一种高压大电流同轴电缆连接结构及连接方法与流程

本申请属于电缆连接技术领域，具体涉及一种高压大电流同轴电缆连接结构及连接方法。

背景技术：

为提升高功率脉冲装置的脉冲功率，需要减小其回路电感，常常采用同轴电缆传送脉冲大电流到负载，所传送的脉冲电流高达数十甚至数百千安培。在金属丝电爆炸产生冲击波的具体应用中，同种型能量转换器要深入到钻孔内部作业。申请号为cn201810575812.7的专利《一种大电流传输同轴线式钻杆》公开了一种分段式同轴型大电流传输方式，虽然在其应用领域有诸多优点，但是两段同轴电缆的接续点、以及同轴电缆和同轴性负载的连接结构处存在如下问题：连接结构的强度不够，可靠性低；连接点的接触电阻大，进而导致流过接续点、连接结构处的电流不均匀。当接触电阻较大时，会消耗部分电能，从而减小了电能传输效率；损耗的电能常常以电火花的形式发生，严重损害了接续点、连接结构处的连接性能，甚至还会导致其中的绝缘材料失去绝缘的能力；电流在同轴电缆的圆周上分布不均时，电流形成的电动力会使外导体蠕动，使外导体向一个方向挤压，进而导致同轴电缆丧失了同轴性。同轴电缆连接处常常需要移动、转动或随同轴性负载运动，因此需要保持其柔性的特性，但目前同轴电缆连接处常采用铜丝缠绕外导体、氩弧焊皱纹铜护套外导体，或者氩弧焊皱纹铝带等结构，该类结构不仅连接可靠性低，而且柔性较差，进而使当前的连接结构难以满足使用需求。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种高压大电流同轴电缆连接结构及连接方法，解决了现有技术中同轴电缆的连接结构处存在连接强度低、连接点的接触电阻大、柔性较差以及连接可靠性低的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种高压大电流同轴电缆连接结构，包括圆筒状的连接器、铜网固定组件、以及波纹管；

所述连接器的一端设有内径依次减小的螺纹孔和通孔，所述螺纹孔和所述通孔连接处形成台阶；

所述铜网固定组件包括对接管、锥形套、以及外套筒，所述锥形套套装于所述对接管的一端，所述锥形套的内壁与对接管的外壁之间形成用于夹持铜网的锥形空间；所述外套筒一端套装于所述锥形套上，所述外套筒的内壁与所述锥形套的外壁设有相配合的锥面，所述外套筒的另一端设有与所述台阶配合的凸台；

所述对接管中部设有与所述螺纹孔配合的外螺纹，所述对接管的另一端设有连接端；所述波纹管端部设有与所述连接端可拆卸连接的连接部。

进一步地，所述连接端为设置在所述对接管端部的外螺纹；

所述连接部（4）包括固定于所述波纹管（3）端部的连接环（41）、以及紧固环（42）；所述紧固环（42）的一端设有与对接管（21）端部的外螺纹配合的内螺纹，所述紧固环（42）的另一端的内壁设置有卡接环（421），所述连接环（41）伸入所述紧固环（42）的一端的外壁设有与所述卡接环（421）配合的环体（411）。

进一步地，所述锥形套的内壁、以及对接管与所述锥形套配合的外壁为锥度相同的锥面；

所述锥形套的外壁、以及所述外套筒与所述锥形套配合的内壁为锥度相同的锥面。

进一步地，所述锥形套（22）的内壁与所述锥形套（22）的轴线的夹角为2°～4°，所述锥形套（22）的外壁与所述锥形套（22）轴线的夹角为5°～7°。

第二方面，本发明实施例还提供了一种高压大电流同轴电缆连接方法，包括一种如上述的连接结构与同轴电缆连接的方法、一种采用如上述的连接结构将两段同轴电缆接续的方法、以及一种采用如上述的连接结构将同轴电缆与同轴性负载接续的方法；

一种所述连接结构与同轴电缆连接的方法，具体包括以下步骤：

连接前的准备工作：将同轴电缆的一端、以及同轴电缆外套装的铜网裁剪为设定长度；然后将电缆端部依次穿过连接器、对接管、以及波纹管；

铜网的固定：将所述铜网端部均匀放置于所述锥形套的内壁与对接管的外壁之间形成的锥形空间内；将所述对接管的一端插入所述连接器的螺纹孔，然后旋转对接管使其中部的外螺纹旋入所述螺纹孔；此时，所述外套筒一端抵接于所述台阶，所述外套筒另一端将所述锥形套向远离连接器的一端推送，使所述锥形套与所述对接管的运动方向相反，进而将所述锥形套与所述对接管之间的铜网固定牢靠；

波纹管的连接：将所述对接管的连接端通过连接部与所述波纹管一端连接；

一种采用所述连接结构将两段同轴电缆接续的方法，具体包括以下步骤：

将一个高压大电流同轴电缆连接结构与第一段同轴电缆的一端连接；

将第二段同轴电缆的端部与第一段同轴电缆伸出所述波纹管的一端连接；

将第二段同轴电缆外的铜网通过另一个高压大电流同轴电缆连接结构固定：

将第二段同轴电缆端部的对接管与第一段同轴电缆端部的波纹管通过连接部连接；

一种采用所述连接结构将两段同轴电缆接续的方法，具体包括以下步骤：

将高压大电流同轴电缆连接结构与同轴电缆的一端连接；

将所述同轴电缆伸出波纹管的一端与同轴性负载的电缆连接；

将波纹管靠近同轴性负载的一端通过连接部与同轴性负载端部连接。

本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明实施例提供了一种高压大电流同轴电缆连接结构，该连接结构通过改变锥形套在对接管轴向上的位置，进而能够改变锥形空间沿锥形套径向的宽度，因此将铜网放置于锥形空间内时，能够通过减小锥形空间沿锥形套径向的宽度来将铜网紧固，通过铜网固定组件能够提高铜网连接处的可靠性，使其均匀连接于对接管，保证电流均匀分布，并减小连接处的接触电阻，保证电能传输效率，还可避免同轴电缆的绝缘层损伤；将波纹管套装于两段同轴电缆的连接处，使同轴电缆在移动、转动、以及随同轴性负载运动时引起的侧向力不影响其连接处的可靠性。本发明的连接结构强度高，可靠性高，能够保证连接处的连接性能，并满足同轴电缆的使用需求。

本发明实施例还提供了一种高压大电流同轴电缆连接方法，该连接方法中铜网固定组件将铜网进行固定，能够使铜网端部牢靠地均匀卡紧，不会影响铜网的使用功能，并减小接触电阻，同时便于拆卸，进而满足同轴电缆的连接需求；波纹管的端部与同轴电缆上的铜网通过金属部件连接，从而在保证连接处的柔性的同时，还能够保证两段同轴电缆连接处具有屏蔽层，进而在同轴电缆通过大电流时，同轴电缆产生的磁场能够有效地屏蔽在同轴电缆内，并在同轴电缆芯线破损时通过波纹管将泄漏的电流导出；波纹管具有挠性，波纹管连接后能够保护同轴电缆接续处，并消除负载与电联之间的侧向应力，避免侧向应力使外导体铜网出现侧向挤压变形的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的高压大电流同轴电缆连接结构的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的连接器和铜网固定组件的连接示意图。

图3为本发明实施例提供的波纹管和连接部的连接示意图。

图4为本发明实施例提供的连接器的结构示意图。

图5为本发明实施例提供的对接管的结构示意图。

图6为本发明实施例提供的锥形套的结构示意图。

图7为本发明实施例提供的外套筒的结构示意图。

图8为本发明实施例提供的两段高压大电流同轴电缆接续的结构示意图。

图9为本发明实施例提供的高压大电流同轴电缆与同轴性负载接续的结构示意图。

附图标记：1-连接器；11-螺纹孔；12-通孔；13-台阶；2-铜网固定组件；21-对接管；211-连接端；22-锥形套；23-外套筒；231-凸台；24-锥形空间；3-波纹管；4-连接部；41-连接环；411-环体；42-紧固环；421-卡接环；5-同轴电缆；6-铜网；7-同轴性负载。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图9所示，本发明实施例提供的高压大电流同轴电缆连接结构，包括圆筒状的连接器1、铜网固定组件2、以及波纹管3；

连接器1的一端设有内径依次减小的螺纹孔11和通孔12，螺纹孔11和通孔12连接处形成台阶13。

铜网固定组件2包括对接管21、锥形套22、以及外套筒23，锥形套22套装于对接管21的一端，锥形套22的内壁与对接管21的外壁之间形成用于夹持铜网6的锥形空间24；外套筒23一端套装于锥形套22上，外套筒23的内壁与锥形套22的外壁设有相配合的锥面，外套筒23的另一端设有与台阶13配合的凸台231。

对接管21中部设有与螺纹孔11配合的外螺纹，对接管21的另一端设有连接端211；波纹管3端部设有与连接端211可拆卸连接的连接部4。

需要说明的是，如图4所示，螺纹孔11和通孔12之间还可设置一段通孔段，该通孔段的孔径位于螺纹孔11和通孔12之间，设置通孔段便于与外套筒23的外壁的凸台231配合。

如图2所示，锥形套22的内壁与对接管21的外壁之间形成锥形空间24，该锥形空间24是由锥形套22的锥面内壁和对接管21的锥面外壁形成。通过改变锥形套22在对接管21轴向上的位置，进而能够改变锥形空间24沿锥形套22径向的宽度，因此将铜网6放置于锥形空间24内时，能够通过减小锥形空间24沿锥形套22径向的宽度来将铜网6紧固，通过铜网固定组件2能够提高铜网6连接处的可靠性，使其均匀连接于对接管21，保证电流均匀分布，并减小连接处的接触电阻，保证电能传输效率，还可避免同轴电缆5的绝缘层损伤。

外套筒23的内壁与锥形套22的外壁设有相配合的锥面，从而通过移动外套筒23可将锥形套22向对接管21的一侧移动，进而减小锥形空间24沿锥形套22径向的宽度。

上述的锥面均为外径向外收缩形成的锥面，进而便于对接管21、锥形套22、以及外套筒23组合及拆卸。

如图7所示，本实施例的凸台231为设置于外套筒23外壁的台阶，外套筒23外壁的凸台231与连接器1内的台阶13抵接后，将对接管21旋入连接器1时，外套筒23能够保持静止状态，锥形套22向连接器1的方向移动，进而使得锥形空间24沿锥形套22径向的宽度变小，以实现铜网6的紧固。

如图3和图8所示，将波纹管3套装于两段同轴电缆5的连接处，使同轴电缆5在移动、转动、以及随同轴性负载7运动时引起的侧向力不影响其连接处的可靠性。

本发明的连接结构强度高，可靠性高，能够保证连接处的连接性能，并满足同轴电缆5的使用需求。

本实施例中，如图5所示，连接端211为设置在对接管21端部的外螺纹；

如图3所示，连接部4包括固定于波纹管3端部的连接环41、以及紧固环42；紧固环42的一端设有与对接管21端部的外螺纹配合的内螺纹，紧固环42的另一端的内壁设置有卡接环421，连接环41伸入紧固环42的一端的外壁设有与卡接环421配合的环体411。

需要说明的是，本发明的对接管21、锥形套22、连接环41、波纹管3、以及紧固环42均为金属材料，从而保证两段铜网6连接的可靠性，实现接续处的屏蔽功能。

将连接环41远离环体411的一端穿过紧固环42后，将连接环41远离环体411的一端与波纹管3采用氩弧焊焊接连接，从而实现连接部4与波纹管3的组装。在安装波纹管3时，通过紧固环42端部的内螺纹即可将波纹管3牢靠地固定在对接管21的端部，或者将波纹管3固定在同轴性负载7的一端。

如图2所示，本实施例的锥形套22的内壁、以及对接管21与锥形套22配合的外壁为锥度相同的锥面；进而能够将铜网6内外两个侧面牢靠地进行夹持，避免了其锥度不同而导致只能将铜网6的局部进行夹持的问题。

锥形套22的外壁、以及外套筒23与锥形套22配合的内壁为锥度相同的锥面，进而能够通过外套筒23对锥形套22均匀施力，提高铜网6紧固时的可靠性。

如图6所示，本实施例的锥形套22内壁与锥形套22轴线的夹角为3°，锥形套22的外壁与锥形套22轴线的夹角为6°。

需要说明的是，经多次试验，锥形套22内壁与锥形套22轴线的夹角为3°能够很好地将铜网6紧固，同时易于将铜网6套装于锥形套22上。

锥形套22的外壁与锥形套22轴线的夹角为6°，能够使锥形套22与外套筒23相对移动较小的距离便可使铜网6紧固。

如图1至图9所示，一种高压大电流同轴电缆连接方法，包括一种如上述的连接结构与同轴电缆连接的方法、一种采用如上述的连接结构将两段同轴电缆接续的方法、以及一种采用如上述的连接结构将同轴电缆与同轴性负载接续的方法；

一种连接结构与同轴电缆连接的方法，具体包括以下步骤：

连接前的准备工作：将同轴电缆5的一端、以及同轴电缆5外套装的铜网6裁剪为设定长度；然后将同轴电缆5端部依次穿过连接器1、对接管21、以及波纹管3。

裁剪同轴电缆5后，将同轴电缆5及其上的绝缘层一同穿过连接器1、对接管21、以及波纹管3；并按照连接器1的位置，将铜网6进行裁剪，以顺利将铜网6端部放置于锥形空间24内。

铜网的固定：将铜网6端部均匀放置于锥形套22的内壁与对接管21的外壁之间形成的锥形空间24内；将对接管21的一端插入连接器1的螺纹孔11，然后旋转对接管21使其中部的外螺纹旋入螺纹孔11；此时，外套筒23一端抵接于台阶13，外套筒23另一端将锥形套22向远离连接器1的一端推送，使锥形套22与对接管21的运动方向相反，进而将锥形套22与对接管21之间的铜网6固定牢靠。

通过铜网固定组件2将铜网6进行固定，能够使铜网6端部牢靠地均匀卡紧，不会影响铜网6的使用功能，并减小接触电阻，同时便于拆卸，进而满足同轴电缆5的连接需求。

波纹管的连接：将对接管21的连接端211通过连接部4与波纹管3一端连接；波纹管3具有挠性，波纹管3连接后能够保护同轴电缆5，并消除负载与电联之间的侧向应力，避免侧向应力使外导体铜网6出现侧向挤压变形的问题。

一种采用连接结构将两段同轴电缆接续的方法，具体包括以下步骤：

将一个高压大电流同轴电缆连接结构与第一段同轴电缆5的一端连接；该操作步骤与上述将高压大电流同轴电缆连接结构与同轴电缆5一端连接的步骤相同。

将第二段同轴电缆5的端部与第一段同轴电缆5伸出波纹管3的一端连接；两端电缆连接后，完成电缆传输部分的接续。

将第二段同轴电缆5外的铜网6通过另一个高压大电流同轴电缆连接结构固定：该操作步骤与上述铜网6的固定的步骤相同。

将第二段同轴电缆5端部的对接管21与第一段同轴电缆5端部的波纹管3通过连接部4连接；从而完成两段高压大电流同轴电缆5的接续，如图8所示。

波纹管3的两端与两段同轴电缆5上的铜网6通过金属部件连接，从而在保证连接处的柔性的同时，还能够保证两段同轴电缆5连接处具有屏蔽层，进而在同轴电缆5通过大电流时，同轴电缆5产生的磁场能够有效地屏蔽在同轴电缆5内，并在同轴电缆5芯线破损时通过波纹管3将泄漏的电流导出。

一种采用上述连接结构将同轴电缆与同轴性负载接续的方法，具体包括以下步骤：

将高压大电流同轴电缆连接结构与同轴电缆5的一端连接；

将同轴电缆5伸出波纹管3的一端与同轴性负载7的电缆连接；连接后测试电缆是否为通路状态。

将波纹管3靠近同轴性负载7的一端通过连接部4与同轴性负载7端部连接，从而完成高压大电流同轴电缆5与同轴性负载7的接续，如图9所示。波纹管3使同轴电缆5和同轴性负载7接续处具有柔性、且具有屏蔽的功能。

本实施例中，波纹管的连接具体包括以下步骤：

将紧固环42设置内螺纹的一端旋入对接管21端部的外螺纹上，环体411一侧与对接管21端面抵接，环体411另一侧与卡接环421的一侧抵接。该连接方式简单、可靠，并便于拆卸，同时波纹管3与对接管21的连接处均采用刚性金属材料，从而能够进一步减小接触电阻。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。