CN103296521B - 可分离的断流连接器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可分离的断流连接器，包括重叠的绝缘连接和可互换的预先配置的连接器组件。

Description

可分离的断流连接器

本申请是申请日为2008年3月14日、申请号为200880015962.7、发明名称为可分离的断流连接器及系统的发明专利申请的分案申请。

本申请部分地延续了申请号为US11/273,192、申请日为2005年11月14日的美国申请，并结合其公开的内容整体作为参考。

技术领域

本发明主要涉及总线系统和用于电力系统的电缆连接器，尤其涉及用于模块化总线系统的可分离的绝缘断流连接器。

背景技术

通常经过配电网中的电缆和电气设备传输来自变电站的电力，所述电缆与其他电缆相互连接。电缆的终端通常连接套管，所述套管穿过金属包装设备如电容器、变压器或开关设备的壁。

可分离的断流连接器能够实现电缆与电气设备之间的连接或断开，以用于配电系统的保养、维修或扩建。这样的连接器通常包括被弹性绝缘层包着的导电管和半导体接地屏蔽。绝缘的连接器探头套管是圆柱体，在分界面圆柱体的底部有非常小的焊接区域。接触活塞位于导电管中，具有接触指的阴触点与活塞相连接。电弧断流器、气体分离器和电弧罩也安装在导电管中。阴触点与匹配套管的通电的阳触点匹配连接以使电力电缆与设备连接或断开，所述匹配套管通常为弯管连接器。活塞在导电管内是可移动的，以促使阳触点和阴触点的接触，从而避免在使用中产生电弧。

连接器与各种大小和形状的总线装置的零件相连接以实现互连。通常总线装置包括总线，其在装配地点确定大小以适应电缆提升器的各种形状，所述电缆提升器将电缆送入电气开关设备。如此多样的组件零件使得组件的修理或替换很费力，因为一般每个零件都是定制并装配的。在总线与有源开关元件之间设置绝缘以防止产生电弧。通常在开关设备中使用的是油、六氟化硫(SF6)气体和空气这三种常见类型的绝缘。每种类型的绝缘都使开关设备的每个部分与开关设备的其他部分(总线和有源开关元件)绝缘，并与开关设备外壳的外表面绝缘。然而，SF6气体很难贮存，空气由于在通电部件之间需要过多的空间而很难成为有效的绝缘，而油也很难贮存且易引发火灾。

为了增加连接器的通电部分和接地部分之间的飞弧距离，一些已知的连接器将绝缘材料层覆盖通电部分和/或半导体部分的一定长度来进行绝缘。例如，绝缘层可以设置在连接器的沿着内表面的凹进处。探头组合件可位于连接器内，沿着凹进处的轴排列。绝缘护套覆盖探头的外部。包围探头的绝缘护套和覆盖外壳内表面的绝缘层分别加工成形，并保证绝缘层在对接接头处可靠地连接于绝缘护套。然而，如果对接接头没有邻接和可靠地连接，绝缘护套和绝缘层之间的间隙缩短了通电触点延伸器与内表面开口端的地电势之间的飞弧距离。

附图说明

图1示出了举例性的开关设备结构；

图2示出了开关设备的另一侧，所述开关设备包括分接头侧的门，在具体实施例中其介于图2所示的开的位置和图1所示的关的位置之间；

图3是开关设备举例性的内部结构透视图，为了清楚起见其移去了图1所示的外壳，并除去了支撑框架、电缆或电缆连接器；

图4是开关设备的另一个举例性的内部结构透视图，为了清楚起见其移去了外壳，并除去了支撑框架、电缆或电缆连接器；

图5是开关设备的又一个举例性的内部结构透视图，为了清楚起见其移去了外壳，并除去了支撑框架、电缆或电缆连接器；

图6是弯杆Z形连接器的剖视图，其可用于图3、4和5所示的开关设备中；

图7是内牙三通的具体实施例的透视图，其可用于图3、4和5所示的开关设备中；

图8是外牙三通的具体实施例的透视图，其可用于图3、4和5所示的开关设备中；

图9是U形连接器的具体实施例的透视图，其可用于图3、4和5所示的开关设备中；

图10是传统的阴连接器如弯管连接器的纵向截面图，其与高压电路的一部分电连接；以及

图11是依照本发明实施例的可分离的断流连接器系统中阴连接器单元的纵向剖面图。

具体实施方式

下文通过实施例的方式对本发明作了详细的说明，但并不限于此。该描述显然能够使得本领域技术人员制造和使用本发明，其描述了多个具体实施例、变通例、变形例、替换例以及本发明的应用，包括目前被认为是实施本发明的最佳方式。

I.介绍发明

高压可分离的连接器将能量源如变压器连接至配电网或其类似物。经常需要连接和断开电连接器。这些连接器通常为包括阳连接器的弯管连接器，和包括阴连接器的套管组件。当组件连接在一起时，弹性环形密封圈将连接处密封。

断开通电的连接器是一种所谓的断流操作。当转换或分离断流可分离连接器时，会产生所谓的“跳火”问题。阳连接器探头通常保持在弯管内，阴连接器探头包含在套管内。在断流操作过程中，使用带电操作杆将弯管从套管中拉出以分离各组件。这样，有效地形成断路。在操作过程中，所谓的跳火现象可在来自通电连接器的电弧快速延伸至附近的地面时发生。现有的连接器设计中包括许多消弧组件，所以这种装置具有断流操作，使得在通电状态下不会向地面跳火。关键要注意的是控制在流通和断流操作中产生的电弧和气体。即便采取了这些预防措施，然而，有些时候还是会发生跳火。跳火时，电弧从一个连接器的通电部分延伸出来并寻找附近的地面。跳火一般在最初连接器彼此分离大约一寸时发生。弯管从套管中的分离导致连接器组件的通电部件周围的局部真空。由于在大气压力下局部真空的电介质强度比空气的低，因此在部件之间的弹性密封坏掉时和在部件的通电部分周围重新恢复大气压力之前，跳火更容易发生。同样，在长时间的连接之后，弯管可能粘在套管接触面上，致使连接器不能轻易分离。这就是所谓的粘着状态，需要更大的作用力来分离弯管，从而导致通电部件周围空气的压力和电介质强度更快地改变。

在跳火时，通电部件和地面之间的电弧会导致设备的损坏，还可能引起停电。跳火的问题主要涉及25kV和35kV的断流连接器，但也可能涉及15kV的连接器。在固体电绝缘真空开关或断流器装置中，绝缘层使装置内部的导电元件彼此之间电绝缘，所述装置可在高压或电接地时接通。此外，为安全起见，有时用外部接地屏蔽来使装置的外表面保持在地电势，但这不是必须的。该接地屏蔽也必须与通电部件电绝缘。电势之间的电绝缘是必要的，以避免在电力系统中发生故障。在一些情况下，电绝缘层可彼此分离，因为生产工艺使得各层的连接采用较弱的固定方式。也避免了对装置本身或周围设备的损害，并保护在开关设备附近的人不受伤害，包括维修工人和技术员，但并不限于此。采用有效成本方式的绝缘，使装置抵挡外加的压力并在开关触点处于打开位置时隔离电路，是一个急待解决的问题。

公共事业单位使用电缆网络、交换站和开关设备向消费者分配电力。开关设备是高压(如5kV-38kV)装置，通常安装在地面下、地下室或衬垫上，并用于在相对小的区域分配和控制配电。过去，开关设备是包含套管、绝缘、总线系统和一系列有源开关元件的盒子或容器。有源开关元件是具有内部有源组件，如保险丝、开关或断流器，和外部连接点的装置。在一些有源开关元件中，这些外部连接点是套管。有源开关元件用于自动地、手动地或远距离地打开和/或关闭电路。应当注意的是包含开关或断流器的有源开关元件通常具有置于真空、空气、绝缘油或介质气体中的触点。分配电缆与开关设备的套管相连接，其具有输送高压电的能力。套管依次与开关设备内的有源开关元件相连接或构成其主要部分。有源开关元件通过总线系统连接以形成开关设备。

机械连接器通过螺纹的、锯齿形的或楔形的连接将两个或多个金属元件连接在一起。典型的机械总线连接由两根或多根条状或编织的导线组成，其通过螺栓固定在一起，并通过螺钉和具有内螺纹的传导部件固定，所述螺栓经扁平部分上的孔延伸。典型的用于扁的总导线表面的机械连接器是通过将具有内螺纹的传导元件旋在螺栓或螺钉上而实现的。推进式连接器由两个或多个可轴向连接的金属总线导线组成。该构件由相匹配的一组探头、棒或“阳”导线组成，所述“阳”导线与接触指、孔或“阴”导线或触点相匹配。

传统的总线系统一般包括导电金属条，其在彼此周围形成或弯曲以维持关于每个相位的电气间隙。金属条可以是柔软的或者部分柔软的，以实现两个刚性部件之间的连接。总线系统的目的是从源侧的有源开关元件向分接头侧的有源开关元件传导电力。这样，如果有源开关元件中的一个打开使得源侧或分接头侧的电缆与总线系统断开连接，其余的源和分接头侧的电缆仍然保持连接并输送电力。

在总线和有源开关元件之间设置绝缘以防止产生电弧。在传统的开关设备中通常使用的是三种常见类型的绝缘：油、六氟化硫(SF6)气体和空气。每种类型的绝缘都使开关设备的每个部分与开关设备的其他部分(总线和有源开关元件)绝缘，并与开关设备外壳的外表面绝缘。

有必要设置用于真空开关或断流器装置和总线连接系统的支架结构和绝缘，其改善了开关设备在触点打开和关闭时的可靠性，简化了装置和相关开关设备的制造和组装，并具有与已知的开关或断流器装置和相关的开关设备相比的成本优势。

II.本发明的开关设备系统和模块

图1示出了举例性的开关设备结构100。在对一个举例性的开关设备100进行描述时，可以理解的是本发明的优点在许多结构的开关设备中一般都能体现，并且开关设备100只是下文中描述的开关或断流器组件的一种潜在的应用。因此在此对开关设备100的图示和描述只是出于示例性的目的，而本发明并不限于任何特殊类型的开关设备结构，如开关设备100。

如图1所示，开关设备100包括屏蔽外壳102，其具有例如位于开的位置(图1)和关的位置(图2)之间的源侧的门104。闩锁元件106和/或108可用于将源侧的门104锁在关闭位置。源侧的门104内是前面板110，其构成外壳102的一部分。电缆112a-112f可连接于外壳102的下面，并连接至外壳102中有源开关元件(如下文所述)，电缆112a-112f中的每一个通常载有来自两个不同源的三相电。例如，电缆112a-112c分别载有来自源1的电力的A、B和C相，电缆112d-112f分别载有来自源2的电力的C、B和A相。

电缆112a-112f可经过例如连接器组件114a-114f连接于前面板110和开关设备100，所述连接器组件114a-114f将电缆112a-112f分别连接至外壳102中的开关元件(未在图1中示出)。开关元件可依次连接于外壳102内部的总线系统(未在图1中示出)。

把柄或杠杆116a和116b连接于外壳102，可操作开关设备100内的有源开关设备元件(如下文所述)，以打开或中断经电缆112a-112f通过开关设备100的电流流动，并使来自负荷端或电力接收装置的电力源1和2之间电力隔离。通过操作把柄116a可使电缆112a-112c与内部总线系统分离。同样地，通过操作把柄116b可使电缆112d-112f与内部总线系统分离。把柄116a和116b安装在前面板110上，如图1所示。在一个具体实施例中，开关设备100源侧的有源开关元件是真空开关组件(如下文所述)，在本发明的各种实施例中真空开关组件可与其他类型的故障断流器和保险丝结合在一起使用。

开关设备的一个具体应用是将电力分配电缆的网络隔离成段，例如，通过打开或关闭开关元件。开关元件既可以在本地也可以远距离地打开或关闭，从一个源供给至开关设备的电力可避免传导至开关设备和/或总线的另一侧。例如，通过打开开关杠杆116a和116b，来自位于开关设备一侧的源1和2中的每一个源的电力避免传导至开关设备的另一侧以及传导至总线和分接头。照这样，公共事业单位能够隔离电网的一部分用于维修，既可以选择性地通过打开开关设备实现，也可以为了保险起见自动地通过使用保险丝或故障断流器实现，这取决于包含在开关设备中的有源开关元件的类型。

图2示出了开关设备100的另一侧，包括分接头侧的门120，在一具体实施例中其处于打开(图2所示)和关闭(图1)位置之间。闩锁元件122和/或124可用于将分接头侧的门120锁在关闭位置。分接头侧的门120内是前面板126，其构成外壳102的一部分。六根电缆128a-128f可连接至开关设备100的下面，且各自电缆128a-128f中的每一个通常载有例如远离开关设备100的电力的一个相。例如，电缆128a载有A相电，电缆128b载有B相电而电缆128c载有C相电。类似地，电缆128d载有C相电，电缆128e载有B相电而电缆128f载有A相电。连接器130a-130f将电缆128a-128f连接至开关设备。

值得注意的是图1和2中举例性的开关设备100示出了一个且仅一个举例性类型的相位结构，即图2中从左到右的ABC CBA结构，这样相应地电缆128a-128c和128d-128f在各自的分接头1和分接头2处载有各自的相位ABC和CBA。然而，可以理解的是在其他实施例中可以采用其他相位结构包括AABB CC，但并不限于此，这样电缆128a和128b各载有电流的A相，电缆128c和128d各载有电流的B相，那么电缆128e和128f各载有电流的C相。尽管如此，开关设备的其他结构可具有一个或多个源和分接头，其设置在相同的前面板110(图1)或126(图2)上，或者在开关设备侧面的一个或多个另外的前面板上。也可以给每个相指定一个数字，如1、2和3，开关设备可容纳多于或少于电力的三个相。这样，仅作为一个例子，开关设备在开关设备100的分接头侧可具有123456654321的结构。

框架可设置在开关设备的内部，为有源开关元件、也为总线系统提供支撑，如下文所述。换句话说，一旦它们连接到框架上，框架使有源开关元件和总线系统保持在一个位置。设置框架以允许有源开关元件的一部分，典型地为套管，作为套管平面而突出，这样便形成各种电缆的连接。

在一个具体实施例中，杠杆或把柄132a操作开关设备100内的有源开关元件，如下文所述，以断开电缆128a、128b、128c与内部总线系统的连接。类似地，把柄132b-132d分别促使单独的电缆128d、128e、128f中的一个与内部总线系统断开和连接。在一个具体实施例中，开关设备100的分接头侧的有源开关设备元件包括真空断流器组件(如下文所述)，在本发明更进一步的和/或可选择的实施例中，真空断流器组件可与保险丝和各种类型的故障断流器结合使用。

图3是开关设备100举例性的内部结构的透视图，为了使图示清楚其移去了外壳102并除去了支撑框架、电缆或电缆连接器。开关元件组件150和故障断流器组件152可设置在相对的侧面，例如，分别在开关设备组件的源侧和分接头侧。电缆管道112a-112f可容纳各自的电缆以连接至各自的开关元件组件150a-150c和152c-152a，电缆管道128a-128f(图3中未标示电缆管道128b-128f)可容纳各自电缆以连接至各自的断流器元件组件154a-154c和156c-156a。

通过各种模块和可互换的模块化固体电介质连接器和总线构件，总线系统158位于开关元件或断流器组件150a-c、152a-c、154a-c和156a-c之间，并使二者相互连接。总线构件包括外牙三通160、内牙三通162、弯杆Z形连接器164和U形连接器166，但并不限于此。在不同的实施例中，总线系统158包括具有固体电介质层的金属杆元件，其形成在模块化总线和连接器系统中。模块化总线系统采用机械的和推进式的连接进行组装以形成各种结构、相平面的方向和总线系统的尺寸。在另外一个实施例中，模制的固体电介质总线元件为模块化形式，通过推进式机械连接采用较少数量的零部件就能形成各种总线系统结构。

在具体实施例中，所示的开关设备为典型的固体电介质结构，其中总线装置结构紧凑，不同的相元件之间具有最小的间隙距离。能形成如此紧密的间隙是由于总线构件上的模制的固体电介质涂层所具有的电介质性能。C相开关元件或断流器组件150c、152c、154c和156c通过一个外牙三通160和一个内牙三通162连接在一起。B相开关元件或断流器组件150b、152b、154b和156b通过两个外牙三通160和一个U形连接器166连接在一起。A相开关元件或断流器组件150a、152a、154a和156a通过两个外牙三通160、两个弯杆Z形连接器164和一个U形连接器166连接在一起。利用弯杆Z形连接器164使得总线构件如U形连接器166不造成对其他总线构件的干扰，并在总线构件之间保持预定的最小间隙距离，特别是那些具有不同电压例如不同相结构的总线构件之间。如果没有弯杆Z形连接器164的独特的三维结构，那就需要额外的总线构件来完成输入和输出电缆之间的连接。这样额外的构件将增加装置的复杂性、成本和维护费用。

图4是开关设备100另一个举例性的内部结构的透视图，为了使图示清楚其移去了外壳102并除去了支撑框架、电缆或电缆连接器。电缆管道412a-412f可容纳各自的电缆以连接至各自的开关元件组件150a-150c和152c-152a，电缆管道428a-428f可容纳各自电缆以连接至各自的断流器元件组件154a-154c和156c-156a。

在具体实施例中，所示的开关设备具有第一改进结构，其中被替换的总线装置需要在源侧或分接头侧的总线构件之间具有更大的间隙。在这种情况下，电缆管道412a-412f的间隔不同于电缆管道428a-428f，这样总线构件就需要重新改装以适应不同的间距。对于已知开关设备构件，在改进应用中的这种适应性调整是利用定制尺寸的总线装置来实现的，并使用紧固件将所述总线装置连接在一起。在具体实施例中，C相开关元件或断流器组件150c、152c、154c和156c通过一个外牙三通160、一个内牙三通162和两个套管延伸器430连接在一起。B相开关元件或断流器组件150b、152b、154b和156b通过两个外牙三通160、两个弯杆Z形连接器164和一个U形连接器166连接在一起。A相开关元件或断流器组件150a、152a、154a和156a通过两个外牙三通160、一个弯杆Z形连接器164和一个U形连接器166连接在一起。利用弯杆Z形连接器164能使总线构件向侧面延伸以实现开关元件或断流器组件156a与152a、156b与152a、154b与150b和154a与150a之间的连接。如果不使用弯杆Z形连接器164，那总线构件就需要90度的构件和各种长度的短的跨接件，以维持不同的相邻相之间的间隙距离。

图5是开关设备100又一个举例性的内部结构的透视图，为了使图示清楚其移去了外壳102并除去了支撑框架、电缆或电缆连接器。电缆管道512a-512f可容纳各自的电缆以连接至各自的开关元件组件150a-150c和152c-152a，电缆管道528a-528f(电缆管道528a和528b未在图5中标示出来)可容纳各自电缆以连接至各自的断流器元件组件154a-154c和156c-156a。

在具体实施例中，所示的开关设备具有第二改进结构，其中被替换的总线装置需要同时在源侧和分接头侧具有更大的间隙，采用固体电介质总线系统使其成为可能。在这种情况下，电缆管道412a-412f的间隔不同于电缆管道428a-428f，这样总线构件就需要重新改装以适应不同的间距。对于已知开关设备构件，在改进应用中的这种适应性调整是利用定制尺寸的总线装置来实现的，并使用紧固件将所述总线装置连接在一起。然而，在利用本发明各种实施例中的模块化的模制固体电介质总线构件时，可互换的总线构件能够适应许多不同的电缆管道结构。在具体实施例中，C相开关元件或断流器组件150c、152c、154c和156c通过一个外牙三通160、一个内牙三通162和两个弯杆Z形连接器164连接在一起。B相开关元件或断流器组件150b、152b、154b和156b通过两个外牙三通160、两个套管延伸器430、两个弯杆Z形连接器164和一个U形连接器166连接在一起。A相开关元件或断流器组件150a、152a、154a和156a通过两个外牙三通160、两个弯杆Z形连接器164和两个U形连接器166和一个短的U形连接器530连接在一起。弯杆Z形连接器164能够维持不同的相邻相之间的间隙距离，从而在连接具有不同侧面间距需要的总线构件时就不需要90度的构件和各种长度的短的跨接件。

图6是弯杆Z形连接器164的剖视图，其可用于开关设备100中(如图3、4和5所示)。在具体实施例中，弯杆Z形连接器164由绝缘的连接器外壳602形成。弯曲的总线604与接触探头606在阴外壳端608处相连接，与触点组件610在阳外壳端612处相连接。弯曲的总线604包括接触探头部分614和触点组件部分616，它们彼此偏移并基本平行排列，总线618延伸连接在它们之间，并与接触探头部分614和触点组件部分616形成倾斜角。接触探头606和触点组件610在远离接触探头部分614和触点组件部分616的方向上各自朝着相反的方向延伸。接触探头606和触点组件610分隔出距离620。接触探头606和触点组件610形成互补的电连接触点，其设置成与总线构件相匹配，所述总线构件具有与其相匹配的匹配构件。因此，接触探头606设置成与另一个总线构件的触点组件610相匹配，触点组件610设置成与另一个总线构件的接触探头606相匹配。如此多样的总线构件的结构装配到系统中，所述系统能够将许多已有的开关设备电缆连接器的结构连接在一起。

EPDM橡胶绝缘例如围绕在弯曲的总线604、接触探头606和触点组件610的周围，并界定了阴外壳端608和阳外壳端612之间的分界面622。

组件164在具体实施例中形成具有基本相等的支脚的Z形结构，也可使连接器组件164选择性地形成其他结构，且仍然具有本发明实施例中的模块化相互连接功能。例如，阴外壳端608和阳外壳端612可以在大小、形状和尺寸如长度上不相等，在其他实施例中阴外壳端608和阳外壳端612不需要从接触探头部分614和触点组件部分616处呈直角延伸。

特别地且不同于已知的连接器，连接器组件164包括弯曲的总线，其允许其他各种结构的用于连接电缆连接器的总线构件的相互连接，所述电缆连接器通过现有的在混凝土中或地面上的导管或套安装在多种不同的结构中。

在具体实施例中，连接器组件164与600A、21.1kV级的负载断流连接器一起使用，所述负载断路连接器适用于约600V的配电网络中的中压开关设备或其他电气设备。然而，应该认识到此处描述的连接器的概念可用于其它类型的连接器和其他类型的配电系统，例如根据需要的高压系统。

图7是用于开关设备100(如图3、4和5所示)中的内牙三通162的具体实施例的透视图。在具体实施例中内牙三通162包括阴外壳端608和阳外壳端612，它们在基本成直角的方向上彼此远离地延伸。阴外壳端608和阳外壳端612与其他开关设备100总线构件的类似的阴外壳端608和阳外壳端612互补。

图8是用于开关设备100(如图3、4和5所示)中的外牙三通160的具体实施例的透视图。在具体实施例中，外牙三通160包括三个阳外壳端612，它们在在基本成直角的方向上彼此远离延伸。阳外壳端612与其他开关设备100总线构件中的阴外壳端608互补。

图9是用于开关设备100(如图3、4和5所示)中的U形连接器166的具体实施例的透视图。在具体实施例中，U形连接器166包括两个阳外壳端612和一个总线902，所述总线在每个阳外壳端612的连接端904之间延伸。典型地，阳外壳端612在基本相同的方向上远离总线902延伸，然而在本发明的其他实施例中阳外壳端612可以沿着其他方向并且在不同的角度上延伸。阳外壳端612相隔从中心线908到中心线910的距离906。距离906是根据用于新装置和改进应用中的标准的间隔考虑而选择的。在具体实施例中，距离906大约为24英寸。阳外壳端612与其他开关设备总线构件的阴外壳端互补。

图10是传统的阴连接器1020如弯管连接器的纵向截面图，其与高压电路(未图示)的一部分电连接。阴连接器1020形成了可分离的断流连接器系统(阳部分未示出)的一部分，所述系统用于在额定电压的通电的电路状态下和在电力负荷电流状态下连接和断开电缆与开关设备100之间的连接。如图所示，阴触点连接器1020为电缆终端装置如弯管的形式。阳和阴触点连接器具有可逆地连接性，各自互插以实现电连接。在此描述的具体实施例中，连接器组件是200A、250kV级的连接器组件。

阴连接器1020包括弹性的和电阻的壳体1022，其由例如EPDM(乙烯-丙烯-二烯烃单体)橡胶的材料制成，在所述壳体的外表面设有半导体屏蔽层1024，其可以通过穿孔的接地搭接(未示出)接地。阴连接器1020通常为弯管形式，形成上部的水平部分1028和下部的垂直部分(未图示)，在中心部分1032处相连。拉孔1034从中心部分1032处水平延伸。水平方向且大致圆锥形的孔1038设置在外壳1022之内。半导体插入物1040例如法拉利屏蔽包含在壳体1022内。半导体插入物1040的结构使其保持在一个与接触探头1054的电势基本相等的电势。当连接器1020例如与阳匹配连接器相匹配时，法拉第屏蔽1040易于减少在内表面1041内的电晕放电。插入物1040的水平放置部分1044延伸到连接器1020的上部部分1028内，并形成内部放射状表面1046，其形成圆锥形的凹进1048。插入物1040还形成了环形锁紧环1050，其从插入物1040的内部放射状表面1046向内朝向凹进1048的方向。锁紧环1050将内部放射状表面1046分成凹进区域1047和延伸区域1049。

电阻材料制成的绝缘层1052设置在插入物1040的凹进1048内。绝缘层1052也适于由EPDM制成，在制造过程中可与外壳1022的部分一起模制而成。绝缘层1052适于从孔1038的内表面沿着插入物1040的内表面1046至少向锁紧环1050延伸，这样内表面1046的延伸区域1049是绝缘的。另外，插入物1040的凹进区域1047可以是绝缘的。

探头组件1054主要包含在外壳1022内，沿着插入物40的圆锥孔1038的轴1055向下排列。探头组件1054螺纹地啮合于导体触点1056。探头组件1054包括触点元件或探头1058，其由例如铜的材料制成，并水平地从导体触点1056向上部部分1028的孔1038和插入物1040的凹进1048内延伸。在探头1058的顶部1057延伸着烧蚀材料制成的电弧从动件1060。用于电弧从动件1060的烧蚀材料首选为包含三聚氰胺粉末的缩醛共聚物树脂。烧蚀材料通常在加强销上注模形成。

绝缘护套1066大致设在探头1058的外部部分。护套1066不覆盖探头1058的整个长度，至少探头1058靠近电弧从动件1060的顶部1057需要保持不被覆盖以形成电连接。然而，首选的是护套1066至少延伸至并与插入物1040的内部放射表面1046的凹进区域1047相邻接。当连接器1020正在从阳匹配连接器上移去时，绝缘护套1066和绝缘层1052促使从通电的电弧从动件1060至内表面1041的开口端的地电势之间形成更大的距离。绝缘层1052形成插入物1040的内表面。在组装连接器1020的过程中，绝缘护套1066和绝缘层1052分别形成，在对接接头1070处绝缘层1052与绝缘护套1066牢固地粘结。尽管如此，如果接头1070没有毗邻和牢固地粘结，绝缘护套1066与绝缘层1052之间的间隙能够缩短在通电的触点延伸器1060和内表面1041开口端的地电势之间的飞弧距离。

阴连接器1020可设置成弯管连接器，其通过一端上的内表面1041与阳匹配连接器相啮合，并且与另一端(未在图10中示出)的例如保险丝元件模块相啮合。连接器1020可选择地设置成另一种类型的具有任何期望的形状或结构的连接器。连接器1020也可以设置成用于阳匹配连接器的保护帽，所述阳匹配连接器在前文所述的额定电压下通电。

图11是依照本发明实施例的可分离的断流连接器系统(阳部分未示出)的阴连接器1100部分的纵向剖面图。阴连接器1120包括弹性的和电阻的壳体1122，其由例如EPDM(乙烯-丙烯-二烯烃单体)橡胶的材料制成，在所述壳体的外表面设有半导体屏蔽层1124，其可以通过穿孔的接地搭接(未示出)接地。阴连接器1120通常为弯管形式，形成上部的水平部分1128和下部的垂直部分(未图示)，在中心部分1132处相连。拉孔1134从中心部分1132处水平延伸。水平方向且大致圆锥形的孔1138设置在外壳1122之内。半导体插入物1140例如法拉利屏蔽包含在壳体1122内。半导体插入物1140的结构使其保持在一个与接触探头1154的电势基本相等的电势。当连接器1120例如与阳匹配连接器相匹配时，法拉第屏蔽1140易于减少在内表面1141内的电晕放电。插入物1140的水平放置部分1144延伸到连接器1120的上部部分1128内，并形成内部放射状表面1146，其形成圆锥形的凹进1148。插入物1140还形成了环形锁紧环1150，其从插入物1140的内部放射状表面1146向内朝向凹进1148的方向。锁紧环1150将内部放射状表面1146分成凹进区域1147和延伸区域1149。

电阻材料制成的绝缘层1152设置在插入物1140的凹进1148内。绝缘层1152也适于由EPDM制成，在制造过程中可与外壳1122的部分一起模制而成。绝缘层1152适于从孔1138的内表面沿着插入物1140的内表面1146至少向锁紧环1150延伸，这样内表面1146的延伸区域1149是绝缘的。另外，插入物1140的凹进区域1147可以是绝缘的。

探头组件1154主要包含在外壳1122内，沿着插入物40的圆锥孔1138的轴1155向下排列。探头组件1154螺纹地啮合于导体触点1156。探头组件1154包括触点元件或探头1158，其由例如铜的材料制成，并水平地从导体触点1156向上部部分1128的孔1138和插入物1140的凹进1148内延伸。在探头1158的顶部1157延伸着烧蚀材料制成的电弧从动件1160。用于电弧从动件1160的烧蚀材料首选为包含三聚氰胺粉末的缩醛共聚物树脂。烧蚀材料通常在加强销上注模形成。

绝缘护套1166大致设在探头1158的外部部分。护套1166不覆盖探头1158的整个长度，至少探头1158靠近电弧从动件1160的顶部1157需要保持不被覆盖以形成电连接。然而，首选的是护套1166至少延伸至插入物1140的内部放射表面1146的凹进区域1147。当连接器1120正在从阳匹配连接器上移去时，绝缘护套1166和绝缘层1152促使从通电的电弧从动件1160至内表面1141的开口端的地电势之间形成更大的距离。绝缘层1152形成插入物1140的内表面。在组装连接器1120的过程中，绝缘护套1166和绝缘层1152分别形成，在对接接头1070处绝缘层1152与绝缘护套1166牢固地粘结。在具体实施例中，绝缘护套1166沿着探头1158延伸至凹进区域1147中，并在探头1158的底部形成放射状地向外延伸的环形边缘1172。边缘1172朝着的插入物1140的内表面延伸，在具体实施例中延伸到与插入物1140水平设置的部分1144相接触。绝缘层1152沿着插入物1140水平设置的部分1144轴向延伸，形成放射状地向内延伸的边缘1174，其与护套1166的放射状地向外延伸的环形边缘1172重叠。在本发明结构中护套1166和绝缘层1152不在对接接头处接触，而是在搭接接头1170处粘结在一起。在具体实施例中，搭接接头的结构使得放射状地向外延伸的环形边缘1172与放射状地向内延伸的边缘1174之间具有额外的粘结表面，其比边缘1172和边缘1174之间的对接接头提供的表面大。

阴连接器1120可设置成通过上文所述的连接段实现上文所述的功能，所述连接段具有本发明各种具体实施例中所示的各种形状。

在第一个具体实施例中，总线连接器包括具有至少一个斜弯曲的固体总线，与总线的第一端相连接的第一电连接器，以及与总线的第二端相连接的第二电连接器。可选地，第一电连接器和/或第二电连接器垂直地远离总线延伸。总线连接器更进一步地包括橡胶和/或塑料的固体绝缘层，其至少部分地围绕在总线和第一和/或第二连接器的周围。总线连接器更进一步地包括半导体屏蔽层，其至少覆盖绝缘层的一部分。

绝缘层围绕在总线和第一和第二连接器的周围，其中连接器更进一步地包括至少覆盖绝缘层的一部分的半导体屏蔽层。可选地，第一电连接器或第二电连接器包括接触探头，第一电连接器或第二电连接器中的另一个包括多个接触指，其用于接收来自匹配连接器的接触探头。可选地，总线包括靠近总线第一端的第一斜弯曲和靠近总线第二端的第二斜弯曲。第一斜弯曲和第二斜弯曲设置在相反的方向上且大小基本相等，这样靠近总线第二端的第一端和第二端基本平行。在另一个可选实施例中，第一和第二连接器从总线各自的一端以相反的方向延伸，这样第一和第二连接器各自的纵向轴彼此基本平行。还可选择地，第一电连接器和第二电连接器中的至少一个，远离总线垂直地延伸。

在更进一步的可选实施例中，总线连接器包括第一连接器单元，其包括具有大致呈圆锥形的内部孔的电阻外壳；半导体插入物，其设置在孔的一部分内，插入物具有内部放射状表面，该表面为大致呈圆锥形的凹进；长探头，其设置在外壳内，探头组件具有绝缘材料的护套，其覆盖探头组件长度的至少一部分，并从探头的底部放射状地向外延伸；以及电阻绝缘层，其自圆锥形内部孔沿着半导体插入物的内部放射状表面的一部分延伸，且放射状地向内延伸到与护套的一部分重叠接合。

在另一个实施例中，电连接器包括第一连接器单元，其包括具有大致呈圆锥形的内部孔的电阻外壳；以及半导体插入物，其设置在孔的一部分内，其中插入物具有内部放射状表面，该表面为大致呈圆锥形的凹进。电连接器还包括长探头组件，其设置在外壳内，具有覆盖探头组件长度的至少一部分的绝缘材料的护套，其从探头组件的底部放射状地向外延伸。电连接器还包括电阻绝缘层，其自圆锥形内部孔沿着半导体插入物的内部放射状表面的一部分延伸，且放射状地向内延伸到与护套放射状地向外延伸的部分重叠接合。

可选地，连接器包括具有至少一个斜弯曲的固体总线，其中总线与第一连接器单元电连接，这样第一连接器单元自总线基本垂直地延伸，第二连接器单元与总线的另一端电连接。总线与第二连接器单元电连接，这样第二连接器单元自总线基本垂直地延伸。

在另一个实施例中，总线连接器套件包括多个可互换的连接器组件，其中每个连接器组件包括基本由基本同质的固体绝缘材料覆盖的固体总线。绝缘材料至少部分地由基本同质的半导体材料围绕其周围，多个可互换的连接器组件中的每一个包括至少一个第一连接器单元，其与多个可互换的连接器组件中的另外一个中与其互补的第二连接器单元相匹配。

可选地，总线连接器套件包括具有大致呈圆锥形的内部孔的电阻外壳；以及半导体插入物，其设置在孔的一部分内，插入物具有内部放射状表面，该表面为大致呈圆锥形的凹进。外壳还可选择地包括长探头，其设置在外壳内，具有覆盖其长度的至少一部分的绝缘材料的护套，其从探头的底部放射状地向外延伸。外壳还可选择地包括电阻绝缘层，其自圆锥形内部孔沿着半导体插入物的内部放射状表面的一部分延伸，且放射状地向内延伸到与护套的一部分重叠接合。

可选择地，总线连接器套件包括Z形连接器组件，其包括具有至少一个斜弯曲的固体总线；第一电连接器，其与总线的第一端相连接；以及第二电连接器，其与总线的第二端相连接。总线连接器套件还包括U形连接器组件，其包括固体直总线、与总线的第一端相连接的第一电连接器，以及与总线的第二端相连接的第二电连接器，其中，第一连接器自总线沿基本垂直的方向延伸，第二连接器自总线沿基本垂直的方向延伸。

总线连接器套件还包括T形连接器组件，其包括至少一个第一连接器单元和至少一个第二连接器单元，其中，相似的连接器单元处于相反的方向，其他连接器单元相对于相似的连接器单元处于大致呈90度的方向。总线连接器套件也包括T形连接器组件，其包括三个连接器单元，所述连接器单元选自第一连接器单元和第二连接器单元的至少一个，其中，两个连接器单元处于相反的方向，第三个连接器单元相对于相似的连接器单元处于大致呈90度的方向。

在另一个实施例中，当断开第一和第二连接器之间的连接时，一种避免在电连接器之间产生飞弧的方法包括：采用绝缘护套使第一连接器的导电部分绝缘；采用绝缘层使第一连接器的半导体部分绝缘；以及采用重叠粘结的连接使绝缘护套和绝缘层相接合。可选择地，第一连接器包括连接探头和使导电部分绝缘的措施，包括采用绝缘护套使连接探头绝缘。第一连接器包括半导体插入物，第一连接器的半导体部分的绝缘包括采用绝缘层使半导体插入物绝缘。第一连接器还包括连接探头，绝缘护套和绝缘层之间的连接包括在绝缘护套与绝缘层的靠近连接探头底部的重叠端连接绝缘护套和绝缘层。

虽然本发明描述各种具体实施例，但本领域技术人员能够通过在权利要求的精神和范畴内进行修改而实施本发明。

Claims (5)

1.一种电连接器，包括：

电阻外壳，具有大致呈圆锥形的内部孔；

半导体插入物，设置在所述内部孔的一部分内，该半导体插入物包括内部放射状表面，所述表面限定为大致呈圆锥形的凹进；

长探头组件，设置在外壳内，所述探头组件包括：

探头；以及

绝缘材料的护套，其置于探头长度的至少一部分上，护套的一部分从探头的底部朝着所述插入物的内部放射状表面向外放射状地延伸；以及

电阻绝缘层，该电阻绝缘层从圆锥形的内部孔沿着半导体插入物的内部放射状表面的至少一部分延伸，并朝着所述探头放射状地向内延伸到与该护套的一部分重叠接合。

2.根据权利要求1所述的连接器，其中该绝缘层朝着所述探头放射状地向内延伸到与该护套的朝着所述插入物的内部放射状表面向外放射状地延伸的部分重叠接合。

3.一种电连接器，包括：

第一连接器部件，其包括：

电阻外壳，具有大致呈圆锥形的内部孔；

半导体插入物，设置在内部孔的一部分内，该半导体插入物包括内部放射状表面，所述表面限定大致呈圆锥形的凹进；

长探头组件，设置在外壳内，所述探头组件包括：

探头；以及

绝缘材料的护套，其置于探头长度的至少一部分上，护套的一部分从探头的底部朝着所述插入物的内部放射状表面向外放射状地延伸；以及

电阻绝缘层，该电阻绝缘层从圆锥形的内部孔沿着半导体插入物的内部放射状表面的至少一部分延伸，并朝着所述探头放射状地向内延伸到与该护套的一部分重叠接合；

固体总线，其包括至少一个斜弯曲，该第一连接器部件与所述总线的第一端电连接，从而该第一连接器部件从所述总线基本垂直地延伸；以及

第二连接器部件，其与所述总线的第二端电连接，该第二端被设置为与该第一端相对。

4.根据权利要求3所述的连接器，其中该绝缘层朝着所述探头放射状地向内延伸到与该护套的朝着所述插入物的内部放射状表面向外放射状地延伸的部分重叠接合。

5.根据权利要求3所述的连接器，其中所述总线与所述第二连接器部件电连接，从而所述第二连接器部件从所述总线基本垂直地延伸。