CN110380252B - 一种核电用矿物绝缘电缆k1类电气连接器组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种核电用矿物绝缘电缆K1类电气连接器组件，包括电缆组件和与电缆组件两端插接的插头及插座，电缆组件包括矿物电缆、包裹在矿物电缆外的波纹管、用于固定矿物电缆的定位板、与定位板焊接的不锈钢管；不锈钢管中设置有灌胶区及转接插孔接触件；转接插孔接触件为双头插孔结构，其一端通过裸导线与矿物电缆芯线电气连接，另一端和插头或插座对插；插头包括连接螺帽、花键壳体、绝缘体部件、与双头插孔接触件对插的玻璃烧结部件；插座由插座壳体、玻璃饼Ⅱ、双头插针接触件Ⅱ通过玻璃烧结制成一体式结构；本发明耐辐照、耐老化、使用寿命长，在满足核级K1类电气连接器使用要求的同时，保证产品在经历严重事故工况后仍然可用。

Description

一种核电用矿物绝缘电缆K1类电气连接器组件

技术领域

本发明涉及连接器技术领域，具体是一种核电用矿物绝缘电缆K1类电气连接器组件。

背景技术

矿物绝缘电缆与常规电缆有着极大的不同之处，矿物电缆护套为不锈钢，芯线间绝缘材料为二氧化硅粉末，剥线过程中二氧化硅粉末易吸潮造成绝缘性能降低，且同根芯线没有独立绝缘层，容易短路，故矿物电缆与电气连接器的集成是一项非常复杂的技术，但由于矿物电缆本身没有任何有机材料，相比常规有机缆，在抗辐照、耐高温、长寿命、外皮的抗腐蚀及机械强度方面都有绝对的优势。

电气连接器常规设计的绝缘支撑材料为塑料，但这类绝缘支撑在高累积剂量的辐照及高温环境下机械强度及介电性能均会不同程度的下降，可能导致电气连接器的失效。CAP1400在世界上首次提出严重事故工况后的相关设备的可用性要求，这就决定了配套在这些设备上的电气连接器组件在经历严重事故工况环境后仍然可用。

发明内容

本发明的目的就在于针对以上缺陷提供一种核电用矿物绝缘电缆K1类电气连接器组件，通过对矿物电缆与电气连接器集成技术的自主研发，提升产品的密封可靠性及抗震性能，充分发挥矿物电缆电气连接器组件在事故工况下的性能优势；极大提高产品的耐温、耐辐照性能，并大大提高了产品的老化寿命，在满足核级K1类电气连接器使用要求的同时，保证产品在经历严重事故工况后仍然可用，从而使得产品相对于同类产品具备更大的先进性。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的，依据本发明提出的耐核级环境的高密度连接器，包括电缆组件和与电缆组件两端插接的插头及插座，所述的电缆组件包括矿物电缆、包裹在矿物电缆外的不锈钢波纹管、用于固定矿物电缆的定位板、与定位板焊接的不锈钢管；不锈钢波纹管的两端连接有端接套管，不锈钢管和端接套管分别位于定位板两侧，定位板与端接套管焊接；波纹管中包裹的矿物电缆至少为一根，矿物电缆两端分别依次穿过两端的端接套管和定位板，定位板与矿物电缆外护套焊接；不锈钢管中设置有灌胶区及固定在灌胶区中的转接插孔接触件；转接插孔接触件为双头插孔结构，其一端固定于灌胶区并通过裸导线与矿物电缆的芯线电气连接，另一端位于灌胶区之外用于和插头或插座对插；转接插孔接触件的数量与波纹管中所有矿物电缆的芯线总数量相等。

进一步地，定义插头与插座插合的一端为插头前端，插座与插头插合的一端为插座前端，所述的插头包括连接螺帽，安装于连接螺帽内且通过挡圈和第二限位机构限位的花键壳体，安装于花键壳体内并通过卡簧和第一限位机构限位的绝缘体部件，设置于花键壳体后部并与双头插孔接触件对插的玻璃烧结部件；所述的双头插孔接触件固定于绝缘体部件中，绝缘体部件外壁设置的挡止台阶Ⅰ与花键壳体内设置的挡止台阶Ⅱ配合形成第一限位机构，卡簧安装于花键壳体内的卡簧槽中，花键壳体外还设置有O型密封圈Ⅰ；连接螺帽后端设置的挡止台阶Ⅲ和花键壳体外壁设置的挡止台阶Ⅳ配合形成第二限位机构；挡圈套装于花键壳体外壁圆周并位于挡止台阶Ⅲ后端；

所述的玻璃烧结部件由烧结部件壳体、设置于烧结部件壳体内的玻璃饼Ⅰ和固定于玻璃饼Ⅰ中的双头插针接触件Ⅰ通过玻璃烧结制成一体式结构；双头插针接触件Ⅰ与花键壳体中的双头插孔接触件对插，烧结部件壳体与花键壳体后端连接处焊接密封；

所述的插座由插座壳体、设置于插座壳体内的玻璃饼Ⅱ、固定于玻璃饼Ⅱ中的双头插针接触件Ⅱ通过玻璃烧结制成一体式结构。

进一步地，绝缘压板和高绝缘体扣合形成所述的绝缘体部件，双头插孔接触件一端固定于绝缘压板中，另一端固定于高绝缘体中，挡止台阶Ⅰ设置于高绝缘体外壁；挡止台阶Ⅳ上还设置有棘齿；连接螺帽内还安装有屏蔽条，屏蔽条与棘齿位置对应；

绝缘压板和高绝缘体上还均设置有凹槽，两者的凹槽连通形成防转凹槽，防转凹槽与花键壳体内的键台适配，键台卡入防转凹槽内防止绝缘体部件在花键壳体内转动。

更进一步地，绝缘压板和高绝缘体表面需用无水酒精清洗干净并涂覆无机胶。

进一步地，电缆组件两端的转接插孔接触件均与插座后端对插或者均与插头后端的玻璃烧结部件对插或者电缆组件一端的转接插孔接触件与插座后端对插另一端的转接插孔接触件与插头后端的玻璃烧结部件对插；

转接插孔接触件与玻璃烧结部件对插时，玻璃烧结部件中的双头插针接触件Ⅰ一端与插头中双头插孔接触件的后端对插，另一端与转接插孔接触件对插；

转接插孔接触件与插座后端对插时，插座中的双头插针接触件Ⅱ与转接插孔接触件对插。

更进一步地，转接插孔接触件与玻璃烧结部件中的双头插针接触件Ⅰ对插到位后，烧结部件壳体与不锈钢管通过激光焊焊接；转接插孔接触件与插座对插到位后，插座壳体与不锈钢管通过激光焊焊接。

进一步地，插座前端壳体内壁还安装有O型密封圈Ⅱ；所述的O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ为特种聚硅氧烷橡胶材料；花键壳体、连接螺帽壳体、烧结部件壳体、插座壳体、定位板、波纹管、端接套管、挡圈均为不锈钢材质；高绝缘体和绝缘压板均为陶瓷材质。

前述的电气连接器组件，其中，电缆组件装配时对矿物电缆两端剥线露出芯线，每根芯线均通过焊接一根裸导线再与转接插孔连接；裸导线一端与芯线焊接，另一端与转接插孔接触件一端的压线筒焊接；矿物电缆剥线后立即用无机胶封端。

前述的电气连接器组件，可以通过分线盒进行分线或合线，分线盒为不锈钢材质，分线盒一侧设置一个进线口或出线口，对应地，另一侧设置多个出线口或进线口，进线口、出线口均直接与波纹管一端的端接套管焊接，波纹管另一端的端接套管依次焊接定位板、不锈钢管，波纹管中的矿物电缆通过分线盒分线或合线后其芯线通过裸导线与转接插孔接触件电气连接，转接插孔接触件再与插头后端的烧结部件对插或者与插座对插。

前述的电气连接器组件，所述的焊接均为激光焊接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明采用插头/插座+矿物绝缘电缆结构，矿物绝缘电缆采用耐温、耐腐蚀性能较好的金属或无机材料，不含任何有机材料，无热老化、辐照老化机理，免维护，使用寿命长，可经历核电厂内各种极端事故。

(2)本发明通过对矿物电缆与电气连接器集成技术的自主研发，提升了产品的密封可靠性及抗震性能，充分发挥矿物电缆电气连接器组件在事故工况下的性能优势。通过陶瓷、玻璃等无机材料作为绝缘支撑，极大提高了产品的耐温、耐辐照性能，并提高了产品的老化寿命。从产品选材、耐温结构设计方面进行针对性研究，在满足要求的功能和性能的同时，保证产品在经历严重事故工况后仍然可用，从而使得产品相对于AP1000同类产品具备更大的先进性。

(3)由于矿物电缆的芯线很细，只有0.4mm，易断，因此要求矿物电缆剥线的长度尽量短，一般去皮后露出的芯线长度在3-5mm之间，较短的芯线不易与插孔焊接，本发明通过在芯线上搭接裸导线实现与转接插孔的连接，搭接为激光焊接，裸导线一端与芯线激光焊接，另一端再与转接插孔激光焊接。

(4)矿物电缆中的无机粉在空气中易吸潮导致绝缘性能降低，耐压击穿等现象发生，本发明在装配电缆组件时第一步剥线后立即用无机胶对电缆进行封端处理，用无机胶保护电缆去皮的端口隔离空气中的潮气。

(5)本发明的插头通过挡圈的结构及设置可以方便地对O型密封圈Ⅰ进行更换和维护，通过防转凹槽和键台的配合可以防止绝缘体部件在花键壳体内转动，卡簧和第一限位机构可以将绝缘体部件固定在花键壳体内避免其轴向偏移，通过挡圈和第二限位机构可以将花键壳体限位固定在连接螺帽内避免其轴向偏移。

(6)本发明部件的壳体之间通过激光进行焊接密封。激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，能量集中、焊接热影响区域小，焊缝强度等同甚至优于母材强度。连接器采用激光焊接在满足密封性能基础上，还具有抗振、免维护等优势。

(7)本发明采用O型密封圈、激光焊接、玻璃烧结等多种方式结合可以实现连接器组件内部接触件的密封防护，满足核级环境使用要求，可以达到1TΩ以上的绝缘电阻，受用寿命可以达到60年以上，相比原有绝缘电阻5000MΩ、使用寿命仅14年的电气连接器，性能大大提升，满足了核级特殊环境的使用要求。

(8)本发明具有优异的环境耐受性能，可以屏蔽外界环境中诸如热、辐照、蒸汽、压力、化学腐蚀等影响，耐辐照、耐老化、耐饱和蒸汽、使用寿命长，绝缘性能提升，本发明电气连接器所用材料除O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ是有机材料需要定期更换，其它如花键壳体、连接螺帽壳体、烧结部件壳体、插座壳体、定位板、波纹管、端接套管、挡圈均为不锈钢材质；高绝缘体和绝缘压板均为陶瓷材质，因而不会受到核电厂高温、高辐照等因素的影响，适应K1类核级环境使用要求，为大型先进压水堆及高温气冷堆核电站下设的CAP系列核电厂核级特殊电缆和电缆连接器组件提供了一种适用的CAP系列电气连接器组件。

附图说明

图1是电缆组件的剖视图；

图2是插头的立体图；

图3是图2的剖视图

图4是插座的剖视图。

图5是屏蔽条与连接螺帽的装配示意图。

图6是绝缘体部件与花键壳体的装配示意图。

图7是花键壳体与连接螺帽及挡圈装配示意图。

图8是电缆组件两端分别与插头、插座插接后的剖视图。

图9是通过分线盒进行分线或合线的连接结构示意图。

【元件及符号说明】：

1：矿物电缆 2：不锈钢波纹管 3：定位板 4：不锈钢管

5：端接套管 6：灌胶区 7：转接插孔接触件 8：裸导线

9：芯线 10：连接螺帽 11：挡圈 12：花键壳体

13：卡簧 14：绝缘压板 15：高绝缘体 16：双头插孔接触件

17：防转凹槽 18：键台 19：挡止台阶Ⅰ 20：挡止台阶Ⅱ

21：分线盒 22：挡止台阶Ⅲ 23：棘齿 24：O型密封圈Ⅰ

25：挡止台阶Ⅳ 26：环槽 27：铆钉 28：屏蔽条

29：烧结部件壳体 30：玻璃饼Ⅰ 31：双头插针接触件Ⅰ 32：插座壳体

33：玻璃饼Ⅱ 34：双头插针接触件Ⅱ 35：O型密封圈Ⅱ 36：第一波纹管

37：第二波纹管 38：第三波纹管 39：铆钉孔

具体实施方式

为进一步阐述本发明采取的技术手段和技术效果，以下结合实施例，对本发明一种核电用矿物绝缘电缆K1类电气连接器组件进行详细说明。

本发明包括电缆组件和与电缆组件两端插接的插头及插座，电缆组件包括矿物电缆1、包裹在矿物电缆外的不锈钢波纹管2、用于固定矿物电缆两端的定位板3、与定位板通过激光焊焊接的不锈钢管4。不锈钢波纹管的两端连接有端接套管5，定位板与该端接套管通过激光焊焊接，不锈钢管和端接套管分别位于定位板两侧。波纹管中包裹的矿物电缆至少为一根，矿物电缆的芯数不限，可以是2芯或3芯或4芯等。图示的波纹管中包裹有1根2芯的矿物电缆，定位板上开设的电缆穿孔的数量与波纹管中矿物电缆的数量相等。矿物电缆的两端分别穿过两个端接套管并穿过与端接套管焊接的定位板后通过激光焊将定位板与矿物电缆的外护套焊接使矿物电缆相对于定位板固定。与定位板焊接的不锈钢管中还设置有灌胶区6以及固定在灌胶区中的转接插孔接触件7。转接插孔接触件为双头插孔结构，其一端固定于灌胶区并通过裸导线8与矿物电缆的芯线9电气连接，另一端位于灌胶区之外用于和插头或插座对插。裸导线一端与矿物电缆的芯线通过激光焊焊接，另一端与转接插孔接触件一端的压线筒通过激光焊焊接。转接插孔接触件的数量与波纹管中所有矿物电缆的芯线总数量相等，每一根芯线各自通过焊接一根裸导线再与一个转接插孔接触件连接，一根芯线对应一个转接插孔接触件。

为了便于说明，定义插头与插座插合的一端为插头前端，插座与插头插合的一端为插座前端。

所述的插头包括连接螺帽10，安装于该连接螺帽内且通过挡圈11和第二限位机构限位固定的花键壳体12，安装于花键壳体内并通过卡簧13和第一限位机构限位的绝缘体部件，设置于花键壳体后部并与绝缘体部件内的双头插孔接触件对插的玻璃烧结部件。所述的绝缘体部件包括均为陶瓷材质的绝缘压板14和高绝缘体15，绝缘压板和高绝缘体中均开设有穿孔，两者的穿孔大小和数量均相等且对应设置，双头插孔接触件16一端穿装固定在高绝缘体的穿孔中另一端穿装固定在绝缘压板的穿孔中使高绝缘体和绝缘压板扣合，双头插孔接触件的数量与高绝缘体中的穿孔的数量相等且与电缆组件的波纹管中所有矿物电缆的芯线总数量相等。绝缘压板和高绝缘体上均开设有凹槽，高绝缘体和绝缘压板扣合后绝缘压板上的凹槽和高绝缘体上的凹槽对应形成防转凹槽17，该防转凹槽与花键壳体内的键台18匹配，绝缘体部件装入花键壳体后，花键壳体内的键台卡入该防转凹槽内用于防止绝缘体部件在花键壳体内转动。高绝缘体外壁还设置有挡止台阶Ⅰ19，花键壳体内还设置有卡簧槽和挡止台阶Ⅱ20，挡止台阶Ⅰ和挡止台阶Ⅱ配合形成第一限位机构，卡簧13安装于卡簧槽，绝缘体部件通过卡簧和第一限位机构限位固定于花键壳体内并通过防转凹槽和键台的配合防转动。

花键壳体外还设置有挡止台阶Ⅳ25，挡止台阶Ⅳ上还设置有棘齿23，花键壳体外还安装有O型密封圈Ⅰ24，该O型密封圈Ⅰ是位于挡止台阶Ⅳ之前。连接螺帽后端还设置有挡止台阶Ⅲ22，挡止台阶Ⅲ和挡止台阶Ⅳ形成所述的第二限位机构，花键壳体安装入连接螺帽之后，花键壳体后端从连接螺帽后端穿出，挡圈套装在花键壳体外壁圆周上并位于挡止台阶Ⅲ后端，通过挡圈和第二限位机构使花键壳体限位固定在连接螺帽内防止花键壳体在连接螺帽内轴向偏移，该挡圈可用专用工装拆卸，方便对花键壳体上O型密封圈Ⅰ的更换维护。连接螺帽内还设置有环槽26，环槽设置于挡止台阶Ⅲ前端与挡止台阶Ⅳ位置对应，该环槽内通过铆钉27安装有屏蔽条28，铆钉的安装方式见图5所示。铆钉穿过屏蔽条上的穿孔后固定入连接螺帽上的铆钉孔39中，实现插头外壳的屏蔽，屏蔽条的位置与棘齿的位置对应，花键壳体周向转动时，屏蔽条上的多个凸起与棘齿之间摩擦力增大，两者(屏蔽条与棘齿)配合可以起到螺纹防松的作用。

进一步地，花键壳体的长度大于连接螺帽壳体长度，绝缘体部件的总长度大于连接螺帽壳体长度，花键壳体后端穿出连接螺帽后端，绝缘压板后端面相对于花键壳体后端面凹陷。

所述的烧结部件由烧结部件壳体29、设置于烧结部件壳体内的玻璃饼Ⅰ30和固定于玻璃饼Ⅰ中的双头插针接触件Ⅰ31通过玻璃烧结制成一体式结构。双头插针接触件Ⅰ的一端插入插头后端的双头插孔接触件，另一端插入电缆组件的转接插孔中实现插头与电缆组件的电气连接。

进一步，插头的绝缘压板后端面相对于花键壳体后端面凹陷，烧结部件与插头后端插合到位之后烧结部件壳体与花键壳体的连接处通过激光焊焊接在一起实现密封。烧结部件与电缆组件的转接插孔插合到位后烧结部件壳体与不锈钢管的连接处也通过激光焊焊接实现密封。

所述的插座由插座壳体32、设置于插座壳体内的玻璃饼Ⅱ33、固定于玻璃饼Ⅱ中的双头插针接触件Ⅱ34通过玻璃烧结制成一体式结构，且插座插合端(插座前端)的壳体内壁还安装有O型密封圈Ⅱ35用于插头和插座对插后起到密封作用。插座前端可以与插头对插，后端与电缆组件的转接插孔对插，插合到位后，插座壳体后端与不锈钢管的连接处通过激光焊焊接实现密封。

双头插针接触件Ⅰ、双头插针接触件Ⅱ、双头插孔接触件、转接插孔的数量均相等且均对应设置，双头插针接触件Ⅰ、双头插针接触件Ⅱ、双头插孔接触件、转接插孔中的插针与插孔的大小适配可对插。

进一步，所述的挡圈为设有小开口的环状结构，不受力状态下挡圈内径小于花键壳体尾端外径，受力时挡圈上的小开口给挡圈提供变形空间便于挡圈的安装和拆卸，安装后挡圈紧紧卡固在花键壳体外壁起固定作用。使用工装将挡圈拆卸后花键壳体可以从连接螺帽中取出便于维护更换O型密封圈Ⅰ。

进一步，绝缘压板和高绝缘体表面需用无水酒精清洗干净并涂覆无机胶，避免绝缘体部件表面因天气、灰尘和水汽等因素降低绝缘电阻影响绝缘性能或使绝缘性能不稳定。

进一步，O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ均为耐高温耐辐照老化的特种聚硅氧烷橡胶材料。O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ的数量不限，图3所示O型密封圈Ⅰ为两个，图4所示O型密封圈Ⅱ为一个。

本发明的插头装配时，先将双头插孔接触件装入高绝缘体内使双头插孔接触件的一端位于高绝缘体内，然后将双头插孔接触件另一端装入绝缘压板的穿孔中使绝缘压板和高绝缘体扣合，安装绝缘压板时应使绝缘压板上的凹槽与高绝缘体上的凹槽对应后再穿入双头插孔接触件以便形成防转凹槽。将绝缘压板和高绝缘体形成的绝缘体部件从花键壳体后部向前装入花键壳体内(图6所示为从左到右)，高绝缘体外壁的挡止台阶Ⅰ被花键壳体内的挡止台阶Ⅱ限位形成第一限位机构，安装绝缘体部件的同时将卡簧安装进花键壳体内的卡簧槽中，安装的同时使花键壳体内的键台卡入防转凹槽中。将屏蔽条用铆钉安装入连接螺帽的环槽中固定好，再将安装好绝缘体部件的花键从连接螺帽前端向后(图7所示为从左到右))装入连接螺帽中，花键上的挡止台阶Ⅳ被连接螺帽后端设置的挡止台阶Ⅲ限位形成第二限位机构，花键后端从连接螺帽后端穿出，在花键后端外壁安装挡圈且挡圈位于挡止台阶Ⅲ后端，玻璃烧结部件的双头插针接触件Ⅰ与插头后端的双头插孔接触件对插到位后，烧结部件壳体与花键壳体连接处激光焊接密封即可。

本发明的电缆组件装配时先将矿物电缆两端去皮剥出芯线，然后将芯线除氧化皮处理，将矿物电缆两端分别从波纹管两端穿出再穿过定位板上的电缆穿孔，用激光焊将矿物电缆的外护套与定位板焊接，再将定位板与端接套管连接处用激光焊焊接，在穿出的每根矿物电缆的芯线上用激光焊焊接上一根裸导线，再将裸导线的另一端与转接插孔一端激光焊焊接，将转接插孔另一端穿入带有穿孔的绝缘体模具(该绝缘体模具属于灌胶工装，其上面的穿孔孔位与插头中双头插孔接触件的排布一致，是为了固定转接插孔的孔间距用)，再在定位板及绝缘体模具外套上灌胶套进行灌胶处理，胶固化后将灌胶套和绝缘体模具去掉，转接插孔一端被固定在灌胶区且与电缆芯线通过裸导线连接在一起，最后在转接插孔外套上不锈钢管并将不锈钢管与定位板连接处用激光焊焊接密封。矿物电缆及波纹管两端做上述同样处理即装配成电缆组件。使用时根据情况在电缆组件两端插接插头或者插座即可，插接插头时将玻璃烧结部件中的双头插针接触件Ⅰ与转接插孔插接即可，插接插座时直接将插座中的双头插针接触件Ⅱ与转接插孔插接即可。

本发明的插头和插座与电缆组件的配合可以有以下三种情况：

(1)电缆组件两端的转接插孔均与插头电气连接，此时，安装有插头的电缆组件可以与安装有本发明所述插座的其它部件连接。

(2)电缆组件一端与插头电气连接，另一端与插座后端对插，此时，电缆组件连接有插头的一端可以与安装有本发明所述插座的其它部件连接，而电缆组件连接有插座的一端可以与安装有本发明所述插头的其它部件连接。

(3)电缆组件两端的转接插孔均与插座后端对插实现与插座的电气连接。此时，安装有插座的电缆组件可以与安装有本发明所述插头的其它部件连接。

进一步，电缆组件的不锈钢波纹管中可以包裹一根2芯矿物电缆或者包裹两根4芯的矿物电缆(共8芯)或者一根2芯、一根3芯、一根4芯(共9芯)的矿物电缆或者七根2芯(共14芯)的矿物电缆，对应地，双头插孔接触件Ⅱ分别有2个或8个或9个或14个，分别对应2芯或8芯或9芯或14芯的插头，以及对应2芯或8芯或9芯或14芯的插座。2芯插头的壳体可以做成外径尺寸为23mm，8芯或9芯插头的壳体可以做成外径尺寸为30mm，14芯插头的壳体可以做成外径尺寸为33mm，但本发明不限定于上述芯数和尺寸，根据实际情况可以灵活多变。

进一步，在电缆组件装配过程中，由于矿物电缆的芯线很细，只有0.4mm，易断，因此要求矿物电缆剥线的长度尽量短，一般去皮后露出的芯线长度在3-5mm之间，通过在芯线上搭接裸导线实现与转接插孔的连接，搭接为激光焊接，裸导线一端与芯线激光焊接，另一端再与转接插孔激光焊接。

进一步，由于矿物电缆中的无机粉在空气中易吸潮，导致绝缘性能降低，耐压击穿等现象发生，因此第一步剥线后应立即用无机胶对电缆进行封端处理，用无机胶保护电缆去皮的端口隔离空气中的潮气。

更进一步，由于电气连接器组件的分线与合线在电气连接器组件中是一种较为常见的技术，但因矿物电缆的特性，线芯为单股铜芯线，芯线间无单独的绝缘层，在分线、合线过程中较难处理绝缘，且电缆外包壳为金属材质，无法进行剥线处理，不能直接做分/合线，故设计分线盒，通过波纹管与分线盒激光焊接实现外壳密封固定。以2芯+3芯+4芯的矿物电缆为例，如图9所示，在图9中，右侧为第一波纹管36包裹的三根矿物电缆(分别是2芯+3芯+4芯)需要分线，三根矿物电缆从第一波纹管36穿出后进入分线盒21，分线盒右侧设有一个入口，左侧有两个出口，两个出口分别激光焊接一个端接套管，端接套管还分别连接有第二波纹管37和第三波纹管38，第二波纹管37和第三波纹管38另一端可以与本发明所述插头或插座采用本发明前述方式电气连接。矿物电缆进入分线盒后分成两股走线分别从分线盒左端两个出口穿出，一股线进入分线盒左侧上边的第二波纹管，另一股线进入分线盒左侧下面的第三波纹管。图9所示为2芯矿物电缆穿进第二波纹管37并最终与第二波纹管左端插接的插座实现电气连接。3芯矿物电缆和4芯矿物电缆均穿进第三波纹管中并最终与第三波纹管左端插接的插头实现电气连接，由此实现矿物电缆的分线。本例所述的第一波纹管、第二波纹管、第三波纹管均与本发明前述的不锈钢波纹管结构相同，本实施例是用于说明采用本发明所述电缆组件用于分线的具体实施例。第一波纹管中包裹的矿物电缆的总数量不限，分线数量也不限，分线盒根据实际分线数量开模定制不同电缆线出口的分线盒。分线盒左端电缆线出口的数量与要分线的数量相等。分线盒左端和右端与端接套管采用激光焊接实现密封，分线盒与左端和右端的端接套管之间不再需要焊接定位板和不锈钢管。

进一步，本发明连接器的所有壳体均为不锈钢材质，比如花键壳体、连接螺帽壳体、烧结部件壳体、插座壳体、不锈钢管、定位板、波纹管、端接套管、挡圈等。高绝缘体和绝缘压板均为陶瓷材质，玻璃饼Ⅰ和玻璃饼Ⅱ为玻璃材质，本发明的连接器除了O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ是有机材料需要定期更换，其它部件分别是不锈钢、玻璃、陶瓷，不会受到核电厂高温、高辐照等因素的影响，机械强度高，极大提高了产品的耐温、耐辐照性能，大大提高了产品的老化寿命，适应核级环境。且本发明的连接器组件采用O型密封圈、激光焊接、玻璃烧结等多种方式结合可以实现连接器内部接触件的密封防护，满足核级环境使用要求，可以达到1TΩ以上的绝缘电阻，受用寿命可以达到60年以上，相比原有绝缘电阻5000MΩ、使用寿命仅14年的电气连接器，性能大大提升。

以上所述，仅是本发明的实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，本发明还可以根据以上结构和功能具有其它形式的实施例，不再一一列举。因此，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种核电用矿物绝缘电缆K1类电气连接器组件，包括电缆组件和与电缆组件两端插接的插头及插座，其特征在于所述的电缆组件包括矿物电缆、包裹在矿物电缆外的不锈钢波纹管、用于固定矿物电缆的定位板、与定位板焊接的不锈钢管；不锈钢波纹管的两端连接有端接套管，不锈钢管和端接套管分别位于定位板两侧，定位板与端接套管焊接；波纹管中包裹的矿物电缆至少为一根，矿物电缆两端分别依次穿过两端的端接套管和定位板，定位板与矿物电缆外护套焊接；不锈钢管中设置有灌胶区及固定在灌胶区中的转接插孔接触件；转接插孔接触件为双头插孔结构，其一端固定于灌胶区并通过裸导线与矿物电缆的芯线电气连接，另一端位于灌胶区之外用于和插头或插座对插，所述的插头包括连接螺帽，安装于连接螺帽内且通过挡圈和第二限位机构限位的花键壳体，安装于花键壳体内并通过卡簧和第一限位机构限位的绝缘体部件，设置于花键壳体后部并与双头插孔接触件对插的玻璃烧结部件；所述的插座由插座壳体、设置于插座壳体内的玻璃饼Ⅱ、固定于玻璃饼Ⅱ中的双头插针接触件Ⅱ通过玻璃烧结制成一体式结构；转接插孔接触件的数量与波纹管中所有矿物电缆的芯线总数量相等。

2.如权利要求1所述的电气连接器组件，定义插头与插座插合的一端为插头前端，插座与插头插合的一端为插座前端，其特征在于所述的双头插孔接触件固定于绝缘体部件中，绝缘体部件外壁设置的挡止台阶Ⅰ与花键壳体内设置的挡止台阶Ⅱ配合形成第一限位机构，卡簧安装于花键壳体内的卡簧槽中，花键壳体外还设置有O型密封圈Ⅰ；连接螺帽后端设置的挡止台阶Ⅲ和花键壳体外壁设置的挡止台阶Ⅳ配合形成第二限位机构；挡圈套装于花键壳体外壁圆周并位于挡止台阶Ⅲ后端；

所述的玻璃烧结部件由烧结部件壳体、设置于烧结部件壳体内的玻璃饼Ⅰ和固定于玻璃饼Ⅰ中的双头插针接触件Ⅰ通过玻璃烧结制成一体式结构；双头插针接触件Ⅰ与花键壳体中的双头插孔接触件对插，烧结部件壳体与花键壳体后端连接处焊接密封。

3.如权利要求2所述的电气连接器组件，其特征在于绝缘压板和高绝缘体扣合形成所述的绝缘体部件，双头插孔接触件一端固定于绝缘压板中，另一端固定于高绝缘体中，挡止台阶Ⅰ设置于高绝缘体外壁；挡止台阶Ⅳ上还设置有棘齿；连接螺帽内还安装有屏蔽条，屏蔽条与棘齿位置对应；

绝缘压板和高绝缘体上还均设置有凹槽，两者的凹槽连通形成防转凹槽，防转凹槽与花键壳体内的键台适配，键台卡入防转凹槽内防止绝缘体部件在花键壳体内转动。

4.如权利要求3所述的电气连接器组件，其特征在于绝缘压板和高绝缘体表面用无水酒精清洗干净并涂覆无机胶。

5.如权利要求2所述的电气连接器组件，其特征在于电缆组件两端的转接插孔接触件均与插座后端对插或者均与插头后端的玻璃烧结部件对插或者电缆组件一端的转接插孔接触件与插座后端对插另一端的转接插孔接触件与插头后端的玻璃烧结部件对插；

转接插孔接触件与玻璃烧结部件对插时，玻璃烧结部件中的双头插针接触件Ⅰ一端与插头中双头插孔接触件的后端对插，另一端与转接插孔接触件对插；

转接插孔接触件与插座后端对插时，插座中的双头插针接触件Ⅱ与转接插孔接触件对插。

6.如权利要求5所述的电气连接器组件，其特征在于转接插孔接触件与玻璃烧结部件中的双头插针接触件Ⅰ对插到位后，烧结部件壳体与不锈钢管通过激光焊焊接；转接插孔接触件与插座对插到位后，插座壳体与不锈钢管通过激光焊焊接。

7.如权利要求3所述的电气连接器组件，其特征在于插座前端壳体内壁还安装有O型密封圈Ⅱ；

所述的O型密封圈Ⅰ和O型密封圈Ⅱ为特种聚硅氧烷橡胶材料；花键壳体、连接螺帽壳体、烧结部件壳体、插座壳体、定位板、波纹管、端接套管、挡圈均为不锈钢材质；高绝缘体和绝缘压板均为陶瓷材质。

8.如权利要求1所述的电气连接器组件，其特征在于电缆组件装配时对矿物电缆两端剥线露出芯线，每根芯线均通过焊接一根裸导线再与转接插孔连接；裸导线一端与芯线焊接，另一端与转接插孔接触件一端的压线筒焊接；矿物电缆剥线后立即用无机胶封端。

9.如权利要求1所述的电气连接器组件，其特征在于通过分线盒进行分线或合线，分线盒为不锈钢材质，分线盒一侧设置一个进线口或出线口，对应地，另一侧设置多个出线口或进线口，进线口、出线口均直接与波纹管一端的端接套管焊接，波纹管另一端的端接套管依次焊接定位板、不锈钢管，波纹管中的矿物电缆通过分线盒分线或合线后其芯线通过裸导线与转接插孔接触件电气连接，转接插孔接触件再与插头后端的烧结部件对插或者与插座对插。

10.如权利要求1-9任一权利要求所述的电气连接器组件，其特征在于所述的焊接均为激光焊接。

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