CN117276923A - 一种连接到导电棒的电连接 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于连接至导电棒的电连接装置，该电连接装置包括：管状电导体，该管着电导体包括管状端部，管状端部的内径大于导电棒的外径，管状端部适用于将导电棒的端部容纳在管状端部的内径内，管状电导体的管状端部包括至少一个纵向切口；夹具，夹具适用于围绕管状电导体的管状端部的外径，夹具被配置为在管状端部上施加可变力，以机械地和电气地连接管状端部和导电棒的端部。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于连接到导电棒的电连接装置。
背景技术
用于中压应用的电套管的到圆柱棒导体的电连接受制于电应力。为了减小电应力和避免电介质击穿，连接棒导体的直径应当大，这也意味着需要相对大量的材料，从而导致昂贵的连接。
传统上，通过将大规格螺纹杆旋入配套导体的螺纹孔中进行连接。通过螺纹本身或通过弹簧垫圈提供电连接，这通常导致不稳定的电连接。
因此，关于到导电棒的连接，特别是在中压应用中，存在改进的空间。
发明内容
鉴于现有技术的上述和其它缺点，本发明的目的是提供一种至少部分地减轻现有技术缺陷的电连接装置。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于连接至导电棒的电连接装置，该电连接装置包括：管状电导体，管状电导体包括管状端部，管状端部的内径大于导电棒的外径，管状端部适用于将导电棒的端部容纳在管状端部的内径内，管状电导体的管状端部包括至少一个纵向切口；夹具，该夹具适用于围绕管状电导体的管状端部的外径，该夹具被配置为在管状端部上施加可变力，以机械地和电气地连接管状端部和导电棒的端部。
本发明至少部分地基于这样的认识，即可以实现电导体的合适的外径而不需要大规格导体。此外，可以认识到，从电连接的电阻的观点来看，不需要大规格导体。因此，提供管状电导体以减少导体的材料量而不损害电阻要求。此外，为了将管状导体连接到电连接棒，提供了被配置为在管状电导体和电连接棒之间的重叠部分上施加力的夹具。重叠部分或电连接区域是导电棒在管状电导体内部的地方。
管状电导体的管状端部中的切口便于将导电棒插入管状电导体中，因为它允许管状端部径向向外弯曲一点，并且当暴露于夹紧力时变形。通过在管状端部上施加力，夹具使裂开的管状端部变形，并将其压到或迫使其到导电棒上，以提供足够的电接触。纵向切口同样可以被认为是纵向狭缝或裂口。
在实施例中，夹具可以包括第一夹具部分和第二夹具部分，该第一夹具部分和第二夹具部分适用于从管状端部的相对侧被装配以共同地围绕该管状端部的外径，其中该第一夹具部分包括用于布置螺钉的通孔，该螺钉被装配在第二夹具部分的匹配螺纹中。这有利地提供了通过紧固螺钉来改变由夹具施加的力。螺钉提供了一种简单而稳固迫使第一夹具部分和第二夹具部分朝向彼此的方式，以将裂开的管状端部压在导电棒上。
在实施例中，第一夹具部分可以包括凹槽或孔，用于当螺钉穿过第一夹具部分的通孔紧固在第二夹具部分的螺纹中时，螺钉的头部在第一夹具部分的相邻外表面下方的装配。凹槽或孔有利地是用于螺钉的埋头孔。通过将螺钉隐藏在孔或凹槽中，可以避免对包括电连接装置的相邻电相的火花放电，或者至少可以降低火花放电的风险。
在实施例中，至少一个纵向切口可以到达该管状端部的入口，该入口适用于容纳导电棒。由此，管状端部被分裂成一个或多个部分以便于导电棒的插入。电连接装置可以包括两个或更多的纵向切口。
在实施例中，可以布置至少一个纵向切口使得夹紧力被引导以减小或闭合该至少一个纵向切口的宽度。夹紧力可以被引导成基本上垂直于管状电导体的纵向轴线。
在实施例中，管状电导体的壁厚可以基本上小于管状电导体的内径。较小的壁厚有利地减少了管状电导体的材料量。然而，壁厚应当足够厚以提供足够低的电阻。
优选地，夹具是导电的。因此，夹具可以由金属或金属合金制成。
在实施例中，夹具的外表面的边缘是倒圆边缘。例如，夹具的外表面的边缘的半径超过8mm，优选地超过12mm，更优选地超过15mm。倒圆边缘是优选的，以便减小电应力并避免对相邻相或接地槽的击穿。边缘半径取决于根据相关标准的电压差电平。优选较大的边缘半径以减小电应力。
在实施例中，管状电导体的弯曲半径可以是至少15mm，优选地至少20mm，更优选地至少30mm。与较小的弯曲半径相比，较大的弯曲半径降低了相邻电相击穿的风险。
电连接装置优选地适用于在1kV至52kV电压范围内的中压应用，优选地在10kV至42kV的范围内，更优选地为12kV、24kV、36kV、38kV和40.5kV中的一个电压。
在实施例中，夹具可以被配置为覆盖管状电导体与导电棒之间的连接区域。
当研究所附权利要求和以下描述时，本发明的其它特征和优点将变得显而易见。本领域技术人员认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，本发明的不同特征可以被组合以创建除了下面描述的实施例之外的实施例。
附图说明
现在将参考示出本发明的示例性实施例的附图更详细地描述本发明的这些和其他方面，其中：
图1概念性地示出了三个电相，每个电相包括根据本发明实施例的电连接装置；
图2概念性地示出了根据本发明实施例的电连接装置；
图3是根据本发明实施例的电连接装置的第一截面图；
图4A示出了根据本发明实施例的管状电导体的管状端部；
图4B示出了根据本发明实施例的管状电导体的管状端部；
图4C示出了根据本发明实施例的管状电导体的管状端部；以及
图5是根据本发明实施例的电连接装置的第二截面图。
具体实施方式
在本详细描述中，在此参考特定实现来描述本发明的各种实施例。在描述实施例中，为了清楚起见，采用特定术语。然而，本发明并不限于所选择的特定术语。虽然讨论了特定的示例性实施例，但是应当理解，这仅是出于说明的目的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其他部件和配置。
图1概念性地示出了配电单元3的三相1a至1c。配电单元3包括充气壳体5，其中相1a至1c连接至电缆，该电缆通向诸如住宅、建筑物、工厂或类似单元之类的电力用户。
配电单元3可以是断路器和/或负荷断路开关和/或开关-熔丝隔离开关和/或只是隔离开关，或通用开关。
开关设备用在电力系统中以控制、保护和隔离电气设备。在配电网中，开关设备位于电力变压器的高压侧和低压侧。
此外，单元3可以是二次气体绝缘开关设备，其中单元3的部件容纳在通常填充有绝缘气体的箱5中。这些部件可以包括各种开关、熔丝和断路器，用于手头的实现。
每个相1a至1c包括将参考随后的附图更详细地描述的电连接装置100。电连接装置100连接到布置在电连接装置100和壳体5之间的电套管7的导电棒1。
转向图2，图2示出了根据本发明实施例的用于连接到导电棒1的电连接装置100的透视图。图3是电连接装置100的截面图。
电连接装置100包括管状电导体102和夹具108。管状电导体102包括管状端部104，管状端部104的内径d1大于导电棒1的外径d2。这意味着导电棒1可以装配在管状端部104内。因此，管状端部104适用于将导电棒1的端部2容纳到管状端部104的内径d1内。如图4A至图4C所示，管状电导体102的管状端部104包括至少一个纵向切口106。纵向切口106可以与管状端部104的纵向轴线126平行。然而，偏离平行也是可以接受的。
此外，电连接装置100包括适用于围绕管状电导体102的管状端部104的外径d3的夹具108。夹具108被配置为在管状电导体102的管状端部104上施加可变力，以机械地和电气地连接管状端部104和导电棒1的端部2。
因此，夹具108适用于在管状端部104上施加力，以将管状端部104压到导电棒1的端部2的外表面上。夹具108被配置作为电场控制器，这意味着通过改变夹紧力，在管状电导体102和导电棒1之间的电连接的电阻被改变。因此，夹具108提供改进的电连接。此外，夹具108用于隐藏在管状电导体102和导电棒1之间的电连接区域107，以增加连接的介电耐受电压水平。隐藏导电夹具108中的电连接区域减少了局部电应力或隐藏了高电应力点。电连接区域107是管状电导体102和导电棒1进行接触的地方。
图4A至图4C示出了示例性管状电导体102的管状端部104。
管状端部104可包括如图4A所示的单个纵向切口106、或多个纵向切口106，此处在图4B中以两个纵向切口106为例，在图4C中以四个纵向切口106为例。优选地，切口106的数目在2至20个切口的范围内，优选地在2至4个切口的范围内。切口的数目取决于在导电棒1的外径和管状端部104的内径d1之间的差，以允许具有足够的公差的导电棒1在管状端部104中的装配。此外，管状电导体102的材料、材料厚度t和夹紧力也影响切口106的优选狭缝的数目。切口可以围绕管状端部104的圆周对称地布置。
在管状端部104的内径d1和导电棒1的外径d2之间的通常差值在0.5mm至2.5mm的范围内，优选为1.5mm。此外，管状电导体102的外径d3通常在15mm至32mm的范围内，或者优选地在18mm至22mm的范围内。优选地，管状电导体102的壁或材料厚度t基本上小于管状电导体102的内径d1。导电棒1的通常直径d2在12mm至30mm的范围内，其中优选的直径为约15mm。通常的壁厚t在1mm至4mm的范围内。
此外，为了允许夹具108使管状端部104变形并且便于导电棒1在管状端部104中的装配，优选的是纵向切口106到达管状端部104的入口122。入口122适用于容纳导电棒1。换句话说，布置了夹具108以施加夹紧力的管状端部104由纵向切口106分裂。
再次转向图3，由夹具108提供的夹紧力被引导成基本上垂直于管状电导体102的纵向轴线126。这导致管状端部104的变形，变形减小了管状端部104的外径d3。对于相对于夹紧力偏离纵向轴线126布置的纵向切口106，夹紧力被引导以减小或闭合至少一个纵向切口106的宽度w。
为了降低在相1a至1c之间或在带电相与图1中的壳体5之间的放电风险，管状电导体102的弯曲半径为至少15mm，优选地至少20mm，更优选地至少30mm，诸如约40mm。
现在转到图5，图5示出了电连接装置100的另一截面，夹具108包括第一夹具部分110a和第二夹具部分110b，第一夹具部分110a和第二夹具部分110b适用于从管状端部104的相对侧被装配。以此方式，夹具部分110a至110b共同围绕管状端部104的外径d3。
第一夹具部分110a包括用于布置螺钉114的通孔112a、112b，螺钉114被装配在第二夹具部分110b的匹配螺纹115中。通过紧固螺纹115中的螺钉，第一夹具部分110a和第二夹具部分110b被压在一起，由此向布置在第一夹具部分110a和第二夹具部分110b之间的管状端部104施加夹紧力。第一夹具部110a和第二夹具部110b共同形成圆形容纳空间119，该圆形容纳空间119是容纳管状端部104和导电棒1的端部2的地方。
第一夹具部分110a包括凹槽或孔或埋头孔116，用于当螺钉114穿过第一夹具部分110a的通孔112a、112b紧固在第二夹具部分110b的螺纹115中时，螺钉114的头部118在第一夹具部分110a的相邻外表面120下方的装配。因此，螺钉头部118隐藏在埋头孔116中，使得避免或至少减少高电应力点。
夹具108是导电的并且由传导材料制成，通常是钢合金、铝合金或锌合金。
此外，夹具108的外表面130的边缘是倒圆边缘130，以减小电应力和不希望的放电。在图2、图3和图5中，一些示例边缘表示为130。
利用夹具108的倒圆边缘和管状电导体102的大弯曲半径，相1a至1c可布置成彼此更靠近，由此减小相所需的空间。
夹具的外表面的边缘130的半径超过8mm，优选地超过12mm，更优选地超过15mm，诸如20mm。
在示例性实施例中，示出了两个螺钉114穿过第一夹具部分110a的相应孔112a、112b被装配，并被紧固在第二夹具部分110b的螺纹115中。然而，螺钉的数目可以根据手头的具体实现而变化。螺钉的尺寸优选在M8至M12的范围内。
尽管本文所示的电连接装置100可以应用于各种实施方式，但是电连接装置100最有利地适用于中压应用。对于这种中压应用的电压范围在1kV至52kV的电压范围内，或更优选在10kV至42kV的范围内。特别合适的一些示例中压包括12kV、24kV、36kV、38kV和40.5kV中的任一个中压。
尽管已经参考本发明的特定示例性实施例描述了本发明，但是对于本领域技术人员来说，许多不同的备选、修改等将变得显而易见。
此外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的本发明时可以理解和实现所公开实施例的变型。在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施的事实并不表示不能有利地使用这些措施的组合。
Claims (15)
1.一种用于连接至导电棒(1)的电连接装置(100)，所述电连接装置(100)包括：
管状电导体(102)，包括管状端部(104)，所述管状端部(104)的内径(d1)大于所述导电棒(1)的外径(d2)，所述管状端部(104)适用于将所述导电棒(1)的端部(2)容纳在所述管状端部(104)的内径(d1)内，所述管状电导体(102)的所述管状端部(104)包括至少一个纵向切口(106)；
夹具(108)，适用于围绕所述管状电导体(102)的所述管状端部(104)的外径(d3)，所述夹具(108)被配置为在所述管状端部(104)上施加可变力，以机械地和电气地连接所述管状端部(104)和所述导电棒(1)的所述端部(2)。
2.根据权利要求1所述的电连接装置，其中所述夹具(108)包括第一夹具部分(110a)和第二夹具部分(110b)，所述第一夹具部分(110a)和所述第二夹具部分(110b)适用于从所述管状端部(104)的相对侧被装配以共同围绕所述管状端部(104)的外径(d3)，其中所述第一夹具部分(110a)包括用于布置螺钉(114)的通孔(112a，112b)，所述螺钉(114)被装配在所述第二夹具部分(110b)的匹配螺纹(115)中。
3.根据权利要求2所述的电连接装置(100)，其中所述第一夹具部分(110a)包括凹槽(116)或孔，当所述螺钉(114)穿过所述第一夹具部分(110a)的所述通孔(112a，112b)被紧固在所述第二夹具部分(110b)的所述螺纹(115)中时，所述凹槽(116)或所述孔用于将所述螺钉(114)的头部(118)装配在所述第一夹具部分(110a)的相邻外表面(120)下方。
4.根据权利要求3所述的电连接装置(100)，其中所述凹槽或所述孔是用于所述螺钉的埋头孔(116)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电连接装置(100)，其中所述至少一个纵向切口(106)到达适用于容纳所述导电棒(1)的所述管状端部(104)的入口(122)。
6.根据权利要求5所述的电连接装置(100)，包括两个或更多的纵向切口。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电连接装置(100)，其中至少一个纵向切口(106)被布置使得夹紧力被引导以减小或闭合所述至少一个纵向切口(106)的宽度(w)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的电连接装置(100)，其中所述夹紧力被引导成基本上垂直于所述管状电导体(102)的纵向轴线(126)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的电连接装置(100)，其中所述管状电导体(102)的壁厚(t)基本上小于所述管状电导体(102)的内径(d1)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的电连接装置(100)，其中所述夹具(108)是导电的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的电连接装置(100)，其中所述夹具(108)的所述外表面(120)的边缘是倒圆边缘(130)。
12.根据权利要求9所述的电连接装置(100)，其中所述夹具的外表面的边缘(130)的半径超过8mm，优选地超过12mm，更优选地超过15mm。
13.根据前述权利要求中任一项所述的电连接装置(100)，其中所述管状电导体(102)的弯曲半径为至少15mm，优选为至少20mm，更优选为至少30mm。
14.根据前述权利要求中任一项所述的电连接装置(100)，所述电连接装置(100)适用于在1kV至52kV的电压范围内的中压应用，优选地在10kV至42kV的范围内，更优选地为12kV、24kV、36kV、38kV以及40.5kV。
15.根据前述权利要求中任一项所述的电连接装置(100)，其中所述夹具被配置为覆盖在所述管状电导体(102)与所述导电棒(1)之间的连接区域。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |