具有包覆模制的法拉第笼的双接口可分离绝缘连接器的制作方法

专利名称：具有包覆模制的法拉第笼的双接口可分离绝缘连接器的制作方法
技术领域：
本发明总地涉及用于电力系统的可分离绝缘连接器系统。更具体地，本发明涉 及具有模制的法拉第笼的可分离绝缘连接器。
背景技术：
可分离绝缘连接器在电力系统的部件之间提供电连接。更具体地，可分离绝缘 连接器通常用来使能量源(例如传输由发电厂生成的电的线缆)与能量分配(distribution) 系统或其部件(例如开关装置(SWitchgear)和变压器)连接。其他类型的可分离绝缘连 接器可以在它们的一端或两端连接到其他可分离绝缘连接器。连接器可以包括各种不同的接口，视可分离绝缘连接器的类型和功能而定。例 如，许多可分离绝缘连接器包括两个接口，在连接器的每一端各有一个接口。某些可分 离绝缘连接器可以包括一个公接口和一个母接口，两个公接口或两个母接口。例如具有两个母接口的示例性连接器，可以包括连接两个母接口的载流条(bus bar)(或承载电流的导电构件)。每一个母接口可以包括“杯形部分(cup)”，通过杯形 部分，探针的一端可以插入并随后连接到设置在可分离绝缘连接器内的载流条。探针的 另一端则可以连接到能量分配部件或其他可分离绝缘连接器。杯形部分一般由半导 电材料制成，并因此可以起到法拉第笼的作用。如在整篇 本申请中所使用的，“半导电(semi-conductive)”材料可以是指橡胶或承载电流的任何 其他类型的材料，并因此可以包括导电材料。法拉第笼的目的在于屏蔽可分离绝缘连接 器的配合(mating)部件中的所有空气间隙，因为这些空气间隙会在连接器内导致电晕放 电。如果跨空气间隙存在电压降则可能产生这种放电，并且这种放电会腐蚀常常被用来 制造可分离绝缘连接器的橡胶材料。法拉第笼确保各种配合部件均具有相同的电势，并 且从而防止在配合部件中的电晕放电。传统地，这样的母-母型可分离绝缘连接器由刚性导电金属制成，例如铜。杯 形部分以及连接它们的载流条被放置在可分离绝缘连接器的半导电外壳内。传统可分离绝缘连接器还可以包括各种绝缘材料层(例如在杯形部分和插入其中的探针之间、在杯 形部分和外壳之间以及围绕载流条)。使用在传统可分离绝缘连接器中的各种绝缘材料层 可以提供屏障来使高电压部件与外露的外壳隔离。这样的结构可以降低或消除触碰可分 离绝缘连接器的外部造成的触电危险。传统可分离绝缘连接器的这种结构已经造成了诸多问题。值得注意的是，将绝 缘材料(一般是由橡胶制成的，例如三元乙丙(EPDM)橡胶、热塑性橡胶(TPRs)和/或 硅橡胶)与杯形部分或载流条(杯形部分和载流条一般均由金属制成)结合是困难的。典 型地，橡胶不与金属形成牢固的结合。绝缘材料和金属杯形部分和/或载流条之间牢固 的结合同样也是期望的，因为没有牢固的结合，金属材料和绝缘材料之间会形成空气间 隙。导电金属和半导电橡胶之间的空气间隙内会产生电晕或部分放电。这样的放电会导 致绝缘材料和连接器的严重损坏。传统可分离绝缘连接器的制造商通常使用粘合剂涂敷 载流条和/或杯形部分，以加强与绝缘材料的结合。然而，这些粘合剂除了在制造过程 中造成昂贵的附加步骤以外，还会是有毒的并且会在储存、制造以及处理时引发环境问 题。 这样的可分离绝缘连接器的传统结构造成的另一问题同样源于用绝缘材料包围 (border)载流条。在这样的结构中，载流条的表面、边缘以及角必须是被磨光滑和/或 被软化的，以去除将可能出现在载流条上的任何毛边、其他不平整或尖角。没有这一步 骤，在给定载流条和绝缘材料之间的电势差的情况下，载流条上这样的细节(items)会对 围绕载流条的绝缘材料产生应力或者损坏绝缘材料，从而造成对整个可分离绝缘连接器 损害。因此，传统载流条的制造商在施加绝缘材料之前，必须进行耗费时间、劳动力密 集并且昂贵的使载流条光滑的工艺。传统可分离绝缘连接器的又另一问题是传统法拉第笼具有与载流条断开连接的 倾向。传统法拉第笼和载流条之间的连接在制造过程中会变松，特别是在法拉第笼和外 壳之间注入绝缘材料或以其他方式插入绝缘材料时。如果载流条和法拉第笼之间的连接 断开，法拉第笼将不再具有与载流条相同的电势，这将使法拉第笼的目的落空。因此，在本领域中存在对电力系统中这样的可分离绝缘连接器的需求，即该可 分离绝缘连接器解决现有技术中发现的不足。具体地，在本领域中存在对无需使绝缘材 料结合于载流条的双接口可分离绝缘连接器的需求。在本领域中还存在这样的需求具 有法拉第笼的双接口可分离绝缘连接器，其中如果期望，该法拉第笼可以不使用粘合剂 材料即可与绝缘材料结合。在本领域中存在的又另一需求是具有法拉第笼的双接口可分 离绝缘连接器及其制造方法，其中该法拉第笼和载流条之间的连接更牢固且更不可能断 开连接。

发明内容
本发明提供用于在电力系统中使用的双接口可分离绝缘连接器，该绝缘连接器 包括不使用粘合剂材料即可与绝缘材料结合的法拉第笼。本发明还提供双接口可分离绝 缘连接器，该绝缘连接器可以避免将绝缘材料直接结合到设置于其中的载流条的需要。 具体地，本发明提供具有双接口法拉第笼的可分离绝缘连接器，该法拉第笼由可以被模 制在载流条上的半导电橡胶材料制成，该载流条在插入法拉第笼的两个接口的半导电构件之间提供连接。一方面，本发明提供包覆载流条模制(overmold)的橡胶法拉第笼。法拉第笼可 以由各种不同的材料制成，包括三元乙丙(EPDM)橡胶、热塑性橡胶(TPRs)和硅橡胶。 用于制造法拉第笼的橡胶可以与导电材料(例如碳黑)混合，从而使法拉第笼是半导电 的。具有本领域一般技术并且受益于本公开的人员已知的其他适合的半导电材料均可以 用来替代半导电橡胶。法拉第笼可以包括两个用于连接两个探针的接口。探针则可以连接到其他可分 离绝缘连接器、开关装置、变压器或其他能量分配部件。导电构件(例如载流条)可以 在插入法拉第笼的两个探针之间提供电器连接，就像某些使用法拉第笼的传统可分离绝 缘连接器的惯例一样。然而，与传统可分离绝缘连接器不同的是，法拉第笼可以被模制在载流条上， 从而避免许多与现有技术相关联的问题和困难。在载流条上模制半导电法拉第笼可以 消除对绝缘材料结合于金属载流条的需要。反而，法拉第笼的半导电材料可以围绕载流 条，并且然后绝缘材料可以与半导电材料结合。在这样的结构中，载流条无需被磨光滑或被修整(finish)以去除毛边、其他不平 整或尖角。因为载流条可以与半导电橡胶法拉第笼接壤，橡胶法拉第笼可以具有与载流 条相同或相似的电势，从而出现在载流条上的任何毛边将不会对橡胶法拉第笼产生应力 或造成损害。此外，在绝缘材料将被施加到法拉第笼之前，橡胶法拉第笼的表面可以以 比金属载流条容易得多的方式被磨光滑。因此，在这样的结构中，绝缘材料可以接触光 滑的半导电表面(即，法拉第笼)而无需制造商不得不进行冗长而昂贵的将金属载流条磨 光滑的工艺。与消除对绝缘材料结合于载流条的需求相关联的另一个好处是，减少或排除对 载流条施加粘合剂的需求。与金属载流条相比，橡胶绝缘材料可以以容易得多的方式 与橡胶法拉第笼结合。例如，如果绝缘材料以液态被施加到法拉第笼，一旦绝缘材料固 化，就可以发生绝缘材料与法拉第笼的结合。因此，橡胶法拉第笼和橡胶绝缘材料之间 可以形成牢固且紧密的结合(即，无空气间隙)，而不使用昂贵且潜在有毒的粘合剂。尽 管由于橡胶和金属相对较差的结合能力，载流条和法拉第笼之间可能会存在空气间隙， 这些空气间隙不会对可分离绝缘连接器造成问题，因为法拉第笼和载流条具有相同的电 势。另一方面，本发明提供双接口可分离绝缘连接器，该绝缘连接器包括其中设置 有法拉第笼的半导电外壳，该法拉第笼具有两个接口。如前所述的，法拉第笼(包括两 个接口中的每一个)可以由半导电橡胶材料制成，例如与导电材料(例如碳黑)混合的 EPDM > TPR 或硅树脂(silicone)。可分离绝缘连接器的外壳可以由与法拉第笼相同的材料制成。例如，外壳也可 以由半导电橡胶材料制成，例如与导电材料(例如碳黑)混合的EPDM、TPR或硅树脂。 如前所述的，可分离绝缘连接器在法拉第笼和外壳之间还可以包括绝缘层。使用半导电材料形成接口或“杯形部分”，可以消除在将绝缘材料结合到法拉 第笼接口的过程中使用粘合剂的需要。因为法拉第笼(包括接口)可以由橡胶材料而不是 金属(例如铜)制成，如前面针 对所述载流条所描述的，绝缘材料可以以容易得多的方式与接口结合。使用半导电材料形成法拉第笼接口允许法拉第笼保持防止电晕放电的(与 传统法拉第笼相关联的)能力。双接口可分离连接器的接口可以被这样配置，以致探针可以插入接口中的每一 个。当与在两个接口之间提供电连接的载流条联接时，双接口可分离绝缘连接器可以在 插入其中的两个探针之间提供电连接。因此，一旦两个探针分别连接到第一能量分配部 件和第二能量分配部件，可分离绝缘连接器可以在两个能量分配部件之间提供电连接。

又另一方面，本发明提供制造双接口可分离绝缘连接器的方法，该绝缘连接器 包括具有法拉第笼设置于其中的半导电外壳。制造商可以将半导电橡胶材料注入模具或 冲压模具(press)以形成半导电外壳。然后，外壳可以被固化和/或硬化。随后，制造商可以选择导电构件或载流条并将其放入呈双接口法拉第笼形状的 模具或冲压模具。还可以将两个钢芯棒插入该模具以提供将会形成法拉第笼的两个接口 的洞或开口。接下来，制造商可以将半导电橡胶材料注入该模具以形成法拉第笼。接 着，法拉第笼(其中设置有载流条)可以被固化和/或硬化。然后，法拉第笼可以插入外壳。为将法拉第笼装入外壳，外壳可能需要被切开 或分割开，需要被制造为在其中包括这样的切口或分割口，或需要在模制过程中形成为 两个分开的部件。一旦法拉第笼已经被插入外壳，可以使外壳成为(或重新成为)一个 部件。随后，绝缘材料可以被注入外壳，从而在法拉第笼和外壳之间提供绝缘材料层。 接着，绝缘材料可以被固化和/或硬化，从而将法拉第笼固定在外壳内。对本领域普通技术人员来说，在考虑如下具体描述的示例说明性实施方案的情 况下，本发明的这些和其他的方面、目的、特征以及实施方案将会变得清晰，所述示例 说明性实施方案包括目前所感知到的实施本发明的最佳方式。


图1为根据示例性实施方案的双接口可分离绝缘连接器的侧面剖视图，其中所 述双接口可分离绝缘连接器包括模制在载流条上的法拉第笼。图2为根据示例性实施方案的图，图示说明使用双接口可分离绝缘连接器的电 力系统，其中所述双接口可分离绝缘连接器包括模制在载流条上的法拉第笼。图3为流程图，图示说明制造双接口可分离绝缘连接器的示例性方法，其中所 述双接口可分离绝缘连接器包括模制在载流条上的法拉第笼。
具体实施例方式示例性实施方案的如下描述参考所附的附图，在所有附图中相似的编号表示相 似的要素。图1为根据示例性实施方案的双接口可分离绝缘连接器100的侧面剖视图，双接 口可分离绝缘连接器100包括模制在载流条106上的法拉第笼102。双接口连接器100包 括外壳104，设置于其中的法拉第笼102，以及设置于法拉第笼102中的载流条106。在 图示说明的实施方案中，双接口连接器100包括第一开口 112A和第二开口 112B，并且探 针110A、IlOB分别被插入第一开口和第二开口 112A、112B中的每一个。在示例性实 施方案中，法拉第笼102可以包括第一杯形部分108A和第二杯形部分108B，分别对应于外壳104的第一开口和第二开口 112A、112B。在另一示例性实施方案中，第一探针和第 二探针110A、IlOB可以通过第一开口和第二开口 112A、112B并通过第一杯形部分和第 二杯形部分108A、108B被插入，并随后被附接到载流条106，由此提供从第一探针IlOA 到第二探针IlOB的连接。在另一示例性实施方案中，双接口连接器100在法拉第笼102 和外壳104之间还可以包括绝缘材料层114。在如图1所示，在示例性实施方案中，外壳 104和被设置于其中的法拉第笼102均可以具有基本上为“U”的形状。

双接口连接器100的外壳104可以由各种各样的材料制成。在示例性实施方案 中，外壳104可以由半导电橡胶制成。适合的橡胶的实施例包括三元乙丙(EPDM)橡 胶、热塑性橡胶(TPRs)以及硅橡胶。这些橡胶中的任一种可以与导电材料(例如碳黑或 其他适合的材料)混合，由此为外壳104提供半导电性能。类似地，双接口连接器100的法拉第笼102可以由各种各样的材料制成。在示 例性实施方案中，法拉第笼102可以由与用于制成外壳104的相同材料制成。例如，法 拉第笼102可以由半导电橡胶制成，例如导电材料与EPDM橡胶、TPRs或硅橡胶的混合 物。外壳104和法拉第笼102之间的绝缘材料层114也可以由各种各样的材料制成。 在各种示例性实施方案中，所述绝缘材料可以由具有本领域一般技术并且受益于本公开 的人员已知的任一种适合的不导电材料制成。在特定的示例性实施方案中，绝缘材料可 以由EPDM橡胶、TPRs或硅橡胶制成，而未与显著量的导电材料混合，由此保持了绝缘 性能。在示例性实施方案中，双接口连接器100还可以包括其他绝缘层。例如，在法 拉第笼102内部的第一杯形部分和第二杯形部分108A、108B上，法拉第笼102可以包括 附加绝缘层116A、116B。在一个实施方案中，这些杯形绝缘层116A、116B可以由与用 于外壳104和法拉第笼102之间的绝缘层114的相同材料制成。在可替换的示例性实施 方案中，杯形绝缘层116A、116B可以由不同绝缘材料制成。可以用来形成杯形绝缘层 116A、116B的特定示例性类型的绝缘材料，由Makal等人在美国专利No.5,655,921中公 开，在此通过引用将其完整公开内容全部并入本文。如图1所示，当与外壳104和法拉 第笼102之间的绝缘层114相比，杯形绝缘层116A、116B可以为相对薄的。在其他示例性实施方案中，双接口连接器100的外壳104还可以包括附加绝缘 层。例如，如图1所示，外壳104可以包括两个绝缘套管118A、118B，每一个绝缘套管 均设于靠近外壳104的第一开口和第二开口 112A、112B的地方。如前面描述的杯形绝 缘层116A、116B—样，绝缘套管118A、118B可以由与用于外壳104和法拉第笼102之 间的绝缘层114相同的材料制成，或者可选地，由不同的适当材料制成。在示例性实施方案中，附加绝缘层(例如杯形绝缘层116A、116B)和绝缘套 管118A、118B可以为双接口连接器100提供额外的绝缘性。杯形绝缘层116A、116B 可以为双接口连接器100提供负载断连开关(load-break switching)。此外，杯形绝缘层 116A、116B可以避免会导致连接器100被拉离与其连接的衬套(bushing)的局部真空闪 络(flashover)。绝缘套管118A、118B可以防止在将探针110A、IlOB从连接器100分离 时产生的开关故障。没有绝缘套管118A、118B，探针110A、IlOB可以接触半导电外壳 104，从而造成开关故障。
在各种示例性实施方案中，双接口连接器100的外壳104还可以包括各种附加部 件。例如，如图1所示，双接口连接器100的外壳104还可以包括拉孔(pulling eye) 122。 拉孔122可以针对双接口连接器100起到手柄的作用。拉孔122可以被拉动或推动，以 将双接口连接器100安装在能量分配部件上，调整双接口连接器100的位置，或者使双接 口连接器100从能量分配部件断开连接。在一个示例性实施方案中，拉孔122可以由与 用于制成外壳104的相同材料制成，例如EPDM橡胶或另一类橡胶。在特定的示例性实 施方案中，拉孔122可以包括设置在橡胶中的钢插入体122b，为拉孔122提供强度和弹 性。
另一示例性实施方案中，双接口连接器100的外壳104还可以包括注入端口 120，绝缘材料可以通过注入端口 120注入。在又另一实施方案中，外壳104可以包括一 个或更多个地线舌124，导线可以被附接到该地线舌124并接地。由于外壳104可以由半 导电橡胶制成，地线可以为双接口连接器100提供接地屏蔽的导通性(continuity)，从而 为外壳104提供正面不带电的(deadfront)安全性。换句换说，接地的外壳104可以允许 操作者安全地触碰双接口连接器100的外部，由此消除或降低意外触电的风险。在示例性实施方案中，第一探针和第二探针110A、IlOB可以由各种各样的导电 材料制成，例如具有本领域一般技术并且受益于本公开的人员已知的导电金属。在一个 示例性实施方案中，探针110A、IlOB可以由导电的铜制成。在特定的示例性实施方案 中，探针110A、IlOB可以包括用于连接到载流条106的螺纹端头126A、126B。载流条106可以由各种各样的导电材料制成，例如导电的铜或其他金属。无论 所使用的特定材料是什么，载流条106可以包括两个洞106A、106B，第一探针和第二探 针110A、IlOB可以插入两个洞106A、106B并固定于(affix)其中。在特定的示例性实 施方案中，探针110A、IlOB的螺纹端头126A、126B可以被旋入载流条106的相应洞 106a、106b。载流条106的导电性能可以承载负载电流，并且因而可以在第一探针和第 二探针110A、IlOB之间提供电连接。在示例性实施方案中，法拉第笼102可以被模制在载流条106上，这样整个载流 条106被设置在法拉第笼102中。由于载流条106可以被包覆模制有法拉第笼102，载流 条106无需打磨、精整或磨光滑来去除载流条106上的任何毛边。取而代之的是，在示 例性实施方案中，橡胶法拉第笼102可以被模制为光滑的曲线形，这与从金属载流条106 去除毛边相比可以更省力。另外，因为法拉第笼102可以由半导电材料制成，其可以具有与载流条106相同 或相似的电势。因此，可以出现在法拉第笼102和载流条106之间的任一空气间隙均不 会导致电晕放电。如前所述的，且在图1所示的示例性实施方案中，绝缘层114可以接壤法拉第笼 102。与法拉第笼102和载流条106之间的结合相比，法拉第笼102和绝缘层114之间的 结合可以更紧密。换句话说，法拉第笼102和绝缘层114之间即便是有空气间隙也会很 少，这将减少或消除在具有不同电势的两层102、114之间电晕放电的可能性。在示例性 实施方案中，这样的紧密结合可以相对容易地形成，因为法拉第笼102和绝缘层114均可 以主要由易于相互结合的橡胶材料制成。在如图1所示的另一示例性实施方案中，法拉第笼102的第一杯形部分和第二杯形部分108A、108B可以接触杯形部分108A、108B外侧的绝缘层114。与可以由导电金 属制成的传统杯形的法拉第笼不同的是，法拉第笼102的第一杯形部分和第二杯形部分 108A、108B还可以容易地与绝缘材料结合，因为所述杯形部分和绝缘材料可以由橡胶制 成。在另一示例性实施方案中，如前所述的，杯形部分108A、108B的内侧可以接触 杯形绝缘层116A、116B。在又另一示例性实施方案中，在杯形绝缘层116A、116B的内 部区域中可以存在留空空间128A、128B。这些留空空间128A、128B可以被这样配置， 以致能够与探针110A、IlOB接合的衬套可以被插入并固定于其中。在特定的示例性实 施方案中，这样的衬套可以为(或可以连接到)另一可分离绝缘连接器或能量分配部件的 一部分。法拉第笼102包括杯形部分108A、108B以及围绕载流条106延伸的部分。图2为根据示例性实施方案的图，图示说明使用双接口可分离绝缘连接器100的 电力系统200，绝缘连接器100包括被模制在载流条106上的法拉第笼102。在示例性实 施方案中，第一探针1IOA的一端126A可以插入双接口可分离绝缘连接器100的第一开口 112A、第一杯形部分108A和载流条106的第一洞106A，而第一探针IlOA的另一端226A 可以插入连接到另一可分离绝缘连接器(例如T形体连接器232)的衬套230。此外，第 二探针IlOB的一端126B可以插入双接口可分离绝缘连接器100的第二开口 112B、第二 杯形部分108B和载流条106的第二洞106B，而第二探针IlOB的另一端226B可以插入 能量分配部件234。在这样的实施方案中，双接口可分离绝缘连接器100可以在T形体 连接器232和能量分配部件234之间提供电连接。在可替换的实施方案中，双接口可分离绝缘连接器100可以连接到另一个可分 离绝缘连接器，而不用首先连接到如图2所示的衬套230。在另一可替换的实施方案中， 双接口可分离绝缘连接器100可以将两个可分离绝缘连接器连接在一起，而不是连接到 能量分配部件234。双接口可分离绝缘连接器100可以使用具有本领域一般技术并且受益 于本公开的人员已知的各种结构，连接到各种其他可分离绝缘连接器和/或能量分配部 件 234。图3为根据示例性实施方案的流程图，图示说明用于制造双接口可分离绝缘连 接器100的方法300，绝缘连接器100包括被模制在载流条106上的法拉第笼102。将参 照图1和图3描述方法300。在步骤305中，将液态半导电橡胶注入用于外壳104的模具，然后进行固化直到 橡胶已经固化或凝固。可以使用前面所描述的各种示例性半导电橡胶中的任一种，例如 EPDM橡胶、TPRs或硅橡胶。在示例性实施方案中，可以基于所期望的 双接口可分离绝缘连接器100的外壳 104的大小、形状、尺寸和结构，来选择模具的大小、形状、尺寸和结构。在另一示例性 实施方案中，模具可以成形为包括一个或更多个地线舌124和/或拉孔122。此外，如果 模具成形为在外壳104上包括拉孔122，可以在模具中放置大致为拉孔122的大小和形状 的金属插入体，从而所述插入体可以设置在拉孔122中。如前所述的，所述插入体可以 为拉孔122提供额外的强度。在步骤310中，将第一组钢芯棒放入用于法拉第笼102的模具。在示例性实施方案中，两个钢芯棒可以被放入用于法拉第笼102的模具，并且可以具有对应于第一杯 形部分和第二杯形部分108A、108B的大小。在另一示例性实施方案中，第一组钢芯棒 的宽度可以宽于期望的第一杯形部分和第二杯形部分108A、108B的宽度，以将可能被形 成的杯形绝缘层116A、116B考虑在内。第一组钢芯棒可以插入载流条106的洞106A、 106B。例如，第一组钢芯棒可以被旋入载流条106的洞106A、106B中的螺纹。另外， 如前面针对外壳104所描述的，可以基于所期望的法拉第笼102的尺寸选择模具的尺寸。在步骤315中，将载流条106放入用于双接口可分离绝缘连接器100的法拉第笼 102的模具。可选地，可以利用粘合剂涂敷载流条106。虽然粘合剂可以不是必须的， 因为如前所述的，载流条106和法拉第笼102之间的结合可以包括含空气间隙，如果期望 更牢固的结合则可以使用粘合剂。这样的结合可以期望来在一旦调整双接口可分离绝缘 连接器100 (例如通过拉动拉孔122的方式)时，避免法拉第笼102、绝缘材料体或外壳的 任何变形或撕裂。在另一示例性实施方案中，第一洞和第二洞106A、106B可以被创建在载流条 106中，从而第一探针和第二探针110A、IlOB可以被插入并附接于其中。在另一示例 性实施方案中，洞106A、106B可以为具有螺纹的，从而与第一探针和第二探针110A、 IlOB的螺纹端头126A、126B 一致。在步骤320中，将液态半导电橡胶注入用于法拉第笼102的模具。可以使用前 面所描述的各种示例性半导电橡胶中的任一种，例如EPDM橡胶、TPRs或硅橡胶。然 后，半导电橡胶可以被固化直到其已经固化并硬化。在步骤325中，将法拉第笼102从用于法拉第笼102的模具移除。在步骤330中，利用第二组钢芯棒替代第一组钢芯棒。在示例性实施方案中， 第二组钢芯棒比第一组更窄。在另一示例性实施方案中，第二组钢芯棒的宽度可以基本 上等于期望的第一杯形部分和第二杯形部分108A、108B的宽度。第二组钢芯棒可以插入 载流条106的洞106A、106B。例如，第二组钢芯棒可以被旋入载流条106的洞106A、 106B中的螺纹。在可替换的实施方案中，可以不使用第二组钢芯棒，取而代之的是，由 移除第一组钢芯棒造成的洞可以为敞开的，用于制造工艺的其余部分。例如，如果法拉 第笼102不包括杯形绝缘层116A、116B，则在移除第一组钢芯棒后，可以无需将第二组 钢芯棒插入法拉第笼102。在步骤335中，将法拉第笼102放入第二模具。用于法拉第笼102的第二模具 可以在尺寸上大于第一模具，并且可以被配置来一旦将绝缘材料注入第二模具，形成法 拉第笼102的杯形绝缘层116A、116B。在步骤340中，将液态绝缘材料注入第二模具来使法拉第笼102绝缘，然后进行 固化以形成杯形绝缘层116A、116B。如前所述的，可以使用各种各样的橡胶材料(例如 EPDM橡胶、TPRs或硅橡胶)来形成杯形绝缘层116A、116B。随后，绝缘材料可以被 固化直到其已经固化并硬化。在步骤345中，将法拉第笼102从第二模具移除，并且将第二组钢芯棒从法拉第 笼102移除。在步骤350中，将法拉第笼102插入外壳104。在示例 实施方案中，外壳104 可以被切开或分割开(或者可替换地，外壳104可以已经在步骤305中形成为其中包括切口或分割口)，以提供额外的柔韧性(flexibility)，从而法拉第笼102可以插入其中。在可 替换的示例性实施方案中，当在步骤305中形成外壳104时，外壳104可以形成为两个分 开的部件，从而提供额外的柔韧性和较大的开口，法拉第笼102可以插入所述较大的开 口。在法拉第笼102已经插入外壳104之后，分割口或外壳104的部件可以被封接(或 重新封接)到一起，由此将法拉第笼102包围在外壳104之中。在步骤355中，形成绝缘套管118A、118B并将其结合到双接口可分离绝缘连接 器100的外壳104。在示例性实施方案中，可以通过将适合的绝缘材料注入用于绝缘套管 118A、118B的模具来形成绝缘套管118A、118B。在另一示例性实施方案中，然后可以 通过使用粘合剂，使绝缘套管118A、118B与双接口可分离绝缘连接器100的外壳104结 合。可替换地，在绝缘套管118A、118B已经完全固化之前，绝缘套管118A、118B可以 被附接到外壳104，从而一旦绝缘套管118A、118B固化，其可以与外壳结合在步骤360中，将第三组钢芯棒插入法拉第笼102。这第三组钢芯棒替代在步 骤345中被移除的第二组钢芯棒。在示例性实施方案中，第三组钢芯棒可以比第二组钢 芯棒更窄。在可替换的实施方案中，不是替代第二组钢芯棒，而是由移除钢芯棒造成的 洞可以为敞开的，用于制造工艺的其余部分。在示例性实施方案中，如果第三组钢芯棒 替代了第二组钢芯棒，则其中插入了第三组钢芯棒的法拉第笼102可以插入外壳104。在 使用第三组钢芯棒的各种实施方案中，第三组钢芯棒可以在制造工艺的不同阶段插入法 拉第笼102。例如，第三组钢芯棒可以在步骤345、350或355中或之后，或者在制造工 艺的任何其他时间，插入法拉第笼102。 在步骤365中，将外壳104和法拉第笼102放入第三模具。在示例性实施方案 中，第三模具可以被配置来一旦将绝缘材料注入第三模具，形成绝缘层114。在步骤370中，将绝缘材料注入外壳104然后进行固化。在示例性实施方案中， 步骤345中注入的绝缘材料可以在外壳104和法拉第笼102之间形成绝缘层114。在另一 示例性实施方案中，可以通过注入端口 120注入绝缘材料。在特定的实施方案中，注入 端口 120在注入之前可以是敞开的，且在注入之后可以是闭合的。如前所述的，可以使 用各种各样的橡胶材料(例如EPDM橡胶、TPRs或硅橡胶)形成绝缘层114。然后，绝 缘材料可以被固化直到其已经固化并硬化。在示例性实施方案中，法拉第笼102中的第三组钢芯棒(如果存在)可以从法拉 第笼102移除。在示例性实施方案中，在第三组钢芯棒已经从法拉第笼102移除之后， 第一探针和第二探针110A、IlOB可以插入载流条106中的第一洞和第二洞。此时，双 接口可分离绝缘连接器100可以具有基本上与图1示出的示例性双接口可分离绝缘连接器 100相同的形式。在受益于本公开的基础上，对本领域普通技术人员来说，许多其他的修改、特 征和实施方案将变得明显。因此，应当理解，除明确的声明外，上面仅仅以示例性的方 式对本发明的许多方面进行了描述，而并未意图作为本发明的必要或本质要素。还应当 理解，本发明不限制为图示说明的实施方案，并且在所附的权利要求书的精神和范围内 可以进行各种修改。
权利要求
1.一种用于可分离绝缘连接器的法拉第笼，所述法拉第笼包括 半导电橡胶壳体；以及导电载流条；其中，所述导电载流条设置在所述半导电橡胶壳体内。
2.如权利要求1所述的法拉第笼，其中所述橡胶壳体包括包含三元乙丙橡胶和导电材 料的混合物。
3.如权利要求1所述的法拉第笼，还包括第一杯形部分，所述第一杯形部分由所述橡胶壳体限定并设置在所述载流条上；以及第二杯形部分，所述第二杯形部分由所述橡胶壳体限定并设置在所述载流条上。
4.如权利要求3所述的法拉第笼，其中所述载流条包括第一洞和第二洞，其中，所述第一洞对准所述第一杯形部分并被配置来使插入所述第一洞中的第一探 针固定，并且其中，所述第二洞对准所述第二杯形部分并被配置来使插入所述第二洞中的第二探 针固定。
5.如权利要求3所述的法拉第笼，还包括设置在所述第一杯形部分内的第一杯形绝缘层；以及 设置在所述第二杯形部分内的第二杯形绝缘层。
6.如权利要求1所述的法拉第笼，其中所述载流条包括 第一洞；以及第二洞，并且其中，所述法拉第笼还包括 插入所述第一洞的第一探针；以及 插入所述第二洞的第二探针，其中，所述第一探针和所述第二探针之间存在电气连接。
7.如权利要求6所述的法拉第笼，其中所述载流条在所述第一探针和所述第二探针之 间提供所述电气连接。
8.如权利要求1所述的法拉第笼，其中所述法拉第笼设置在可分离绝缘连接器中。
9.如权利要求1所述的法拉第笼，其中所述可分离绝缘连接器包括双接口可分离绝缘 连接器。
10.一种可分离绝缘连接器，所述可分离绝缘连接器包括 夕卜壳；法拉第笼，所述法拉第笼设置在所述外壳内；以及 导电载流条，所述导电载流条设置在所述法拉第笼内， 其中，所述法拉第笼包括半导电橡胶壳体。
11.如权利要求10所述的可分离绝缘连接器，其中所述外壳包括半导电橡胶。
12.如权利要求10所述的可分离绝缘连接器，其中所述外壳包括包含三元乙丙橡胶和 导电材料的混合物。
13.如权利要求10所述的可分离绝缘连接器，还包括在所述外壳和所述法拉第笼之间的绝缘层。
14.如权利要求13所述的可分离绝缘连接器，其中所述绝缘层包括橡胶。
15.如权利要求13所述的可分离绝缘连接器，其中所述绝缘层包括三元乙丙橡胶。
16.如权利要求10所述的可分离绝缘连接器，其中所述外壳包括第一开口和第二开口,其中，所述法拉第笼包括第一杯形部分和第二杯形部分， 其中，所述载流条包括第一洞和第二洞， 其中，所述第一开口对准所述第一杯形部分和所述第一洞，并且 其中，所述第二开口对准所述第二杯形部分和所述第二洞。
17.如权利要求16所述的可分离绝缘连接器，还包括 设置在所述第一杯形部分内的第一杯形绝缘层；以及 设置在所述第二杯形部分内的第二杯形绝缘层。
18.如权利要求10所述的可分离绝缘连接器，其中所述载流条包括 第一洞；以及第二洞，并且其中，所述可分离绝缘连接器还包括 插入所述第一洞的第一探针；以及 插入所述第二洞的第二探针；其中，在所述第一探针和所述第二探针之间存在电气连接。
19.如权利要求18所述的可分离绝缘连接器，其中所述载流条在所述第一探针和所述 第二探针之间提供所述电气连接。
20.如权利要求10所述的可分离绝缘连接器，还包括第一绝缘套管；以及 第二绝缘套管，其中，所述外壳包括第一开口和第二开口，其中，所述第一绝缘套管环绕所述第一开口设置，并且其中，所述第二绝缘套管环绕所述第二开口设置。
21.如权利要求20所述的可分离绝缘连接器，其中所述第一绝缘套管包括橡胶，并且 其中所述第二绝缘套管包括橡胶。
22.如权利要求21所述的可分离绝缘连接器，其中所述第一绝缘套管包括三元乙丙橡 胶，并且其中所述第二绝缘套管包括三元乙丙橡胶。
23.如权利要求10所述的可分离绝缘连接器，还包括拉孔。
全文摘要
提供用于在电力系统中使用的双接口可分离绝缘连接器及其制造方法，所述连接器包括模制在载流条上的法拉第笼。所述法拉第笼可以被设置在半导电外壳内。所述可分离绝缘连接器的结构可以在所述法拉第笼和绝缘材料之间提供更容易的结合。此外，所述结构可以消除或减少这样的需求，即，用粘合剂涂敷载流条，以及使所述金属载流条光滑以从所述载流条去除毛边、其他不平整和尖角。制造所述双接口可分离绝缘连接器可以包括在导电载流条上模制半导电橡胶法拉第笼，将所述法拉第笼插入外壳以及在法拉第笼和外壳之间注入绝缘材料。
文档编号H05K9/00GK102017828SQ200980113754
公开日2011年4月13日 申请日期2009年2月16日 优先权日2008年2月25日
发明者D·C·休斯, M·C·卡多, M·J·格布哈特 申请人:库帕技术公司