CN114843984B - 一种在低温真空环境中使用的高电压密封多芯束线器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种在低温真空环境中使用的高电压密封多芯束线器，由连接件、内嵌套两个、密封端头两个和密封胶垫两个组成。所述连接件是多孔中空结构，可做单芯至八芯。所述内嵌套的侧壁有注胶孔四个，一端开设圆孔并加设方形凹槽以放置密封胶垫。所述密封端头的一端开设圆孔，侧壁有注胶口一个。所述密封胶垫为方形硅橡胶或其他耐低温橡胶，中心开设单孔至8孔。所述内嵌套和密封端头通过阶梯式双螺纹固定在连接件的端部。该多芯束线器通过注胶口灌封树脂。本发明结构精巧，耐低温、耐高电压和高气密性，配合树脂灌封工艺，可在原位工况下实现线缆连接，适用于包括磁约束聚变堆超导磁体在内的多种极端环境下线缆连接和保护的应用场景。

Description

一种在低温真空环境中使用的高电压密封多芯束线器
技术领域
本发明属于高压电力输电领域，具体涉及一种在低温真空环境中使用的高电压密封多芯束线器。
背景技术
高压线缆接合装置在磁约束聚变堆超导磁体中用于连接不同类型、不同结构的耐极低温高电压测量线缆和信号线，并为之提供绝缘保护和结构支撑。由于装置工作在高真空、极低温、强电磁条件下，因此对其材料和结构都提出了较高的要求。考虑到测量线缆需要承受超导磁体失超时产生的高压，对线缆接合装置提出了较高的绝缘耐压等级要求；磁体运行时，温度需要由室温冷却至液氦温度，因此对线缆接合装置材料耐低温性能和抗冷热冲击性能也提出了较高的要求；此外要极力避免因结构材料不同产生界面缺陷或是装配时留有气隙导致运行时出现帕邢放电。目前已有的接合装置，如通过锡焊连接线和缆并缠绕聚酰亚胺胶带、套铁氟龙护套，工艺粗糙，连接可靠性差，锡焊在低温下容易脱落，而且用聚酰亚带缠绕只能提高其耐压等级然但密封性能难以达到要求；还有用热缩护套保护两端的束线器作高压线缆接合装置，束线器主体采用密封胶密封，用锁缆端盖锁住高压电缆，可耐一分钟直流10kV高压及77K低温，但气密性仍达不到高要求。因此本发明将进一步提升耐高电压、耐极低温、气密性的性能。
发明内容
本发明的目的是提出一种在低温真空环境中使用的高电压密封多芯束线器，在高真空、极低温、强电磁的运行背景下通过特殊的结构设计和装配工艺完成对连接的线缆的绝缘保护和结构支撑，耐高电压和极低温，抗冷热冲击并具有高气密性。为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种在低温真空环境中使用的高电压密封多芯束线器，由连接件及其两端均设有的内嵌套和密封端头与两个密封胶垫组成，对单股至八股线缆作绝缘保护和结构支撑；所述内嵌套一端的方形凹槽放置密封胶垫，树脂从密封端头的注胶口灌封进去，再通过内嵌套侧壁开设的注胶孔流动到连接件内部，所述多芯束线器内两处密封胶垫之间区域对线缆束进行高密封，密封胶垫之外区域的线缆束自由引接出去。
进一步地，所述连接件具有多个中空孔，且其两端是阶梯式双螺纹，直径较小的螺纹处固定内嵌套，直径较大的螺纹处固定密封端头。
进一步地，所述内嵌套完全嵌套在密封端头内，两者由密封胶垫分隔开，密封胶垫放置在内嵌套一端的方形凹槽内并由密封端头压实，方便灌封树脂时形成密闭区域；线缆束从内嵌套一端圆孔、密封胶垫、密封端头一端圆孔穿出。
进一步地，从密封端头侧壁的注胶口灌封树脂，完全填充束线器内两处密封胶垫之间区域，内嵌套的侧壁也开设四个注胶孔方便树脂流动。
本发明的有益效果在于：
本发明构造精巧，组装灵活方便，可在超导磁体装置内部现场操作，且采用的树脂灌封技术工艺简单，并能有效避免因材料不同产生的界面缺陷或是填充时出现气隙，能在4.5K的极低工作温度下仍对多根线缆同时提供可靠的绝缘保护和结构支撑。本发明可以承受超导磁体失超时产生的30kV高压，并通过帕邢放电测试验证了具有良好的氦气密性和缺陷控制，此外还通过抗冷热冲击性能的测试，在3次冷热循环测试后本发明绝缘性能依然正常。本发明可充分应用于包括磁约束聚变堆超导磁体在内的多种极端环境下线缆连接的应用场景。
附图说明
图1为本发明八芯束线器三维结构示意图；
图2为本发明连接件的结构图；其中，图2a为连接件的正视图，图2b为连接件的剖视图；
图3为本发明内嵌套的结构图；
图4为本发明密封端头的结构图。
其中，附图中标号：1、连接件；2、内嵌套；3、密封端头；4、密封胶垫；5、注胶口；6、注胶孔；7、中空孔；8、阶梯式双螺纹。
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、完整的描述，显然，所描述的实施例仅为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，本领域的普通技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
参考附图1和附图3，本发明的在低温真空环境中使用的高电压密封多芯束线器，由连接件1及其两端均有的内嵌套2和密封端头3与两个密封胶垫4组成，连接件1、内嵌套2和密封端头3都由G10制成，密封胶垫4为方形硅橡胶或其他耐低温橡胶；内嵌套2完全嵌套在密封端头3内，内嵌套2一端的方形凹槽可放置密封胶垫4，树脂先从密封端头3的注胶口5灌封进去，再通过内嵌套2侧壁开设的四个注胶孔6流动到连接件1内部，可对束线器内两处密封胶垫4之间的间隙完全填充。所述G10为质量含量为64％～68％玻璃纤维布与增强双酚A环氧树脂的复合材料。
参考附图2，所述连接件1有多个中空孔7，孔洞均匀分布，每根线缆可单独穿过一个中空孔7，本实施例的中空孔7为八个；连接件1的两端是阶梯式双螺纹8，直径较小的螺纹处固定内嵌套2，直径较大的螺纹处固定密封端头3，现场装配时可在螺纹处涂抹树脂固化粘结。
参考附图1、附图3和附图4，内嵌套2除螺纹连接处的壳体呈圆台状，完全嵌套在密封端头3内，一端的方形凹槽内放置密封胶垫4并由密封端头3压实，方便形成密闭区域，且内嵌套2一端和密封端头3一端都有圆孔，密封胶垫4中心也开设单孔至8孔，供在连接件1内平直的线缆过渡成束穿出。
参考附图1和附图4，从密封端头3侧壁的注胶口5灌封树脂，束线器一端的注胶口5连接树脂，另一端抽真空，采用真空压力浸渍的工艺对束线器内部间隙填充绝缘材料。树脂固化后，本发明可在4.5K的极低工作温度下对多根线缆同时提供可靠的绝缘保护和结构支撑，并且可以承受超导磁体失超时产生的30kV高压，有良好的氦气密性、没有能引起帕邢放电的内部缺陷，还有良好的抗冷热冲击性能。
尽管上面对本发明说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，且应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

Claims (3)

1.一种在低温真空环境中使用的高电压密封多芯束线器，其特征在于：
所述多芯束线器由连接件(1)及其两端均设有的内嵌套(2)和密封端头(3)与两个密封胶垫(4)组成，对单股至八股线缆作绝缘保护和结构支撑；所述内嵌套(2)一端的方形凹槽放置密封胶垫(4)，树脂从密封端头(3)的注胶口(5)灌封进去，再通过内嵌套(2)侧壁开设的注胶孔(6)流动到连接件(1)内部，所述多芯束线器内两处密封胶垫(4)之间区域对线缆束进行高密封，密封胶垫(4)之外区域的线缆束自由引接出去；
所述内嵌套(2)完全嵌套在密封端头(3)内，两者由密封胶垫(4)分隔开，密封胶垫(4)放置在内嵌套(2)一端的方形凹槽内并由密封端头(3)压实，方便灌封树脂时形成密闭区域；线缆束从内嵌套(2)一端圆孔、密封胶垫(4)、密封端头(3)一端圆孔穿出。
2.根据权利要求1所述的高电压密封多芯束线器，其特征在于：
所述连接件(1)具有多个中空孔(7)，且其两端是阶梯式双螺纹(8)，直径较小的螺纹处固定内嵌套(2)，直径较大的螺纹处固定密封端头(3)。
3.根据权利要求1所述的高电压密封多芯束线器，其特征在于：
从密封端头(3)侧壁的注胶口(5)灌封树脂，完全填充束线器内两处密封胶垫(4)之间区域，内嵌套(2)的侧壁也开设四个注胶孔(6)方便树脂流动。
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