穿真空式高压快插装置的制作方法

本发明涉及高压电气技术领域，特别是涉及一种穿真空式高压快插装置。

背景技术：

穿真空式(安装于真空和非真空环境之间)高压电连接装置，是在氩气氛围中连接高压电源与工艺设备的关键组件，高纯氩气是一种极易击穿放电的气体介质，是高压传输的技术难点之一。传统电连接装置与工艺设备对接后无法达到不低于2×10^-3pa真空量级的要求，真空密封性及气体隔绝能力低，无法避免氩气及有害物质的浸入；另外，应用在该环境的电连接装置高压绝缘和电气传输功能不稳定，难以满足直流30kv、30a的额定工作电压电流的技术要求；除此之外，传统电连接装置还存在操作复杂，拆装更换费时费力的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术中存在的快插装置无法满足30kv高压传输，真空量级低的问题，而提供一种穿真空式高压快插装置。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种穿真空式高压快插装置，包括内部由隔板间隔形成真空腔室和气体保护腔室的壳体、通过密封固定组件固定在所述隔板的插口上且两端分别位于所述真空腔室和气体保护腔室内的导电及绝缘组件、密封连接在所述气体保护腔室的端部开口上且穿套有用于连接电源的电缆的连接端、固定在所述真空腔室上的第一插接端和固定在真空环境高压设备面板上的第二插接端，其中所述壳体上形成有一与所述真空环境高压设备面板相对应的密封面，所述第一插接端包括第一绝缘陶瓷环和固定在第一绝缘陶瓷环上的小导体轴，所述第二插接端包括可匹配插入到所述第一绝缘陶瓷环内的第二绝缘陶瓷环和与用于穿套所述小导体轴以实现电连接的小导体套，所述小导体轴、所述导电及绝缘组件内的水平导体轴与所述电缆依次电连接。

在上述技术方案中，所述连接端及所述导电及绝缘组件均设有三个。

在上述技术方案中，所述连接端包括端部密封固定在所述端部开口上的波纹管和穿套在所述波纹管内且通过螺纹固定在所述端部开口上的格兰头，所述格兰头的中心形成有夹紧所述电缆的空腔。

在上述技术方案中，所述壳体包括第一壳体、第二壳体和盖板，所述盖板可拆卸的密封连接于形成在所述第一壳体底部的安装开口上，所述第二壳体可拆卸的密封连接于所述第一壳体的一侧。

在上述技术方案中，所述导电及绝缘组件包括位于所述真空腔室内的第一绝缘陶瓷、穿套在所述第一绝缘陶瓷内的水平导体轴、一端插入所述第一绝缘陶瓷另一端位于所述气体保护腔室内的绝缘套管和用于实现所述水平导体轴和所述电缆电连接的电连接头。

在上述技术方案中，所述密封固定组件包括形成在所述插口上的止口、形成在所述第一绝缘陶瓷端部的凸缘、压制在所述凸缘和所述止口之间的密封垫、通过螺栓固定在所述隔板上用于压紧所述第一绝缘陶瓷的第一定位板和通过螺栓固定在所述隔板上且用于压紧所述绝缘套管和所述第一定位板的第二定位板，所述第一定位板中心形成一供所述绝缘套管外壁锥面插入的锥形孔，所述第二定位板的中心形成一供所述绝缘套管穿过的穿孔且所述第二定位板的内侧形成一用于卡合所述绝缘套管外定位缘的卡槽。

在上述技术方案中，所述第一定位板和所述凸缘之间设置一铜垫圈，所述铜垫圈套接在所述绝缘套管外部。

在上述技术方案中，所述电连接头包括套接在所述水平导体轴外部的压接头和与所述电缆实现电连接的第一表带触指，其中所述压接头和所述第一表带触指电连接。

在上述技术方案中，所述电缆的端部穿套在peek棒内后插入所述绝缘套管内，并且所述绝缘套管的端部设有与其通过螺纹连接的peek端盖，所述peek端盖将所述peek棒以及所述压接头的外凸缘压紧在所述绝缘套管的内定位台上。

在上述技术方案中，所述小导体轴通过第二表带触指与所述小导体套电连接。

在上述技术方案中，所述第一插接端和所述第二插接端通过导向机构相连接，所述导向机构包括固定在所述第一绝缘陶瓷环上的小导向销和固定在所述第二绝缘陶瓷环上的小导向套，所述小导向销可匹配插入所述小导向套内。

在上述技术方案中，所述壳体上固定设有可匹配插入到所述真空环境高压设备上的大导向销。

在上述技术方案中，所述第二绝缘陶瓷环通过不锈钢固定环固定在所述真空环境高压设备上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本高压快插装置与工艺设备对接抽真空后，达到了不低于2×10^-3pa的真空量级，进一步通过了50kv直流高压5min不击穿测试及氩气氛围中30kv传输验证，并完成了长时间工艺运行考核，试验及考核状态良好。

2.本高压快插装置具有良好的内部自密封及快插装置与工艺设备之间的外部密封，并具备稳定的电气传输与高压绝缘能力，同时兼具易于操作简便的插拔机构。

3.可安装于不同用途的真空环境高压设备，适用性强。

4.高压快插装置具备良好的屏蔽层连接，满足存在放电现象的使用场景。

5高压快插装置作简便，安装在动力装置上或者使用机械手来实现插拔。

附图说明

图1所示为本发明的剖面图(图2a-a面剖面图)。

图2所示为本发明的仰视图。

图3所示为图2中b-b面剖面图。

图4为本发明的主视图。

图5为本发明的半剖图。

图中：1-底部盖板，2-水平导体轴，3-绝缘陶瓷a，4-.盖板密封o型圈，5-绝缘陶瓷a密封o型圈，6-peek绝缘套管，7-气体保护腔室，8-格兰头，9-波纹管，10-表带触指，11-压接头，12-气体保护腔室密封o型圈，13-真空腔体，14-绝缘陶瓷b，15-小导向套，16-绝缘陶瓷c，17-小导向销，18-小导体轴，19-表带触指，20-小导体套，21-不锈钢固定环，22-大导向销，23-气体保护腔室7端部开口，24-第一壳体，25-第二壳体，26-电缆，27-密封面，28-peek棒，29-peek端盖，30-第一定位板，31-第二定位板，32-隔板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。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。

实施例1

一种穿真空式高压快插装置，包括壳体、由所述壳体内的隔板间隔而成的真空腔室13和气体保护腔室7、通过密封固定组件固定在所述隔板的插口上且两端分别位于所述真空腔室13和气体保护腔室7内的导电及绝缘组件、密封连接在所述气体保护腔室7的端部开口23上且穿套有用于连接电源的电缆26的连接端、固定在所述真空腔室13上的第一插接端和固定在真空环境高压设备面板上的第二插接端，其中所述壳体上第一插接端的外周形成有一与所述真空环境高压设备面板上布置的o型圈相对应的密封面27，所述第一插接端包括第一绝缘陶瓷环14和固定在第一绝缘陶瓷环14上的小导体轴18，所述第二插接端包括可匹配插入到所述第一绝缘陶瓷环14内的第二绝缘陶瓷环16和与用于穿套所述小导体轴18以实现电连接的小导体套20，所述小导体轴18通过连接电缆与所述导电及绝缘组件内的水平导体轴2电连接，所述水平导体轴2通过电连接头与所述电缆电连接。

高压快插装置通过壳体即可与工艺设备面板对接，真空环境高压设备板上布置o型密封圈，实现密封后对高压快插装置抽取真空，在装置内部形成负压，不用螺栓即可固定。通过密封固定组件固定安装的导电及绝缘组件可实现良好的内部自密封，相互匹配的第一插接端和第二插接端可实现快插，并且电路连接结构可实现稳定的电气传输，具有良好的高压绝缘能力。水平导体轴2、小导体轴18、小导体套20和电接头均通过镀银处理。

作为优选方式，所述连接端及所述导电及绝缘组件均设有三个，分别用于连接不同电气设备。

作为优选方式，所述连接端包括端部密封固定在所述端部开口23上的波纹管9和穿套在所述波纹管9内且通过螺纹固定在所述端部开口23上的格兰头8，所述格兰头8的中心形成有夹紧所述电缆的空腔，其中所述波纹管9的端部通过螺栓固定在所述端部开口23上，且所述波纹管9的端部与所述气体保护腔室7之间设有密封胶圈。密封胶圈和螺栓构成波纹管9的密封固定连接结构。螺纹连接形成所述格兰头8密封固定连接结构。波纹管9采用316l不锈钢制造。波纹管8与气体保护腔室7通过密封胶圈形成外部气体密封。由格兰头8夹紧电缆26同时安装到气体保护腔室7上，这样来实现屏蔽层与壳体的连接，另外格兰头是标准件，在保证使用效果的同时降低了成本。

作为优选方式，所述壳体包括第一壳体24、第二壳体25和盖板1，所述盖板1可拆卸的密封连接于形成在所述第一壳体24底部的安装开口上，以使所述第一壳体24内形成所述真空腔室13，所述第二壳体可拆卸的密封连接于所述第一壳体的一侧以形成所述气体保护腔室7。所述盖板1通过螺栓固定在所述安装开口上，所述盖板1与所述第一壳体24之间挤压有第一o型圈4，第一o型圈4嵌入在盖板上的密封槽内，打开盖板1时，使得所述真空腔室13处于敞开状态，所述第二壳体25通过螺栓固定在所述第一壳体24上，且所述第一壳体24和第二壳体25之间挤压有第二o型圈12，第二o型圈12嵌入在第二壳体25上的密封槽内，所述将第一壳体24打开时，气体保护腔室7处于敞开状态。通过第二o型圈12和螺栓形成良好的外部气体密封，如此整个壳体具有良好的密封性，且便于拆卸。第一壳体24、第二壳体25和盖板1采用316l不锈钢制造，可以抵抗辐射环境的影响，有效保障内部通电元器件的使用性能，增加了可靠性和使用寿命。

作为优选方式，所述导电及绝缘组件包括位于所述真空腔室13内的第一绝缘陶瓷3、穿套在所述第一绝缘陶瓷3内的水平导体轴2、一端插入所述第一绝缘陶瓷3另一端位于所述气体保护腔室7内的绝缘套管6和用于实现所述水平导体轴2和所述电缆电连接的连接头；其中，所述电缆的端部插入所述绝缘套管6内且末端与所述电连接头相连。第一绝缘陶瓷3的剖面为h型，绝缘套管6为peek套管，穿入第一绝缘陶瓷3的空腔内，在保证绝缘厚度和机械强度的基础上，有效地增加了爬电距离，极大的提高了绝缘能力。

作为优选方式，所述密封固定组件包括形成在所述插口上的止口、形成在所述第一绝缘陶瓷3端部的凸缘、压制在所述凸缘和所述止口之间的密封垫、通过螺栓固定在所述隔板上用于压紧所述第一绝缘陶瓷3的第一定位板30和通过螺栓固定在所述隔板上且用于压紧所述绝缘套管6和所述第一定位板30的第二定位板31，所述第一定位板中心形成一供所述绝缘套管6外壁锥面插入的锥形孔，所述第二定位板的中心形成一供所述绝缘套管6穿过的穿孔且所述第二定位板的内侧形成一用于卡合所述绝缘套管6外定位缘的卡槽。安装时，先将第一绝缘陶瓷3穿过所述穿孔，这时凸缘卡在所述止口上，密封垫被压紧变形形成密封，然后将第一定位板压在所述插口上，将绝缘套管6插入到第一定位板的锥形孔内，且一端插入到第一绝缘陶瓷3内，再将第二定位板穿过绝缘套管6，使得第二定位板将外定位缘压紧，再利用螺栓将第二定位板紧固在所述隔板上。

作为优选方式，所述第一定位板和所述凸缘之间设置一铜垫圈32，所述铜垫圈32套接在所述绝缘套管6外部。所述铜垫圈不锈钢材质的第一定位板压紧第一绝缘陶瓷3的过渡件，防止直接压的力量太大，第一绝缘陶瓷3损坏。

作为优选方式，所述电连接头包括套接在所述水平导体轴2外部的压接头11和与所述电缆实现电连接的第一表带触指10，其中所述压接头11和所述第一表带触指10电连接。电缆依次穿过格兰头8、绝缘套管6，对电缆与导体组件压接头11进行冷压接。水平导体轴2、第一表带触指10、压接头11采用无氧铜及镀银处理得到，且三者紧密结合，降低了接触电阻，减少发热。

作为优选方式，所述电缆26的端部穿套在所述peek棒28内后插入所述绝缘套管6内，并且所述绝缘套管6的端部设有与其通过螺纹连接的peek端盖29，所述peek端盖29将所述peek棒28以及所述压接头1的外凸缘压紧在所述绝缘套管6的内定位台上。

作为优选方式，所述小导体轴18通过第二表带触指19与所述小导体套20电连接。小导体轴18、第二表带触指19、小导体套20采用无氧铜及镀银处理得到，且三者紧密结合，降低了接触电阻，减少发热。

作为优选方式，所述第一插接端和所述第二插接端通过导向机构相连接，所述导向机构包括固定在所述第一绝缘陶瓷环14上的小导向销17和固定在所述第二绝缘陶瓷环16上的小导向套15，所述小导向销17可匹配插入所述小导向套15内。导向机构的设置，使得第一插接端和第二插接端可快速定位。第一绝缘陶瓷环14与第二绝缘陶瓷环16的上下两端均形成有两个同心设置的环壁，使得第一绝缘陶瓷环14与第二绝缘陶瓷环16装配后空腔叠加，延长爬电距离。小导向套15和小导向销1的设置可保证小导体轴18和小导体套20的正常插合。

作为优选方式，所述壳体上固定设有可匹配插入到所述真空环境高压设备上的大导向销22。保证本整体装置与外部工艺设备快速连接。如此大导向销22形成一级导向，小导向套15和小导向销1形成另一级导向。

作为优选方式，所述第二绝缘陶瓷环16通过不锈钢固定环21固定在所述真空环境高压设备上。不锈钢固定环21采用316l不锈钢，可以抵抗辐射环境的影响。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。