CN113906639A - 用于母线的电气连接器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于将母线连接到柔性导体的电气连接器，该电气连接器包括管状导电体，该管状导电体具有第一端和第二相对端，该第一端适于可锁定地接收柔性导体的端部，该第二相对端适于将母线的端部与其安装在一起。电气连接器还设置有至少一个弹性元件，该至少一个弹性元件与管状体的第二端和母线的对应端可操作地安装在一起，用于保持母线和管状体连接在一起。

Description

用于母线的电气连接器

技术领域

本发明总体上涉及母线，并且更具体地，涉及用于将母线连接到柔性导体的电气连接器，并且还涉及用于将母线连接在一起的母线连接器。

背景技术

在各种电气装置中，柔性电缆通常用于将母线连接在一起。通常，柔性电缆被压接，以在每个末端形成压接接头，并且每个压接接头被螺栓连接在相应的母线末端上。

当压接接头未方便地压接和/或未正确地螺栓连接到母线上时，压接接头可能过早地损坏，并且甚至可能导致火灾。

因此，期望提供一种用于将母线连接到柔性导体的改进的电气装置，其将减少现有技术的上述缺点。

发明内容

因此，提供了一种用于将母线连接到柔性导体的电气连接器。该电气连接器具有管状导电体，该管状导电体具有第一端和第二相对端，该第一端适于可锁定地接收柔性导体的端部，该第二相对端适于将母线的端部与其安装在一起。电气连接器还设置有一个或更多个弹性元件，该一个或更多个弹性元件与管状体的第二端和母线的对应端可操作地安装在一起，用于保持母线和管状体连接在一起。

在一个实施例中，母线具有纵向附接到母线的对应端的细长母线适配器。

在一个实施例中，管状体的第一端设置有穿过其中的径向孔眼，用于将锁定元件接收在其中。锁定元件压靠柔性导体的端部，以用于将柔性导体锁定在管状体中。

在一个实施例中，电气连接器进一步设置有用于包围管状导电体的隔离体。

在一个实施例中，管状体的第一端具有适于适配地接收柔性导体的端部的内部管状表面。

在一个实施例中，管状体的第一端具有外部径向表面，该外部径向表面限定了与柔性导体的端部的对应径向表面协作的邻接表面，以用于将柔性导体定位在管状体中。

在一个实施例中，管状体的第二端具有内部管状表面，该内部管状表面在其周围设置有用于将弹性元件安装在其中的内部凹槽，该内部表面进一步适于适配地接收母线的对应端。

在一个实施例中，母线的对应端在其周围设置有内部凹槽，用于在母线安装到管状体中时将弹性元件的一部分接收在其中。

在一个实施例中，管状体的第二端的内部管状表面设置有止动凸缘，该止动凸缘提供了用于将母线的对应端与其安装在一起的邻接表面。

在一个实施例中，母线的对应端设置有倾斜边缘。

在一个实施例中，弹性元件包括弹性环。

根据另一方面，在一个实施例中，母线的对应端设置有内部连接孔口。电气连接器进一步具有导电连接销，该导电连接销具有安装到管状导电体的第二端的安装主体。连接销从导电体向外突出，用于配合插入到母线的连接孔口中。连接销进一步具有适于在其中接收弹性元件的狭槽。

在一个实施例中，管状体的第二端具有适于适配地接收连接销的安装主体的内部管状表面。

在一个实施例中，管状体的第二端的内部管状表面设置有止动凸缘，该止动凸缘提供了用于安装连接销的安装主体的邻接表面。

在一个实施例中，管状体的第二端的内部管状表面设置有平坦表面。连接销的安装主体具有对应的平坦表面，该对应的平坦表面与管状体的第二端的平坦表面配合，用于防止连接销在管状体内旋转。

在一个实施例中，连接销的安装主体具有朝向导电体的第一端突出的纵向突出元件。柔性导体的端部可固定地抵靠连接销的纵向突出元件。

在一个实施例中，安装主体具有径向端表面，该径向端表面适于使柔性导体的端部抵靠该径向端表面安装。

根据又一方面，还提供了一种用于将第一母线和第二母线连接在一起的母线连接器。母线连接器具有如先前所述的第一和第二电气连接器，第一和第二电气连接器通过柔性导体连接在一起。

附图说明

为了容易理解本发明，在附图中通过示例的方式示出了本发明的实施例。

图1是根据一个实施例的电气装置的透视正视图，示出了用于母线的第一组和第二组电气连接器；

图2是图1所示的第一组电气连接器的部分分解透视图；

图3是图1所示的第一组的电气连接器的横截面侧视图；

图4是图3所示的第一组的电气连接器的另一横截面侧视图，其中部分分解；

图5是图3所示的电气连接器的细长母线适配器的透视图；

图6是图3所示的电气连接器的导电管状体的横截面透视图；

图7是图1所示的第二组电气连接器的部分分解透视正视图；

图8是图1所示的第二组的电气连接器的横截面侧视图；

图9是图8所示的第二组的电气连接器的另一横截面侧视图，其中部分分解；

图10是图8所示的电气连接器的导电管状体的横截面透视图；

图11是图8所示的电气连接器的连接销的正视透视图。

本发明进一步的细节及其优点将从下面包含的详细描述中显而易见。

具体实施方式

在以下对实施例的描述中，参考附图是为了说明可以实践本发明的示例。应当理解，在不偏离所公开的本发明的范围的情况下，可以做出其他实施例。

本发明的电气连接器特别设计成在刚性母线和柔性导体之间提供易于装配和可靠的电气连接。通过柔性导体连接在一起的两个电气连接器也可以用于提供用于将第一和第二母线连接在一起的母线连接器，如下详述。

参考图1，示出了电气装置100，该电气装置设置有布置为方形构造并限定第一组104母线102的四个刚性管状导体(也称为母线102)以及布置为线性构造并限定第二组108母线106的三个刚性管状导体106(也称为母线106)。在所示的实施例中，第一组104的母线102是400V的导体，而第二组108的母线106是具有较小直径的120V导体。可以考虑其他布置，如将在下面变得显而易见。

第一组104的刚性管状母线102的每一个连接到相应的母线连接器110。母线连接器110具有连接到对应的刚性管状导体102的端部112的第一电气连接器200和连接到该第一电气连接器的柔性导体202，这将在下面详细描述。母线连接器110还具有通过柔性导体202连接到第一电气连接器200的第二电气连接器200b。在一个实施例中，第二电气连接器200b类似于第一电气连接器200，并且适于可连接到另一母线(未示出)。第二组108的母线106的每一个连接到相应的母线连接器120。母线连接器120具有连接到对应的母线106的端部122的第一电气连接器700和连接到该第一电气连接器700的柔性导体702。母线连接器120还具有通过柔性导体702连接到第一电气连接器700的第二电气连接器700b。在一个实施例中，第二电气连接器702b类似于第一电气连接器702，并且适于可连接到另一母线(未示出)。

参照图2至图4，根据一个实施例，现将描述用于将图1所示的第一组104的母线102连接到柔性导体202的电气连接器200。电气连接器200具有细长的母线适配器204，该母线适配器具有可连接到母线102的第一端206和第二相对端208。在所示的实施例中，母线适配器204具有细长的管状条210，该细长的管状条同轴安装到母线102并且电气接触。管状绝缘护套212围绕母线102和母线适配器204的细长管状条210安装，以将它们保持在一起并且用于电气绝缘。在一个实施例中，细长管状条210焊接到母线102的对应端。在另一实施例中，细长管状条210被镀银以增强电气连接。在替代实施例中，细长的母线适配器204集成到母线102，如将在下面变得显而易见。

参考图2至图4以及图6，电气连接器200还具有管状导电体214，该管状导电体具有适于将柔性导体202的端部218可锁定地接收在其中的第一端216。在所示的实施例中，柔性导体202的端部218具有直径减小的部分220，其在直径减小的部分220和柔性导体202的其余部分之间限定了径向表面222。管状导电体214的第一端216具有内部管状表面224，该内部管状表面适于将柔性导体202的直径减小的部分220适配地接收在其中。此外，在一个实施例中，管状导电体214的第一端216具有外部径向表面226，该外部径向表面限定了与设置在柔性导体202的端部218处的径向表面222协作的邻接表面，用于将柔性导体202定位到管状导电体214中。在一个实施例中，管状导电体214的第一端216的内径略微大于柔性导体202的直径减小的部分220的直径。在另一实施例中，外部径向表面226的内边缘228是倾斜的，以便于将柔性导体202的部分220插入到导电体214的第一端216内。在替代实施例中，内部管状表面224可以设置有止动凸缘(未示出)，该止动凸缘提供用于将柔性导体202的端部218安装到导电体214的第一端216中的邻接表面。

在一个实施例中，管状导电体214可以由任何适当的导电材料(比如铜或铝)制成。

在一个实施例中，管状导电体214的第一端216还设置有穿过其中以将锁定元件232接收在其中的径向孔眼230。锁定元件232压靠柔性导体202的直径减小的部分220，以用于将柔性导体202锁定到管状体214中。作为非限制性示例，锁定元件232可以是带螺纹的无头螺钉。现在应该很明显，柔性导体202可以容易并且可靠地固定到导电体214中。如果需要，柔性连接器202也可以容易地拆卸和更换。这种提议的布置也具有很大的优点，因为它能够在柔性导体202的直径减小的部分220和导电体214之间实现扩大的电接触。

电气连接器200的管状导电体214还具有第二端234，其与第一端216相对并且适于将母线适配器204的第二端208与其安装在一起。在一个实施例中，管状导电体214的第二端234具有内部管状表面236，该内部管状表面适于适配地接收母线适配器204的第二端208，如将在下面变得显而易见的。在一个实施例中，管状导电体214的第二端234的内径略微大于母线适配器204的直径。

电气连接器200还设置有弹性元件238，该弹性元件与管状导电体214的第二端234和母线适配器204的第二端208可操作地安装在一起，用于保持母线适配器204和管状导电体214连接在一起。应当理解，电气连接器200可以设置有一个以上的弹性元件238，该一个以上的弹性元件径向间隔开并且提供相似的功能。

在一个实施例中，管状体214的第二端234的内部管状表面236在其周围设置有内部环形凹槽240，用于将弹性元件238(例如弹性环)安装在其中。母线适配器204的第二端208也在其周围设置有外部环形凹槽242，用于当母线适配器204安装到管状体214中时，将弹性元件238的一部分接收在其中，如图3中更好地示出的。为了安装电气连接器200，母线适配器204的第二端208插入到管状体214的第二端234中，直到围绕母线适配器204的第二端208的外部环形凹槽242与管状体214的第二端234的内部管状表面236的内部环形凹槽240基本上对齐。弹性元件238延伸到两个环形凹槽240、242中，并且压靠母线适配器204的外表面，以将使在导电体214中保持在适当位置，即使在例如恶劣的振动环境中也是如此。利用这种布置，母线适配器204的外表面基本上与管状体214的第二端234的内部管状表面236四周电气接触，从而实现电连接到母线适配器204的母线102与电连接到导电体214的柔性导体202之间的电气连接。

为了便于将母线适配器204插入到导电体214的第二端234中，在一个实施例中，母线适配器204的第二端208设置有倾斜边缘244。在另一实施例中，管状导电体214的第二端234也具有倾斜边缘(未示出)，以进一步便于插入。

在又一实施例中，管状体214的第二端234的内部管状表面236进一步设置有止动凸缘246，该止动凸缘提供了用于将母线适配器204的第二端208与其安装在一起的邻接表面。换句话说，当母线适配器204安装到管状体214的第二端234中时，母线适配器204的第二端208抵靠邻接表面延伸，同时两个环形凹槽240、242以面向的关系延伸，如图2中更好地示出的。

在一个实施例中，一旦安装在一起，弹性元件238适于将母线适配器204牢固地保持到导电体214中，但是如果给定的应用中需要，也应当允许移除母线适配器204。

再次参考图2至图4，在另一实施例中，电气连接器200进一步设置有隔离体248，用于包围管状导电体214并且提供电气隔离，如本领域中公知的。

现在参考图7至图9，其根据一个实施例示出了用于将图1所示的第二组108的母线106连接到柔性导体702的电气连接器700。如下面将详细描述的，电气连接器700设置有用于将电气连接器700连接到母线106的连接销704。

电气连接器700具有细长的母线适配器706，该母线适配器具有可连接到母线106的第一端708和第二相对端710。在所示的实施例中，母线适配器706具有细长的管状条712，该细长的管状条同轴安装到母线106并且电气接触。母线适配器706的第二端710进一步设置有内部连接孔口714，如图9中更好地示出的。管状绝缘护套716围绕母线106和母线适配器706的细长管状条712安装，以将它们保持在一起并且用于电气隔离。在一个实施例中，细长的母线适配器706焊接到母线106的对应端。在另一实施例中，细长的母线适配器706及其内部连接孔口714被镀银以增强电气连接。在替代实施例中，细长的母线适配器706集成到母线106。

参考图7至图9以及图10，电气连接器700还具有管状导电体718，该管状导电体具有适于将柔性导体702的端部722可锁定地接收在其中的第一端720。在所示的实施例中，柔性导体702的端部722具有直径减小的部分724，该直径减小的部分截止于用于电气连接的径向表面726，如下详述。管状导电体718的第一端720具有内部管状表面728，该内部管状表面适于将柔性导体702的直径减小的部分724接收在其中，如下详述。

在一个实施例中，管状导电体718的第一端720还设置有穿过其中用于将锁定元件732接收在其中的径向孔眼730。锁定元件732压靠柔性导体702的直径减小的部分724，用于将柔性导体702锁定到管状导电体718中。对于非限制性示例，锁定元件732可以是带螺纹的无头螺钉。柔性导体702可以容易并且可靠地固定到导电体718，如下详述。如果给定应用需要，柔性连接器702也可以容易地移除和更换。

电气连接器700的管状导电体718还具有第二端734，其与第一端720相对并且适于通过可插入到母线适配器706的第二端710的内部连接孔口714中的连接销704将母线适配器706的第二端710与其可操作地安装在一起，如将在下面变得显而易见。管状导电体718的第二端734具有适于安装连接销704的内部管状表面736。如图10中更好地示出的，在一个实施例中，管状导电体718的第二端734的内部管状表面736设置有向上延伸到管状导电体718的第一端720的平坦的纵向表面738，以便于将连接销704安装在其中，如下所述。平坦的纵向表面738延伸到导电体718中，使得径向孔眼730穿过平坦的纵向表面738开口。在另一实施例中，管状导电体718的第二端734的内部管状表面736进一步设置有止动凸缘740，以提供用于安装连接销704的邻接表面，如下所述。在这样的实施例中，平坦的纵向表面738从止动凸缘740延伸到管状导电体718的第一端720。

再次参考图7至图9以及图11，在该所示的实施例中，如先前所述，电气连接器700进一步设置有导电连接销704，该导电连接销具有可适配地安装到管状导电体718的第二端734的安装主体742。在一个实施例中，安装主体742在其周围设置有环形凹陷744，以在其中接收弹性环746。这种布置有助于将连接销704保持在管状导电体718中的适当位置。一旦安装到管状导电体718中，连接销704从导电体718向外突出，用于适配插入到母线适配器704的连接孔口714中，如图8中更好地示出的。在一个实施例中，连接销704的安装主体742具有外部纵向平坦表面748，该外部纵向平坦表面适于与设置在管状导电体718的第二端734的内部管状表面736上的对应的平坦纵向表面738配合，用于防止连接销704在管状导电体718内旋转。如图11中更好地示出的，在一个实施例中，连接销704进一步具有在其中延伸的纵向狭槽750，如下文详述。

仍然参考图7至图9和图11，电气连接器700还设置有弹性元件752，该弹性元件与连接销704可操作地安装在一起，用于保持其中插入有连接销704的母线适配器706与管状导电体718连接在一起。在一个实施例中，弹性元件752是插入到连接销704的纵向狭槽750中的弹性杆754，该弹性杆充当弹簧。更具体地，在一个实施例中，如图11中更好地示出的，弹性杆754被压缩插入到连接销704的纵向狭槽750中，并且具有至少两个形成顶点756的柔性部分，顶点756从连接销704的纵向狭槽750向外突出。显而易见，当连接销704插入到母线适配器706的第二端710的内部连接孔口714中时，弹性杆754，更具体地是其顶点756，压靠在内部连接孔口714的面向表面758上。这种布置能够保持连接销704和母线适配器706机械连接在一起。此外，由弹性杆754抵靠内部连接孔口714的面向表面758施加的推力，有助于保持连接销704的径向相对的表面760与母线适配器706电气接触。这种布置沿着连接销704的整个长度提供了电气接触，并且另外特别适合在恶劣的振动环境或在低温环境中使用，因为在它们之间提供电气接触的表面被牢固地彼此推压。

在另一实施例中，如图11中更好地示出的，连接销704的安装主体742具有与连接销704相对的径向端表面762。安装主体742进一步设置有纵向突出元件764，当连接销704安装在导电体中时，该纵向突出元件从径向端表面762朝向导电体718的第一端720突出。在所示的实施例中，突出元件764相对于导电销704和安装主体742偏心，并且具有半圆形横截面。更具体地，突出元件764具有基本上在安装主体742的外表面768的长度方向上的外部半圆形表面766，并且在连接销704安装到导电体718中时，该外部半圆形表面适于接触导电体718的第一端720的内部管状表面728的对应部分770。突出元件764还具有与其外部半圆形表面766相对的平坦表面772。在一个实施例中，当连接销704安装在管状导电体中时，突出元件764的平坦表面772平行于安装主体742的外部纵向平坦表面748，并且垂直于管状导电体718的径向孔眼730。在另一实施例中，连接销704的突出元件764与纵向狭槽750径向相对。在另一实施例中，突出元件764的平坦表面772纵向截止于倾斜边缘774。

再次参考图8和图9，连接销704的安装主体742的纵向突出元件764用于将柔性导体702的端部722保持到导电体718中。更具体地，当电气连接器700安装到柔性导体702时，导电销704首先通过导电体718的第一端720插入到该导电体的第二端734中。然后，柔性导体702的端部722被插入到管状体718的第一端720中，在突出元件764的平坦表面772与导电体718的第一端720的内部管状表面728的面向平坦表面772的部分之间。在一个实施例中，柔性导体702插入到管状体718中，使得柔性导体702的端部722的径向表面726接触连接销704的安装主体742的径向端表面762。此时，柔性导体702的端部722可以通过延伸穿过导电体718的第一端720的径向孔眼730的锁定元件732抵靠连接销704的纵向突出元件764被固定在适当位置。

现在应该很明显，安装主体742的平坦表面748和管状导电体718的平坦表面738有助于将连接销704以预定取向引导到导电体718中。止动凸缘740限定了连接销704进入导电体718中的纵向位置。一旦柔性导体702的端部722邻接抵靠连接销704的安装主体742的径向端表面762，并且通过锁定元件732被径向固定，它还提供足以防止连接销704从其位置移动的附加力，即使对着连接销704的突出端施加了不期望的力。在导电体718内引导连接销704的平坦表面748、738还确保连接销704的突出元件764的平坦表面772相对于锁定元件732径向取向，使得柔性导体702的端部722被适当地夹置。本领域技术人员将理解，本布置还为柔性导体702和连接销704之间的电气连接提供了扩大的表面。如上所述，连接销704与母线适配器706的连接还提供了扩大的电气连接表面，从而提供了即使在恶劣环境下也非常可靠的电气连接器700。

在另一实施例中，电气连接器700进一步设置有隔离体776，用于包围管状导电体718并且提供电气隔离，如本领域中所公知的。

再次参考先前描述的图1。现在应该很明显，先前描述的电气导体200和700特别适合于需要即使在恶劣的环境中也能以可靠并且容易的方式将母线连接到柔性导体的任何应用。在另一实施例中，通过柔性导体连接在一起的一对第一和第二连接器限定了用于将第一和第二母线连接在一起的母线连接器。对于用于需要使用若干纵向可操作连接的母线以长距离输送电力的特定应用，这种布置具有极大的优势。例如，在高大的风力涡轮机中，在电杆的顶部上的舱室中产生的电力应该被输送到电杆的底部，通常使用承受大幅度的移动和振动的刚性母线。通常，母线连接器的第一和第二电气连接器是等同的，用于将两个等同的母线连接在一起。然而，在替代实施例中，还可以考虑使用母线连接器作为母线适配器，用于将两个不同直径的母线连接在一起。

尽管上面的描述涉及发明人目前设想的特定优选实施例，但是应当理解，本发明在其广义方面包含本文描述的元件的机械和功能等同物。

Claims (18)

1.一种用于将母线连接到柔性导体的电气连接器，所述电气连接器包括：

管状导电体，所述管状导电体具有第一端和第二相对端，所述第一端适于可锁定地接收柔性导体的端部，所述第二相对端适于将母线的端部与其安装在一起；以及

至少一个弹性元件，所述至少一个弹性元件与所述管状体的第二端和所述母线的对应端操作性地安装在一起，用于保持所述母线和所述管状体连接在一起。

2.根据权利要求1所述的电气连接器，其中，所述母线包括纵向地附接到所述母线的对应端的细长的母线适配器。

3.根据权利要求1或2所述的电气连接器，其中，所述管状体的第一端设置有穿过其中的径向孔眼，用于在其中接收锁定元件，所述锁定元件压靠所述柔性导体的端部以将所述柔性导体锁定到所述管状体中。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电气连接器，进一步包括用于包围所述管状导电体的隔离体。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的电气连接器，其中，所述管状体的第一端具有适于适配地接收所述柔性导体的端部的内部管状表面。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电气连接器，其中，所述管状体的第一端具有外部径向表面，所述外部径向表面限定了与所述柔性导体的端部的对应径向表面协作的邻接表面，用于将所述柔性导体定位到所述管状体中。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电气连接器，其中，所述管状体的第二端具有内部管状表面，该内部管状表面在其周围设置有用于将弹性元件安装在其中的内部凹槽，所述内部表面进一步适于适配地接收所述母线的对应端。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电气连接器，其中，所述母线的对应端在其周围设置有内部凹槽，每个内部凹槽相应地定形状和定尺寸为在所述母线安装到所述管状体中时将所述弹性元件的一部分接收在其中。

9.根据权利要求7至8中任一项所述的电气连接器，其中，所述管状体的第二端的内部管状表面设置有止动凸缘，所述止动凸缘提供了用于将所述母线的对应端与其安装在一起的邻接表面。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电气连接器，其中，所述母线的对应端设置有倾斜边缘。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的电气连接器，其中，所述弹性元件包括弹性环。

12.根据权利要求1至4中任一项所述的电气连接器，其中，所述母线的对应端设置有内部连接孔口，所述电气连接器进一步包括导电连接销，所述导电连接销具有安装到所述管状导电体的第二端的安装主体，所述连接销从所述导电体向外突出，用于适配插入到所述母线的连接孔口中，所述连接销进一步具有适于在其中接收所述弹性元件的狭槽。

13.根据权利要求12所述的电气连接器，其中，所述管状体的第二端具有适于适配地接收所述连接销的安装主体的内部管状表面。

14.根据权利要求13所述的电气连接器，其中，所述管状体的第二端的内部管状表面设置有止动凸缘，所述止动凸缘提供了用于安装所述连接销的安装主体的邻接表面。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的电气连接器，其中，所述管状体的第二端的内部管状表面设置有平坦表面，所述连接销的安装主体具有与所述管状体的第二端的平坦表面配合的对应平坦表面，用于防止所述连接销在所述管状体内旋转。

16.根据权利要求12至15中任一项所述的电气连接器，其中，所述连接销的安装主体包括朝向所述导电体的第一端突出的纵向突出元件，所述柔性导体的端部能够固定地抵靠所述连接销的纵向突出元件。

17.根据权利要求12至16中任一项所述的电气连接器，其中，所述安装主体具有径向端表面，所述径向端表面适于使所述柔性导体的端部抵靠所述径向端表面安装。

18.一种用于将第一母线和第二母线连接在一起的母线连接器，所述母线连接器包括如权利要求1至17中任一项所述的第一电气连接器和第二电气连接器，所述第一电气连接器和第二电气连接器通过柔性导体连接在一起。

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