一种高压同轴电缆接头制造技术

本发明专利技术公开了一种高压同轴电缆接头，目的是解决现有高压同轴电缆接头存在大电流通过时容易打火和连接定位不够准确等问题。本发明专利技术由电缆公头和电缆母头组成，通过在电缆公头和母头接触面上增加金属弹簧提升连接可靠性，通过在高压同轴电缆外绝缘体上安装辅助定位环提高定位准确性，从而整体提升高压同轴电缆接头的连接效果。本发明专利技术实现了电缆公头的内导体连接体与母头连接体之间高压电位接触，以及公头螺帽与母头法兰之间地电位接触的弹性连接，避免安装偏心时仅局部接触现象，解决了脉冲大电流通过时的打火问题，增强了连接效果，且可使同一接头适用于不同径向尺寸的高压同轴电缆，增强电缆接头的通用性。

【技术实现步骤摘要】
一种高压同轴电缆接头
本专利技术涉及高功率脉冲驱动源
，尤其是一种高压同轴电缆接头。
技术介绍
国防和工业应用的需求促使高功率脉冲驱动源技术向固态化和模块化等方向发展，这些应用包括高功率微波、高功率脉冲激光、材料表面处理、工业废气废水处理和食品杀菌消毒等。使用高压同轴电缆实现固态化模块之间的连接，能够为模块两两调试和装置集成提供便利条件；因此，研制性能优异的高压同轴电缆配套接头对装置的调试和运行具有十分重要的意义。现有高压电缆的单芯或多芯接头较为成熟，已有商业产品；然而，高压同轴电缆的配套接头多数情况下为非标产品，根据装置相应需求研制开发。高功率脉冲通常具有以下三个特点：第一，高电压。脉冲电压峰值一般为百kV级，要求接头可靠绝缘，对空气绝缘条件，轴向绝缘时引出距离一般较大；第二，大电流。脉冲电流峰值一般为十kA级，要求接头连接可靠，否则容易引出局部打火，影响后续脉冲的传输；第三，短脉冲。脉冲宽度一般为百ns级，脉冲前沿一般为十ns级，要求连接结构电感尽量低。综上所述，普通电缆及接头很难达到高功率脉冲的传输要求，高压同轴电缆及配套接头为高功率脉冲的传输提供可能，同时具有较好的电磁屏蔽能力。目前，高压同轴电缆及配套接头已有定制产品；然而，针对接头的连接效果仍有改进空间，如增强通流能力和提升安装便利性等，有必要进行深入细致的研究和设计。一种典型的高压同轴电缆及配套接头如图1所示，主要由高压同轴电缆1、电缆公头2和电缆母头3组成，一般首先将高压同轴电缆1与电缆公头2安装在一起，然后再与电缆母头3实现可插拔式连接。高压同轴电缆1的典型结构如图2所示，主要由内绝缘体1-1、电缆内导体1-2、外绝缘体1-3、电缆外导体1-4和绝缘护套1-5由内向外同轴嵌套而成，内绝缘体1-1、电缆内导体1-2、外绝缘体1-3、电缆外导体1-4和绝缘护套1-5外径分别为D1、D2、D3、D4和D5。电缆公头2一般由公头螺帽2-1、外导体连接体2-2和内导体连接体2-3组成。电缆母头3一般由母头法兰3-1、绝缘套筒3-2和母头连接体3-3组成，母头法兰3-1、绝缘套筒3-2和母头连接体3-3可通过胶铸的方式形成一体。高压同轴电缆接头在使用过程中，电缆母头3通过母头法兰3-1安装于电缆公头2上，通过母头连接体3-3与电缆内部高压点连接，通过绝缘套筒3-2实现母头法兰3-1与母头连接体3-3之间的绝缘。绝缘套筒3-2外壁直径D6，内壁直径D7，外壁长度L1，内壁长度L2，绝缘套筒3-2外壁长度L1和内壁长度L2分别取决于外壁和内壁所接触介质的介电强度E1和E2，一般可用公式L＝a*U/E近似估计绝缘套筒3-2的长度，其中U为电缆所承受的电压，E为介质的介电强度，a是一个经验系数，取决于环境温度、湿度、介质表面粗糙度，a的取值以保证不发生表面闪络为宜，一般取1～4之间。电缆公头2与电缆母头3的高压连接通过内导体连接体2-3与母头连接体3-3接触完成，通过内导体连接体2-3右侧端面的突起和母头连接体3-3左侧端面的凹槽实现接触时的辅助定位。内导体连接体2-3外径与高压同轴电缆外绝缘体1-3的外径D3相同，内径略大于电缆内导体1-2的外径D2，长度L3，采用一种圆筒结构，套装于高压同轴电缆内导体1-2外侧，进一步通过焊接实现电连接。电缆公头2与电缆母头3的地电位连接通过外导体连接体2-2与母头法兰3-1接触完成，通过公头螺帽2-1压紧连接。外导体连接体2-2是一种环形结构，内径略大于电缆外导体1-4的外径D4，两者通过焊接实现电连接。公头螺帽2-1是一种环形结构，内径略大于绝缘护套1-5直径D5，与母头法兰3-1通过螺纹连接，螺纹长度适合于调整压紧强度。上述电缆接头在电缆母头3的内径与电缆1的半径相近时，安装效果较好；然而，实际使用中，对于同一电缆母头，可能有多种规格的电缆需要连接，尤其在电缆半径较小时，电缆很容易发生弯曲难以实现准确连接。此外，这种结构中，电缆公头与母头的接触面均是硬连接，如果出现不同轴的情况，很容易出现连接不可靠现象，只有局部某点接触，在大电流通过时容易打火，影响后续脉冲传输。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有高压同轴电缆接头存在大电流通过时容易打火和连接定位不够准确等问题，提供一种连接效果更好的高压同轴电缆接头。本专利技术的技术方案是通过在电缆公头和母头接触面上增加金属弹簧提升连接可靠性，通过在高压同轴电缆外绝缘体上安装辅助定位环提高定位准确性，从而整体提升高压同轴电缆接头的连接效果。本专利技术由电缆公头和电缆母头组成。电缆公头由公头螺帽、外导体连接体、内导体连接体、第一弹簧、辅助定位环和第二弹簧组成；电缆母头由母头法兰、绝缘套筒、母头连接体和第三弹簧组成。本专利技术高压同轴电缆接头相较
技术介绍
所述的高压同轴电缆接头，改进部分包括内导体连接体、公头螺帽和母头法兰，并增加了一个辅助定位环和3个弹簧，其余部件及其连接方式均未作改动。高压同轴电缆接头的左端指公头螺帽所在的一端，高压同轴电缆接头的右端指母头连接体所在的一端。电缆公头的内导体连接体右侧端面上开有第一环形槽，第一环形槽内径为D8，与内导体连接体右侧端面凸起部分外径相同，槽外径为D9，D9等于电缆内导体直径D2，槽深L4＝(D9-D8)/4；第一环形槽中嵌入有第一弹簧，第一弹簧是一个环状金属弹簧，弹簧的弹性系数k取值在0.1N/mm～1N/mm之间，其周长Len1等于第一环形槽的周长，等于π(D9+D8)/2，第一弹簧的直径Den1等于第一环形槽的槽宽(D9-D8)/2。当内导体连接体与母头连接体连接出现偏差时，内导体连接体中的第一弹簧与母头连接体接触，实现内导体连接体与母头连接体的间接接触，从而避免安装偏心时仅局部接触而引起打火的现象。电缆公头的辅助定位环是一个环形结构，采用聚四氟乙烯绝缘材料，其内径D10＝D3+0.5mm，外径D11＝D7-1mm，辅助定位环的长度L5等于绝缘套筒内侧壁长度L2的1/3～1/4。辅助定位环套装于高压同轴电缆外绝缘体的外侧，其右侧端面与电缆公头的内导体连接体左侧端面平齐，辅助定位环实现公头和母头连接时的辅助定位，减小内导体连接体与母头连接体接触时出现偏差的几率。电缆公头的公头螺帽右侧端面中央开有第二环形槽，第二环形槽内径为D12，外径D13，槽宽w1＝(D13-D12)/2，3mm≤w1≤5mm，槽深L6＝0.4*(D13-D12)；该槽中嵌入第二弹簧，第二弹簧形状与第一弹簧相同，第二弹簧周长Len2等于第二环形槽周长即π(D13+D12)/2，第二弹簧的直径Den2等于第二环形槽2-1-1的槽宽w1，弹性系数k取值也在0.1N/mm～1N/mm之间。电缆母头的母头法兰左侧端面底部开有第三环形槽，第三环形槽内径为D14，外径D15，槽宽w2＝(D15-D14)/2，3mm≤w2≤5mm，槽深L7＝0.4*(D15-D14)；该槽中嵌入第三弹簧，第三弹簧形状与第一弹簧相同，第三弹簧周长Len3等于第三环形槽的周长即π(D15+D14)/2，第三弹簧的直径Den3等于第三环形槽的槽宽w2，弹性系数k取值也在0.1N/mm～1N/mm之间。母头法兰与外导体连接体接触连接，与公头螺帽通过螺纹连接，当安装出现偏心，外导体连接体未能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压同轴电缆接头，由电缆公头(2)和电缆母头(3)组成，电缆公头(2)包括公头螺帽(2‑1)、外导体连接体(2‑2)、内导体连接体(2‑3)，电缆母头(3)包括母头法兰(3‑1)、绝缘套筒(3‑2)、母头连接体(3‑3)；高压同轴电缆接头的左端指公头螺帽(2‑1)所在的一端，高压同轴电缆接头的右端指母头连接体(3‑3)所在的一端；公头螺帽(2‑1)为一环形结构，套装于高压同轴电缆(1)外侧；外导体连接体(2‑2)也是一种环形结构，内导体连接体(2‑3)是一种圆筒结构，通过焊接套装在电缆内导体(1‑2)外侧；母头法兰(3‑1)为一环形结构，与外导体连接体(2‑2)接触连接，与公头螺帽(2‑1)通过螺纹连接；绝缘套筒(3‑2)是一个圆筒结构，其左端与母头法兰(3‑1)通过胶铸的方式相连，其右端与母头连接体(3‑3)通过胶铸的方式相连；母头连接体(3‑3)是一圆柱结构，通过与内导体连接体(2‑3)接触实现电缆母头(3)与电缆公头(2)的高压连接；内导体连接体(2‑3)右侧端面的凸起插入到母头连接体(3‑3)左侧端面的凹槽内，实现内导体连接体(2‑3)和母头连接体(3‑3)连接时的辅助定位；母头连接体(3‑3)与绝缘套筒(3‑2)的右端相连，母头法兰(3‑1)与绝缘套筒(3‑2)的左端相连；其特征在于电缆公头(2)还包括第一弹簧(2‑4)、辅助定位环(2‑5)和第二弹簧(2‑6)；电缆母头(3)还包括第三弹簧(3‑4)；电缆公头(2)的内导体连接体(2‑3)右侧端面上开有第一环形槽(2‑3‑1)，第一环形槽(2‑3‑1)中嵌入有第一弹簧(2‑4)，第一弹簧(2‑4)是一个环状金属弹簧，第一弹簧(2‑4)周长Len1等于第一环形槽(2‑3‑1)的周长，第一弹簧(2‑4)的直径Den1等于第一环形槽(2‑3‑1)的槽宽；当内导体连接体(2‑3)与母头连接体(3‑3)连接出现偏差时，内导体连接体(2‑3)中的第一弹簧(2‑4)与母头连接体(3‑3)接触，实现内导体连接体(2‑3)与母头连接体(3‑3)的间接接触，避免安装偏心时仅局部接触而引起打火的现象；辅助定位环(2‑5)是一个环形结构，套装于高压同轴电缆(1)外绝缘体(1‑3)的外侧，其右侧端面与电缆公头(2)的内导体连接体(2‑3)左侧端面平齐，辅助定位环(2‑5)实现电缆公头(2)和电缆母头(3)连接时的辅助定位，减小内导体连接体(2‑3)与母头连接体(3‑3)接触时出现偏差的几率；电缆公头(2)的公头螺帽(2‑1)右侧端面开有第二环形槽(2‑1‑1)，该槽中嵌入第二弹簧(2‑6)，第二弹簧(2‑6)形状与第一弹簧(2‑4)相同，第二弹簧(2‑6)周长Len2等于第二环形槽(2‑1‑1)的周长，第二弹簧(2‑6)的直径Den2等于第二环形槽(2‑1‑1)的槽宽；电缆母头(3)的母头法兰(3‑1)左侧端面开有第三环形槽(3‑1‑1)，该槽中嵌入第三弹簧(3‑4)，第三弹簧(3‑4)形状与第一弹簧(2‑4)相同，第三弹簧(3‑4)周长Len3等于第三环形槽(3‑1‑1)的周长，第三弹簧(3‑4)的直径Den3等于第三环形槽(3‑1‑1)的槽宽；母头法兰(3‑1)与外导体连接体(2‑2)接触连接，与公头螺帽(2‑1)通过螺纹连接，当安装出现偏心，外导体连接体(2‑2)未能与母头法兰(3‑1)和公头螺帽(2‑1)良好接触时，母头法兰(3‑1)中的第三弹簧(3‑4)和公头螺帽(2‑1)中的第二弹簧(2‑6)与外导体连接体(2‑2)实现接触，实现外导体连接体(2‑2)与母头法兰(3‑1)和公头螺帽(2‑1)的间接接触，避免安装偏心时仅局部接触而引起打火的现象。...

【技术特征摘要】
1.一种高压同轴电缆接头，由电缆公头(2)和电缆母头(3)组成，电缆公头(2)包括公头螺帽(2-1)、外导体连接体(2-2)、内导体连接体(2-3)，电缆母头(3)包括母头法兰(3-1)、绝缘套筒(3-2)、母头连接体(3-3)；高压同轴电缆接头的左端指公头螺帽(2-1)所在的一端，高压同轴电缆接头的右端指母头连接体(3-3)所在的一端；公头螺帽(2-1)为一环形结构，套装于高压同轴电缆(1)外侧；外导体连接体(2-2)也是一种环形结构，内导体连接体(2-3)是一种圆筒结构，通过焊接套装在电缆内导体(1-2)外侧；母头法兰(3-1)为一环形结构，与外导体连接体(2-2)接触连接，与公头螺帽(2-1)通过螺纹连接；绝缘套筒(3-2)是一个圆筒结构，其左端与母头法兰(3-1)通过胶铸的方式相连，其右端与母头连接体(3-3)通过胶铸的方式相连；母头连接体(3-3)是一圆柱结构，通过与内导体连接体(2-3)接触实现电缆母头(3)与电缆公头(2)的高压连接；内导体连接体(2-3)右侧端面的凸起插入到母头连接体(3-3)左侧端面的凹槽内，实现内导体连接体(2-3)和母头连接体(3-3)连接时的辅助定位；母头连接体(3-3)与绝缘套筒(3-2)的右端相连，母头法兰(3-1)与绝缘套筒(3-2)的左端相连；其特征在于电缆公头(2)还包括第一弹簧(2-4)、辅助定位环(2-5)和第二弹簧(2-6)；电缆母头(3)还包括第三弹簧(3-4)；电缆公头(2)的内导体连接体(2-3)右侧端面上开有第一环形槽(2-3-1)，第一环形槽(2-3-1)中嵌入有第一弹簧(2-4)，第一弹簧(2-4)是一个环状金属弹簧，第一弹簧(2-4)周长Len1等于第一环形槽(2-3-1)的周长，第一弹簧(2-4)的直径Den1等于第一环形槽(2-3-1)的槽宽；当内导体连接体(2-3)与母头连接体(3-3)连接出现偏差时，内导体连接体(2-3)中的第一弹簧(2-4)与母头连接体(3-3)接触，实现内导体连接体(2-3)与母头连接体(3-3)的间接接触，避免安装偏心时仅局部接触而引起打火的现象；辅助定位环(2-5)是一个环形结构，套装于高压同轴电缆(1)外绝缘体(1-3)的外侧，其右侧端面与电缆公头(2)的内导体连接体(2-3)左侧端面平齐，辅助定位环(2-5)实现电缆公头(2)和电缆母头(3)连接时的辅助定位，减小内导体连接体(2-3)与母头连接体(3-3)接触时出现偏差的几率；电缆公头(2)的公头螺帽(2-1)右侧端面开有第二环形槽(2-1-1)，该槽中嵌入第二弹簧(2-6)，第二弹簧(2-6)形状与第一弹簧(2-4)相同，第二弹簧(2-6)周长Len2等于第二环形槽(2-1-1)的周长，第二弹簧(2-6)的直径Den2等于第二环形槽(2-1-1)的槽宽；电缆母头(3)的母头法兰(3-1)左侧端面开有第三环形槽(3-1-1)，该槽中嵌入第三弹簧(3-4)，第三弹簧(3-4)形状与第一弹簧(2-4)相同，第三弹簧(3-4)周长Len3等于第三环形槽(3-1-1)的周长，第三弹簧(3-4)的直径Den3等于第三环形槽(3-1-1)的槽宽；母头法兰(3-1)与外导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：高景明，时承瑜，晏龙波，李嵩，杨汉武，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43