МНОГОКОМПОНЕНТНЫЙ КОЖУХ ДЛЯ РАЗБОРНЫХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ
MULTICOMPONENT COVER FOR DISMOUNTABLE CONNECTORS

Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее изобретение относится к электрическим кабельным соединителям, в частности к соединителям для находящихся под напряжением или обесточенных цепей, применяемым для различных напряжений. Более конкретно, аспекты, представленные в настоящем документе, относятся к разборным соединителям, которые имеют токопроводящую вставку и кожух, отделенный изоляцией. Соединители для цепей под напряжением и для обесточенных цепей, используемые, например, вместе с распределительными устройствами на 15 и 25 KB, обычно содержат силовой угловой кабельный соединитель, один конец которого предназначен для приема силового кабеля, а другой - приема вставки ввода находящейся под напряжением или обесточенной цепи.
Краткое описание чертежей
[0002] Фиг. 1А и 1В иллюстрируют систему, в которой могут быть использованы устройства согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе,
[0003] фиг. 2 - упрощенный вид в поперечном разрезе одного из силовых угловых кабельных соединителей с фиг. 1,
[0004] фиг. 3 - вид сбоку с разделением компонентов составного кожуха с фиг. 2,
[0005] фиг. 4 - вид в поперечном разрезе с разделением компонентов составного кожуха с фиг. 2,
[0006] фиг. 5 - упрощенные виды сбоку нескольких вариантов длины сегментов корпуса с фиг. 3,
[0007] фиг. 6 - упрощенные виды в аксонометрии нескольких размеров составных кожухов, которые могут быть использованы с сегментами корпуса различной длины с фиг. 5, и
[0008] фиг. 7 - упрощенный вид сбоку составного кожуха, который может быть использован с несколькими сегментами корпуса по фиг. 5.
Осуществление изобретения
[0009] Приведенное ниже подробное описание относится к прилагаемым чертежам. Одинаковые ссылочные номера на разных чертежах могут обозначать одинаковые или аналогичные элементы.
[0010] Согласно вариантам осуществления, раскрытым в настоящем документе, составной кожух для разборного соединителя может содержать несколько деталей, соединенных внахлест и/или путем посадки с натягом. Указанные несколько деталей включают в себя сегмент кабельного входа, сегмент интерфейсной втулки и сегмент корпуса. Сегмент кабельного входа содержит канал, который проходит в осевом направлении через сегмент кабельного входа, при этом размер указанного канала обеспечивает возможность приема изолированного силового кабеля. Сегмент интерфейсной втулки содержит часть под кабельный наконечник, содержащую другой канал, размер которого обеспечивает возможность размещения в нем части изоляционной внутренней оболочки и части токопроводящей вставки для приема зажимного кабельного наконечника. При этом указанная втулка может быть также выполнена с возможностью размещения в ней другой части изоляционной внутренней оболочки и другой части токопроводящей вставки для приема вставки ввода от другого устройства. Сегмент корпуса содержит еще один канал, проходящий в осевом направлении от первого конца сегмента корпуса до второго конца сегмента корпуса.
[0011] Сегмент корпуса соединяется с сегментом кабельного входа и сегментом интерфейсной втулки внахлест таким образом, чтобы соответствующие каналы трех сегментов были аксиально совмещены. В то время как сегмент кабельного входа и сегмент интерфейсной втулки могут представлять собой унифицированные детали для требуемого применения, сегмент корпуса может иметь несколько вариантов длины, чтобы соединять сегмент кабельного входа и сегмент интерфейсной втулки и образовывать кожухи разной длины.
[0012] На фиг. 1А и 1В показана система, в которой могут быть использованы устройства согласно варианту осуществления, раскрытому в настоящем документе. Стандартные разборные соединители, в частности силовой угловой кабельный соединитель 10, показанный на фиг. 1А, могут требовать замены вследствие возникновения различных неисправностей. Замена разборных соединителей, в частности, силового углового кабельного соединителя 20, показанного на фиг. 1В, обычно включает в себя установку более длинной оболочки и более длинного внутреннего зажимного кабельного наконечника (например, наконечника 60, показанного на фиг. 2), чем используемые в стандартном соединителе. Замененный разборный соединитель позволяет соединять кабели 30, которые являются слишком короткими для стандартного углового соединителя. Силовой угловой кабельный соединитель 20 может быть использован, например, (1) для ремонта неисправного углового соединения, в котором требуется снова зачистить кабель и прикрепить новый зажимной кабельный наконечник; (2) для получения дополнительного удлинения, если кабель случайно отрезан слишком коротким или если требуется подключить новое устройство к существующим кабелям; или (3) для преобразования подключения оборудования с переднего доступа к токоведущим частям на задний доступ к токоведущим частям без замены кабеля. Силовой угловой кабельный соединитель 20 может иметь размеры, которые позволяют применять его в различных силовых распределительных системах, в частности, на 200 А, 600 А, 900 А или выше.
[0013] Как показано на фиг. 1А и 1В, каждый из силовых угловых кабельных соединителей 10/20 может содержать конец 12 для приема проводника, предназначенный для приема силового кабеля 30 и интерфейсную втулку 14, которая содержит отверстия для приема ввода оборудования, в частности, находящегося под напряжением или обесточенного ввода трансформатора или другого оконечного устройства высокого или среднего напряжения, в частности, изолирующей заглушки, или другого силового оборудования. Каждый силовой угловой кабельный соединитель 10/20 может также содержать вывод 16 контрольной точки и эксплуатационное ушко 18. Вывод 16 контрольной точки, показанный на фиг. 1А и 1В со съемной крышкой, может содержать электрод, который позволяет определять, находится ли под напряжением цепь в силовом угловом кабельном соединителе 10/20. Эксплуатационное ушко 18 может образовывать жесткую петлю для взаимодействия со штангой или другим устройством, используемым техником для манипулирования силовым угловым кабельным соединителем 10/20. Таким образом, согласно вариантам осуществления, раскрытым в настоящем документе, внешние конструкции силового углового кабельного соединителя 10 и силового углового кабельного соединителя 20 могут быть идентичными за исключением дополнительного сегмента 15, показанного на фиг. 1В.
[0014] На фиг. 2 показан упрощенный вид в поперечном разрезе силового углового кабельного соединителя 20 с дополнительными внутренними компонентами. Силовой угловой кабельный соединитель 20 в общем случае содержит токопроводящую вставку 40, которая окружает соединительную часть силового углового кабельного соединителя 20, и изоляционную внутреннюю оболочку 50, расположенную в составном кожухе 100 (составной кожух 100 можно также назвать экраном). В одном способе сборки составной кожух 100 может быть собран поверх токопроводящей вставки 40, а материал для изоляционной внутренней оболочки 50 может быть инжектирован между токопроводящей вставкой 40 и составным кожухом 100 для завершения изготовления силового углового кабельного соединителя 20. Изоляционная внутренняя оболочка 50 может быть изготовлена из изоляционного каучукового или эпоксидного материала, а токопроводящая вставка 40 - из токопроводящего или полупроводникового материала, в частности, из синтетической резины, вулканизированной с использованием перекисей и обычно называемой EPDM (этилен-пропилен-диенмономер). Как показано на фиг. 2, удлиненный зажимной кабельный наконечник 60 через конец 12 для приема проводника может быть вставлен в осевой канал, выполненный в токопроводящей вставке 40, изоляционной оболочке 50 и составном кожухе 100. Зажимной кабельный наконечник 60 может обеспечивать электрическое соединение с силовым кабелем 30. Как показано также на фиг. 2, токопроводящий штырь 70 (называемый также штифтом) может быть вставлен через интерфейсную втулку 14 в другой осевой канал, образованный в токопроводящей вставке 40, изоляционной оболочке 50 и составном кожухе 100. Таким образом, штырь 70 может быть соединен с зажимным кабельным наконечником 60 в угловом соединителе 20.
[0015] Составной кожух 100 может быть изготовлен, например, из того же материала, что и токопроводящая вставка 40 (например, из EPDM-резины) или из другого, например, полупроводникового, материала. Согласно вариантам осуществления, раскрытым далее, составной кожух 100 может состоять из нескольких соединенных внахлест компонентов, чтобы обеспечить защитный экран не содержащий токоведущих элементов, который удовлетворяет требованиям промышленных стандартов (например, Стандарт 592 Института инженеров по электротехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE), Rev. 2007) к промышленным разборным соединителям (например, пропускающим 10000 А на землю).
[0016] На фиг. 3 показан составной кожух 100 в разобранном виде, а на фиг. 4 - составной кожух 100 в разобранном виде в поперечном разрезе (с удаленной крышкой вывода 16 контрольной точки). Как показано, в общем, на фиг. 1-4, согласно вариантам осуществления, раскрытым в настоящем документе, составной кожух 100 может содержать типовой сегмент 110 кабельного входа и типовой сегмент 120 интерфейсной втулки (например, каждый типовой сегмент 110/120 имеет размеры, рассчитанные на конкретное применение, в частности, для цепи под напряжением на 200 А, для обесточенной цепи на 200 А, для обесточенной цепи на 600 А, и т.п.), соединенные внахлест одним или несколькими сегментами 130 корпуса.
[0017] Сегмент 110 кабельного входа может содержать осевой канал 111, проходящий от конца 112 для приема силового кабеля до конца 113 для приема удлинителя корпуса, и один или более заземляющих язычковых выводов 114. Термин «канал», используемый в настоящем документе, может относиться к внутреннему диаметру отверстия, трубы или полого цилиндрического объекта или устройства. В одном варианте осуществления осевой канал 111 может иметь сужение от большего диаметра 116 на конце 113 для приема удлинителя корпуса до меньшего диаметра 115 на конце 112 для приема силового кабеля. Меньший диаметр 115 на конце 112 для приема силового кабеля может иметь размер, который позволяет вмещать и поддерживать изолированный силовой кабель 30 с удаленной изоляционной оболочкой. Больший диаметр 115 осевого канала 111 на конце 113 для приема удлинителя корпуса может иметь размер, который позволяет присоединять соответствующий конец (например, первый конец 132) сегмента 130 корпуса при помощи соединения внахлест и/или посадки с натягом. Заземляющие язычковые выводы 114 могут быть сформованы в виде выступающих элементов сегмента 110 кабельного входа и могут содержать отверстие для присоединения заземляющего проводника.
[0018] Сегмент 120 интерфейсной втулки может образовывать угловой изгиб, который содержит часть 122 для кабельного наконечника с осевым каналом 123, соединяющимся, по существу, с перпендикулярной частью 124 для штыря, содержащей другой осевой канал 125. Сегмент 120 интерфейсной втулки может также включать в себя заземляющий язычковый вывод 129 (показан на фиг. 3 и 4). Часть 122 для кабельного наконечника может содержать покрытие/отверстия для вывода 16 контрольной точки и эксплуатационного ушка 18. Осевой канал 123 может иметь размер внутреннего диаметра 127, который позволяет вмещать изоляционную внутреннюю оболочку 50 и токопроводящую вставку 40 с внутренним каналом для зажимного кабельного наконечника 60. Часть 122 для кабельного наконечника может иметь наружный диаметр 126, который равен или немного больше, чем внутренний диаметр (например, внутренний диаметр 136, раскрытый ниже) сегмента 130 корпуса. Осевой канал 125 может иметь размер внутреннего диаметра 128, который позволяет вмещать часть изоляционной внутренней оболочки 50 и токопроводящей вставки 40 с внутренним каналом для штыря 70, который может быть завинчен по резьбе или вставлен через конец зажимного кабельного наконечника 60 в сегмент 120 интерфейсной втулки. В одном из вариантов осуществления дальний конец части 124 для штыря может быть также выполнен с возможностью приема вставки ввода цепи, находящейся под напряжением, или другого распределительного устройства. Дальний конец части 124 для приема штыря, который выполнен с возможностью вставки ввода, обычно содержит угловую манжету для обеспечения соединения внахлест и/или посадки с натягом на сформованный фланец на вставке ввода. Заземляющий язычковый вывод 129 может быть сформован в виде выступающего элемента сегмента 120 интерфейсной втулки, например, вблизи соединения части 122 для кабельного наконечника и части 124 для штыря, и может содержать отверстие для присоединения заземляющего проводника.
[0019] Сегмент 130 корпуса может быть использован для получения дополнительного сегмента 15, показанного на фиг. 1В. Сегмент 130 корпуса может содержать осевой канал 131, проходящий от первого конца 132 до второго конца 134. Диаметр осевого канала 131 на первом конце 132 может быть равным или близким диаметру 133 первого осевого канала 123 и может иметь размер, обеспечивающий возможность приема токопроводящей вставки 40 и изоляционной внутренней оболочки 50. Первый конец 132 может иметь наружный диаметр 135, равный или немного больший, чем диаметр 116 осевого канала 111 на конце 113 для приема удлинителя корпуса. Таким образом, первый конец 132 может быть вставлен в осевой канал 111 на конце 113 для приема удлинителя корпуса, образуя соединение внахлест и/или посадку с натягом. На втором конце 134 осевой канал 131 может иметь внутренний диаметр 136, равный или немного меньший, чем наружный диаметр 126 части 122 для кабельного наконечника. В одном варианте осуществления, внутренний диаметр 136 равен диаметру 116 осевого канала 111 на конце 113 для приема удлинителя корпуса. Поэтому часть 122 для кабельного наконечника может быть вставлена в осевой канал 131 на втором конце 134, образуя соединение внахлест и/или посадку с натягом. В одном варианте осуществления, наружный диаметр 135 может быть равен наружному диаметру 126 части 122 для кабельного наконечника.
[0020] Как показано на фиг. 4, в точке перехода, где осевой канал 111 начинает сужаться от диаметра 116 к диаметру 115, может быть предусмотрен заплечик 117. Заплечик 117 может обеспечивать упор для ввода в осевой канал 111 сегмента 130 корпуса (например, первого конца 132) или части 122 для кабельного наконечника. Расстояние D между заплечиком 117 и концом 113 для приема удлинителя корпуса обеспечивает достаточный нахлест между сегментом 110 кабельного входа и частью 122 для кабельного наконечника или сегментом 130 корпуса, чтобы обеспечить заземляющие свойства, аналогичные тому, как если бы сегмент 110 кабельного входа и часть 122 для кабельного наконечника или сегмент 130 корпуса представляли собой неразрывно сформованную деталь. В одном варианте осуществления связующий материал или смазка могут быть нанесены на поверхность контакта сегмента 110 кабельного входа и части 122 для кабельного наконечника или сегмента 130 корпуса, чтобы обеспечить получение и поддержание надлежащего контакта.
[0021] Аналогично этому в точке перехода между диаметром 133 и диаметром 136 осевого канала 131 может быть предусмотрен заплечик 137. Заплечик 137 может обеспечивать упор при вставлении части 122 для кабельного наконечника в осевой канал 131. Расстояние D от заплечика 137 до второго конца 134 может создавать достаточный нахлест между частью 122 для кабельного наконечника и сегментом 130 корпуса, чтобы обеспечивать заземляющие свойства, аналогичные тому, как если бы часть 122 для кабельного наконечника и сегмент 130 корпуса представляли неразрывно сформованную деталь. В одном варианте осуществления расстояние D может превышать половину дюйма. В одном из вариантов осуществления на поверхность контакта части 122 для кабельного наконечника и сегмента 130 корпуса могут быть нанесены связующий материал или смазка, чтобы обеспечить получение и поддержание надлежащего контакта.
[0022] На фиг. 5 показаны упрощенные виды сбоку нескольких длин сегмента 130 корпуса, показанных в виде сегментов 130-1, 130-2, и 130-3 корпуса. Согласно вариантам осуществления, раскрытым в настоящем документе, сегменты 130 корпуса могут быть изготовлены с различными размерами, таким образом, чтобы осевая длина каждого сегмента 130 корпуса соответствовала требуемому удлинению между сегментом 110 кабельного входа и сегментом 120 интерфейсной втулки для силового углового кабельного соединителя 20 (по сравнению с силовым угловым кабельным соединителем 10, предназначенным для одного номинального напряжения). Удлинение (например, L1, L2, L3, и т.п.) может представлять собой общую длину соответствующего сегмента 130-1, 130-2, или 130-3 корпуса минус дополнительную часть 502 под нахлест. Часть 502 под нахлест может соответствовать расстоянию D (фиг. 4) между заплечиком 117 и концом 113 для приема удлинителя корпуса сегмента 110 кабельного входа. Например, сегмент 130-1 корпуса может соответствовать двухдюймовому удлинению L1, сегмент 130-2 корпуса может соответствовать четырехдюймовому удлинению L2, а сегмент 130 корпуса - 3 - шестидюймовому удлинению L3.
[0023] На фиг. 6 показан упрощенный вид в аксонометрии нескольких длин составных кожухов 100, которые обозначены как 100-1, 100-2, и 100-3 и которые можно получить, используя различные сегменты 130 корпуса с фиг. 5. Более конкретно, сегменты 130-1, 130-2 и/или 130-3 корпуса различной длины можно выбрать для сборки узлов составного кожуха 100-1, 100-2 и/или 100-3. Сегменты 110 кабельного входа и сегменты 120 интерфейсной втулки могут представлять собой стандартные компоненты с размерами, рассчитанными на применение для определенного напряжения. Сегмент 130-1 корпуса может быть соединен (например, путем соединения внахлест и/или посадки с натягом, как раскрыто выше) между одним сегментом 110 кабельного входа и одним сегментом 120 интерфейсной втулки, чтобы получить составной кожух 100-1 для замены разборного соединителя, в частности, силового углового кабельного соединителя 20 с фиг. 1В. В одном варианте осуществления, сегмент 110 кабельного входа, сегмент 120 интерфейсной втулки и сегмент 130-1 корпуса могут быть собраны поверх токопроводящей вставки 40 (фиг. 2) с соответствующими размерами, таким образом, чтобы материал для изоляционной оболочки 50 можно было инжектировать между токопроводящей вставкой 40 и составным кожухом 100-1 для получения силового углового кабельного соединителя 20. Согласно вариантам осуществления, раскрытым в настоящем документе, составные кожухи 100-1, 100-2 и 100-3 могут иметь разные диаметры канала для размещения силовых кабелей (силовой кабель 30 показан на фиг. 1) разных размеров, предназначенных для определенного применения. Таким образом, сегменты 130-1, 130-2 и 130-3 корпуса могут иметь разные размеры, а также разную осевую длину.
[0024] На фиг. 7 показан упрощенный вид сбоку составного кожуха 200, который можно получить, используя несколько сегментов 130 корпуса с фиг. 5. Более конкретно, разные сегменты 130 корпуса могут быть последовательно соединены между одним сегментом 110 кабельного входа и одним сегментом 120 интерфейсной втулки (показан на фиг. 7 с заземляющим язычковым выводом 129, который может отсутствовать), чтобы получить составной кожух 200 для замены разборного соединителя, в частности, силового углового кабельного соединителя 20, показанного на фиг. 1В. Два сегмента 130 корпуса могут быть соединены друг с другом при помощи соединения внахлест и/или посадки с натягом так же, как один конец одного сегмента 130 корпуса соединяется с сегментом 110 кабельного входа, а другой конец другого сегмента 130 корпуса соединяется с сегментом 120 интерфейсной втулки. Таким образом, несколько сегментов 130 корпуса можно соединять друг с другом, чтобы получать различные варианты длины кожуха в соответствии с требуемыми условиями применения разборного соединителя. Кроме того, можно также обеспечивать различные размеры диаметра сегментов 110 кабельного входа и сегментов 120 интерфейсной втулки.
[0025] Согласно вариантам осуществления, раскрытым в настоящем документе, многокомпонентный составной кожух может заменять существующие одно- или двухкомпонентные конструкции токопроводящих кожухов. Многокомпонентный составной кожух позволяет использовать типовой сегмент кабельного входа и типовой сегмент интерфейсной втулки с несколькими вариантами длины сегментов корпуса для ремонта и замены угловых соединителей. Многокомпонентный составной кожух обеспечивает возможность формования более универсальных изделий, что упрощает изготовление и уменьшает стоимость специальных изделий (например, определенных сегментов корпуса). Три компонента кожуха соединяются внахлест, образуя полное токопроводящее покрытие поверх изоляции для обеспечения безопасности и защиты системы разборного соединителя. Нахлест токопроводящих компонентов и надлежащее соединение/заземление позволяют токопроводящему составному кожуху выполнять в разборном соединителе функцию проводника, обеспечивающего заземление в случае возникновения неисправности.
[0026] Приведенное описание примерных вариантов осуществления обеспечивает иллюстрации и пояснения, однако, оно не является исчерпывающим и не ограничивает варианты осуществления изобретения, представленные в настоящем документе в конкретно раскрытом виде. Различные модификации и вариации возможны в свете вышеуказанных положений или могут быть получены из практической реализации вариантов осуществления. Так, например, варианты осуществления, представленные в настоящем документе, могут быть использованы в сочетании с другими устройствами, в частности, с оборудованием распределительных устройств для высокого напряжения, в том числе с оборудованием на 15 кВ, 25 кВ или 35 кВ.
[0027] Например, различные характеристики раскрыты выше применительно, главным образом, к электрическим стыковым соединителям. В других вариантах осуществления могут быть выполнены другие силовые компоненты среднего/высокого напряжения, включающие в себя защитные дополнительные/переходные конфигурации, раскрытые выше.
[0028] Выше приведено подробное раскрытие изобретения, однако, для специалистов в данной области техники очевидно, что это изобретение может быть модифицировано без отклонения от его сути. Различные изменения формы, дизайна или конструкции могут быть внесены в изобретение без отклонения от его сути и объема. Поэтому вышеуказанное описание следует рассматривать как иллюстративное, а не как ограничительное, при этом действительный объем изобретения определяется следующей далее формулой изобретения.
[0029] Никакой элемент, действие или указание, используемые в описании настоящей заявки, не следует рассматривать как критичные или важные для изобретения, если это не указано в явной форме. Кроме того, при указании одного элемента может подразумеваться использование одного или более элементов. Используемый в описании термин «на основании» следует понимать как «по меньшей мере частично, на основании», если иного не указано в явной форме.