CN106356799A - 一种后插式可分离连接器及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种后插式可分离连接器及其加工方法，所述后插式可分离连接器包括外半导电层、主绝缘层、内半导电层和高压屏蔽层，在主绝缘层内形成第一型腔和第二型腔，在第一型腔内设置高压屏蔽层，在第二型腔内设置内半导电层，在主绝缘层外侧固定连接外半导电层，外半导电层端部形成第一固定连接部，第一固定连接部与主绝缘层之间形成嵌接固定结构，且第一固定连接部上的第一插接配合面外露于主绝缘层。本发明与前插式可分离连接器配合使用，以扩展电缆连接数量；在投入使用后，其最大电场强度集中在后插式可分离连接器内部，使得与其连接配合面处的电场强度大幅降低，从而使后插式可分离连接器的使用安全性、可靠性均得以大幅度提高。
Description
技术领域
本发明涉及电力设备与电缆相互连接的可分离连接器技术领域，尤其是涉及一种后插式可分离连接器及其加工方法。
背景技术
在电力设备实际运行时，一个电力设备往往需要与多条电缆相连接，而电力设备通过可分离连接器即可实现其与电缆连接时的扩展连接。
所述的可分离连接器通常包括前插式可分离连接器和后插式可分离连接器，通过后插式可分离连接器与前插式可分离连接器配合使用，可以扩展电缆与电力设备的连接数量，实现两条或两条以上的电缆与电力设备的连接。对于现有的后插式可分离连接器，其在使用过程中，当电缆通电电压升高到一定等级之后，经常出现可分离连接器产品被击穿现象，从而导致后插式可分离连接器的失效，进而使得电力配送的稳定性和可靠性无法保证。因此，如何提升后插式可分离连接器的局部放电和工频耐压性能，以保证后插式可分离连接器类产品的使用安全性能，就成为后插式可分离连接器类产品制造企业急需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：针对现有技术存在的问题，提供一种后插式可分离连接器及其加工方法，以提升后插式可分离连接器产品的使用安全性、可靠性。
本发明要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种后插式可分离连接器，包括外半导电层、主绝缘层以及内半导电层和高压屏蔽层，在主绝缘层内形成第一型腔和第二型腔，所述第一型腔内设置高压屏蔽层，所述第二型腔内设置内半导电层，在主绝缘层外侧固定连接外半导电层，所述外半导电层端部形成第一固定连接部，所述第一固定连接部与主绝缘层之间形成嵌接固定结构，且第一固定连接部上的第一插接配合面外露于主绝缘层。
优选地，所述外半导电层端部的第一固定连接部的嵌接端面为圆弧形结构。
优选地，所述外半导电层上的第一插接配合面为锥面结构。
优选地，所述外半导电层上的第一插接配合面的长度为5mm-15mm。
优选地，所述外半导电层上形成限位凸起，所述限位凸起与第一固定连接部之间形成第一级台阶结构，且与外半导电层的外露主体部之间形成第二级台阶结构。
优选地，所述的外半导电层上开设注胶孔。
优选地，所述内半导电层上形成第二固定连接部，所述第二固定连接部与主绝缘层之间形成嵌接固定结构，且第二固定连接部的嵌接端面为圆弧形结构。
优选地，所述内半导电层上形成第一电缆配合部和第二电缆配合部，且所述第一电缆配合部的最大外径小于所述第二电缆配合部的最大外径。
一种后插式可分离连接器的加工方法，所述后插式可分离连接器是如权利要求1-8任一项所述的后插式可分离连接器，其加工方法包括如下步骤：
第1步，利用半导电橡胶材料并通过预成型方式形成套管结构的高压屏蔽层；
第2步，将高压屏蔽层套接在用于形成第一型腔的第一型腔成型芯棒上；
第3步，将内半导电层放入外半导电层内腔中，并将内半导电层与外半导电层整体套接在用于形成第二型腔的第二型腔成型芯棒上，所述外半导电层上开设注胶孔；
第4步，将装配好的第一型腔成型芯棒、第二型腔成型芯棒放入到后插式可分离连接器的模具型腔内；
第5步，通过外半导电层上的注胶孔向后插式可分离连接器的模具型腔内注入绝缘橡胶料，加热固化后，形成主绝缘层。
一种后插式可分离连接器的加工方法，所述后插式可分离连接器是如权利要求1-8任一项所述的后插式可分离连接器，其加工方法包括如下步骤：
第1步，将内半导电层放入外半导电层内腔中，并将内半导电层与外半导电层整体套接在用于形成第二型腔的第二型腔成型芯棒上，所述外半导电层上开设注胶孔；
第2步，将用于形成第一型腔的第一型腔成型芯棒、装配好的第二型腔成型芯棒放入到后插式可分离连接器的模具型腔内；
第3步，通过外半导电层上的注胶孔向后插式可分离连接器的模具型腔内注入绝缘橡胶料，加热固化后，形成主绝缘层；
第4步，打开后插式可分离连接器模具，取出成形的后插式可分离连接器半成品；
第5步，在后插式可分离连接器半成品上的第一型腔内壁上喷涂半导电橡胶材料，加热固化后，形成高压屏蔽层。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：在本后插式可分离连接器实际投入使用过程中，由于其最大电场强度集中在该后插式可分离连接器内部，使得与其连接配合面处的电场强度大幅降低，从而使后插式可分离连接器产品的局部放电和工频耐压等级都得以相应地大幅度提升，进而提高了后插式可分离连接器的使用安全性、可靠性；另外，本发明的后插式可分离连接器与前插式可分离连接器配合使用，可以扩展与电力设备连接的电缆连接数量，实现两条或两条以上的电缆与电力设备的连接。
附图说明
图1为本发明一种后插式可分离连接器的构造图(剖视图)。
图2为图1中的外半导电层的结构示意图(剖视图)。
图3为图1中的内半导电层的结构示意图(剖视图)。
图中标记：1-外半导电层，2-主绝缘层，3-内半导电层，4-高压屏蔽层，11-第一固定连接部，12-第一插接配合面，13-限位凸起，14-外露主体部，15-注胶孔，16-连接凸耳，17-通孔，21-第一型腔，22-第二型腔，31-第二固定连接部，32-第一电缆配合部，33-第二电缆配合部。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示的后插式可分离连接器，包括外半导电层1、主绝缘层2以及内半导电层3和高压屏蔽层4，所述的外半导电层1、内半导电层3、高压屏蔽层4通常是采用电阻率在10Ωcm-104Ωcm范围内的半导电橡胶材料加工而成，其中的外半导电层1的厚度设计为4.05mm-5.05mm。所述主绝缘层2在后插式可分离连接器产品的左端形成为外锥形结构，除了该外锥形结构部分的主绝缘层2之外，其余部分的主绝缘层2的外表面包覆了外半导电层1，所述的外半导电层1端部形成第一固定连接部11，所述第一固定连接部11与主绝缘层2之间形成嵌接固定结构，且第一固定连接部11上的第一插接配合面12外露于主绝缘层2。所述主绝缘层2内部形成锥形空腔结构的第一型腔21和柱形空腔结构的第二型腔22，在第一型腔21内设置高压屏蔽层4，在第二型腔22内设置内半导电层3。所述的外半导电层1、内半导电层3、高压屏蔽层4分别与主绝缘层2固化连接成一体，所述高压屏蔽层4的右端与内半导电层3相互搭接在一起，形成电流通路。
上述的后插式可分离连接器在实际投入使用过程中，其中的高压屏蔽层4和内半导电层3与高电压相接触，其作用是屏蔽处于后插式可分离连接器内部的连接导体和电缆在与后插式可分离连接器相连时的间隙放电。由于最大电场强度集中在该后插式可分离连接器内部，使得与其连接配合面处的电场强度大幅降低，从而使后插式可分离连接器产品的局部放电和工频耐压等级都得以相应地大幅度提升，因此，提高了后插式可分离连接器的使用安全性、可靠性。当该后插式可分离连接器与前插式可分离连接器配合使用时，还可以扩展与电力设备连接的电缆连接数量，实现两条或两条以上的电缆与电力设备的连接。
为了保证后插式可分离连接器与前插式可分离连接器在配合使用时的安装定位准确、可靠，可以在外半导电层1上形成限位凸起13，所述限位凸起13与第一固定连接部11之间形成第一级台阶结构，并且，所述限位凸起13还与外半导电层1的外露主体部14之间形成第二级台阶结构，如图1、图2所示。进一步地，所述外半导电层1端部的第一固定连接部11的嵌接端面可以设计为圆弧形结构，所述第一固定连接部11与限位凸起13之间的过渡部位、所述限位凸起13与外露主体部14之间的过渡部位也分别形成圆弧形过渡结构；所述内半导电层3上形成第二固定连接部31，所述第二固定连接部31与主绝缘层2之间形成嵌接固定结构，且第二固定连接部31的嵌接端面设计为圆弧形结构，如图1所示，以有效地防止后插式可分离连接器在使用过程中产生尖角放电现象，避免其因被击穿而失效。
如图1所示，所述外半导电层1上的第一插接配合面12可以设计为锥面结构，优选地，所述第一插接配合面12与主绝缘层2左端的外锥形结构的锥度设计一致，从而使得该后插式可分离连接器的插接端配合面形成为平滑的锥面结构。采用这样的结构设计，一方面可以使后插式可分离连接器与前插式可分离连接器之间的插接安装更加方便，另一方面也可以确保后插式可分离连接器与前插式可分离连接器配合部位的残留空气完全被排出，以有效地防止后插式可分离连接器与前插式可分离连接器的配合部位因出现残留气泡而产生空气放电现象，从而可以很好地保证后插式可分离连接器、前插式可分离连接器的使用安全、可靠，有利于提高后插式可分离连接器、前插式可分离连接器的使用寿命。另外，如图2所示，所述外半导电层1的下部主体部分上形成有两个向外突出且相互对称的连接凸耳16，在连接凸耳16上开设通孔17，以使该后插式可分离连接器能够通过连接凸耳16、通孔17来方便地形成接地状态，从而使外半导电层1为零电位，因此，使得该后插式可分离连接器不会产生表面放电，提高了后插式可分离连接器的使用安全性、可靠性。
如图3所示，所述的内半导电层3上形成有第一电缆配合部32和第二电缆配合部33，且所述第一电缆配合部32的最大外径要小于所述第二电缆配合部33的最大外径，采用这样的结构设计，既可以增强内半导电层3与主绝缘层2之间的固结可靠性，同时也有利于增加后插式可分离连接器使用时的爬电距离，防止因产生过度放电现象而导致后插式可分离连接器的击穿损坏，以提高后插式可分离连接器的使用寿命。
对于35kV及以下电压等级的后插式可分离连接器，虽然可以不需要在外半导电层1上设置限位凸起13来形成第一级台阶结构，但是，当电压升高到35kV级以上之后，后插式可分离连接器产品经常在此区域内被击穿。为此，所述外半导电层1上的第一插接配合面12的长度优选为5mm-15mm，如图1所示。如果该第一插接配合面12的长度多于15mm，一方面造成后插式可分离连接器的长度加长，导致其成本相应地增加，另一方面也造成爬电距离不够，从而容易产生放电现象，进而容易导致后插式可分离连接器的击穿损坏。如果该第一插接配合面12的长度少于5mm，则在后插式可分离连接器与前插式可分离连接器的插接配合部位容易残留气泡，从而导致空气放电现象产生，也不利于保证后插式可分离连接器、前插式可分离连接器的使用安全性、可靠性。通过设置限位凸起13以形成第一级台阶结构，且外半导电层1上的第一插接配合面12的长度设置为5mm-15mm后，经测试，该后插式可分离连接器产品的击穿电压可以提升至117kV/5min，其局部放电可达到48kV下放电小于5pC。因此，可以有效地提升后插式可分离连接器产品的使用安全性、稳定性和可靠性。
本发明的后插式可分离连接器可以采用如下加工方法进行制造，其具体的加工方法包括如下步骤：
第1步，利用半导电橡胶材料并通过预成型方式形成套管结构的高压屏蔽层4，此处的预成型方式，通常是利用专门的套管模具、并向模具型腔中直接注胶而形成套管结构的高压屏蔽层4。
第2步，将高压屏蔽层4套接在用于形成第一型腔21的第一型腔成型芯棒上。
第3步，将内半导电层3放入外半导电层1内腔中，并将内半导电层3与外半导电层1组合而成的整体套接在用于形成第二型腔22的第二型腔成型芯棒上，在外半导电层1的顶部还开设有一个圆柱形空腔口作为注胶孔15，如图1、图2所示。
第4步，将装配好的第一型腔成型芯棒、第二型腔成型芯棒放入到后插式可分离连接器的模具型腔内；
第5步，通过外半导电层1上的注胶孔15向后插式可分离连接器的模具型腔内注入绝缘橡胶料，加热固化后，形成主绝缘层2。
最后，打开后插式可分离连接器的模具型腔，取出成型后的后插式可分离连接器产品即可。需要说明的是，在上述第1步中，为了防止套管结构的高压屏蔽层4在第5步的注胶过程中因过度受热而发生严重变形，最好是将高压屏蔽层4的成形厚度设计为2mm-4mm。
本发明的后插式可分离连接器，也可以采用如下的加工方法进行制造，其具体的加工方法包括如下步骤：
第1步，将内半导电层3放入外半导电层1内腔中，并将内半导电层3与外半导电层1组合而成的整体套接在用于形成第二型腔22的第二型腔成型芯棒上，所述的外半导电层1上开设注胶孔15。
第2步，将用于形成第一型腔21的第一型腔成型芯棒、装配好的第二型腔成型芯棒放入到后插式可分离连接器的模具型腔内。
第3步，通过外半导电层1上的注胶孔15向后插式可分离连接器的模具型腔内注入绝缘橡胶料，加热固化后，形成主绝缘层2。
第4步，打开后插式可分离连接器模具，取出成形的后插式可分离连接器半成品。
第5步，在后插式可分离连接器半成品上的第一型腔21内壁上喷涂半导电橡胶材料，加热固化后，形成高压屏蔽层4。由于高压屏蔽层4是采用喷涂方式形成，其不存在因过度受热而发生严重变形的问题，因此，采用该加工方法时，对于高压屏蔽层4的喷涂厚度无特别要求，通常是满足1mm以下的工艺要求厚度即可。
采用上述的两种加工方法来制造本发明的后插式可分离连接器产品，不仅可以提高后插式可分离连接器产品的生产效率，还可以显著降低其生产成本，由此使得后插式可分离连接器产品的应用成本也相应地降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种后插式可分离连接器，包括外半导电层(1)、主绝缘层(2)以及内半导电层(3)和高压屏蔽层(4)，在主绝缘层(2)内形成第一型腔(21)和第二型腔(22)，所述第一型腔(21)内设置高压屏蔽层(4)，所述第二型腔(22)内设置内半导电层(3)，在主绝缘层(2)外侧固定连接外半导电层(1)，其特征在于：所述外半导电层(1)端部形成第一固定连接部(11)，所述第一固定连接部(11)与主绝缘层(2)之间形成嵌接固定结构，且第一固定连接部(11)上的第一插接配合面(12)外露于主绝缘层(2)。
2.根据权利要求1所述的一种后插式可分离连接器，其特征在于：所述外半导电层(1)端部的第一固定连接部(11)的嵌接端面为圆弧形结构。
3.根据权利要求1所述的一种后插式可分离连接器，其特征在于：所述外半导电层(1)上的第一插接配合面(12)为锥面结构。
4.根据权利要求3所述的一种后插式可分离连接器，其特征在于：所述外半导电层(1)上的第一插接配合面(12)的长度为5mm-15mm。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种后插式可分离连接器，其特征在于：所述外半导电层(1)上形成限位凸起(13)，所述限位凸起(13)与第一固定连接部(11)之间形成第一级台阶结构，且与外半导电层(1)的外露主体部(14)之间形成第二级台阶结构。
6.根据权利要求1-4任一项所述的一种后插式可分离连接器，其特征在于：所述的外半导电层(1)上开设注胶孔(15)。
7.根据权利要求1-4任一项所述的一种后插式可分离连接器，其特征在于：所述内半导电层(3)上形成第二固定连接部(31)，所述第二固定连接部(31)与主绝缘层(2)之间形成嵌接固定结构，且第二固定连接部(31)的嵌接端面为圆弧形结构。
8.根据权利要求7所述的一种后插式可分离连接器，其特征在于：所述内半导电层(3)上形成第一电缆配合部(32)和第二电缆配合部(33)，且所述第一电缆配合部(32)的最大外径小于所述第二电缆配合部(33)的最大外径。
9.一种后插式可分离连接器的加工方法，其特征在于：所述后插式可分离连接器是如权利要求1-8任一项所述的后插式可分离连接器，其加工方法包括如下步骤：
第1步，利用半导电橡胶材料并通过预成型方式形成套管结构的高压屏蔽层(4)；
第2步，将高压屏蔽层(4)套接在用于形成第一型腔(21)的第一型腔成型芯棒上；
第3步，将内半导电层(3)放入外半导电层(1)内腔中，并将内半导电层(3)与外半导电层(1)整体套接在用于形成第二型腔(22)的第二型腔成型芯棒上，所述外半导电层(1)上开设注胶孔(15)；
第4步，将装配好的第一型腔成型芯棒、第二型腔成型芯棒放入到后插式可分离连接器的模具型腔内；
第5步，通过外半导电层(1)上的注胶孔(15)向后插式可分离连接器的模具型腔内注入绝缘橡胶料，加热固化后，形成主绝缘层(2)。
10.一种后插式可分离连接器的加工方法，其特征在于：所述后插式可分离连接器是如权利要求1-8任一项所述的后插式可分离连接器，其加工方法包括如下步骤：
第1步，将内半导电层(3)放入外半导电层(1)内腔中，并将内半导电层(3)与外半导电层(1)整体套接在用于形成第二型腔(22)的第二型腔成型芯棒上，所述外半导电层(1)上开设注胶孔(15)；
第2步，将用于形成第一型腔(21)的第一型腔成型芯棒、装配好的第二型腔成型芯棒放入到后插式可分离连接器的模具型腔内；
第3步，通过外半导电层(1)上的注胶孔(15)向后插式可分离连接器的模具型腔内注入绝缘橡胶料，加热固化后，形成主绝缘层(2)；
第4步，打开后插式可分离连接器模具，取出成形的后插式可分离连接器半成品；
第5步，在后插式可分离连接器半成品上的第一型腔(21)内壁上喷涂半导电橡胶材料，加热固化后，形成高压屏蔽层(4)。
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