TWI387166B - 可分離的負載啟斷連接器及系統 - Google Patents

Description

可分離的負載啟斷連接器及系統

本發明基本上涉及用於電力系統的纜線連接器，特別是用於纜線分配系統的可分離絕緣負載斷路連接器系統。

電力通常是在電力分配網路中，從分站經由與其他纜線及電子設備連接的纜線傳輸。纜線通常終止於軸襯(bushings)，所述軸襯可通過包有金屬的裝置的牆，如電容器、變壓器、或開關裝置等。

可分離的負載斷路連接器可讓纜線與電子設備連接或斷開，為電子分配系統進行服務、整修、或擴張。所述連接器一般包括一個週邊由彈性絕緣體及半導電的接地遮罩包覆的接觸管。接觸管內設有一個接觸活塞，所述接觸活塞與一個具有接觸指的母座接觸耦合。接觸管上還安裝有電弧斷路器、氣體補集器、及電弧遮罩。母座接觸指與充電的配對軸襯的公座接觸(通常是L型連接器)呈金屬連接，與設備的電路纜線連接或斷開。所述活塞可在接觸管內移動，使母座接觸與公座接觸之間緊密關閉，以消除兩者嚙合時產生的電弧。

所述連接器可於"負載連接"(“loadmake”)、"負載斷路"(或“負載啟斷”,“loadbreak”)、及"故障關閉"(fult closure)的狀態下操作。故障關閉包括公座與母座接觸元件的連接、一個充電和其他具有負載故障的元件，如短路狀態。在故障關閉狀態時，公座和母座接觸元件之間彼此接近時產生顯著的電弧，直到它們呈機械及電子連接狀態。這種電弧使連接器內的空氣快速擴張，使活塞加速。接觸管通常會設有一個活塞止杆，以限制活塞在故障關閉狀態時被推向配對接觸時的運動。

然而，據觀察，在故障關閉操作期間，可產生足夠的能量以 快速擴張連接器內的空氣，使得在現有的運行長度下，不能以一般的活塞止杆達到減慢或停止活塞的效果。若活塞能不被加速到高速或，能在與活塞止杆連接時被減慢，活塞可能會離開軸襯，造成無法控制的電弧及故障接地。

在一個實施例中，所述可分離負載斷路連接器包括一個接觸管，具有軸向貫穿其中的通道及滑動安置于軸向通道內的活塞，所述活塞可在故障關閉狀況期間移動。所述活塞可在在故障關閉狀況期間借助擴張氣體在通道內軸向移動。所述負載斷路連接器也包括一個間隔設置於接觸管周圍的干擾元件，所述干擾元件被組態成可以嚙合活塞的一部分，使得活塞在滑向干擾元件時，能在接觸管內傾斜。

可選的，所述連接器可包括一個干擾元件，其包括至少一個從接觸管徑向向內延伸的突出物。所述活塞可包括至少一個被組態成與干擾元件的一部分對齊的軸向凹槽。所述干擾元件亦可由數個從接觸管及活塞徑向向內延伸的突出物製備而得，而所述活塞可包括數個軸向凹槽，從數個突出物至少圓周地抵消一部分(partially circumferentially off set from the plurality of projections)。所述至少一個軸向凹槽可以被組態成能在故障關閉狀況期間釋放至少一部分的擴張氣體。另外，干擾元件可包括一個圓周的突出物，從接觸管徑向向內延伸至接觸管的圓周的一部分。例如，干擾元件的延伸可少於或等於接觸管的圓周的一半。所述連接器接觸管也可包括一個從接觸管的軸向長度的第一個部分延伸的第一內部直徑及一個從接觸管的軸向長度的第二部分延伸的第二內部直徑，其中，第二直徑與第一直徑不同。另外，第一直徑可被組態成提供接觸管與活塞間的摩擦配合，其中，第二直徑被組態成適合在故障關閉狀況期間提供接觸管和活塞間的電子接觸。

所述活塞可包括一個外部直徑約相等於第二內部直徑的第一 凸邊表面，其中第一凸邊表面被組態成與第一內部直徑嚙合並變形，使得第一凸邊表面的外部直徑與第一內部直徑大約相等。所述活塞也可包括一個外部直徑約相等於第二內部直徑的第二凸邊表面，其中所述第二凸邊表面被組態成與第二內部直徑嚙合，並維持外部直徑在大約相等於第二內部直徑的狀態。

可選的，所述連接器可包括一個具有徑向向外延伸的彈簧凹槽及連接于接觸管的鼻件，所述接觸管包括一個徑向向外延伸至彈簧凹槽的彈簧件，其中彈簧凹槽及彈簧件各自包括一個互補的環形配對表面。所述鼻件包括一個第一表面，而活塞則包括一個互補的第二表面，使得第一和第二表面被組態成在故障關閉狀況期間相互嚙合，使一股徑向向外的力度被施加於鼻件，可驅使彈簧件進入彈簧凹槽。

本發明亦公開一個在電力分配網路中，連接或斷閉充電連接的可分離負載斷路連接器的實施例。所述連接器包括一個導體接觸管，具有軸向貫穿其中的通道。所述接觸管包括一個第一內部直徑，延伸至接觸管的軸向長度的第一部分，及一個第二內部直徑，延伸至接觸管的軸向長度的第二部分，其中第二直徑與第一直徑不同。所述連接器也包括一個設置於通道內的導體活塞，它可借助擴張氣體在內部移位。所述活塞包括第一軸向部分，在連接器組裝時，與接觸管的第一部分滑動嚙合，及第二軸向部分，在連接器組裝時，與接觸管第二部分滑動嚙合。

可選的，第一直徑被組態成提供一個接觸管與活塞間的摩擦配合，第二直徑被組態成在故障關閉狀況期間提供接觸管與活塞之間的電子接觸。所述活塞包括一個外部直徑約相等於第二內部直徑的第一凸邊表面，其中第一凸邊表面被組態成與第一內部直徑嚙合並變形，使得第一凸邊的外部直徑大約相等於第一內部直徑。所述活塞包括一個外部直徑約相等於第二內部直徑的第二凸邊表面，其中第二凸邊表面被組態成與第二內部直徑嚙合，並維持外部直徑在大約相等於第二內部直徑的狀態。第一部分的長度 可大致相等於第二部分的長度。

所述連接器可進一步包括一個間隔設置於接觸管的干擾元件，所述干擾元件被組態成與活塞的一部分嚙合，使活塞在接觸管內滑向干擾元件時傾斜。所述干擾元件可包括至少一個從接觸管徑向向內延伸的突出物，且所述活塞可包括至少一個被組態成與干擾元件的一部分對齊的軸向凹槽。可選的，所述干擾元件也可由多個從接觸管徑向向內延伸的突出物製成。所述活塞可包括數個軸向凹槽，從數個突出物至少圓周地抵消一部分。所述至少一個軸向凹槽可以被組態成能在故障關閉狀況期間釋放至少一部分的擴張氣體。

所述干擾元件可包括一個圓周的突出物，從接觸管徑向向內延伸至接觸管的圓周的一部分，例如，所述干擾元件的延伸可少於或等於接觸管的圓周的一半。所述接觸管亦可包括一個徑向向外延伸的彈簧凹槽及連接于接觸管的鼻件。所述鼻件可包括徑向向外延伸至彈簧凹槽的彈簧件，其中所述彈簧凹槽及彈簧件各自包括一個互補的環狀配對表面。所述鼻件包括一個第一表面，而所述活塞包括互補的第二表面，其中第一和第二表面被組態成在故障關閉狀況期間嚙合，使一股徑向向外的力度被施加於鼻件，可驅使彈簧件進入彈簧凹槽。

本發明亦公開一個可分離負載斷路連接器的實施例，以連接或斷開電力分配網路中，與配對連接器之公座接觸連接的中度電壓。所述連接器包括一個導體接觸管，其具有軸向貫穿其中的通道及徑向向外延伸的彈簧凹槽。所述連接器也包括一個連接于接觸管的非導體鼻件，所述接觸管包括一個徑向向外延伸至彈簧凹槽的彈簧件。彈簧凹槽及彈簧件可各自包括一個大致上互補的環狀配對表面，其中所述鼻件包括第一表面，及一個設置於通道內部，並可借助擴張氣體移位的導體活塞。所述活塞包括與第一表面互補的第二表面，第一和第二表面被組態成在故障關閉狀況期間嚙合，使一股徑向向外力度被施加於鼻件，所述徑向向外力度 傾向於將彈簧件推入彈簧凹槽。

可選的，所述連接器亦可包括一個間隔設置於接觸管周圍的干擾元件，所述干擾元件被組態成嚙合活塞的一部分，使得活塞在滑向干擾元件時，能在接觸管內傾斜。所述干擾元件可包括至少一個從接觸管徑向向內延伸的突出物，而所述活塞可包括至少一個被組態成與部分干擾元件對齊的軸向凹槽。所述干擾元件可由數個從接觸管及活塞徑向向內延伸的突出物製備而得。所述活塞可包括數個軸向凹槽，從數個突出物至少圓周地抵消一部分。至少一個軸向凹槽可被組態成能在故障關閉狀況期間釋放至少一部分的擴張氣體。

所述干擾元件可包括一個圓周的突出物，從接觸管徑向向內延伸至接觸管的圓周的一部分。例如，干擾元件的延伸可少於或等於接觸管的圓周的一半。所述接觸管可包括延伸至接觸管軸向長度的第一部分的第一內部直徑，及延伸至接觸管軸向長度的第二部分的第二內部直徑，其中第二直徑與第一直徑不同。所述第一直徑亦可被組態成能夠提供接觸管與活塞間的摩擦配合，其中第二直徑被組態成能夠在故障關閉狀況期間提供接觸管與活塞之間的電子接觸。

所述活塞可包括外部直徑大致相等於第二內部直徑的第一凸邊表面，所述第一凸邊表面被組態成與第一內部直徑嚙合並變形，使得第一凸邊表面的外部直徑大致相等於第一內部直徑。所述活塞亦包括一個外部直徑大致相等於第二內部直徑的第二凸邊表面，所述第二凸邊表面被組態成嚙合第二內部直徑，並維持外部直徑大致相等於第二內部直徑的狀態。

本發明亦公開一個可分離負載斷路連接器系統的實施例。所述系統包括一個導體接觸管，包括一個徑向向外延伸的彈簧凹槽及一個軸向貫穿其中的通道。所述軸向通道包括一個延伸至接觸管軸向長度的第一部分的第一內部直徑，及一個延伸至接觸管軸向長度的第二部分的第二內部直徑，其中第二直徑與第一直徑不 同。所述系統亦包括一個活塞，滑動安置在軸向通道的內部，且可在在故障關閉狀況期間，借助擴張氣體在通道內部軸向移動。所述活塞包括一個第一表面。一個間隔設置於接觸管的干擾元件被組態為與活塞的一個部分嚙合，使活塞在接觸管內滑向干擾元件時呈傾斜的狀態。所述系統亦包括一個耦合于接觸管的非導體鼻件，並包括一個軸向向外延伸入彈簧凹槽的彈簧件。所述彈簧凹槽及彈簧結構可各自包括一個互補的環狀配對表面。所述鼻件可包括一個與第一表面互補的第二表面，其中第一及第二表面被組態為在故障關閉狀況期間嚙合，使一股徑向向外的力度被施加於鼻件，以將彈簧件推入彈簧凹槽內。

以下描述以實施例的方式，而不是以限定的方式來說明本發明。本描述能清楚地使本領域技術人員製造和使用本發明，並描述數個本發明的具體實施方式、變化、改造、修改、利用，包括相信是本發明的最佳施行方式。

圖1是一個可分離負載斷路連接器系統100的縱向截面圖，這種類型的系統可以根據本發明加裝連接器，而避免下述現有可分離連接器的可靠性問題。

如圖1所示，系統100包括在電力分配網路中連接或斷開充電連結的公座連接器102及母座連接器104。所述母座連接器104可以是一個軸襯插座或連接器，可用來連接至如電容器、變壓器、或開關裝置等電子設備，並連接至電力分配網路。所述公座連接器102可以是一個L型連接器，經由纜線(未示出)電子連接至電力分配網路。所述公座及母座連接器102、104分別與對方連接和斷開以達到從電力分配網路中的電子連接或斷開。

雖然如圖1所示的公座連接器102是L型連接器，而母座連接器104是軸襯插座，在其他具體實施方式中，公座和母座連接器可以用其他類型和組態的裝置來代替。本說明書的描述和附 圖僅供說明，而所列舉的實施例也只是用來說明本發明的發明概念及示範性組態.

在如圖1所示的實施例中，公座連接器102可包括一個彈性體外殼110，在外表面覆有如三元乙丙橡膠(EPDM)的材料，並具有一個連接於電子接地的導電遮罩層112。公座接觸元件或探測器114的一端，以例如銅的材料製成，從導體接觸116延伸至外殼110內的杯狀凹槽118內。一個以燒蝕材料製成的電弧從動120，加裝以例如三聚氰胺微粒的縮醛共聚物(cetal co-polymer)樹脂，從公座接觸元件114的另一端延伸出去。所述燒蝕材料可以用射出成型至環氧玻璃纖維強化針122的方式製備而成。金屬杆114和電弧從動120之間的交會處設有凹槽124。杆114外露的一端內部設有洞126用做組裝的目的。

母座連接器104可以是由遮罩元件130組成的軸襯插座，其具有一個狹長的主體，包括一個內部剛性的、金屬的、及電子的導體套管或接觸管132，所述接觸管132具有一個聯繫于接觸管132一端的非導體鼻件134、包圍並粘結于接觸管132外部表面的彈性絕緣體材料136、及鼻件134的一部分。母座連接器104可以電子地及機械地安裝於設在變壓器或其他電子儀器外殼上的軸襯井(bushing well，未示出)上。

接觸元件包括一個放置于接觸管132內，具有可偏轉接觸手指140的母座接觸138，以及設於母座接觸138附近的電弧遮斷器142。

所述公座及母座連接器102，104在"負載連接"、"負載斷路"及"故障關閉"狀況期間為可操作的。負載連接狀況在其中一個接觸元件如公座接觸元件114充電時而其他接觸元件，如母座接觸元件138處於正常負載的情形下發生。在負載連接的狀況下，當接觸元件114，138互相接近直到結合時會衝擊產生中等強度的電弧。負載斷路狀況在配對的公座及母座接觸元件114，138在充電和供給電力至正常負載時呈分開狀態時發生。接觸元 件114，138從開始分開直到兩者呈分離狀態時，彼此之間會產生中等強度的電弧。故障關閉狀況在公座及母座接觸元件114、138與其中一個正在充電的接觸配對，而另一個被加以具有如短路等故障狀況的負載時發生。在故障關閉狀況下，當接觸元件114、138相接近直到結合時，會產生強大的電弧。在現有的連接器中，當連接器102、104呈連接狀態時，會使用電弧-淬熄氣體以加快母座接觸138朝公座接觸元件140方向的移動，以降低電弧發生時間及危險的狀況。

圖2顯示一個可用於電子系統100並代替圖1所示的母座連接器104的典型母座連接器150。如同連接器104，母座連接器150包括一個狹長體包括一個內部剛性的、金屬的、及電子的導體套管或接觸管152，所述接觸管152具有一個聯繫于接觸管152一端的非導體的鼻件154、包圍並粘結于接觸管152外部表面的彈性絕緣體材料156、及鼻件154的一部分。

接觸元件包括一個放置于接觸管152內，具有可偏轉接觸手指162的母座接觸160，以及設於母座接觸160附近的電弧遮斷器164。在故障封閉狀況期間，活塞158、母座接觸元件160、及電弧遮斷器164可沿著連接器150的縱軸，並沿著箭頭A方向朝公座接觸元件114(圖1)動或移位。為防止母座接觸160在故障關閉狀況超量移動，提供一個通常由硬化鋼或其他剛性材料製成的止動環166。然而，如前所述，當活塞158衝擊止動環166會產生相當的力度，若衝擊力度足夠將母座接觸160從接觸管150分開，會造成故障關閉問題及不想要的操作狀況。另外，故障關閉連接器150的可靠度需要在連接器組裝及安裝時，對止動環166作出合適的安裝及定位，因此在使用連接器的領域中造成可靠度的問題。

圖3顯示一個可與母座連接器150(圖2所示)一起使用的可分離負載斷路連接器300的一部分。接觸管302通常呈圓柱狀，包括一個軸向貫穿其中的中心孔或通道304。接觸管302的 通道304內設有一個導體活塞(圖3未示出)。所述活塞通常在實施例中是圓柱狀或桶狀，並配合內部通道304大致為圓柱的形狀。

通道304的內表面306包括一個或多個從內表面306向內徑向延伸的圓周的止動環308。止動環308延伸入接觸管302的通道304並面向活塞，並可在故障關閉狀況期間，當活塞沿方向310以滑動方式移位元或移動時，物理性的阻礙通道。當活塞沿310方向移動時，它最終會撞擊至少一個止動環308。在一個供示範的實施例中，止動環308環繞並沿著接觸管302的整個圓周放置並面向活塞，使活塞在其整個圓周上至少與一個止動環308嚙合。在某些例子中，通道304內快速膨脹、加熱的空氣會產生足夠的壓力，因此，當活塞突然與止動環308嚙合時，所產生的衝擊力足以將接觸管302從連接器300朝方向310推出。

圖4顯示根據本發明的一個實施例，可與母座連接器150(圖2所示)一起使用的可分離負載斷路連接器400的一個部分。在供示範的實施例中，接觸管402大致呈圓柱狀，並包括一個軸向貫穿其中的中心孔或通道404。接觸管402的通道404內設有一個導體活塞(圖4未示出)。所述活塞通常在實施例中是圓柱狀或桶狀，並配合內部通道404大致為圓柱的形狀。

通道404的內表面406包括一個或多個從表面406向內徑向延伸的止動件408。止動件408延伸入接觸管402的通道404內，並僅面向活塞的一部分，使得活塞面上被施加一股不均勻的力度，使活塞在故障封閉狀況期間朝方向410以滑動方式移位或移動時傾斜。當活塞朝方向410移動時，活塞面的一部分最終會衝擊至少一個止動件408。在供示範的實施例中，止動件408僅環繞或沿著延伸接觸管402的整個圓周的一部分散置，並面向活塞，使活塞在其圓周上的一部分至少與一個止動件408嚙合。在與止動件408嚙合之後，活塞的面會在通道404內傾斜或斜傾。當活塞在通道內朝方向410移動時，活塞面的傾斜會增加在活塞 與表面406之間的摩擦力。止動件408的結構被設置成可傾斜活塞，卻不會導致活塞突然停止的組態。增加的摩擦力會減慢活塞的移動，卻不會施加足以導致接觸管402與連接器400分開的衝擊力度至接觸管402。

圖5是另一個可與母座連接器150(如圖2所示)一起使用的可分離負載斷路連接器500的實施例的一部分。在實施例中，接觸管502通常是圓柱形，包括一個軸向貫穿其中的中心孔或通道504。接觸管502的通道504內設有一個導體活塞505。活塞通常為圓柱狀或筒狀，並配合內部通道504大致為圓柱的形狀。

通道504的內表面506包括一個或多個從表面506向內徑向延伸的止動件508。止動件508延伸入接觸管502的通道504，且可散置於整個表面506的圓周。在一個實施例中，止動件508的僅面向活塞的一部分，使得活塞面上被施加一股個不均勻的力度，使活塞在故障關閉狀況期間朝方向510以滑動方式移位元元元或移動時傾斜。當活塞朝方向510移動時，活塞面的一部分最終會衝擊至少一個止動件508。在供示範的實施例中，止動件508僅沿著及環繞著接觸管502整個圓周的一部分散置，並面向活塞，使活塞在其圓周的一部分與至少與一個止動件508嚙合。在與止動件508嚙合之後，活塞的面會在通道504內傾斜或斜傾。當活塞在通道內朝方向510移動時，活塞面的傾斜會增加活塞與表面506之間的摩擦力。

在另一個實施例中，止動件508散置於表面506的整個圓周上的一個或多個軸向對齊的排。在所述實施例中，活塞505包括一個或多個軸向凹槽512，以間隔的方式散置於活塞505的圓周上。在另一個實施例中，表面506的圓周的止動件508的數量及間隔與活塞505外圓周上的凹槽的數量及間隔不同。在這樣的組態下，活塞505的第一個邊514上的凹槽512幾乎可與表面506的同一邊的止動件508對齊，而活塞505的第二個邊516上的凹槽512卻不會達到與表面506上第二個相對應的邊上的止 動件508幾乎對齊的狀態，因為凹槽512與止動件508的數量和間隔不同。在故障關閉狀況期間，當活塞505被擴張氣體朝方向510推動時，凹槽512可容許至少一部分的氣體通過活塞，以降低施加於活塞505的力度。另外，由於只有一部分的止動件508及凹槽呈軸向對齊狀態，止動件508會導致活塞505在接觸管502內傾斜。另外，止動件508的結構被設置成可傾斜活塞，卻不會導致活塞突然停止的組態。增加的摩擦力會減慢活塞的移動，同時降低施加于接觸管502的衝擊力度至一個不足以將接觸管502從連接器500分開的水平。

圖6顯示一個可與母座連接器150(圖2示)一起使用的可分離負載斷路連接器600的一部分。在一個實施例中，接觸管602大致呈圓柱狀，並包括一個軸向貫穿其中的中心孔或通道604。接觸管602的通道604內設有一個導體活塞606。在一個實施例中，活塞606大致呈圓柱狀或圓筒狀，並配合內部通道604大致為圓柱的形狀。活塞606包括凸邊610，在圖6中所示出的是放大的版本。所述凸邊610在外圓周表面612周圍提供具摩擦力的嚙合結構與接觸管602嚙合，以確保之間的電子接觸，並提供移動的阻力，直到在故障關閉狀況下達到足夠的擴張氣體壓力。在達到足夠擴張氣體壓力時，活塞606可在接觸管602的通道604內定位或滑動，將活塞606朝方向608軸向移位。

在組裝時，活塞606朝方向614軸向插入通道604內。凸邊610的外徑615比通道604的內徑616稍大。因此，將活塞606插入通道604內需要一定的力度。當活塞606進入通道604時，凸邊610的尖峰618會變形以適應內徑616。所述變形會增加活塞606與接觸管602電子接觸的表面積。然而，由於尖峰618現適應於內徑616，且因通道604內從第一個尖峰618至行進位置的末端與內徑616的滑動嚙合，活塞606與接觸管602間的摩擦配合變得較為疏鬆。較為疏鬆的摩擦配合降低了活塞606與接觸管602之間的電子接觸且降低了活塞606及接觸管602之間 的摩擦配合。在故障封閉狀況期間，活塞606與接觸管602之間的電子接觸及活塞606和接觸管602之間緊密的摩擦配合可有效的攜帶故障電流並提供部分拉力以減慢活塞606的移動。然而，由於尖峰618在組裝期間被制配成適應於內徑616的形態，在故障關閉期間朝方向608的移動時，尖峰618僅提供很少量的拉力。

圖7顯示根據本發明的實施例的一個可分離負載斷路連接器700的一部分。在所述實施例中，接觸管702大致為圓柱狀，並包括一個軸向貫穿其中的中心孔或通道704。通道704包括具有第一長度708與第一直徑710的第一軸向部分706，及具有第二個長度714與第二直徑716的第二軸向部分712。接觸管702的通道704內設有一個導體活塞718。活塞718在一個實施例中大致呈圓柱狀或圓筒狀，並配合內部通道704大致為圓柱的形狀。活塞718包括凸邊720，在圖7所示出的是放大的版本。所述凸邊720在外圓周表面722周圍提供具摩擦力的嚙合結構與接觸管702嚙合，以確保之間的電子接觸，並提供移動的阻力，直到在故障關閉狀況下達到足夠的擴張氣體壓力。在達到足夠擴張氣體壓力時，活塞718可在接觸管702的通道704內定位或滑動，將活塞718朝方向724軸向移位。

在組裝時，活塞718朝方向726軸向插入通道704。凸邊720的外徑719比通道704的直徑710稍大。因此，將活塞718插入通道704內需要一定的力度。當活塞718進入通道704時，凸邊720的尖峰728會變形以適應第二直徑716，然後適應第一直徑710，直到活塞718達到通道704內行進的末端。在行進的末端時，對應長度708的一段活塞718的直徑被變形成與第一直徑710大致相等的直徑，對應於長度714的一段活塞718的直徑被變形成與第二直徑716大致相等的直徑。這種變形增加了活塞718與接觸管702電子接觸的表面面積。然而，在組裝期間，尖峰728被機械調整成與第二個直徑716相配合。若不將活塞718以對應 長度708的方式插入通道704，所述組態即與圖6所示的負載斷路連接器600相似，並包括上述需要注意的問題。然而，將活塞718以對應於長度708的方式插入通道704時，沿著長度708的尖峰728會被調整以配合第一個直徑710，以提供緊密的摩擦配合，並增加活塞718與接觸管702的內表面嚙合的表面積。沿著長度714的尖峰728維持則著大致與第二直徑716相等的外直徑。此組態容許活塞718與接觸管702之間在正常操作及故障關閉狀況期間有較大的電子接觸，所產生的電弧比圖6所示的組態為少。

圖8顯示根據本發明的一個實施例的可分離負載斷路連接器800局部放大的一部分。在所述實施例中，接觸管802大致為圓柱狀，並包括一個軸向貫穿其中的中心孔或通道804。接觸管802的通道804內設有一個導體活塞806。活塞806在實施例中通常是圓柱狀或圓筒狀，並配合內部通道804大致為圓柱的形狀。接觸管802包括一個徑向向外伸出的彈簧凹槽808，包括一個踏板、棚架、或肩板809。通道804內設有鼻件810，並包括一個設置於通道804內，徑向向外延伸至彈簧凹槽808內的彈簧件812。彈簧凹槽808及彈簧件812分別包括一個互補的環形配對表面814及816。

在所述實施例中，鼻件810包括第一表面818，其面向在活塞806內形成的互補的第二表面820。第一和第二表面818及820被組態成在故障關閉狀況期間嚙合。在另一個實施例中，第一表面818及第二表面820以不限於下列的組態形成互補的狀態：互為凹凸的表面、有凸邊的表面、有背脊的表面及其他能促進表面818及820的嚙合，並促進摩擦或干擾嚙合的組態。在故障關閉狀況期間，活塞806被擴張氣體朝方向822推動。當表面820與表面818嚙合時，一個能將彈簧件812推入彈簧凹槽808的徑向向外的力度被施加於彈簧件812上。來自活塞806的力度從彈簧件經肩板809上的表面814轉換至接觸管802，其間 的嚙合由於徑向向外力度及活塞806的活動得到促進。

由上可知，可以同時利用一個或多個上述減緩衝擊的性能，在故障關閉狀況期間使連接器活塞達到停止狀態。也就是說，可藉由在接觸管、活塞及相關的部件中混合使用干擾件、凸邊表面、方向能量轉換方法達到減緩衝擊的效果。

在一個實施例中，連接器200是一個600安培(A)、21.IkV L-G的負載斷路軸襯，所述連接器200可與600V以上的電力分配網路中的中度電壓開關裝置或其他電子設備一起使用。然而，應知此處所述連接器概念可用於其他類型的連接器及其他類型的分配系統，如，在故障關閉狀況期間需要具有減慢連接器接觸元件和/或連接器活塞移動的機制的高壓系統。

雖然本發明以多個實施例的方式說明，但本領域的技術人員都知道，本發明可以在專利保護的精神和範圍內加以修改實施。

100‧‧‧可分離負載斷路連接器系統

102‧‧‧公座連接器

104‧‧‧母座連接器

110‧‧‧彈性體外殼

112‧‧‧導電遮罩層

114‧‧‧公座接觸元件

116‧‧‧導體接觸

118‧‧‧杯狀凹槽

120‧‧‧電弧從動

122‧‧‧環氧玻璃纖維強化針

124‧‧‧凹槽

126‧‧‧洞

130‧‧‧遮罩元件

132‧‧‧接觸管

134‧‧‧鼻件

136‧‧‧彈性絕緣體材料

138‧‧‧母座接觸

140‧‧‧可偏轉接觸手指

142‧‧‧電弧遮斷器

150‧‧‧母座連接器

152‧‧‧接觸管

154‧‧‧鼻件

156‧‧‧彈性絕緣體材料

158‧‧‧活塞

160‧‧‧母座接觸元件

162‧‧‧可偏轉接觸手指

164‧‧‧電弧遮斷器

166‧‧‧止動環

300‧‧‧可分離負載斷路連接器

302‧‧‧接觸管

304‧‧‧通道

306‧‧‧內表面

308‧‧‧止動環

310‧‧‧方向

400‧‧‧可分離負載斷路連接器

402‧‧‧接觸管

404‧‧‧通道

406‧‧‧內表面

408‧‧‧止動件

410‧‧‧方向

500‧‧‧可分離負載斷路連接器

502‧‧‧接觸管

504‧‧‧通道

505‧‧‧活塞

506‧‧‧內表面

508‧‧‧止動件

510‧‧‧方向

512‧‧‧凹槽

514,516‧‧‧邊

600‧‧‧可分離負載斷路連接器

602‧‧‧接觸管

604‧‧‧通道

606‧‧‧活塞

608,614‧‧‧方向

610‧‧‧凸邊

612‧‧‧表面

615‧‧‧外徑

616‧‧‧內徑

618‧‧‧尖峰

700‧‧‧可分離負載斷路連接器

702‧‧‧接觸管

704‧‧‧通道

706‧‧‧軸向部分

708,714‧‧‧長度

710,716‧‧‧直徑

712‧‧‧軸向部分

718‧‧‧活塞

719‧‧‧外徑

720‧‧‧凸邊

722‧‧‧表面

724,726‧‧‧方向

728‧‧‧尖峰

800‧‧‧可分離負載斷路連接器

802‧‧‧接觸管

804‧‧‧通道

806‧‧‧活塞

808‧‧‧凹槽

809‧‧‧肩板

810‧‧‧鼻件

812‧‧‧彈簧件

814,816,818,820‧‧‧表面

822‧‧‧方向

圖1是一個已知的可分離負載斷路連接器系統的縱向截面圖；圖2是可用於圖1的系統的一個已知的母座接觸連接器的放大截面圖；圖3是根據本發明一個在正常操作位置的一個母座連接器的截面圖；圖4是如圖3的母座連接器在故障關閉位置的截面圖；圖5是根據另一個實施方案，可以與圖2的母座連接器一起使用的可分離負載斷路連接器的部分示意圖；圖6是可分離負載斷路連接器的部分示意圖，可以與圖2的母座連接器一起使用；圖7是根據另一個實施方案的可分離負載斷路連接器的部分示意圖；及圖8根據另一個實施方案的可分離負載斷路連接器的部分 放大示意圖。

300‧‧‧可分離負載斷路連接器

302‧‧‧接觸管

304‧‧‧通道

306‧‧‧內表面

308‧‧‧止動環

310‧‧‧方向

Claims (37)

1. 一個可分離負載斷路連接器，包括：一個具有軸向通道貫穿其中的接觸管；一個滑動安置于軸向通道內部，並在故障關閉狀況期間可在其中滑動的活塞，所述活塞在故障關閉狀況期間可借助擴張氣體在通道內軸向移動；以及一個間隔設置於接觸管的干擾元件，所述干擾元件被組態成與活塞的一部分嚙合，使活塞在滑向干擾元件時，在接觸管內呈傾斜狀態。
2. 根據權利要求1的連接器，其中所述干擾元件包括至少一個從接觸管徑向向內延伸的突出物。
3. 根據權利要求2的連接器，其中所述活塞包括至少一個被組態成與干擾元件的一部分對齊的軸向凹槽。
4. 根據權利要求1的連接器，其中所述干擾元件由多個從接觸管徑向向內延伸的突出物製成，而所述活塞包括數個軸向凹槽，從數個突出物至少圓周地抵消一部分。
5. 根據權利要求1的連接器，其中所述活塞包括至少一個被組態成能夠在故障關閉狀況期間釋放至少一部分擴張氣體的軸向凹槽。
6. 根據權利要求1的連接器，其中所述干擾元件包括一個圓周突出物，所述圓周突出物僅從接觸管徑向向內延伸至接觸管圓周的一部分。
7. 根據權利要求1的連接器，其中所述干擾元件的延伸少於或等於接觸管圓周的一半。
8. 根據權利要求1的連接器，其中所述接觸管包括一個延伸至接觸管軸向長度的第一部分的第一內部直徑，所述接觸管包括一個延伸至接觸管軸向長度第二部分的第二內部直徑，其中所述第二內部直徑與第一內部直徑不同。
9. 根據權利要求8的連接器，其中所述第一內部直徑被組態成提供一個接觸管與活塞間的摩擦配合，其中所述第二內部直徑被組態成在故障關閉狀況期間提供接觸管與活塞之間的電子接觸。
10. 根據權利要求8的連接器，其中所述活塞包括一個外部直徑約相等於第二內部直徑的第一凸邊表面，其中第一凸邊表面被組態成與第一內部直徑嚙合並變形，使得第一凸邊的外部直徑大約相等於第一內部直徑；所述活塞包括一個外部直徑約相等於第二內部直徑的第二凸邊表面，其中第二凸邊表面被組態成與第二內部直徑嚙合，並維持外部直徑在大約相等於第二內部直徑的狀態。
11. 根據權利要求1的連接器，其中所述接觸管包括一個徑向向外延伸的彈簧凹槽，所述接觸管進一步包括一個連接于接觸管的鼻件，所述鼻件包括一個徑向向外延伸至彈簧凹槽的彈簧件，所述彈簧凹槽及彈簧件各自包括一個互補的環狀配對表面。
12. 根據權利要求11的連接器，其中所述鼻件包括一個第一表面，而所述活塞包括互補的第二表面，其中第一和第二表面被 組態成在故障關閉狀況期間嚙合，使一股徑向向外的力度被施加於鼻件，所述徑向向外的力度可驅使彈簧件進入彈簧凹槽。
13. 一個在電力分配網路中連接或斷開充電連接的可分離負載斷路連接器，包括：一個導體接觸管，具有軸向貫穿其中的通道，所述接觸管包括一個延伸至接觸管軸向長度的第一部分的第一內部直徑，及一個延伸至接觸管軸向長度的第二部分的第二內部直徑，其中第二內部直徑與第一內部直徑不同；及一個設置於通道內，可借助擴張氣體在通道內移位的導體活塞，所述活塞包括在連接器組裝時，一個與接觸管的第一部分滑動嚙合的第一軸向部分，及與接觸管第二部分滑動嚙合的第二軸向部分。
14. 根據權利要求13的連接器，其中第一內部直徑被組態成提供一個接觸管與活塞間的摩擦配合，第二內部直徑被組態成在故障關閉狀況期間提供接觸管與活塞之間的電子接觸。
15. 根據權利要求13的連接器，其中所述活塞包括一個外部直徑約相等於第二內部直徑的第一凸邊表面，其中第一凸邊表面被組態成與第一內部直徑嚙合並變形，使得第一凸邊的外部直徑大約相等於第一內部直徑；所述活塞包括一個外部直徑約相等於第二內部直徑的第二凸邊表面，其中第二凸邊表面被組態成與第二內部直徑嚙合，並維持外部直徑在大約相等於第二內部直徑的狀態。
16. 根據權利要求13的連接器，其中第一部分的長度可大致相等於第二部分的長度。
17. 根據權利要求13的連接器，進一步包括一個間隔設置於接觸管的干擾元件，所述干擾元件被組態成與活塞的一部分嚙合。
18. 根據權利要求17的連接器，其中所述干擾元件包括至少一個從接觸管徑向向內延伸的突出物。
19. 根據權利要求17的連接器，其中所述活塞包括至少一個被組態成與干擾元件的一部分對齊的軸向凹槽。
20. 根據權利要求17的連接器，其中所述干擾元件由多個從接觸管徑向向內延伸的突出物製成，所述活塞包括數個軸向凹槽，從數個突出物至少圓周地抵消一部分。
21. 根據權利要求13的連接器，其中所述活塞包括至少一個軸向凹槽被組態成能在故障關閉狀況期間釋放至少一個的擴張氣體。
22. 根據權利要求17的連接器，其中所述干擾元件包括一個圓周的突出物，從接觸管徑向向內延伸至接觸管的圓周的一部分。
23. 根據權利要求22的連接器，其中所述干擾元件的延伸可少於或等於接觸管的圓周的一半。
24. 根據權利要求13的連接器，其中所述接觸管亦包括一個徑向向外延伸的彈簧凹槽，所述接觸管進一步包括一個連接于接觸管並包括一個彈簧件的鼻件，所述彈簧件徑向向外延伸至彈簧凹槽，所述彈簧凹槽及彈簧件各自包括一個互補 的環狀配對表面。
25. 根據權利要求24的連接器，其中所述鼻件包括一個第一表面，而所述活塞包括互補的第二表面，其中第一和第二表面被組態成在故障關閉狀況期間嚙合，使一股徑向向外的力度被施加於鼻件，可驅使彈簧件進入彈簧凹槽。
26. 一個連接或斷開電力分配網路中與配對連接器之公座接觸連接的中度電壓的可分離負載斷路連接器，所述負載斷路連接器包括：一個導體接觸管，具有軸向貫穿其中的通道及徑向向外延伸的彈簧凹槽；一個連接于接觸管並包括一個徑向向外延伸至彈簧凹槽的彈簧件的非導體鼻件，所述彈簧凹槽及彈簧件可各自包括一個大致上互補的環狀配對表面，所述鼻件包括第一表面；還有一個導體活塞，設置於通道內部，並可借助擴張氣體移位，所述活塞包括與第一表面互補的第二表面，第一和第二表面被組態成在故障關閉狀況期間嚙合，使一股徑向向外力度被施加於鼻件，所述徑向向外力度傾向於將彈簧件推入彈簧凹槽。
27. 根據權利要求26的連接器，進一步包括一個隔設置於接觸管周圍的干擾元件，所述干擾元件被組態成能嚙合活塞的一部分，使得活塞在滑向干擾元件時，能在接觸管內傾斜。
28. 根據權利要求27的連接器，其中所述干擾元件包括至少一個從接觸管徑向向內延伸的突出物。
29. 根據權利要求27的連接器，其中所述活塞包括至少一個被組態成與部分干擾元件對齊的軸向凹槽。
30. 根據權利要求27的連接器，其中所述干擾元件可由數個從接觸管及活塞徑向向內延伸的突出物製備而得，所述活塞可包括數個軸向凹槽，從數個突出物至少圓周地抵消一部分。
31. 根據權利要求26的連接器，其中所述活塞包括至少一個軸向凹槽，被組態成能在故障關閉狀況期間釋放至少一部分的擴張氣體。
32. 根據權利要求27的連接器，其中所述干擾元件包括一個圓周的突出物，從接觸管徑向向內延伸至接觸管的圓周的一部分。
33. 根據權利要求32的連接器，其中所述干擾元件的延伸少於或等於接觸管的圓周的一半。
34. 根據權利要求26的連接器，其中所述接觸管包括延伸至接觸管軸向長度的第一部分的第一內部直徑，及延伸至接觸管軸向長度的第二部分的第二內部直徑，其中第二內部直徑與第一內部直徑不同。
35. 根據權利要求34的連接器，其中所述第一內部直徑被組態成能夠提供接觸管與活塞間的摩擦配合，而其中第二內部直徑被組態成能夠在故障關閉狀況期間提供接觸管與活塞之間的電子接觸。
36. 根據權利要求34的連接器，其中所述活塞包括外部直徑大致相等於第二內部直徑的第一凸邊表面，所述第一凸邊表面被組態成與第一內部直徑嚙合並變形，使得第一凸邊表面的外部直徑大致相等於第一內部直徑，所述活塞亦包括一個外部直徑大致相等於第二內部直徑的第二凸邊表面，所述第二凸邊表面被組態成嚙合第二內部直徑，並維持外部直徑大致相等於第二內部直徑的狀態。
37. 一個可分離負載斷路連接器系統，包括：一個導體接觸管，包括一個徑向向外延伸的彈簧凹槽及一個軸向貫穿其中的通道，所述軸向通道包括一個延伸至接觸管軸向長度的第一部分的第一內部直徑，及一個延伸至接觸管軸向長度的第二部分的第二內部直徑，其中第二內部直徑與第一內部直徑不同；一個活塞，滑動安置在軸向通道的內部，且可在在故障關閉狀況期間借助擴張氣體在通道內部軸向移動，所述活塞包括一個第一表面；一個間隔設置於接觸管的干擾元件，被組態為與活塞的一個部分嚙合，使活塞在接觸管內滑向干擾元件時呈傾斜的狀態；以及所述系統亦包括一個非導體鼻件，其耦合于接觸管，並包括一個軸向向外延伸入彈簧凹槽的彈簧件，所述彈簧凹槽及彈簧結構可各自包括一個互補的環狀配對表面；所述鼻件可包括一個與第一表面互補的第二表面，其中第一及第二表面被組態為在故障關閉狀況期間嚙合，使一股徑向向外的力度被施加於鼻件，以將彈簧件推入彈簧凹槽內。