电力电缆端子连接装置的制造方法_3

文档序号:9583776阅读:来源:国知局
对侧上。外传感器导电或半导电层30与在相对于PCB 26的传感器绝缘层28的相对侧上的传感器绝缘层28相邻。外传感器导电或半导电层30可以例如以接地电势电连接到外导电或半导电层22。外传感器导电或半导电层30和外导电或半导电层22可以起基本上包封电容性电压传感器32 (包括导电或半导电材料的电隔离节段24、非导电轴向节段25、PCB 26以及传感器绝缘层28)的作用。在一些实例中,外传感器导电或半导电层30和外导电或半导电层22可以在端子连接装置10的其它部件(包括电容性电压传感器32和绝缘层20)上形成为一体的特征结构。
[0051]端子连接装置10的设计和构造有利于对端子连接装置10的所有部件进行精确的尺寸控制。如先前所提及的,内导体12可以由单个节段的固体金属诸如加工的金属元件形成。因此,内导体12的尺寸和形状可以被精确地控制。
[0052]此外,当存在时,内导电或半导电层18可以提供基本上一致的厚度。具体地,内导电或半导电层18可以在导电或半导电材料的电隔离节段24和电容性电压传感器32的纵向位置上提供基本上一致的厚度。同样,绝缘层20也可以在导电或半导电材料的电隔离节段24和电容性电压传感器32的纵向位置上提供基本上一致的厚度。
[0053]由端子连接装置10的设计和构造有利于进行的精确尺寸控制使得电容性电压传感器32进行精确的电压测量。例如,电容直接与形成电容器的两个导电电极和绝缘物的几何结构相关。相对于电容性电压传感器32,感测电容器是由内导体12、绝缘层20和导电或半导电材料的电隔离节段24形成的。通过精确地控制内导体12的尺寸和形状、绝缘层20和导电或半导电材料的电隔离节段24的尺寸和形状,也可精确地控制电容。此外,如果内导体12由固体金属形成,则端子连接装置10可以抵抗可改变感测电容器的几何结构的弯曲应力。相反,在其中内导体12包括绞线的设计中,感测电容器的几何结构可以更容易地改变。
[0054]在任何情况下,在制造端子连接装置10的过程中可以测试感测电容器(包括内导体12、绝缘层20和导电或半导电材料的电隔离节段24)的电容,以便将来自电容性电压传感器32的电压信号校准成感测电容器的电容。这可以进一步增加电容性电压传感器32的精确性。
[0055]在一些实例中,形成感测电容器的电极的导电或半导电材料的电隔离节段24可以沿绝缘层20的纵向维度与内导体12重叠。虽然端子连接装置10示出了导电或半导电材料的电隔离节段24沿绝缘层20的纵向维度与连接器50的一部分重叠,但是在其它实例中,导电或半导电材料的电隔离节段24可以沿绝缘层20的纵向维度仅与伸长的导体15重置。
[0056]在一些实例中,可以使用重叠注塑的构造形成端子连接装置10。例如,可以将内导电或半导电层18重叠注塑在内导体12上。类似地,如果内导电或半导电层18不包括在端子连接装置中,则绝缘层20可以是重叠注塑在内导电或半导电层18上的或者直接重叠注塑在内导体12上的重叠注塑的绝缘层。同样,外导电或半导电层22可以是重叠注塑在绝缘层20上的重叠注塑的外导电或半导电层。同样地,在一些方面,可以将端子连接装置10的多层主体19形成为连续的重叠注塑的主体,该重叠注塑的主体包括绝缘层20、外导电或半导电层22、导电或半导电材料的隔离节段24、以及任选地内导电或半导电层18。
[0057]端子连接装置10可还包括电流传感器34。电流传感器34被构造成测量电缆导体42和/或内导体12内的电流。将电流传感器34耦合到传感器导线35以输出指示感测的电流的信号。在一些实例中,电流传感器34可以包括罗戈夫斯基线圈。罗戈夫斯基线圈产生与电流的导数成比例的电压,意思是可以利用积分器返回到与该电流成比例的信号。另选地,电流传感器可被构造为产生与内导体12上的电流成比例的电流的磁芯电流变压器。虽然电流传感器34位于与靠近内导体的第一端部的电容性电压传感器32相邻的位置,但是在其它方面,电流传感器34可被定位在端子连接装置上或电缆40上的不同位置处。
[0058]因为端子连接装置10还包括电流传感器34和电容性电压传感器32两者,所以端子连接设备10有利于相位角(功率因数)、伏安(VA)、乏(VAr)以及瓦特(W)的计算。
[0059]在一些方面,端子连接装置10还可包括同轴地布置在内导体12的至少一部分周围的导电或半导电应力控制层27。应力控制层27可由高k材料诸如含有碳粒的硅氧烷形成。应力控制层可提供折射应力控制,以用于降低在内导体12和外导电或半导电层22之间的电势放电的风险。
[0060]图2是包括电力电缆40、连接器50和端子连接装置11的分解组件的图示。端子连接装置11基本上类似于端子连接装置10,不同的是端子连接装置11结合诸如呈相对于接线片的T主体或弯管形式的可分离连接部。如同端子连接装置10,端子连接装置11包括形成电容性电压传感器的感测电容器的电极的导电或半导电材料的电隔离节段。编号为与端子连接装置10的对应特征结构相同的端子连接装置11的特征结构可被认为在功能上是类似的。为简明起见,相对于端子连接装置11对这些特征结构进行有限的或不详细的描述。
[0061]在图2的组件内,导电的电力电缆连接器50被安装到电缆导体42的端部,以有利于电力电缆40的电缆导体42和端子连接装置11的内导体12之间的电连接。
[0062]端子连接装置11被安装在电力电缆40的端部上。端子连接装置11包括内导体12。内导体12包括具有诸如凹连接器的连接器的第一端部、轴向伸长的导体以及第二端部或可以是例如可分离连接器17、接线片、接头、模块化连接器和诸如本文所述的其它连接接口的一体的连接接口。在此实例中,内导体的第一端部被构造为能够与电力电缆连接器50 (在这种情况下为电力电缆连接器50的凸连接器端部)配合的凹连接器14,以有利于电连接到电力电缆40的电缆导体42。
[0063]端子连接装置11可以还包括具有绝缘层20的多层主体19,该绝缘层20同心地围绕内导体12并且延伸超出内导体12的第一端部。在此方面,主体19的接收部分的至少部分形成为膨胀到可移除支撑芯23上的可收缩套管。膨胀的部分形成与内导体12的第一端部相邻的中空内部节段21。如图2所示,中空内部节段21被构造成接收连接器50和电力电缆40的端部。在一些实例中,绝缘层20可以包括形成中空内部节段21的可收缩套管。端子连接装置11的多层主体19还可以包括设置在内导体12和绝缘层20之间的并且设置在插入的电力电缆连接器50的至少一部分上的内导电或半导电层18。内导电或半导电层18起消除或降低内导体12和绝缘层20之间的空隙的可能性的作用,这些空隙可能使得导致绝缘层20劣化的泄露发生。端子连接装置11的多层主体19被构造成围绕(或接触,当为非膨胀态时)内导体的第一端部。此外,端子连接装置11的多层主体19被构造成朝内导体12的第二端部延伸。
[0064]端子连接装置11还包括可充当电容性电压传感器诸如电容性电压传感器32的电极的导电或半导电材料的电隔离节段。如相对于图I所讨论的,电容性电压传感器32包括导电或半导电材料的电隔离节段、非导电轴向节段、电容性元件诸如电容器或PCB、以及传感器绝缘层。在一些实例中,电容性元件可以机械地附接到导电或半导电材料的电隔离节段。在其它实例中,电容性元件(在这种情况下为PCB)另选地可以与导电或半导电材料的电隔离节段压力接触。另选地,电容性元件可位于远离导电或半导电材料的电隔离节段24的位置。还是如相对于图I所讨论的,外导电或半导电层22围绕绝缘层20并且可以与外传感器导电或半导电层结合以基本上包封电容性电压传感器32。
[0065]端子连接装置11还可包括电流传感器34。电流传感器34被构造成测量电缆导体42和/或内导体12内的电流。因为端子连接装置11可包括电流传感器34和电容性电压传感器32两者,所以端子连接装置11可有利于相位角(功率因数)、伏安(VA)、乏(VAr)以及瓦特(W)的计算。
[0066]端子连接装置10、11示出了可以利用电容性电压传感器32的端子连接装置的两种可能的实例。在其它实施例中,本文所述的端子连接装置还可包括作为单一结构的一部分的连接接口。可以使用多种连接接口,诸如可分离的连接器、负载断路弯管连接器、直式插头、直式插头插座、多通接线盒、负载断路异径分接插头弯管、注射口弯管、馈通停车衬套、馈通衬套插件、静点断路异径插头弯管、连接插头弯管、连接插头、衬套插件、以及电缆适配器。在这些实例中的每一个中,尺寸控制的内导体12可以提供与接线端的直接机械连接和电连接,以有利于对如本文所公开的内导体内的电压进行精确的电容性电压感测。对具有这些端子连接装置中的每一个的本文所公开的技术的利用在本公开的实质内。
[0067]图3A-3D示出了用于将端子连接装置诸如端子连接装置11安装在电力电缆40的端部上的实例步骤。具体地,图3A示出了在开始安装过程之前的端子连接装置11、电缆40的端部以及电力电缆连接器50。可以通过将电缆绝缘体44的一部分移除以使电缆导体42暴露来准备电力电缆40。在改装过程中,可以例如通过切割电缆40,将预先存在的电缆附件或预先存在的端子连接装置从电缆40的端部移除。然后,可以移除电缆绝缘体44的一部分以使电缆导体42暴露。
[0068]然后,如图3B所示,将电力电缆连接器50安装在电缆导体42的暴露部分上。作为一个实例,可以通过压接、或使用一个或多个螺丝、销轴或其它机械连接部,将电力电缆连接器50固定到电缆导体42的暴露部分。在其它实例中,使用轻微的过盈配合,电力电缆连接器50可以在电缆导体42的暴露部分上简单地滑动,使得该电力电缆连接器50仍然可从电缆导体42的暴露部分移除。
[0069]然后,如由图3C所表示的,将组装的电缆40和连接器50插入到由绝缘层20和外导电或半导电层22形成的中空内部节段21中,使得连接器50配合到内导体12的凹连接器特征结构。另选地,连接器50可以被构造为凹型或混杂型连接器,并且内导体12的第一端部可对应地被构造成与连接器50配合。
[0070]然后,如由图3D所表示的,由绝缘层20和外导电或半导电层22形成的可收缩套管可以选择性地在电缆40的端部周围收缩。对于利用诸如图3A-3C所示的可
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