TWI433419B - 用於正面不帶電及可視之負載斷路的裝置、系統及方法 - Google Patents

Description

用於正面不帶電及可視之負載斷路的裝置、系統及方法

本發明大體而言係關於用於電力系統之可分離負載斷路連接器系統，且更特定而言，本發明係關於用以連接正面不帶電之電氣裝置與電力分配電纜的絕緣負載斷路連接器系統。

通常經由在電力分配網路中互連其他電纜與電氣裝置的電纜自變電所傳輸電力。電纜通常端接於可穿經金屬包封設備(諸如，電容器、變壓器或開關設備)之壁的套管上。

由於正面不帶電系統之增加的安全性、增加的可靠性及增加的可操作性，正逐漸使用正面不帶電之電氣裝置來替代正面帶電裝置。使用正面不帶電系統，因為不存在暴露電壓，所以對於操作員與公眾兩者而言，安全性得以增加，且一人或兩人之工作隊利用接地、可視之斷路連接點或負載斷路連接點簡單地且高效地操作裝置的能力降低了操作危險。已證明正面不帶電系統極為可靠，且具有非常低的故障率。

地下電力系統之各種安全法規及操作程序需要可視之斷路斷開，以便安全地執行電纜系統上之諸如線路通電檢查的常規維護工作，亦可能需要接地、故障定位，或高強度灌注。已研發出高壓、可分離連接器系統，其允許斷開正面不帶電裝置與連接至裝置套管之饋電電纜之間的電路徑，而並不移動饋電電纜且同時提供可視之斷路絕緣。吾人已知連接器系統包括一可移除鏈路或可定位連接器組件，其延伸於安裝至接近裝置之套管的電氣裝置之正面不帶電的接面與接合至一電纜的配合連接器之間。當移除鏈接組件並再定位連接器組件時，可視鏈路為立即可識別的。儘管用於正面不帶面裝置之該等連接器系統可有效地提供可視斷路，但該等連接器系統之使用可能較為複雜，且通常需要在操作連接器之前斷電該等電纜。將需要提供一種可在該等電纜通電時進行操作的正面不帶電的可視斷路，尤其對於中等電壓開關設備之裝置及其類似物而言。

此外，已知之可分離負載斷路連接器在“負載通路”、“負載斷路”及“故障閉路”情形下為可操作的。在接合且分離通電連接器時，操作情形之任一者中可能出現大量飛弧。需要降低配合且分離連接器時的飛弧強度。

根據一例示性實施例，提供一種絕緣、正面不帶電的負載斷路連接器系統。該系統包含第一及第二配合連接器組件，其經組態以在通電電路情形下通路或斷路電連接，且第一及第二配合連接器可選擇性地相對於彼此定位。第一及第二配合連接器中之一者包括一電弧隨耦器，且第一及第二配合連接器中之另一者包括一電弧斷續器，其經組態以容納該電弧隨耦器。第一及第二配合連接器可定位於斷開位置中，其中電弧隨耦器之一末端保持於第一及第二連接器中之另一者的內部。

根據另一實施例，一種絕緣、正面不帶電的負載斷路連接器系統包含第一及第二配合連接器組件，其經組態以在通電電路情形下通路或斷路電連接。第一及第二連接器組件中之一者為靜止的，且第一及第二連接器組件中之另一者為可移動的，其中第一及第二連接器中之一者包括由一匯流排連接之第一及第二大體平行之介面，藉此在該等連接器之操作過程中在至少兩個不同位置處分配電弧能。

根據另一實施例，一種絕緣、可分離連接器系統包含第一及第二配合連接器組件，其經組態以在通電電路情形下通路或斷路與正面不帶電之電氣裝置的電連接。第一及第二連接器組件中之一者為靜止的，且第一及第二連接器組件中之另一者為可移動的。該等配合連接器組件中之一者包含一接觸元件，其經組態以通路且斷路處於正常負載電流情形下之通電連接及並不處於正常負載電流情形下之通電連接中的一者。亦提供了一用以嚙合或切斷該等配合連接器組件的致動元件及一經組態以對準該等配合連接器組件之可滑動定位元件中的至少一者。

根據另一實施例，提供了一種可視地斷路與正面不帶電之電氣裝置之電連接的方法。該方法包含提供第一及第二電連接器，該等連接器中之一者固定至該裝置且該等連接器中的另一者可移動至該處，且該等連接器中之一者包括一電弧隨耦器且該等連接器中的另一者包括一電弧斷續器。該方法亦包括：在通電電路情形下接合第一及第二電連接器以完成與該裝置之電連接；分離第一電連接器與第二電連接器以斷開與該裝置之電連接；及限制第一及第二電連接器的分離，以使得該電弧隨耦器保持於該電弧斷續器內，且電弧能大體保持於該等連接器之內部。

根據另一實施例，提供了一種可視地斷路與正面不帶電之電氣裝置之電連接的方法。該方法包含提供第一及第二電連接器組件，該等連接器中之至少一者具有連接至一匯流排的第一及第二接觸元件，藉此在第一與第二接觸元件之間提供串聯連接。該方法亦包括在通電電路情形下接合第一及第二電連接器以完成與該裝置之電連接，且同時斷路第一及第二接觸元件處的電飛弧。

根據又一例示性實施例，一種可分離負載斷路連接器系統包含用於在通電電路情形下完成且斷路電連接的構件，及用於在一個以上位置處分配電弧能之構件，其連接至用於完成且斷路之構件。亦提供了用於定位用於完成且斷路之構件以完成且斷路電連接的構件。

圖1為可分離負載斷路連接器系統100的縱向截面圖，其之類型可應用於根據本發明之組件中。

如圖1所示，系統100包括一母連接器102及一公連接器104，以用於通路或斷路電力分配網路中的通電連接。公連接器104可為(例如)連接至正面不帶電之電氣裝置(諸如，電容器、變壓器、開關設備)的套管插入物或連接器，或用於連接至電力分配網路的其他電氣裝置，且母連接器102可為(例如)經由一電纜(未圖示)電連接至電力分配網路的彎管連接器。母連接器102及公連接器104分別相互嚙合且切斷，以便達成與電力分配網路之電連接或電斷開。

儘管圖1中母連接器102說明為一彎管連接器，且儘管公連接器104說明為一套管插入物，但期忘在其他實施例中該公連接器及該母連接器可為其他類型及組態。本文所闡述之描述及諸圖僅出於說明之目的，且所說明之實施例僅為一體現本發明之發明概念的例示性組態。

在一例示性實施例中，且如圖1所示，母連接器102可包括一諸如EPDM(乙烯－丙烯－二烯單體)橡膠之材料的彈性體外殼110，該外殼由一連接至電氣接地之傳導屏蔽層112提供於其外部表面上。諸如銅之材料的公接觸元件或探針114之一末端自外殼110內之導體接觸件116延伸至外殼110之杯形凹座118中。在一實例中諸如負載有經精細分開之三聚氰胺的縮醛共聚物樹脂之燒蝕材料的電弧隨耦器120自公接觸元件114的相反末端延伸。該燒蝕材料可射出成形至環氧樹脂鍵結之玻璃纖維加強銷122上。凹座124提供於金屬桿114與電弧隨耦器120之間的接面處。經由桿114之暴露末端提供孔126以用於組裝。

公連接器104可為一套管插入物，其包含：屏蔽組件130，該屏蔽組件130具有一狹長主體，該狹長主體包括內部剛性、金屬性、電傳導套筒或接觸管132，其具有一緊固至接觸管132之一末端的非傳導前端件134；及彈性體絕緣材料136，其圍繞且黏合至接觸管132及前端件134之一部分的外部表面。

包括一具有可彎曲接觸指狀物140之母接觸件138的接觸組件定位於接觸管132內，且一電弧斷續器142提供於接近該母接觸件138處。

母連接器102及公連接器104在“負載通路”、“負載斷路”及“故障閉路”情形下為可操作或可配合的。當接觸元件中之一者(諸如，公接觸元件114)通電，且接觸元件中之另一者(諸如，母接觸元件138)與一正常負載嚙合時，出現負載通路情形。當在負載通路情形下接觸元件114、138相互接近時且直至接合為止，一中等強度之電弧閃擊於該等接觸元件之間。當通電且將電力供應至一正常負載時，分離相配合之公接觸元件114與母接觸元件138時出現負載斷路情形。自接觸元件114、138之分離點，中等強度之飛弧再次出現於該等接觸元件之間，直至接觸元件114、138相互稍微遠離為止。當配合公接觸元件114與母接觸元件138且通電該等接觸件中之一者且另一者與一具有一故障(諸如，短路情形)之負載嚙合時，出現故障閉路情形。當該等接觸元件相互接近直至接合時，在故障閉路情形下大量飛弧出現於接觸元件114、138之間。根據已知連接器，採用熄弧氣體來加速連接器102、104相嚙合時公接觸元件140之方向上的母接觸件138，從而最小化飛弧時間及危險情形。電弧斷續器142經定大小且定尺寸以容納電弧隨耦器120。電弧斷續器142產生熄弧氣體，以便當探針114與母接觸件138分離時熄滅飛弧。

圖2為根據本發明之一平行介面負載斷路連接器系統160的透視圖，其中該系統可用以連接(例如)正面不帶電之電氣裝置與電力電纜，且同時提供下文所解釋之其操作過程中，對具有降低之飛弧強度之可視斷路連接器系統的簡易使用。系統160包括一固定連接器組件162及一可移動連接器組件164，該可移動連接器組件164可經由一定位機構166相對於固定連接器組件162選擇性地定位。

在一例示性實施例中，可移動連接器組件164包括同控母連接器170、171，其可為(例如)類似於圖1所說明之母彎管連接器102。連接器170、171由一連接外殼172相互接合且經由一匯流排(圖2中未圖示但下文加以描述)串聯電互連。連接器170、171在系統160之中心縱向軸174的相反側上相互平行地大體對準。同樣地，母連接器170及171的探針114及電弧隨耦器120以圍繞軸174平行的方式對準。

在一例示性實施例中，固定連接器組件162包括靜止公連接器182、183，其對應於且對準於母連接器170、171。公連接器182、183中之每一者可為(例如)類似於圖1所示之公連接器104。在一例示性實施例中，如熟習此項技術者可瞭解之，在存在或並無額外套管及連接器的情況下，連接器182可連接至作為正面不帶電之電氣裝置之部分的真空開關或斷續器組件(未圖示)，且連接器183可以已知方式連接至一電力電纜。

公連接器182、183可以一靜止方式安裝至一安裝板(圖1中未圖示)，該安裝板可為正面不帶電之電氣裝置的一部分或一獨立提供之安裝結構，其將公連接器182、183保持於固定位置中。公連接器182、183保持為以間隔之方式對準於母連接器170、171，以使得在箭頭A之方向上沿組件縱向軸174移動母連接器170、171時，公連接器182、183可緊固地嚙合至各自之母連接器170、171。同樣地，在與箭頭A之方向相反的箭頭B之方向上移動母連接器170、171時，母連接器170、171可與各自之公連接器182、183切斷以達成如2所說明的分離位置。

在分離位置中，母連接器170、171之配合介面184及公連接器182、183之配合介面186可用於維護及修理。可移動連接器組件164相對於固定連接器組件162的位置提供一可視斷路，以便驗證與連接器183相關聯之電纜與(例如)正面不帶電之電氣裝置的斷開。

一定位/致動機構166固定至連接器外殼172之中心部分，且由固定板192及已知扣件附著至該中心部分。在使用中，機構166經組態以導致連接器組件164在箭頭B之方向上與自公連接器182、183移離。在一例示性實施例中，機構166為一儲存能量設備，其具有相互可滑動地嚙合且可定位於收縮位置(圖4所示)及圖2中所說明之延伸位置中的同心伸縮性部件194、196，其中在收縮位置中母連接器170、171嚙合至公連接器182、183，且在延伸位置中母連接器170、171與公連接器182、183電斷開但如下文所述保持機械嚙合。若相對於公連接器182、183為固定位置，則可以一靜止方式安裝伸縮性部件196之一末端197，致使在延伸與收縮位置之間移動機構166時，同樣相對於公連接器182、183移動連接器組件164。

在一例示性實施例中，機構166內之致動或釋放元件可安裝至該等伸縮性部件中的一或多者，以便在箭頭B之方向上偏壓該等伸縮性部件。可提供諸如銷或掣子之擋止零件，以使伸縮性部件194、196可延伸至但並不超出延伸位置一預定距離。可選擇擋止零件以使得母連接器170、171之電弧隨耦器120在一斷開位置中保持為部分地嚙合於公連接器182、183，其中公連接器與母連接器之間的傳導路徑斷開了，且電弧隨耦器120之一部分保持於如圖3所示之位置中之公連接器182、183內部的電弧斷續器142中。

在一例示性實施例中，該釋放元件可為一可壓縮彈簧元件，其當收縮伸縮性部件194、196時在壓縮狀態下負載，但應瞭解，在一替代實施例中，該釋放元件可在拉伸狀態下負載。一旦釋放，則儲存於彈簧中之力致動或延伸伸縮性部件194、196至延伸位置，其中在箭頭B之方向上移動連接器組件164一足夠長的距離以切斷或斷開穿過公接觸件及母接觸件的傳導路徑，而移動一並不足夠長的距離以使電弧隨耦器120與公連接器182、183之電弧斷續器142機械地分離。亦即，選擇釋放距離以便在延伸位置中保持電弧隨耦器120至少部分地包含於每一連接器的電弧斷續器142內。在一實施例中，機構166之伸縮性部件194、196自收縮位置(圖4)向外延伸一約6.5英吋的軸向距離至延伸位置。一旦處於延伸位置，則伸縮性部件194、196可相抵於釋放元件之彈壓後移回至收縮位置，以便重設機構166以使機構166再次備用。在替代實施例中，可使用其他儲存能量釋放元件來替代彈簧，以便提供連接器組件164與使用中之相關聯公連接器182、183的輔助性斷開。

在一例示性實施例中，且如圖2及圖4所示，提供一釋放銷198以便將機構166保持於收縮位置中。為了打開或操作機構166至延伸位置且斷開連接器組件164與公連接器182、183，可釋放銷198，藉此釋放機構166中的彈壓致動器元件以便移動連接器組件164至延伸位置，其在本文中有時稱作安全斷路斷開位置。機構166促進連接器系統160之通電組件的快速連接或斷開，藉此最小化在嚙合及/或切斷通電連接器時所出現之電飛弧的持續時間。此外，因為電弧隨耦器120保持機械嚙合於電弧斷續器142且電弧隨耦器120之末端定位於母連接器170、171之內部，且更特定而言，定位於電弧斷續器142的內部，所以當操作連接器時，大體所有之電弧能均包含於連接器內部，且遠離附近人員。因此，以相對低之成本提供安全且可靠的致動。

此外，在連接器組件164與公連接器182、183之初始對準後，藉由並未與使用中之公連接器182、183完全分離的電弧隨耦器142來保持連接器組件164的對準。因此，無需外部對準機構來安全地對準及操作公連接器及母連接器。機構166不但保持連接器之對準，且在釋放時致動連接器至斷開位置。

儘管在圖2至圖4說明了例示性定位/致動機構166來促進及/或確保連接器170、171及182、183的適當對準，且致動或移動連接器至相互間，但應瞭解，可採用其他定位元件及致動機構來替代目前所述之機構166，且在系統160中可組合地採用獨立定位及致動元件及/或機構。此外，在某些實施例中，在藉由使用例如電棒之操作員來手動地對準、嚙合且切斷連接器之另一實施例中可完全省略機構166。

在其他及/或替代實施例中，可提供其他致動元件以便嚙合且切斷可移動連接器組件164與固定連接器組件162。該致動元件可為(例如)機動化機構、液壓機構、氣動機構、抽出式機構，或可操作地連接至組件164以嚙合或切斷組件連接器170、171及182、183的其他已知設備。致動元件可視需要提供系統160的遠端致動，且亦可防止或限制連接器組件164相對於連接器組件162的移動。此外，可提供其他定位元件，諸如軌條，其中連接器可在該等軌條上相對於彼此滑動且確保系統中之連接器的適當對準。

圖3為同控連接器組件164之一部分及母連接器170與171的截面圖。如圖3所示，連接器組件164經形成以具有由連接器外殼172接合之絕緣連接器外殼170及171。匯流排200互連各個外殼170及171中的接觸探針114。提供以螺紋嚙合容納各個探針114之一末端的配接器202，且配接器202又經螺紋嚙合至匯流排200之末端中的對應開口。在一替代實施例中，配接器202為可選的。

EPDM橡膠絕緣(例如)可圍繞傳導匯流排200、配接器202，且可界定容納公連接器181、183的介面184。接地屏蔽204可視需要提供於外殼170、171及連接器外殼172的外部表面上。

儘管如圖2至圖4所示之一實施例中組件164形成為具有大體相等支柱的U形組態，但應瞭解，在其他實施例中可替代地成形連接器組件164，且仍提供本發明之負載斷路功能性。舉例而言，外殼170、171可在大小、形狀及尺寸(諸如，長度)上不相等，且在其他實施例中，外殼170、171無需以與匯流排200成直角之方式延伸。

應注意，且不同於已知連接器系統，連接器組件164允許在降低之電弧強度下進行負載斷路及負載通路。藉由經由匯流排200串聯地相互連接探針114，在多個位置而並非單一位置中分配電通路及斷路。亦即，由於匯流排200所提供之串聯連接，電弧出現於每一探針114之末端而並非僅出現在單一探針的末端。藉由沿兩個位置分配電弧，介面184中之每一探針處可見降低之電弧強度。藉由降低電弧強度，連接器系統160之使用通常比已知系統之使用更安全。以圖2及圖3所示之方式使用系統160時尤為安全。

圖2及圖3說明了處於斷開安全斷路操作位置中的系統160，其中可移動連接器組件164鄰近靜止連接器組件162，但配合介面184、186相互間並未完全分離。因此，且如圖3最佳所示，母連接器170、171之電弧隨耦器120的末端保持於公連接器182、183之電弧斷續器的外殼142內，但接觸探針114已與母接觸件140分離，且各個連接器170與182之間及與171與183之間的傳導路徑被斷開了。由電弧斷續器142中所產生之熄弧氣體的產生來中斷電飛弧，且當氣體壓力建立時，壓縮氣體變成介電質以便防止電弧的進一步產生。此外，因為連接器介面184、186並未完全分離，所以電飛弧保持於連接器介面之內部的位置處，且當分離連接器時電飛弧遠離人員而導向。因此，相對於已知實踐，連接器系統160之安全性增加了，其中在已知實踐中完全分離連接器之配合介面，從而產生了接合且分離連接器時電飛弧位於連接器170、171及182、183之外部的可能性。

儘管在同控連接器組件164之情境下描述了安全斷路斷開的例示性方法，但應瞭解，該方法同樣可實踐於具有單一負載斷路位置的系統中。亦即，吾人咸信該方法有利於電負載情形下的單一公負載斷路連接及母負載斷路連接。

在一例示性實施例中，連接器組件164為一600 A、21.1 kV等級的負載斷路連接器，其與中等電壓之開關設備，或約600 V以上之電力分配網路中的其他電氣裝置一起使用。然而，應瞭解，本文所述之連接器概念可視需要用於其他類型之連接器及其他類型之分配系統中，諸如高壓系統。

圖5及圖6為根據本發明之另一平行介面負載斷路連接器系統220的透視圖。系統220包括一固定連接器組件222及一可移動連接器組件224，該可移動連接器組件224可經由一定位機構226相對於固定連接器組件222選擇性地定位。

在一例示性實施例中，可移動連接器組件224包括同控母連接器230、231，其可為(例如)類似於圖2至圖4中所說明的連接器170、171。連接器230、231由一連接外殼232相互接合且經由一類似於圖3中之匯流排200的匯流排233(圖7)串聯地電互連，以便串聯連接各介面且在如上所述之一個以上位置中分配電弧能。連接器230、231在組件224之中心縱向軸234的相反側上相互平行地大體對準。就其本身而論，母連接器230及231的探針114及電弧隨耦器120(圖7)以平行的方式圍繞軸234對準。儘管連接器組件224經描繪為U形或組態，但應認識到亦可視需要採用其他形狀及組態。

在一例示性實施例中，固定連接器組件222包括一安裝板240，及分別對應於且對準於母連接器230、231的公連接器242、243。在一例示性實施例中，連接器242可連接至作為例如電力分配網路中之正面不帶電之電氣裝置之部分的真空開關或斷續器組件(未圖示)，且如熟習此項技術者可瞭解之，在存在或並無額外套管及連接器的情況下，連接器243可以已知方式連接至一電力電纜。

安裝板240緊固以間隔之方式對準於母連接器230、231的公連接器242、243，以使得在箭頭C之方向上沿組件縱向軸234移動母連接器230、231時，公連接器242、243可緊固地嚙合至各自之母連接器230、231。同樣地，當以與箭頭C之方向相反的箭頭D之方向移動母連接器230、231時，母連接器230、231可與各自之公連接器242、243脫離以達成如圖5所示的分離位置。端板240可為其上附著有連接器242、243的電氣裝置之一部分，或可為一用於連接器242、243之獨立提供的支撐結構。

在分離位置中，母連接器230、231之配合介面244及公連接器242、243之配合介面246可用於維護及修理。在另一實施例中，組件220之一部分可圍繞一樞軸(諸如，軸248)樞轉以便在箭頭E之方向上相對於公連接器242、243轉動或旋轉母連接器230、231，從而提供連接器介面244及246更大的可接近性。可移動連接器組件224相關於固定連接器組件222的位置提供一可視斷路，以便驗證與連接器243相關聯之電纜與正面不帶電之電氣裝置的斷開。

如圖5所示，定位機構226可為一滑動機構，其包括一固定至可移動連接器組件224的支架組件250，及可滑動地容納於靜止連接器組件222之各個側上之支架組件250內的軌條252、254。軌條252、254各在其一端上連接至安裝板222，及在相反端上連接至對準部件256。對準部件256在一端處保持軌條252、254的適當分離，且安裝板240在另一端處保持軌條252、254的適當分離。軌條252、254穿過支架組件250中之孔或開口，以使得支架組件250可在箭頭C及D之方向上穿越軌條252、254以便嚙合或分離可移動連接器組件224與靜止連接器組件222。如圖5所示，對準部件256可遠離於可移動連接器組件224而彎曲或彎下，以使得當連接器230、231在軌條252、254上朝向對準部件256移動時為該等連接器提供一間隙。可提供一擋止桿258以限制或阻止可移動連接器組件224與靜止連接器組件222之分離超出一預定量。

在另一實施例中，可提供一致動元件260以嚙合或分離可移動連接器組件224與固定連接器組件222。該致動元件260可為例如機動化機構、液壓機構、氣動機構、抽出式機構，或可操作地連接至組件224以嚙合或分離組件連接器的其他已知設備。致動元件260可視需要提供系統220的遠端致動，且亦可防止或限制連接器組件224相對於連接器組件222的移動。更進一步，致動元件260可為一儲存能量設備，諸如彈簧輔助式機構或其他已知機構，其促進連接器系統之通電組件的快速連接或斷開，藉此最小化嚙合及/或切斷通電連接器時所出現之電飛弧的持續時間。

儘管圖5中說明了以軌條252、254及相關聯組件之形式的例示性定位機構226來促進及/或確保連接器230、231及242、243的適當對準，但應瞭解，可採用其他定位元件及機構來替代目前所述的軌條系統及支架組件。此外，在某些實施例中，認為定位機構為完全可選的。同樣地，應瞭解，在使用例如電棒來手動地嚙合且切斷連接器的另一實施例中可完全省略致動元件260。

圖6說明了處於中間操作位置之圖5所示的系統220，其中在箭頭C(圖5)之方向上移動組件224時，可移動連接器組件224及靜止連接器組件222部分地相互嚙合。

如同前述系統160，且如圖7最佳所示，在安全斷路斷開位置中，組件224可相對於組件222定位，其中母連接器230、231之電弧隨耦器120保持於公連接器242、243的電弧斷續器142內，但接觸探針114與母接觸件140分離，且連接器102、104之間的傳導路徑被斷開了。由電弧斷續器142中所產生之熄弧氣體的產生來中斷電飛弧，且當氣體壓力建立時，壓縮氣體變成介電質以便防止電飛弧的進一步產生。此外，因為連接器介面並未完全分離，所以電飛弧保持於連接器介面之內部的位置處，且當分離該等連接器時電飛弧遠離人員而導向。因此，相對於已知實踐，連接器系統220之安全性增加了，其中在已知實踐中完全分離連接器之配合介面，從而產生了接合且分離連接器時電飛弧位於連接器之外部的可能性。

儘管在同控連接器組件224之情境下描述了安全斷路斷開的例示性方法，但應瞭解，該方法同樣可實踐於具有單一負載斷路位置的系統中。亦即，吾人咸信該方法有利於電負載情形下的單一公負載斷路連接及母負載斷路連接。

在一例示性實施例中，連接器組件224為一200 A、25 kV等級的負載斷路連接器，其與中等電壓之開關設備，或約600 V以上之電力分配網路中的其他電氣裝置一起使用。然而，應瞭解，本文所述之連接器概念可視需要用於其他類型之連接器及其他類型之分配系統中，諸如高壓系統。

在一個以上位置中分配之電弧能連同上述安全斷路位置之組合(其中電路徑被斷開且含有連接器內部之大體所有電弧能)導致具有用於正面不帶電之電氣裝置之可視斷路的更安全及更可靠的負載斷路連接器系統。

圖7為根據本發明之另一同控連接器組件280之一部分的截面圖，該組件280可用於(例如)上述系統160及220中。如圖7所示，連接器組件280經形成以具有由連接器外殼283接合之絕緣連接器外殼281及282。匯流排290互連各個外殼280及282中的接觸探針292、294。提供以螺紋嚙合容納各個探針292、294之一末端的配接器296，且配接器296又經螺紋嚙合至匯流排290之末端中的對應開口。在一替代實施例中，配接器296為可選的。

EPDM橡膠絕緣(例如)可圍繞傳導匯流排290、配接器296，且可界定容納公連接器182、183(圖2至圖4)或242及243(圖5至圖7)的介面。接地屏蔽298可視需要提供於外殼281、282及283的外部表面上。

儘管如圖8所示之一實施例中組件280形成為具有大體相等支柱的U形組態，但應瞭解，在其他實施例中可替代地成形連接器組件280，且仍提供本發明之負載斷路功能性。舉例而言，外殼281、282可在大小、形狀及尺寸(諸如，長度)上不相等，且在其他實施例中，外殼281、282無需以與匯流排290成直角之方式延伸。

應注意，且不同於先前連接器組件164(圖2至圖4)或224(圖5至圖7)，組件280為一經組態以用於通路且斷路一通電電連接器的通電斷路連接器，而並非一經設計以在負載電流情形下通路且斷路一通電連接的負載斷路連接器。亦即，組件280經組態以用於通路且斷路並不處於正常負載電流情形下的通電連接。此情形下並無實質電流通常導致接觸探針212、214相嚙合以配合連接器時並不存在飛弧。然而，組件280可與前述定位或致動元件及機構中的任一者一起使用以便以一節省成本之方式在一個以上位置中通路或斷路電連接。

儘管就各種具體實施例描述了本發明，但熟習此項技術者將認識到可在申請專利範圍之精神及範疇內對本發明實踐修改。

100．．．可分離負載斷路連接器系統

102．．．母連接器

104．．．公連接器

110．．．彈性體外殼

112．．．傳導屏蔽層

114．．．公接觸元件/探針/金屬桿

116．．．導體接觸件

118．．．杯形凹座

120．．．電弧隨耦器

122．．．環氧樹脂鍵結之玻璃纖維加強銷

124．．．凹座

126．．．孔

130．．．屏蔽組件

132．．．接觸管

134．．．非傳導前端件

136．．．彈性體絕緣材料

138．．．母接觸元件

140．．．可彎曲接觸指狀物

142．．．電弧斷續器

160．．．平行介面負載斷路連接器系統

162．．．固定連接器組件

164．．．可移動連接器組件

166．．．定位機構

170．．．同控母連接器

171．．．同控母連接器

172．．．連接外殼

174．．．中心縱向軸

182．．．靜止公連接器

183．．．靜止公連接器

184．．．配合介面

186．．．配合介面

192．．．固定板

194．．．同心伸縮性部件

196．．．同心伸縮性部件

197．．．末端

198．．．釋放銷

200．．．匯流排

202．．．配接器

204．．．接地屏蔽

220．．．平行介面負載斷路連接器系統

222．．．固定連接器組件

224．．．可移動連接器組件

226．．．定位機構

230．．．同控母連接器

231．．．同控母連接器

232．．．連接外殼

233．．．匯流排

234．．．中心縱向軸

240．．．安裝板

242．．．公連接器

243．．．公連接器

244．．．配合介面

246．．．配合介面

248．．．軸

250．．．支架組件

252．．．軌條

254．．．軌條

256．．．對準部件

258．．．擋止桿

260．．．致動元件

280．．．同控連接器組件

281．．．絕緣連接器外殼

282．．．絕緣連接器外殼

283．．．連接器外殼

290．．．傳導匯流排

292．．．接觸探針

294．．．接觸探針

296．．．配接器

298．．．接地屏蔽

圖1為已知可分離負載斷路連接器系統的縱向截面圖。

圖2為根據本發明之平行介面負載斷路連接器組件的透視圖。

圖3為圖2所示之組件之一部分的截面圖。

圖4說明處於一操作位置中之圖2所示的組件。

圖5為根據本發明之負載斷路連接器組件之另一實施例的透視圖。

圖6說明處於一操作位置中之圖5所示的組件。

圖7為可分離負載斷路連接器組件的縱向橫截面圖。

圖8為根據本發明之連接器組件之另一實施例之一部分的截面圖。

114．．．公接觸元件/探針/金屬桿

120．．．電弧隨耦器

160．．．平行介面負載斷路連接器系統

162．．．固定連接器組件

164．．．可移動連接器組件

166．．．定位機構

170．．．同控母連接器

171．．．同控母連接器

172．．．連接外殼

174．．．中心縱向軸

182．．．固定公連接器

183．．．固定公連接器

184．．．配合介面

186．．．配合介面

192．．．固定板

194．．．同心伸縮性部件

196．．．同心伸縮性部件

197．．．末端

198．．．釋放銷

Claims (51)

1. 一種負載斷路連接器系統，其包含：一第一配合連接器組件及一第二配合連接器組件，其經組態以在通電電路情形下接通或關斷一電連接，該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之一者包含一電弧隨耦器，其中該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件選擇性地於以下位置相對於彼此定位：該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件彼此電氣及機械嚙合之一第一位置，及該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件彼此電氣斷開但機械嚙合之固定的一第二位置。
2. 如請求項1之負載斷路連接器系統，進一步包含一致動元件，該致動元件經組態以選擇性地將該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件定位於該第一位置及該第二位置。
3. 如請求項2之負載斷路連接器系統，其中當該致動元件選擇性地將該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件定位於該第二位置時，阻止該致動元件將該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件分離超出一預定量。
4. 如請求項2之負載斷路連接器系統，其中該致動元件包含一儲存能量釋放元件。
5. 如請求項2之負載斷路連接器系統，其中該致動元件進 一步經組態以僅在釋放維持該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件在該第一位置之一銷之後，選擇性地將該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件定位在該第二位置。
6. 如請求項1之負載斷路連接器系統，進一步包含一定位元件，其經組態以對準該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件，該定位元件包含若干同心伸縮性部件，經組態在該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件選擇性地從該第一位置及該第二位置的一者位移至該第一位置及該第二位置的另一者時，該等同心伸縮性部件相對於彼此移動。
7. 如請求項1之負載斷路連接器系統，其中該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之一者包含一支架組件，經組態在該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件選擇性地從該第一位置及該第二位置的一者位移至該第一位置及該第二位置的另一者時，該支架組件在至少一軌條上滑動。
8. 如請求項1之負載斷路連接器系統，其中該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之一者經組態以在一個以上位置處分配電弧能。
9. 如請求項1之負載斷路連接器系統，其中該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之一者包含由一匯流排連接的第一接觸元件及第二接觸元件。
10. 如請求項9之負載斷路連接器系統，其中於一U型組態中 該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件係實質上彼此平行。
11. 如請求項1之負載斷路連接器系統，其中在該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件選擇性地從該第一位置及該第二位置的一者位移至該第一位置及該第二位置的另一者時，該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件之一者可沿一縱向軸移動，且其中當該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件在該第二位置時，該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之該一者進一步圍繞不同於該縱向軸的一第二軸樞轉。
12. 如請求項1之負載斷路連接器系統，其中在該第二位置該電弧隨耦器之一末端至少部分地配置在該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之另一者內。
13. 如請求項1之負載斷路連接器系統，其中在該第二位置該電弧隨耦器之一末端至少部分地配置在該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之另一者的一電弧斷續器內。
14. 一種負載斷路連接器系統，其包含：一第一配合連接器組件及一第二配合連接器組件，其經組態以在通電電路情形下接通或關斷一電連接，該第一連接器組件為靜止的且該第二連接器組件為可移動的；其中該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件 中之一者包括一電弧隨耦器，且該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之另一者包括一電弧斷續器，且其中該第二配合連接器組件選擇性地於以下位置之間定位：該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件彼此電氣及機械嚙合之一第一位置，及該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件彼此電氣斷開之固定的一第二位置。
15. 如請求項14之負載斷路連接器系統，進一步包含一致動元件，該致動元件經組態以選擇性地將該第二配合連接器組件定位於該第二位置。
16. 如請求項15之負載斷路連接器系統，其中當該致動元件選擇性地將該第二配合連接器組件定位於該第二位置時，阻止該致動元件將該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件分離超出一預定量。
17. 如請求項15之負載斷路連接器系統，其中該致動元件包含一儲存能量釋放元件。
18. 如請求項15之負載斷路連接器系統，其中該致動元件進一步經組態以僅在釋放維持該第二配合連接器組件在該第一位置之一銷之後，選擇性地將該第二配合連接器組件定位在該第二位置。
19. 如請求項14之負載斷路連接器系統，進一步包含一定位元件，該定位元件經組態以對準該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件，該定位元件包含若干同心伸 縮性部件，經組態該第二配合連接器組件選擇性地從該第一位置及該第二位置的一者位移至該第一位置及該第二位置的另一者時，該等同心伸縮性部件相對於彼此移動。
20. 如請求項14之負載斷路連接器系統，其中該第二配合連接器組件包含一支架組件，經組態在該第二配合連接器組件選擇性地從該第一位置及該第二位置的一者位移至該第一位置及該第二位置的另一者時，該支架組件在至少一軌條上滑動。
21. 如請求項20之負載斷路連接器系統，其中該第二配合連接器組件圍繞不同於一該至少一軌條的軸之一軸樞轉。
22. 如請求項14之負載斷路連接器系統，其中該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之一者包含由一匯流排連接之實質上平行之一第一平行介面及一第二平行介面，該第一平行介面及該第二平行介面配置於一U形組態中。
23. 如請求項14之負載斷路連接器系統，其中該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之一者經組態以在一個以上位置中分配電弧能。
24. 如請求項14之負載斷路連接器系統，其中在該第二位置該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件係彼此機械嚙合。
25. 如請求項14之負載斷路連接器系統，其中在該第二位置該電弧隨耦器之一末端至少部分地配置在一電弧斷續器 內。
26. 一種可分離連接器系統，其包含：一第一配合連接器組件及一第二配合連接器組件，其經組態以在通電電路情形下接通或關斷一與一正面不帶電之電氣裝置的電連接，該第一配合連接器組件為靜止的且該第二配合連接器組件相對於該第一配合連接器組件為可移動的，其中該第二配合連接器組件選擇性地於以下位置之間定位：該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件彼此電氣及機械嚙合之一第一位置，及該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件彼此電氣斷開之固定的一第二位置；一致動元件，該致動元件經組態以選擇性地將該第二配合連接器組件從該第一位置移至該第二位置；及一停止元件，其經組態以在該致動元件經組態以選擇性地將該第二配合連接器組件從該第一位置移至該第二位置時，阻止該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件分離超出一預定量。
27. 如請求項26之可分離連接器系統，其中該致動元件包含一儲存能量釋放元件。
28. 如請求項26之可分離連接器系統，其中該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之一者包含一電弧隨耦器，且該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之另一者包括一電弧斷續器，且 其中該電弧隨耦器及該電弧斷續器於該第一位置及該第二位置均機械嚙合。
29. 如請求項26之可分離連接器系統，其中當該第二配合連接器組件在該第二位置時，該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件之一者的至少一部分係至少部分地配置在該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件之另一者內。
30. 如請求項26之可分離連接器系統，其中當該第二配合連接器組件在該第二位置時，該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件係彼此機械嚙合。
31. 如請求項26之可分離連接器系統，其中該致動元件進一步經組態以僅在釋放維持該第二配合連接器組件在該第一位置之一銷之後，選擇性地將該第二配合連接器組件定位在該第二位置。
32. 如請求項26之可分離連接器系統，其中該第二配合連接器組件包含一支架組件，經組態在該第二配合連接器組件選擇性地從該第一位置及該第二位置的一者位移至該第一位置及該第二位置的另一者時，該支架組件在至少一軌條上滑動。
33. 如請求項32之可分離連接器系統，其中該第二配合連接器組件圍繞不同於一該至少一軌條的軸之一軸樞轉。
34. 如請求項26之可分離連接器系統，進一步包含一定位元件，該定位元件經組態以對準該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件，該定位元件包含若干同心伸縮 性部件，經組態該第二配合連接器組件選擇性地從該第一位置及該第二位置的一者位移至該第一位置及該第二位置的另一者時，該等同心伸縮性部件相對於彼此移動。
35. 如請求項26之可分離連接器系統，其中該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之一者包含由一匯流排連接之實質上平行之一第一平行介面及一第二平行介面，該第一平行介面及該第二平行介面配置於一U形組態中。
36. 如請求項26之可分離連接器系統，其中該第一配合連接器組件及該第二配合連接器組件中之一者經組態以在一個以上位置中分配電弧能。
37. 一種可視地關斷一與一正面不帶電之電氣裝置之電連接的方法，該方法包含以下步驟：提供一第一電連接器及一第二電連接器，該第一電連接器固定至該正面不帶電之電氣裝置，且該第二電連接器相對於該第一電連接器移動，該第一電連接器及該第二電連接器之一者包含一電弧隨耦器，且該第一電連接器及該第二電連接器之另一者包含一電弧斷續器；在通電電路情形下接合該第一電連接器及該第二電連接器以完成與該裝置的一電連接，所接合之該第一電連接器及該第二電連接器彼此電氣及機械嚙合；及分離該第一電連接器及該第二電連接器之電嚙合以斷開與該裝置之該電連接，所分離之該第一電連接器及該 第二電連接器在該第一電連接器及該第二電連接器彼此機械嚙合之一固定位置。
38. 如請求項37之方法，其中分離該第一電連接器及該第二電連接器之步驟包含致動一定位元件以使該第二電連接器相對於該第一電連接器移動的步驟。
39. 如請求項38之方法，其中致動該定位元件的步驟包含由一儲存能量釋放元件致動該定位元件的步驟。
40. 如請求項37之方法，其中該第一電連接器及該第二電連接器中之一者包含連接至一匯流排的若干平行介面，且其中分離該第一電連接器及該第二電連接器的步驟進一步包含以下步驟：關斷該第一介面處的一電弧；及關斷該第二介面處的一電弧。
41. 如請求項37之方法，其中當該第一電連接器及該第二電連接器在該固定位置時，該電弧隨耦器至少部分地配置在該電弧斷續器內。
42. 如請求項37之方法，其中當該第一電連接器及該第二電連接器的電嚙合分離時，該第二電連接器包含經組態在至少一軌條上滑動之一支架組件。
43. 如請求項42之方法，其中該第二電連接器圍繞不同於一該至少一軌條的軸之一軸樞轉。
44. 一種可視地關斷一與一正面不帶電之電氣裝置之電連接的方法，該方法包含以下步驟：提供一第一電連接器組件及一第二電連接器組件，該 第一電連接器組件固定至該正面不帶電之電氣裝置，且該第二電連接器組件相對於該第一電連接器組件移動，該第一電連接器及該第二電連接器之至少一者包含連接至一匯流排之一第一接觸元件及一第二接觸元件，藉此提供一在該第一接觸元件及該第二接觸元件之一串聯連接；在通電電路情形下接合該第一電連接器組件及該第二電連接器組件以完成與該裝置的一電連接，所接合之該第一電連接器組件及該第二電連接器組件彼此電氣及機械嚙合；及藉由分離該第一電連接器組件及該第二電連接器組件以同時關斷該第一接觸元件及該第二接觸元件處的電飛弧，所分離之該第一電連接器組件及該第二電連接器組件在該第一電連接器組件及該第二電連接器組件之一者之至少一部分係至少部分地配置在該第一電連接器組件及該第二電連接器組件之另一者內之一固定位置。
45. 如請求項44之方法，其中當該第一電連接器組件及該第二電連接器組件係分離時，該第一電連接器組件及該第二電連接器組件之一者之一電弧隨耦器係配置在該第一電連接器組件及該第二電連接器組件之另一者之一電弧斷續器內。
46. 如請求項44之方法，其中分離該第一電連接器組件及該第二電連接器組件之步驟包含致動一定位元件以使該第二電連接器組件相對於該第一電連接器組件移動的步 驟。
47. 如請求項46之方法，其中致動該定位元件的步驟包含由一儲存能量釋放元件致動該定位元件的步驟。
48. 如請求項44之方法，其中在該固定位置該第一電連接器組件及該第二電連接器組件係彼此機械嚙合。
49. 如請求項44之方法，其中在該固定位置該第一電連接器組件及該第二電連接器組件之一者之一電弧隨耦器之一末端至少部分地配置在該第一電連接器組件及該第二電連接器組件之另一者之一電弧斷續器內。
50. 如請求項44之方法，其中當該第一電連接器組件及該第二電連接器組件分離時，該第二電連接器組件包含經組態在至少一軌條上滑動之一支架組件。
51. 如請求項50之方法，其中該第二電連接器組件圍繞不同於一該至少一軌條的軸之一軸樞轉。