CN106463881B - 用于电气设备的可替换的套管 - Google Patents

Abstract

公开了一种具有用于电力连接器的可替换的套管的电气设备连接器。可替换的套管包括绝缘体，其具有形成在第一端上的锥形的外表面，以及形成在第二端中的锥形的内表面。导体延伸穿过绝缘体，且具有通孔，所述通孔在一端处带沉孔。沉孔中卡持的螺栓接合设置在壳体中的导体中的螺纹搭接部，使得锥形的内表面装配在壳体连接器上的锥形的外表面上且符合该锥形的外表面。

Description

用于电气设备的可替换的套管

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年4月7日提交的美国临时申请第61/976，315号和2015年3月4日提交的美国临时申请第62/128，173号和2015年4月7日提交的美国申请第14/680，117号的权益。各项以上申请的全部公开内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开内容大体上涉及配电系统，且更具体地涉及用于在电气设备如开关设备上的连接接口与电力线缆之间经由可分离的连接器过渡的可替换的套管。

背景技术

本段提供了不一定是现有技术的关于本公开内容的背景信息。

电气设备如用于配电系统中的电气开关设备需要用于配电的电力线缆的连接。在某些应用中，如地下和底座安装的应用中，电力线缆将以可分离的连接器端接，连接器联接到开关设备端子接口或连接器上。电气开关设备可设有专有或非标准的接口，其需要用于从电气设备上的专有或非标准接口过渡至可分离的连接器上的工业标准接口的套管。工业标准接口由标准化组织如IEEE、ANSI，IEC和Cenelec规定。这些标准向可分离的连接器的制造者提供了规格，其限定大小、测试要求和电力互连的等级。

为了提供电力线缆上的可分离的连接器与电气设备之间的有效互连，可分离的连接器需要电力线缆的适当制备，例如，将线缆的各种层剥除至不同长度、将可分离的连接器安装到制备的电力线缆端上，以及将可分离的连接器以电力线缆附接到开关设备套管接口上。制备线缆端、将可分离的连接器安装到线缆端上以及将可分离的连接器以电力线缆附接到开关设备上的过程需要一定技术水平。该过程的任何部分期间的不良材料或工艺可导致可分离的连接器与开关设备接口的区域中的介电击穿，这由以下引起：线缆制备中的错误、故障的电力线缆、故障的可分离的连接器、尺寸不适合电力线缆的可分离的连接器、可分离的连接器不当组装到电力线缆上、可分离的连接器不当组装到开关设备接口上，或任何电力接口的污染。可分离的连接器的区域中的介电击穿可引起开关设备上的连接器的不可挽回的破坏，这需要开关设备组件的较大修理和/或替换。

发明内容

因此，期望提供一种在没有电气设备的较大修理或替换的情况下也可以简单方式替换的电气设备与电力线缆/连接器组件的容易且有效的互连。此外，期望提供一种用于具有工业标准的接口的电力线缆/连接器与具有专有或非标准接口的电气设备的适配器。此外，本公开内容的其它期望的特征和特点将从结合附图和本发明的此背景部分的随后的详细描述和所附权利要求变得清楚。

附图说明

本文所述的附图仅为了所选实施例而非所有可能的实施方式的图示目的，且不旨在限制本公开内容的范围。

图1为具有现场可替换的套管的开关设备极单元形式的电气设备组件的透视图；

图2为图1中所示的电气设备组件的放大透视图；

图3为示出壳体连接器和可替换的套管的沿图1中的线3-3截取的截面；

图4为可替换的套管构件的放大透视图；以及

图5为示出接地线夹的细节的沿图1中的线5-5截取的截面。

对应的参考标号指示图中的若干视图各处的对应部分。

具体实施方式

公开了一种具有用于电力连接器的可替换的套管的电气设备连接器。用于电气设备的壳体具有连接器，其具有从壳体延伸的第一锥形或圆锥形的外表面。导体延伸穿过该连接器。该导体在位于锥形外表面的端部处的一端中具有搭接部。可替换的套管包括绝缘体，其具有形成在第一端上的锥形或圆锥形的外表面，以及形成在第二端中的锥形或圆锥形的内表面。尽管本文所述和所示的实施例包括构造成具有电力线缆侧上的锥形外表面和电气设备侧上的锥形内表面的绝缘体，但本领域的技术人员将认识到，绝缘体的各端部均可构造有根据配电系统的特定应用、要求和标准的锥形内表面或锥形外表面。通孔从第一端延伸至锥形内表面，且收纳导体。通孔从第一端延伸至套管导体的第二端。沉孔形成在套管导体的第二端中。

螺栓部分地收纳在沉孔中。设置在导体的第二端处的沉孔中的固位环将螺栓的头卡持在沉孔中。螺纹体的一部分延伸穿过固位环，且收纳在搭接部中，以螺纹地接合壳体连接器中的导体。传导覆盖物在绝缘体之上从锥形外表面的基部延伸至绝缘体的第二端。形成在螺栓头中的驱动凹口可从套管导体的第一端经由通孔被触及，以用于可替换的套管与壳体连接器的附接和分离。在一个实施例中，套管上的锥形外表面具有工业标准的锥体，且壳体连接器上的锥形外表面具有非工业标准或专有的锥体，使得可替换的套管作用为这些不同锥体之间的适配器。

现在将参照附图更完整地描述示例性实施例。不期望由前述背景或与以下详细描述中提出的任何原理来限制。

现在参看图1-2，示出了开关设备或断路装置形式的电气设备10。电气设备10包括由具有导电覆盖层的电绝缘材料模制成的壳体12。该壳体包括连接器14(图2)和经由连接器14可释放地联接到壳体12上的可替换的套管16。尽管图1-2中所示的电气设备10为各种配电系统中使用的开关设备的极单元，但可替换的套管可结合配电系统以及电力从电力线缆经由壳体传导至电气设备的构件的其它电连接应用中发现的其它电气设备使用。

在优选实施例中，可替换的套管16具有形成在其上的锥形或圆锥形的外表面18。导体20终止于锥形的外表面18的一端处。可分离的连接器(未示出)可释放地固定到可替换的套管16上，以用于以本领域中公知的方式将电力线缆电联接到电气设备10上。可替换的套管16可释放地固定到壳体12的连接器14上。导体20与延伸穿过连接器14的导体22电联接。以此方式，电连接从导体20经由导体22提供到容纳在壳体12内的电气设备的构件中。

现在参看图3-4，可替换的套管16包括绝缘体24，锥形或圆锥形的外表面18形成在绝缘体24上的第一端上。锥形或圆锥形的内表面26形成在绝缘体24的第二端中。通孔28从绝缘体24的第一端延伸至锥形的内表面26，且收纳导体20。导体20具有从第一端延伸至第二端的通孔30，以及从导体20的第二端延伸的沉孔32。

螺栓34部分地设置在沉孔32中。螺栓34具有带有形成于其中的驱动凹口38的头36。螺栓34具有从头36延伸的螺纹体40。固位环42螺纹地固定到沉孔32中。固位环42将螺栓34的头36卡持在沉孔32中。螺纹本体40的一部分延伸穿过固位环42，且延伸到绝缘体24的锥形的内表面26中。传导覆盖物44在绝缘体24上从锥形的外表面46的基部延伸至绝缘体24的第二端。如图3中最佳可见，传导覆盖物44的一端48可延伸超过绝缘体24的第二端，以可密封地接合连接器14，且提供与连接器14的连续传导覆盖。传导覆盖物44具有带有穿过其间形成的孔的凸片64，使得线(未示出)形式的传导引线可用于将可替换的套管16传导地联接到配电系统中的其它电气设备上。

作为备选或此外，自计量的屏蔽排放夹70可用于在套管16安装在电气设备10上时进行电连接。以此方式，金属护罩8(图1和5中示为不锈钢壳体)、壳体12和传导覆盖物44之间的连续性自动地形成。如图5中最佳所见，排放夹70具有凸片部分72，其利用铆钉78或其它适合的器件固定到金属护罩8上，以用于提供其间的传导联接。自计量的部分74形成在排放夹70的中部中，且定位成与壳体12的连接器部分14接触。自计量的部分74提供自动定位元件，以便传导覆盖物44在套管16各次且每次安装时接地。排放夹70终止于延伸远离护罩8的夹部分76。夹部分76与连接器部分14间隔开，以在套管16插入壳体12时收纳传导覆盖物44的一端48。使用穿过传导覆盖物44或传导覆盖物44、壳体12和护罩8之间的屏蔽排放夹70的传导引线确保了套管16的传导覆盖物44处于地电势。

传导覆盖物44还包括在其外表面上可见的一对对准元件66a，66b。如图3中所示，对准元件包括模制到传导覆盖物44中的升高的指示物。类似地，壳体12具有在其外表面上可见的一对对准元件68a，68b。如图3中所示，对准元件68a，68b包括模制到壳体12中的升高的指示物，其与对准元件66a，66b协作来指示连接器14与可替换的套管16之间的定向来用于正确安装。尽管对准元件66，68描述为且示为升高的指示物，但本领域的技术人员将认识到，雕刻出的元件、对比色或其它视觉指示物和它们的组合可用作对准元件66，68来指示可替换的套管16的正确定向和对准。

如上文所述，螺栓34的头卡持在沉孔32中。螺纹体40的一部分延伸穿过固位环42，且延伸到形成于导体22的一端中的螺纹盲孔或搭接部50。作为当前优选的，固位环42难以置信地收纳在沉孔32中。固位环42的螺纹与螺栓34的螺纹体40的螺纹方向相反，以在螺栓34紧固期间防止固位环42松开。例如，固位环42设有左旋螺纹，而螺栓34设有常规的右旋螺纹。导体20的第二端具有形成在其上的接合元件。如图3-4中最佳所见，导体20上的接合元件为从其端面延伸的凸脊52。类似地，导体22的一端具有形成在其上的接合元件。导体22上的接合元件为形成在其端面中的槽口54。在施加到可替换的套管16上的可分离的连接器的紧固和松开期间，凸脊52和槽口54配合，以防止导体20，22之间的相对旋转。在将可替换的套管16安装到连接器12上时的对准元件66，68的使用会有助于凸脊52正确接合到槽口54中。

可替换的套管16还包括设置在导体20的第二端上的半传导护罩56。如图3中最佳可见，半传导护罩56部分地延伸到绝缘体24的锥形的内表面26中，且作用为对导体20，22之间的接口进行电屏蔽。锥形的外表面62与锥形的内表面26之间的过盈配合作用为密封导体20，22之间的接口，且提供质量足以防止该接口之间和沿该接口的电活性的接口。半传导护罩56具有围绕其上缘形成的翻边58。翻边58收纳在形成于第二端附近的导体20中的周向凹槽60内，以用于将护罩56固定和固位在导体20上。如当前优选的，固位环42处的导体20的壁厚等于导体20和周向凹槽58的壁厚。类似地，周向凹槽58与固位环42沿纵向分开至少等于固位环42处的导体20的壁厚的距离。以此方式，穿过套管导体20的第二端的电流通路在大小上是一致的。

如当前优选的，形成在套管16上的锥形的外表面18为工业标准的接口，如，由包括IEEE、ANSI、IEC或Cenelec的组织规定的工业标准。类似地，连接器14具有形成在其上的锥形或圆锥形的外表面62。如当前优选的，形成在连接器14上的锥形的外表面62为专有或非工业标准的接口。锥形的外表面62与套管16的锥形的内表面26匹配。以此方式，套管16提供具有工业标准接口的电力线缆/连接器与具有专有或非工业标准接口的电气设备的适配器。此外，可替换套管16提供用于将电力线缆/连接器组件(未示出)与电气设备10容易且有效互连的手段，电气设备10可以以简单方式替换而不需电气设备10的较大修理或替换。

实施例的前述描述出于图示和描述的目的提供。不期望其为彻底的或限制本公开内容。特定实施例的独立元件或构件大体上不限于特定实例，而是在适用的情况下，可互换，且可在所选实施例中使用，即使并未明确示出或描述。其还可以许多方式变化。若干变型并未看作是脱离本公开内容，且所有此类改型都是在包括在本公开内容的范围内。

Claims (22)

1.一种用于电力连接器的可替换的套管，包括：

绝缘体，其具有形成在第一端上的第一锥形表面、形成在第二端中的第二锥形表面；

导体，其设置在所述绝缘体内，且具有从第一端延伸至第二端的通孔以及在所述第二端中的沉孔；

螺栓，其具有带有形成于其中的驱动凹口的头和螺纹体，所述螺栓至少部分地收纳在所述沉孔中；

固位环，其在所述导体的所述第二端处设置在所述沉孔中，其中所述头卡持在所述沉孔中，且所述螺纹体的至少一部分可延伸穿过所述固位环；以及

在所述绝缘体的至少一部分之上延伸的传导覆盖物；

其中所述螺栓头的驱动凹口可从所述导体的第一端经由所述通孔被触及。

2.根据权利要求1所述的可替换的套管，其特征在于，所述套管还包括半传导护罩，所述半传导护罩设置在所述导体的所述第二端上，且包绕延伸穿过所述固位环的所述螺纹体的一部分。

3.根据权利要求2所述的可替换的套管，其特征在于，所述半传导护罩具有形成在其上的周向翻边，其装配到形成于在所述第二端附近的所述导体中的周向凹槽中。

4.根据权利要求3所述的可替换的套管，其特征在于，所述固位环处的所述导体的第一壁厚等于所述周向凹槽处的所述导体的第二壁厚。

5.根据权利要求4所述的可替换的套管，其特征在于，所述周向凹槽与所述固位环沿纵向间隔开至少等于所述第一壁厚的距离。

6.根据权利要求1所述的可替换的套管，其特征在于，所述固位环螺纹地收纳在所述沉孔中。

7.根据权利要求6所述的可替换的套管，其特征在于，所述固位环的螺纹与所述螺纹体的螺纹方向相反，以在所述螺栓紧固期间防止所述固位环松弛。

8.根据权利要求1所述的可替换的套管，其特征在于，所述导体的所述第二端具有形成在其中的接合元件。

9.根据权利要求8所述的可替换的套管，其特征在于，所述接合元件包括从所述第二端的端面延伸的凸脊。

10.根据权利要求1所述的可替换的套管，其特征在于，所述第一锥形表面限定锥形的外表面，以及所述第二锥形表面限定锥形的内表面。

11.一种用于联接到具有锥形接口的可分离的电力线缆连接器上的电气设备连接器，所述电气设备连接器包括：

具有带有形成于其上的第一锥形表面的连接器的用于电气设备的壳体；

延伸穿过所述连接器且终止于连接器端部处的第一导体，所述第一导体具有在所述连接器端部中的搭接部；

可释放地联接到所述壳体且电联接到所述第一导体的可替换的套管，所述可替换的套管包括：

绝缘体，其具有形成在第一端上的第二锥形表面、形成在第二端中的第三锥形表面，所述第三锥形表面符合所述连接器的所述第一锥形表面，

第二导体，其设置在所述绝缘体中且具有从第一端延伸至第二端的通孔和在所述第二端中的沉孔；

螺栓，其具有带有形成于其中的驱动凹口的头以及螺纹体，所述螺栓部分地收纳在所述沉孔中；

设置在所述第二导体的所述第二端处的所述沉孔中的固位环，其中所述头卡持在所述沉孔中，且所述螺纹体的一部分延伸穿过所述固位环，且延伸到所述第一导体中的搭接部中，以电联接所述第一导体和所述第二导体；以及

传导覆盖物，其在所述绝缘体的至少一部分之上延伸且提供与所述连接器的电连续性；

其中所述螺栓头的驱动凹口可从所述第二导体的所述第一端经由所述通孔被触及，以使所述可替换的套管与所述壳体螺纹地联接和断开。

12.根据权利要求11所述的电气设备连接器，其特征在于，所述可替换的套管还包括半传导护罩，所述半传导护罩设置在所述第二导体的所述第二端上且包绕延伸穿过所述固位环的所述螺纹体的一部分。

13.根据权利要求12所述的电气设备连接器，其特征在于，所述半传导护罩具有形成在其上的周向翻边，其装配到形成于在所述第二端附近的所述第二导体中的周向凹槽中。

14.根据权利要求13所述的电气设备连接器，其特征在于，所述固位环处的所述第二导体的第一壁厚等于所述周向凹槽处的所述第二导体的第二壁厚。

15.根据权利要求14所述的电气设备连接器，其特征在于，所述周向凹槽与所述固位环沿纵向间隔开至少等于所述第一壁厚的距离。

16.根据权利要求11所述的电气设备连接器，其特征在于，所述固位环螺纹地收纳在所述沉孔中。

17.根据权利要求16所述的电气设备连接器，其特征在于，所述固位环的螺纹与所述螺纹体的螺纹方向相反，以在所述螺栓紧固期间防止所述固位环松弛。

18.根据权利要求11所述的电气设备连接器，其特征在于，所述第一导体的所述连接器端部具有形成在其中的第一接合元件，以及所述第二导体的所述第二端具有形成在其中的第二接合元件，所述第一接合元件和所述第二接合元件匹配，以防止所述第一导体与所述第二导体之间的相对旋转。

19.根据权利要求18所述的电气设备连接器，其特征在于，所述第一接合元件包括形成在所述连接器端部中的槽口，以及所述第二接合元件包括从所述第二端的端面延伸且延伸到所述槽口中的凸脊。

20.根据权利要求18所述的电气设备连接器，其特征在于，所述连接器具有形成在其上的第一对准元件，以及所述可替换的套管具有形成在其上的第二对准元件，所述第一对准元件和所述第二对准元件协作来指示所述第一接合元件和所述第二接合元件的对准。

21.根据权利要求11所述的电气设备连接器，其特征在于，所述第一锥形表面限定锥形的外表面，所述第二锥形表面限定锥形的外表面，以及所述第三锥形表面限定锥形的内表面。

22.根据权利要求11所述的电气设备连接器，其特征在于，还包括具有固定到设备护罩上的凸片部分的排放夹、与所述壳体接触的自计量部分、以及从所述自计量部分延伸且接合所述传导覆盖物的夹部分，其中连续性在所述设备护罩、所述自计量部分与所述传导覆盖物之间形成。