УЗЕЛ СОЕДИНЕНИЯ ШТЕПСЕЛЯ С ВЫСОКОВОЛЬТНЫМ ЭКРАНИРОВАННЫМ КАБЕЛЕМ

Узел соединения штепселя с высоковольтным экранированным кабелем.
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована, например, в междувагонном кабеле железнодорожного состава.
Известны узлы соединения штепселя с кабелем. Они содержат изолирующий корпус, закрепленный в корпусе штепсельный контакт, соединенный с токопроводящей жилой кабеля, и заливочную массу для изоляции оголенной токопроводящей жилы кабеля в месте ее соединения со штепсельным контактом.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является узел соединения штепселя с высоковольтным экранированным кабелем, использующимся на железнодорожном транспорте (1, с. 100 - 101, рис.У.24 ). Он принят в качестве прототипа. Узел содержит изолирующий корпус с закрепленным в нем посредством накидной гайки штепсельным контактом, к основанию которого припаяна токопроводящая жила кабеля; заливочную массу, изолирующую токопроводящие части кабеля и штепселя в месте их соединения и размещенную вокруг кабеля в полости, образованной между торцевой поверхностью основания штепсельного контакта и внутренней поверхностью корпуса. На корпусе посредством резьбового соединения и шпилек жестко закреплена металлическая ручка. Для ее заземления на кабель надеты нажимное металлическое кольцо и коническая металлическая втулка. Втулка одним концом припаяна к экрану кабеля, а поверхности другого ее конца расположены между поверхностями нажимного кольца и ручки. При навинчивании ручки на корпус, в процессе монтажа соединения, втулка прижимается к нажимному кольцу и входит в контакт с внутренней поверхностью ручки.
Недостатками прототипа являются его невысокая надежность и неудобство в эксплуатации. Практика использования таких соединений штепселя с кабелем на железнодорожном транспорте показала, что случая пробоя изоляции в них
МПК5; Н 01 R 13/62
обусловлены попаданием влаги, атмосферных осадков к металлической втулке через резьбовое соединение ручки с корпусом и через отверстие ручки вдоль кабеля на другом ее конце. Кроме того, во время монтажа соединения, при наворачивании ручки на корпус, возможно повреждение экрана, припаянного к конической втулке, которая может проворачиваться ручкой при вхождении в контакт с ней. Следствием такого повреждения экрана может быть потеря заземляющего контакта между ручкой и экраном кабеля. Все это снижает безопасность, надежность соединительного узла штепселя с кабелем, затрудняет его контроль и эксплуатацию кабеля.
Для придания кабелю нужного положения при подсоединении, например, к холостой розетке вагона, его поворачивают вместе со штепселем, чтобы ввести фиксаторы штепселя в спиральные пазы розетки. При этом кабель в течение срока службы подвергается частому скручиванию, которое вызывает его расшатывание в местах закрепления н излом проводников вблизи места пайки вследствие недостаточно прочной фиксации кабеля в штепселе. Это снижает надежность и сокращает срок службы кабеля.
Усовершенствование направлено на повышение надежности, безопасности и удобства эксплуатации узла соединения штепселя с кабелем. Для этого в узле соединения штепселя с высоковольтным экранированным кабелем, содержащем полый изолирующий корпус, в котором закреплен штепсельный контакт, соединенный основанием с токопроводящей жилой кабеля, полую ручку, частью длины установленную на корпусе и закрепленную на нем посредством крепежных
элементов, расположенную в полости ручки втулку, надетую на кабель и соединенную с его экраном, контактный элемент для соединения втулки с ручкой и изолирующую заливочную массу, размещенную в кольцевой полости, образованной наружной поверхностью кабеля, внутренней поверхностью корпуса и торцевой поверхностью основания штепсельного контакта, согласно усовершенствованию, втулка одним концом входит в кольцевую расточку,
выполненную на внутренней поверхности корпуса, изолирующая заливочная масса дополнительно размещена в полости, являющейся продолжением вышеуказанной и образованной внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью кабеля. Контактный элемент выполнен в виде по меньшей мере одного штифта, который закреплен в радиальном резьбовом отверстии, выполненном в ручке, конец его входит в радиальное сквозное отверстие, выполненное в изолирующем корпусе, и упирается в стенку канавки, которая выполнена на боковой поверхности втулки, образуя с ней электрический контакт. При этом на сопрягаемой с корпусом боковой поверхности втулки между ее торцом и вышеуказанной канавкой (местом контакта с концом штифта) выполнена кольцевая канавка, в которой размещено уплотнение. Предложенные сочленение втулки с изолирующим корпусом, размещение заливочной изолирующей массы, выполнение контактного элемента в виде штифта и расположение уплотнения на сопрягаемой с корпусом поверхности втулки обеспечивают прочное влагонепроницаемое соединение с кабелем, улучшает фиксацию кабеля в штепселе и снижает вероятность пробоя изоляции. За счет этого повышаются безопасность и надежность узла соединения кабеля со штепселем. Размещение конца штифта в канавке, выполненной на поверхности втулки, не только обеспечивает заземляющее соединение ручки, втулки и экрана, но также способствует дополнительной фиксации втулки с кабелем от возможных смещений в корпусе при возникновении аварийных нагрузок , тем самым повышая прочность и, следовательно, надежность узла соединения в целом.
Сущность полезной модели поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображен узел соединения штепселя с экранированным кабелем (продольное сечение).
На фиг. 3 изображен вариант конструкции узла с фиксаторами для подвешивания его в розетке железнодорожного вагона, выполненными в виде штифтов (поперечное сечение).
Узел содержит изолирующий корпус 1 с установленной на нем полой ручкой 2 и закрепленным в нем штепсельным контактом 3 (фиг. 1). Основание штепсельного контакта 3 припаяно к токопроводящей жиле 4 кабеля 5. На кабель 5 надета металлическая втулка 6, которая одним концом входит в кольцевую расточку 1 изолирующего корпуса 1 и соединена с экраном 8 кабеля 5, например, заклепками 9. Вокруг кабеля 5 в полости, образованной торцевой поверхностью 10 основания штепсельного контакта 3 и внутренними поверхностями корпуса 1 и втулки 6, расположена изолирующая заливочная масса 11, жестко соединяющая между собой корпус 1, втулку 6 и кабель 5. Ручка 2 закреплена на корпусе посредством штифтов 12 , установленных в радиальных отверстиях ручки 2 и корпуса 1 ( фиг. 2 ). Для осуществления заземляющего соединения металлической ручки 2 с втулкой 6 и экраном 8 кабеля 5 узел снабжен одним (фиг. 2) или несколькими контактными элементами 13 ( фиг. 3 ), выполненными в виде штифтов. При этом контактный штифт 13 закреплен в радиальном резьбовом отверстии 14, выполненном в ручке 2, входит в радиальное сквозное отверстие 15, выполненное в корпусе 1, и упирается в стенку канавки 16, выполненной на боковой поверхности втулки 6, образуя с ней электрический заземляющий контакт ( фиг. 1. ). Канавка 16 в поперечном сечении может иметь любую пригодную для обеспечения такого контакта форму, например, конусообразную ( фиг. 1 ), и может быть выполнена кольцевой (например, в случае установки нескольких контактных штифтов 13 - фиг.З ), либо непосредственно в области контакта со штифтом 13, как показано на фиг. 2. Для защиты узла от проникновения в него влаги на сопрягаемой с корпусом 1 боковой поверхности втулки 6 между ее торцом и канавкой 16 выполнена кольцевая канавка 17, и в ней
размещено уплотнение 18 ( фиг. 1 ). Для подвешивания штепселя в холостой розетке вагона ручка 2 снабжена фиксаторами 19 ( фиг. 2 ). В другом варианте конструкции ( фиг. 3 ) в качестве фиксаторов могут быть использованы головки крепежных штифтов 12 . Крепежные штифты 12 могут быть установлены в конструкции аналогично контактному штифту 13 ( фиг. 3 ).
В предложенной конструкции изолирующая заливочная масса 11 заполняет всю полость штепселя от основания штепсельного контакта 3 до наружного отверстия втулки 6, охватывая оболочку кабеля 5 и все места соединения элементов конструкции кабеля с элементами конструкции штепселя (токопроводящей жилы 4 - с основанием штепсельного контакта 3, экрана 8 - с втулкой 6 ), и жестко связывает их между собой. За счет такого размещения заливочной массы 11 улучшена фиксация кабеля 5 в штепселе, что снижает вероятность быстрого излома проводников жилы 4 в месте пайки - у основания штепсельного контакта 3-й обрыва экрана 8 кабеля 5 в местах соединения его с втулкой 6.
При возникновении ударных нагрузок или в процессе изнашивания узла в заливочной массе 11, в области основания штепсельного контакта 3, могут образовываться трещины, оголяющие жилу 4 и открывающие к ней доступ влаги. Однако, размещение заливочной массы 11 и кольцевого уплотнения 18 практически исключает вероятность проникновения влаги к токопроводящей жиле 4 у основания штепсельного контакта 3 как со стороны незакрепленного конца ручки 2, так и через отверстия 14, 15 в местах установки контактных штифтов 13 и крепежных штифтов 12 даже в случае появления трещин в заливочной массе 11.
В предложенной конструкции обеспечена простота контроля за состоянием и простота замены контактного элемента ( штифта 13 ) за счет наличия наружного доступа к нему. При установке нескольких контактных штифтов 13 ( фиг. 3 )
повышается надежность заземляющего соединения ручки 2 с втулкой 6 и экраном 8 и обеспечивается дополнительная фиксация втулки 6 в корпусе 1.
Установка крепежных штифтов 12 в канавках 16 ( фиг. 3 ) также позволяет использовать их для дополнительной фиксации втулки б в корпусе 1 и в качестве контактных элементов, что повышает надежность узла в целом.
Если крепежные штифты 12 выполнить с удлиненными головками ( фиг. 3 ), то их можно использовать в качестве фиксаторов 19 для подвешивания узла в холостой розетке. Конструкция узла с такими штифтами 12 более удобна в эксплуатации, чем представленная на фиг. 1. При воздействии на подвешенный в холостой розетке штепсель с кабелем 5 сильных осевых нагрузок возможны поломки фиксаторов 19 или используемых в качестве них головок крепежных штифтов 12. Для устранения таких неисправностей в конструкции, представленной на фиг. 3, достаточно заменить крепежные штифты 12, не прибегая к замене ручки 2, неизбежной в этом случае для узла на фиг. 2.
Источник информации:
1. Б.Н.Ребрик, Г.Г.Гомола, С.Н.Модель Электрооборудование пассажирских вагонов с кондиционированием воздуха. М.: Транспорт, 1986, с. 100 - 105.