一种模块化的高压分线器的制作方法

本发明属于高电压与绝缘技术领域，更具体地，涉及一种模块化的高压分线器。

背景技术：

在等离子体等实验领域以及矿井等室外应用场合，通常会出现单台高压电源向多个相同负载供电的情形，其工作电压可达百千伏级，因此其分线节点处的接线端子的绝缘优劣程度对实验及工作安全有着关键的决定因素；此外在室外作业时，由于环境湿度、温差较大，绝缘裕度往往会恶化，空气绝缘往往已经无法满足作业要求。

市面上的分线器工作电压等级一般在10kv左右，并且采用空气绝缘，无法适应于更高电压等级的应用场合，在较为恶劣的室外环境下无法使用；其接线方式多采用进线与出线用紧固螺钉固定在同一块母排上，接线过程相对繁琐，一旦支路数发生变化需要重新拆装螺钉，不仅耗费时间，且在支路数较多的情况下需要更多的螺钉和母排数目，使得分线器非常笨重，因此传统高压分线器的出线数目相对有限；电气连接结构无法保证各个支路对称，因此不同支路间杂散参数的差异对实验研究有较大影响。

技术实现要素：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种模块化的高压分线器，解决现有技术中由于分线器结构导致杂散参数不对称且出线支路数相对有限、接线繁琐、不能在高湿度等恶劣室外环境下使用、以及使用工作电压偏低等技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种模块化的高压分线器，包括：

一个进线紧固结构、多个出线紧固结构和限位固定盖；出线紧固结构以进线紧固结构为中心呈圆周阵列排布；

出线紧固结构设有出线金属排，出线金属排上设有伸出片；进线紧固结构设有进线金属排，出线金属排的伸出片位于进线金属排上方；限位固定盖设有进线孔和出线孔，出线孔数量同出线紧固结构数量相同；出线孔以进线孔为中心呈圆周阵列排布；

进线紧固结构用于固定进线芯线，出线紧固结构用于固定出线芯线；

限位固定盖同时与进线紧固结构和出线紧固结构嵌套配合，使出线紧固结构的出线金属排与进线紧固结构的进线金属排紧密接触，实现进线芯线与出线芯线的连接；同时进线圆孔内壁与进线绝缘外皮嵌套配合，出线孔与出线绝缘外皮嵌套配合，起到对出线和进线限位的作用。

优选地，进线紧固结构还包括进线限位底座和进线芯线旋紧盖；

进线金属排设有同轴线的第一紧固爪，第一紧固爪内壁用于与进线芯线外壁嵌套配合；

进线限位底座设有同轴线的第二紧固爪，第二紧固爪内壁与第一紧固爪外壁嵌套配合；

第二紧固爪外部设有螺纹，进线芯线旋紧盖内壁设有螺纹，进线芯线旋紧盖内壁螺纹与第二紧固爪外部螺纹配合，使第二紧固爪向内收拢，进而使第一紧固爪收拢，固定进线芯线。

优选地，出线紧固结构还包括出线限位底座以及出线芯线旋紧盖；

出线金属排还设有同轴线的第三紧固爪，第三紧固爪内壁用于出线芯线外壁嵌套配合；

出线限位底座设有同轴线的第四紧固爪，第四紧固爪内壁与第三紧固爪外壁嵌套配合；

第四紧固爪外部设有螺纹，出线芯线旋紧盖内壁设有螺纹，出线芯线旋紧盖内壁螺纹与第四紧固爪外部螺纹配合，使第四紧固爪向内收拢，进而使第三紧固爪收拢，固定出线芯线。

优选地，第一紧固爪末端和第三紧固爪末端均呈圆弧状，用于避免产生尖端，保证绝缘预度。

优选地，高压分线器还包括油桶和位于油桶上方的绝缘支撑台，绝缘支撑台用于支撑进线紧固结构和出线紧固结构，油桶盛放有绝缘油，使进线紧固结构和出线紧固结构浸于绝缘油中。

优选地，高压分线器还包括进线防水夹紧接头，进线防水夹紧接头包括由外到内依次嵌套放置的进线防水旋紧盖、进线收紧头以及进线密封层；

进线密封层内壁与进线绝缘外皮嵌套配合，进线收紧头头部设有第一夹紧爪，第一夹紧爪内壁与进线密封层外壁配合，进线收紧头尾部设有外螺纹，进线防水旋紧盖设有内螺纹，且进线防水旋紧盖呈锥形，进线收紧头尾部外螺纹与进线防水旋紧盖内螺纹配合，使第一夹紧爪收拢。

优选地，高压分线器还包括出线防水夹紧接头，进线防水夹紧接头位于油桶顶盖的中心，出线防水夹紧接头以进线防水夹紧接头为中心呈圆周阵列排布，进线防水夹紧接头结构和出线防水夹紧接头结构相同。

优选地，油桶还设有绝缘油观察柱，用于观察绝缘油的状态。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明提供的高压分线结构，进线紧固结构和出线紧固结构呈圆周对称排列，保证每个支路杂散参数基本相同，且根据实际出线支路数灵活选择出线即插式铜排个数，在不同出线支路数的情况下也可以保证各支路杂散参数基本相同，适应于对杂散参数有严格要求的实验领域。

2、本发明提供的高压分线结构中进/出线紧固结构，通过旋紧进/出线芯线旋紧盖来使进/出线限位底座内紧固爪收拢，进而使进/出金属排内紧固爪收拢，使得进/出金属排内紧固爪与进/出线芯线可靠接触，使得进/出线芯线免于焊接或者螺栓连接，简化接线步骤。

3、本发明提供的高压分线结构中新式进/出防水夹紧接头，可适用于外直径30mm以上不同规格的百千伏级低电流直流高压电缆并保持密封，适应于室外高湿度环境或有防水要求的作业领域。

4、本发明提供的高压分线结构采用油浸式绝缘结构，并提供在线检测绝缘油品质的观测柱，可适用于百千伏级直流高压供电系统的分线用途，并提供可靠的绝缘。

附图说明

图1为本发明提供的模块化的高压分线器的剖面结构图；

图2为本发明提供的模块化的高压分线器中高压进/出线防水夹紧接头部分的安装示意图。

图3为本发明提供的模块化的高压分线器中进线紧固结构的安装示意图；

图4为本发明提供的模块化的高压分线器中进/出线限位底座的剖面结构图；

图5为本发明提供的模块化的高压分线器中进/出线紧固结构的安装示意图；

图6为本发明提供的模块化的高压分线器中进/出线金属排的安装示意图；

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为防水旋紧盖、2为密封层、3为收紧头、4为限位固定盖限位孔、5为顶盖、6为限位固定盖、7为进线金属排、8为进线限位底座、9为出线金属排、10为出线限位底座、11a为进线芯线旋紧盖、11b为出线芯线旋紧盖、12为绝缘支撑台、13为油桶、14为绝缘油观察柱。

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，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本发明提供的模块化的高压分线器包括防水旋紧盖1、密封层2、收紧头3、限位固定盖限位孔4、顶盖5、限位固定盖6、进线金属排7、进线限位底座8、出线金属排9、出线限位底座10、进线芯线旋紧盖11a、出线芯线旋紧盖11b、绝缘支撑台12、油桶13、绝缘油观察柱14。

其中，进线防水夹紧接头位于油桶顶盖的中心，出线防水夹紧接头位于进线防水夹紧接头四周；且进线防水夹紧接头结构和出线防水夹紧接头结构相同。顶盖与进线防水夹紧接头的接口处、出线防水夹紧接头的接口处存在一定角度，在保证操作空间的同时尽可能缩小分线器体积。

以进线防水夹紧接头为例描述其详细结构。如图2所示，进线防水夹紧接头包括由外到内依次嵌套放置的进线防水旋紧盖1、进线收紧头3以及进线密封层2；进线密封层2内壁与进线电缆绝缘外皮嵌套配合，进线收紧头3的头部设有第一夹紧爪，进线收紧头3的尾部设有外螺纹，第一夹紧爪内壁与进线密封层外壁嵌套配合，进线防水旋紧盖1设有内螺纹，且进线防水旋紧盖呈锥形，进线收紧头3尾部外螺纹与进线防水旋紧盖1内螺纹配合，使第一夹紧爪收拢。采用内锥形进线防水旋紧盖和具有第一夹紧爪的进线收紧头3结构，便于安装高压进线电缆，利用进线密封层实现进线防水夹紧接头的密封，通过旋转防水旋紧盖，逐步施加压力，改变收紧头的松紧角度，进而改变橡胶层的收紧程度，适应于不同线径的高压电缆。可适用于直径30mm以上的百千伏级低电流直流高压电缆并保持密封，适应于室外高湿度环境或有防水要求的作业领域。

进线金属排7、进线限位底座8以及进线芯线旋紧盖11a构成进线紧固结构，图3为本发明提供的进线紧固结构的安装示意图；进线金属排7设有第一紧固爪和与第一紧固爪同轴设置的圆盘，第一紧固爪末端呈圆弧形，在夹紧芯线的同时，可以避免产生尖端，保证绝缘预度。进线限位底座8设有呈圆筒状的外壁和与外壁同轴设置的第二紧固爪，进线芯线旋紧盖内壁设有螺纹，第二紧固爪外部设有螺纹。第一紧固爪内壁用于与进线电缆芯线嵌套配合，第二紧固爪内壁与第一紧固爪外壁嵌套配合，进线芯线旋紧盖内壁螺纹与第二紧固爪外部螺纹配合，使第二紧固爪向内收拢，进而使第一紧固爪收拢，固定进线电缆芯线。

出线金属排9、出线限位底座10以及出线芯线旋紧盖11b构成出线紧固结构，出线金属排9设有第三紧固爪和与第三紧固爪同轴设置的圆盘，圆盘上一端设有伸出片，第三紧固爪末端呈圆弧形，在夹紧芯线的同时，可以避免产生尖端，保证绝缘预度。出线限位底座10设有外壁和与外壁同轴设置的第四紧固爪，外壁截面呈扇形，出线芯线旋紧盖内壁设有螺纹，第四紧固爪外壁设有螺纹。第三紧固爪内壁用于与出线电缆芯线嵌套配合，第四紧固爪内壁与第三紧固爪外壁嵌套配合，出线芯线旋紧盖内壁螺纹与第四紧固爪外部螺纹配合，使第四紧固爪向内收拢，进而使第二紧固爪收拢，固定出线电缆芯线。

图4为本发明提供的模块化的高压分线器中进/出线限位底座的剖面结构图；进线限位底座设置有第二紧固爪和与第二紧固爪同轴设置的外壁，外壁呈圆筒状。出线限位底座设置有第四紧固爪和外壁，外壁呈扇形。

图5为本发明提供的模块化的高压分线器中进/出线紧固结构的安装示意图；进线紧固结构位于中间，出线紧固结构以进线紧固结构为中心呈圆周排列，出线紧固结构中出线限位底座呈扇形，与呈圆柱状的进线限位底座外壁配合，构成圆盘状。高压分线器中进/出线金属排的安装示意图如图6所示，出线金属排上设置的伸出片放置于进线金属排圆盘结构片上，限位固定盖6呈圆柱状，限位固定盖设有进线孔和出线孔，进线孔与进线绝缘外皮嵌套配合，出线孔和出线绝缘外皮嵌套配合，进线芯线由第一紧固爪固定，出线芯线由第三紧固爪固定，可以进一步固定进线和出线。限位固定盖6套于进线紧固结构和出线紧固结构构成的圆盘状结构上部，使进线紧固结构和出现紧固结构连接成一体，形成即插式分线模块，使出线紧固结构的出线金属排与进线紧固结构的进线金属排紧密接触，而进线金属排与进线电缆芯线接触，出线金属排与出线电缆芯线接触，实现高压电缆一分多。

本发明提供的高压分线器可通过旋转进/出线芯线旋紧盖11a/11b，逐步施加压力，改变进/出线即插式铜排的弯曲角度，使得在不同直径的电缆芯线情况下，铜排均可以和芯线保持可靠接触。可以根据出线支路的数目，选择需用的出线模块数，无需重新焊接线头，简化分线步骤。出线紧固结构以进线紧固结构为中心呈圆周阵列排布，可以在多种不同支路数的情况下实现完全对称的分线电连接结构，确保各个指路的杂散参数基本相同。

上述进线紧固结构和出线紧固结构位于绝缘支撑台12之上，绝缘支撑台12位于油桶13内，油桶13内盛放有绝缘油，使进线结构和出线结构浸于绝缘油中。油桶还设有绝缘油观察柱，用于观察绝缘油的状态,绝缘油的状态包括绝缘油质量和体积，在密闭的腔内注入绝缘油实现油浸式绝缘，满足百千伏级的绝缘要求。设置绝缘油观测柱，根据油水分层原理，观察并确保绝缘油的绝缘品质。

本发明提供的高压分线器实施例，高压分线器包括高压进/出线防水夹紧接头、即插式分线模块以及分线器主体。

高压进/出线防水夹紧接头，用于夹紧高压电缆，起到密闭防水的作用。该部分由防水旋紧盖1、橡胶层2和收紧头3组成。防水旋紧盖和收紧头均选用abs塑料材质，橡胶层选用2mm厚度的橡胶垫，粘接在收紧头内侧，用于在分线器电缆进/出口处提供可靠的密闭条件；

即插式分线模块，用于实现免焊接的即插式接线方法，并且多种支路数组合的情况下可以实现完全对称的分线结构。该部分由限位固定盖6、进/出线即插式铜排7/9、进/出线限位底座8/10和进/出线芯线旋紧盖11a/11b组成。进/出线即插式铜排下端紧固爪伸入进/出线限位底座的收紧头内，进线即插式铜排置于整个结构的圆心位置，出线即插式铜排沿圆周对称分布在进线即插式铜排周围，使出线即插式铜排的伸出片叠放在进线即插式铜排上部，限位固定盖通过限位孔4固定在进/出线即插式铜排上方，负责压紧铜排，使得进出线铜排可靠接触；芯线旋紧盖选用abs塑料材质，限位固定盖和进/出线限位底座8/10选用尼龙材料材质。

分线器主体，用于油浸式绝缘结构的实现，并且提供绝缘油的观察窗口。该部分由顶盖5、绝缘支撑台12、油桶13和绝缘油观测柱14组成。绝缘支撑台12负责将即插式分线模块支撑起来，并同油桶13保持足够的绝缘高度，绝缘油观测柱利用连通器以及油水分层原理，提供在线检测绝缘油品质的窗口。顶盖和桶身选用高强度abs塑料制成，绝缘支撑台选用尼龙或环氧等绝缘材质，绝缘油观测柱选用有机玻璃管制成。

使用时，先根据出线电缆数选择相应的出线即插式铜片数目，多余的铜片从分线器中取出，先将进线高压电缆插入防水夹紧接头，防水夹紧接头结构如图2所示；再将芯线从电缆绝缘外皮中剥离出来后依次插入限位固定盖6、进线即插式铜片7中，并旋紧进线限位底座8对应的出线芯线旋紧盖11a，如图3所示，使得铜片与高压电缆芯线可靠接触；之后再利用出线防水夹紧接头固定n路出线高压电缆，同样得依次插入限位固定盖6、出线即插式铜片9中，并旋紧出线限位底座10中对应的出线芯线旋紧盖11b。之后完成进线/出线即插式铜片和限位底座之间、限位固定盖和限位底座之间、限位底座同绝缘支撑台之间的固定，如图5所示；向筒身注入绝缘油之后盖好顶盖，最后旋紧防水夹紧接头，确保橡胶层和电缆线绝缘层之间的可靠密封。

本领域的技术人员容易理解，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，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。