[发明专利]一种高压同轴电缆接头

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及高功率脉冲驱动源技术领域，尤其是一种高压同轴电缆接头。

背景技术

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。