KR20060046104A - 피스톤-접점 요소를 갖는 전기 커넥터 - Google Patents

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KR20060046104A
KR20060046104A KR1020050041951A KR20050041951A KR20060046104A KR 20060046104 A KR20060046104 A KR 20060046104A KR 1020050041951 A KR1020050041951 A KR 1020050041951A KR 20050041951 A KR20050041951 A KR 20050041951A KR 20060046104 A KR20060046104 A KR 20060046104A
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KR1020050041951A
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존 에이. 크라우세
티에빈 즈하오
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허브벨 인코포레이티드
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Abstract

부싱 인서트와 같은 전기 커넥터가 내부 구멍과 대향 단부들이 있는 하우징을 포함한다. 일측 단부는 상기 내부 구멍에의 접근을 제공하는 개구부를 갖는다. 상기 내부구멍 내의 제1 및 제2 축방향으로 이격된 위치 사이에서 피스톤-접점 요소가 이동가능하다. 고장 폐쇄 또는 단락 회로 상태 동안, 상기 피스톤-접점 요소는 케이블 커넥터와 같은 전기 커넥터의 메일(male) 접점과의 연결을 가속화하고, 이로써 플래시오버 또는 전기 아크의 형성이 금지된다.
부싱, 인서트, 커넥터, 피스톤, 접점, 아크, 스너퍼

Description

피스톤-접점 요소를 갖는 전기 커넥터{Electrical connector having a piston-contact element}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전력 배전 시스템용 전기 커넥터에 적합한 부싱 인서트(bushing insert)의 부분 절개 측부 입면도이고;
도 2는 부싱 인서트의 내부 구멍에 초기에 수용된 스너퍼 튜브 어셈블리를 나타내는 도 1의 부싱 인서트의 부분의 측부 입면도이고;
도 3은 피스톤-접점 요소와 스너퍼 튜브를 나타내는 도 2의 스너퍼 튜브 어셈블리의 측부 입면도이고;
도 4는 부싱 인서트 내부 구멍의 피스톤-접점 요소를 해제가능하게 보유하는 탄성부재의 측부 입면도이고;
도 5는 피스톤 서브어셈블리의 각이 진 벽부와 맞물리기 전의 위치에 있는 피스톤-접점 요소를 나타내는 도 2의 부싱 인서트 부분의 측부 입면도이고;
도 6은 피스톤 서브어셈블리의 각이 진 벽부와 맞물리기 전의 위치에 있는 피스톤-접점 요소를 나타내는 도 2의 부싱 인서트 부분의 확대 측부 입면도이고;
도 7은 피스톤 서브어셈블리의 각이 진 벽부와 맞물림 위치에 있는 피스톤-접점 요소를 나타내는 도 2의 부싱 인서트 부분의 측부 입면도이고;
도 8은 피스톤 서브어셈블리의 각이 진 벽부와 맞물림 위치에 있는 피스톤- 접점 요소를 나타내는 도 2의 부싱 인서트 부분의 확대 측부 입면도이고;
도 9는 수축된 홈 위치에 있는 피스톤-접점 요소를 나타내는 도 2의 부싱 인서트 부분의 측부 입면도이고;
도 10은 수축된 홈 위치에 있는 피스톤-접점 요소를 나타내는 도 2의 부싱 인서트 부분의 확대 측부 입면도이고;
도 11은 탄성부재를 팽창시켜 탄성부재를 요소 보유 그루브에서 이격시키는 피스톤-접점 요소 테이퍼 돌출부의 확대 측부 입면도이고;
도 12는 전진 위치에 있는 피스톤-접점 요소를 나타내는 도 2의 부싱 인서트 부분의 측부 입면도이고;
도 13은 전진 위치에 있는 피스톤-접점 요소를 나타내는 도 2의 부싱 인서트 부분의 확대 측부 입면도이다.
본 발명은 일반적으로 전력 배전 시스템의 전기 커넥터에 관한 것이다. 더 상세하게는, 본 발명은 수축 위치와 연장 위치 사이에서 이동하는 피스톤-접점 요소를 포함하는 스너퍼 튜브 어셈블리(snuffer tube assembly)를 구비한 부싱 인서트(bushing insert)와 같은 전기 커넥터에 관한 것이다. 고장 폐쇄시, 상기 스너퍼 튜브 어셈블리는 상기 피스톤-접점 요소와 전기 커넥터 메일(male) 접점의 연결을 가속화하고, 이로써 플래시오버 또는 전기 아크의 형성을 금지하는 전자기력을 극 복하여 작업자의 위험을 줄인다.
부싱 인서트와 같은 기존의 고압 전기 커넥터는 변압기와 같은 장치를 전력 배전 시스템의 전기 장치에 연결한다. 전형적으로 기존의 전기 커넥터는 케이블 커넥터와 같은 전력 배전 시스템의 또 다른 전기 장치에 연결되는데, 이 연결은 상기 케이블 커넥터의 메일 접점과 결합하는 상기 전기 커넥터의 피메일(female) 접점에 의한다.
부하가 있는 상태에서 전기 커넥터와 케이블 커넥터를 연결하는 동안, 상기 각 커넥터가 서로를 향해 근접할 때 접점 요소들 사이에서 아크가 발생된다. 로드메이크(loadmake) 동안 형성되는 아크는 일반적으로 적당한 강도이고 접점 요소가 결합되자 마자 바로 소멸되기 때문에 수용가능하다. 그러나, 고장 폐쇄 또는 단락 회로 상태 동안, 상기 커넥터의 접점 요소들 사이에서 광대한 피해와 폭발 가능성을 포함하는 전기 커넥터의 파국적 고장으로 되는 실질적인 아크가 발생할 수 있다.
기존의 전기 커넥터는 고장 상태 동안 전기 커넥터의 피메일 접점을 케이블 커넥터의 메일 접점과의 맞물림 상태로 이동시킴으로써 이들 접점의 맞물림을 가속화하는 피스톤을 채용하는 데, 이것은 상기 접점들 사이에 형성되는 어떤 아크를 실질적으로 번갈아 제거한다. 그런데, 결과적으로, 기존의 전기 커넥터는 접점 요소의 연결을 가속화하고 어떤 아크를 제거하기 위해 충분한 정도의 길이가 되어야만 하는 이동가능한 피스톤의 모양을 적합화하기 위해 개조되어야만 된다. 고압 전기 커넥터들의 예들이, Stanger et al의 미국특허 3,930,709와; Boliver의 미국특 허 3,982,812; Flatt et al의 미국특허 4,008,943; Tachick et al의 4,119,358; Stepniak et al의 미국특허; Borgstrom et al의 미국특허 4,773,872; Roscizewski et al의 미국특허 5,445,533 및 Berlovan의 미국특허 6,416,338에 개시되어 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전기 커넥터와 다른 전기 장치와의 연결을 가속화함으로써 고장 상태시 전기 커넥터와 다른 전기 장치 사이의 어떤 아크의 형성을 실질적으로 멈추게 하는 메카니즘을 포함하는 전기 커넥터를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전기 커넥터의 연결을 가속화하는 단일 피스톤-접점 요소를 가지는 스너퍼 튜브 어셈블리를 포함하는 전기 커넥터를 제공하는 것이고: 상기 어셈블리는 완전체로 연결되므로 조립이 용이하고 제조 비용은 감소된다.
본 발명의 또 다른 목적은 첫번째 방향으로의 이동을 제한하는데 적합하며, 동시에 두번째 방향으로 약 1인치 이동하는 것을 허용하고, 이로써 견고한 연결을 용이하게 함으로써 고장 상태시 아크의 발생을 제거하는 상기 스너퍼 튜브 어셈블리의 신뢰성 및 성능을 향상시키는 피스톤-접점 요소를 포함하는 전기 커넥터를 제공하는 데 있다.
상기한 목적들은 기본적으로 내부 구멍과 이 내부 구멍으로의 접근을 제공하는 개구단이 있는 하우징을 구비한 피스톤-접점 요소를 포함하는 부싱 인서트와 같은 전기 커넥터 어셈블리에 의해 달성된다. 상기 내부 구멍에는 내부 표면과 이 내부 표면 내에 형성된 제1 보유 그루브가 존재한다. 피스톤-접점 요소는 상기 개구단을 통해 상기 하우징의 내부 구멍에 미끄러져 수용된다. 상기 피스톤-접점 요소 는 제1 위치와 제2 위치 사이에서 이동가능하고, 그 외부 표면 내에 형성된 제2 보유 그루브가 있는 외부 표면을 포함한다. 상기 제1 보유 그루브와 제2 보유 그루브 각각에 탄성부재가 수용되며, 상기 탄성부재는 상기 하우징의 내부 구멍 내에 상기 피스톤-접점 요소를 해제가능하게 보유한다.
상기한 목적들은 또한 제1 보유 그루브와 개구단이 있는 내부 구멍을 구비하는 하우징을 포함하는 부싱 인서트와 같은 전기 커넥터 어셈블리를 조립하는 방법에 의해 달성된다. 피스톤-접점 요소는 제2 보유 그루브와 탄성부재를 포함한다. 상기 방법 단계는 상기 탄성부재를 상기 피스톤-접점 요소의 제2 보유 그루브와 연결하는 단계, 상기 피스톤-접점 요소와 탄성부재를 개구단을 통해 상기 하우징의 내부 구멍에 미끄러지게 삽입하는 단계, 및 상기 탄성부재가 제1 보유 그루브와 제2 보유 그루브에 수용될 때까지 상기 탄성부재를 압축함으로써 상기 하우징의 내부 구멍에 상기 피스톤-접점 요소를 해제가능하게 보유하는 단계를 포함한다.
상기와 같은 방식으로 상기 전기 커넥터를 형성함으로써, 상기 피스톤-접점 요소는 조립을 용이하게 하고 제조 비용을 감소시키며, 고장 폐쇄시 상기 전기 커넥터의 접점 요소와 케이블 커넥터 장치 사이의 견고한 연결을 가속화하여 확립하는 효과적인 메카니즘을 제공한다.
본 발명의 다른 목적들, 장점들 및 두드러진 특징들은, 본 발명의 첨부 도면과 설명 및 바람직한 실시예와 관련하여 이하의 상세한 설명에서 명확해질 것이다.
도 1 내지 도 13을 참조하면, 전력 배전 시스템의 전기 커넥터 어셈블리(10) 는 엘보우 케이블 커넥터와 같은 전기 장치(14)와 결합되는 데 적응되는 고압 부싱 인서트와 같은 전기 커넥터(12)를 포함한다. 도 2 및 도 3에 잘 도시되어 있는 바와 같이, 부싱 인서트는 스너퍼 튜브 어셈블리(16)를 수용하기 위한 내부 구멍(28)이 있는 하우징(26)을 포함한다. 상기 스너퍼 튜브 어셈블리는 케이블 커넥터(14)의 접점 요소(20)와 맞물리는 피스톤-접점 요소(18)를 포함한다. 피스톤-접점 요소(18)는 부싱 인서트(12)의 내부 구멍(28) 내의 제1 및 제2 축방향으로 이격된 위치 사이에서 이동가능하다. 고장 폐쇄시, 두개의 접점 요소(22)(24)와 접점 요소(20)가 접근하여 맞물리는 동안 이들의 맞물림을 가속시켜 형성될 수 있는 어떤 아크를 소멸시키기 위해, 피스톤-접점 요소(18)의 제1 및 제2 접점부(22)(24)는 케이블 커넥터(14)의 접점 요소(20) 쪽으로 이동한다.
하우징(26)은 특히 제1 개구단(30)과 이 제1 개구단에 대향하는 제2 개구단(32)을 포함한다. 중간부(34)는 제1 개구단(30)과 제2 개구단(32) 사이에 위치한다. 제1 개구단(30)은 내부 구멍(28)으로의 접근을 제공하는 개구(36)를 통하여 케이블 커넥터(14)에 연결된다. 중간부(34)는 대지(ground)에 연결된다. 제2 개구단(32)은 종래기술로서 공지되어 있는 바와 같이 부싱 웰(well)(미도시)에 연결된다. 제1 및 제2 개구단(30)(32)는 일반적으로 중간부(34)에서 하우징(26)의 각 끝단으로 약간 테이퍼된 실린더형이다. 특히, 제1 개구단부(30)의 모양은 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 케이블 커넥터(14) 내에 잘맞도록 형성된다. 중간부(34)는 제1 및 제2 단부(30)(32) 보다 방사상으로 더 넓고, 중간부(34)와 제1 개구단부(30) 사이에 천이 어깨부(transition shoulder)(38)를 포함한다.
부싱 인서트(12)의 하우징(26)은 중간부(34)에 위치한 외부 전도층(42)과, 내부 구멍(28)을 한정하는 내부 전도 케이싱(44)을 갖는 절연 몸체(40)로 형성된 몰드 단일 부재이다. 외부 전도층(42)는 바람직하게 전도성 고무로 이루어진다. 절연 몸체(40)는 바람직하게 절연 고무로 이루어진다. 내부 전도 케이싱(44)은 바람직하게 전도성 고무 또는 나일론(예를 들면, 절연성 유리 함유 나일론)으로 이루어진다. 택일적으로, 상기 나일론 상부에 전도성 페인트 또는 접착제가 사용될 수 있다. 내부 케이싱(44)의 적어도 일부분은 구멍 보유 그루브(84)가 형성된 피스톤 서브어셈블리(70)를 포함한다.
스너퍼 튜브 어셈블리(16)는 하우징 내부 구멍(28) 내로 수용된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스너퍼 튜브 어셈블리(16)는 일반적으로 피스톤-접점 요소(18)와, 팽창과 압축을 허용하는 슬롯(48)이 있는 탄성부재(46) 및 스너퍼 튜브(50)를 포함한다. 피스톤-접점 요소(18)는 어떤 전도성 물질, 바람직하게는 금속으로 이루어지고, 제1 단부(58)와 제2 단부(60) 및 중간부(59)를 포함한다. 피스톤-접점 요소(18)는 탄성부재(46)를 수용하기 위해 실질적으로 고리모양이고 연속적인 요소 보유 그루브(52)가 형성된 외부 표면(54)을 포함한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 스너퍼 튜브(50)는 해당 기술분야에 잘 알려진 바와 같이 피스톤-접점 요소(18)의 제1 단부(58) 근처에서 피스톤-접점 요소에 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이 스너퍼 튜브(50)는 바람직하게 전도성 고무 또는 나일론으로 이루어지는 외부 슬리브(62)를 포함한다. 상기 스너퍼 튜브는 또한 해당 기술분야에 잘 알려진 바와 같이 소화 가스를 제공하기 위한 내부 탈격 부재 (64)를 포함한다.
피스톤-접점 요소 제1 단부(58)는 케이블 커넥터(14)의 접점(20)을 수용한다. 제2 단부(60) 또한 케이블 커넥터(14)의 접점(20)을 수용하고, 피스톤처럼 행동한다. 제1 및 제2 단부(58)(60)는 탄성 핑거(66)(68)를 포함할 수 있다. 탄성 프로브 핑거(66)는 케이블 커넥터14) 접점 요소(20)의 맞물림을 용이하게 하고, 좋은 연결을 보장한다. 탄성 접점 핑거(68)는 피스톤 서브어셈블리(70)와의 연결을 용이하게 하고, 또한 좋은 연결을 보장한다. 상기 탄성 프로브 및 접점 핑거(66)(68)는, 그것의 이동을 방지하면서, 피스톤-접점 요소(18)를 내부 구멍(28)의 한방향으로 삽입하는 것을 허용하는 모양으로 된다.
도 3 및 도 13에 도시된 바와 같이, 피스톤-접점 요소(18)의 제2 단부(60)는탄성부재(46)에 인접하는 환형(고리모양) 어깨부(56)를 가지며 내부 구멍(28) 내로의 피스톤-접점 요소(18)의 이동을 제한하는 스톱핑(stopping) 부재(57)를 포함한다. 상기 환형 어깨부는 피스톤-접점 요소(18)가 부싱 인서트(12)의 제1 단부(30) 쪽으로 실질적으로 약 1인치 정도 더 진행하는 것을 방지한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 탄성부재(46)는 실질적으로 링 형상이고, 바람직하게 스프링 바이어스된다. 탄성부재(46)는 피스톤-접점 요소(18)가 부싱 인서트(12)의 내부 튜브(28)에 미끄러져 삽입되도록 허용하고, 피스톤-접점 요소(18)가 쉽게 이동할 수 없도록 내부 튜브(28)에 대하여 피스톤-접점 요소(18)를 해제가능하게 보유한다. 탄성부재(46)는, 고장 상태시 엘보우 케이블 커넥터(12)와 결합될 때, 피스톤-접점 요소(18)가 전기 커넥터에 대해 미끄러지는 것을 허용한다.
도 6, 8, 10 및 13에 도시된 바와 같이, 피스톤-접점 요소 보유 그루브(52)는 제1 측벽(49)과, 제2 측벽(51), 및 탄성부재(46)를 수용하기 위한 단부 벽부(53)를 포함한다. 각이 진 벽부(47)는 도 13에 도시된 바와 같이 고장 상태시 맞물림 해제를 용이하게 하고 탄성부재(46)를 요소 보유 그루브(52)에서 이격시키기 위해 상기 제2 측벽으로부터 연장한다.
도 6, 8, 10 및 12 또한 피스톤-접점 요소(18)의 중간부(59)를 도시한다. 중간부(59)는 실질적으로 환형 모양의 테이퍼 돌출부(61)를 포함한다. 상기 테이퍼 돌출부는 각이 진 벽부(47)에 가깝게 위치되고 테이퍼 배면 측부를 가진다. 상기 테이퍼 돌출부는, 도 11에 도시된 바와 같이 피스톤-접점 요소(18)가 도 13에 도시된 바와 같은 고장 상태시 제2 위치로 전진하는 것을 허용하면서, 탄성부재(46)가 요소 보유 그루브(52)로부터 맞물림 해제되는 것을 용이하게 한다.
하우징(26)의 제2 단부(32)는 부싱 웰(미도시)를 포함한다. 금속(예; 구리) 피스톤 서브어셈블리(70)는 어떤 적절한 고정수단, 바람직하게는 나사가능 연결에 의해 상기 부싱 웰에 연결된다. 상기 피스톤 서브어셈블리는 금속, 바람직하게는 구리로 구성된다. 도 5, 7, 9 및 12에 도시된 바와 같이, 피스톤 서브어셈블리(70)는 제1 부분(72)과 제2 부분(76)을 갖는다. 상기 제1 부분은 상기 부싱 웰과의 결합을 위한 코 원뿔(74)을 포함한다. 제2 부분은 내부 및 외부 면(80)(82)을 가진다. 내부면(80)은 상기 스너퍼 튜브 어셈블리의 피스톤-접점 요소(18)를 수용하는 실질적으로 U-형상 챔버의 경계선을 정한다. 피스톤 서브어셈블리(70)와 내부 전도성 케이싱(44)은 내부 구멍(28)의 내부면을 정하면서 완전하게 연결된다. 피스톤 서브어셈블리(70)는 내부 전도성 케이싱(44)에 인접한 별개의 요소로서 독립적으로 위치될 수 있거나 또는 택일적으로 상기 내부 전도성 케이싱과 피스톤 서브어셈블리는 하나의 요소로 될 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 피스톤-접점 요소(18)가 완전한 수축 홈 위치에 있을 때, 공간(78)이 피스톤 서브어셈블리(70)의 내부면(80)에 의해 정해진 상기 U-형상 챔버와 피스톤-접점 요소(18)의 제2 단부(60) 사이에 존재한다. 고장 폐쇄 또는 단락 회로 상태 동안, 챔버 공간(78)을 채우는 가스가 발생된다. 가스가 공간(78)을 채워짐에 따라, 공간(78) 내의 압력은 증가하여 피스톤-접점 요소(18)의 제2 단부(60)에 대한 힘을 발생한다. 상기 힘은 탄성부재(46)에 의해 피스톤-접점 요소(18)에 인가되는 힘을 극복하는데 충분하다.
도 6, 8, 10 및 13에 도시된 바와 같이, 피스톤 서브어셈블리(70)의 내부면(80)은 제1 측벽(81)과 제2 측벽(83) 및 단부 벽(85)이 있는 실질적으로 환형 모양의 구멍 보유 그루브(84)를 포함한다. 실질적으로 각이 진 벽부(86)는 제2 측벽(83)에서 연장된다. 실질적으로 환형 모양의 구멍 보유 그루브(84)는 상기 피스톤-접점 요소에 위치된 탄성부재(46)를 수용한다. 실질적으로 각이 진 벽부(86)는 내부면(80)에서 피스톤 서브어셈블리(70)의 외부면(82) 쪽으로 연장한다. 각이 진 벽부(86)는 피스톤 서브어셈블리(70)의 U-형상 챔버 내에 피스톤-접점 요소(18)를 위치시키는 것을 용이하게 한다.
각이 진 벽부(86)는 피스톤-접점 요소(18)를 환형 구멍 보유 그루브(84)와 일직선으로 안내한다. 특별히, 상기 스너퍼 튜브 어셈블리의 피스톤-접점 요소(18) 가 부싱 인서트(12)의 내부 구멍(28)에 더욱 삽입되어지면, 각이 진 벽부(86)는 탄성부재(46)를 압축한다. 그 결과로서, 피스톤-접점 요소(18)가 테이퍼 모서리 부분(86)을 넘는 위치까지 전진되면, 각이 진 벽부(86)에 의해 탄성부재(46)에 가해지는 압축력은 제거되고, 탄성부재(46)는 팽창한다. 탄성부재(46)는 팽창하여, 피스톤 서브어셈블리(70)의 내부면(80)에 위치된 대응하는 구멍 보유 그루브(84)에 스냅되고, 이에 의해 도 9에 도시된 바와 같이 피스톤-접점 요소(18)가 홈 위치에 록킹된다.
동작
부싱 인서트(12)는 케이블 커넥터(14)에 연결된다. 케이블 커넥터(14)는 해당 기술분야에 잘 알려져 있으므로, 이 케이블 커넥터는 단지 일반적으로만 설명될 것이다. 케이블 커넥터(14)는 도 1에 도시된 바와 같이 제1 및 제2 단부(102)(104)가 있는 절연 하우징(100)와, 외부 전도성 재킷(106)을 포함한다. 제1 단부(102)는 부싱 인서트(12)를 커넥터(14)의 부싱 포트(110)로 수용하기 위한 개구부(108)를 포함한다. 접점 요소 또는 전도성 프로브(20)는 부싱 포트(110)를 통해 연장한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 접점 요소(20)는 부싱 인서트(12)와 케이블 커넥터(14)의 연결상태에서 탄성 프로브 핑거(66)를 통해 부싱 인서트(12)의 내부 구멍(28) 내에 수용된다. 해당 기술분야에 잘 알려져 있는 바와 같이, 프로브(20)는 아크 소화 가스를 제공하기 위한 절연 탈격 부재(112)를 포함한다. 부싱 포트(110)는 부싱 인서트(12) 제2 단부(30)를 수용하도록 형성된다. 케이블 커넥터(14)는 부싱 인서트 단부(30)의 연장 립(98)과 결합하는 그루브(114)를 포함한다. 케이블 커 넥터(14)의 제2 단부(104)는 프로브(20)에 전기적으로 연결되는 케이블을 수용한다. 케이블 커넥터(14)가 엘보우 또는 L-형상 커넥터로 도시되었지만, 부싱 인서트(12)는 해당 기술분야에서 잘 알려진 어떤 종류의 케이블 커넥터와도 연결될 수 있다.
도 5 내지 도 13를 참조하면, 고장 폐쇄시, 수축 위치에서 연장 위치로 이동함으로써, 스너퍼 튜브 어셈블리(16)는 피스톤-접점 요소(18)와 케이블 커넥터(14) 접점(20)의 연결을 가속화하고, 이로써 아크 형성을 금하고 오퍼레이터에게 가해지는 상해를 방지한다. 고장 폐쇄시, 부싱 인서트(12)와 케이블 커넥터(14)가 서로를 향해 접근하면서, 인서트(12)가 커넥터(14)의 부싱 포트(110)로 삽입되면, 아크가 접점 요소들(18)(20) 사이에 형성되고, 따라서 해당 기술분야에 잘 알려져 있는 바와 같이 탈격 부재(25)(112)에서 아크 소화 가스의 발생이 트리거된다.
정상 동작시, 피스톤-접점 어셈블리(18)는 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이 수축 홈 위치에 있다. 고장 폐쇄시, 가스가 발생된다. 도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 부싱 인서트(12)가 커넥터(14)의 부싱 포트(110)로 더욱 전진함에 따라, 탈격 부재(25)(112)에서 발생되는 가스는 상기 피스톤-접점 어셈블리 주위를 통과함으로써 또는 피스톤-접점 요소(18)의 내부 공동을 통해 통과함으로써 피스톤 서브어셈블리(70)의 U-형상 챔버에 위치된 공간(78)를 채운다. 상기 가스가 공간(78)을 채움에 따라, 압력은 증가하고, 따라서 피스톤-접점 요소(18)의 제2 단부(60)에 힘이 작용하여, 탄성부재(46)에 의해 인가되는 힘을 극복함으로써 이동이 시작된다.
따라서, 피스톤-접점 요소(18)는 상기 부싱 인서트의 제1 단부(30) 쪽으로 한방향으로 힘을 받는다. 피스톤-접점 요소(18)가 전진함에 따라, 요소 보유 그루브(52)의 각이 진 벽부(47)는 탄성부재(46)에 거슬리는 팽창력을 개시한다. 상기 힘은 피스톤-접점 요소(18)가 전진함에 따라 증가한다. 탄성부재(46)에 작용하는 상기 힘은 테이퍼 돌출부(61)가 도달될 때까지 증가하고, 상기 팽창력은 도 11에 도시된 바와 같이 안정상태로 된다. 이 같은 시간 동안, 피스톤-접점 요소(18)는 탄성부재(46)로부터 해제되고, 발생된 가스의 압력하에 상기 부싱 인서트의 제1 단부(30) 쪽으로 전진하는 것이 허용되어, 접점 요소들(18)(20)의 연결이 가속화된다. 그러나, 피스톤-접점 요소(18)는 제한된 거리만 전진할 수 있다. 피스톤-접점 요소 스톱부(57)의 환형 어깨부(56)는 탄성부재(46)와 맞물릴 때 더 이상의 전진을 방지한다. 스너퍼 튜브 어셈블리(16)는 내부 구멍(28) 내에서 실질적으로 약 1인치 정도만 이동하는 것이 허용될 것이다.
정상적인 동작 상태 하에서, 이 정상적인 동작 상태는 고장 상태 이외의 것이고, 그 아크의 강도는 적당하기 때문에, 피스톤 서브어셈블리(70) 챔버 공간(78)에서 피스톤-접점 요소(18)를 이동시키기 위한 충분한 압력을 생성하지 않는다. 따라서, 피스톤-접점 요소(18)가 수축 위치와 전진 위치 사이에서 이동하는 것은 단지 고장 상태 하에서만 일반적으로 존재한다.
본 발명을 설명하기 위해 특별한 실시예가 선택되었지만, 첨부된 청구범위에서 정의된 본 발명의 범위를 벗어남이 없이, 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (20)

  1. 전기 커넥터에 있어서,
    내부 구멍과 이 내부 구멍에 접근을 제공하는 개구단을 포함하는 하우징으로, 상기 내부 구멍은 내부 표면과 이 내부 표면에 배치된 구멍 보유 그루브(groove)를 포함하는 하우징;
    상기 개구단을 통해 상기 하우징의 내부 구멍에 미끄러져 수용되는 피스톤-접점 요소로, 이 피스톤-접점 요소는 수축 위치와 전진 위치 사이에서 축방향으로 이동가능하고 외부 표면을 포함하며 그 외부 표면에 요소 보유 그루브가 배치되는 피스톤-접점 요소; 및
    상기 하우징의 내부 구멍 내에서 상기 수축 위치와 전진 위치 중의 어느 하나에 상기 피스톤-접점 요소를 해제가능하게 보유하기 위해 상기 보유 그루브들의 각각에 수용되는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재가 제1 보유 그루브 및 제2 보유 그루브에 수용될 때, 상기 피스톤-접점 요소는 상기 수축 위치에 있고; 및
    상기 탄성부재가 상기 구멍 보유 그루브에 수용되어 상기 요소 보유 그루브에서 공간적으로 이격될 때, 상기 피스톤-접점 요소는 상기 전진 위치에 있는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피스톤-접점 요소는 대향하는 제1 단부 및 제2 단부를 포함하고;
    상기 제1 단부는 또 다른 전기 커넥터와 맞물리기에 적합하고; 및
    상기 제2 단부는 상기 하우징의 내부 구멍에서 접점 부재의 이동을 실질적으로 방지하는 스톱부(stop)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 스톱부는 상기 탄성부재를 상기 수축 위치와 전진 위치의 다른 쪽에 기대게 하는 환형의 어깨부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 피스톤-접점 요소의 제1 단부는 프로브 핑거를 포함하고; 상기 제2 단부는 피스톤인 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 프로브 핑거와 상기 피스톤-접점 요소는 함께 단일 원피스(one-piece) 부재를 형성하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보유 그루브들 각각은 실질적으로 환형이고 연속적인 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구멍 보유 그루브는 제1 측벽과 제2 측벽 및 이들 측벽을 잇는 단부벽을 포함하고; 및
    각이 진 벽부가 상기 제1 그루브에서 상기 탄성부재의 맞물림을 용이하게 하기 위해 상기 제2 벽부에서 연장하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 요소 보유 그루브는 제1 측벽과 제2 측벽 및 이들 측벽을 잇는 단부벽을 포함하고, 상기 제2 측벽은 상기 제2 그루브에서 상기 탄성부재의 맞물림 해제를 용이하게 하기 위해 상기 제1 측벽에 대해 각이 져 있는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 탄성부재는 실질적으로 링 형상 스프링인 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 탄성부재는 이 탄성부재의 팽창과 압축을 허용하는 슬롯을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  12. 제1항에 있어서,
    또 다른 전기 커넥터의 전기 접점이 상기 피스톤-접점 요소와 맞물리기 위해 상기 개구단을 통해 상기 하우징의 내부 구멍에 수용되는 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 내부 전도성 슬리브를 포함하고; 및
    상기 구멍 보유 그루브는 상기 전도성 슬리브에 배치되는 것을 특징으로 전기 커넥터.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 전기 커넥터는 고압 부싱 인서트(bushing insert)인 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  15. 고장시 아크가 발생될 때, 부하 상태에서 제1 및 제2 전기 커넥터를 동작시키는 방법에 있어서,
    상기 제2 커넥터의 제2 접점 요소를 상기 제1 전기 커넥터 하우징의 내부 구 멍에서 제1 피스톤-접점 요소 쪽으로 삽입하는 단계;
    분리된 접점 요소 사이에서 전개된 아크에서 가스를 발생하는 단계;
    제1 피스톤-접점 요소를 제2 접점 요소 방향 쪽으로 움직이도록 힘을 가하기 위해 상기 가스의 방향을 정하는 단계;
    내부 구멍의 구멍 보유 그루브와 상기 피스톤-접점 요소에 위치된 요소 보유 그루브 모두에 위치된 탄성부재를 팽창시키는 단계로서, 상기 팽창을 통해 상기 요소 보유 그루브로부터 상기 탄성부재를 이격시키고, 가스 힘의 인가에 의해 상기 내부 구멍 내에서 수축 위치로부터 상기 피스톤-접점 요소의 이동을 허용하는 단계; 및
    상기 아크를 멈추기 위해 상기 제1 접점과 상기 제2 접점 간의 전기 연결을 제공하도록 상기 제2 접점 요소를 맞물리게 하는 전진 위치로 상기 피스톤-접점 요소를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 탄성부재가 상기 요소 보유 그루브에서 이격될 때까지 상기 피스톤-접점 요소의 테이퍼 돌출부가 상기 탄성부재를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 탄성부재가 상기 피스톤-접점 요소 상의 스톱 부재와 맞물릴 때까지 상기 피스톤-접점 요소가 상기 제2 접접 요소쪽으로 이동하는 것을 특징으로 하는 방 법.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 탄성부재는 실질적으로 링 형상 스프링인 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전기 커넥터는 고압 부싱 인서트(bushing insert)인 것을 특징으로 하는 전기 커넥터.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 제2 전기 커넥터는 엘보우 케이블 커넥터인 것을 특징으로 하는 방법.
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