太阳能插塞式连接器 |
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| 申请号 | CN201180031406.0 | 申请日 | 2011-06-27 | 公开(公告)号 | CN102959804B | 公开(公告)日 | 2015-09-02 |
| 申请人 | 菲尼克斯电气公司; | 发明人 | 于尔根·法伊-霍曼; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于光伏系统的 太阳能 插塞式连接器（1），该太阳能插塞式连接器包括一个 接触 壳体（2）和一个终端壳体（3） 紧 固件 该终端壳体（3）可以连接到该接触壳体（2）上并且用以接纳至少一个太阳能线缆（5），该太阳能线缆可以自由地被组装并且包括一个导体（6）紧固件该接触壳体（2）装配有一个接触针（7）以用于接触一个待连接的线缆（4）的导体（6）紧固件该接触壳体（2）装配有一个 螺纹 （8），该螺纹与在该终端壳体（3）上提供的一个螺纹（9）相互作用以便在将该接触壳体（2）与该终端壳体（3）拧到一起时以限定的方式将该接触针（7）从前方引入到该线缆（4）的导体（6）中。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于光伏设施的太阳能插塞式连接器(1)，该太阳能插塞式连接器包括至少一个接触壳体(2)以及至少一个连接壳体(3)， |
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| 说明书全文 | 太阳能插塞式连接器[0001] 本发明涉及一种用于光伏设施的太阳能插塞式连接器，该太阳能插塞式连接器特别用于电连接多个单独的太阳能模块且适合于安全地且持久地传输对应的电流强度和电压紧固件明确地说，本发明涉及用于光伏设施的插塞式连接器，这些光伏设施被安装在(例如)房屋的屋顶上以便对电力的产生做出可观的贡献紧固件那里所产生的电量定期地被馈入到公用电网中、并且因此是普遍可用的紧固件即使相对较小的设施也能每年产生10000千瓦时或更多的电力。 [0002] 现有技术已经揭示了许多种适合于连接单独的太阳能模块的太阳能插塞式连接器紧固件这些已知的太阳能插塞式连接器可靠地而且持久地起作用紧固件然而，在越来越普遍地将光伏设施安装在屋顶以及类似物上的过程中，并非总是由专门从事于电力布线的专业公司来实行安装，而是由从事于将此类光伏模块安装于屋顶表面上的企业来实行安装紧固件在屋顶表面上，安装常常遭遇稍微较困难的条件，因为许多屋顶是倾斜的紧固件现场常常缺少用于多种不同连接的专用工具紧固件此外，在光伏设施的情况下，有必要确保能够可靠地操作许多年，以便分摊高的投资成本。 [0004] 因此，重要的是能够确保持续许多年的可靠的服务寿命紧固件此外，如果待实行的安装工作能够在没有专用电力工具的情况下进行将是非常有利的。 [0005] 因此，本发明的目的是提供一种用于光伏设施的可靠的电插塞式连接器，该电插塞式连接器能够以简单方式且特别是在不使用专用工具的情况下被安装、并且使得有可能完成持久且可靠的电连接。 [0007] 根据本发明的太阳能插塞式连接器特别地被提供用于光伏设施上、并且包括至少一个接触壳体以及至少一个连接壳体，其中该连接壳体可连接到该接触壳体上并且用以接纳至少一个具有导体的、自由地可组装的线缆，特别是太阳能线缆紧固件在这种情况下，在该接触壳体上安排了至少一个接触针，该接触针用于与待连接的线缆的导体形成接触紧固件在接触壳体上安排一个螺纹，所述螺纹被提供用于与在连接壳体上所提供的一个螺纹相互作用，以便在将该接触壳体与连接壳体拧到一起时以限定的方式从前方将该接触针引入到线缆的导体中。 [0008] 根据本发明的太阳能插塞式连接器具有许多优点，因为它允许在一个连接壳体中提供一个可自由组装的电缆并且允许将线缆的导体被导电地连接到该接触壳体的一个接触针上紧固件在这种情况下，借助于该接触壳体与该连接壳体的螺纹连接，确保了可靠且持久的有效连接，这还使得有可能进行持续几年或甚至几十年的安全接触。 [0009] 特别有利的是，根据本发明的太阳能插塞式连接器提供了具有小型设计的电插塞式连接器，它适合于在安装光伏设施时灵活使用紧固件典型地在用于光伏设施的太阳能模块上提供电连接线缆，所述线缆具有(例如)闩锁插塞式紧固件，以便将一个太阳能模块连接到下一个太阳能模块上紧固件这些常规的插塞式连接件令人满意发挥作用紧固件然而，在由于烟囱、房屋突出部或天窗或者类似物引起的结构条件而使得一个太阳能模块与下一个太阳能模块之间的距离发生变化并且特别是变得比预期的更大的情况下，情况变得复杂紧固件于是，必须加长太阳能模块的连接线缆紧固件装配工并非总是随身携带着用于这些作业的专业工具紧固件此外，由于在房屋屋顶的屋顶斜坡上常常较为困难的工作条件，工作人员并非总是能够携带所有的所需工具。 [0010] 特别是在必须将此类太阳能线缆引导穿过窗户的框架型材或穿过狭窄的线缆管道的情况下，这导致了关于空间需求的严格要求紧固件在此，本发明使得具有特别小的设计的太阳能插塞式连接器成为可能，其中具有连接壳体和接触壳体的该太阳能插塞式连接器整体上仅占据非常少的空间紧固件这尤其是依靠从前方以限定的方式将接触针引入到线缆的导体中来确保的紧固件明确地说，这意味着将该接触针轴向地引入到该轴向定向的导体中紧固件在这种情况下拧到一起确保了使接触针按规定贯穿到线缆的导体中，这样使得有可能完成可靠的、可重复的且持久的安全连接紧固件该连接线缆、接触针以及相关联的壳体零件的轴向安排使得有可能提供一种具有特别小的外径的太阳能插塞式连接器。 [0011] 在这种情况下，该设计允许自由地组装待连接的电缆且借助于对角切割器或类似物使其达到所要长度紧固件然而，在待连接的线缆的前端处提供的用于该接触针的入口区域被定向为特别地大致垂直于该线缆的纵向范围、并且提供了用于供该接触针贯穿的一个限定的区域紧固件由于构造简单，不需要从太阳能线缆上剥离绝缘物。 [0012] 在所谓的刺穿连接中，待连接的导体有规律地以某一角度或垂直于所连接的导体延伸，与该刺穿连接相反，根据本发明的太阳能插塞式连接器需要显著较少的空间。 [0013] 此外，由于以下特殊的连接几何形状，即从前方以限定的方式将接触针引入到线缆的导体中并且接触针轴向地伸入到该轴向定向的导体中，确保了该接触针与待连接的线缆的导体之间的特别良好的电连接，因而能够可靠地且持久地传输在光伏设施中发生的高电流强度和高电压紧固件总的来说，将接触针轴向贯穿到该轴向定向的导体中产生了可以传输相当大的电流强度的大接触区域。 [0014] 为了确保接触针可靠地贯穿到待连接的线缆的导体中，该接触针特别地配备有一个锥形的接触尖端。 [0015] 优选地，由于接触针是居中安排的，接触壳体具有一个中空圆柱形插孔区紧固件该连接壳体特别地具有一个中空圆柱形线缆插孔区，该中空圆柱形线缆插孔区被提供用于接纳一个具有被居中安排的的导体的线缆。 [0016] 在本申请案的意义内，术语“中空圆柱形”应当理解为意味着该插孔区以及线缆插孔区在各自的情况下大致上具有圆柱形空腔紧固件具体地说，在该接触壳体处的插孔区可以整体上或在若干部分中具有(例如)成圆锥形地延伸的锥体，以便借助于该锥体而确保将该接触尖端特别牢固地夹紧在待连接的线缆的导体中。 [0017] 在优选配置中，该接触壳体具有内螺纹，该内螺纹与该连接壳体的外螺纹相互作用以便产生螺纹连接紧固件该连接壳体可以大致上体现为空心螺杆，例如，该空心螺杆在内部接纳了待连接的线缆，而在外部径向地配备有用于与接触壳体的内螺纹拧到一起的外螺纹。 [0018] 优选地，该接触针具有朝向末端逐渐变细的尖端，其中还可以在该接触针上提供两个或更多个径向的直径台阶，该接触尖端在所述台阶处逐渐变细的程度更大。 [0019] 特别优选地，该接触壳体的每一转的螺距与外径的比率小于1:3紧固件明确地说，该比率小于1:5紧固件该接触壳体的螺距与外径的这个比率限定了相对精细的螺纹，这导致了贯穿力相对于在将该螺旋连接拧到一起时所消耗的旋转力的高传动比紧固件具体地说，以增加至少5倍、特别是8倍且特别优选地10倍的方式来传输在使用中旋转该螺杆所消耗的力，作为使该接触针进入待连接的线缆的导体中的贯穿力紧固件这确保了可以借助能手动施加的相对较低的旋转力来确保使该接触针可靠且持久地安全贯穿到待连接的线缆的导体中。 [0020] 在所有配置中，优选的是在该连接壳体上提供一个止退式紧固装置并且在从前端对引入其中的线缆施加压力的情况下来紧固这个已经从后端被推入该连接壳体中的线缆紧固件该止退式紧固装置确保了，一旦已经将线缆引入到连接壳体中，便无法通过从前方在所引入的线缆上施加压力而再次将所述线缆推出该连接壳体紧固件具体地说，该止退式紧固装置还确保了，以限定的方式将具有导体的线缆固持在该连接壳体中紧固件特别地通过该止退式紧固装置，还防止了线缆的横向翘曲紧固件该止退式紧固装置还环绕了包围该线缆并防止横向屈服的这个壁。 [0021] 优选地，该止退式紧固装置包括具有多个弹簧岔心的一个弹簧装置紧固件在这种情况下，该弹簧岔心的被安排成更靠近该连接壳体的后端处的这个后端与这些弹簧岔心的被安排成更加向前的这些前端相比被定位成更加向外。 [0022] 弹簧岔心的更位于后部处的那些末端特别地朝向后方被支撑在连接壳体上或者被支撑在该连接壳体中的一个肩台上或类似物上。 [0023] 这些弹簧岔心被特别地通过用于以浅角度或锐角放置在待连接的线缆的导体绝缘物上紧固件弹簧岔心的前尖端可以容易地贯穿到线缆绝缘物中并且被捕捉在其中，这样使得在被接纳于该连接壳体处的导体前端上施加压力的情况下，发生这些弹簧岔心的固位力的加强，因为弹簧岔心的后端被支撑在该连接壳体上紧固件因此实现了自加强型系统，其中独立于来自前方的压缩力或者来自后方的在线缆上的张力而施加了相应较高的紧固力。 [0024] 该止退式紧固装置优选地邻接了一个密封装置紧固件特别优选地，该止退式紧固装置的弹簧岔心的移动是由该密封装置上的一个圆锥形停止表面限定的紧固件因而，更进一步增大了由于该止退式紧固装置而可能产生的保持力紧固件此外，密封装置有助于持久可靠的操作。 [0025] 在所有配置中，可以在该接触壳体和连接壳体上提供闩锁装置，所述闩锁装置用于在已经完成连接之后将该接触壳体和该连接壳体彼此闩锁到一起。 [0026] 明确地说，该闩锁装置可以阻碍或者甚至阻止重新打开紧固件在安装光伏设施时，阻止打开过程有助于安全性，太阳能插塞式连接器的不希望的打开以及在那里存在的高DC电压和流过的高电流对人是不安全的。 [0027] 优选地，该接触壳体和连接壳体上的螺纹具有至少四个完整螺纹匝，且特别地具有在五个与十个之间的完整螺纹匝紧固件由于这个数目的螺纹匝，首先确保了接触壳体与连接壳体的固定且持久的连接，同时其次，在这种情况下所消耗的力相对较低紧固件此外，将安装工作保持在界限之内，因为没有将所需的转数选择得极高。 [0028] 在所有配置中，优选地，在连接壳体处接纳一个线缆，且该连接壳体可连接到或者已被连接到该接触壳体上。 [0029] 优选地，该接触壳体和/或连接壳体的外径是该线缆的外径的四倍以下紧固件优选地，该接触壳体和/或连接壳体的外径是在该线缆的外径的大致1.2倍与3倍之间的范围内紧固件术语“外径”在此应被理解为意指在线缆被定位于壳体内所在的平面中的外径紧固件还有可能将该术语理解为意指该接触壳体和/或连接壳体的最大外径。 [0030] 该接触针的最大外径特别地大于该导体的外径的10％，并且特别地，该接触针的最大外径是在该导体的外径的大致20％与50％之间的范围内。 [0031] 在所有实施方案中，该线缆的导体特别地由多个特别柔软的内芯组成紧固件由于一个接触尖端伸入导体的一束平行内芯中，所存在的这些内芯被迫径向地向外，因而接触压力增大。 [0032] 在所有配置中，优选的是使该导体至少由一个绝缘层包围紧固件在这种情况下，该线缆的外径是导体的外径的量值的至少两倍紧固件特别地，该绝缘层的径向厚度可以大致对应于导体的直径，例如20％的向上和向下偏差是可能的。 [0033] 具体地说，其中的接触壳体和/或连接壳体的外径为线缆的外径的3倍以下的一种太阳能插塞式连接器使得具有特别小的设计的太阳能插塞式连接器成为可能，在适当情况下，该太阳能插塞式连接器还可以被容纳在窗户型材或框架内或者容纳在较小或非常小的线缆管道中。 [0035] 在图中： [0036] 图1所示为光伏设施的示意性说明； [0037] 图2所示为来自图1的光伏设施的太阳能插塞式连接器； [0038] 图3所示为伸入到待连接的线缆的导体中的一个接触针的示意性图示； [0039] 图4所示为将连接壳体与接触壳体拧到一起的开始状态的截面图； [0040] 图5所示为来自图4的最终太阳能插塞式连接件的截面图；且 [0041] 图6所示为用于太阳能插塞式连接器的不同止退式紧固装置的示意性图示。 [0042] 图1描绘了光伏设施100的高度示意性视图，此处该光伏设施在简单实例中具有三个太阳能模块101、102和103，这些太阳能模块配备有光伏电池，未详细图解说明这些光伏电池紧固件光伏设施100的单独的太阳能模块101到103经由体现为太阳能线缆的线缆4而彼此连接，以便产生所需要的电连接紧固件太阳能线缆5带走所产生的电力，但还可以额外地向这些太阳能线缆施加控制信号。 [0043] 在采光井、屋顶表面、窗户或其他结构改变和状况处，一个太阳能模块101与一个太阳能模块102之间的正常距离发生改变且必须借助于加长该连接线缆5来桥接紧固件由于常常在倾斜安排的屋顶表面上实现这些光伏设施而且在安装期间并非每个工具均总是在手边，所以不使用特定的专门工具的简单安装是有利的紧固件此外，有利的是，太阳能插塞式连接器1具有小型设计，以便还能够被引导穿过型材、线缆管道或其他小空隙。 [0044] 在这种情况下，有可能的是，太阳能插塞式连接器1可以在一侧上被连接到可自由组装的线缆4上或者在两侧上均连接到可自由组装的线缆4上紧固件在有可能进行两侧的连接的情况下，对称的构造特别是有利的。 [0045] 图2所示为太阳能插塞式连接器1的透视分解图，其中以半透明方式图解说明了该接触壳体2以便使得有可能看到内部紧固件接触壳体2在内部具有一个接触针7，在此所述接触针体现为一个接触尖端10且被提供用于在将该连接壳体3连接到该接触壳体2上时伸入到该连接壳体3处的一个入口区域38中。 [0046] 在该连接壳体3中，将作为线缆4的太阳能线缆5从后端引入到该线缆插孔区12(以中空圆柱形方式体现)中，直到太阳能线缆5且特别是包含在其中的导体6在该连接壳体的前端20处的入口区域38处是可见的并且支承在那里为止紧固件一个止退式紧固装置19紧固了该太阳能线缆5以免被无意地向后推紧固件同时，该止退式紧固装置19还在当向太阳能线缆5的后端施加张力的情况下构成一个张应力消除件。 [0047] 可以在图2中清楚地看到，太阳能插塞式连接器1被实施为整体上具有非常小的设计，因为此处该太阳能线缆5的外径33仅大致为太阳能插塞式连接器1的最大外径32的量值的一半紧固件总的来说，被实施为例如中空螺杆的连接壳体3具有一个外螺纹14作为螺纹9，该螺纹出于电连接的目的而被拧到在接触壳体2中的被实施为内螺纹13的螺纹8之中紧固件在这种情况下，接触针7的接触尖端10进入连接壳体3处的入口区域38中并且由那里所提供的太阳能线缆5的导体6接纳在中心。 [0048] 图3所示为接触针7的接触尖端10以及待连接的太阳能线缆5的图解说明，已经省略了该连接壳体3和接触壳体2紧固件可以清楚地辨认导体6和包围该导体的导体绝缘物27紧固件接触尖端7已经伸入到导体6中紧固件此外在太阳能线缆5上描绘了止退式紧固装置19，此处的所述止退式紧固装置被实施为一个弹簧装置22且具有多个弹簧岔心23紧固件弹簧岔心23的前端25被支撑在太阳能线缆5的导体绝缘物27上，而弹簧岔心 23的后端24被提供用于支撑在该连接壳体3中的肩台26上。 [0049] 弹簧岔心23的前端25可以容易地贯穿到导体绝缘物27中以便获得强制性锁定连接，这样使得太阳能线缆5可以不再在不使用力的情况下被轴向地推出该连接壳体3。 [0050] 图4所示为当将具有外螺纹14的连接壳体3引入到接触壳体2中时太阳能插塞式连接器1的安装过程的开始状态紧固件此后，将接触壳体2与连接壳体3拧到一起，其中该连接壳体3的外螺纹14接合到该接触壳体2的内螺纹13中。 [0051] 此处可使用七到八个螺纹环来拧到一起，使得可以用相对微小的旋转力且特别地以手动方式来旋转该连接壳体3和/或接触壳体3，以便将具有接触尖端10的接触针7引入到太阳能线缆5的导体6中。 [0052] 此处，该接触壳体2的外径18大致具有与该连接壳体3的外径37相同的量值，这样使得两个外径大致对应于太阳能插塞式连接件1的最大外径32紧固件此处，外径32大致为太阳能线缆5的外径33的量值的两倍。 [0053] 归因于螺距相对较小且对于每个螺纹匝是大致仅为外螺纹14的外径的四分之一这个事实，获得了高的力传输，这样使得用相对低的旋转力获得了接触针7的高的轴向贯穿力。 [0054] 图5所示为最终状态，其中接触针7已经尽可能远地贯穿到太阳能线缆5的导体6中紧固件因而使得导体6与接触针7之间的非常大的接触区域成为可能。 [0055] 出于密封目的，可以提供一个密封装置28，该密封装置可以具有一个圆锥形停止表面29，该弹簧装置22或止退式紧固装置19可以支承在该圆锥形停止表面上以便限定该接触弹簧22的弹簧支脚23的入座。 [0056] 图6所示为一个止退式紧固装置19，其中这些弹簧岔心23的前端25支承在太阳能线缆5的导体绝缘物27上，而后端24被支撑在该连接壳体3的一个肩台26上紧固件在这种情况下，这些弹簧岔心23的后端25可以穿过该连接壳体3中的一个窗口向外延伸。 [0057] 同样可以在图6中看到，在该示范性实施方案中，绝缘层27的径向厚度大致仅为导体6的直径35那样厚，这样使得绝缘物的厚度是介于太阳能线缆5的总外径33的大致25％与50％之间。 [0058] 总的来说，本发明提供了一种具有小型设计的太阳能插塞式连接器1，该太阳能插塞式连接器可以用以在没有工具的情况下且特别是在没有特殊工具的情况下加长太阳能线缆5紧固件该太阳能插塞式连接器可以不仅用作太阳能模块的连接、而且通常还可以用作用于传输电力的电连接装置紧固件简单的对角切割器足以准备所需要的太阳能线缆5的长度紧固件将太阳能线缆5的末端从后方推入到该连接壳体3中，直到导体6支承在前方入口区域38上为止紧固件借助于在该连接壳体3中所提供的止退式紧固装置19，将太阳能线缆5紧固地容纳在该连接壳体3处，即使在接触针7从前方进入到入口区域38中并且因此在太阳能线缆5上施加相当大的轴向压力时也是如此。 [0060] 参考符号列表 [0061] 太阳能插塞式连接器 1 [0062] 接触壳体 2 [0063] 连接壳体 3 [0064] 线缆 4 [0065] 太阳能线缆 5 [0066] 导体 6 [0067] 接触针 7 [0068] 螺纹 8 [0069] 螺纹 9 [0070] 接触尖端 10 [0071] 插孔区 11 [0072] 线缆插孔区 12 [0073] 内螺纹 13 [0074] 外螺纹 14 [0075] 直径台阶 15,16 [0076] 螺距 17 [0077] 接触壳体的外径 18 [0078] 止退式紧固装置 19 [0079] 前端 20 [0080] 后端 21 [0081] 弹簧装置 22 [0082] 弹簧岔心 23 [0083] 后端 24 [0084] 前端 25 [0085] 肩台 26 [0086] 导体绝缘物 27 [0087] 密封装置 28 [0088] 圆锥形停止表面 29 [0089] 闩锁装置 30 [0090] 螺纹匝 31 [0091] 太阳能插塞式连接件的外径 32 [0092] 线缆的外径 33 [0093] 内芯 34 [0094] 导体的外径 35 [0095] 螺纹的外径 36 [0096] 连接壳体的外径 37 [0097] 入口区域 38 [0098] 光伏设施 100 [0099] 太阳能模块 101-103 |
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