CN107112642A - 线路滤波器和将线路滤波器安装到系统线缆上的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及线路滤波器(1)，其构造成安装到系统线缆(2)上，其中，线路滤波器(1)包括磁性构件(4)，其中，线路滤波器(1)限定穿过线路滤波器(1)的线缆通路(6)，其中，线路滤波器(1)构造成在安装时允许沿线缆通路(6)放置系统线缆(2)，从而提供系统线缆(2)到磁性构件(4)的磁性联接，且其中，线路滤波器(1)包括绝缘移置连接器(16)和分路构件(5)，其中，绝缘移置连接器(16)构造成在安装时被上紧，从而提供系统线缆(2)到分路构件(5)的电连接。而且，本发明涉及一种将线路滤波器(1)安装到系统线缆(2)上的方法。

Description

线路滤波器和将线路滤波器安装到系统线缆上的方法
本发明涉及线路滤波器和将线路滤波器安装到系统线缆上的方法。线路滤波器是一种电子滤波器，其置于电子装置与外部线路之间，或置于将系统内的电子装置互连的任何线路中。线路滤波器通常用于衰减外部线路与电子装置之间或系统内的电子装置之间的传导的射电频率(RFI)(也称为电磁干扰(EMI))。
线路滤波器到系统线缆的安装需要高水平的专门技术且是耗时的。连接的品质对于确保系统电流的适当传导以避免终端的过热而言是极为重要的。通常，线路滤波器包括线路侧的现场布线电力端子和负载侧的另一现场布线电力端子。端子构造成与系统线缆输入和系统线缆输出连接。在三线系统中，例如，这需要各自能够承载全部系统电流的六个系统线缆终端。对于各终端，系统线缆必须被制备为具有正确的绝缘去除长度，线端部被最后加工为具有适合的套管且线缆利用正确的扭矩紧固至端子。必须定期地重新检查该扭矩。
本发明的一个目标是提供一种改进的线路滤波器，其例如有助于安装。本发明的另一目标是提供将线路滤波器安装到系统线缆上的改进的方法。
该目标通过根据权利要求1的线路滤波器来解决。进一步的目标通过根据第二独立权利要求的方法来解决。
提供了一种线路滤波器，其构造成安装到系统线缆上，其中，线路滤波器包括磁性构件，线路滤波器限定穿过线路滤波器的线缆通路，线路滤波器构造成在安装时允许沿线缆通路放置系统线缆，从而提供系统线缆到磁性构件的磁性联接，且其中，线路滤波器包括绝缘移置连接器和分路构件，其中，绝缘移置连接器构造成在安装时被上紧，从而提供系统线缆到分路构件的电连接。
在此背景下，用语“在安装时”可指线路滤波器到外部电子装置的系统线缆的安装。安装时并非线路滤波器的制造期间的时间。系统线缆不是线路滤波器的固有部分。线路滤波器在线路滤波器的制造之后的时间点且由不同于制造者的人(具体而言，例如由安装者或电子装置的用户)安装到系统线缆上。
线路滤波器可为低通滤波器。线路滤波器可构造成衰减射电频率干扰(也称为电磁干扰(EMI))。线路滤波器可构造成衰减泄漏电流。线路滤波器可构造成连接在电力网与电气负载装置之间或在系统内的电气装置之间，即，在马达驱动器与马达之间。线路滤波器可提供装置之间的电磁相容性(EMC)。
线路滤波器可包括用于消除在频率范围150Hz到150kHz中的来自系统线缆的接地泄漏电流的器件。备选地，线路可包括在梯形网络中的串联的电感和分路电容构件，以提供在频率范围150kHz到30MHz中的射电频率干扰的衰减。
磁性构件可为电感器磁芯。
线缆通路可为延伸穿过线路滤波器的预定通路。具体而言，线缆通路可将线路滤波器的线路侧连接至线路滤波器的负载侧。
在该背景下，用语“沿线缆通路放置系统线缆”可理解为由线路滤波器的用户或由线路滤波器的安装者执行的操作。在该操作中，可沿线缆通路手动地放置系统线缆。在一个实施例中，可通过推动系统线缆穿过线路滤波器来沿线缆通路放置系统线缆。然而，用于沿线缆通路放置线缆的备选实施例也是可能的。
绝缘移置连接器(IDC)构造成提供系统线缆到分路构件的电连接。具体而言，IDC构造成提供到系统线缆中的电压分接，其允许从系统线缆引出小的分路电流到分路构件。由此，同样的电压可施加在系统线缆中和分路构件处。
分路构件可包括一个或更多个分路电容器。分路构件可连接在系统线缆与接地端子之间，或在系统线缆的相之间。线路滤波器可包括以梯形拓扑连接的多个分路构件。
由于线路滤波器构造成在安装到系统线缆上时机械地联接且电连接至系统线缆，故线路滤波器没有将线路端子和负载端子连接的内部主电力导体。作为替代，在安装时沿线缆通路放置的系统线缆与磁性构件和IDC直接连接。由此，完全不需要在线路滤波器上提供现场布线端子，且这导致在它们的固有成本和体积方面的节省。这有助于用于安装线路滤波器的现场布线和用于终端的系统接线的耗时准备。因此，显著地有助于将线路滤波器安装到系统线缆上的操作。
在一个实施例中，线路滤波器包括孔口，孔口构造成在安装时通过推动系统线缆穿过孔口来允许沿线缆通路放置系统线缆。推动系统线缆穿过孔口以进入线路滤波器中且提供系统线缆可穿过其离开线路滤波器的另一孔口是将线路滤波器安装到系统线缆上的特别容易的方式。这允许非常快速的安装且改善用户安全性，因为防止安装错误，诸如不良高电流连接。
IDC可包括螺钉和至少一个传导销，该至少一个传导销构造成当螺钉被上紧时刺入系统线缆中。IDC可包括正好一个传导销。备选地，IDC可包括多个传导销。
具体而言，传导销可构造成移置系统线缆的绝缘。因此，可能通过解开螺钉来从系统线缆拆除线路滤波器，其中，销可从系统线缆取出且绝缘仅遭受较小损伤。
销可布置到螺钉的构造成面朝系统线缆的端部，或者销可布置成使得当线路滤波器安装到系统线缆上时其在系统线缆的与螺钉相对的侧上。
传导销可构造成刺破系统线缆绝缘且伸入系统线缆中零点几毫米到若干毫米的范围中的深度。具体而言，该深度可在0.01mm到20mm的范围中。系统线缆可包括由绝缘物覆盖的内导体。传导销可构造成刺穿绝缘物且进入内导体中。
销设计成进入系统线缆中的深度可调节，以提供用于IDC的电连接的不同传导率特性。
磁性构件可为环形的且包括开口。线缆通路可穿过磁性构件的开口。磁性构件可构造成强化由穿过磁性构件开口的系统线缆中流过的电流形成的磁通量。由此，可增加所述两个元件之间的磁性联接。
线路滤波器可没有内部导体绕组。因此，线缆可跟随穿过线路滤波器的直接通路。因此，线缆通路可构造成使得系统线缆可在几乎直的线中穿过线路滤波器引导。这有助于通过推动沿线缆通路放置系统线缆。具体而言，在沿直线推动系统线缆时，可需要系统线缆的最小变形或扭转。
IDC可构造成通过系统线缆到分路构件的电连接从系统线缆引出分路电流，其中，分路电流低于流过系统线缆的电力电流。具体而言，该分路电流可为比流过系统线缆的电流低的数量级。线路滤波器分路构件可被设计为与流过系统线缆的电力电流相比引出相对低的电流。因此，电力电流可非常高，且尽管从系统线缆去除射电频率干扰分路电流但将不遭受衰减。
分路电流可在0.1A到10A的范围中。与此同时，流过系统线缆的电流可达到1000A。具体而言，系统线缆中的电流可在10A到1000A的范围中。达到600V的电压可存在于系统线缆中。线路滤波器可被设计成提供频率范围1kHz到30MHz中的衰减。
线路滤波器可包括多个IDC，其中，IDC中的每一个构造成在安装时被上紧，从而提供系统线缆到分路构件的电连接。具体而言，线路滤波器可构造成安装到包括一个或更多个相的系统线缆上。线路滤波器可构造成使得当沿线缆通路放置系统线缆时，系统线缆的所有相磁性地联接至相同的磁性构件，或者单独的相可联接至独立的磁性构件。而且，线路滤波器可构造成将系统线缆的各个相电连接到至少一个绝缘移置连接器。该设计允许单独地电连接系统线缆的不同相。例如，相应的IDC可不同地设计。
而且，线路滤波器可包括构造成连接至系统线缆的相同相的多个IDC。这可允许引出更强的分路电流，或者可允许分路构件的多个级的连接。
线路滤波器还可包括引导元件，引导元件构造成在沿线缆通路放置系统线缆期间沿线缆通路机械地引导系统线缆，且其构造成一旦沿线缆通路放置了系统线缆则将系统线缆保持在线缆通路中。引导元件可为塑料构件。
线路滤波器可为低通滤波器。
IDC可构造成以气密连接连接至系统线缆。
IDC可构造成当连接至系统线缆时提供应变减轻。
IDC可构造成提供弹簧动作，该弹簧动作将维持随时间恒定的夹紧力。
线路滤波器可构造成从系统线缆拆除。具体而言，线路滤波器可通过打开IDC且通过从线缆通路去除系统线缆而从系统拆除，例如，通过将系统线缆推出线路滤波器。线路滤波器可构造成使得在从系统线缆拆除期间，系统线缆遭受绝缘被刺破但保持完好的最小损伤。拆除可由有资格的用户或安装者执行。
线路滤波器可包括壳体，其中，绝缘移置连接器构造成在布置在壳体内的位置处刺入系统线缆中。因此，系统线缆被绝缘移置连接器刺破的点可由壳体保护。
线缆可延伸穿过壳体。磁性构件可布置在壳体内。绝缘移置连接器可布置在壳体内。具体而言，绝缘移置连接器可完全布置在壳体内。分路构件可布置在壳体内。
根据另一方面，本发明涉及包括上述线路滤波器和系统线缆的组件。
而且，本发明涉及一种将线路滤波器安装到系统线缆上的方法，其中，线路滤波器包括磁性构件、IDC和分路构件。该方法包括下列步骤：
-沿穿过线路滤波器限定的线缆通路放置系统线缆，从而提供系统线缆到磁性构件的磁性联接，和
-围绕系统线缆上紧绝缘移置连接器，从而提供系统线缆到分路构件的电连接。
方法中使用的线路滤波器可与上述线路滤波器相同，使得关于线路滤波器公开的每个功能和结构特征也可关于方法来应用。
在下面，关于附图更详细地描述本发明。
图1示出安装到系统线缆上的线路滤波器的截面图；
图2示出安装到系统线缆上的线路滤波器的透视图；
图3和图4在透视图中示出了磁性构件、线缆引导件和IDC连接器的细节；
图5示出了线路滤波器的备选设计的透视图，示出了IDC连接器、磁性构件、分路构件和线缆引导件；且
图6示出了绝缘移置连接器的透视图；
图7示出了备选绝缘移置连接器的透视图。
图1示出安装到系统线缆2上的线路滤波器1的截面图。图2示出安装到系统线缆2上的线路滤波器1的透视图。
线路滤波器1是一种电子滤波器，其置于电子装置(未示出)与其外部的线路(未示出)之间，以衰减外部线路与电子装置之间或系统内的电子装置之间的传导的射电频率(RFI)(也称为电磁干扰(EMI))。
线路滤波器1由其制造商在没有系统线缆2的情况下提供。在安装时，由安装者提供适合的系统线缆2。然后，当线路滤波器1置于电子装置与其外部的线路之间或系统内的电子装置之间时，由安装者将线路滤波器1安装到系统线缆2上。系统线缆2包括绝缘物，该绝缘物覆盖传导性内部材料，例如铜。
线路滤波器1包括壳体3。壳体3由塑料材料组成。线路滤波器1的其他部分布置在壳体3内。壳体3可安装在系统箱(未示出)上。
线路滤波器1为低通滤波器。线路滤波器1包括构造为在线电感器的磁性构件4和分路构件5，例如分路电容器。线路滤波器1构造为使得当连接至系统线缆2时磁性构件4和分路构件5形成LC低通滤波器。
线路滤波器1限定延伸穿过线路滤波器1的线缆通路6。具体而言，线缆通路6在负载侧7进入线路滤波器1且在线路侧8离开线路滤波器1。由于线路滤波器1限定了系统线缆2可沿着放置的线缆通路6，故线路滤波器1没有内部主线缆，系统线缆2在其他情况下将必须例如通过现场布线端子电子地连接至内部主线缆。
线路滤波器1包括负载侧7的孔口9a，孔口9a构造成允许系统线缆2通过负载侧7的孔口9a进入线路滤波器1中。而且，线路滤波器1包括线路侧8的孔口10，孔口10构造成允许系统线缆2通过线路侧8的孔口10从线路滤波器1离开。
在图1和图2中示出的实施例中，系统线缆2包括三个相11、12、13。线路滤波器1包括布置在线路滤波器的负载侧的三个孔口9a、9b、9c。而且，线路滤波器1包括布置在线路滤波器1的线路侧8的仅一个孔口10。穿过线路滤波器1限定的线缆通路6将负载侧7上的三个孔口9a、9b、9c中的每一个与线路侧8上的该一个孔口10连接。系统线缆2的一个相11、12、13在线路滤波器1的负载侧7上进入孔口9a、9b、9c中的每一个。而且，系统线缆2的所有相9a、9b、9c通过线路侧8上的该一个孔口10离开线路滤波器1。
而且，线路滤波器1包括引导元件14，引导元件14构造成在沿线缆通路6放置系统线缆2期间帮助沿线缆通路6引导系统线缆2。引导元件14定形为单个平面管，其中，系统线缆2的多个相11、12、13在同一平面管中引导。引导元件14包括塑料材料。
具体而言，系统线缆2可通过从负载侧7推入线路滤波器1中来沿线缆通路6放置。在该情况下，引导元件14构造成使得系统线缆2沿引导元件14滑动且因此穿过线路滤波器1沿线缆通路6引导。一旦线路滤波器1已安装到系统线缆2上，则引导元件14沿线缆通路6将系统线缆2保持在其位置中。
在图1和图2中示出的实施例中，线路滤波器1包括两个磁性构件4。在备选设计中，线路滤波器1可包括一个或更多个磁性构件。
磁性构件4中的各个为环形电感器磁芯。具体而言，磁性构件4是电感器，其构造成通过磁性联接件在线连接至系统线缆。磁性构件4中的各个限定开口15，其中线缆通路6穿过开口15。因此，当系统线缆2沿线缆通路6放置时，系统线缆2延伸穿过磁性构件4的开口15。具体而言，系统线缆2的所有相11、12、13延伸穿过磁性构件4中的相同开口15。
在备选设计中，磁性构件4可具有提供开口15的任何适合的形状。在备选设计中，系统线缆2的相11、12、13可穿过独立的磁性构件4，即，每个磁性构件4一个相线缆11、12、13。
当系统线缆2放置为使得其穿过延伸穿过磁性构件4的开口15时，系统线缆2与磁性构件4之间的磁性联接建立。具体而言，系统线缆2与磁性构件4形成单匝联接。
线路滤波器1还包括至少一个分路构件5，例如，分路电容器。
线路滤波器1还包括绝缘移置连接器(IDC)16。IDC 16布置在线路滤波器1的负载侧7的附近。IDC 16包括螺钉17和传导销18。在图6中示出的实施例中，传导销18布置在螺钉17的面朝系统线缆2的端部处。因此，螺钉17和销18由单个元件形成。螺钉17是金属螺钉。在备选设计中，IDC 16可置于线路滤波器1内的任何适当位置处。
此外，平台19布置为接近螺钉17的面向系统线缆2的端部。IDC 16还包括罩20。当螺钉17上紧时，平台19构造成压缩系统线缆2。当螺钉17上紧时，系统线缆2被机械地固定，即，夹在平台19与罩20之间。罩20包括接纳螺钉17的具有螺纹的金属块23和围绕系统线缆2的金属条24。
而且，当螺钉17上紧时，传导销18刺穿系统线缆2的绝缘，从而建立到系统线缆2的电连接。具体而言，当传导销18刺入系统线缆2中时，系统线缆2的绝缘被移置。因为系统线缆2在平台19与罩20之间受到压缩，所以确保了销18被压入系统线缆2的导体中，以提供到系统线缆2的传导性内部材料的良好电连接。
而且，IDC 16包括电连接至分路构件5的低电流连接点(未示出)。当螺钉17上紧时，IDC 16提供系统线缆2到分路构件5的电连接。具体而言，IDC 16包括构造成对至少一个分路构件5进行线连接的小钎焊或卷曲突缘(未示出)。
IDC 16构造成提供到系统线缆2中的电压分接。因此，当电连接建立时，与系统线缆2中相同的电压也施加于分路构件5。而且，电连接构造成仅通过传导销18从系统线缆2引出小的分路电流。该分路电流可为比流过系统线缆2的电力电流小的数量级或更大。分路电流可在0.1A到10A的范围中。
而且，IDC 16包括塑料壳体21，该塑料壳体21提供IDC 16的绝缘。IDC 16构造成提供系统线缆2的气密密封。该气密密封通过系统线缆2的绝缘上的罩20和平台19的压力且通过在传导销18上由系统线缆2的移置的绝缘施加的压力形成。
销18设计成进入系统线缆2中的深度可调节，以提供电连接的不同传导率特性。销18可伸入系统线缆2的导体中达零点几毫米或若干毫米。
系统线缆2包括三个相11、12、13。线路滤波器1包括三个IDC 16。IDC 16中的各个分配给系统线缆2的一个相11、12、13。具体而言，IDC 16中的各个构造成将系统线缆2的相11、12、13中的一个电连接至分路构件5。
在备选设计中，系统线缆2可包括其他数量的相。在该情况下，线路滤波器1对系统线缆2的每个相在负载侧7上包括一个IDC 16和一个孔口9a。
在备选设计中，多于一个的IDC 16可连接至系统线缆2的一个相。由此，分路构件的多个级可连接至系统线缆2。备选地或额外地，各IDC 16可包括构造成当相应IDC 16的螺钉17上紧时刺入系统线缆2中的多于一个的传导销18。该设计还允许从系统线缆2通过IDC16引出更高的分路电流。
图3和图4示出了线路滤波器1的细节。具体而言，线路滤波器1的壳体3和分路构件5都没有在图3和图4中示出，以增强理解。具体而言，IDC连接器16、线缆引导件14和磁性构件4都示出。
图5示出了线路滤波器1的另一备选设计的透视图。在图5中，壳体3部分看透地示出，以增强理解。
图5中示出的设计在引导元件14的设计方面不同于之前描述的设计。在图5中示出的设计中，引导元件14包括多个独立的管22，其中，对系统线缆2的相11、12、13中的每一个提供管22。
图6示出了上文论述的IDC 16的透视图。
图7示出了IDC 16的备选设计。在图7中示出的IDC 16中，传导销18布置在罩20的与螺钉17相对的侧。然而，IDC 16的基本功能不变。当螺钉17上紧时，系统线缆2由此在平台19与罩20之间受压，且同时迫使传导销18刺入系统线缆2中。
在另一备选设计中，IDC 16包括两个传导销18。第一传导销18布置在螺钉17的面朝系统线缆2的端部上，也如图6的实施例中示出的那样。第二传导销18布置在罩20的与螺钉17相对的侧，也如图7的实施例中示出的那样。通过提供两个传导销18，可从系统线缆2引出更高的分路电流。不需要其他功能的修改。
参考标号
1 线路滤波器
2 系统线缆
3 壳体
4 磁性构件
5 分路构件
6 线缆通路
7 负载侧
8 线路侧
9a,9b,9c 负载侧的孔口
10 线路侧的孔口
11,12,13 系统线缆的相
14 引导元件
15 开口
16 绝缘移置连接器(IDC)
17 螺钉
18 传导销
19 平台
20 罩
21 IDC的塑料壳体
22 管
23 块
24 条。

Claims (15)

1.线路滤波器(1)，
其构造成安装到系统线缆(2)上，
其中，所述线路滤波器(1)包括磁性构件(4)，
其中，所述线路滤波器(1)限定穿过所述线路滤波器(1)的线缆通路(6)，
其中，所述线路滤波器(1)构造成在安装时允许沿所述线缆通路(6)放置所述系统线缆(2)，从而提供所述系统线缆(2)到所述磁性构件(4)的磁性联接，且
其中，所述线路滤波器(1)包括绝缘移置连接器(16)和分路构件(5)，其中，所述绝缘移置连接器(16)构造成在安装时被上紧，从而提供所述系统线缆(2)到所述分路构件(5)的电连接。
2.根据权利要求1所述的线路滤波器(1)，
其特征在于，所述线路滤波器(1)包括孔口(9a,9b,9c,10)，所述孔口(9a,9b,9c,10)构造成通过在安装时推动所述系统线缆(2)穿过所述孔口(9a,9b,9c,10)来允许沿所述线缆通路(6)放置所述系统线缆(2)。
3.根据前述权利要求中的一项所述的线路滤波器(1)，
其特征在于，所述绝缘移置连接器(16)包括螺钉(17)和至少一个传导销(18)，所述至少一个传导销(18)构造成当所述螺钉(17)被上紧时刺入所述系统线缆(2)中。
4.根据权利要求3所述的线路滤波器(1)，
其特征在于，所述销(18)布置在所述螺钉(17)的构造成面朝所述系统线缆(2)的端部处，或者其中，所述销(18)布置成使得当所述线路滤波器(1)安装到所述系统线缆(2)上时其在所述系统线缆(2)的与所述螺钉(17)相对的侧上。
5.根据权利要求3或4所述的线路滤波器(1)，
其特征在于，所述传导销(18)构造成刺入所述系统线缆(2)中且以0.01mm到20mm的范围中的深度伸入所述系统线缆(2)中。
6.根据前述权利要求中的一项所述的线路滤波器(1)，
其特征在于，所述磁性构件(4)是环形的且包括开口(15)，且
其中，所述线缆通路(6)穿过所述磁性构件(4)的开口(15)。
7.根据前述权利要求中的一项所述的线路滤波器(1)，
其特征在于，所述线路滤波器(1)没有内部导体绕组。
8.根据前述权利要求中的一项所述的线路滤波器(1)，
其特征在于，所述绝缘移置连接器(16)构造成通过所述系统线缆(2)到所述分路构件(5)的电连接从所述系统线缆(2)引出分路电流，其中，所述分路电流低于流过所述系统线缆(2)的电流。
9.根据权利要求8所述的线路滤波器(1)，
其特征在于，所述分路电流在0.1A到10A的范围中。
10.根据前述权利要求中的一项所述的线路滤波器(1)，其特征在于，
所述线路滤波器(1)包括多个绝缘移置连接器(16)，其中，所述绝缘移置连接器(16)中的每一个构造成在安装时被上紧，从而提供所述系统线缆(2)到所述分路构件(5)的电连接。
11.根据前述权利要求中的一项所述的线路滤波器(1)，其特征在于，
所述线路滤波器(1)构造成安装到包括至少一个相(11,12,13)的系统线缆(2)上，
其中，所述线路滤波器(1)构造成使得当沿所述线缆通路(6)放置所述系统线缆(2)时，所述系统线缆(2)的所有相(11,12,13)磁性地连接至所述磁性构件(4)，且
其中，所述线路滤波器(1)构造成允许将所述系统线缆(2)的各个相(11,12,13)电连接到至少一个绝缘移置连接器(16)。
12.根据前述权利要求中的一项所述的线路滤波器(1)，其特征在于，
所述线路滤波器(1)包括引导元件(14)，所述引导元件(14)构造成在沿所述线缆通路(6)放置所述系统线缆(2)期间沿所述线缆通路(6)机械地引导所述系统线缆(2)，且所述引导元件(14)构造成一旦沿所述线缆通路(6)放置了所述系统线缆(2)则将所述系统线缆(2)保持在所述线缆通路(6)中。
13.根据前述权利要求中的一项所述的线路滤波器(1)，
其特征在于，所述线路滤波器(1)构造成允许从所述系统线缆(2)拆除所述线路滤波器(1)。
14.包括根据前述权利要求中的一项所述的线路滤波器(1)和系统线缆(2)的组件。
15.将线路滤波器(1)安装到系统线缆(2)上的方法，
其中，所述线路滤波器(1)包括磁性构件(4)、绝缘移置连接器(16)和分路构件(5)，
其中，所述方法包括下列步骤：
-沿穿过所述线路滤波器(1)限定的线缆通路(6)放置所述系统线缆(2)，从而提供所述系统线缆(2)到所述磁性构件(4)的磁性联接，和
-围绕所述系统线缆(2)上紧所述绝缘移置连接器(16)，从而提供所述系统线缆(2)到所述分路构件(5)的电连接。
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