CN114696133A - 紧凑型辅助连接器 - Google Patents

Abstract

紧凑型辅助连接器包括两个套管，每个套管具有电连接器，以及连接在两个套管之间以绝缘电缆的管，该电缆连接在两个套管的电连接器之间。根据所需的连接配置，两个套管中的每一个的电连接器可以连接到电气装置、线路或负载总线或其组合。每个套管还可包括柔性接头盖，例如护套，以覆盖套管连接器到总线(例如初级总线)的连接。紧凑型辅助连接器可以管理辅助装置或其他装置与开关设备组合件的开关设备柜中的线路/负载总线之间的带电连接。根据电压应用，套管、管和柔性接头盖可由具有所需介电强度的绝缘材料形成。

Description

紧凑型辅助连接器

相关申请的交叉引用

本申请在35U.S.C.119(e)要求于2020年12月29日提交的第63/131,338号美国临时申请的利益和优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术领域

本公开涉及用于开关设备组件的电缆和总线组件，并且更具体地，涉及用于开关设备组件的紧凑型连接器组件。

背景技术

在中压(MV)开关设备应用中，电压和控制电源(CP)变压器可以垂直地并排安装在开关设备(也称为开关设备组件)的机柜的隔间(例如隔室)中。这些变压器的初级连接通常是电缆或总线，它们连接到开关设备内的线路或负载侧总线。当两个变压器需要公共电源时，还需要在每个部件之间建立总线或电缆连接。15,000伏应用中的这些总线或电缆连接可能需要一定的气隙或绝缘手段来正确管理所需的电气间隙。由于这些总线和电缆连接的复杂性，指定用于进行这些连接的初级隔间或区域可具有至少14到15英寸的深度。

发明内容

为了解决这些和其他缺点，根据一个实施例，提供了一种用于将总线连接到开关设备组件中的一个或多个辅助装置的连接器组件。连接器组件可包括第一和第二套管组件。第一和第二套管组件中的每一个可包括：套管，其具有相对的第一和第二开口端，空腔延伸穿过其中，空腔被壁分隔成第一和第二空腔，第一和第二空腔分别通向第一和第二开口端，壁具有在第一空腔和第二空腔之间延伸的开口，套管由绝缘材料形成；由导电材料形成并布置在空腔中的连接器，该连接器具有延伸穿过内壁的开口的部分，该连接器具有在套管的第一空腔中具有第一端子的第一端和位于第二空腔中的相对的第二端；和柔性接头盖，可连接在套管的一部分上以封闭第二空腔和连接器的第二端，接头绝缘体具有第一狭槽，通过该狭槽接收来自线路或负载总线的用于连接到第二端的导体。连接器组件还可包括连接在第一和第二套管组件的柔性接头盖之间的管，用于容纳连接在第一和第二套管组件的连接器的第二端之间的导电电缆。

在一些实施例中，连接器的第二端可以包括彼此分开的至少两个第二端子。导电电缆可连接在第一套管组件的两个第二端子之一与第二套管组件的两个第二端子之一之间。

在各种实施例中，用于第一和第二套管组件中的每一个的连接器的第一端子可以被配置为连接到开关设备组件的开关设备柜的隔间中的装置的端子。第一装置可以是控制电源变压器或电压变压器。第一和第二套管组件连同管可以利用开关设备柜的初级隔间的5.5英寸或更小的深度来将线路或负载总线电连接到第一装置。第一和第二套管组件与管一起可配置为在15kV的电压等级、95kV基本绝缘等级(BIL)下运行。

在一些实施例中，柔性接头盖可以是聚氯乙烯(PVC)护罩，其可拆卸地连接在套管的一部分上以封闭第二空腔和第二端。管可以是酚醛管。第一和第二套管组件的每个连接器可以具有Z形。

根据进一步的实施例，开关设备组件可以包括：开关设备柜，其包括辅助隔间、电缆隔间和母线隔间；多相电力总线系统，包括用于分配多相电力的线路和负载总线；开关设备柜的辅助隔间中的第一装置；以及多个连接器组件，每个连接器组件用于相应的电力相，每个连接器组件具有连接到用于相应电力相的第一装置的第一或第二套管组件中的一个的连接器的第一端子和连接到多相电力总线系统的线路或负载总线的相应电力相的第一或第二套管组件的连接器的第二端。

在一些实施例中，开关设备组件还可以包括在开关设备柜的辅助隔间中的第二装置，并且第一和第二装置可以垂直地并排安装在辅助隔间中。每个连接器组件可以具有连接到用于相应电力相的第二装置的第一或第二套管组件中的另一个的第一端子。此外，第一装置可以是控制电源变压器，而第二装置可以是电压互感器。第一和第二套管组件连同管可以利用开关设备柜的5.5英寸或更少的深度来将线路或负载总线电连接到第一装置。每个连接器组件都可以配置为在15kV的电压等级、95kV基本绝缘等级(BIL)下运行。

附图说明

以上简要概括的本公开的更详细描述可通过参考各种实施例而获得，其中一些实施例在附图中示出。尽管附图示出了本公开的选定实施例，但这些附图不应被视为对其范围的限制，因为本公开可允许其他同样有效的实施例。

图1示出了根据本文描述的实施例的开关设备组件的局部剖视图，该开关设备组件包括在开关设备柜的初级隔间中的紧凑型辅助连接器。

图2示出了根据本文描述的实施例的图1的紧凑型辅助连接器的放大局部剖视图，该辅助连接器在辅助装置和总线之间提供带电连接。

图3示出了根据本文描述的实施例的图1的多个紧凑型辅助连接器的透视图，其中一个紧凑型辅助连接器的套管组件的一部分被切除以提供连接器和其中的部件的内部视图。

图4示出了根据本文描述的实施例的用于图1的紧凑型辅助连接器的套管组件的剖视图。

在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图共有的相同元件。然而，在一个实施例中公开的元件可以有益地用于其他实施例而无需具体叙述。

具体实施方式

紧凑型辅助连接器可以包括两个套管，每个套管具有电连接器，以及连接在两个套管之间以绝缘电缆的管(或“管道”)，该电缆连接在两个套管的电连接器之间。根据所需的连接配置，两个套管中的每一个的电连接器可以连接到电气装置、总线(例如，用于线路或负载)或其组合。每个套管还可包括柔性接头盖，例如护套，以覆盖套管连接器与总线(例如初级总线)的连接。紧凑型辅助连接器可以管理辅助装置或其他装置与开关设备组件的开关设备柜(或外壳)中的线路/负载总线之间的带电连接。根据电压应用，套管、管道和柔性接头盖可由具有所需介电强度的绝缘材料形成。

本公开的紧凑型辅助连接器可以允许零件和隔间尺寸的显着减小以支持例如到辅助变压器的中压初级连接。这种减小对于允许减少设备深度同时在小型外壳中保持安全可靠的带电部件连接是有价值的。例如，与使用具有母线和绝缘体的增大的外壳尺寸相比，使用本文所述的这种紧凑型辅助连接器可以更经济。此外，连接器组件的设计还可以在所需额定电压下充分管理冲击和跟踪距离以及介电强度，例如对于中压或其他电压应用(例如，15kV应用、95kV基本绝缘等级(BIL))。紧凑型辅助连接器还可以让带电部件安全地安装在接地金属的5.5英寸(或139.7毫米)的隔间内。紧凑型辅助连接器可以在带电部件和接地金属之间提供足够的空气间隙，以避免危险的潜在局部放电问题。

下面将参照附图描述根据本公开的示例紧凑型辅助连接器。

图1示出了示例开关设备组件10的局部视图，其包括用于容纳开关和辅助装置、电连接器/电缆和母线的开关设备柜100。在该示例中，开关设备组件10用于多相配电系统，例如三相配电系统。开关设备柜100可以包括用于容纳开关和/或辅助装置、电缆和导体、用于线路和负载的母线以及其他部件的多个隔间。例如，隔间可以包括：开关和/或辅助隔间110，用于容纳开关和/或辅助电气装置，例如断路器、变压器和其他保护装置；母线隔间112(未示出)，用于容纳分别连接到电源和各种负载的线路和负载母线；以及电缆隔间114，用于容纳连接开关设备柜10中的各种装置、母线和其他部件的导体或电气缆线(通常称为电缆)。在该示例中，辅助隔间可以容纳辅助装置，例如控制电源(CP)变压器120和电压互感器122，它们在开关设备柜100的辅助隔间110中垂直堆叠，例如，一个在另一个之上。被称为初级隔间的隔间116是在电气设备(例如，中压设备)和初级总线130之间进行连接的地方。

如图1中进一步所示，为每个功率相提供紧凑型辅助连接器150以将变压器120和122与诸如初级总线130的总线彼此电连接。如图1和2所示，每个相的(例如，线路总线的)初级总线130可以连接到相应的紧凑型辅助连接器150。当连接至初级隔间116中的紧凑型辅助连接器150时，环氧树脂可以施加到初级总线130的导体132的一部分，否则初级总线的导体的该部分会暴露。导体132可以是扁平导体，其一端连接或可连接至初级总线130的电缆，而另一端可连接至紧凑型辅助连接器150(或其中的导体)。环氧树脂可以由介电材料或其他绝缘材料形成。初级隔间116可具有深度D，如图2所示。

图3示出了根据实施例的图1的多个紧凑型辅助连接器150的透视图，其中一个连接器的套管组件的一部分被切掉以提供连接器和其中的部件的内部视图。如图3所示，每个紧凑型辅助连接器150可以包括两个套管组件300A、300B(每个组件也统称为“300”)。每个套管组件300A、300B包括其中具有电连接器320的套管310和用于覆盖套管310的一部分和其中的连接的柔性接头盖330。紧凑型辅助连接器150还包括连接在两个套管组件300A和300B之间并容纳连接在两个套管组件310A、310B的电连接器320之间的电缆350的管(或管道)340。尽管管340被示出为圆柱形，但是根据应用，管340可以具有任何合适的形状、尺寸和/或长度。管340可以由绝缘材料形成。在该示例中，管340可以是酚醛管。

如图4进一步所示，套管310在其中包括空腔410。套管310还包括壁412(例如，壁、隔板等)，其将空腔140分成第一空腔410A和第二空腔410B，每个空腔分别通向第一和第二开口端。壁412包括开口414，其在第一和第二空腔410A和410B之间延伸并且接收穿过其的连接器320的一部分。套管310还包括用于接收管340的开口端部的开口416。套管410可以由绝缘材料形成。套管310可具有大致圆柱形的形状。在该示例中，第一空腔410A具有小于第二空腔410B的横截面积(例如，第一空腔410A的直径小于第二空腔410B的直径)。套管310及其一部分可以是刚性部件，其可以根据应用具有任何期望的大小、形状或尺寸。例如，具有第一空腔410A的套管310的开口端部的尺寸和形状可被配置为接合可连接到其的装置的连接器组件，例如本文所述的辅助装置和其他装置。当连接时，到连接器320的装置连接被覆盖。套管310可以形成为连接在一起的单件(或整体件)或多个件。

连接器320由导电材料形成，并具有第一端420和第二端430。连接器320的一部分延伸穿过壁412的开口414并由壁412支撑。连接器320的第一端420布置在第一空腔410A中，并且连接器320的第二端430布置在第二空腔410B中。第一端420包括用于连接到导体的第一端子422。在该示例中，第一端子422可以被配置为连接到电气装置，例如开关设备组件的辅助装置或其他装置(例如，变压器)。第二端420可以包括多个端子，例如两个分离的第二端子432A、432B。在该示例中，第二端子432A可以被配置为连接到总线导体，例如初级总线130的导体132。另一第二端子432B可以被配置为连接到导体，例如连接在两个套管组件310A、310B(例如，图3中)的连接器320的第二端子432B之间的电缆350。第一和第二端子可以采用各种电紧固件或紧固配置来将连接器320连接到装置、总线或其他电气部件的导体。在本示例中，连接器320为Z形扁平导体；然而，取决于应用，连接器320可以具有任何合适的尺寸和形状。

柔性接头盖330被配置为连接在套管310的一部分上以将第二空腔410B与连接器320的第二端430封闭起来并覆盖到第二端420的任何连接。接头柔性盖330包括具有狭槽442的第一延伸部分440，通过狭槽442接收例如来自线路或负载总线的用于连接到套管310的空腔410B中的第二端430的导体。在该示例中，导体是初级总线130的导体132。第一延伸部分440可以具有矩形形状。柔性接头盖330还包括第二延伸部分444，该第二延伸部分444具有用于接收管340的端部的通道446，该端部的一部分通过套管310的开口416接合。延伸部分444的壁可以完全延伸或部分围绕管340的部分。在该示例中，延伸部分444部分地围绕管340的部分延伸以允许柔性接头盖330的移除，即使当管340接合在套管310的开口416中时。柔性接头盖330可以采取护套的形式，其可以可拆卸地连接在套管310的开口部分上以覆盖到连接器320的第二端430的连接，并且可以由聚氯乙(PVC)或其他柔性绝缘材料制成。

下面参考图1-4的开关设备组件10的部件描述操作安装示例。在该示例中，控制电源变压器120垂直堆叠在机柜100中的电压互感器122的顶部。对于每一相，一个紧凑型辅助连接器150的套管组件300(例如，300A和300B)的连接器320的第一端420分别连接到变压器120和122的连接组件(或导体)。初级总线130的导体132延伸穿过柔性接头盖330的狭槽442，并连接到空腔410B中的套管组件之一(例如，300A)的连接器320的第二端子432A。然后可以将柔性接头盖330拉到套管310的一部分上以封闭空腔410B并覆盖到连接器320的第二端430的连接。可以用其他紧凑型辅助连接器150重复该过程以针对其它相进行连接。可以执行相反的过程以将变压器120和122与初级总线130断开。以上只是不同连接配置的一个示例，其可以在开关设备组件或其它电气外壳中的装置和总线之间进行。紧凑型辅助连接器150可用于将不同类型和数量的装置连接到配电系统中不同类型和数量的总线。

在各种实施例中，本文所述的紧凑型辅助连接器可以管理以下各项：到辅助装置(例如，变压器的变压器熔断器)的带电部分连接；到初级总线带电部分连接；以及封装在酚醛管中的电缆连接，以便与两个辅助装置(例如，两个变压器，如控制电源变压器和电压互感器)进行初级连接。环氧树脂可用在与柔性接头盖(例如，护罩)耦合的初级总线上，该接头盖可制成合适的大小和尺寸以覆盖套管的开口并由高介电强度柔性PVC材料制成。紧凑型辅助连接器可以保持所需的间隙和所需的跟踪距离，以在15kV(或电压等级)、95kvBIL应用中执行。此外，与某些其他MV开关设备组件(使用电缆或总线可需要14.5英寸(368.3))上的隔间深度相比，紧凑型辅助连接器可允许相对较小的中压(MV)初级隔间具有等于或大约5.5英寸(139,7mm)或更小的深度D。这表示隔间尺寸减少了60％，从而导致开关设备柜或其中隔间的占地面积更小。

在上文中，参考了各种实施例。然而，本公开的范围不限于具体描述的实施例。相反，所描述的特征和元素的任何组合，无论是否与不同的实施例相关，都被预期实施和实践预期的实施例。此外，虽然实施例可以实现优于其他可能的解决方案或现有技术的优势，但是特定的优势是否通过给定的实施例实现并不限制本公开的范围。因此，前述方面、特征、实施例和优点仅是说明性的并且不被认为是所附权利要求的要素或限制，除非在权利要求中明确陈述。

注意，如在本说明书和所附权利要求中使用的，单数形式“a”、“an”和“the”以及任何词的任何单数使用，包括复数所指对象，除非明确和毫无疑问地限制到一个参考物。如本文所用，术语“包括”及其语法变体旨在是非限制性的，使得列举列表中的项目不排除可以替换或添加到所列项目的其他类似项目。

应当理解，以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。通过阅读和理解以上描述，许多其他实现示例是显而易见的。尽管本公开描述了具体示例，但是应当认识到，本公开的系统和方法不限于这里描述的示例，而是可以在所附权利要求的范围内进行修改来实践。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。因此，本公开的范围应当参考所附权利要求以及这些权利要求所赋予的等效物的全部范围来确定。

Claims (20)

1.一种用于将总线连接到开关设备组件中的一个或多个辅助装置的连接器组件，该连接器组件包括：

第一和第二套管组件，第一和第二套管组件中的每一个包括：

套管，具有相对的第一和第二开口端，空腔延伸穿过其中，该空腔被壁分隔成分别通向第一和第二开口端的第一和第二空腔，该壁具有在第一和第二空腔之间延伸的开口，套管由绝缘材料形成，

连接器，由导电材料形成并布置在空腔中，该连接器具有延伸穿过内壁的开口的部分，该连接器具有在套管的第一空腔中具有第一端子的第一端和在第二空腔中的相对的第二端，以及

柔性接头盖，可连接在套管的一部分上以封闭第二空腔和连接器的第二端，接头绝缘体具有第一狭槽，通过该第一狭槽接收来自线路或负载总线的用于连接到第二端的导体；和

管，连接在第一和第二套管组件的柔性接头盖之间，用于容纳连接在第一和第二套管组件的连接器的第二端之间的导电电缆。

2.如权利要求1所述的连接器组件，其中，连接器的第二端包括彼此分开的至少两个第二端子，导电电缆连接在第一套管组件的两个第二端子之一与第二套管组件的两个第二端子之一之间。

3.如权利要求1所述的连接器组件，其中，用于第一和第二套管组件中的每一个的连接器的第一端子被配置为连接到开关设备组件的开关设备柜的隔间中的装置的端子。

4.如权利要求3所述的连接器组件，其中，所述第一装置是控制电源变压器或电压互感器。

5.如权利要求3所述的连接器组件，其中，所述第一和第二套管组件连同所述管利用所述开关设备柜的初级隔间的5.5英寸或更小的深度来将线路或负载总线电连接到所述第一装置。

6.如权利要求3所述的连接器组件，其中，所述第一和第二套管组件与所述管一起被配置为在15kV的电压等级、95kV基本绝缘等级(BIL)下操作。

7.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述柔性接头盖包括聚氯乙烯(PVC)护罩，所述护罩可拆卸地连接在所述套管的所述部分上以封闭所述第二空腔和所述第二端。

8.如权利要求1所述的连接器组件，其中，所述管包括酚醛管。

9.如权利要求1所述的连接器组件，其中，第一和第二套管组件的每个连接器具有Z形。

10.一种开关设备组件，包括：

开关设备柜，包括辅助隔间、电缆隔间和母线隔间；

多相电力总线系统，包括用于分配多相电力的线路和负载总线；

在开关设备柜的辅助隔间中的第一装置；和

多个如权利要求1所述的连接器组件，每个连接器组件用于相应的电力相，每个连接器组件具有连接到用于相应电力相的第一装置的第一或第二套管组件中的一个的连接器的第一端子和连接到多相电力总线系统的线路或负载总线的相应电力相的第一或第二套管组件的连接器的第二端。

11.如权利要求10所述的开关设备组件，还包括：

在开关设备柜的辅助隔间中的第二装置，第一和第二装置垂直地并排安装在辅助隔间中，

其中，每个连接器组件具有连接到用于相应电力相的第二装置的第一或第二套管组件中的另一个的第一端子。

12.如权利要求11所述的开关设备组件，其中，所述第一装置是控制电力变压器并且所述第二装置是电压互感器。

13.如权利要求10所述的开关设备组件，其中，所述第一和第二套管组件连同所述管利用所述开关设备柜的5.5英寸或更小的深度来将线路或负载总线电连接到所述第一装置。

14.如权利要求10所述的开关设备组件，其中，每个连接器组件被配置为在15kV的电压等级、95kV基本绝缘等级(BIL)下操作。

15.一种用于将总线连接到开关设备组件中的一个或多个辅助装置的连接器组件，该连接器组件包括：

第一和第二套管组件，包括：

套管，具有相对的第一和第二开口端，空腔延伸穿过其中，该空腔被壁分隔成分别通向第一和第二开口端的第一和第二空腔，该壁具有在第一和第二空腔之间延伸的开口，

连接器，由导电材料形成并布置在空腔中，该连接器具有延伸穿过内壁的开口的部分，以及

柔性接头盖，可连接在套管的一部分上以封闭第二空腔与连接器的第二端，接头绝缘体具有第一狭槽，通过该第一狭槽接收用于连接到第二端的导体；和

管，连接在第一和第二套管组件的柔性接头盖之间，用于容纳连接在第一和第二套管组件的连接器的第二端之间的导电电缆。

16.如权利要求15所述的连接器组件，其中，所述连接器还包括第二端，所述第二端包括彼此分开的至少两个第二端子，所述导电电缆连接在所述第一套管组件的两个第二端子之一与所述第二套管组件的两个第二端子之一之间。

17.如权利要求15所述的连接器组件，其中，所述连接器还包括用于所述第一和第二套管组件中的每一个的第一端子，其中所述第一端子被配置为连接到开关设备组件的开关设备柜的隔间中的装置的端子。

18.如权利要求17所述的连接器组件，其中，所述第一装置是控制电力变压器或电压互感器，其中所述第一和第二套管组件连同所述管利用所述开关设备柜的初级隔间的5.5英寸或更小的深度以将线路或负载总线电连接到第一装置，并且其中第一和第二套管组件与管一起被配置为在15kV的电压等级、95kV基本绝缘等级(BIL)下操作。

19.如权利要求15所述的连接器组件，其中，所述柔性接头盖包括聚氯乙烯(PVC)护罩，所述护罩可拆卸地连接在所述套管的所述部分上以封闭所述第二空腔与第二端。

20.根据权利要求15所述的连接器组件，其中，所述管包括酚醛管，并且其中所述第一和第二套管组件的每个连接器具有Z形。

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