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具有一体式熔断器保持器的连接器

申请号 CN201380054836.3 申请日 2013-10-07 公开(公告)号 CN104969326B 公开(公告)日 2017-06-09
申请人 库珀技术公司; 发明人 R·N·戈亚尔; S·古尔拉詹尼;
摘要 本文描述了一种具有一体式熔断器保持器的连接器。该连接器可包括具有配置在腔室内并与电气连接结构联接的熔断器接收器的部分。该连接器可包括与该部分联接的端头,其中该端头包括构成腔室的壁。该连接器还可包括具有 接触 构件、熔断器、熔断器保持器和导体接收器的熔断器组件。接触构件可与电气连接结构联接。该熔断器保持器可包括与熔断器的顶端和接触构件联接的第一端以及与熔断器的底端联接的第二端。导体接收器可与熔断器保持器的第二端和熔断器的底端联接。导体接收器的接收结构可与导体联接。
权利要求

1.一种一体式连接器端头,包括:
第一部件,包括:
第一部分,该第一部分包括电气连接结构,其中所述电气连接结构包括导电材料;以及第二部分,所述第二部分邻接所述第一部分定位且包括围绕第一腔室的第一壁和配置在所述第一腔室内的熔断器接收器,其中所述熔断器接收器与所述电气连接结构电气地联接,其中所述第一壁具有布置在其上的至少一个联接结构,其中第二部分与第一部分相对;

第二部件,包括第二壁并且可移除地联接至第一部件的第二部分,其中第二壁具有布置在其上的至少一个互补的联接结构,所述至少一个互补的联接结构联接至第二部分的所述至少一个联接结构,
其中第一腔室构造成接纳熔断器的至少一部分,
其中,所述连接器联接部、所述第一壁和所述第二部件的所述第二壁由不导电材料制成。
2.根据权利要求1所述的一体式连接器端头,其中,所述第二部件还包括配置在由第二壁形成的第二腔室内的密封结构,其中所述密封结构在所述第二部件与所述第二部分联接时防止流体进入所述第一腔室。
3.根据权利要求2所述的一体式连接器端头,其中,所述第二部件与所述第二部分螺纹联接,并且其中所述密封结构在所述第二部件被紧固在所述第二部分上时在导体周围绷紧。
4.根据权利要求1所述的一体式连接器端头,其中,所述熔断器接收器包括固定结构,所述固定结构在所述第二部件与所述第二部分机械地联接时维持与所述熔断器的顶端的机械和电气接触
5.根据权利要求1所述的一体式连接器端头,其中,导体利用导体接收器与所述熔断器的底端机械地联接。
6.根据权利要求1所述的一体式连接器端头,其中,所述第一部分还包括桥接结构,所述桥接结构将所述第一部分的所述电气连接结构与所述第二部分的熔断器接收器电气地联接。
7.根据权利要求1所述的一体式连接器端头,其中,所述第二部分还包括桥接结构,所述桥接结构将所述第一部分的所述电气连接结构与所述第二部分的熔断器接收器电气地联接。
8.一种光伏太阳能面板连接器组件,包括:
第一连接器部,所述第一连接器部包括第一连接器联接部和第一电气连接结构;
第二连接器部,所述第二连接器部与所述第一连接器部机械地联接,其中所述第二连接器部包括:
第一部分,所述第一部分包括第二连接器联接部和第二电气连接结构,其中所述第二电气连接结构包括导电材料,并且其中,所述第二连接器联接部联接至所述第一连接器联接部;以及
第二部分,所述第二部分包括围绕第一腔室的第一壁、第三连接器联接部和配置在所述第一腔室内的熔断器接收器,其中所述熔断器接收器与所述电气连接结构电气地联接,其中第二部分与第一部分相对;
第三连接器部,所述第三连接器部包括第二壁并且可移除地联接至第二连接器部的第二部分,其中第二壁形成第二腔室并且具有布置在其上的第四连接器联接部,其中第四连接器联接部联接至第三连接器联接部,其中,所述连接器联接部、所述第一壁和所述第二壁由不导电材料制成;
熔断器组件,所述熔断器组件在插入穿过所述第二腔室之后与所述熔断器接收器电气地联接,其中所述熔断器组件包括:
熔断器,所述熔断器具有顶端和底端,其中所述顶端和所述底端各自包括导电材料,并且其中,熔断器至少部分地设置在第二连接器部的第二部分的第一腔室中;
熔断器保持器,所述熔断器保持器包括第一端,所述第一端包括导电材料,其中所述第一端与所述熔断器的底端电气地联接;和
导体接收器,所述导体接收器与所述熔断器保持器的第一端和所述熔断器的底端电气地联接,其中所述导体接收器包括接收结构;和
导体,所述导体与所述导体接收器电气地和机械地联接。
9.根据权利要求8所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述熔断器保持器还包括第二端,所述第二端与所述熔断器的顶端和所述熔断器接收器机械地联接。
10.根据权利要求9所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述熔断器组件还包括接触构件,所述接触构件与所述熔断器保持器的所述第二端和所述熔断器接收器机械地联接。
11.根据权利要求9所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述熔断器保持器还包括与所述熔断器保持器的所述第一端和所述第二端机械地联接的中间部,其中所述中间部包括不导电材料。
12.根据权利要求8所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述导体接收器为管,所述管被压接以使所述管与所述导体机械地联接并且使所述导体与所述熔断器的底端电气地联接。
13.根据权利要求10所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述熔断器组件的所述接触构件是与所述熔断器接收器的固定结构机械地联接的销。
14.根据权利要求8所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述第二连接器部还包括指示装置,其中所述指示装置告知使用者所述熔断器已失效。
15.根据权利要求8所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述第二连接器部为MC4型公接口
16.根据权利要求8所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述熔断器额定值在1A与30A之间和600V与1000V之间。
17.根据权利要求8所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述第三连接器部还包括配置在所述第二腔室内的密封结构,其中所述密封结构在所述第三连接器部与所述第二部分联接时防止流体进入所述第一腔室。
18.根据权利要求8所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述导体的尺寸在12美国线规(AWG)与8AWG之间。
19.根据权利要求9所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,所述熔断器保持器的所述第一端和所述第二端是用于分别与所述熔断器的顶端和底端机械地联接的一对导电熔断器夹。
20.根据权利要求8所述的光伏太阳能面板连接器组件,其中,当所述熔断器失效时,所述熔断器能被移除并更换。

说明书全文

具有一体式熔断器保持器的连接器

技术领域

[0001] 本发明总体上涉及一种电气连接器,并且更具体地涉及用于具有一体式熔断器保持器的电气连接器的系统、方法和装置。

背景技术

[0002] 电气连接器用于若干不同的电气应用中。例如,电气连接器在光伏(PV)太阳能应用中用来将PV太阳能面板与太阳能收集器电气地联接。这种情况下,电气连接器可用于各种目的——包括但不限于防护方案、信号控制、信号传送、电供给和功率调节——中的一个或多个目的。
[0003] 在PV太阳能应用中,来自若干太阳能面板的信号(例如,电流电压)被分别馈送到单个收集器中。通常,收集器包括接线盒或类似构件。收集器将来自各太阳能面板的所有单独的信号组合成单个信号。此外,可将一个或多个防护方案(例如,接地故障、过电流)集成到这种电路中。由于这种电路所需的连接数,安装可能需要许多附加构件(例如,导线管、接线盒)和/或步骤(例如,将导体压接在导体端子上),这增加了安装成本、安装时间、安装难度以及维护和故障诊断的难度。

发明内容

[0004] 一般而言,在一个方面,本发明涉及一种一体式连接器端头。该一体式连接器端头可包括具有连接器联接部和电气连接结构的顶部,其中该电气连接结构具有导电材料。该一体式连接器端头还可包括中间部,该中间部具有围绕第一腔室的第一壁和配置在第一腔室内的熔断器接收器,其中熔断器接收器与电气连接结构电气地联接。该一体式连接器端头还可包括与中间部可移动地联接的底部,其中该底部包括构成第二腔室的第二壁,熔断器和导体穿过所述第二腔室。连接器联接部、第一壁和第二壁可由不导电材料制成。
[0005] 在另一方面,本发明可总体上涉及一种光伏(PV)太阳能面板连接器组件。该PV太阳能面板连接器组件可包括第一连接器部、第二连接器部、熔断器组件和导体。该PV太阳能面板连接器组件的第一连接器部可包括第一连接器联接部和第一电气连接结构。该PV太阳能面板连接器组件的第二连接器部可与第一连接器部机械地联接。第二连接器部可包括具有第二连接器联接部和第二电气连接结构的顶部,其中第二电气连接结构包括导电材料。第二连接器部还可包括具有围绕第一腔室的第一壁和配置在第一腔室内的熔断器接收器的中间部,其中熔断器接收器与电气连接结构电气地联接。第二连接器部还可包括与中间部可移动地联接的底部,其中该底部包括构成第二腔室的第二壁,并且其中连接器联接部、第一壁和第二壁由不导电材料制成。该熔断器组件可在插入穿过第二腔室之后与熔断器接收器电气地联接。该熔断器组件可包括具有顶端和底端的熔断器,其中顶端和底端各自都包括导电材料。该熔断器组件还可包括熔断器保持器,该熔断器保持器具有包括导电材料的第一端,其中该第一端与熔断器的底端电气地联接。该熔断器组件还可包括与熔断器保持器的第一端和熔断器的底端电气地联接的导体接收器,其中该导体接收器包括接收结构。导体可与导体接收器电气地和机械地联接。
[0006] 这些以及其它的方面、目的、特征和实施例将从以下说明和所附权利要求中显见。附图说明
[0007] 附图仅示出了示例性实施例且因此不应被认为限制了范围,因为示例性实施例可允许其它同样有效的实施例。图中所示的元件和特征不一定按比例绘制,而是着重于清楚地示出示例性实施例的原理。此外,某些尺寸或定位可能被夸大以帮助视觉地传达这些原理。图中,附图标记表示同样的或对应的但不一定是完全相同的元件。
[0008] 图1A和1B示出了根据特定示例性实施例的一体式连接器端头的多个视图。
[0009] 图2示出了根据特定示例性实施例的熔断器组件的截面侧视图。
[0010] 图3示出了根据特定示例性实施例的导体的侧视图。
[0011] 图4示出了根据特定示例性实施例的与一体式连接器端头机械地联接的连接器的侧视图。
[0012] 图5示出了根据特定示例性实施例的包括图4的连接器的连接器组件的透视图。

具体实施方式

[0013] 一般地,示例性实施例提供了用于具有一体式熔断器保持器的连接器的系统、方法和装置。具体地,示例性实施例提供用于将导体固定在熔断器上并且将熔断器固定在连接器端头内。虽然参考用在PV太阳能面板的收集器系统中的连接器描述了本文所述的示例性实施例,但该示例性连接器可用于若干其它电气应用中的一个或多个应用。此类其它电气应用可包括但不限于电机控制系统、保护继电器系统、电系统、分流电路管理和保护以及发电机控制系统。将熔断器组件压接在导体上应当在导体和熔断器组件断电(即,无电流和/或电压流过其中)时执行。
[0014] 关于PV太阳能系统,可使用具有一体式熔断器保持器的示例性连接器来替代PV阵列电路组合器的构件或减少构件的数量。换言之,具有一体式熔断器保持器的连接器可替代结合PV阵列电路组合器一起使用的一个或多个接线盒、一个或多个端子、导线管(conduit)、复杂的配线、导线的附加压接件和/或其它结构。此外,在特定示例性实施例中,具有一体式熔断器保持器的连接器可用来替代附属于PV阵列电路组合器的一个或多个电路。例如,具有一体式熔断器保持器的连接器可替代熔断开关或线路断流板。
[0015] 具有一体式熔断器保持器的示例性连接器可供呈不连续的和/或连续的、交流(AV)的和/或直流(DC)的电压和/或电流形式的电信号使用,并且提供电力和/或控制。电信号可从多个装置中的一个或多个装置流到具有一体式熔断器保持器的连接器和/或沿反方向流动。具有一体式熔断器保持器的连接器可具有若干应用中的一个或多个应用。例如,具有一体式熔断器保持器的连接器可供PV太阳能面板使用。其它应用可包括但不限于用于蒸汽锅炉的监视装置、用于发电机的振动监视器和用于电弧炉的监视装置。
[0016] 使用者可以是与具有一体式熔断器保持器的示例性连接器交互的任何人。使用者的示例可包括但不限于工程师、电工、仪表和控制技术员、技工、操作员、顾问、承包商和制造商代表。
[0017] 在特定示例性实施例中,具有一体式熔断器保持器的连接器(和/或与具有一体式熔断器保持器的连接器集成在一起的电气装置)应该满足特定标准和/或要求。例如,国家电气规程(NEC)以及电气和电子工程师协会(IEEE)设定与配线和电气连接有关的标准。在PV太阳能应用中,NEC要求PV太阳能面板利用MC4连接器连接到收集器。下面参考图1、4和5更详细地描述MC4连接器。
[0018] 此外,保险商实验室(UL)将熔断器保持器分类为多个级别(例如,J级、T级),其中每个级别由多个类别限定,所述多个类别包括但不限于熔断器特性(例如,延时、快速动作)、断流额定值(10,000A、200,000A)和可用电流额定值(例如,1-1200,1/4-30)。文中描述的示例性实施例的使用在必要时满足(和/或允许对应的装置满足)此类标准。
[0019] 图1A和1B分别示出了根据特定示例性实施例的一体式连接器端头100的侧视图和截面侧视图。在一个或多个实施例中,可省略、重复和/或代替图1A和1B所示的构件中的一个或多个构件。因此,一体式连接器端头的实施例不应视为局限于图1A和1B所示的构件的特定布置结构。
[0020] 现在参照图1A和1B,一体式连接器端头100结合了熔断器保持器和电气连接器。一体式连接器端头100包括顶部102、中间部104和底部106。在特定示例性实施例中,一体式连接器端头100是组合的熔断器保持器和电气连接器。顶部102可包括与电气连接器的相应构件(下面参照图4示出)机械地联接的连接器联接部109。电气连接器的连接器联接部109可用于任何类型的电气连接器。例如,电气连接器的连接器联接部109可为标准MC4公接口
[0021] 连接器联接部109可包括若干联接结构中的一个或多个联接结构,以允许顶部102与电气连接器的相应构件机械地联接。此类联接结构的示例可包括但不限于配合螺纹、槽、孔洞、夹具、压带和压合接头。如图1B所示,连接器联接部109具有用于接收相应的配合夹的两个腔室113。两个腔室113在孔洞112处形成在连接器联接部109的上壁114中。两个腔室113成形和尺寸设定成使得例如固定电气连接器的相应构件的相应的配合夹。在特定示例性实施例中,连接器联接部109包括释放机构,以允许使用者机械地拆开电气连接器的两个部分。
[0022] 连接器联接部109具有构成顶部102的外周的外表面110。在特定示例性实施例中,连接器联接部109的外表面110具有配置在其中的上壁114,从而构成腔室119。电气连接结构118位于腔室119内。电气连接结构118至少部分由导电材料制成并位于顶部102的全部或一部分腔室113内。
[0023] 电气连接结构118能定位成使得可从顶部102的上侧接近电气连接结构118的一部分。电气连接结构118的尺寸(例如,高度、宽度、深度、截面形状)能设定成使得机械地联接至如下文在图4中所述的相应电气连接结构。当顶部102的电气连接结构118与相应电气连接结构机械地联接时,两个构件电气地联接以允许电压和/或电流流过其中。在此示例中,电气连接结构118穿过居中地位于连接器联接部109的两个腔室113之间的孔洞117定位在上壁114下方。
[0024] 电气连接结构118可构造为公连接器、母连接器或它们的组合。在特定示例性实施例中,电气连接结构118由包括但不限于的导电材料制成。电气连接结构118可具有光滑和/或纹理化的表面。电气连接结构118的形状和尺寸构造成用以提供与电气连接器的相应构件的充分电气接触,以避免接地故障、过电流、过温和/或任何其它电气工况。
[0025] 顶部102的外表面110可由若干不导电材料中的一种或多种材料制成,以允许使用者在无触电风险的情况下与顶部102接触。此类不导电材料的示例可包括但不限于塑料、橡胶、尼龙和陶瓷。此外,在特定示例性实施例中,连接器联接部109的上壁114也由一种或多种不导电材料制成,所述不导电材料可以是与顶部102的外表面110相同或不同的不导电材料。在特定示例性实施例中,外表面110包括允许使用者改善在顶部102上的握持的一个或多个结构108。这种结构108的示例可包括但不限于外表面110的不同纹理、相对外表面110的凹曲度(如图1A和1B所示)和相对外表面110的凸曲度。
[0026] 在特定示例性实施例中,桥接结构111定位在电气连接结构118下方并与其电气地联接。桥接结构111的尺寸(例如,高度、宽度、深度、截面形状)能设定成使得与如下文参照图2所述的相应熔断器连接器机械地联接。当顶部102的桥接结构111与相应熔断器连接器机械地联接时,两个构件电气地联接以允许电压和/或电流流过其中。在此示例中,桥接结构111位于电气连接结构118的下侧以下。
[0027] 桥接结构111可构造为公连接器、母连接器或它们的组合。在特定示例性实施例中,桥接结构111由包括但不限于铜和铝的导电材料制成。桥接结构111可具有光滑和/或纹理化的表面。桥接结构111的形状和尺寸构造为用以提供与电气连接结构118的充分电气接触,以避免接地故障、过电流、过温和/或任何其它不利的电气工况。在特定示例性实施例中,桥接结构111被省略或作为与顶部102不同的中间部104的一部分被包括在内。
[0028] 可选地,在特定示例性实施例中,顶部102的外表面110包括指示装置115。指示装置115可为使用者提供一体式连接器端头100的工作状态的视觉指示。例如,指示装置115可指示无电力流过一体式连接器端头100。这种指示可告知使用者熔断器已失效并且应当更换。这种情况下,指示装置115可亮出与该指示装置115在熔断器正在正常工作并且电力正在流过熔断器时亮出的颜色不同的颜色(例如,红色)。或者,当熔断器已失效时,指示装置115可能无法点亮。作为另一示例,指示装置115可指示熔断器正在正常工作,从而告知使用者电路是充电/带电的。这种情况下,指示装置115可亮出绿色。
[0029] 指示装置115可以是任何类型的光源,包括但不限于发光二极管(LED)、白炽灯泡和有机LED。指示装置115可连续发亮或基于一些事件的发生(例如,时间的经过、循环时间、熔断器失效)而被点亮。指示装置115也可基于流过一体式连接器端头100的电力量来改变其发亮平(亮度)和/或发亮的颜色。
[0030] 此外,或替换地,指示装置115可发出与通过一体式连接器端头100的电力的状态有关的某一其它类型的通知。例如,在无电力流过一体式连接器端头100的情况下,指示装置115可发出声音。这种声音可具有若干音量中的一种或多种音量、可以是连续的或周期性的、和/或可具有若干噪音中的一种或多种噪音。
[0031] 指示装置115可由多个电源中的一个或多个电源供电。例如,指示装置115可从流过一体式连接器端头110的导电部的电力中取电。这种情况下,可使用电流变换器或类似装置来将电流和/或电压降低至适合由指示装置115使用的水平。作为另一示例,可使用电池(未示出)以独立于流过一体式连接器端头110的导电部的电力的方式给指示装置115供电。
[0032] 一体式连接器端头100的中间部104包括壁128的外表面120,该外表面构成中间部104的外周。在特定示例性实施例中,中间部104的壁128具有构成腔室122的内表面124。构成中间部104的腔室122的内表面124可称为熔断器接收器124。中间部104的熔断器接收器
124可具有光滑和/或纹理化的表面。熔断器接收器124的形状和尺寸构造成用以提供与熔断器的外表面的充分机械接触。
[0033] 中间部104可由多种不导电材料中的一种或多种材料制成。此类不导电材料的示例可包括但不限于塑料、橡胶、尼龙和陶瓷。此外,或在替换方案中,熔断器接收器124可由导电材料(例如,铜、铝)制成。具体地,熔断器接收器124的顶端可由导电材料制成。这种情况下,熔断器接收器124的顶端可与顶部102的桥接结构111和电气连接结构118电气地和机械地联接。在特定示例性实施例中,当底部106与中间部104机械地联接时,熔断器接收器124与桥接结构111和/或电气连接结构118联接。
[0034] 在特定示例性实施例中,中间部104中包括一个或多个紧固结构126。各紧固结构126固定插入中间部104的腔室122中的熔断器。紧固结构126可与内表面124机械地联接、可为内表面124的纹理、可为内表面124的不同材料、可利用压缩力推靠在熔断器的外表面上、可为某一其它结构,或可为以上的任何组合。紧固结构126可由不导电材料制成。在特定示例性实施例中,在紧固结构126在熔断器插入腔室122中时与熔断器的导电部接触的情况下,紧固结构126由导电材料制成并与顶部102的桥接结构111和/或电气连接结构118电气地联接。
[0035] 中间部104可包括联接结构105。联接结构105允许中间部104与一体式连接器端头100的底部106机械地联接。联接结构105包括壁152,该壁152可具有与中间部104的其余部分的腔室122大致相同的截面尺寸。在特定示例性实施例中,联接结构105的腔室132中包括一个或多个紧固结构150。各紧固结构150与上述紧固结构126大致相似,除了联接结构105的紧固结构150可用来固定插入联接结构105的腔室132中的导体这一点以外。在特定示例性实施例中,壁152与壁128相同。
[0036] 一个或多个联接元件135可配置在壁152上和/或与壁152机械地联接。联接元件135与底部106的相应联接元件140机械地联接。此类联接元件135的示例可包括但不限于配合螺纹(如图1B所示)、槽、紧固装置、接收孔洞和夹具。在特定示例性实施例中,联接结构
105的联接元件135允许中间部104与底部106可移动地联接。这种可移动的联接允许底部
106松开和/或可相对于中间部104分离。这种情况下,可从一体式连接器端头100移除和接近熔断器组件(下文参照图2描述)。
[0037] 联接结构105和中间部104的其余部分可由单件(如由模具)制成。替换地,或另外,联接结构105和中间部104的其余部分可以是利用若干联接方法——包括但不限于环树脂粘合、压合接头、热熔合和配合螺纹——中的一种或多种方法彼此机械地联接的单独部件。
[0038] 在特定示例性实施例中,一体式连接器端头100的底部106与中间部104机械地联接。具体地,底部106可与联接结构105机械地联接。底部106具有壁172,该壁具有内表面144和外表面130。壁172的内表面144构成熔断器组件可穿过其中的腔室142。
[0039] 在特定示例性实施例中,底部106中包括一个或多个密封结构170。各密封结构170固定插入底部106的腔室142中的导体。密封结构170可与内表面144机械地联接、可为内表面144的纹理、可为内表面144的不同材料、可利用压缩力推靠在导体的外表面上、可为某一其它结构,或可为以上的任何组合。密封结构170可由不导电材料制成。
[0040] 除固定导体外,当底部106与中间部104机械地联接时,密封结构170可抵靠导体而形成密封以防止流体进入腔室142。这种情况下,底部106与中间部104之间的可移动联接在底部106与中间部104联接时可引起密封结构170压缩,并且在底部106与中间部104分离时可引起密封结构170回缩。
[0041] 例如,如图1B所示,第二端部105的内表面144包括与联接结构105的配合螺纹135螺纹联接的配合螺纹135。密封结构170在腔室142内朝第二端105的底侧定位。在此示例中,密封结构170为可压缩的压盖。此示例中的密封结构170由内表面144中的夹头部(collet)174保持在腔室142内的适当位置。当底部106和中间部105螺纹联接在一起时,联接结构105的底端抵靠密封结构170施加压缩力。由于密封结构170由夹头部174保持就位,所以该压缩力引起结构170朝腔室142的中央向内扩张。因此,当导体位于腔室142内时,密封结构170在导体周围绷紧,从而防止流体进入中间部104的腔室122中(或减少进入量)。
[0042] 密封结构170可由若干材料——包括但不限于橡胶、凝胶体和塑料——中的一种或多种材料制成。此外,或在替换方案中,可使用其它密封结构170来固定导体并在导体周围提供防止物质(例如,流体、灰尘)进入中间部104的腔室122的密封。其它密封结构170可包括但不限于滑动屏障(sliding barrier)和可叠置屏障(stackable barrier)。
[0043] 底部106的外表面130可包括帮助允许使用者联接和分离底部106和中间部104的一个或多个结构。这些结构的示例可包括但不限于边(用于接纳扳手以帮助转动底部106)、纹理化表面和握持表面。
[0044] 顶部102的外表面110、中间部104的壁128和/或底部106的壁172可由单件(如由模具)制成。替换地,或另外,顶部102的外表面110、中间部104的壁128和/或底部106的壁172可为利用若干联接方法——包括但不限于环氧树脂胶合、压合接头、热熔合和配合螺纹——中的一种或多种方法彼此机械地联接的单独部件。
[0045] 图2示出了根据特定示例性实施例的熔断器组件200的截面侧视图。在一个或多个实施例中,可省略、重复和/或代替图2所示的构件中的一个或多个构件。因此,熔断器组件的实施例不应当被视为局限于图2所示的构件的特定布置结构。
[0046] 现在参照图1和2,熔断器组件200插入一体式连接器端头100的底部中。具体地,熔断器组件200插入穿过底部106的腔室142、穿过联接结构105的腔室132并进入中间部104的腔室122。熔断器组件200包括熔断器222、熔断器保持器220、导体接收器230和接触构件210。
[0047] 熔断器222是具有两个导电端215、225(也称为顶端215和底端225)的电气装置,所述两个导电端与穿过熔断器222的内部的低电阻电阻器228的各侧电气地联接。位于熔断器222的内侧的低电阻电阻器228可为在过大的电流流过其中时熔化的金属丝或金属带。在正常的电气工况下,熔断器222允许电力(例如,电压、电流)流过它,从一端(例如,顶端215)经电阻器228到另一端(例如,底端225)流出。
[0048] 当流过熔断器222的电流和/或电压变得过高(部分取决于熔断器222的额定值和尺寸)时,熔断器222内部的电阻器228击穿(失效),从而形成熔断器222的端部215、225之间的开路。因此,熔断器222是对负载源电路提供过电流保护的牺牲装置。换言之,当熔断器222内的电阻器228熔化时,其上连接有熔断器222的电路被中断。过大的电流可因若干原因中——包括但不限于短路、电流和/或电压过载、不匹配负载和装置失效——中的一种或多种原因流过熔断器222。为了一旦在熔断器222已失效后重新连接通过熔断器222的电路,更换熔断器222和/或熔断器222内部的电阻器228。熔断器222内部的电阻器228可为永久性的或可更换的。同样,整个熔断器222可为永久性的或可更换的。
[0049] (顶端215与底端225之间的)熔断器222的外表面由不导电材料制成。熔断器222的外表面可由若干材料——包括但不限于陶瓷、玻璃、塑料、玻璃纤维、模制的层压件和模制的压缩纤维——中的一种或多种材料制成。用于该外表面的材料可取决于若干因素——包括但不限于额定电流、电压等级和应用——中的一种或多种因素。
[0050] 熔断器222的端部215、225可具有相同或不同的尺寸和/或形状。熔断器222的端部215、225可具有圆形端部、扁形端部、引线、焊盘和/或任何其它合适的形状。熔断器222可符合若干标准——包括但不限于国际电工技术委员会(IEC)标准60269、NEC标准NFPA70和UL标准248——中的一个或多个标准。此外,熔断器222可具有额定电压和/或额定电流,其代表熔断器222在失效而形成开路之前将允许从其中通过的最大电压和/或电流。熔断器222可具有的额定值的示例包括但不限于1A、30A、600V和1000V。
[0051] 在特定示例性实施例中,熔断器保持器220具有第二端224、第一端226和中间部240。熔断器保持器220的第二端224可由导电材料制成并且可电气地和机械地联接至熔断器222的顶端215和接触构件210。熔断器保持器220的第一端226也可由导电材料(与第二端
224相同或不同的材料)制成并且可电气地和机械地联接至熔断器222的底端225和导体接收器230。
[0052] 在特定示例性实施例中,熔断器保持器220具有成形且尺寸设定成接收一个或多个熔断器222的第二端224(也称为第二端224)和第一端226(也称为第一端226)。熔断器保持器220可由若干材料——包括金属(例如,铜、合金、铝、不锈)、塑料、尼龙、某种其它材料或它们的任何组合——中的一种或多种材料制成。熔断器保持器220的端部224、226可具有一定程度的物理柔韧性(例如,夹子)以允许在压缩和/或张紧下保持熔断器222的端部215、225并且还通过施加一定量的力以便从熔断器保持器220移除熔断器222的端部215、
225而移除所述端部。这种情况下,熔断器222可(例如在熔断器222失效时)由使用者更换。
[0053] 熔断器保持器220也可具有与熔断器保持器220的各端部215、225机械地联接的中间部240。中间部240可由与用于熔断器保持器220的端部215、225的材料相同或不同的材料制成。在特定示例性实施例中,中间部240由不导电材料制成。
[0054] 导体接收器230(包括接收结构)可由导电材料制成。导体接收器230的接收结构位于导体接收器230的远端并与下文参照图3描述的导体的导电部机械地和电气地联接。导体接收器230在近端与熔断器保持器220的第一端226电气地和机械地联接。因此,导体接收器230还与熔断器222的底端225电气地联接。
[0055] 导体接收器230的接收结构可为允许导体接收器230固定和/或可移除地联接至导体的若干结构中的一个或多个结构。例如,如图2所示,导体接收器230的接收结构为具有足以至少接收导体的导电部的尺寸(例如,截面形状、周长、直径)的管。这种情况下,该接收结构可由韧性表面制成,该韧性表面可被压接或以其它方式操作以固定地联接至导体(以及因此熔断器保持器220的第一端226和熔断器222的底端225)。如果导体接收器230为熔断器夹,则该管可为熔断器夹的一部分。
[0056] 用于导体接收器230的接收结构的其它示例可包括但不限于压合接头、孔洞、紧固装置和可刺穿导体的绝缘部且与导体的导电部机械接触的若干尖刺物(或类似的突出装置)。可存在用于单个导体接收器230的单个接收结构。替换地,可存在用于单个导体接收器230的多个接收结构。
[0057] 接触构件210可由导电材料制成。接触构件210与熔断器保持器220的第二端224机械地(例如,固定地、可移除地、螺纹地)联接。此外,当熔断器组件200插入一体式连接器端头100中时,接触构件210与电气连接结构118和/或桥接结构111机械地联接。这种情况下,接触构件210也与电气连接结构118和/或桥接结构111电气地联接。在特定示例性实施例中,实际接收接触构件210并与该接触构件机械地联接的结构(例如,电气连接结构118、桥接结构111)也可称为接触构件接收器或熔断器接收器。
[0058] 接触构件210可具有一定的形状和/或尺寸,该形状和/或尺寸提供与电气连接结构118和/或桥接结构111的充分物理接触以使得接触构件210与电气连接结构118或桥接结构111之间的电力传送避免接地故障、过电流、过温和/或任何其它不利的电气工况。例如,如图1B和2所示,接触构件210为销,并且桥接结构111具有尺寸与该销大致相同的腔室。结果,当熔断器组件200插入一体式连接器端头100中时,该销与桥接结构111机械地联接。
[0059] 在特定示例性实施例中,接触构件接收器(例如,电气连接结构118、桥接结构111)包括一个或多个固定结构(未示出)。固定结构可为在熔断器组件200插入一体式连接器端头100中时将接触构件210保持在适当位置的任何结构。固定结构的示例可包括但不限于与沿着接触构件210的外表面的突起互补的沿着接触构件接收器的内表面的相应的轻微突起(例如,隆起部)、配置在接触构件接收器和接触构件210上的凹口和槽以及配合螺纹。
[0060] 在特定示例性实施例中,接触构件210和熔断器保持器220的第二端224与桥接结构111和/或电气连接结构118集成在一起。这种情况下,可省略熔断器保持器220的中间部240。当得到的熔断器组件200插入中间部104的腔室122中时,熔断器的顶端215露出并在腔室122的顶部处与接收结构(例如,桥接结构111、电气连接结构118)机械地联接以形成电气连接。
[0061] 图3示出了根据特定示例性实施例的示例性导体300。在一个或多个实施例中,可省略、重复和/或替代图3所示的构件中的一个或多个构件。因此,导体的实施例不应当被视为局限于图3所示的构件的特定布置结构。
[0062] 现在参照图1-3,导体300可包括导电部310和绝缘(不导电)部320。导电部310可由一种或多种可载送电力(例如,电流、电压)的导电材料(例如,铜、铝)制成。导体300可载送的电流和/或电压的量取决于若干因素——包括但不限于导体300的导电部310的尺寸(例如,截面积)、导体300的导电部310的材料和环境温度——中的一个或多个因素。导体300的导电部310的尺寸可根据美国线规(AWG)和/或任何其它标准进行分类。例如,导体300(或更具体地导体300的导电部310)的尺寸可在12AWG与8AWG之间(包括这两个值)。导电部310可为实心材料、束在一起的若干实心材料、网状材料或以任何其它合适的构型布置的材料。
[0063] 导体300的绝缘部320封包住导体300的一个或多个导电部310。导体300的绝缘部320可由一种或多种不导电材料(例如,橡胶、尼龙、塑料)制成。在特定示例性实施例中,可利用工具(例如,剥线钳、刀子)分多次移除绝缘部320以使得导电部310露出。这种情况下,露出的导电部310可与导体接收器230机械地和电气地联接。
[0064] 导体300可为封包在单个绝缘部320中的单个导电部310。替换地,导体300可为封包在单个绝缘部320中的多个导电部310。在又一个实施例中,导体可为封包在多个绝缘部320中的单个导电部310。替换地,导体300可为封包在多个绝缘部320中的多个导电部310,如同多导体电缆中一样。导体300的另一端可与电气系统中的另一个装置连接。例如,对于PV太阳能系统而言,导体300的另一端可与PV太阳能面板或收集器联接。
[0065] 参照图1-4,图4示出了根据特定示例性实施例的与一体式连接器端头100机械地联接的连接器400的侧视图。在特定示例性实施例中,连接器400是与一体式连接器端头100的顶部102互补的连接器部。具体地,连接器400具有与顶部102机械地和/或电气地联接的一个或多个结构(例如,电气连接结构410、配合夹420)。在此示例中,配合夹420可插入到两个腔室113中并且与这两个腔室113联接,所述两个腔室在孔洞112处形成在连接器联接部109的上壁114中。此外,电气连接结构410(例如,销)可插入顶部102的电气连接结构118中并与该电气连接结构联接。
[0066] 当连接器400与一体式连接器端头100的顶部102机械地联接时,两个构件也彼此电气地联接,从而允许电力流过两个构件。连接器400可用于任何类型的电气连接器。例如,如果电气连接器的连接器联接部109为标准MC4公接口,则连接器400可为标准MC4母接口。
[0067] 为了使连接器400与一体式连接器端头100的顶部102分离,可在连接器400和/或顶部102上施加释放机构。例如,使用者可通过在连接器400的可压缩侧450的两端施加向内的力来下压可压缩侧450。当施加足够的向内的力时,配合夹420在连接器联接部109的两个腔室113内移动。这种情况下,如果在维持可压缩侧450上的向内的力的同时施加向外的力(沿反方向拉动连接器400和顶部102),则可使连接器400与顶部102分离。当连接器400和顶部102分离时,各构件也电气地分离。
[0068] 图5示出了根据特定示例性实施例的包括图4的连接器400的连接器组件500的透视图。具体地,连接器组件500包括利用连接套环520与连接器400机械地联接的主体510。主体510的另一端具有穿过其中的导体540。导体540可与电气系统中的另一个装置连接。例如,对于PV太阳能系统而言,导体540的另一端可与PV太阳能面板或收集器联接。
[0069] 示例性实施例提供了集成有熔断器的改进的连接器。具体地,使用者(例如,电工)可仅利用单一动作来将导体与熔断器组件联接(例如,压接熔断器组件的导体接收器以将导体接收器与导体的导电部机械地和电气地联接)。使用者然后可将熔断器组件插入连接器主体中并手动上紧连接器主体的端部件以固定导体和熔断器组件并防止连接器主体外部的物质(例如,水分、灰尘)进入导体主体的腔室中。特定示例性实施例允许使用者在不使用(或有限地使用)工具的情况下组装导体、熔断器组件和连接器主体。此外,示例性实施例可提供给使用者熔断器被可靠地接纳在连接器主体中的视觉指示。示例性实施例可供若干尺寸和/或形状的导体和/或熔断器使用。
[0070] 此外,示例性实施例节省安装和维护电气系统的时间、材料和费用。具体地,将示例性连接器与文中描述的一体式熔断器保持器联用可减轻或消除对接线盒、导线管、端子块、熔断器盒、导体和若干其它构件的需求。此外,示例性连接器与一体式熔断器保持器的联用可提供关于导体的若干电气和/或机械益处中的一个或多个益处。此类益处可包括但不限于应变消除、容易安装、容易维护、更换因过电流和/或过温状态导致的熔断的熔断器的时效性和连接器与一体式熔断器保持器的连接的视觉确认。
[0071] 尽管文中描述的实施例是参考示例性实施例做出的,但本领域的技术人员应理解的是,各种改型也在本发明的范围和精神内。本领域的技术人员应理解的是,文中描述的示例性实施例不限于任何具体讨论的应用,并且文中描述的实施例是说明性的而非限制性的。根据对示例性实施例的描述,本领域的技术人员将想到其中示出的元件的等效方案,并且本领域的从业者将想到利用本发明构造其它实施例的方式。因此,示例性实施例的范围不受本文的限制。
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