KR20090132605A - 전기 커넥터 조립체들 및 조인트 조립체들과 그 사용 방법들 - Google Patents

전기 커넥터 조립체들 및 조인트 조립체들과 그 사용 방법들 Download PDF

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KR20090132605A
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joint assembly
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해리 조지 야워스키
켄톤 아치발드 블루
쉐리프 아이. 카멜
티모시 제이. 맥라우글린
케네쓰 알. 가와슨
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타이코 일렉트로닉스 코포레이션
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Abstract

복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체는 부스바 허브와 복수의 리미터 모듈들을 포함한다. 부스바 허브는 전기 전도성 부스바 몸체와 상기 부스바 몸체로부터 연장된 복수의 전도체 다리들을 포함한다. 리미터 모듈들은 각각 퓨즈 요소를 포함한다. 리미터 모듈들의 각각이 전도체 다리들의 각각에 연결되고, 각각의 전도체 다리 및 각각의 전도체 사이에서 퓨즈-제어 연결을 제공하도록 각각의 전도체에 연결가능하다. 리미터 모듈들의 각각이 전도체 다리들의 각각의 하나로부터 독립적으로 제거가능하다.

Description

전기 커넥터 조립체들 및 조인트 조립체들과 그 사용 방법들{ELECTRICAL CONNECTOR ASSEMBLIES AND JOINT ASSEMBLIES AND METHODS FOR USING THE SAME}
[관련 출원(들)]
본 출원은 2007년 3월 20일자로 출원된 미국 가 특허출원(Provisional Patent Application) 일련 번호 60/918,981를 기초로 하는 우선권의 이익을 주장하며, 상기 출원의 명세서는 인용에 의하여 본 명세서에 온전히 병합된다.
본 발명은 전기 커넥터 조립체들 및 그 사용 방법들에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 환경적으로 보호되는(environmentally protected) 전기 커넥터 조립체들과 환경적으로 보호되는 커넥션들을 형성하는 방법들에 관한 것이다.
"크랩 조인트들(crab joints)"과 같은 전기적인 접합 조인트(junction joint) 조립체들이 저전압 2차 전력 분배 네트워크들에 사용된다. 크랩 조인트는 기본적으로 네트워크의 일부를 구성하는 다수의 케이블들에의 멀티 가용성(multiple fusible) 연결들("리미터들"로서 지칭됨)과 함께 중앙 허브("부스 바(busbar)"라고 지칭됨)를 포함한다. 리미터들은 네트워크에서 어떤 케이블들의 결함이 있는 경우에 그들에 연결된 케이블들을 보호하는 역할을 한다.
몇몇 전기 유틸리티들에서 사용되는 종래의 크랩 조인트은 부스바에 네트워크 케이블들을 연결하기 위한 EPDM 고무 밀폐물들(seals)과 함께 압축 커넥터들을 사용한다. 리미터 요소들은 개별적으로 교체될 수 없다. 종래의 크랩 조인트 설계에 있어서, 결함을 가진(failed) 또는 파괴된(blown) 리미터는 크랩 조인트의 외부로부터 쉽게 식별되지 아니한다. 이것은 무심결의(casual) 관찰자가 크랩 조인트에서 개방된 리미터를 탐지하는 것을 매우 어렵게 만든다. 이러한 상황은 오랜 시간 동안 탐지되지 않은채로 지속될 수 있다. 고객들이 네트워크 변환기의 과부하 또는 영역에서 저전압에 대하여 불명할 때 및 불평하면, 고장수리원들이 배치되어 상기 영역에서 개방된 2차 메인들과 파괴된 리미터들을 찾는다. 그런데, 각각의 리미터는 선택된 맨홀에서 테스트되어야 한다. 파괴된 리미터들을 고장수리하는 것은 시간을 요하고, 이것은 가능한 한 과부하를 완화하거나 또는 고객들의 서비스를 회복하는데에 결정적일 수 있다. 리미터가 파괴되었을 때 가시적인 표시를 제공하는 크랩 조인트를 제공하는 것이 제안되어 왔다.
전술한 바와 같은 전력 분배 연결들은 전형적으로 지상의(above-ground) 캐비넷 또는 빌로우-그레이트 박스(below-grade box)에 하우징된다. 연결들은 습기에 종속되기 쉽고 심지어 물에 잠길 수도 있다. 부스바들의 케이블 커넥터들 또는 커넥터 부재들이 노출된 채로 있으면, 물 또는 외부 오염물들이 단락 회로 결함 및/또는 부식을 초래할 수 있다. 부스바들의 전도체 부재들은 때때로 알루미늄으로 이루어져서, 물이 전도체 부재들의 산화를 일으킬 수 있다. 이러한 산화는 채용된 상대적으로 높은 전압들(전형적으로 120 볼트 내지 1000 볼트)에 의해서 상당히 가속화될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체는 부스바 허브와 복수의 리미터 모듈들을 포함한다. 부스바 허브는 전기 전도성의 부스바 몸체와 상기 부스바 몸체로부터 연장된 복수의 전도체 다리들을 포함한다. 리미터 모듈들은 각각 퓨즈 요소를 포함한다. 리미터 모듈들의 각각은 전도체 다리들의 각각에 연결되고, 각각의 전도체 다리 및 각각의 전도체 사이에서 퓨즈-제어 연결을 제공하도록 각각의 전도체에 연결가능하다. 리미터 모듈들의 각각은 전도체 다리들의 각각으로부터 독립적으로 제거가능하다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 따르면, 하나 이상의 전도체를 전기적으로 연결하는 리미터 모듈은 하우징, 퓨즈 요소 및 밀폐물을 포함한다. 하우징은 그것을 통해서 전도체를 수용하도록 구성된 전도체 통로를 포함하는 포트를 정의한다. 퓨즈 요소는 하우징에 배치되고 전도체 통로를 지나 삽입된 전도체에 연결가능하다. 밀폐물은 포트의 전도체 통로에 배치된다. 밀폐물이 전도체 둘레에 환경으로부터의 밀폐를 제공하도록, 밀폐물을 통해서 전도체가 삽입되게 밀폐물이 구성된다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 하나 이상의 전도체를 전기적으로 연결하는 리미터 모듈은 퓨즈 요소, 하나 이상의 전도체와 맞물리고 전기적인 연결을 형성하여, 상기 퓨즈 요소와 하나 이상의 전도체를 전기적으로 커플링하는 전기 전도성 커넥터 부재, 그리고 커넥터 부재에 하나 이상의 전도체를 제어가능하게 고정하는 하나 이상의 전단 볼트를 포함한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 따르면, 복수의 커넥터들을 전기적으로 연결하는 커넥터 조립체는 그것을 통해서 전도체를 수용하도록 구성된 전도체 통로를 포함하는 포트를 정의하는 하우징을 포함한다. 포트의 전도체 통로에 밀폐물이 배치된다. 밀폐물이 전도체 둘레에 환경으로부터의 밀폐를 제공하도록, 밀폐물을 통해서 전도체가 삽입되게 밀폐물이 구성된다. 하우징에 전기 전도성 커넥터 부재가 배치된다. 커넥터 조립체는 커넥터 부재에 전도체를 제어가능하게 고정하는 하나 이상의 전단 볼트를 더 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 전도체들을 전기적으로 연결하는 인-라인 스플라이스(in-line splice) 커넥터 모듈은 하우징 및 밀폐물을 포함한다. 하우징은 각각이 그것을 통해서 각각 제1 및 제2 전도체들을 수용하도록 구성된 전도체 통로를 포함하는 제1 및 제2 포트들을 정의한다. 제1 및 제2 포트들 각각의 전도체 통로에 밀폐물이 배치된다. 밀폐물이 제1 및 제2 전도체들 둘레에 환경으로부터의 밀폐를 제공하도록, 밀폐물을 통해서 제1 및 제2 전도체들이 삽입되게 밀폐물이 구성된다. 인-라인 스플라이스 커넥터 모듈은 실질적으로 동일한 축을 따라서 제1 및 제2 전도체들을 수용하고 유지하도록 구성된다.
본 발명의 방법 실시예들에 따르면, 전도체들 사이에 퓨즈 제어된 전기적 연결을 제공하는 방법은, 리미터 모듈을 사용하여 제1 및 제2 전도체들을 전기적으로 연결하는 것을 포함하되, 상기 리미터 모듈은 전기 절연 하우징과 상기 하우징에 배치된 퓨즈 요소를 포함한다. 제1 및 제2 전도체들은 2차 전력 분배 네트워크의 일부를 형성한다. 리미터 모듈은 작업자에게 퓨즈 요소의 상태(status)를 선택적으로 가리키는 가시적인 표시 장치(visual indicator device)를 포함한다. 가시적인 표시 장치는 하우징에 반투명 또는 투명 시야창(viewing window)을 포함한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 부스바 허브 조립체는 전기 전도성 부스바 몸체와 상기 부스바 몸체를 둘러싸고 전기적으로 절연하는 커버 조립체를 포함한다. 커버 조립체는 커버부와 내마모성 바깥층을 포함한다. 커버부는 전기 절연성 제1 물질로 이루어진다. 내마모성 바깥층은 상기 제1 물질보다 내마모성이 더 큰 제2 물질로 이루어진다.
본 발명의 다른 특징들, 잇점들, 및 상세는 후술하는 바람직한 실시예들의 상세한 설명 및 도면들로부터 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자가 용이하게 이해할 수 있을 것이며, 여기서 상세한 설명은 본 발명을 단지 예시하고 있을 뿐이다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 전기 조인트 조립체의 사시도이다.
도 2는 도 1의 전기 조인트 조립체의 일부를 형성하는 부스바 조립체의 분해도이다.
도 3은 도 2의 부스바 조립체의 바닥 사시도이다.
도 4는 도 1의 전기 조인트 조립테의 일부를 형성하는 리미터 모듈의 사시도이다.
도 5는 도 4의 리미터 모듈의 분해 사시도이다.
도 6은 도 4의 라인 6-6을 따라서 취한 도 4의 리미터 모듈의 단면도이다.
도 7은 거기에 장착된 한 쌍의 케이블들을 포함하는 도 4의 리미터 모듈의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예들에 따른 전기 조인트 조립체들을 포함하는 예시적인 2차 네트워크 분배 시스템의 개략적인 다이어그램이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 전기 조인트 조립체의 사시도이다.
도 10은 도 9의 전기 조인트 조립체의 단편적인(fragmentary) 사시도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 인-라인 스플라이스 커넥터 모듈의 단면도이다.
이하 본 발명의 예시적인 실시예들이 도시된 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명을 보다 완전히 설명한다. 도면들에서, 명확성을 위하여 영역들 또는 피쳐들의 상대적인 크기는 과장될 수 있다. 그런데, 본 발명은 많은 다른 형태들로 구체화될 수 있고, 여기서 기술되는 실시예들에 한정되는 것으로서 구성되지 아니한다; 오히려, 본 명세서가 온전해지고, 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전히 전달하기 위하여 이들 실시예들이 제공된다.
어떤 요소가 다른 요소에 "커플링"되거나 "연결"된다고 하는 것은, 다른 요소에 직접적으로 커플링 또는 연결되거나 또는 개입되는 요소들이 존재할 수 있음을 의미함을 이해할 수 있을 것이다. 반면, 어떤 요소가 다른 요소에 "직접적으로 커플링"되거나 "직접적으로 연결"된다고 하는 것은, 개입되는 요소들이 존재하지 아니함을 의미한다. 유사한 도면 부호들은 전체에 걸쳐서 유사한 요소들을 나타낸다. 본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 하나 이상의 연계되어 열거된 아이템들 중 어느 하나 및 그들의 모든 조합들을 포함한다.
또한, "하부에(under)", "아래에(below)", "아랫(lower)", "상부에(over)", "윗(upper)" 등과 같이 공간적으로 상대적인 용어들이, 도면들에 도시된 바와 같은 하나의 요소 또는 피쳐의 다른 요소(들) 또는 피쳐(들)에 대한 관계를 묘사하기 위해 서술의 편의상 본 명세서에서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들이 도면들에서 도시된 지향에 덧붙여 사용시 또는 동작시 장치의 다른 지향들을 포함하는 것으로 의도됨을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 도면들에서 장치가 뒤집어지면, 다른 요소들 또는 피쳐들의 "하부에(under)" 또는 "밑에(beneath)"라고 기술된 요소들은 다른 요소들 또는 피쳐들의 "상부에" 위치될 것이다. 이렇게, 예시적인 용어 "하부에"는 "상부에" 및 "하부에"의 지향을 포함할 수 있다. 장치는 다르게(90도만큼 회전하거나 또는 다른 방위들로) 지향될 수 있고, 본 명세서에서 사용된 공간적으로 상대적인 기술어들은 이에 따라 해석된다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예들을 묘사하기 위한 목적으로 사용된 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 의도가 아니다. 본 명세서에서 사 용된 단수 형태 "하나의(a, an 및 the)"은 본 명세서에 의해서 이와 다르다고 명시되지 아니하는 한, 복수 형태를 포함하도록 의도된다. 본 명세서에서 사용되었을 때, 용어들 "포함한다" 및/또는 "포함하는"(comprises and/or comprising)은 열거된 피쳐들, 완전체들(integers), 동작들, 요소들 및/또는 구성 요소들의 존재를 특정하지만, 이상의 다른 피쳐들, 완전체들, 동작들, 요소들, 구성 요소들 및/또는 그 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하지 아니함을 또한 이해할 수 있을 것이다. 본 명세서에서 사용된 표현 "및/또는(and/or)"은 하나 이상의 연관되어 열거된 아이템들 중 어느 하나 및 모든 가능한 조합들을 포함한다.
달리 정의되지 아니하면, 본 명세서에서 사용된 (기술 용어 및 공학 용어를 포함하는) 모든 용어들은 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자가 일반적으로 이해하는 바와 같은 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전들에 정의된 것들과 같이, 용어들은 해당 기술의 맥락에서 그들의 의미와 부합하는 의미를 가지는 것으로서 해석되어야 하고, 본 명세서에서 명시적으로 그렇게 정의되지 아니하는 한, 이상화되어 또는 지나치게 형식적으로(formal sense) 해석되지 아니함을 또한 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 사용된, "2차 네트워크 분배 시스템(secondary network distribution system)" 또는 2차 전력 분배 네트워크는: 둘 이상의 네트워크 변환기들로서 그 저-전압 단자들(terminals)이 네트워크 보호기들을 통해 저-전압 회로들에 연결되는 네트워크 변환기들에 의해 제공되는 3-상, 4-선 저-전압 회로들으로부터 고객들이 서비스 받는 AC 전력 분배 시스템을 의미한다. 2차 네트워크 시스 템은 둘 이상의 고-전압 1차 공급기들로서 각 1차 공급기가 네트워크 크기 및 설계에 따라서 전형적으로 1 내지 30 네트워크 변환기들을 제공하는 둘 이상의 고-전압 1차 공급기들을 구비한다. 상기 시스템은 저-전압 회로들로부터 서비스받는 고객들에 대한 서비스 제공을 유지하면서, 오류가 생긴 1차 공급기들, 네트워크 변환기들 또는 저-전압 케이블 섹션들을 고립시키도록 의도되는 자동 보호 장치들을 포함한다.
도 1 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예들에 따른 조인트 조립체(10)가 도시되어 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 조인트 조립체(10)는 부스바 허브(20)(bus bar hub)와 복수의 리미터 조립체들 또는 모듈들(100)을 포함한다. 부스바 허브(20)는 복수의 전도체 레그들 또는 전도체 케이블들(5)(이들 각각은 전도체(5A)와 절연 커버(5B)를 포함한다)을 포함한다. 조인트 조립체(10)는 복수의 전도체 케이블들(7)(이들 각각은 전도체(7A)와 절연 커버(7B)를 포함한다)을 서로 전기적으로 연결하는데에 사용될 수 있다. 부스바 허브(20)와의 퓨즈 제어 또는 보호 인터페이스(fuse controlled or protected interface)을 제공하기 위해, 리미터 모듈들(100)의 개개의 하나에 의해서 상기 케이블들(7)의 각각이 개개의 케이블(5)에 연결될 수 있거나 종료될 수 있다. (도 1, 도 2 및 도 8에 도시된 실시예와 같은) 몇몇 실시예들에 따르면, 조인트 조립체(10)는 크래브 조인트(crab joint)로써 구성된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 각각의 리미터 모듈(100)은 케이블들(5, 7) 상에서 제거가능하고 교체가능하다.
각각의 리미터 모듈(100)은 개개의 케이블들(5, 7)의 전도체들 간에 환경적으로 보호되는 커넥션 및 본 발명의 몇몇 실시예들에 따르면, 방수 커넥션을 제공할 수 있다. 예를 들어, 조인트 조립체(10) 및 케이블들(5, 7)의 전도체 부분들이 주변 습기 등에 노출되는 것을 막으면서, 탭(tap) 게이블들 또는 하나 이상의 가지 및 전력 공급 케이블의 전도체들을 전기적으로 연결하는데에, 조인트 조립체(10)가 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 케이블들(5, 7) 둘레에 즉시의(instant) 환경적(environmental) 밀폐를 형성하기 위해, 각각의 리미터 모듈(100)은 냉간 적용(be cold applied)될 수 있다.
도 2를 참조하여 이제 부스바 허브(20)를 상세히 설명하면, 부스바 허브(20)는 한 쌍의 전기 전도체 부스바 부재들 또는 플레이트들(24), 볼트들(26), 및 유전체 오버(dielectric over)-절연 커버(28)(도 1)를 포함한다. 케이블들(5)의 베어(bare) 전도체 부분들을 수용하기 위한 홈들(24A)이 플레이들들(24)에 정의된다. 볼트들(26)은 케이블들(5) 둘레에 크램쉘(clamshell) 방식으로 함께 플레이트들(24)을 고정하여 거기에 케이블들을 고정한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 케이블들(5)은 가요성이어서, 리미터 모듈들(100)의 설치 동안 그들은 구부러질 수 있거나 이동될 수 있다. 다른 실시예들에 따르면, 케이블들(5)은 강체 레그들일 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 리미터 모듈들의 설치 용이, 유연성 및/또는 간격(spacing)을 제공하기 위해 하나 이상의 케이블들(5)은 비직선 형상 또는 구성이 되도록 프리-벤트(pre-bent)될 수 있다. 예를 들어, 도 1에서, 바깥쪽 케이블 들(5)이 직선으로 연장하는 반면에, 중간 케이블들(5)이 부스바 허브(20)의 일측 상에서 전체적으로 S자형으로 프리-벤트될 수 있다. 프리-벤트된 케이블들(5)은 강체 케이블 레그들 또는 가요성 케이블들일 수 있다.
벽(W) 또는 다른 지지 표면 상 레일, 플랫폼, 또는 지지 브래킷 또는 정착물(fixture)(B) 상에 부스바 허브(20)를 장착하기 위한 적절한 브래킷이 제공될 수 있다. 브래킷은 오버절연(overinsulation) 커버(28)(도 1)를 갖출 수 있다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 몇몇 실시예들에 따르면, 부스바 허브(20)는 커버 조립체(29)를 형성하기 위해 커버(28)를 갖춘 실질적인 강체 라이너(liner) 또는 커버 삽입물(30)을 포함한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 부스바 허브(20)를 안정적으로 지지하기 위해 지지 정착물(B)과 동작가능하게 맞물리도록 커버 삽입물(30)이 구성된다. 도시한 바와 같이, 커버 삽입물(30)은 지지 정착물(B)을 미끄럼 방식으로 수용하기 위한 형상과 크기를 가지는 채널(36)을 정의하는 U자형 레일을 형성하는 벽들(32, 34)을 구비한다. 사용시, 작업자는 지지 정착물(B)을 따라서 부스바 허브(20)를 미끄러뜨려서 조인트 조립체(10)를 벽(W)으로부터 빼낼 수 있고, 이후, 조인트 조립체(10)를 벽(W)에 대하여 또는 인접한(against or proximate) 위치로 되돌려 미끄러뜨릴 수 있다.
몇몇 실시예들에 따르면, 커버 삽입물(30)은 내마모성 물질로 이루어진다. 몇몇 실시예들에 따르면, 커버 삽입물(30)은 전기 전도성 물질로 이루어진다. 몇몇 실시예들에 따르면, 커버 삽입물(30)은 의도된 지지 브래킷에 대하여 마찰 계수 가 작은 물질로 이루어진다. 몇몇 실시예들에 따르면, 커버 삽입물(30)과 커버(28)는 서로 다른 물질로 이루어지고, 커버 삽입물(30)을 이루는 물질이 커버(28)를 이루는 물질보다 더 큰 내마모성을 가진다. 몇몇 실시예들에 따르면, 커버(28)는 EPDM으로 이루어지고, 커버 삽입물(30)은 UHMWPE(ultra high molecular weight polyethylene) 또는 폴리우레탄으로 이루어진다. 커버 삽입물(30)의 더 큰 내마모성과 미끄러짐으로 인해 작업자는 커버(28)를 손상함이 없이 (예를 들어 지지 브래킷(B) 상에 미끄러짐에 의해서) 부스바 허브(20)를 보다 용이하게 움직일 있다.
몇몇 실시예들에 따르면, 커버(28)는 플레이트들(24), 볼트들(26) 및 케이블들(5, 7) 상으로 오버몰드된다. 커버 삽입물(30)은 커버(28)와 몰딩되거나, 커버(28)에 부착 또는 라미네이팅되어(laminated), 또는 다른 방식으로 고정되어 삽입될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 커버(28)는 케이블들(5, 7)이 커버(28)를 관통하여 지나는 곳과 그리고 플레이트들(24)과 커버 삽입물(30) 사이에 커버(28)의 일부가 개입된 곳을 제외하고, 플레이트들(24), 볼트들(26) 및 케이블들(5, 7)을 완전히 둘러싼다.
다른 실시예들에 따르면, 커버 삽입물(30)은 다른 형상을 가지거나 및/또는 강체가 아닐 수 있다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 커버 삽입물(30)은 커버 조립체(29)의 바깥 표면 상의 물질의 비강체 또는 평평한 내마모성 층으로서 커버(28)보다 내마모성이 더 큰 내마모성 층으로 대체될 수 있다.
부스바 플레이트들(24)은 임의의 적절한 전기 전도성 물질로 이루어질 수 있 다. 몇몇 실시예들에서, 부스바 플레이트들(24)은 구리 또는 알루미늄으로 이루어진다. 부스바 플레이트들(24)은 몰딩, 주조, 압출 및/또는 머시닝 또는 다른 어떤 적절한 프로세스(들)에 의해서 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하여 이제 리미터 모듈(100)을 자세히 설명하면, 리미터 모듈(100)은 두 개의 서로 반대편에 위치하는 포트들(101)을 구비한다. 리미터 모듈(100)은 (서로 반대편에 위치하는 단부들(110A, 110B)(도 5)을 구비하는) 하우징(110), 한 쌍의 모듈 서브조립체들(111)(도 6), 커플링 바 또는 브릿지 부재(150), 퓨즈 요소(160), 및 퓨즈 서브하우징(170)을 포함한다. 하우징(110)의 개개의 단부(110A, 110B) 상에 또는 이에 인접하여 각각의 서브조립체(111)가 장착된다. 서브조립체들(111)은 하우징(110)을 관통하여 서브조립체들(111) 사이에 연장하는 브릿지 부재(150), 퓨즈 요소(160), 및 퓨즈 서브하우징(170)에 의해서 기계적으로 커플링된다. 서브조립체들(111)은 퓨즈 요소(160)에 의해서 전기적으로 연결된다. 각각의 서브조립체(111)은 포트 밀폐 덩어리(port sealant mass)(102), 플랜지 밀폐 덩어리(104), 액세스 밀폐 덩어리(106), 케이블 포트 부재(120), 단부 링(125), 커넥터 부재(130), 한 쌍의 제거가능한 전단 볼트들(140), 캡(141), 브릿지 볼트(155), 및 O-링(175)을 포함한다. 하우징(11O) 및 케이블 포트 부재들(120)은 에워싸인 내부(enclosed interior) 챔버(117)를 정의하는 하우징 조립체(115)를 함께 형성한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 내부 챔버(117)가 환경적으로 보호되고, 그리고 몇몇 실시예들에서, 물에 잠길 수 있거나 방수이다.
이하 전술한 구성 요소들의 각각을 보다 상세하게 설명한다. 서브조립체들(111)에 관하여, 서브조립체들(111) 중 단지 하나를 상세히 설명할 것이지만, 본 명세서가 다른 서브조립체(111)도 마찬가지로 설명하는 것임을 이해할 수 있을 것이다.
하우징(110)은 강체이고 전체적으로 관형이며, 서로 마주보는 단부 개구들(112)을 구비한다. 하우징 통로(114)는 하우징(110)을 관통하여 연장하고 각각의 단부 개구들(112)와 연통한다. 액세스 포트들(116B)가 하우징(110)의 측부에 정의되고 개개의 환형 벽들 또는 플랜지들(116)에 의해서 둘러싸인다. 래치 피쳐들(latch features)(116B)이 액세스 포트들(116A)에 인접하여 위치하고 래치 피쳐들(112A)이 단부 개구들(112)에 인접하여 위치한다.
몇몇 실시예들에 따르면, 하우징(110)은 전체로서 형성된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 하우징(110)은 전체로서 몰딩된다. 하우징(110)은 임의의 적절한 전기적 절연 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 하우징(110)은 반투명 물질로 이루어지고, 몇몇 실시예들에 따르면 투명한 물질로 이루어진다. 몇몇 실시예들에 따르면, 하우징(110)은 폴리 탄산 에스테르, 청정(clarified) PP, 또는 메틸 펜텐(methyl pentene)과 같은 투명 물질 또는 반투명 물질로 이루어진다. 하우징(110)은 내염성(耐炎性) 물질로 이루어질 수 있다. 다른 적절한 물질들은 플렉시글래스(Plexiglass)TM 또는 울템(Ultem)TM 투명 폴리머 물질들을 포함할 수 있 다.
케이블 포트 부재(120)는 포트(101)를 정의하고 관형 몸체(121)을 포함한다. 몸체(121)은 포트(101)와 연통하는 관통 통로(through passage)(122)를 정의한다. 주변 플랜지(A perimeter flange)(124)는 몸체부(121)으로부터 반경 방향 외측으로 및 축방향 내측으로 돌출하고 둘러싼다. 복수의 미늘이 있는(barbed) 래치 돌출부들(126)은 플랜지(124)로부터 전방으로 연장한다. 환형 홈(124A)는 플랜지(124)에 정의된다. 밀폐물(102)은 통로(122)에 배치되고 밀폐물(104)는 홈(124A)에 배치된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 밀폐물(102)은 젤 밀폐물이다. 몇몇 실시예들에 따르면, 밀폐물(104)은 젤 밀폐물이다. 몇몇 실시예들에 따르면, 밀폐물(102) 및 밀폐물(104) 양자는 젤 밀폐물들이다.
꿰뚫릴 수 있는 마감 벽(penetrable closure wall)(128)이 포트 부재(120)의 열린 단부들 사이에 통로(122)를 가로질러 연장한다. 마감 벽(128)은 몸체(121)와 전체로서 몰딩될 수 있다. 마감 벽(128)은 갭들에 의해서 분리될 수 있는 복수의 불연속적인 플린저들 또는 플랩들(discrete fingers or flaps)(128A)을 포함한다. 플랩들(128A)은 가요성이다. 몇몇 실시예들에 따르면, 플랩들(128A)은 또한 탄성적이다.
몇몇 실시예들에 따르면, 플랩들(128A)은 동심으로 배치되고, 입구 개구로부터 출구 개구까지 안쪽 방향으로 안쪽으로 테이퍼져서, 전체적으로 원뿔 또는 원추(frusto-conical) 형상을 이룬다. 몇몇 실시예들에 따르면, 테이퍼의 각은 약 10도 내지 60 도 사이이다. 마감 벽(128)은 중앙에 위치할 수 있는 홀(128B)을 정 의한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 홀(128B)의 안쪽 직경은 케이블 또는 케이블들(예를 들어 케이블(5))-이것으로 케이블 포트 부재가 사용되도록 의도된다-의 바깥 직경보다 더 작다. 플랩들(128A)의 두께는 반경 방향 내측으로 테이퍼질 수 있다.
몇몇 실시예들에서 및 도시한 바와 같이, 밀폐물(102)은 마감 벽(128)의 안쪽 측으로부터 포트 부재(120)의 안쪽 개방 단부로 연장된다. 마감 벽(128)과 몸체(121)은 거기 사이에 밀폐 챔버 또는 영역(102A)을 정의한다(도 6). 몇몇 실시예들에 따르면, 밀폐물(102)은 실질적으로 밀폐 영역(102A)를 채운다.
몇몇 실시예들에 따르면, 케이블 포트 부재(120)는 전체로서 형성된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 케이블 포트 부재(120)는 전체로서 몰딩된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 케이블 포트 부재(120)는 도시한 바와 같이 캡(141)과 전체로서 몰딩되어 거기 사이에 리빙 힌지(living hinge)를 형성한다. 케이블 포트 부재(120)은 임의의 적절한 전기적 절연 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 케이블 포트 부재(120)은 폴리프로필렌으로 이루어진다. 케이블 포트 부재(120)는 내염성 물질로 이루어질 수 있다.
단부 링(125)은 관통 통로(125A)(도 5), 환형 전방 홈(125B) 및 후방 환형인 반경 방향 외측 연장 플랜지(125C)를 정의한다. 단부 링(125)의 안쪽 표면은 깔대기 형상이다(다시 말해서, 전방 방향으로 테이퍼진 원추 형태이다).
몇몇 실시예들에 따르면, 단부 링(125)은 몰딩된다. 단부 링(125)은 임의의 적절한 전기적 절연 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 단부 링(125)는 폴리 탄산 에스테르 또는 델린(Delrin)으로 이루어진다. 단부 링(125) 는 내염성 물질로 이루어질 수 있다.
커넥터 부재(130)는 주몸체(132), 케이블 코어(132A), 퓨즈 커플링부(134), 브릿지 보어(134A), 키 피쳐(134B), 한 쌍의 나사산 커넥터 볼트 보어들(132B), 브릿지 볼트 보어(134C)(도 6) 및 환형 O-링 홈(139)을 포함한다. 케이블 보어(132A)의 입구 단부는 안쪽으로 테이퍼진다.
커넥터 부재(130)는 임의의 적절한 전기적 전도성 물체롤 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에서, 커넥터 부재(130)는 구리 또는 알루미늄으로 이루어진다. 커넥터 부재(130)는 몰딩, 스탬핑, 압출 및/또는 머시닝 또는 임의의 다른 적절한 프로세스(들)에 의해서 형성될 수 있다.
전단 볼트들(140)은 각각 나사산 베이스 또는 섕크(threaded base or shank)(142), 1차 머리(144) 및 2차 머리(146)를 포함한다. 1차 머리들(144)과 차차 머리들은 서로 다른 크기들을 가진다. 몇몇 실시예들에 따르면, 1차 머리들(144)는 2차 머리들(146)보다 더 큰 직경을 가진다. 전단 볼트들(140)의 1차 머리들(144)은 제어된 최대 토크를 제공하도록 구성된다. 몇몇 실시예들에서 및 도시한 바와 같이, 전단 볼트들(140)은 단일면(single plane) 전단 볼트들이다. 전단 볼트들의 다른 적절한 유형들 및 설계들이 사용될 수 있다. 전단 볼트들(140)은 예를 들어 황동 또는 구리와 같은 임의의 적절한 물질로 이루어질 수 있다.
캡(141)은 내부 캐비티(141A)를 정의한다. 밀폐물(106)이 캐비티(141A) 내에 배치된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 캡(141)은 전체로서 몰딩된다. 도시한 바와 같이, 캡(141)은 리빙 힌지에 의해서 케이블 포트 부재(120)에 피벗식으로 연결 된다. 캡(141)은 임의의 적절한 전기적 절연 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 캡(141)은 폴리프로필렌으로 이루어진다. 캡(141)은 내염성 물질로 이루어질 수 있다.
브릿지 부재(150)는 그 어느 하나의 단부 상에 형성된 두 개의 쓰루 보어들(through bores)(152)을 포함한다. 브릿지 부재(150)은 강성의, 전기적 절연 물질로 이루어진다. 몇몇 실시예들에 따르면, 브릿지 부재(150)는 전체로서 몰딩된다. 브릿지 부재(150)는 임의의 적절한 전기적 절연 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 브릿지 부재(150)는 유리섬유 또는 페놀 레진(phenolic)으로 이루어진다. 브릿지 부재(150)는 내염성 물질로 이루어질 수 있다.
퓨즈 요소(160)는 퓨즈 몸체(162)를 포함하고 상기 몸체(162)의 서로 반대쪽에 위치하는 단부들에 정의된 키 리세스들(164)를 구비한다. 퓨즈 요소(160)는 임의의 적절한 전기적 절연 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 퓨즈 요소(160)는 아연으로 이루어진다. 퓨즈 요소(160)는 구리 또는 은으로 이루어질 수도 있다. 평평한, 꾸불꾸불한(serpentine) 퓨즈 요소 구성이 도시되어 있지만, 다른 구성들이 채용될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 퓨즈 요소(160)는 약 1/0 내지 1000 kcmil의 크기를 가지는 2차 케이블들을 보호하도록 구성된다.
퓨즈 서브하우징(170)은 관형이고 관통 통로(172)를 정의한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 퓨즈 서브하우징(170)은 전체로서 형성된다. 퓨즈 서브하우징(170)은 임의의 적절한 전기적 절연 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 퓨즈 서브하우징(170)은 반투명 물질로 이루어지고, 몇몇 실시예들에 따르면 투명한 물질로 이루어진다. 몇몇 실시예들에 따르면, 퓨즈 서브하우징(170)은 폴리 탄산 에스테르, 청정 PP, 또는 메틸 펜텐과 같은 투명 물질 또는 반투명 물질로 이루어진다. 퓨즈 서브하우징(170)은 내염성 물질로 이루어질 수 있다. 다른 적절한 물질들은 유리 또는 파이렉스(Pyrex)TM 유리를 포함할 수 있다.
O-링(175)은 임의의 적절한 전기적 절연 물질로 이루어질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, O-링(175)은 바이톤(Viton) 또는 실리콘 고무로 이루어진다. O-링(175)은 내염성 물질로 이루어질 수 있다.
밀폐물(102, 104, 106)은 어떤 적절한 밀폐물들일 수 있다. 전술한 바와 같이, 하나 이상의 밀폐물들(102, 104, 106)는 젤 밀폐물들일 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 모든 밀폐물들(102, 104, 106)이 젤 밀폐물들이다. 본 명세서에서 사용된 "젤(gel)"은 유체 연장제(fluid extender)에 의해 연장된 고체들인 카테고리의 물질들을 의미한다. 젤은 어떤 정상 상태 유동도 나타내지 않는 실질적인 희석 시스템일 수 있다. "폴리머들의 점탄성 성질들(Viscoelastic Properties of Polymers),"(제3 판, P. 529, (J. Wiley & Sons, New York 1980), Ferry)에 기술된 바와 같이, 폴리머 젤은 화학 결합들 또는 정자(晶子, crystallite)들 또는 몇몇 다른 유형의 결합에 의해서 연관되는지 간에, 교차 연관된 용액(cross-linked solution)일 수 있다. 젤들의 상대적으로 작은 모듈러스(modulus)를 부여하기 위해 실질적인 희석이 필요할 수 있지만, 정상 상태 유동의 부존재는 고체-유사 특성 들이 정의되는 것으로 생각될 수 있다. 일반적으로 폴리머의 다양한 가지 체인들의 연계된 치환분들(associated substituents)의 도메인들의 생성 또는 어떤 유형의 결합을 통한 폴리머 체인들을 교체 연관에 의해서, 물질에 형성된, 연속적인 네트워크 구조에 의해서 고체 특성이 얻어질 수 있다. 교차연관 사이트들(sites)이 젤의 사용 조건들로 유지되는(be sustained at) 이상, 교차 연관은 물리적이거나 또는 화학적일 수 있다.
본 발명에 사용되는 젤들은 데바우트(Debbaut)에게 허여된 미국 특허 번호 4,634,207(이하 "데바우트 '207"); 카민(Camin) 등에게 허여된 미국 특허 번호 4,680,233; 듀브로(Dubrow) 등에게 허여된 미국 특허 번호 4,777,063; 및 듀브로 등에게 허여된 미국 특허 번호 5,079,300(이하 "듀브로 '300")에 교시된 유체-연장되는 시스템들과 같은 실리콘(organopolysiloxane) 젤들일 수 있고, 앞서의 각각의 명세서는 인용에 의하여 본 명세서에 병합된다. 넬슨(Nelson)에게 허여된 미국 특허 번호 3,020,260에 개시된 바와 같이 또는 미시간 주, 미드랜드의 다우-코닝(Dow-Corning)으로부터 상업적으로 이용가능한 실가드(Sylgard)® 527 제품에 의해 예시된 바와 같이, 연장제(extender)처럼 작용하도록, 반응성 액체의, 예를 들어, 비닐-농후(vinyl-rich) 실리콘 유체의 초과량(excess)에 의해서 또는 전술한 인용 특허들에서처럼 비반응성 유체 연장제들에 의해서 이들 유체-연장되는 실리콘 젤들이 생성될 수 있다. 이들 젤들의 준비에 있어서, 경화(curing)가 일반적으로 수반되기 때문에, 이들은 때때로 열경화성(thermosetting) 젤들로서도 불린다. 젤 은 디비닐 말단 폴리디메틸실록산(divinyl terminated polydimethylsiloxane), 테트라키스 (디메틸실록시) 실란(tetrakis (dimethylsiloxy) silane), 펜실베니아, 브리스톨의 유나이티드 케미컬 테크놀로지(United Chemical Technologies) 사로부터 상업적으로 입수가능한 플래티늄 디비닐테트라메틸디실록산 화합물(platinum divinyltetramethyldisiloxane complex), 폴리디메틸실록산, 그리고 1, 3, 5, 7-테트라비닐테트라 메틸시클로테트라실록산(tetravinyltetra-methylcyclotetrasiloxane)(적절한 가사시간(pot life)을 제공하기 위한 반응 억제제(reaction inhibitor))의 혼합으로부터 제공되는 실리콘 젤일 수 있다.
다른 유형들의 젤들이 사용될 수 있는데, 예를 들어, 전술한 데바우트 '261, 및 데바우트에게 허여된 미국 특허 번호 5,140,476(이하, "데바우트 '476")에서 교시되는 바와 같은 폴리우레탄 젤들과 첸에게 허여된 미국 특허 번호 4,369,284; 가마라(Gamarra) 등에게 허여된 미국 특허 번호 4,716,183; 및 가마라에게 허여된 미국 특허 번호 4,942,270에 기술된 바와 같이 나프텐(naphthenic) 또는 비방향(nonaromatic) 또는 저방향(low aramatic) 함유(content) 탄화수소 오일의 연장제 오일에 의해서 연장되는 SEBS(styrene-ethylene butylenestyrene) 또는 SEPSS(styrene- ethylene propylene-styrene) 계열의 젤들일 있다. SEBS 및 SEPS 젤들은 유체 연장된 고무 상(elastomeric phase)에 의해서 상호 연결되는 유리 스티레닉 마이크로상들(glassy styrenic microphases)을 포함한다. 마이크로상-분리된 스티레닉 도메인들은 상기 시스템들에서 접합점들로서 기능한다. SEBS 및 SEPS 젤들은 열가소성수지 시스템들의 예시들이다.
사용될 수 있는 젤들의 다른 종류는 창 등에게 허여된 미국 특허 번호 5,177,143에 기술된 바와 같은 EPDM 고무 계열 젤들이다.
사용될 수 있는 젤들의 또 다른 종류는 WO 96/23007에 기술된 바와 같은 무수물-함유 폴리머들(anhydride-containing polymer) 계열이다. 이들 젤들은 양호한 내열성을 가진다고 보고되었다.
젤은 다양한 첨가물들을 포함할 수 있는데, 힌더드 페놀들(hindered phenols)(예를 들어, 뉴욕, 태리타운(Tarrytown)의 시바-게이지 사(Ciba-Geigy Corp.)로부터 상업적으로 입수가능한 이르가녹스(Irganox)TM 1076), 아인산염들(phosphites)(예를 들어, 뉴욕, 태리타운의 시바-게이지 사로부터 상업적으로 입수가능한 이르가포스(Irgafos)TM 168), 금속 불활성제들(metal deactivators)(예를 들어, 뉴욕, 태리타운의 시바-게이지 사로부터 상업적으로 입수가능한 이르가녹스TM D1024), 및 황화물들(sulfides)(예를 들어 뉴저지, 웨인의 어메이칸 싸이아니미드 사(American Cyanamid Co)로부터 상업적으로 입수가능한 카이아녹스(Cyanox) LTDP)과 같은 안정제들 및 산화방지제들, 광 안전제들(light stabilizers)(예를 들어, 뉴저지, 웨인의 어메이칸 싸이아니미드 사로부터 상업적으로 입수가능한 카이아소브(Cyasorb) UV-531), 그리고 할로겐화 파라핀들(halogenated paraffins)(예를 들어, 인디아나, 하몬드의 페로 사(Ferro Corp.)로부터 상업적으로 입수가능한 브로모클러(Bromoklor) 50)와 같은 난연제들 및/또는 다공성 함유 유기 화합물들(phosphorous containing organic compounds)(예를 들어, 양자가 뉴욕, 답스 페 리(Dobbs Ferry)의 아크조 노블 케미컬즈 사(Akzo Nobel Chemicals Inc.)로부터 상업적으로 입수가능한 화이롤(Fyrol) PCF 및 포스플렉스(Phosflex) 390)) 그리고 산 제거제들(acid scavengers)(예를 들어, 오하이오, 클리블랜드의 미쓰이 앤 코(Mitsui & Co.)를 통해 교와 화학 공업 사(Kyowa Chemical Industry Co. Ltd)로부터 상업적으로 입수가능한 DHT-4A, 및 히드로탈시트(hydrotalcite))을 포함할 수 있다. 캘리포니아, 샌디에이고의 인터네셔널 플라스틱 셀렉터(International Plastics Selector) 및 D.A.T.A.에 의해서 출간된 "플라스틱용 첨가물들(Additives for Plastics), 제1 판"에 기술된, 착색제들, 살생물제들(biocides), 점착부여제들(tackifiers) 등을 다른 적절한 첨가들로서 포함한다.
인용에 의하여 본 명세서에 온전히 병합되는 듀브로 '300에 기술된 바와 같은 1/4 인치(6.35 mm) 스테인리스 강 볼 프로브 및 5 그램 트리거(trigger), 힘을 측정하는 5 kg 로드셀을 구비하는, 뉴욕, 스카스데일(Scarsdale)의 텍스쳐 테크놀로지스 사(Texture Technologies Corp.)로부터 상업적으로 입수가능한 텍스쳐 테크놀로지스 텍스쳐 분석기(Texture Technologies Texture Analyzer) TA-XT2 또는 유사한 기계들을 사용하여, 경도(hardness), 응력 완화(stress relaxation), 및 택트(tack)는 측정될 수 있다. 예를 들어, 젤의 경도 측정을 위하여 약 20g의 젤, 또는 대안적으로 9 스택(stack of nine) 2 인치 x 2 인치 x 1/8" 두께 판들(slabs)의 젤을 구비하는 6OmL 유리 병(glass vial)이 텍스쳐 테크놀로지스 텍스쳐 분석기에 두어지고, 프로브가 침투 거리 약 4.0mm까지 0.2 mm/sec의 속도로 젤 내로 강제 된다. 젤의 경도는 프로브가 상기 속도로 4.0 mm에 대하여 특정된 젤의 표면을 침투하거나 변형하는 데에 요구되는, 컴퓨터에 의해 기록되는, 그램 단위의 힘(the force in grams)이다. 더 큰 숫자들은 더 경도가 큰 젤들을 의미한다. 텍스쳐 분석기 TA-XT2로부터의 데이터는 마이크로시스템즈 사(Microsystems Ltd), XT.RA 디멘젼(Dimension) 버젼 2.3 소프트웨어를 구동하는 IBM PC 또는 유사한 컴퓨터 상에서 분석될 수 있다.
침투 속도가 2.0 mm/초이고 약 4.0 mm의 침투 거리로 프로브가 젤 내로 강제될 때, 로드 셀이 경험하는 힘 대 시간 곡선을 XT.RA 디멘젼 버젼 2.3 소프트웨어가 자동적으로 추적함으로써 생성되는 응력 곡선으로부터 택 및 응력 완화가 읽혀진다. 프로브는 1분 동안 4.0 mm 침투로 유지되고 2.00 mm/초의 속도로 회수된다(withdrawn). 응력 완화는 기결정된(pre-set) 침투 깊이에서 프로브에 저항하는 초기 힘(Fi)으로부터 1 분 후의 프로브에 저항하는 힘(Ff)을 차감하고 이를 초기 힘(Fi)로 나누어, 백분율로서 표현한 비율이다.
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여기서 Fi, Ff는 그램 단위이다. 다시 말해서, 응력 완화는 초기 힘과 1 분 후의 힘의 차를 초기 힘으로 나눈 비율이다. 이것은 젤 상에 두어진 임의의 야기된(induced) 압축을 완화하는 젤의 능력의 정도로서 간주될 수 있다. 프로브가 기결정된 침투 깊이로부터 2.00 mm/초의 속도로 회수될 때, 프로브가 젤 밖으로 당겨짐에 따라서 프로브 상 그램 단위 힘 저항의 양(amount of force in grams resistance on the probe)이 되는 것으로서 간주될 수 있다.
젤들을 특징지우는 대안적인 방법은 각각이 인용에 의하여 본 명세서에 온전하게 병합되는, 데바우트 '261; 데바우트 '207; 데바우트 '746; 및 데바우트 등에 허여된 미국 특허 번호 5,357,057에서 제안된 바와 같이 ASTM D-217에 따른 원뿔 침투 파라미터들에 의한다. 원뿔 침투("CP") 값들은 약 70 (10-1 mm)로부터 약 400 (10-1 mm)까지의 범위일 수 있다. 경도가 더 큰 젤들은 일반적으로 약 70 (10-1 mm)로부터 약 120 (10-1 mm)까지의 범위의 CP 값들을 가질 수 있다. 경도가 더 작은 젤들은 일반적으로 약 200 (10-1 mm)로부터 약 400 (10-1 mm)까지의 범위의 CP 값들을 특히 바람직하게는 약 250 (10-1 mm)로부터 약 375 (10-1 mm)까지의 범위의 CP 값들을가질 수 있다. 특정한 물질들 시스템에서, CP와 볼란드 그램 경도(Voland gram hardness) 사이의 관계는 디트머(Dittmer) 등에게 허여된 미국 특허 번호 4,852,646에 제안된 바와 같이 도출될 수 있다.
몇몇 실시예들에 따르면, 텍스쳐 분석기에 의한 측정에 의하여, 젤은 약 5 및 100 그램 힘 사이의 볼랜드 경도를 가진다. ASTM D-638에 의한 측정에 의하여, 젤은 55% 이상의 신장(elongation)을 가질 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 신장은 100% 이상이다. 젤은 80%보다 작은 응력 완화를 가질 수 있다. 젤은 약 1그램보다 큰 택을 가질 수 있다. 적절한 젤 물질들은 RAYCHEM 상표 하에서 NC, 퓨콰 이-바리나(Fuquay-Varina)의 타이코 일렉트로닉스 에너지 디비젼(Tyco Electronics Energy Division)으로부터 입수가능한 파워젤 밀폐 젤(POWERGEL sealant gel)을 포함한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 캡(141)에서 젤(106)의 경도는 포트 젤(102)의 경도보다 더 크다.
도 2를 참조하면, 부스바 플레이트들(24)의 홈들(24A)에 (링 스트립될 수 있는) 전도체들(5A)의 베어 섹션들을 클램핑하고, 볼트들(26)을 사용하여 원 위치에 전도체들(5A)를 클램핑하여서, 부스바 허브(20)가 형성될 수 있다. 오버 절연물(28)(over-insulation)(도 1)은 디핑(dipping), 사출 오버-몰딩(injection over-molding), 또는 압축 오버-몰딩을 포함할 수 있는 어떤 적절한 기법을 사용하여 적용될 수 있다. 대안적으로 또는 부가적으로, 인클로져를 채운 밀폐물(예를 들어, 젤 또는 유향 수지(乳香樹脂, mastic))가 사용될 수 있다.
리미터 모듈(100)은 후술하는 방식으로 형성될 수 있다. 그러나 다른 기법들, 단계들의 순서들 등이 또한 사용될 수 있다.
밀폐물(102)이 통로(122)에 배치되고, 밀폐물(104)가 홈(124A)에 배치되고, 밀폐물(106)이 캐비티(141A)에 배치된다. 밀폐물들(102, 104, 106)은 인 시튜 경화될(cure) 수 있다.
브릿지 부재(150)의 단부들이 커넥터 부재들(130)의 보어들(134A) 내로 삽입된다. 퓨즈 요소(160)이 퓨즈 커플링부들(134) 상에 두어져서, 키 피쳐들(134B)이리세스들(164)에 수용된다. 퓨즈 요소(160) 및 브릿지 부재(150)은 볼트들(155), 플랫 와셔들(155A) 및 로크 와셔들(lock washers)(155B)에 의해 커넥터 부재들(130)에 연결된다. 이런 방식으로, 커넥터 부재들(130), 퓨즈 요소(160) 및 브릿지 부재(150)이 실질적인 강체의, 하나의 조립체로서 구성된다. 브릿지 부재(150)는 커넥터 부재들(130) 사이의 상대적인 움직임을 막거나 감소시키는데, 이들이 막거나 감소되지 아니하면, 퓨즈 요소(160) 상에 기계적인 응력들을 가할 수 있다. 로크 와셔들(155B)은 전기 부하 사이클링에 기인한 퓨즈 요소(160) 및 다른 구성 요소들의 형태의 변동들(fluctuations)을 수용하는 탄성 바이어싱 장치들로서의 역할을 한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 키 피쳐들(134B)의 높이는 인접한 퓨즈 요소의 두께보다 더 작아서, 볼트들(155)에 의해 퓨즈 요소(160)이 지속적으로 적절하게 로딩되는 것이 보증된다.
오-링들(175)은 커넥터 부재들(130)의 홈들(139)에 장착된다. 퓨즈 서브하우징(170)은 커넥터 부재들(130) 상으로 미끄러져서 퓨즈 서브챔버(176)를 형성한다. 퓨즈 서브챔버(176)은 오-링들(175)에 의해서 환경적으로 밀폐되고 퓨즈 요소(160)을 포함한다.
전술한 서브조립체는 이어서 하우징(110) 내로 삽입된다. 나사산 보어들(132B)가 포트들(116A)와 정렬된다. 전단 볼트들(140)이 부분적으로 보어들(132B) 내로 설치되어 전도체들(5A, 7A)의 삽입 동안 케이블 보어들(132A)가 열린 채로 유지된다.
단부 링들(125)은 하우징(110)의 어느 한 단부 내로 삽입된다. 포트 부재들(120)이 하우징(110)의 단부들 상에 장착되어 래치 돌출부들(126)이 래치 피쳐 들(112A)와 연동된다(interlock with). 하우징(110)의 가장 바깥 부분들이 포트 부재들(120)의 밀폐물(104) 및 홈들(124A)에 수용되어 하우징(110) 및 플랜지들(124)의 사이에 환경적인 밀폐들을 형성한다. 포트 부재 통로(122)는 유사하게 밀폐물(102)에 의해서 환경적으로 밀폐된다.
각각의 단부 링(125)은 인접한 포트 부재(120)과 커넥터 부재(130) 사이에 끼인다. 단부 링들(125)은 하우징(110)에서 퓨즈 요소(160) 및 커넥터 부재(130)을 방사상(radially) 중심을 맞추는 역할을 한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 단부 링들(125)은 축성 압축(axial compression) 하에 두어져서 그들은 커넥터 부재들(130)을 회전식으로 고정된 포트 부재들(120)에 마찰 링크시켜서 하우징(11)에서 커넥터 부재(130)의 회전을 막는 하는 역할을 한다.
각각의 커넥터 부재(130)의 단부는 접하는(abutting) 단부 링(125)의 홈(125B)에 수용된다. 몇몇 실시예들에 따르면, 단부 링의 통로(125A)는 케이블 보어(132A)의 직경보다 더 작게 직경에 테이퍼진다. 몇몇 실시예들에 따르면, 케이블 보어(132A)에의 입구(entrance)는 단부 링(125)로부터 케이블 보어(132A)까지 매끄러운 천이를 제공하도록 모서리가 깎아진다.
환형 벽들(116) 상에 캡들(141)이 장착된다. 벽들(116)의 가장 바깥 부분들은 액세스 포트들(116A)를 환경적으로 밀폐하는 밀폐물(106)에 수용된다. 캡들(141)은 래치 돌출부들(116B)를 사용하여 폐쇄된 채로 래치된다.
부스바 허브(20)와 리미터 모듈들(100)이 후술하는 방식으로 사용될 수 있다. 예시적으로, 리미터 모듈(100)은 도 1에 도시된 바와 같은 크래브 조인트 조 립체(10)에서의 가용성 연결을 형성하도록 사용될 수 있다. 그러나, 다른 기법들, 단계들의 순서들 등이 사용될 수 있다. 예를 들어, 케이블들(5, 7)의 설치 순서는 역전될 수 있다. 리미터 모듈(100)은 전기적으로 살아 있는(live) 케이블들(5, 7) 사이에 설치될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 전도체들(5A, 7A) 중 하나 또는 양자가 좌초된(stranded) 전도체들이다.
커버(5B)는 전도체(5A)의 말단 단부를 노출하도록 트리밍된다. 융기된 위치에서 전단 볼트들(140)에 의해서, 케이블(5)은 선택된 포트(120) 내로 삽입되어, 전도체(5A)의 말단 단부가 통로들(122, 125A)를 거쳐 케이블 보어(132A) 내로 삽입된다. 케이블(5)은 도 7에 도시된 바와 같이 마감 벽(128)과 밀폐물(102)를 침투하고 및/또는 변위한다(displace). 케이블(5)는 마감 벽(128)의 플랩들(128A)을 탄성적으로 변형시킬 수 있다. 단부 링(125)의 깔대기 형상(funnel shape)은, (예를 들어, 전도체(5A)의 한 가닥(strand)을 구부러뜨려서(bend out)) 전도체(5A)를 손상시킬 수 있는 방식으로 표면 또는 가장자리에 접하지 아니하고, 케이블 보어(132A) 내로 전도체(5A)가 경로되는(is routed) 것을 보증하는 것을 도울 수 있다. 단부 링(125)은, 전도체(5A)가 단부 링(125)를 거쳐 커넥터 부재(130) 내로 통과함에 따라서 전도체(5A)로부터 밀폐물(102)(예를 들어, 젤 밀폐물)을 비벼대거나(wipe) 및/또는 전단(剪斷) 변형시키는 기능을 할 수 있다. 케이블(5)이 삽입될 때, 밀폐물(102)의 변위를 얻도록 압축가능한 가스(예를 들어 공기)의 체적이 제공되도록 리미터 모듈(100)이 구성될 수 있다.
그러면 작업자는 캡(141)을 열고 적절한 드라이버(예를 들어, 전기 절연되어 동력을 제공받거나 전력을 제공받지 아니하는 드라이버)를 사용하여 각각의 전단 볼트(140)의 1차 머리(144)를 연계되는 커넥터 부재(130)에 맞물리고, 상응하는 나사산 보어(132B)(도 6) 내로 볼트(140)를 회전식으로 구동하여 케이블 보어(132A)의 마주보는 벽에 대하여 전도체(5A)의 노출부를 강제한다. 기결정된 부하에서, 1차 머리(144)가 볼트(140)를 잘라낼(shears off of the bolt) 때까지 작업자는 전단 볼트(140)를 구동시키는 것을 계속한다. 이런 방식으로, 케이블(5)이 기계적으로 리미터 모듈(100)에 고정되거나 리미터 모듈(100) 내에 캡쳐되고, 케이블 보어(132A)에 전기적으로 연결된다. 전단 볼트들(140)의 사용에 의하여 적절한 연결이 보증될 수 있다.
다른 케이블(7)이 마주보는 포트 부재(120)을 거쳐 삽입되고 전술한 바와 같은 방식으로 다른 세트의 전단 볼트들(140)을 사용하여 마주보는 커넥터 부재(130)에 고정된다. 이런 방식으로, 케이블들(5, 7)은 커넥터 부재들(130) 및 퓨즈(160)을 거쳐 서로에 대해 전기적으로 연결될 수 있다. 도시한 바와 같이 및 몇몇 실시예들에서, 케이블들(5, 7)이 고정될 때 동일한 축(A-A)을 따라서 지향되고, 삽입된다.
서비스시, 리미터 모듈(100)은 종래의 방식으로 가용성으로(fusibly) 케이블들(5, 7)을 연결하는 것을 수행할 수 있다. 정상적인 동작 동안, 전류는 커넥터 부재들(130) 및 퓨즈 요소(160)을 통해 리미터 모듈(100)을 거쳐 전도체들(5A, 7A) 사이에 흐른다. 오-링들(175)은 (예를 들어, 케이블들(5, 7)이 더 큰 전류들에서 진동할 때) 케이블들(5, 7)로부터 하우징(110) 및 서브하우징(170)에의 진동을 감쇠하는 충격 흡수물로서 기능할 수 있다. 오-링들(175)는 또한 서브하우징(170)을 커넥터들(130)으로부터 열적으로 절연하는 역할을 할 수 있다.
퓨즈 요소(160)가 파괴되면, 퓨즈 요소는 연기, 그을음, 및/또는 다른 부산물을 발생시킨다. 이들 부산물들은 퓨즈 챔버(176)을 채울 것이고, 시야창을 형성하는 반투명 또는 투명 하우징(110) 및 서브하우징(170)을 통해 가시적이다. 이런 방식으로, 리미터 모듈(100)은 리미터 모듈의 상태를 외부에서 볼 수 있는 표시를 제공한다(다시 말해서, 깨끗함 = OK, 어두운 잔여물(dark residue) = 파괴됨 또는 결함을 가짐).
(퓨즈 챔버(176)을 밀폐하는) O-링들(175) 및 서브하우징(170)은 또한 케이블들(5, 7)의 오염을 막거나 줄이도록, 퓨즈 결함 부산물들을 보유하는 역할을 할 수 있다. 이것은 이롭게도 네트워크에의 재연결을 위하여 케이블들(5, 7)을 더 준비하거나 또는 교체하는 필요를 제거할 수 있다. 이러한 보유는 또한 퓨즈 부산물들이 주변 환경으로 탈출하는 것을 막을 수 있다. 또한 보유는 하우징(110) 및 밀폐물-채움 포트 부재들(sealant-filled port members)(120)에 의해서 제공될 수 있다.
퓨즈 요소(160)의 파괴에도 불구하고, 브릿지 부재(150)은 접촉을 유지하고 커넥터 부재들(130)의 상대적인 위치들을 유지하는 것을 계속할 것이다. 특히, 브릿지 부재(150)는 커넥터 부재들이 서로로부터 전기적으로 절연되도록 유지시킬 것이다.
이렇게 리미터 모듈(100)은 작업자가 용이하게 리미터 모듈 파괴를 식별할 수 있도록 할 수 있다. 바람직하다면, 작업자는 캡들(141)을 열어서 및 커넥터 부재들(130) 사이의 전기적인 연속성 테스트하기 위한 접촉들로서 각각의 커넥터 부재(130) 상에 전단 볼트들(140)을 사용하여서 퓨즈 요소(160)가 파괴되었는지를 확인할 수 있다. 이어서 작업자는 리미터 모듈(100)을 케이블들(5, 7)로부터 분리 또는 제거할 수 있고, 새로운 리미터 모듈(100)로 교체할 수 있다. 보다 구체적으로, 작업자는 캡들(141)을 열 수 있고, 전단 볼트들(140)의 2차 머리들(146)과 드라이버를 맞물려서 전단 볼트들(14)을 철회(back out)시킬 수 있다. 이어서, 케이블들(5, 7)과 전술한 방식으로 케이블들(5, 7) 상에 장착된 새로운 리미터 모듈(100)이 회수될 수 있다. 이러한 교체 절차는 부스바 허브(70), 다른 리미터 모듈들(100) 또는 조인트 조립체(10)의 다른 케이블들(7)의 버려짐, 손상, 변형 또는 영향받음 없이 성취될 수 있다. 이롭게도, 크래브 조인트 조립체(10)의 리미터 모듈(100)은 개별적으로 또는 독립적으로 대체가능해서, 크랩 조인트 조립체(10)의 전체가 종래의 크래브 조인트들에서와 같이 버려질 필요가 없다.
이렇게, 네트워크 또는 그리드(grid)에서 채용되면, 리미터 모듈(100) 및 크래브 조인트 조립체(10)는 파괴된 퓨즈의 위치 설정 및 퓨즈 상태(condition)의 가시적인 가리킴 및 파괴된 리미터 모듈(100)의 개별적인 교체 허용에 의해서 원래의 상태로의 그리드의 복원 절차를 유의미하게 가속시킬 수 있다.
리미터 모듈(100)은 전기적으로 핫한 전도체들 상에 설치될 때 및 분리될 때 향상된 효율성 및 작업자 안정성을 제공할 수 있다. 리미터 모듈(100)은 전기적으 로 핫한 전도체들에의 작업자의 노출을 줄이거나 막거나 최소화할 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에 따르면, 케이블(5)이 리미터 모듈(100) 내로 삽입될 때, 밀폐물(102)(여기서는 특히 젤 밀폐물)은 밀폐물(102) 및 하우징(110) 내에 완전히 전도체(5A)가 포함될 때까지 수용하는 커넥터 부재(130)으로부터 전도체(5A)를 절연할 것이다. 그 결과, 전도체(5A) 및 커넥터 부재(130) 사이에서 발생하는 어떤 아큐잉(arcing)이 리미터 모듈(100) 내에 보유될 것이고, 이로써 작업자를 보호한다. 밀폐물(102)은 또한 전도체(5A)가 커넥터 부재(130)에 있을 때까지 또는 커넥터 부재(130)에 근접할 때까지 이러한 아큐잉을 제지하거나 금지하여, 이로써 아큐잉의 거리를 최소화한다.
리미터 모듈(100)은 리미터 모듈(100)과 케이블들(5, 7) 사이에 신뢰가능한(그리고, 적어도 몇몇 실시예들에서, 방습되는) 밀폐를 제공할 수 있다. 밀폐물(102), 특히 젤 밀폐물은 기결정된 범위 내 다른 크기들을 가지는 케이블들을 수용할 수 있다.
밀폐물(102)이 젤이면, 케이블(5, 7)이 리미터 모듈(100) 내로 삽입될 때, 각각의 케이블(5, 7) 및 리미터 모듈(100)은 밀폐물(102)에 압축력을 가한다. 이로써 젤은 신장되고 일반적으로 변형되고 케이블(5, 7)의 바깥 표면에 맞추어지고(conform) 리미터 모듈(100)의 안쪽 표면에 맞추어진다. 또한 젤의 몇몇 쉬어링(shearing)이 발생할 수 있다. 바람직하게는, 젤 변형의 적어도 일부가 탄성적이다. 이러한 탄성 변형으로부터 결과되는 젤에서의 복원력은 젤이 리미터 모 듈(100)과 케이블(5, 7) 사이에 바깥으로 향하는 힘을 가하는 스프링으로서 동작하도록 한다. 몇몇 실시예들에 따르면, 케이블(5, 7)이 포트(101)에 설치될 때, 1000% 이상의 포트 부재 몸체(121)의 안쪽 표면과 젤(102) 사이 인터페이스에서 신장을 젤(102)이 가지도록 리미터 모듈(100)이 적응된다.
전술한 바와 같은 젤의 다양한 특성들이 젤 밀폐물(102)이 리미터 모듈(100)과 케이블(5, 7) 사이에 신뢰가능하고 장시간 지속되는 기밀된 밀폐를 유지하는 것을 보증할 수 있다. 신장되고 탄성적으로 변형된 젤에서 탄성 메모리 및 보류되거나 복원된 힘은 일반적으로 젤이 케이블(5, 7)의 정합 표면들 및 포트 부재 몸체(121)의 내부 표면에 받쳐지도록 한다. 또한, 젤의 택은 젤과 이들 표면들 사이에 부착을 제공할 수 있다. 심지어 냉간 적용되었을지라도, 젤은 일반적으로 케이블(5, 7) 및 리미터 모듈(100) 둘레를 흐를 수 있어서, 그들의 불규칙한 지형을 성취할 수 있다.
바람직하게는, 밀폐물(102)은 자기-치유(self-healing) 또는 자기-융합( self-amalgamating) 젤이다. 케이블(5, 7)과 리미터 모듈(100) 사이의 전술한 압출력과 결합된 이러한 특징은, 리미터 모듈(100) 내로의 케이블(5, 7)의 삽입에 의해서 젤이 전단 변형되면, 밀폐물(102)이 연속체로 재-형성되는 것을 허용할 수 있다. 또한 케이블(5, 7)이 젤로부터 회수되면, 젤이 재-형성될 수 있다.
특히 여기서는 젤로 이루어진 밀폐물들(102, 104, 106)은 심지어 리미터 모듈(100)이 물에 잠기거나 극단적인 온도 및 온도 변화에 속한 때에도, 케이블들(5, 7), 커넥터 부재들(130) 및 퓨즈 요소(160)에 대한 신뢰가능한 습기 배리어를 제공 할 수 있다. 바람직하게는, 하우징(110)과 포트 부재들(120)은 마찰력들에 의한 구멍남(being punctured)을 견디는 내마모성 물질로 이루어진다.
반면, 몇몇 실시예들에 따르면, 밀폐물들(102, 104, 106)은 전술한 바와 같은 젤들이지만, 다른 유형들의 밀폐물들도 채용될 수 있다. 예를 들어, 밀폐물들(102, 104, 106)은 실리콘 유지(grease) 또는 탄화수소 계열-유지일 수 있다.
본 발명에 따른 전술한 리미터 모듈(100)에 대하여 다양한 변형들이 행해질 수 있다. 예를 들어, 몇몇 실시예들에 따르면, 마감 벽들(128)이 빠뜨려질 수 있다.
침투가능하도록 및 변위가능하도록 마감 벽들(128)이 다르게 구성될 수 있다. 예를 들어, 테이퍼를 구비하여 또는 테이퍼 없이 및/또는 미리 형성된 홀이 없게 하도록(lack) 마감 벽들(128)이 완전히 또는 부분적으로 약하게(frangible) 구성될 수 있다. 다른 대안예로서, 각각의 마감 벽은 미리 형성된 홀을 구비하는 탄성적인(resilient, elastic) 멤브레인 또는 패널로서 구성될 수 있고, 마감 벽은 파열(rupturing) 없이 침투하는 케이블을 수용하도록 홀 둘레에 연장되게 적응된다. 이러한 예에서, 홀은 바람직하게는 직경이 의도된 케이블의 바깥 직경보다 더 작다. 동일한 포트 및 동일한 커넥터에서 다른 설계들과 구성들을 가지는 마감 벽들이 사용될 수 있다.
두 케이블 포트들 및 전도체 보어들 및 두 액세스 포트들이 리미터 모듈(100)에 도시되어 있지만, 더 많거나 더 적은 수의 케이블들의 연결을 허용하기 위한 필요에 따라서, 본 발명에 따른 리미터 모듈들은 더 많거나 더 적은 수의 케이블 포트들 및/또는 액세스 포트들 및 상응하거나 연관되는 구성요소들을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에 따르면, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 리미터 모듈들 및 조인트 조립체들은 2차 전력 분배 네트워크에서 케이블들 연결에 사용된다. 예시적인 2차 전력 분배 네트워크가 도 8에 도시되어 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 본 명세서에서 기술된 바와 같은 리미터 모듈들 및 조인트 조립체들은 600 볼트 이하의 및, 몇몇 실시예들에 따르면 약 120/208 볼트의 전압으로 동작하는 2차 네트워크 분배 시스템에서의 케이블들의 연결에 사용된다. 조인트 조립체들 및 리미터 모듈들은 변환기 설비(transformer vaults), 맨홀들 및 2차 박스들에 설치될 수 있다.
전술한 바와 같이, 몇몇 실시예들에 따르면, 주변 물이 (커넥터 부재들(130) 및 퓨즈 요소(160)를 포함하는) 노출된 전기 전도체들과 접촉하는 것을 허용하지 않으면서, 의도된("예상되는"을 포함) 현장(in-service) 조건들(conditions) 하에서, 리미터 모듈들 및 조인트 조립체들이 본 명세서에서 설명한 바와 같이 물에 잠기도록 적응되거나 구성된다(여기서는 "잠수가능한(water submersible)"으로서 부른다). 몇몇 실시예들에 따르면, 2006년 1월 13일 일자의 ANSI Cl 19.1 Rev.에 따라서 리미터 모듈들이 잠수가능하다.
몇몇 실시예들에 따르면, 단지 미리 정해진 퓨즈 요소들(160)의 키 리세스들(164)과 맞도록 키 피쳐들(134B)이 구성된다. 이러한 방식으로, 단지 적절한 크 기를 가지거나 견적(rating)을 가지는 퓨즈 요소들만이 리미터 모듈에 사용되는 것을 키 피쳐들(134B)와 키 리세스들(164)가 보증할 수 있다.
각각의 커넥터 부재(130)에 연계된 전단 볼트들(140)에 대하여 리미터 모듈(100)은 하나의 엑세스 포트(116A)를 포함하는 반면에, 다른 실시예들에 의하면, 액세스 포트는 각각의 전단 볼트에 제공된다.
도시된 조인트 조립체(10)가 3 방향/3 방향(6 레그들) 크래브 조인트 조립체인 반면에, 본 발명의 실시예들에 따라서 다른 구성들이 제공될 수 있다(예를 들어, 5 방향/5 방향(10 레그들), 7 방향/7 방향 (14 레그들) 등).
본 발명의 몇몇 실시예들에 따르면, 퓨즈 요소(160)는 열감지-크롬 페인트(thermo-chromic paint)로 코팅된다. 열감지-크롬 페인트는 퓨즈 요소(160)이 녹는점 또는 결함을 가지는 온도에 이르렀을 때, 변색되는 것으로서 규정될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 조인트 조립체(200)가 도시된다. 조인트 조립체(200)은 공유 하우징(280) 내로 일체화된 복수의(10개로 도시됨) 리미터 서브조립체들(200) 및 부스바(222)를 포함한다. 설명의 목적상 도 10에서는 조인트 조립체(200)에서 하우징(280)이 제거되어 도시되었다.
하우징(280)은 적절한 임의의 전기적 절연 물질로 이루어질 수 있다. 하우징(280)과 일체로 형성된 케이블 포트 구조(220)가 각각의 리미터 서브조립체(200)에 제공된다. 각각의 케이블 포트 구조(220)는 포트(201)를 정의하고 밀폐물(102)에 대응하는 밀폐물로 채워질 수 있다. 각각의 케이블 포트 구조(220)은 케이블 포트 부재들(120)에 대하여 전술한 바와 같이 피쳐들을 포함할 수 있고, 구성될 수 있다.
한 쌍의 엑세스 포트 구조들(216)이 또한 각각의 리미터 서브조립체(200)에 제공된다. 각각의 엑세스 포트 구조(216)는 엑세스 포트(216A)를 정의하고, 캡(241)이 제공될 수 있다(단지 두 개만 도시). 캡(241)은 밀폐물(106)에 대응하는 밀폐물(206)로 채워질 수 있다.
도 10을 참조하면, 부스바(222)는 어떤 적절한 전기 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 부스바(222)는 거기에 형성된 나사산 보어들(221)을 구비한다.
각각의 리미터 서브조립체(200)는 커넥터 부재(230)을 포함한다. 각각의 커넥터 부재(230)은 케이블 보어(134A)에 대응하는 케이블 보어(234A)와 볼트 보어들(132B)에 대응하는 나사산 볼트 보어들(232B)을 포함한다. 각각의 커넥터 부재(230)은 외부의 나사산 머리(threaded head)(233)와 내부에 형성된 퓨즈부(260)를 더 포함한다. 퓨즈부(260)는 케이블(7)과 비교하여 감소된 두께(단면적)를 구비한다. 각각의 머리(233)는 개개의 보어(221)와 맞물려서, 연계된 커넥터 부재(230)을 부스바(222)과 기계적으로 및 전기적으로 연결한다. 사용시, 각각의 퓨즈부(260)는 녹을 수 있는 퓨즈로서 동작한다. 다른 실시예들에 따르면, 퓨즈부들(260)은 일체화되거나 일체화되지 않은 퓨즈들의 다른 유형들 또는 구성들에 의해서 대체될 수 있다.
각각의 리미터 서브조립체(200)는 한 쌍의 볼트들(240)을 더 포함하는데, 이 들은 보어들(232B)와 나사식으로(threadedly) 맞물리고 케이블(7)을 커넥터 부재(230)에 기계적으로 및 전기적으로 연결하도록 연계된 커넥터 부재(230)의 케이블 보어(234A)에서 케이블(7)의 단부를 고정하는 데에 사용될 수 있다. 몇몇 실시예들에 따르면, 볼트들(240)은 전단 볼트들(140)에 대응하는 이중 머리 전단 볼트들이다.
조인트 조립체(210)가 조인트 조립체(10)와 유사한 방식으로 사용될 수 있다. 케이블들(7)은 자기-밀폐 케이블 포트들(201)을 거쳐 및 케이블 보어들(234A) 내로 삽입된다. 볼트들(240)은 액세스 포트들(216A)를 거쳐 접근되어 케이블들(7)을 고정하도록 커넥터 부재들(230) 내로 구동된다. 이후 자기-밀폐 캡들(241)은 하우징(280)을 환경적으로 밀폐하도록 닫힐 수 있다.
조인트 조립체(210)에는 탐지 회로 또는 스위치 그리고 그에 의해서 트리거되는 외부적으로 가시적인 조명들(예를 들어 LED들)(205)이 더 제공될 수 있다. 퓨즈부들(260) 중 상응하는 하나가 녹았고 이로써 해당 케이블(7)을 구비한 회로 개방시, 탐지 스위치는 조명들(205) 중의 하나를 액추에이트하도록 동작적이다. 파괴된 퓨즈를 용이하게 위치설정하고, 요구되는 보정 행위를 취하기 위해 작업자는 이 가시적인 표시를 이용할 수 있다. 이러한 보정 행위는 케이블(7)을 부스바(222)로부터 분리하는 것과 케이블을 상기 부스바(222) 또는 다른 부스바의 다른 퓨즈된 커넥터 부재(230)에 재연결하는 것을 포함할 수 있다. 자르지 아니하고도 케이블(7)을 릴리스하도록 회수될(back out) 수 있는 전단 볼트들(240)에 의해서 케이블(7)의 분리가 촉진될 수 있다.
본 명세서에서 리미터 모듈들과 연관하여 본 발명을 설명하였지만, 여기서 기술된 다양한 발명들 및 피쳐들은 다른 유형들의 커넥터들에서도 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예들에 따른 커넥터 모듈(300)이 도시된다. 커넥터 모듈(300)은 다음을 제외하고는 리미터 모듈(100)과 상응한다. 퓨즈 요소(160)이 전기 전도성이고 커넥터 부재들(330) 사이에서 완전한 전도성(넌퓨즈) 전기 전도체로서 기능하도록 구성된 링크 부재(360)로 대체된다. 예를 들어, 링크 부재(360)은 적절한 크기의 구리 링크 부재일 수 있다. 대안적으로(미도시), 커넥터 부재들(330)은 하나로 일체화되어 형성되거나(예를 들어 몰딩 또는 머시닝에 의해서) 또는 다르게 전기적으로 연결되고, 또는 브릿지 부재(350)가 전도성 브릿지 부재로 대체될 수 있다. 서브하우징(170)과 오-링들(175)가 빠뜨려질 수 있다. 케이블들(5, 7)의 전도체들(5A, 7A)이 공통(다시 말해서 동일한) 축(A-A)을 따라서 커넥터 모듈(300)에 삽입되고 고정된다.
커넥터 모듈(300)은 리미터 모듈과 관련하여 설명한 바와 같이 본 발명의 조인트 조립체(예를 들어 크래브 조인트) 내로 병합될 수 있다. 예를 들어, 커넥터 모듈은 공급기 케이블을 부스바 허브(20)에 연결하는 데에 사용될 수 있다.
리미터 모듈들(예를 들어, 리미터 모듈들(100)) 및 커넥터 모듈들(예를 들어, 커넥터 모듈(200))은 또한 부스바 허브로부터 떨어진 인-라인 스플라이스 커넥터들로서 사용될 수 있다.
전술한 리미터 모듈(100)이 퓨즈 요소(160)의 상태의 가시적인 표시를 제공하도록 반투명 또는 투명 창을 포함하지만(다시 말해서, 하우징들(110 및 170)의 섹션들이 퓨즈 요소(160) 상에 두어짐), 본 발명의 다른 실시예들에 따른 리미터 모듈들은 다른 기구들을 사용할 수 있다. 이러한 다른 기구들은 예를 들어 퓨즈의 파괴에 의해서 트리거되는 기계적인 플래그 또는 조명(예를 들어 LED)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 커넥터들은 다양한 범위의 전압에 대하여 적응될 수 있다. 전술한 바와 같은 양태들(aspects)을 채용하는 본 발명의 커넥터 조립체들이 600 볼트 이하의 범위에 있는 동작 전압을 효과적으로 핸들링하는데에 적응될 수 있음이 특히 생각될 수 있다.
이상은 본 발명을 예시하고 있는 것이며 본 발명을 제한하는 것으로서 구성되지 아니한다. 본 발명의 일부 예시적인 실시예들이 서술되었을 뿐이지만, 본 발명의 신규한 교시들 및 잇점들을 본질적으로 벗어나지 아니하고 예시적인 실시예들에서 많은 변형들이 가능할 수 있음을 본 발명이 속한 기술 분야의 통상의 기술자는 용이하게 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 이러한 모든 변형들이 본 발명의 범주에 속하는 것으로 의도된다. 그러므로, 이상은 본 발명을 예시하고 있는 것이며 본 발명을 개시된 특정한 실시예들에 제한하는 것으로서 구성되지 아니하고, 그리고 다른 실시예들뿐만 아니라 개시된 실시예들에 대한 변형들이 본 발명의 범주 내에서 속하도록 의도됨을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (29)

  1. 전기 전도성 부스바 몸체; 및 상기 부스바 몸체로부터 연장된 복수의 전도체 다리들;을 포함하는 부스바 허브:와,
    각각이 퓨즈 요소를 포함하는 복수의 리미터 모듈들:을 포함하되,
    상기 리미터 모듈들의 각각이 상기 전도체 다리들의 각각에 연결되고, 상기 각각의 전도체 다리 및 각각의 전도체 사이에서 퓨즈-제어 연결을 제공하도록 상기 각각의 전도체에 연결가능하고; 그리고
    상기 리미터 모듈들의 각각이 상기 전도체 다리들의 각각으로부터 독립적으로 제거가능한,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 리미터 모듈들의 각각이,
    상기 각각의 전도체 다리 또는 상기 각각의 전도체를 수용하도록 구성된 전도체 통로를 포함하는 포트; 및
    상기 전도체 통로에 배치된 밀폐물로서, 상기 각각의 전도체 다리 또는 상기 각각의 전도체가 관통하여 삽입되어, 삽입된 상기 각각의 전도체 다리 또는 상기 각각의 전도체 둘레에 환경으로부터의 밀폐를 제공하도록 구성된 밀폐물;을 포함하는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 밀폐물은 젤인,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 리미터 모듈들의 각각이,
    전기 절연 하우징; 그리고
    상기 하우징에 배치된 전기 전도성 커넥터 부재로서, 상기 전도체 통로를 관통하여 삽입된 상기 각각의 전도체 다리 또는 상기 각각의 전도체와 맞물리고 전기적인 연결을 형성하도록 구성된 전기 전도성 커넥터 부재;를 더 포함하되,
    상기 커넥터 부재가 상기 밀폐물의 내부에 위치되어, 삽입된 상기 각각의 전도체 다리 또는 상기 각각의 전도체 그리고 상기 커넥터 부재 사이에서 노출된 전기 아큐잉(arcing)이 제지되거나 금지되는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 리미터 모듈들의 각각이,
    상기 전도체 통로를 관통하여 삽입된 상기 각각의 전도체 다리 또는 상기 각각의 전도체와 맞물리고 전기적인 연결을 형성하도록 구성된 전기 전도성 커넥터 부재; 그리고
    상기 커넥터 부재에 상기 각각의 전도체 다리 또는 상기 각각의 전도체를 제 어가능하게 고정하는 전단 볼트;를 포함하는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 리미터 모듈들의 각각이,
    작업자에게 상기 퓨즈 요소의 상태를 선택적으로 가리키도록 구성된 가시적인 표시 장치를 포함하는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 가시적인 표시 장치는
    반투명 또는 투명 시야창을 포함하는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 리미터 모듈들의 각각이,
    상기 각각의 전도체 다리 및 상기 각각의 전도체 중 하나 이상을 수용하도록 구성된 바깥쪽 전기 절연 하우징; 그리고
    퓨즈 챔버를 정의하는 안쪽 하우징;을 포함하되,
    상기 퓨즈 챔버는 상기 퓨즈 요소와 상기 퓨즈 요소의 결함 부산물들(failure byproducts)을 보유하여, 상기 결함 부산물들에 의해서 상기 각각의 전도체 다리 및 상기 각각의 전도체 중 하나 이상이 오염되는 것을 저지하는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 리미터 모듈들의 각각이,
    상기 각각의 전도체 다리 및 상기 각각의 전도체를 수용하도록 구성된 전기 절연 하우징;
    상기 하우징에 배치된 제1 및 제2 전기 전도성 커넥터 부재들로서, 상기 제1 커넥터 부재는 상기 각각의 전도체 다리와 맞물리고 전기적인 연결을 형성하도록 구성되고, 상기 제2 커넥터 부재는 상기 각각의 전도체와 맞물리고 전기적인 연결을 형성하도록 구성되고, 상기 퓨즈 요소는 상기 제1 커넥터 부재를 상기 제2 커넥터 부재에 전기적으로 연결하는 제1 및 제2 전기 전도성 커넥터 부재들; 그리고
    상기 제1 커넥터 부재와 상기 제2 커넥터 부재 사이에 개재되어 상기 제1 커넥터 부재와 상기 제2 커넥터 부재를 이격된 채로(in spaced apart relation) 유지하는 전기 절연 브릿지 부재;를 포함하는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 리미터 모듈들의 각각이,
    상기 각각의 전도체 다리를 수용하도록 구성된 제1 전도체 통로를 포함하는 제1 케이블 포트;
    상기 제1 전도체 통로에 배치된 제1 케이블 밀폐물로서, 상기 각각의 전도체 다리가 관통하여 삽입되어 상기 제1 커넥터 부재와 맞물려서, 삽입된 상기 각각의 전도체 다리 둘레에 환경으로부터의 밀폐를 제공하도록 구성된 제1 케이블 밀폐물;
    상기 각각의 전도체 다리를 수용하도록 구성된 제2 전도체 통로를 포함하는 제2 케이블 포트;
    상기 제2 전도체 통로에 배치된 제2 케이블 밀폐물로서, 상기 각각의 전도체 가 관통하여 삽입되어 상기 제2 커넥터 부재와 맞물려서, 삽입된 상기 각각의 전도체 둘레에 환경으로부터의 밀폐를 제공하도록 구성된 제2 케이블 밀폐물;
    상기 각각의 전도체 다리를 상기 제1 커넥터 부재에 고정하는 제1 커넥터 볼트;
    상기 각각의 전도체 다리를 상기 제2 커넥터 부재에 고정하는 제2 커넥터 볼트;
    상기 제1 커넥터 볼트 및 상기 제2 커넥터 볼트에의 접근을 제공하도록 상기 하우징에 정의된 하나 이상의 액세스 포트; 그리고
    상기 하나 이상의 액세스 포트를 환경으로부터의 밀폐시키는 액세스 밀폐물;을 더 포함하는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 리미터 모듈들의 각각이,
    실질적으로 동일한 축을 따라서 상기 각각의 전도체 다리 및 상기 각각의 전도체를 수용하고 유지하도록 구성된,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 리미터 모듈들의 각각이,
    2006년 1월 13일 일자의 ANSI Cl 19.1 Rev.에 따라서 잠수가능한,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 전도체 다리들은 가요성인,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 전도체 다리들은 강성인,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  15. 제1 항에 있어서, 상기 각각의 퓨즈 요소가
    약 1/0 내지 1000 Kcmil 사이의 크기를 가지는 2차 케이블들을 보호하도록 구성된,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 리미터 모듈들의 각각이 상기 퓨즈 요소와 정합되어 맞물리는 키 피쳐(key feature)를 포함하고,
    상기 키 피쳐는 단지 미리 결정된 범위의 견적(ratings)을 가지는 퓨즈 요소들과 정합되어 맞물리도록 적응된,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 부스바 허브는 상기 부스바 몸체를 둘러싸고 전기적으로 절연하는 커버를 포함하고,
    상기 커버는 전기 절연성 제1 물질로 이루어진 커버부;와, 상기 제1 물질보다 내마모성이 더 큰 제2 물질로 이루어진 내마모성 바깥층;를 포함하는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  18. 제1 항에 있어서,
    상기 부스바 허브는 상기 부스바 몸체를 둘러싸고 전기적으로 절연하는 커버를 포함하고,
    상기 커버는 UHMWPE(ultra high molecular weight polyethylene) 및/또는 폴리우레탄으로 이루어진 내마모성 바깥층을 포함하는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  19. 제1 항에 있어서, 상기 부스바 허브는,
    상기 부스바 몸체를 둘러싸고 전기적으로 절연하는 커버와, 상기 커버에 일 체화된(integral with) 마운팅 브래킷을 포함하는,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  20. 제1 항에 있어서,
    상기 전도체 다리들 중 하나 이상이 비선형 형상으로 프리-벤트된,
    복수의 전도체들을 연결하는 전기 조인트 조립체.
  21. 전도체가 관통하여 수용되도록 구성된 전도체 통로를 포함하는 포트를 정의하는 하우징;
    상기 하우징에 배치되고 상기 전도체 통로를 지나 삽입된 상기 전도체에 연결가능한 퓨즈 요소; 및
    상기 포트의 전도체 통로에 배치된 밀폐물;을 포함하되,
    상기 밀폐물이 상기 전도체 둘레에 환경으로부터의 밀폐를 제공하도록, 상기 밀폐물을 통해서 상기 전도체가 삽입되게 상기 밀폐물이 구성된,
    하나 이상의 전도체를 전기적으로 연결하는 리미터 모듈.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 하우징에 배치된 전기 전도성 커넥터 부재; 그리고
    상기 전도체를 상기 커넥터 부재에 제어가능하게 고정하는 하나 이상의 전단 볼트;를 더 포함하는,
    하나 이상의 전도체를 전기적으로 연결하는 리미터 모듈.
  23. 퓨즈 요소;
    하나 이상의 전도체와 맞물리고 전기적인 연결을 형성하여, 상기 퓨즈 요소와 상기 하나 이상의 전도체를 전기적으로 커플링하는 전기 전도성 커넥터 부재; 그리고
    상기 커넥터 부재에 상기 하나 이상의 전도체를 제어가능하게 고정하는 하나 이상의 전단 볼트;를 포함하는,
    하나 이상의 전도체를 전기적으로 연결하는 리미터 모듈.
  24. 전도체가 관통하여 수용되도록 구성된 전도체 통로를 포함하는 포트를 정의하는 하우징;
    상기 포트의 전도체 통로에 배치된 밀폐물로서, 상기 전도체 둘레에 환경으로부터의 밀폐를 제공하도록, 상기 전도체가 관통하여 삽입되게 구성된 밀폐물;
    상기 하우징에 배치된 전기 전도성 커넥터 부재가 배치; 및
    상기 커넥터 부재에 상기 전도체를 제어가능하게 고정하는 하나 이상의 전단 볼트;를 포함하는,
    복수의 커넥터들을 전기적으로 연결하는 커넥터 조립체.
  25. 각 포트가 각각 제1 및 제2 전도체들이 관통하여 수용되도록 구성된 전도체 통로를 포함하는 제1 및 제2 포트들을 정의하는 하우징;
    상기 제1 및 제2 포트들 각각의 전도체 통로에 배치된 밀폐물로서, 상기 제1 및 제2 전도체들 둘레에 환경으로부터의 밀폐를 제공하도록, 상기 제1 및 제2 전도체들이 관통하여 삽입되게 구성된 밀폐물;을 포함하되,
    실질적으로 동일한 축을 따라서 상기 제1 및 제2 전도체들을 수용하고 유지하도록 구성된,
    제1 및 제2 전도체들을 전기적으로 연결하는 인-라인 스플라이스(in-line splice) 커넥터 모듈.
  26. 리미터 모듈을 사용하여 제1 및 제2 전도체들을 전기적으로 연결하되, 상기 리미터 모듈은 전기 절연 하우징과 상기 하우징에 배치된 퓨즈 요소를 포함하는 것을 포함하되;
    상기 제1 및 제2 전도체들은 2차 전력 분배 네트워크의 일부를 형성하고;
    상기 리미터 모듈은 작업자에게 상기 퓨즈 요소의 상태(status)를 선택적으로 가리키는 가시적인 표시 장치(visual indicator device)를 포함하고;
    상기 가시적인 표시 장치는 상기 하우징에 반투명 또는 투명 시야창(viewing window)을 포함하는,
    전도체들 사이에 퓨즈 제어된 전기적 연결을 제공하는 방법.
  27. 제26 항에 있어서,
    상기 2차 전력 분배 네트워크는 600 볼트 이하의 전압에서 동작하는,
    전도체들 사이에 퓨즈 제어된 전기적 연결을 제공하는 방법.
  28. 제26 항에 있어서,
    지하 환경에서 상기 제1 전도체와 상기 제2 전도체 상에 상기 리미터 모듈을 설치하는 것을 포함하는,
    전도체들 사이에 퓨즈 제어된 전기적 연결을 제공하는 방법.
  29. 전기 전도성 부스바 몸체; 및
    상기 부스바 몸체를 둘러싸고 전기적으로 절연하는 커버 조립체로서,
    전기 절연성 제1 물질로 이루어진 커버부와, 상기 제1 물질보다 내마모성이 더 큰 제2 물질로 이루어진 내마모성 바깥층을 포함하는 커버 조립체;를 포함하는
    부스바 허브 조립체.
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