体210的端部上的线缆插头90与导体元件10的连接器插座50配合，由此将线缆200附接到终端1。一旦线缆200被附接，就可将聚合物条朝中空空间的开放侧拉出，这使得壁260从右到左(图中)逐渐塌缩。弹性夹套100的先前扩展的部分在相同方向上逐渐缩小或“收缩”，它被“收缩”。一旦形成壁260的聚合物条被完全拉出，夹套100的先前扩展的部分就缩小在连接器插座50、线缆插头90和线缆200的周围，这产生图1中示出的布置方式。

连接器插座50为自配合类型，换句话讲，它被适配成通过在轴向110上将线缆插头90插入连接器插座50中而与线缆插头90永久性地配合。不需要进一步进入连接器插座50来使线缆插头90与连接器插座50固定配合。一旦与连接器插座50配合，并且在使夹套100收缩之前，线缆插头90就可相对于连接器插座50围绕平行于插入方向的轴线旋转。在将线缆插头90配合到连接器插座50之后，可将夹套100收缩在连接器插座50、线缆插头90和线缆200的端部部分周围。收缩导致夹套100紧密装配在线缆200和线缆插头90周围。由这种紧密装配产生的摩擦防止了线缆插头90和线缆200在收缩之后可相对于连接器插座50旋转。

图3是第二线缆连接装置的示意性纵向截面。这个装置是用于将高压电力线缆连接到电力网络中的开关设备的衬套的可分离的肘形插头2。肘形插头2被示出为当其附接到线缆和线缆插头，例如图1中所示的线缆200和线缆插头90时的外观。然而，为更清楚起见，线缆200和线缆插头90未绘出。

肘形插头2在许多方面类似于图1和图2的终端1。然而，一些特征是不同的：肘形插头2包括导电的导体元件11和夹套101。夹套101包括线缆侧部分105和衬套侧部分106。部分105、106两者都是在一定程度上旋转对称的，从而限定各自的轴线：线缆侧部分105的轴线305垂直于衬套侧部分106的轴线306。线缆侧部分105通常具有管状形状。

导体元件11包括第一端部部分21、第二端部部分31、以及设置在第一端部部分21和第二端部部分31之间的中间部分41。导体元件11包括布置在第一端部部分21处的连接器插座50。如在图1的背景下所述，连接器插座50可与电力线缆200的承载电力的导体210的端部上的线缆插头90(未示出)配合。连接器插座50与导体元件11的中间部分41一体化形成。换句话讲，中间部分41和连接器插座50是一体式的。导体元件11由导电性铜的单件组成，该导体元件11在其第一端部部分21处被加工以形成连接器插座50。连接器插座50限定了插入方向，可将线缆插头在该方向上插入连接器插座50中以用于配合。插入方向与线缆的“长”方向相同。

导体元件11还在其第二端部部分31处被加工以形成线缆接线头61。接线头61因此也是与导体元件11的中间部分41一体化形成的。接线头61具有紧固孔75。接线头61是用于将肘形插头2和附接到肘形插头2的线缆附接到开关设备中的衬套，或更一般地附接到电气安装件的附接装置。接线头61提供平坦表面，该平坦表面适于通过螺丝附接到衬套的对应平坦表面，该螺丝可穿过紧固孔75，使得大电流可流过。

导体元件11是伸长的。其第一端部部分21具有圆形的横截面。导体元件11的长延伸长度限定了由双箭头110指示的轴向，和垂直于轴向的由双箭头120指示的径向。轴向平行于或反平行于夹套101的线缆侧部分105的对称轴线305。导体元件11的第一端部部分21具有圆柱形的外部形状和圆形的横截面。连接器插座50布置在第一端部部分21处。连接器插座50具有与图1和图2的终端1的连接器插座50相同的功能性。具体地，它还包括用于接收线缆插头90以用于配合的接收器70。通过将线缆插头90的配合部分80插入连接器插座50的接收器70中，线缆插头90和连接器插座50配合。将连接器插座50与线缆插头90配合接合，由此使得建立永久的、不可逆的机械连接。连接器插座50还包括片晶(未示出)，由此使得在配合之后，线缆插头90可相对于连接器插座50旋转而不影响机械接合和输送电力的能力。如以上对于终端1所述，这在肘形插头2的安装过程中可为有利的。

导体元件11的尺寸设定成承载由线缆200的导体210输送的电力。具体地，中间部分41为实心金属。另选地，中间部分可例如包括中空部分。在轴向110上，导体元件11短于图1中所示的终端1的导体元件10。具体地，其中间部分41的轴向延伸长度短于第一端部部分21的轴向延伸长度。具体地，中间部分41的轴向延伸长度短于连接器插座50的轴向延伸长度。它甚至比连接器插座50的轴向延伸长度的一半短。短的中间部分41导致总体上更短的肘形插头2。

夹套101通常具有肘形形状并且包封导体元件11。当插头90与连接器插座50配合时，夹套101在轴向110上延伸超过导体元件11以同时包封线缆插头90和电力线缆200的端部部分。夹套101具有同轴布置的若干层，这些层具有不同的轴向延伸长度并且实现不同的功能，这些功能中的大多数与图1和图2中描述的终端中的对应层的功能相同。由弹性硅氧烷或更一般地由弹性材料来模塑这些层，由此使得夹套101是弹性的。它可径向扩展并且一旦扩展，就倾向于恢复其初始未扩展的形状。

在夹套101的线缆侧部分105的轴向节段中，夹套101的径向最内层是笼形电极141。笼形电极141由导电的弹性硅氧烷的层形成。笼形电极141被布置成同心地围绕与导体元件11的连接器插座50配合的线缆插头90。笼形电极141的端部部分布置在连接器插座50的径向外侧并且直接布置在连接器插座50上，使得笼形电极141处于与连接器插座50的机械和电接触。在使用中，连接器插座50处于线缆导体210的电势上，并且笼形电极141处于相同电势上。类似于图1中的笼形电极140，当插头90与连接器插座50配合时，即当线缆200附接到肘形插头2时，笼形电极141轴向延伸足够远以同时包封线缆插头90和线缆绝缘物220的一部分。在相反的轴向(图3中向上)上，笼形电极141在连接器插座50的一部分上延伸足够远以覆盖线缆插头90的主体和连接器插座50之间的任何轴向间隙。笼形电极141被设计成防止例如由线缆200、线缆插头90与连接器插座50之间的接合部处的气阱和表面不平度引起的电应力的有害作用，如果不存在笼形电极141，那么将发生这种情况。

夹套101包括电绝缘主体层151，该电绝缘主体层151围绕笼形电极141、第一端部部分21、以及中间部分41。主体层151还围绕导体元件11的第二端部部分31。夹套101的衬套侧部分106和该部分106中的主体层151具有管状形状，由此使得可从两个相反的方向沿着衬套侧部分106的轴线306进入接线头61。在线缆侧部分105中，主体层151被布置在导电元件11和笼形电极141的径向外侧。主体层151在两个轴向110上比笼形电极141轴向延伸得远。在一个轴向(图3中朝底部的方向)上，当线缆插头90与连接器插座50配合时，该主体层151轴向延伸以包封线缆插头90和电力线缆200的端部部分。在相反的轴向(图3中朝顶部的方向)上，该主体层151轴向延伸以形成夹套101的衬套侧部分106。主体层151由电绝缘硅氧烷的层形成。主体层151模塑在笼形电极141和导电元件11上方。

夹套101还包括外导电层161。外导电层161被布置在主体层151的外表面上。在夹套101的线缆侧部分105中，外导电层161围绕主体层151，该主体层151包封线缆200的端部部分和笼形电极141。在夹套101的衬套侧部分106中，外导电层161围绕主体层151，该主体层151包封接线头61。整个肘形插头2，除了用于接触线缆200的夹套101的远侧部分320，被包封在外导电层161中。外导电层161从而提供电屏蔽并且使得肘形插头2触摸安全。外导电层161由导电硅氧烷制成。另选地，它可由EPDM(乙烯丙烯二烯单体)制成或包含EPDM(乙烯丙烯二烯单体)。

与图1的终端1不同，外导电层161不电接触线缆的半导电层230。在肘形插头2中，外导电层161以不同的方式电接地。出于此目的，可在接地触点310处将接地线连接到肘形插头2，该接地触点310是与外导电层161电接触的。导电层161是连续的，因为它的所有部分以电的方式和机械的方式彼此连接。

夹套101还包括同轴布置在夹套101的远侧部分320中的半导电应力控制层181。应力控制层181包含所谓的高介电常数材料。具体地，它包含含有碳粒的硅氧烷。它用作折射应力控制元件，其用于降低在线缆200被插入肘形插头2中时并且在线缆导体210的端部上的线缆插头90与连接器插座50配合时线缆(未示出)的半导电层230终止的区域中的放电风险。

为了可与肘形插头2一起使用，需要以与为了与图1的终端1一起工作所剥露的线缆不同的方式剥露线缆。具体地，一旦肘形插头2的线缆端部部分105在线缆端部和线缆插头90上收缩，线缆的半导电层(对应于前面描述的线缆200中的半导电层230)就必须合适地暴露，由此使得它可以机械的方式和电的方式接触应力控制层181。

在导体元件11的第一端部部分21处与中间部分41一体化形成的连接器插座50与前面描述的终端1的连接器插座50相同。具体地，它是自配合的，即它被适配成通过在轴向110上将线缆插头90插入连接器插座50中而与对应的线缆插头90永久性地配合。连接器插座50限定了插入方向。另外，连接器插座50被适配成使得，线缆插头在与连接器插座50配合时可相对于连接器插座50围绕平行于插入方向的轴线旋转，该轴线继而是轴向110，并且该轴线还平行于夹套101的线缆侧部分105的轴线305。

如对于图2中的终端1所示，夹套101的线缆侧部分105可保持处于扩展状态，使得具有在线缆200的内导体210上的线缆插头90的合适剥露的线缆端部可插入肘形插头2中。这在图4中示出，该图4是在线缆连接之前图3的可分离肘形插头2的示意性纵向截面，其中通过管状插入件250使夹套101的一部分保持处于径向扩展状态，该管状插入件250形成中空空间。插入件250包括由聚合物条的轴向相邻圈形成的壁260，这些相邻圈彼此连接，由此使得可通过在聚合物条上牵拉将它们分开。壁260使夹套101保持处于径向扩展状态。当夹套101扩展时，可将线缆200的端部插入夹套101中，并且可使线缆200的内导体210的端部上的线缆插头90与导体元件11的连接器插座50配合，由此将线缆200附接到肘形插头2。一旦线缆200被附接，就可将聚合物条朝中空空间的开放侧拉出，这使得壁260从顶部到底部(图中)逐渐塌缩。夹套101的先前扩展的部分在相同方向上逐渐缩小或“收缩”，它被“收缩”。一旦形成壁260的聚合物条被完全拉出，夹套101的先前扩展的部分就缩小在连接器插座50、线缆插头90和线缆200的端部部分的周围，这产生图3中示出的布置方式。

当弹性夹套101扩展时，可将线缆200的端部插入夹套101中，并且可使线缆200的导体210的端部上的线缆插头90与导体元件11的连接器插座50配合，由此将线缆附接到肘形插头2。在将线缆插头90配合到连接器插座50之后，可将夹套101收缩在连接器插座50、线缆插头90和线缆200的端部部分周围。收缩导致夹套101紧密装配在线缆200和线缆插头90周围。由这种紧密装配产生的摩擦防止了线缆插头90和线缆200在收缩之后可相对于连接器插座50旋转。

图5是根据本发明的第三线缆连接装置的示意性纵向截面。在此实施例中，线缆连接装置是另外的可分离肘形插头3。肘形插头3被示出具有高压电力线缆201，该高压电力线缆201具有附接到肘形插头3的线缆插头90。线缆201包括承载电力的内导体210或线缆导体210、布置在内导体210之上和周围的绝缘层220、半导电层230、屏蔽层(未示出)和绝缘外线缆护套(未示出)。线缆201的端部部分是剥露的，即已去除线缆层的轴向节段以在特定节段中暴露内导体210、绝缘层220和半导电层230。与图1中的线缆插头90相同的线缆插头90被附接到线缆导体210的端部，并且通过两个螺丝130固定在该端部。线缆插头90被示出与连接器插座50配合。

图5的肘形插头3与图3和图4的肘形插头2相同，除了它包括用于感测内导体210的电压的电压感测器。电压感测器包括同心地布置在导体元件11的第一端部部分21周围的感测电极330。另选地，感测电极330可同心地布置在中间部分11周围，或部分地布置在中间部分11周围以及且部分地布置在第一端部部分21周围。感测电极330能够操作为感测电容器的第一电容器电极，该感测电容器包括作为第二电容器电极的线缆导体210。布置在感测电极330和导体元件11之间的主体层151的一部分能够操作为感测电容器的电介质。感测电容器能够操作为电容分压器的第一分压电容器，该电容分压器包括第二分压电容器并且该电容分压器继而被包括在电压感测器中。通过测定电容分压器的电压信号，可测定电接地上的线缆导体210的电压。感测电极330的电压通过线340输送穿过外导电层161的开口，这使得在肘形插头3的夹套101的外面可获得感测电极330的电压。

Claims (15)

1.一种线缆连接装置(1,2,3)，所述线缆连接装置(1,2,3)用于将电力线缆(200,201)连接到电力网络的电气安装件，所述线缆连接装置包括导体元件(10,11)，所述导体元件(10,11)具有第一端部部分(20,21)、第二端部部分(30,31)、以及设置在所述第一端部部分和所述第二端部部分之间的中间部分(40,41)，其中所述导体元件包括连接器插座(50)，所述连接器插座(50)被布置在所述第一端部部分处，用于与线缆插头(90)配合，

所述线缆连接装置的特征在于所述连接器插座与所述中间部分一体化形成。

2.根据权利要求1所述的线缆连接装置，包括附接装置(60,61)，所述附接装置(60,61)被布置在所述导体元件的所述第二端部部分处，用于将所述线缆连接装置附接到所述电气安装件。

3.根据权利要求2所述的线缆连接装置，其中一个或多个所述附接装置与所述中间部分一体化形成。

4.根据前述权利要求中任一项所述的线缆连接装置，包括夹套(100,101)，所述夹套(100,101)被布置在所述中间部分的至少一部分和所述第一端部部分的至少一部分周围。

5.根据权利要求4所述的线缆连接装置，其中所述夹套包括覆盖部分(320)，所述覆盖部分(320)轴向延伸超过所述导体元件的所述第一端部部分。

6.根据权利要求4或5所述的线缆连接装置，其中所述夹套包括电绝缘层(150,151)。

7.根据前述权利要求中任一项所述的线缆连接装置，包括导电或半导电笼形电极(140,141)，所述导电或半导电笼形电极(140,141)被布置在所述连接器插座的至少一部分周围。

8.根据前述权利要求中任一项所述的线缆连接装置，包括感测电极(330)，所述感测电极(330)用作感测电容器的电极，所述感测电容器用于感测所述电力线缆的承载电力的导体的电压。

9.根据权利要求8所述的线缆连接装置，其中所述感测电极的至少一部分被布置在所述连接器插座的至少一部分的径向外侧。

10.根据前述权利要求中任一项所述的线缆连接装置，其中所述连接器插座被适配成使得所述线缆插头在与所述连接器插座配合时能够相对于所述连接器插座旋转。

11.根据前述权利要求中任一项所述的线缆连接装置，其中所述连接器插座被适配成通过将所述线缆插头插入所述连接器插座中来与所述线缆插头永久性地配合。

12.根据前述权利要求中任一项所述的线缆连接装置，其中所述连接器插座限定线缆插头(90)的插入方向，并且其中所述导体元件的所述中间部分在所述插入方向上的延伸长度小于所述连接器插座在所述插入方向上的延伸长度的一半。

13.一种线缆组件，包括：

-根据前述权利要求中任一项所述的线缆连接装置，

-电力线缆(200,201)，所述电力线缆(200,201)具有承载电力的导体(210)和被布置在所述承载电力的导体(210)周围的绝缘层(220)，

-线缆插头(90)，所述线缆插头(90)附接到所述线缆的所述承载电力的导体(210)的端部并与所述线缆连接装置的所述连接器插座(50)配合。

14.一种用于在至少50安培的电流水平下分配电力的电力网络，包括根据权利要求13所述的线缆组件。

15.一种将电力线缆(200,201)连接到电力网络的电气安装件的方法，包括以如下顺序的步骤：

a)提供电力线缆(200,201)，所述电力线缆(200,201)具有承载电力的导体(210)和附接到所述承载电力的导体的端部的线缆插头(90)；

b)提供包括导体元件(10,11)的线缆连接装置，所述导体元件(10,11)具有第一端部部分(20,21)、第二端部部分(30,31)、以及设置在所述第一端部部分和所述第二端部部分之间的中间部分(40,41)，其中所述导体元件包括连接器插座(50)，所述连接器插座(50)被布置在所述第一端部部分处，用于与所述线缆插头(90)配合，并且其中所述连接器插座与所述中间部分一体化形成；

c)使所述线缆插头与所述连接器插座配合。