一种中高压连接器的制作方法

1.本发明涉及高速磁悬浮交通技术领域，具体涉及一种中高压连接器。


背景技术：

2.应用于超高速磁悬浮列车的直线电机模组由串接电缆将同相的模组连接供电，每个直线电机模组设置2个供电接口用于与电缆的连接。超高速磁悬浮列车处于低真空运行环境，直线电机模组与电缆需要通过中高电压连接器实现低真空环境下电气连接。
3.目前中高压连接器一般分为直插型和t型连接器，直插型连接器的配合方式为软的插头插入到硬的插座中，密封性效果好，而且直插型连接器的插头中心、插座中心同轴，故节省安装空间；t型连接器的配合方式为软的插头将硬的插座包住，该配合方式因软质结构处于最外侧，故密封性效果不佳，而且其结构为t型结构，电缆与插座中心不在同一条直线上，故所需安装空间更大。在高速磁悬浮领域，作为直线电机模组与电缆的连接件其基本要求为小巧简单、节省空间且保证绝缘，故t型连接器不适于该领域。
4.现有的直插型连接器主要应用于gis开关，作为终端连接器使用，故其不考虑动态性能，因此不具备固定电缆的功能；另外作为gis终端使用的连接器采用螺栓紧固方式将插头固定在插座上，不具备快速可插拔性。因此，需要一种易于快速插拔、具备电缆固定功能、满足高速磁悬浮列车使用要求的中高压连接器。


技术实现要素：

5.针对上述技术问题，本发明提供了一种中高压连接器，用于连接电缆和直线电机模组，采用插拔设计、增加预应力组件，提高操作性，设计固定电缆部，适应动态环境应用需求，可应用于高速磁悬浮列车。
6.本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：
7.一种中高压连接器，包括插座和插头，所述插座浇注在直线电机模组里形成一个内锥腔，所述插头安装在电缆上；所述插头包括金具、应力锥、插头尾管、电缆固定部，所述金具压接电缆的导体端子，所述应力锥固定套装在电缆端部，所述插头尾管、电缆固定部活动套装在电缆上，所述插头尾管内部设置预应力组件，所述预应力组件用于在插头尾管与应力锥之间形成预应力，所述电缆固定部用于将电缆固定在插头尾管里；所述插座和插头组装后，所述插座和插头尾管通过锁紧部锁紧。
8.进一步地，所述预应力组件包括弹簧、内衬管；所述插头尾管一端出口设置限位台阶，另一端内表面沿周向设置一圈卡槽，在限位台阶处依次安装弹簧、内衬管，所述内衬管外表面沿周向设置一圈凸台，在插头尾管卡槽里安装卡环，所述卡环将内衬管凸台限位在插头尾管里；所述应力锥外表面设置一圈台阶，所述内衬管套装在应力锥上、一端接触应力锥台阶。
9.进一步地，所述限位台阶、弹簧之间还包括位移组件，所述位移组件包括两块平行设置的环形板、以及均匀填充在两环形板之间的滚珠，所述位移组件套装在电缆上。
10.进一步地，所述插座包括同轴设置的触座嵌件、法兰嵌件，所述触座嵌件浇注在直线电机模组的电机线圈内部，所述法兰嵌件浇注在直线电机模组外部端口。
11.进一步地，所述法兰嵌件包括第一腔段、第二腔段，所述第一腔段内径小于第二腔段，所述第一腔段外壁面设置一圈凹槽，所述第二腔段部分伸出直线电机模组外部。
12.进一步地，所述插头尾管和法兰嵌件接触端部的外壁面均设有凹槽，通过具有开口的锁紧环卡住。
13.进一步地，所述插头尾管靠近法兰嵌件一端包括导向管，所述导向管为薄壁结构，所述导向管外径与法兰嵌件内径匹配；所述插头尾管与法兰嵌件接触面设置一定倾斜角。
14.进一步地，所述电缆固定部包括电缆固定尾管、压缩电缆环，所述电缆固定尾管活动套装在压缩电缆环上；所述压缩电缆环一端沿周向均匀设置多个开口、形成了多个支脚，另一端限位在电缆固定尾管内部台阶处；所述电缆固定尾管与插头尾管通过螺纹固定。
15.进一步地，所述电缆固定尾管包括第一腔段、第二腔段，所述第一腔段内径大于第二腔段内径形成台阶，所述第一腔段设置外螺纹，所述第二腔段外表面包括多边形凸台；所述压缩电缆环支脚边缘的厚度比根部的厚度要大。
16.进一步地，所述应力锥套装在电缆绝缘层和绝缘屏蔽层的台阶处，所述应力锥靠近金具端面设置凹槽，用于安装止动套；所述金具外表面上装有弹簧环或者表带。
17.本发明与现有技术相比的有益效果：
18.本发明提供了一种中高压连接器，采用预制应力锥与电缆制成组合型插头，将导电端子(触座嵌件)浇注在直线电机模组中，形成内锥型结构作为插座，具有快速可插拔性。在插头上设置预应力组件，减小安装时过大的弹力，插拔方便，同时保证应力锥与插座的内锥腔界面保持恒定压力，防止老化松弛，保证在低真空下界面的气密性。在尾管设置电缆固定部，适应动态环境应用需求。
19.本发明提供的中高压连接器，装配结构简单、应力锥技术成熟；适应低真空环境绝缘要求；节省空间，操作简便。
附图说明
20.所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施例，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
21.图1为本发明具体实施例提供的中高压连接器装配剖面图；
22.图2为本发明具体实施例提供的应力锥结构示意图，(a)为外部视图，(b)为剖视图；
23.图3为本发明具体实施例提供的锁紧环结构示意图；
24.图4为本发明具体实施例提供的电缆固定部结构示意图。
25.其中，上述附图包括以下附图标记：
26.1.触座嵌件、2.法兰嵌件、3.金具、4.止动套、5.应力锥、6.弹簧、7.内衬管、8.卡环、9.位移组件、10.锁紧环、11.电缆固定尾管、12.压缩电缆环、13.插头尾管。
具体实施方式
27.下面对本发明的具体实施例进行详细说明。在下面的描述中，出于解释而非限制性的目的，阐述了具体细节，以帮助全面地理解本发明。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是，也可以在脱离了这些具体细节的其它实施例中实践本发明。
28.在此需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本发明，在附图中仅仅示出了与本发明的方案密切相关的设备结构和/或处理步骤，而省略了与本发明关系不大的其他细节。
29.本发明提供了一种中高压连接器，包括插座和插头，插座浇注在直线电机模组里形成一个内锥腔；插头安装在电缆上，插头包括金具、应力锥、插头尾管、电缆固定部，金具压接电缆的导体端子，应力锥固定套装在电缆端部，插头尾管、电缆固定部活动套装在电缆上，插头尾管上设置预应力组件，预应力组件用于在插头尾管与应力锥之间形成预应力；电缆固定部用于将电缆固定在插头尾管里；插座和插头组装后，插座和插头尾管通过外部锁紧部锁紧。
30.本发明提供了一种应用于高速磁悬浮列车的直线电机模组与电缆进行电器连接的中高压连接器。为了实现电缆与直线电机模组的电气连接功能，本发明将预制应力锥与电缆制成组合型插头，将导电端子(触座嵌件)浇注在直线电机模组中，形成内锥型结构作为插座，实现电缆与直线电机模组中线圈的电气连接；另外，为了提高线上作业效率，本发明连接器采用快速可插拔的形式，代替螺栓紧固的固定方式，同时对插头进行预应力设计，提高插拔易操作性；同时，为了应对在列车运行过程中带来的振动，设置电缆固定结构，使连接器适用于高速动态环境中。
31.作为本发明的一个具体实施例，一种中高压连接器，包括插头和插座，其中，插座包括触座嵌件1、法兰嵌件2，插头包括金具3、止动套4、应力锥5、弹簧6、内衬7、卡环8、位移组件9、锁紧环10、电缆固定尾管11、压缩电缆环12和插头尾管13。插座组件浇注在直线电机模组里，插头组件安装在电缆上，如图1所示。
32.(1)触座嵌件1与法兰嵌件2在制作直线电机模组时与电机线圈一起浇注，从而形成一个内锥腔，方便安装插头组件。触座嵌件1与法兰嵌件2二者是分离的，触座嵌件1浇注在电机线圈内部，法兰嵌件2浇注在直线电机模组外部端口，触座嵌件1与法兰嵌件2同轴。
33.法兰嵌件2包括第一腔段、第二腔段，第一腔段内径小于第二腔段，第一腔段外壁面设置一圈凹槽，便于浇注固定在直线电机模组外部端口处，第二腔段部分伸出直线电机模组外部，便于后续与插头进行定位。
34.(2)按照应力锥5与电缆的组装要求，将电缆头进行处理，然后在电缆的绝缘层和绝缘屏蔽层的台阶处套装应力锥5，电缆的导体端子用金具3压接，形成部分插头组件。
35.当将插头组件插入到插座组件时，应力锥5受到插座组件内腔的挤压产生一定的压缩量，保证此处的密封性，从而实现绝缘要求。优选的，可以根据连接器结构尺寸增加应力锥5壁厚，提高压缩量。
36.当将插头组件插入到插座组件时，金具3与触座嵌件1接触，实现电气连接，金具3外表面上装有弹簧环或者表带，增加与触座嵌件1接触面积，与1触座嵌件接触电阻满足技术要求。
37.应力锥5靠近金具3端面设置凹槽，用于安放止动套4，止动套4位于应力锥5、触座
嵌件1之间，避免插头转动。
38.(3)插头尾管13活动套装在电缆上，插头尾管13与应力锥5之间设置预应力组件，预应力组件包括位移组件9、弹簧6、内衬管7。
39.插头尾管13包括第一圆筒段、第二圆筒段、导向管，第一圆筒段内径小于第二圆筒段内径，在插头尾管13内部形成限位台阶，第一圆筒段设置内螺纹，导向管为薄壁结构，用于引导插头尾管13深入法兰嵌件2。第二圆筒段内表面沿周向设置一圈卡槽，在限位台阶处依次安装位移组件9、弹簧6、内衬管7，内衬管7外表面沿周向设置一圈凸台，在插头尾管卡槽里安装卡环8，卡环8将内衬7凸台限位在插头尾管里，弹簧6一端将内衬7凸台压紧到卡环8上、另一端将位移组件9压紧在限位台阶上。
40.如图2所示，应力锥5外表面设置台阶，靠近金具3端外径较大。内衬管7内径与应力锥5外径匹配，内衬管7套装在应力锥5上、一端抵住应力锥5外表面台阶。内衬管7与应力锥5之间无需固定，内衬管7抵住应力锥5。
41.插头尾管13第一圆筒段、第二圆筒段、导向管一体成型。
42.位移组件9包括两块平行设置的环形板、以及均匀填充在两环形板之间的滚珠，位移组件套装在电缆上，避免插头尾管、电缆固定部安装过程中弹簧6发生转动。
43.通过卡环8将弹簧6进行预压缩，目的是减小在安装时过大的弹力，插头、插座安装时，内衬管7抵触应力锥5向弹簧6施加压力，将电缆插头插入到插座里后，弹簧6将力施加在内衬管7上，然后内衬管7又将该恒力施加在应力锥5上，从而保证应力锥5与插座的内锥腔界面保持恒定压力，防止老化带来的松弛，也保证在低真空下界面的气密性。
44.(4)插头尾管13和法兰嵌件2接触端部的外壁面均设有凹槽，当将插头插入到插座后，插头尾管13上的凹槽和法兰嵌件2的凹槽通过锁紧环10卡住，从而保证插头组件固定在插座组件上。
45.如图3所示，锁紧环10为开口环，内部沿周向设置凹槽，方便从外部直接扣在插头尾管13和法兰嵌件2接触端部的凹槽里，操作简单。法兰嵌件2、插头尾管13外壁面凹槽两侧凸台对锁紧环10起到保护、限位作用。
46.插头尾管13与法兰嵌件2接触面设置一定倾斜角，插头尾管13端部设置有导向管，通过导向管可以保证准确快速插入法兰嵌件2内，在导向管上设置有一定倾斜角的凸台，该倾斜角可以提高凸台的可靠性，防止在运输或者安装过程中把凸台磕碰掉。
47.(5)电缆固定部包括电缆固定尾管11、压缩电缆环12，电缆固定尾管活动套装在压缩电缆环上，如图4所示。电缆固定尾管11包括第一腔段、第二腔段，第一腔段内径大于第二腔段内径形成台阶，第一腔段设置外螺纹，第二腔段外表面包括多边形凸台。压缩电缆环12一端沿周向均匀设置若干开口，另一端限位在在电缆固定尾管11内腔台阶处。
48.压缩电缆环12开口形成了多个支脚，支脚边缘的厚度比根部的厚度要大，使得在电缆固定尾管11在拧入过程中对压缩电缆环12施加压力，可以实现压紧的功能。
49.电缆固定部与插头尾管13通过螺纹配合，电缆固定部拧入插头尾管13内部，在进入过程中，对压缩电缆环12施加压力使得其每个支脚向电缆方向压缩，从而达到固定电缆防止其来回振动的效果。
50.本发明中高压连接器的组装流程包括：
51.(1)组装插头尾管：将位移部件9、弹簧6、内衬管7塞入插头尾管13的内部，然后在
内衬管7上施加压力使弹簧6压缩，当弹簧压缩到露出插头尾管13内的卡槽时，将卡环8卡进卡槽内，此时松开内衬管7，则弹簧6崩开，但是由于卡环8的阻挡，弹簧呈现预压缩状态。
52.(2)组装电缆与插头：将金具3压接至电缆导体端子，依次将电缆固定尾管11、电缆压缩环12和组装好的插头尾管套进电缆，然后按照工艺要求将应力锥5、止动套4套进电缆。
53.(3)组装插头与插座：在进行插头、插座安装时，将插头对准插座的内锥腔，当插头尾管13的导向管插入进法兰嵌件2，且两个界面对准接触后，通过锁紧环10直接扣上，此时内衬管7穿过法兰嵌件2接触应力锥5，将电缆压缩环12、电缆固定尾管11伸入插头尾管13内部，通过电缆固定尾管11与插头尾管13旋转拧紧，将电缆压缩环12压紧电缆，从而完成整个过程的安装。
54.本发明中高压连接器各部件的材料要求分别为：
55.1.触座嵌件为金属件，2.法兰嵌件材料不限，但需保证与浇注用的环氧树脂的粘接性以及机械性能，3.金具为金属件，4.止动套可以为金属件也可以为复合材料，同时也需要保证机械拉力和压力，5.应力锥外部为绝缘橡胶材料，内部的均压为半导电橡胶材料，6.弹簧为金属件，7.内衬管材料不限，需要满足压力的机械性要求，8.卡环材料不限，但需要有一定弹性，同时需要满足在安装时的压力和拉力等应力要求，9.滚珠为金属件，10.锁紧环材料不限，但需要有一定弹性，同时需要满足在安装时的压力和拉力等应力要求，11.压缩电缆环材料不限，但需要一定弹性，12.插头尾管材料不限，但需要满足压力和拉力等机械应力要求。
56.本发明提供的中高压连接器，可以实现电缆振动下的动态绝缘要求，同时具有快速可插拔性；该连接器具有较好的密封性可以实现低真空下的使用场景，解决了高速磁悬浮列车用中高压连接器的动态绝缘问题，同时提高了安装效率。
57.如上针对一种实施例描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施例中使用，和/或与其它实施例中的特征相结合或替代其它实施例中的特征使用。应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤、组件或其组合的存在或附加。
58.这些实施例的许多特征和优点根据该详细描述是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施例的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和改变，因此不是要将本发明的实施例限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改和等同物。
59.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
60.本发明未详细说明部分为本领域技术人员公知技术。

技术特征：
1.一种中高压连接器，其特征在于，包括插座和插头，所述插座浇注在直线电机模组里形成一个内锥腔，所述插头安装在电缆上；所述插头包括金具、应力锥、插头尾管、电缆固定部，所述金具压接电缆的导体端子，所述应力锥固定套装在电缆端部，所述插头尾管、电缆固定部活动套装在电缆上，所述插头尾管内部设置预应力组件，所述预应力组件用于在插头尾管与应力锥之间形成预应力，所述电缆固定部用于将电缆固定在插头尾管里；所述插座和插头组装后，所述插座和插头尾管通过锁紧部锁紧。2.根据权利要求1所述的中高压连接器，其特征在于，所述预应力组件包括弹簧、内衬管；所述插头尾管一端出口设置限位台阶，另一端内表面沿周向设置一圈卡槽，在限位台阶处依次安装弹簧、内衬管，所述内衬管外表面沿周向设置一圈凸台，在插头尾管卡槽里安装卡环，所述卡环将内衬管凸台限位在插头尾管里；所述应力锥外表面设置一圈台阶，所述内衬管套装在应力锥上、一端接触应力锥台阶。3.根据权利要求2所述的中高压连接器，其特征在于，所述限位台阶、弹簧之间还包括位移组件，所述位移组件包括两块平行设置的环形板、以及均匀填充在两环形板之间的滚珠，所述位移组件套装在电缆上。4.根据权利要求1所述的中高压连接器，其特征在于，所述插座包括同轴设置的触座嵌件、法兰嵌件，所述触座嵌件浇注在直线电机模组的电机线圈内部，所述法兰嵌件浇注在直线电机模组外部端口。5.根据权利要求4所述的中高压连接器，其特征在于，所述法兰嵌件包括第一腔段、第二腔段，所述第一腔段内径小于第二腔段，所述第一腔段外壁面设置一圈凹槽，所述第二腔段部分伸出直线电机模组外部。6.根据权利要求4所述的中高压连接器，其特征在于，所述插头尾管和法兰嵌件接触端部的外壁面均设有凹槽，通过具有开口的锁紧环卡住。7.根据权利要求4所述的中高压连接器，其特征在于，所述插头尾管靠近法兰嵌件一端包括导向管，所述导向管为薄壁结构，所述导向管外径与法兰嵌件内径匹配；所述插头尾管与法兰嵌件接触面设置一定倾斜角。8.根据权利要求1所述的中高压连接器，其特征在于，所述电缆固定部包括电缆固定尾管、压缩电缆环，所述电缆固定尾管活动套装在压缩电缆环上；所述压缩电缆环一端沿周向均匀设置多个开口、形成了多个支脚，另一端限位在电缆固定尾管内部台阶处；所述电缆固定尾管与插头尾管通过螺纹固定。9.根据权利要求8所述的中高压连接器，其特征在于，所述电缆固定尾管包括第一腔段、第二腔段，所述第一腔段内径大于第二腔段内径形成台阶，所述第一腔段设置外螺纹，所述第二腔段外表面包括多边形凸台；所述压缩电缆环支脚边缘的厚度比根部的厚度要大。10.根据权利要求1所述的中高压连接器，其特征在于，所述应力锥套装在电缆绝缘层和绝缘屏蔽层的台阶处，所述应力锥靠近金具端面设置凹槽，用于安装止动套；所述金具外表面上装有弹簧环或者表带。

技术总结
本发明提供了一种中高压连接器，包括插座和插头，插座浇注在直线电机模组里形成一个内锥腔，插头安装在电缆上；插头包括金具、应力锥、插头尾管、电缆固定部，金具压接电缆的导体端子，应力锥固定套装在电缆端部，插头尾管、电缆固定部活动套装在电缆上，插头尾管内部设置预应力组件，预应力组件用于在插头尾管与应力锥之间形成预应力，电缆固定部用于将电缆固定在插头尾管里；插座和插头组装后，插座和插头尾管通过锁紧部锁紧。该连接器采用插拔设计、增加预应力组件，提高操作性，设计固定电缆部，适应动态环境应用需求，可应用于高速磁悬浮列车。车。车。


技术研发人员：胡道宇 李秋君 张志华 沈胜兵 胡良辉
受保护的技术使用者：中国航天科工飞航技术研究院（中国航天海鹰机电技术研究院）
技术研发日：2021.12.29
技术公布日：2023/7/13