CN1795590B - 电连接装置 - Google Patents

Abstract

一种用于将多芯机械缆连接到另一电力装置的电连接装置(10)包括主体(12)，具有端面，所述端面具有孔；多个绝缘套管(22)，围绕各自的孔延伸；以及多个芯耦接装置(26、28)，每个至少部分地设置于各自的套管中，每个芯耦接装置可连接到机械缆的各自的芯(29)且具有第一接触表面(14)，用于连接到适当的其他电力装置的端子。所述装置包括多个分开的地耦接装置(24)，所述地耦接装置围绕各自的绝缘套管的至少一部分，每个地耦接装置连接到机械缆的各自的地电势层(31)且具有用于连接到所述的其他电力装置的地电势端子的第二接触表面(32)，使得在电连接装置内所述芯耦接装置是从彼此地电势屏蔽的。

Description

电连接装置

技术领域

本发明广泛地涉及一种用于机械缆的电连接装置。贯穿说明书术语“机械缆”用于任何机械、缠绕或拖曳缆，其适于将功率传输到可移动机械，比如在石油或采矿业中的机械。另外，贯穿说明书术语“电力装置”具有包括用于机械缆的电连接装置的含义。

背景技术

机械缆通常用于为移动电力机械提供电连接。例如，在采矿或石油业中通常使用大的电力机械，且每个机械缆可能必须提供几百千瓦到几百万瓦的量级的功率。通常这样的功率用大于等于千伏的电压来传输。电缆通常包括多个芯，且使用包括插座、销和嵌管的电连接装置来连接。

芯通常从彼此绝缘且通过处于地电势的导电层来围绕。因此，如果芯断裂，单个的断裂的芯不易于彼此电接触，而是易于与处于地电势的各自的层电接触。通常使用自动的电力地泄漏保护装置，且在一条芯与处于地电势的一层或多层之间的电接触的情形，自动电力地泄漏保护装置将检测30mA量级的地泄漏电流并随后中断电的供给。因此，可以在很大程度上避免缆的熔融、电弧等。但是，在插塞/耦接连接(电力装置)内，单个的芯通常不被处于地电势的单独的层围绕，而被剥离了该层且被处于地电势的公共的壳围绕。因此，如果在插塞内中断了单个的芯，则所述中断的芯更有可能彼此直接电接触，具有10kA到50kA的故障电流容量。这将具有危险的后果，特别在可以包含爆炸气体的环境中，比如在矿中。

发明内容

本发明在第一方面提供了一种电连接装置，用于将多芯机械缆连接到适当的其他电力装置，所述多芯机械缆是具有单独地被地电势层围绕的绝缘的芯的类型，所述装置包括：

绝缘主体，具有端面，所述端面具有孔；

多个绝缘套管，围绕各自的孔延伸入所述主体；

多个芯耦接装置，每个至少部分地设置于各自的绝缘套管中，每个芯耦接装置可连接到所述机械缆的各自的芯且具有用于连接到所述适当的其他电力装置的端子的第一接触表面，以提供所述机械缆的与所述适当的其他电力装置的电连接；

多个分开的地耦接装置，所述地耦接装置围绕各自的绝缘套管的至少一部分，每个地耦接装置可连接到所述机械缆的各自的地电势层且具有用于连接到所述适当的其他电力装置的地电势端子的第二接触表面，

其中，所述芯耦接装置从彼此地电势屏蔽，使得到所述适当的其他电力装置的单独的地连接的连续是可能的。

每个芯耦接装置在使用中通常由各自的绝缘套管和由各自的导电层围绕。

每个绝缘套管通常沿其长度由各自的地电势耦接装置围绕，所述地电势耦接装置通常包括导电层。在该情形，在所述电连接装置的主体内，每个芯和各自的连接装置通常由单独的导电层围绕，所述单独的导电层在使用中具有地电势，且单独的地连接通常通过所述装置完全连续。如果芯在所述主体内断裂，危险的短路较不易发生，因为断裂的束的芯易于接触具有地电势的导电层而不是彼此接触。然后可以使用比如地泄漏系统的自动电力保护系统来中断电力供给，并因此减小了缆绝缘的熔融、以及可能在比如矿场的包含爆炸性气体的环境中造成爆炸的电弧等的危险。

电连接装置通常适于传输大于100kW或甚至大于1MW的功率。

芯耦接装置可以包括插座。或者芯耦接装置可以包括销。

每个单独的芯耦接装置可以具有环状接触，所述环状接触包括第二接触表面，并且可以设置于孔处或于孔内。

绝缘套管通常设置为管的形式，所述管可以在一端具有螺线。环状接触通常设置为螺母的形式，该螺母可由所述绝缘管的螺线容纳。

通过对适当的其他电力装置的面对面连接，对适当的其他电力装置的连续的地连接是可能的。与为了测试需要被拆分来将单独的地电势层从彼此分开的现有技术装置相反，连接到电连接装置的所述多芯机械缆的技术测试工序，比如地电势层的测试，可以为简化的方式，因为地电势层是电隔离的。

因为主体是绝缘的且地偶接装置从彼此分开，通过将每个螺母连接到其他电力装置的各自的地电势层，对适当的其他装置的单独的地连接的连续是可能的。例如，电连接装置的芯耦接装置可以包括销，且其他电力装置的第一部分可以包括插座。适当的其他装置可以包括环状接触，其电连接到其他装置的各自的地电势层。在该情形，通过各自环状接触的面对面连接可以建立连续的地连接。例如，螺母可以在它们的螺线上具有导电表面，其可以设置来接触各自的导电层。每个螺母也可以由导电材料组成。

在一种形式中，每个绝缘套管如此设置使得除了位于套管内的销或插座以外，当电连接装置连接到适当的其他电力装置时，适当的其他装置的各自的插座或销位于绝缘套管内。

在本发明的一实施例中，所述多芯机械缆是三芯机械缆，比如三相缆。在该情形，所述电连接装置通常包括三个孔和与所述孔相关的三个绝缘管。

例如，主体可以由聚合物材料组成。

本发明在第二方面提供了一种电连接装置，用于连接到适当的其他电力装置，所述装置包括：

多芯机械缆，具有绝缘的芯单独地被地电势层围绕的类型；

绝缘主体，具有端面，所述端面具有孔；

多个绝缘套管，围绕各自的孔延伸入所述主体；

多个芯耦接装置，每个至少部分地设置于各自的绝缘套管中，每个芯耦接装置连接到所述机械缆的各自的芯且具有用于连接到所述适当的其他电力装置的端子的第一接触表面，以提供所述机械缆的与所述适当的其他电力装置的电连接；

多个分开的地耦接装置，所述装置围绕各自的绝缘套管的至少一部分，每个地耦接装置连接到所述机械缆的各自的地电势层，使得在所述主体中，每个芯和所述各自的芯耦接装置由各自的导电层或所述各自的芯的地电势层围绕，所述地耦接装置具有用于连接到所述其他电力装置的地电势端子的第二接触表面，使得在所述电连接装置内所述芯耦接装置从彼此地电势屏蔽。

本发明在第三方面还提供了一种系统，包括：

至少一个以上界定的电连接装置；

至少一个多芯机械缆，具有绝缘的芯单独地被地电势层围绕的类型；和

至少一个电力机械，

其中，所述系统如此设置使得电力通过所述或每个机械缆和通过所述或每个电连接装置来传输，且其中，与每个芯相关的电力在所述多芯缆和在所述或每个电连接装置中被单独地地电势屏蔽。

参考附图，仅通过例举，现将描述本发明的具体的实施例。

附图说明

图1显示部分的根据本发明的具体实施例的电连接装置的示意性横截面图，

图2显示部分的根据本发明的另一具体实施例的电连接装置的示意性横截面图，

图3显示图1或2所示的电连接装置的端面的视图，

图4显示部分的根据本发明的另一具体实施例的电连接装置的示意性横截面图，和

图5显示部分的根据本发明的进一步具体实施例的电连接装置的示意性横截面图。

具体实施方式

参考图1到3，现描述电连接装置10。图2显示了部分地显示于图1中的装置的变体。但是，为了清晰，对于具有相同的功能的部分在图1-4中使用了相同的参考标记。

在该实施例中，电连接装置10的元件依如此尺寸和结构制造，使得电连接装置适于传输几百kW到几MW的功率。

装置10包括主体12，主体12由比如聚合物材料的绝缘材料组成。主体12基本上是圆柱形状，且被由金属材料组成的外壳11围绕。或者，外壳11可以由比如聚合物材料的绝缘材料组成。主体12和外壳11通常如此制造使得它们形成一个结合的部件。如果外壳由绝缘材料组成，主体12和外壳11也可以一体形成。

图1和2显示了装置10的代表性部分。主体12和外壳11具有端面14，端面14具有三个孔(见图3)，在孔处设置了螺母16、18和20。从每个孔，绝缘套22向内突出。每个绝缘套22具有带有螺纹的端部分23，其设置来容纳各自的螺母16、18或20。每个绝缘套22被导电层24围绕且定位销26。销26连接到嵌管28，嵌管28连接到多芯机械缆的单个的芯29(未显示多芯机械缆)。

在该实施例中，多芯机械缆是具有三个多线芯的三相缆。每个芯被绝缘且具有单独围绕其绝缘29a的地电势层31。

地电势层31与冷收缩管32接触。冷收缩管32围绕部分的地电势层31和部分的绝缘套22的导电层24。一般地，使用冷收缩管来提供电绝缘和抑制湿气的渗入。冷收缩管32在其内表面上还具有导电层，所述导电层建立了地电势层31和导电层24之间的电连接。冷收缩管32部分地被另一冷收缩套33围绕，所述冷收缩套33设置来减小来自机械缆的湿气可能渗入电力装置10的可能性。冷收缩管34部分地围绕套22的端部分且设置来减小湿气从绝缘套22沿芯29渗入机械缆和相反的可能性。另外，冷收缩管34提供了电连接到芯29的部分和比如管32的导电层的处于地电势上的部分之间的附加的绝缘。

嵌管28连接到多芯缆的芯29，且各个地电势层31连接到导电层24。因此，芯29和可以与芯电接触的任何导电部分处于主体12内，芯29或者单独地被导电层24围绕，或者单独地被多芯缆的各自的地电势层31围绕。导电层24连接到螺母16，螺母16在该实例中是金属的。

外壳11的端面14由绝缘材料组成。因此，对于机械缆的每个芯，于电连接装置10内建立了单独的地连接，且可以经由螺母16、18和20的面单独地连续到另一电力装置(未显示)。

电连接装置10可以如下连接到机械缆。最初，机械缆的芯29连接到嵌管28。然后将嵌管28和销26从相对端插入套管22且在内肩39处在套管22中连接，使得销26和嵌管28牢固地与套管22机械连接。然后将冷收缩管34施加到套管22的端部分的上方和芯29的绝缘29a的上方。将冷收缩管32施加到芯29的地电势层31的上方和套管22的外肩的上方以提供套管22的外导电层24和地电势层31之间的电连接。然后将冷收缩套33施加到冷收缩管32的上方和多芯缆(未显示多芯缆)的外鞘的上方。将套管22插入主体12的孔中，使得套管22的外肩邻接抵靠主体12的端面。然后将螺母16从主体12的相对端面14插入孔中。在用套管22固定螺母16之后，建立套管22和主体12之间的机械连接。

图4显示了连接到另一电连接装置40的部分的电连接装置10。在该实例中，螺母16被螺母16a代替，螺母16a主要由绝缘材料组成，但在与套管22的导电层24接触的其螺线上具有金属层。其他电连接装置40包括两个插座51，插座51在绝缘体54中电连接。其他电连接装置40和电连接装置10如此设置使得当连接到销26时插座51之一设置于绝缘套管22内。经由导电套管56建立单独的地连接，导电套管56至少部分地设置于绝缘体54内。于是，机械缆(未显示)的各个芯的单独的地电势层31经由冷收缩管32的导电层(见图1)、绝缘套管22的导电层24和螺母16a的导电螺线与导电层56连接。在该实施例中，可以建立单独的地连接，即使在该实施例的变体中，因为螺母16a由绝缘材料组成且仅具有内导电层，外壳的面14也是导电的。其他电连接装置40可以容纳与电连接装置10相同类型的另一电连接装置，且因此装置的组件将提供两个多芯机械缆之间的电连接，其中将单独地(经由地电势层31、地电势层24、螺母16a和导电套管56)连续单独的地电势层。

图5显示了本发明的另一实施例。该图显示了耦接装置60，其包括了两个电连接的插座61和绝缘套管63。可以使用三个装置60电连接图1-3所示的两个装置10。在该情形，每个装置60设置来装配入由螺母16、18和20界定的各个孔中。如果使用三个装置60连接图1-3所述类型的两个装置10而且该两个装置10具有外壳11的电绝缘面14，通过各自装置10的螺母16、18和20的面对面连接可以建立连续和单独的地连接。

虽然参考具体的例子已经描述了本发明，本领域的技术人员可以理解本发明可以实现为许多其他的形式。例如，销26可以仅部分地设置于绝缘套管22内，且其可以延伸通过螺母16的孔。而且，绝缘套管22可以具有设置于其内部中的插座51来取代销26。可选地，一个套管可以具有销，而另一套管可以具有设置于其内部的插座。电连接装置10可以设置用于连接到连接装置的任何类型，所述连接装置包括焊片(lug)或任何其他的电力装置。还可以理解冷收缩管32和34以及冷收缩套33可以被适当的热收缩产品或适当的绝缘粘结带来取代。

Claims (24)

1.一种电连接装置，用于将多芯机械缆连接到适当的其他电力装置，所述多芯机械缆是具有单独地被地电势层围绕的绝缘的芯的类型，所述装置包括：

绝缘主体，具有端面，所述端面具有孔；

多个绝缘套管，围绕相应的孔延伸入所述主体；

多个芯耦接装置，每个至少部分地设置于相应的绝缘套管中，每个芯耦接装置可连接到所述机械缆的相应的芯且具有用于连接到所述适当的其他电力装置的端子的第一接触表面，以提供所述机械缆的与所述适当的其他电力装置的电连接；

多个分开的地耦接装置，所述地耦接装置围绕相应的绝缘套管的至少一部分，每个地耦接装置能够连接到所述机械缆的相应的芯的相应地电势层且具有用于连接到所述其他电力装置的地电势端子的第二接触表面，

其中，所述芯耦接装置从彼此地电势屏蔽，使得对所述适当的其他电连接装置的单独的地连接的连续是可能的。

2.如权利要求1所述的电连接装置，其中，每个芯耦接装置由相应的绝缘套管围绕和由相应的导电层围绕。

3.如权利要求1或2所述的电连接装置，如此设置使得在所述主体内，在使用中每个芯和所述相应的芯耦接装置由相应的导电层或由所述相应的芯的地电势层来围绕。

4.如权利要求1所述的电连接装置，其中，每个绝缘套管沿其长度由相应的导电层围绕。

5.如权利要求1所述的电连接装置，其中，所述芯耦接装置包括销。

6.如权利要求1所述的电连接装置，其中，所述芯耦接装置包括插座。

7.如权利要求1所述的电连接装置，所述装置具有环状接触，所述环状接触包括第二接触表面，每个环状接触设置于相应一个所述孔处且可与相应一个单独的导电层电接触。

8.如权利要求1所述的电连接装置，所述装置具有环状接触，所述环状接触包括所述第二接触表面，每个环状接触设置于相应一个所述孔中且可与相应一个单独的导电层电接触。

9.如权利要求1所述的电连接装置，其中，所述绝缘套管设置为管的形式。

10.如权利要求9所述的电连接装置，其中，每个管在一端具有螺线。

11.如权利要求7或8所述的电连接装置，其中，所述绝缘套管设置为管的形式，每个管在一端具有螺线，且其中环状接触设置为螺母的形式，其可由所述绝缘套管的螺线容纳。

12.如权利要求11所述的电连接装置，其中，在使用中，每个导电层与相应的螺母电接触。

13.如权利要求12所述的电连接装置，其中，每个螺母在其螺线具有导电表面。

14.如权利要求13所述的电连接装置，其中，每个螺母由导电材料组成。

15.如权利要求1所述的电连接装置，将所述电连接装置如此设置使得当所述电连接装置连接到所述适当的其他电力装置时，所述适当的其他电力装置的耦接装置至少部分地设置于相应一个所述电连接装置的绝缘套管中。

16.如权利要求1所述的电连接装置，其中，所述多芯机械缆是三芯机械缆，且所述电连接装置包括三个孔和与所述孔相关的三个绝缘套管。

17.如权利要求1所述的电连接装置，其中，所述主体包括金属的外表面部分。

18.如权利要求1所述的电连接装置，其中，所述主体包括电绝缘的外表面部分。

19.如权利要求18所述的电连接装置，其中，所述主体由聚合物材料组成。

20.如权利要求1所述的电连接装置，其中，每个绝缘套管由电隔离的多层导电层围绕，使得在使用中，建立了多个分开的地电势屏蔽。

21.如权利要求1所述的电连接装置，所述装置适于传输多于100kW的功率。

22.如权利要求1所述的电连接装置，所述装置适于传输多于1MW的功率。

23.一种电连接装置，用于连接到适当的其他电力装置，所述装置包括：

多芯机械缆，是具有单独地被地电势层围绕的绝缘的芯的类型；

绝缘主体，具有端面，所述端面具有孔；

多个绝缘套管，围绕相应的孔延伸入所述主体；

多个芯耦接装置，每个至少部分地设置于相应的绝缘套管中，每个芯耦接装置连接到所述机械缆的相应的芯且具有用于连接到适当的其他电力装置的端子的第一接触表面，以提供所述机械缆的与所述适当的其他电力装置的电连接；

多个分开的地耦接装置，所述地耦接装置围绕相应的绝缘套管的至少一部分，每个地耦接装置连接到所述机械缆的相应的芯的相应地电势层，使得在所述主体中，每个芯和所述相应的芯耦接装置由相应的导电层或所述相应的芯的地电势层围绕，所述地耦接装置具有用于连接到所述的其他电力装置的地电势端子的第二接触表面，

其中，所述芯耦接装置从彼此地电势屏蔽，使得对所述适当的其他电连接装置的单独的地连接的连续是可能的。

24.一种系统，包括：

至少一个如权利要求1到22所述的任何之一的电连接装置；

至少一个多芯机械缆，是具有单独地被地电势层围绕的绝缘的芯的类型；和

至少一个电力机械，

其中，所述系统如此设置使得电力通过所述至少一个多芯机械缆和通过所述至少一个电连接装置来传输，且其中，与每个芯相关的电力在所述至少一个多芯机械缆和在所述至少一个电连接装置中被单独地地电势屏蔽。

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