CN105703318B - 电力缆线用聚合物连接部 - Google Patents

Abstract

本发明提供与使用瓷质的绝缘子的情况相比更轻、即使在以水平的姿势使用的情况下也能够发挥要维持其姿势的自立性的电力缆线用聚合物连接部，电力缆线用聚合物连接部(1)包括具有缆线插孔(2a、2b)的聚合物绝缘管(2)，剥线处理后的电力缆线(100)的端部(101)插进该缆线插孔(2a、2b)，聚合物绝缘管(2)包括：由聚合物类材料形成的绝缘体(20)；在绝缘体(20)的内周面以与电力缆线(100)的端部相对的方式埋设的金属制的埋入管(21)；和主要由聚合物类材料形成、覆盖埋入管(21)的外周面的第二半导电部(23B)。

Description

电力缆线用聚合物连接部

技术领域

本发明涉及使用聚合物绝缘管的电力缆线用聚合物连接部。

背景技术

现有的绝缘子型的自立型干式终端连接部中，因为瓷质的绝缘子比较重，所以提案有与瓷质的绝缘子相比能够实现轻量化的自立型干式终端连接部(例如，参照专利文献1。)。

该自立型干式终端连接部包括橡胶制的绝缘层和自立用树脂管，该橡胶制的绝缘层具备被插进缆线的端部侧的缆线插孔，具有挠性，该自立用树脂管在绝缘层的厚壁的中间内部向轴线方向延伸，与绝缘层一体地设置，具有电绝缘性和刚性。

根据该结构，能够通过使用轻量的橡胶制的绝缘层和使用树脂管作为芯材，实现终端连接部的轻量化。此外，通过使用树脂管作为芯材，能够发挥要维持垂直的起立姿势的自立性。因此，向电线杆的设置工作容易进行。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5060800号公报

发明内容

发明所要解决的问题

但是，根据现有的自立型干式终端连接部，作为芯材的自立用树脂管为树脂制的，因此在以水平的姿势使用该连接部的情况下，不能凭自身保持水平的姿势，前端侧会下垂，因此树脂管作为芯材还有所欠缺。

因此，本发明的目的在于，提供一种电力缆线用聚合物连接部，其与使用瓷质的绝缘子的情况相比更轻，即使在以水平的姿势使用的情况下也能够发挥要维持其姿势的自立性。

用于解决问题的方式

为了解决上述问题，本发明提供一种电力缆线用聚合物连接部，其包括具有缆线插孔的聚合物绝缘管，剥线处理后的电力缆线的端部插进该缆线插孔，上述聚合物绝缘管包括：由聚合物类材料形成的绝缘体；在上述绝缘体的内周面以与上述电力缆线的端部相对的方式埋设的金属制的埋入管；和主要由聚合物类材料形成、覆盖上述埋入管的外周面的半导电部。

在上述结构中，还可以进一步包括：以使安装在其它部件的安装面从上述绝缘体露出的方式埋设在上述绝缘体的外周面侧的金属制的埋入凸缘；和主要由聚合物类材料形成、覆盖上述埋设凸缘的未从上述绝缘体露出的表面的半导电部。

发明的效果

根据本发明，与使用瓷质的绝缘子的情况相比更轻，即使在以水平的姿势使用的情况下也能够发挥要维持其姿势的自立性。

附图说明

图1是表示本发明的第一实施方式的电力缆线用聚合物连接部的结构例的纵截面图。

图2是图1所示的电力缆线的横截面图。

图3是表示本发明的第二实施方式的车辆间连接部的结构例的主要部分正面图。

符号说明

1、1A、1B 电力缆线用聚合物连接部

2 聚合物绝缘管

2a 第一缆线插孔

2b 第二缆线插孔

3 保护金属配件

4 导体连接棒

4a 连接孔

4b 外螺纹

5 固定端子

5a 插通孔

5b 连接孔

6 高压遮护件

7 防水处理部

8 电线

9 罩

20 绝缘体

20a 伞部

21 埋入管

22 埋入凸缘

22a 圆筒部

22b 凸肩部

22c 安装面

22d 内螺纹

23A 第一半导电部

23B 第二半导电部

23C 第三半导电部

30 螺栓

40 螺母

100 电力缆线

120 导体

130 内部半导电层

140 绝缘层

150 外部半导电层

170 遮蔽层

171 金属线

180 紧固带层

181 紧固带

190 护套层

200A、200B 铁道车辆

201A、201B 壳体

A 插进方向

B 后端侧(相反侧)

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，各图中，对实质上具有相同功能的构成要素，标注相同的附图标记，省略其重复的说明。

(第一实施方式)

图1是表示本发明的第一实施方式的电力缆线用聚合物连接部的结构例的纵截面图。图2是图1的电力缆线的横截面图。

该电力缆线用聚合物连接部1包括：聚合物绝缘管2，其主要由聚合物类材料(绝缘性高分子材料)形成，具有被插进剥线处理后的电力缆线100的端部101的缆线插孔2a、2b；保护聚合物绝缘管2的后端侧(与插进方向A相反侧)B的保护金属配件3；与电力缆线100的导体120连接的导体连接棒4；安装导体连接棒4的固定端子5；经由固定端子5与导体连接棒4连接的高压遮护件6；和将保护金属配件3与电力缆线100之间密封的防水处理部7。

(聚合物绝缘管的结构)

聚合物绝缘管2包括：由聚合物类材料形成的具有挠性的绝缘体20；在绝缘体20的内周面以与电力缆线100的端部101的绝缘层140相对的方式埋设的作为增强部件或芯材的金属制的埋入管21；在绝缘体20的外周面侧埋设的作为增强部件或芯材的金属制的埋入凸缘22；缓和电力缆线100的端部101的电场的第一半导电部23A；缓和埋入管21的电场的第二半导电部23B；和缓和埋入凸缘22的电场的第三半导电部23C。此外，构成聚合物绝缘管2的绝缘体20、埋入管21、埋入凸缘22和第一至第三半导电部23A～23C在工厂利用模具一体成型。此处，绝缘体20和第一至第三半导电部23A～23C是绝缘保护层的一个例子。

在绝缘体20的外周，设置一定的间隔地形成有多个伞部20a。绝缘体20由作为聚合物类材料的例如硅橡胶、二元乙丙橡胶(EPM)、三元乙丙橡胶(EPDM)等形成。

绝缘保护层的与插进方向A相反侧B的第一缆线插孔2a在被插进电力缆线100的端部101之前具有比电力缆线100的端部101、即绝缘层140的外径D₁小的内径，在被插进电力缆线100的绝缘层140时与绝缘层140密合。

埋入管21例如由黄铜、铝合金等金属形成。此外，埋入管21例如具有外径30～50mm、厚度2～5mm。为了容易插进电力缆线100，埋入管21具有内径D₂比绝缘层140的外径大的第二缆线插孔2b。因为利用第二半导电部23B覆盖埋入管21的外周面，所以作为埋入管21能够使用市售的管。另外，通过使埋入管21的外周面成为光滑面(例如，算数平均粗糙度Ra为6.3μm以下)，也能够省略第二半导电部23B。

此外，埋入管21具有插进方向A的端部从绝缘体20在缆线轴向上露出的部分21a，该露出部分21a与作为连接部件的高压遮护件6连接，该高压遮护件6经由固定端子5和导体连接棒4与电力缆线100的导体120连接。由此，埋入管21发挥遮护效果。即，在绝缘体20的内周面不埋设埋入管21的结构的情况下，为了抑制绝缘破坏，需要利用具有绝缘性的复合物(Compound)填埋与电力缆线100的绝缘层140之间的空间。另一方面，在本实施方式中，在绝缘体20的内周面埋设埋入管21，将该埋入管21与电力缆线100的导体120连接，因此埋入管21与绝缘层140之间的空间成为闭合的空间，不需要利用复合物在埋入管21与绝缘层140之间进行填埋。

埋入凸缘22包括具有圆筒状的形状的圆筒部22a和在圆筒部22a的外周面遍及全周地设置的凸肩部22b。埋入凸缘22以使安装在其它部件的安装面22c从绝缘体20露出的方式埋设在绝缘体20的外周面侧。在该安装面22c形成有内螺纹22d，构成为能够利用螺栓30将埋入凸缘22安装在壳体等。这样的埋入凸缘22例如由黄铜、铝合金等金属形成，在使用时接地。

第一至第三半导电部23A～23C主要由聚合物类材料形成。即，第一至第三半导电部23A～23C通过对在作为聚合物类材料的例如硅橡胶、EPM、EPDM等中分散碳等导电性粉末而具有导电性的材料进行挤压成形而形成。

第一半导电部23A在被插进电力缆线100的端部101之前具有比绝缘层140的外径D₁小的外径。第二半导电部23B除了插进方向A侧的端部以外覆盖埋入管21的外周面。第三半导电部23C覆盖埋入凸缘22的未从绝缘体20露出的表面。

(其它结构)

保护金属配件3例如由黄铜、铝合金等金属形成，构成为能够通过螺栓30将电力缆线用聚合物连接部1安装在后述的壳体201A、201B。

导体连接棒4在后端侧形成有连接孔4a，在前端侧形成有外螺纹4b。通过将电力缆线100的导体120插入导体连接棒4的连接孔4a，对导体连接棒4的后端侧进行铆接，连接孔4a缩径，导体连接棒4与电力缆线100的导体120连接。

固定端子5形成有用于使导体连接棒4插通的插通孔5a和连接电线的连接孔5b。固定端子5通过使导体连接棒4在插通孔5a插通、将螺母40连结于外螺纹4b而安装在导体连接棒4。

高压遮护件6具有覆盖导体连接棒4的周围的圆筒状，由金属形成。高压遮护件6将埋入管21与固定端子5连接，遮护导体连接棒4。

防水处理部7通过缠绕耐水性良好的部件、例如带粘接层的聚乙烯胶带和环氧胶带等而形成。

(电力缆线的结构)

电力缆线100包括由绞线构成的导体120、在导体120的外周形成的内部半导电层130、在内部半导电层130的外周形成的绝缘层140、在绝缘层140的外周形成的外部半导电层150、在外部半导电层150的外周缠绕金属线171而形成的遮蔽层170、在遮蔽层170的外周缠绕紧固带181而形成的紧固带层180和在紧固带层180的外周形成的护套层190而构成。

导体120通过将多根线料绞合而形成。作为线料，例如能够使用镀锡软铜线等线材。导体120例如输送7000V以上的高电压。

内部半导电层130和外部半导电层150是为了缓和电场的集中而设置的，主要由聚合物类材料构成，例如通过对在乙丙橡胶、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)树脂、丁基橡胶等橡胶中分散碳等导电性粉末而具有导电性的材料进行挤压成形而形成。

绝缘层140例如通过对乙丙橡胶、氯乙烯、交联聚乙烯、硅橡胶、氟类材料等材料进行挤压成形而形成。

遮蔽层170通过在外部半导电层150的外周将金属线171沿缆线轴向螺旋状地缠绕而形成。遮蔽层170在使用时接地。

紧固带层180通过在遮蔽层170的外周将紧固带181沿缆线轴向螺旋状地重复缠绕而形成。紧固带181例如能够使用厚度0.03～0.5mm、宽度50～90mm的由塑料或人造丝构成的带。

护套层190例如通过对在天然橡胶、丁基橡胶、卤化丁基橡胶、乙丙橡胶、氯丁二烯橡胶、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁腈橡胶、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯、表氯醇橡胶、丙烯酸橡胶、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、无卤聚烯烃弹性体等橡胶中添加交联剂等而得到的材料进行挤压成形而形成。

(第一实施方式的作用、效果)

根据本实施方式，能够获得以下的作用、效果。

(1)因为使用比瓷轻的聚合物类材料作为绝缘体，使用厚度薄的埋入管21作为增强部件，所以本电力缆线用聚合物连接部1与使用瓷质的绝缘子的情况相比更轻。

(2)因为在绝缘体20的内周面埋设有金属制的埋入管21，所以即使以水平的姿势使用本电力缆线用聚合物连接部1的情况下，也能够发挥要维持水平的姿势的自立性。

(3)因为不仅埋设有埋入管21，而且在绝缘体20的外周面侧埋设有金属制的埋入凸缘22，所以即使在以水平的姿势使用本电力缆线用聚合物连接部1的情况下，也能够进一步发挥要维持水平的姿势的自立性。

(4)因为利用第二半导电部23B覆盖埋入管21的外周面，所以即使在埋入管21的外周面存在损伤，也能够缓和其引起的电场的集中。

(5)因为利用第三半导电部23C覆盖埋入凸缘22的从绝缘体20露出的表面以外的表面，所以即使在埋入凸缘22的表面存在损伤，也能够缓和其引起的电场的集中。

(6)因为将埋入管21与电力缆线100的导体120连接，所以埋入管21与绝缘层140之间的空间成为闭合的空间，不需要在埋入管21与绝缘层140之间填埋复合物。

(第二实施方式)

图3是表示本发明的第二实施方式的车辆间连接部的一个例子的主要部分正面图。车辆间连接部是应用了第一实施方式的电力缆线用聚合物连接部的部件，包括：在设置于一个铁道车辆200A的顶面的壳体201A上安装的电力缆线用聚合物连接部1A；在设置于另一个铁道车辆200B的顶面的壳体201B上安装的电力缆线用聚合物连接部1B；连接两个电力缆线用聚合物连接部1A、1B的具有挠性的电线8；和覆盖电力缆线用聚合物连接部1A、1B的导体连接部4、固定端子5以及高压遮护件6的绝缘性的罩9。

电力缆线用聚合物连接部1A、1B在壳体201A、201B上的安装如图1所示那样，通过将螺栓30与保护金属配件3一起紧拧在埋入凸缘22的内螺纹22b而进行。

电力缆线用聚合物连接部1A、1B间的连接通过将电线8的导体安装在各个固定端子5而进行。

(第二实施方式的作用、效果)

根据本实施方式，能够获得以下的作用、效果。

(1)作为电力缆线用聚合物连接部1A、1B，在绝缘体20的内周面埋设有金属制的埋入管21，在绝缘体20的外周面侧埋设有金属制的埋入凸缘22，因此即使使电力缆线用聚合物连接部1A、1B成为水平的姿势，前端侧也几乎不垂下，因此能够以水平的姿势使用电力缆线用聚合物连接部1A、1B。

(2)因为利用具有挠性的电线8将电力缆线用聚合物连接部1A、1B间连接，所以即使在铁道车辆200A、200B拐弯时也能够跟上。

另外，本发明的实施方式并不限定于上述实施方式，能够为各种实施方式。例如，在上述实施方式中，对缆线线路的终端连接部进行了说明，不过本发明还能够应用于缆线线路的中间连接部。

此外，上述第二实施方式对以水平的姿势使用的情况进行了说明，不过本发明还能够应用于以垂直的姿势使用的情况。

此外，在不改变本发明的主旨的范围内，能够省略和/或改变上述实施方式的构成要素的一部分。例如，在上述实施方式中，还能够通过使埋入管21的外周面成为光滑面或镜面而省略第二半导电部23B。此外，在上述实施方式中，还能够通过使埋入凸缘22的表面成为光滑面或镜面而省略第三半导电部23C。

Claims (7)

1.一种电力缆线用聚合物连接部，其特征在于：

包括具有第一缆线插孔的聚合物绝缘管，剥线处理后的电力缆线的端部插进该第一缆线插孔，

所述聚合物绝缘管包括：

由聚合物类材料形成的绝缘体；

在所述绝缘体的内周面以与所述电力缆线的端部相对的方式埋设的金属制的埋入管；和

主要由聚合物类材料形成、覆盖所述埋入管的外周面的半导电部，

所述电力缆线用聚合物连接部设置于铁道车辆的顶面，并且以非垂直起立姿势使用，

所述埋入管具有从其一端向其另一端贯通的第二缆线插孔，

所述剥线处理后的电力缆线的端部从所述第二缆线插孔的所述一端向所述第二缆线插孔的所述另一端插进，

所述埋入管具有从所述绝缘体在缆线轴向上露出的部分，该露出的部分经由连接部件从所述另一端与所述剥线处理后的电力缆线的端部连接。

2.如权利要求1所述的电力缆线用聚合物连接部，其特征在于，还包括：

以使安装在其它部件的安装面从所述绝缘体露出的方式埋设在所述绝缘体的外周面侧的金属制的埋入凸缘；和

主要由聚合物类材料形成、覆盖所述埋设凸缘的未从所述绝缘体露出的表面的半导电部。

3.如权利要求1或2所述的电力缆线用聚合物连接部，其特征在于：所述电力缆线用聚合物连接部以水平姿势使用，

所述埋入管的厚度为2～5mm。

4.如权利要求1或2所述的电力缆线用聚合物连接部，其特征在于：

所述聚合物绝缘管具有绝缘保护层，该绝缘保护层具有第一缆线插孔，该第一缆线插孔在被插进所述电力缆线的端部之前具有比所述电力缆线的端部的外径小的内径，在被插进所述电力缆线的端部时与所述电力缆线的端部密合，

所述金属制的埋入管在所述绝缘保护层的比所述第一缆线插孔更靠插进侧的内周面以与所述电力缆线的端部相对的方式埋设，所述金属制的埋入管具有内径比所述电力缆线的端部的外径大的第二缆线插孔。

5.如权利要求1或2所述的电力缆线用聚合物连接部，其特征在于：

所述埋入管的外周面的算数平均粗糙度Ra为6.3μm以下。

6.如权利要求1或2所述的电力缆线用聚合物连接部，其特征在于：

所述电力缆线包括由绞线构成的导体、在所述导体的外周形成的内部半导电层、在所述内部半导电层的外周形成的绝缘层、在所述绝缘层的外周形成的外部半导电层、在所述外部半导电层的外周缠绕金属线而形成的遮蔽层、在所述遮蔽层的外周缠绕紧固带而形成的紧固带层和在所述紧固带层的外周形成的护套层。

7.一种具有权利要求1～6中任一项所述的电力缆线用聚合物连接部的铁道车辆。