RU2540269C2 - Электрический сквозной соединитель для подводных контейнеров - Google Patents
Электрический сквозной соединитель для подводных контейнеров Download PDFInfo
- Publication number
- RU2540269C2 RU2540269C2 RU2013118682/07A RU2013118682A RU2540269C2 RU 2540269 C2 RU2540269 C2 RU 2540269C2 RU 2013118682/07 A RU2013118682/07 A RU 2013118682/07A RU 2013118682 A RU2013118682 A RU 2013118682A RU 2540269 C2 RU2540269 C2 RU 2540269C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rod
- container
- connector
- insulator
- underwater
- Prior art date
Links
- 239000000615 nonconductor Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims abstract description 23
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 14
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 claims description 13
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 claims description 7
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 claims description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/46—Bases; Cases
- H01R13/533—Bases, cases made for use in extreme conditions, e.g. high temperature, radiation, vibration, corrosive environment, pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
- H01R13/46—Bases; Cases
- H01R13/52—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases
- H01R13/523—Dustproof, splashproof, drip-proof, waterproof, or flameproof cases for use under water
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
- H01R4/00—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
- H01R4/56—Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation one conductor screwing into another
Landscapes
- Connector Housings Or Holding Contact Members (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
Abstract
Сквозной соединитель (100) простирается частично или полностью через отверстие в стенке (202) подводного контейнера (200). Соединитель содержит проводящий стержень (102), имеющий коническую часть (104) с наружным диаметром, увеличивающимся в продольном направлении(108), а также электрический изолятор (136), имеющий коническую часть (138) с внутренней поверхностью (140), обращенной к конической части (104) стержня, и с наружной поверхностью (142), противоположной внутренней поверхности (140), обращенной к конической части (104) стержня. Наружный диаметр (144) поверхности (142) конической части (138) изолятора увеличивается в продольном направлении (108), которое проходит от внутреннего пространства (204) контейнера к наружному пространству (206). Технический результат - повышение герметичности соединения и предотвращение разрушения соединителя вследствие больших перепадов давлений между наружным пространством и внутренним пространством контейнера. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к области подводных систем распределения электроэнергии.
Предшествующий уровень техники
Как известно из практики, распределительные устройства систем распределения электроэнергии могут работать в гексафториде серы (элегазе).
Обычные электрические сквозные соединители наземных контейнеров, содержащих распределительное устройство и гексафторид серы, непригодны для работы под водой.
Ввиду вышеописанной ситуации существует потребность в усовершенствованной технологии, которая обеспечивает возможность создания подводной системы передачи электроэнергии при одновременном избежании в основном или, по меньшей мере, уменьшении остроты одной или нескольких из вышеуказанных проблем.
Краткое изложение сущности изобретения
Данная потребность может быть удовлетворена посредством предмета независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения описаны посредством зависимых пунктов формулы изобретения.
В соответствии с первым аспектом раскрытого в данном документе предмета изобретения разработан электрический сквозной соединитель для подводного контейнера, в дальнейшем также называемый «соединителем» или «пенетратором», предназначенный для обеспечения электрического соединения между внутренним пространством подводного контейнера и пространством, наружным по отношению к подводному контейнеру, при этом соединитель содержит стержень из проводящего материала, при этом стержень имеет коническую часть стержня с наружным диаметром, увеличивающимся в продольном направлении; и электрический изолятор, при этом электрический изолятор имеет коническую часть изолятора с внутренней поверхностью, обращенной к конической части стержня, и с наружной поверхностью, противоположной по отношению к внутренней поверхности, при этом наружная поверхность конической части изолятора имеет наружный диаметр, увеличивающийся в продольном направлении.
Данная особенность базируется на идее, заключающейся в том, что проблемы, связанные с герметичностью и пробоем/разрушением материалов электрических сквозных соединителей, которые возникают вследствие больших перепадов давлений между внутренним пространством подводного контейнера и пространством, наружным по отношению к подводному контейнеру, могут быть решены посредством соединителя в соответствии с аспектами и вариантами осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения.
В соответствии с одним вариантом осуществления стержень дополнительно содержит переднюю часть стержня, образующую зону изгиба вместе с конической частью стержня, при этом наружная поверхность конической части стержня и наружная поверхность передней части стержня примыкают друг к другу в зоне изгиба под углом, который меньше 180 градусов. Созданная таким образом зона изгиба может вместе с изолятором обеспечить увеличенную удерживающую силу, предотвращающую сдавливание соединителя в отверстии в контейнере, в котором установлен соединитель.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления передняя часть стержня имеет постоянный наружный диаметр вдоль продольного направления. Другими словами, в данном варианте осуществления передняя часть стержня имеет цилиндрическую форму. Это может способствовать предпочтительному распределению напряжений.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления электрический изолятор простирается над зоной изгиба между передней частью стержня и конической частью стержня, имеющимися у стержня, при этом электрический изолятор имеет гладкий участок наружной поверхности в определяемом в продольном направлении месте расположения зоны изгиба между передней частью и конической частью стержня. Подобная конфигурация может привести к увеличенной силе удерживания стержня в окружающем электрическом изоляторе, поскольку электрический изолятор подвергается воздействию сжимающих сил, если стержень вдавливают глубже в электрический изолятор (в направлении от конической части стержня к передней части стержня).
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления стержень дополнительно содержит заднюю часть стержня, образующую зону изгиба вместе с конической частью стержня, при этом наружная поверхность конической части стержня и наружная поверхность задней части стержня примыкают друг к другу в зоне изгиба под углом, превышающим 180 градусов. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления задняя часть стержня имеет постоянный наружный диаметр вдоль продольного направления. Следовательно, в одном варианте осуществления задняя часть стержня имеет цилиндрическую форму.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления электрический изолятор простирается над зоной изгиба между конической частью стержня и задней частью стержня, имеющимися у стержня. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления электрический изолятор дополнительно имеет заднюю часть изолятора, простирающуюся по меньшей мере частично над задней частью стержня, имеющейся у стержня.
В соответствии с одним вариантом осуществления задняя часть изолятора имеет наружный диаметр, уменьшающийся в продольном направлении. Это обеспечивает уменьшение массы электрического изолятора при одновременном обеспечении по-прежнему предпочтительного распределения напряжений.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления электрический изолятор дополнительно имеет уступ на его продольном профиле.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления, по меньшей мере, коническая часть стержня, имеющаяся у стержня, имеет наружную поверхность, подвергнутую пескоструйной обработке. В соответствии с другими вариантами осуществления вся наружная поверхность стержня подвергнута пескоструйной обработке. В соответствии с другими вариантами осуществления шероховатая наружная поверхность стержня создается другими средствами. В соответствии с одним вариантом осуществления шероховатость в направлении z, то есть в радиальном направлении, составляет Rz=30+20 микрометров.
В соответствии с одним вариантом осуществления электрический изолятор содержит эпоксидный материал. В соответствии с другим вариантом осуществления электрический изолятор состоит из эпоксидного материала. В соответствии с одним вариантом осуществления электрический изолятор содержит керамический материал. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления электрический изолятор состоит из керамического материала. В соответствии с одним вариантом осуществления электрический изолятор представляет собой отлитый элемент, например литую трубку. В соответствии с одним вариантом осуществления электрический изолятор выполнен из твердого материала для обеспечения высокой точности размеров и обрабатываемости.
В соответствии с одним вариантом осуществления стержень состоит из меди. В соответствии с другими вариантом осуществления другие металлы могут быть использованы в качестве материала для стержня. Если керамический материал используется в качестве электрического изолятора, керамический материал и медь могут быть спаяны вместе твердым припоем. В соответствии с другими вариантами осуществления используются другие способы, например сварка трением.
В соответствии с другими вариантами осуществления имеется неплотное соединение между электрическим изолятором и стержнем при условии отсутствия какого-либо внешнего давления, действующего на стержень и вызывающего вдавливание стержня в электрический изолятор. При использовании меди в качестве материала стержня в сочетании с определенной шероховатостью поверхности конической части стержня были получены хорошие характеристики соединителя.
В соответствии с одним вариантом осуществления защитный кожух установлен на соединителе. Защитный кожух предотвращает повреждение поверхности изолятора или загрязнение поверхности изолятора.
В соответствии со вторым аспектом разработан подводный контейнер, при этом подводный контейнер содержит соединитель в соответствии с первым аспектом или вариантом его осуществления. В соответствии с одним вариантом осуществления контейнер имеет внутреннее пространство и наружное пространство, противоположное по отношению к внутреннему пространству. В соответствии с одним вариантом осуществления внутреннее пространство контейнера ограничено стенкой контейнера.
В соответствии с одним вариантом осуществления соединитель простирается во внутреннее пространство подводного контейнера. В соответствии с одним вариантом осуществления контейнер частично или полностью заполнен гексафторидом серы (элегазом). Также возможны другие наполнители в зависимости от применения. В соответствии с одним вариантом осуществления контейнер содержит элемент, например распределительное устройство, электрической сети. В соответствии с одним вариантом осуществления номинальное напряжение элемента электрической сети и, следовательно, номинальное напряжение соединителя составляет 36 киловольт. В соответствии с другими вариантами осуществления номинальное напряжение элемента электрической сети является более высоким и в других вариантах осуществления - более низким. Например, в дополнительном варианте осуществления номинальное напряжение находится в диапазоне от 10 киловольт до 70 киловольт или в другом варианте осуществления - в диапазоне от 50 киловольт до 200 киловольт, например от 80 киловольт до 140 киловольт. В одном варианте осуществления номинальный ток соединителя составляет 1 килоампер (1 кА). В других вариантах осуществления номинальный ток находится в диапазоне от 100 А до 4 кА. Следует отметить, что соединитель должен обладать способностью выдерживать номинальное напряжение, номинальный ток, а также давление, действующее в условиях установки на дне моря.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления соединитель простирается в пространство, наружное по отношению к подводному контейнеру, при этом в указанном наружном пространстве может быть создано давление до 300 бар, в то время как внутреннее пространство подводного контейнера находится под значительно более низким давлением, например менее 10 бар, менее 5 бар или менее 2 бар, если привести только несколько примеров.
В дополнительном варианте осуществления подводный контейнер представляет собой стойкий к воздействию давления контейнер, выполненный с возможностью поддержания внутреннего давления, которое ниже внешнего давления при эксплуатации в подводных условиях, при этом соединитель проходит через стенку контейнера так, что продольное направление, в котором наружный диаметр конической части изолятора соединителя увеличивается, проходит от внутренней части контейнера к пространству, наружному по отношению к контейнеру. Например, наружный диаметр конической части изолятора увеличивается в направлении от внутреннего пространства контейнера к пространству, наружному по отношению к контейнеру. Перепад давлений между наружным пространством и внутренним пространством, например более высокое внешнее давление, может вызывать поджим соединителя к опорной поверхности, образованной коническим сквозным отверстием в стенке контейнера, через которую проходит соединитель, в результате чего повышается герметичность между соединителем и стенкой.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления контейнер выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность установки на морском дне. Например, в соответствующих вариантах осуществления контейнер выполнен с возможностью установки его на глубине воды ниже определенного верхнего уровня, соответствующего, например, 100 метрам (м), 800 метрам, 2000 метрам или 3000 метрам, при этом каждый верхний уровень соответствует соответствующему варианту осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения. Согласно соответствующим дополнительным вариантам осуществления контейнер выполнен с возможностью установки его под давлением, соответствующим определенной глубине, при этом в одном варианте осуществления давление представляет собой давление, создаваемое морской водой на определенной глубине, и в другом варианте осуществления давление представляет собой давление, создаваемое пресной водой на определенной глубине. Согласно соответствующим дополнительным вариантам осуществления контейнер выполнен с возможностью (то есть выполнен с конфигурацией, обеспечивающей возможность) установки на глубине, соответствующей заданному нижнему уровню глубины воды, например, соответствующему 200 метрам (м), 1000 метрам, 3000 метрам или 4000 метрам, при этом каждый нижний уровень соответствует соответствующему варианту осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения и приводит к соответствующим давлениям, которые зависят от плотности воды, например, от температуры или от типа воды (морская (соленая) вода или пресная вода).
Выше были описаны и в дальнейшем будут описаны приводимые в качестве примера варианты осуществления предмета изобретения, раскрытого в данном документе со ссылкой на электрический сквозной соединитель, предназначенный для подводного контейнера, и контейнер, включающий в себя подобный соединитель. Следует подчеркнуть, что, само собой разумеется, также возможна любая комбинация признаков, относящихся к разным аспектам раскрытого в данном документе предмета изобретения. В частности, некоторые варианты осуществления были описаны со ссылкой на пункты формулы изобретения на соединитель, в то время как другие варианты осуществления были описаны со ссылкой на пункты формулы изобретения на контейнер. Однако специалист в данной области техники поймет из вышеприведенного и нижеприведенного описания, что, если не указано иное, помимо любой комбинации признаков, принадлежащих одному аспекту, также любая комбинация признаков, относящихся к различным аспектам или вариантам осуществления, например, даже комбинация признаков пунктов формулы изобретения на соединитель и признаков пунктов формулы изобретения на контейнер, рассматривается как раскрытая посредством данной заявки.
Аспекты и варианты осуществления, определенные выше, и дополнительные аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения очевидны из примеров, которые будут описаны в дальнейшем, и разъясняются со ссылкой на чертежи, но изобретение не ограничено указанными аспектами и вариантами осуществления.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 показывает стержень электрического сквозного соединителя, предназначенного для подводного контейнера, в соответствии с вариантами осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения.
Фиг.2 показывает стержень по фиг.1 с электрическим изолятором, образующий электрический сквозной соединитель для подводного контейнера в соответствии с вариантами осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения.
Фиг.3 показывает электрический сквозной соединитель по фиг.2, предназначенный для подводного контейнера, с установленным защитным элементом в соответствии с вариантами осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения.
Фиг.4 показывает часть подводного контейнера в соответствии с вариантами осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения.
Подробное описание
Иллюстрация на чертежах является схематической. Следует отметить, что на разных фигурах аналогичные или идентичные элементы предусмотрены с одними и теми же ссылочными позициями или со ссылочными позициями, которые отличаются от соответствующих ссылочных позиций только первой цифрой.
Фиг.1 показывает часть электрического сквозного соединителя 100, предназначенного для подводного контейнера, а именно медный стержень 102 в соответствии с вариантами осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения.
В соответствии с одним вариантом осуществления стержень 102 имеет коническую часть 104 стержня с наружным диаметром 106, увеличивающимся в продольном направлении 108. Передняя часть 110 стержня образует зону 112 изгиба вместе с конической частью 104 стержня. Наружная поверхность 114 конической части 104 стержня и наружная поверхность 116 передней части 110 стержня примыкают друг к другу в зоне 112 изгиба под углом 118, который меньше 180 градусов, как показано на фиг.1.
В одном варианте осуществления зона 112 изгиба находится в месте, до которого сквозной соединитель вводится во внутреннее пространство подводного контейнера. Другими словами, данное место/положение указывает на толщину крышки или корпуса контейнера, в котором устанавливают пенетратор, и расстояние, на которое соединитель проходит во внутреннее пространство контейнера.
В соответствии с одним вариантом осуществления задняя часть 120 стержня примыкает к конической части 104 стержня на стороне, противоположной по отношению к передней части 110 стержня. В соответствии с одним вариантом осуществления передняя часть 104 стержня и задняя часть 120 стержня являются цилиндрическими.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления задняя часть 120 стержня образует зону 122 изгиба вместе с конической частью 104 стержня, и их соответствующие поверхности 114, 124 примыкают друг к другу в зоне 122 изгиба под углом 126, который больше 180 градусов. В соответствии с одним вариантом осуществления сумма углов в обеих зонах 112, 122 изгиба составляет 360 градусов. В соответствии с другими вариантами осуществления сумма углов в обеих зонах 112, 122 изгиба меньше или - в другом варианте осуществления - больше 360 градусов.
В соответствии с одним вариантом осуществления торцевые поверхности 128, 130 стержня являются плоскими. Плоские торцевые поверхности 128, 130 способствуют хорошему электрическому соединению с проводом (непоказанным), который может быть присоединен к стержню 102. В соответствии с одним вариантом осуществления торцы 128, 130 имеют соответствующую резьбу 132, 134 для крепления провода. Важно обеспечить необходимое расстояние между стенкой контейнера (например, металлической крышкой контейнера) и плоскими торцевыми поверхностями 128, 130 стержня 102 для обеспечения необходимого уровня изоляции для поданного напряжения.
В соответствии с одним вариантом осуществления наружная поверхность 114, 116, 124 стержня 102 имеет заданную шероховатость поверхности, например шероховатость поверхности, которая может быть получена посредством пескоструйной обработки наружной поверхности 114, 116, 124. В одном варианте осуществления шероховатость поверхности стержня задана для обеспечения прочного адгезионного сцепления между стержнем и эпоксидным материалом в процессе литья.
Фиг.2 показывает электрический сквозной соединитель 100 для подводного контейнера (называемый в дальнейшем соединителем) в соответствии с вариантами осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения.
В соответствии с одним вариантом осуществления соединитель 100 содержит стержень 102, подобный описанному со ссылкой на фиг.1. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления соединитель 100 содержит электрический изолятор 136, образованный из эпоксидного материала. В соответствии с одним вариантом осуществления электрический изолятор 136 представляет собой литой элемент. В соответствии с одним вариантом осуществления эпоксидный элемент фиксируется относительно стержня посредством операции литья, например посредством заливки эпоксидного материала вокруг стержня. В соответствии с одним вариантом осуществления операция литья представляет собой операцию литья в вакууме. Также могут быть применены другие способы литья.
Электрический изолятор 136 имеет коническую часть 138 изолятора с внутренней поверхностью 140, обращенной к конической части 104 стержня и, в частности, к ее наружной поверхности 114. Наружная поверхность 142 находится в радиальном направлении напротив внутренней поверхности 140. Наружная поверхность 142 конической части 138 изолятора имеет наружный диаметр 144, увеличивающийся в продольном направлении 108.
В соответствии с одним вариантом осуществления электрический изолятор 136 простирается над зоной 112 изгиба между передней частью 110 стержня и конической частью 104 стержня, имеющимися у стержня 102. В соответствии с одним вариантом осуществления наружная поверхность 142 является гладкой, в частности в определяемом в продольном направлении месте расположения зоны 112 изгиба. Например, в одном варианте осуществления наружная поверхность 142 является прямолинейной над местом расположения зоны 112 изгиба в продольном направлении. Обычно в данном документе «место расположения в продольном направлении» относится к соответствующему положению вдоль продольного направления 108. В соответствии с одним вариантом осуществления коническая часть 138 изолятора простирается, по меньшей мере, над частью передней части 110 стержня, как показано на фиг.2. В одном варианте осуществления зона 112 изгиба находится в месте, до которого сквозной соединитель вставляется в пространство, внутреннее по отношению к стенке подводного контейнера, при этом данное место/положение показано горизонтальной линией 119 на фиг.2.
В соответствии с дополнительным вариантом осуществления электрический изолятор 136 простирается над зоной 122 изгиба между конической частью 104 стержня и задней частью 120 стержня, имеющимися у стержня, и имеет уступ 147 на продольном профиле, то есть на его профиле в продольном направлении. Кроме того, электрический изолятор 136 образует заднюю часть 148 изолятора, простирающуюся по меньшей мере частично над задней частью 120 стержня, имеющейся у стержня 102.
В соответствии с одним вариантом осуществления задняя часть 148 изолятора имеет наружный диаметр, уменьшающийся в продольном направлении 108.
Фиг.3 показывает соединитель 100 по фиг.2, имеющий защитный кожух 150, установленный на нем. Защитный кожух 150 является предпочтительным, поскольку царапины могут оказывать отрицательное влияние на функционирование соединителя 100. Данный защитный кожух может быть предназначен для использования только во время хранения и манипулирования и должен быть снят перед установкой/монтажом.
Фиг.4 показывает часть подводного контейнера 200 в соответствии с вариантами осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения.
В соответствии с одним вариантом осуществления подводный контейнер 200 содержит соединитель, подобный раскрытому в данном документе, например, соединитель 100 по фиг.2. Контейнер 200 имеет стенку 202 контейнера, которая отделяет внутреннее пространство 204 от пространства 206, наружного по отношению к контейнеру 200. Во внутреннем пространстве 204 компонент (непоказанный) подводной электрической сети расположен во внутреннем пространстве 204 контейнера 200. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления стенка 202 имеет коническое сквозное отверстие 208, образованное в ней. В одном варианте осуществления сквозное отверстие 208 и соединитель 100 выполнены с такой конфигурацией, что соединитель 100 проходит на заданное расстояние во внутреннее пространство 204 контейнера 200. В дополнительном варианте осуществления сквозное отверстие 208 и соединитель 100 выполнены с такой конфигурацией, что соединитель 100, вставленный в сквозное отверстие 208, проходит на дополнительно заданное расстояние в пространство 206, наружное по отношению к контейнеру 200. По меньшей мере, в том случае, когда стенка 202 контейнера выполнена из металла, данные заданные расстояния заданы такими, чтобы обеспечить достаточную изоляцию между поверхностями контакта стержня 102 и стенки 202 контейнера.
В соответствии с одним вариантом осуществления коническое отверстие 208 имеет прямолинейные стенки. В других вариантах осуществления сквозное отверстие имеет коническую часть стенки. Коническая часть стенки может представлять собой прямолинейную, но конусообразно сужающуюся часть стенки. В других вариантах осуществления коническая часть стенки является не прямолинейной, а в целом криволинейной. В одном варианте осуществления коническая стенка или часть стенки сквозного отверстия 208 и коническая часть 138 изолятора выполнены с такой конфигурацией, чтобы иметь сопрягающиеся поверхности.
В соответствии с одним вариантом осуществления соединитель 100 простирается между внутренним пространством 204 и наружным пространством 206. В других вариантах осуществления соединитель 100 простирается только в часть отверстия. Поскольку соединитель в данном варианте осуществления не проходит через отверстие 208, но только входит/проникает в отверстие, подобный соединитель также называют пенетратором. Важно обеспечить достаточное изолирующее расстояние между стенкой, в которой установлен пенетратор, и стержнем. В некоторых случаях это обеспечивается за счет того, что обеспечивается возможность прохода соединителя в зоны (внутреннюю 204 и наружную 206) с обеих сторон.
В одном варианте осуществления внутреннее пространство 204 заполнено гексафторидом серы под давлением 1,5 бар. Контейнер 200 выполнен с конфигурацией, рассчитанной на давление воды в наружном пространстве 206, составляющее 320 бар. В одном варианте осуществления номинальное напряжение для соединителя составляет 36 киловольт (кВ). Для фиксации соединителя 100 относительно контейнера 200 до того, как соединитель 100 будет удерживаться в заданном положении под действием давления воды в наружном пространстве 206, предусмотрен фиксатор 210, удерживающий соединитель 100 в заданном положении. Фиксатор 210 может содержать две или более крепежных скоб, которые расположены вокруг отверстия 208 в стенке 202 контейнера. Крепежные скобы могут быть прикреплены к стенке контейнера любыми пригодными средствами, например посредством винтов, клея или посредством пайки мягким припоем, сварки и т.д.
Следует отметить, что термин «содержащий» не исключает других элементов или этапов. Кроме того, элементы, описанные в связи с разными вариантами осуществления, могут комбинироваться. Также следует отметить, что ссылочные позиции в формуле изобретения не следует рассматривать как ограничивающие объем притязаний формулы изобретения.
Для обобщения некоторых вышеописанных вариантов осуществления раскрытого в данном документе предмета изобретения можно указать:
разработан электрический сквозной соединитель для подводного контейнера, предназначенный для обеспечения электрического соединения между внутренним пространством подводного контейнера и пространством, наружным по отношению к подводному контейнеру, при этом соединитель проходит частично в отверстие в подводном контейнере или полностью проходит через отверстие в подводном контейнере. Соединитель содержит проводящий стержень, имеющий коническую часть стержня с наружным диаметром, увеличивающимся в продольном направлении. Кроме того, соединитель содержит электрический изолятор, имеющий коническую часть изолятора с внутренней поверхностью, обращенной к конической части стержня, имеющейся у стержня, и с наружной поверхностью, имеющей наружный диаметр, который увеличивается в продольном направлении.
Кроме того, для приведенного в качестве примера соединителя и приведенного в качестве примера подводного контейнера можно указать:
в соответствии с одним вариантом осуществления разработан пенетратор, предназначенный для вставки в подводный контейнер с распределительным устройством, при этом пенетратор содержит проводящий элемент, выполненный в виде конического медного стержня и конического образованного литьем, изолирующего слоя эпоксидного материала, окружающего конический медный стержень.
Конический медный стержень в качестве проводящего элемента окружен коническим, образованным литьем, изолирующим слоем эпоксидного материала. Действующее с одной стороны давление, воздействию которого подвергается пенетратор, обеспечит фиксацию пенетратора в коническом отверстии в стенке контейнера (например, в герметичной крышке контейнера), что обеспечивает плотную посадку и, таким образом, предотвращение любого затекания со стороны высокого давления.
Кроме того, медный стержень имеет коническую форму с той же целью. Для сборки, а также для предотвращения расфиксации пенетратора до того, как он подвергнется воздействию давления, фиксирующее устройство будет добавлено со стороны высокого давления.
Пенетратор рассчитан на напряжение 36 кВ при перепаде давлений до 320 бар при использовании эпоксидного изоляционного материала. Это обеспечивает очень простую и надежную конструкцию с очень малым числом компонентов. По мере увеличения давления, действующее давление обеспечит вдавливание пенетратора в отверстие, в результате чего гарантируется плотная посадка и, тем самым, предотвращаются утечки.
В другом варианте осуществления может использоваться технология, предусматривающая применение керамического материала, при этом керамический материал и медь соединяют пайкой твердым припоем.
Claims (19)
1. Электрический сквозной соединитель (100) для подводного контейнера, предназначенный для обеспечения электрического соединения между внутренним пространством подводного контейнера и пространством, наружным по отношению к подводному контейнеру, при этом соединитель (100) содержит:
- стержень (102) из проводящего материала, при этом стержень (102) имеет коническую часть (104) стержня с наружным диаметром (106), увеличивающимся в продольном направлении (108); и
- электрический изолятор (136), при этом электрический изолятор (136) имеет коническую часть (138) изолятора с внутренней поверхностью (140), обращенной к конической части (104) стержня, имеющейся у стержня (102), и с наружной поверхностью (142), противоположной по отношению к внутренней поверхности (140), при этом наружная поверхность (142) конической части (138) изолятора имеет наружный диаметр (144), увеличивающийся в продольном направлении (108),
- при этом продольное направление (108), в котором увеличивается наружный диаметр конической части (138) изолятора соединителя (100), проходит от внутреннего пространства (204) контейнера (200) к пространству (206), наружному по отношению к контейнеру, и перепад давлений между наружным пространством (206) и внутренним пространством (204) контейнера (200) вызывает поджим соединителя (100) к опорной поверхности, образованной коническим сквозным отверстием (208) в стенке (202) контейнера, через которую проходит соединитель, в результате чего повышается герметичность между соединителем (100) и стенкой (202).
- стержень (102) из проводящего материала, при этом стержень (102) имеет коническую часть (104) стержня с наружным диаметром (106), увеличивающимся в продольном направлении (108); и
- электрический изолятор (136), при этом электрический изолятор (136) имеет коническую часть (138) изолятора с внутренней поверхностью (140), обращенной к конической части (104) стержня, имеющейся у стержня (102), и с наружной поверхностью (142), противоположной по отношению к внутренней поверхности (140), при этом наружная поверхность (142) конической части (138) изолятора имеет наружный диаметр (144), увеличивающийся в продольном направлении (108),
- при этом продольное направление (108), в котором увеличивается наружный диаметр конической части (138) изолятора соединителя (100), проходит от внутреннего пространства (204) контейнера (200) к пространству (206), наружному по отношению к контейнеру, и перепад давлений между наружным пространством (206) и внутренним пространством (204) контейнера (200) вызывает поджим соединителя (100) к опорной поверхности, образованной коническим сквозным отверстием (208) в стенке (202) контейнера, через которую проходит соединитель, в результате чего повышается герметичность между соединителем (100) и стенкой (202).
2. Соединитель по п.1, в котором стержень (102) дополнительно содержит:
- переднюю часть (110) стержня, образующую зону (112) изгиба вместе с конической частью (104) стержня, при этом наружная поверхность (114) конической части (104) стержня и наружная поверхность (116) передней части (110) стержня примыкают друг к другу в зоне (112) изгиба под углом (118), который меньше 180 градусов.
- переднюю часть (110) стержня, образующую зону (112) изгиба вместе с конической частью (104) стержня, при этом наружная поверхность (114) конической части (104) стержня и наружная поверхность (116) передней части (110) стержня примыкают друг к другу в зоне (112) изгиба под углом (118), который меньше 180 градусов.
3. Соединитель по п.2, в котором передняя часть (110) стержня имеет постоянный наружный диаметр вдоль продольного направления (108).
4. Соединитель по п.2 или 3,
отличающийся тем, что
- электрический изолятор (136) простирается над зоной (112) изгиба между передней частью (110) стержня и конической частью (104) стержня, имеющимися у стержня (102);
- электрический изолятор (136) имеет гладкий участок наружной поверхности в определяемом в продольном направлении месте расположения зоны (112) изгиба между передней частью (110) и конической частью (104) стержня, имеющимися у стержня (102).
отличающийся тем, что
- электрический изолятор (136) простирается над зоной (112) изгиба между передней частью (110) стержня и конической частью (104) стержня, имеющимися у стержня (102);
- электрический изолятор (136) имеет гладкий участок наружной поверхности в определяемом в продольном направлении месте расположения зоны (112) изгиба между передней частью (110) и конической частью (104) стержня, имеющимися у стержня (102).
5. Соединитель по любому из пп.1, 2 или 3, в котором стержень (102) дополнительно содержит:
- заднюю часть (120) стержня, образующую зону (122) изгиба вместе с конической частью (104) стержня, при этом наружная поверхность (114) конической части (104) стержня и наружная поверхность (124) задней части (120) стержня примыкают друг к другу в зоне (122) изгиба под углом (126), превышающим 180 градусов.
- заднюю часть (120) стержня, образующую зону (122) изгиба вместе с конической частью (104) стержня, при этом наружная поверхность (114) конической части (104) стержня и наружная поверхность (124) задней части (120) стержня примыкают друг к другу в зоне (122) изгиба под углом (126), превышающим 180 градусов.
6. Соединитель по п.5, в котором задняя часть (120) стержня имеет постоянный наружный диаметр вдоль продольного направления (108).
7. Соединитель по п.5, в котором
- электрический изолятор (136) простирается над зоной (122) изгиба между конической частью (104) стержня и задней частью (120) стержня, имеющимися у стержня (102);
- электрический изолятор (136) дополнительно имеет заднюю часть (148) изолятора, простирающуюся по меньшей мере частично над задней частью (120) стержня, имеющейся у стержня (102).
- электрический изолятор (136) простирается над зоной (122) изгиба между конической частью (104) стержня и задней частью (120) стержня, имеющимися у стержня (102);
- электрический изолятор (136) дополнительно имеет заднюю часть (148) изолятора, простирающуюся по меньшей мере частично над задней частью (120) стержня, имеющейся у стержня (102).
8. Соединитель по п.7, в котором задняя часть (148) изолятора имеет наружный диаметр, уменьшающийся в продольном направлении (108).
9. Соединитель по любому из пп.1, 2 или 3, в котором электрический изолятор (136) дополнительно имеет уступ (147) на его продольном профиле.
10. Соединитель по п.5, в котором электрический изолятор (136) дополнительно имеет уступ (147) на его продольном профиле.
11. Соединитель по любому из пп.1, 2 или 3, в котором, по меньшей мере, коническая часть (104) стержня, имеющаяся у стержня (102), имеет наружную поверхность, подвергнутую пескоструйной обработке.
12. Соединитель по любому из пп.1, 2 или 3, в котором электрический изолятор (136) содержит эпоксидный материал или состоит из эпоксидного материала.
13. Соединитель по п.5, в котором электрический изолятор (136) содержит эпоксидный материал или состоит из эпоксидного материала.
14. Соединитель по любому из пп.1, 2 или 3, в котором электрический изолятор (136) содержит керамический материал или состоит из керамического материала.
15. Соединитель по п.5, в котором электрический изолятор (136) содержит керамический материал или состоит из керамического материала.
16. Подводный контейнер (200), содержащий соединитель (100) по одному из пп.1-15.
17. Подводный контейнер по п.16, в котором соединитель (100) простирается во внутреннее пространство (204) подводного контейнера (200), заполненного гексафторидом серы.
18. Подводный контейнер по п.17, в котором соединитель (100) также простирается в пространство (206), наружное по отношению к подводному контейнеру (200), при этом в наружном пространстве (206) может быть создано давление, в частности, до 300 бар, в то время как давление во внутреннем пространстве (204) подводного контейнера (200) составляет менее 5 бар.
19. Подводный контейнер по любому из пп.16-18, при этом подводный контейнер (200) представляет собой стойкий к воздействию давления контейнер, выполненный с возможностью поддержания внутреннего давления, которое ниже внешнего давления при эксплуатации в подводных условиях, при этом соединитель (100) проходит через стенку (202) контейнера (200) так, что продольное направление (108), в котором наружный диаметр (144) конической части (138) изолятора увеличивается, проходит от внутренней части контейнера к пространству, наружному по отношению к контейнеру.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP10179453 | 2010-09-24 | ||
| EP10179453.5 | 2010-09-24 | ||
| PCT/EP2011/051855 WO2012038102A1 (en) | 2010-09-24 | 2011-02-09 | Subsea container electrical through connector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013118682A RU2013118682A (ru) | 2014-10-27 |
| RU2540269C2 true RU2540269C2 (ru) | 2015-02-10 |
Family
ID=43989837
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013118682/07A RU2540269C2 (ru) | 2010-09-24 | 2011-02-09 | Электрический сквозной соединитель для подводных контейнеров |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8968037B2 (ru) |
| EP (1) | EP2586103B1 (ru) |
| CN (1) | CN103109419B (ru) |
| BR (1) | BR112013006848B1 (ru) |
| DK (1) | DK2586103T3 (ru) |
| RU (1) | RU2540269C2 (ru) |
| WO (1) | WO2012038102A1 (ru) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012038102A1 (en) | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Subsea container electrical through connector |
| AU2014384867B2 (en) | 2014-03-03 | 2018-12-13 | Fmc Technologies, Inc. | Electrical penetrator assembly |
| EP2921642A1 (en) | 2014-03-19 | 2015-09-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Power switching device |
| NO345645B1 (en) * | 2017-11-27 | 2021-05-25 | Nexans | Subsea connector |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB902318A (en) * | 1959-11-13 | 1962-08-01 | Siemens Ag | A method of producing an assembly comprising a semi-conductor device and a cooling member for the device |
| US3352963A (en) * | 1967-01-13 | 1967-11-14 | Halliburton Co | High pressure, high temperature electrical lead-through fitting |
| GB2044538A (en) * | 1978-11-28 | 1980-10-15 | South Wales Switchgear | Electrical switchgear |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3843832A (en) * | 1973-04-04 | 1974-10-22 | Robertshaw Controls Co | Capacitance probe |
| US3904815A (en) * | 1974-09-17 | 1975-09-09 | Us Energy | Electrically insulating feed-through for cryogenic applications |
| EP0011972B2 (en) * | 1978-11-28 | 1989-08-23 | South Wales Switchgear Limited | Electrical switchgear |
| US5644104A (en) * | 1994-12-19 | 1997-07-01 | Porter; Fred C. | Assembly for permitting the transmission of an electrical signal between areas of different pressure |
| US6321779B1 (en) * | 1999-05-19 | 2001-11-27 | Veritek Ngv, Corp. | Pressure regulator |
| US6844502B2 (en) * | 2002-05-16 | 2005-01-18 | Emerson Electric Co. | Hermetically sealed current conducting terminal assembly |
| US6628024B1 (en) * | 2002-07-30 | 2003-09-30 | Honeywell International, Inc. | Hermetically sealed feed-through assembly for gas turbine engine starter generators and related methods |
| US7226303B2 (en) * | 2005-02-22 | 2007-06-05 | Baker Hughes Incorporated | Apparatus and methods for sealing a high pressure connector |
| NO325743B1 (no) | 2006-07-05 | 2008-07-14 | Vetco Gray Scandinavia As | Undersjoisk bryterinnretning |
| WO2012038102A1 (en) | 2010-09-24 | 2012-03-29 | Siemens Aktiengesellschaft | Subsea container electrical through connector |
-
2011
- 2011-02-09 WO PCT/EP2011/051855 patent/WO2012038102A1/en active Application Filing
- 2011-02-09 RU RU2013118682/07A patent/RU2540269C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2011-02-09 DK DK11704205.1T patent/DK2586103T3/en active
- 2011-02-09 BR BR112013006848-5A patent/BR112013006848B1/pt active IP Right Grant
- 2011-02-09 CN CN201180045780.6A patent/CN103109419B/zh active Active
- 2011-02-09 EP EP11704205.1A patent/EP2586103B1/en active Active
- 2011-02-09 US US13/825,884 patent/US8968037B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB902318A (en) * | 1959-11-13 | 1962-08-01 | Siemens Ag | A method of producing an assembly comprising a semi-conductor device and a cooling member for the device |
| US3352963A (en) * | 1967-01-13 | 1967-11-14 | Halliburton Co | High pressure, high temperature electrical lead-through fitting |
| GB2044538A (en) * | 1978-11-28 | 1980-10-15 | South Wales Switchgear | Electrical switchgear |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8968037B2 (en) | 2015-03-03 |
| BR112013006848B1 (pt) | 2019-11-19 |
| CN103109419A (zh) | 2013-05-15 |
| US20130252482A1 (en) | 2013-09-26 |
| EP2586103A1 (en) | 2013-05-01 |
| EP2586103B1 (en) | 2014-11-26 |
| CN103109419B (zh) | 2015-08-05 |
| BR112013006848A2 (pt) | 2016-06-14 |
| DK2586103T3 (en) | 2014-12-15 |
| RU2013118682A (ru) | 2014-10-27 |
| WO2012038102A1 (en) | 2012-03-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104979690B (zh) | 具有延长密封套管和防水汇集保持器的密封连接器 | |
| RU2540269C2 (ru) | Электрический сквозной соединитель для подводных контейнеров | |
| CN103872508B (zh) | 一种注塑密封穿墙电连接器 | |
| EP2439818B1 (en) | Explosion-proof connector | |
| EP3260365B1 (en) | Pressure vessel penetrator isolation device | |
| EP3608924B1 (en) | Explosion-proof structure | |
| US10404049B2 (en) | Rigid joint assembly | |
| US11848121B2 (en) | High voltage electric power feed-through apparatus | |
| KR20120016258A (ko) | 냉간 수축 분리가능 커넥터 | |
| JP2014164875A (ja) | 端子台及びそれを含む電子機器 | |
| US10109445B2 (en) | Pressure resistant housing for subsea applications | |
| US9859647B2 (en) | Two-part subsea bulkhead connector and method for rapid replacement or re-purposing of subsea bulkhead connector | |
| JP5272945B2 (ja) | 機器用コネクタ | |
| JP5889731B2 (ja) | コネクタの成形方法 | |
| RU2251185C2 (ru) | Муфта кабельного ввода для установки погружного центробежного насоса | |
| CN102034608A (zh) | 金属化薄膜电容器 | |
| CN108432056B (zh) | 用于电连接器的灌注化合物腔室设计 | |
| EP1014388A2 (en) | Bushing insulator | |
| CN101577375B (zh) | 高压套管接头、高压套管及高压装置 | |
| US20240071653A1 (en) | High voltage electric power feed-through apparatus | |
| JP6700603B2 (ja) | 電力ケーブルの終端接続部、及び電力ケーブル線路 | |
| US1918736A (en) | Oil stop electric cable joint | |
| JP2021005452A (ja) | 防水コネクタ | |
| KR20120063112A (ko) | 밀폐 시스템의 대전류 급전용 피드 스루 | |
| JP2007221909A (ja) | 電力ケーブル用接続部およびその絶縁栓 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210210 |