专利名称：模块化测试插头的制作方法
模块化测试插头相关申请的交叉引用本申请要求对于2009年7月29日提交的第61/229，352号美国临时专利申请的 优先权，其通过整体弓I用结合于此。
背景技术：
可以在从工厂到电力公司的任何用电环境中发现保护继电器。继电保护应用可以 包括电机、发电机、变压器、电站母线、线路和电路、系统接地、网络系统、引示线、引示通道、 输电线、引示继电器、备用电源、重新闭合、同步、甩负荷、频率和许多更多应用。通常，继电器与将高电流和电势减少至可供继电器、计量器和/或仪器使用水平 的电流互感器和电压互感器相结合进行操作。继电器通过测试开关端子电连接到系统。每 个测试开关可以与一个或者多个继电器关联。一般有必要在继电器从它的壳中移开时或者 在相邻测试开关断开时将线路和负载端子短路。测试开关提供这一必要短路或者旁路特 征。如果未执行这一短路/旁路功能，则可能出现安全危险和/或变压器损坏。在图1中示出并且用标号10大体上标示一种示例性现有技术测试开关。广泛多 种可用测试开关允许许多类型的应用。如本领域普通技术人员众所周知，这些应用可以包 括具有所有电势开关、所有电流开关或者其一些组合的测试开关。测试开关10在它的前面上包括布置成五(5)组的10个开关12a至12j。在用于 现有技术测试开关10的图1中所示实施例中，有与相应电流互感器(未示出)关联的两个 开关，即开关12a和12b。测试开关10还包括八(8)个电势开关，即开关12c和12d、12e和 12f、12g 和 12h、12i 和 12j。在图2a和图2b中示出了与电流互感器关联的一对开关的一个例子。该成对开关 包括比如具有短接刀片14的开关12a这样的开关和比如无短接刀片的开关12b这样的开 关。具有短接刀片的开关12a在断开时提供在该开关断开时对线路和负载端子的所需短 路。开关12b提供电流测试插口 16。在测试开关10的后面上提供用于连接到继电器的二十个端子。当测试开关10装 配于转换板(未示出)中时，可从面板的前方接近开关12a至12j，并且仅可从板的后方接 近后面上的端子。与匹配测试开关配合的在用(in-service)测试插头被设计成在继电器在用之时 使用，以便在外部测试电路的电势、电流或者其它可能特性。测试插头的使用并不影响电路 本身或者结合电路起作用的任何关联保护设备的操作。现有技术的在用型测试插头在它们的构造上受约束并且被开发专用于与具体匹 配开关配置一起使用。旧设备仅可能有数目有限的配置，这致使如果不引入新开关或者尺 寸可变的开关则这些旧设备将来将毫无用处。因此本领域需要一种能够易于以多个配置来放置的在用测试插头。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于与测试开关一起使用的测试插头组件。该 测试插头组件包括定位于堆叠布置中的多个模块，至少一个模块具有用于容纳在测试开关 中的向外延伸导电刀片。刀片在模块内电连接到适合于容纳外部电插头的第一电连接器。 每个模块还包括第一通孔。端板定位于多个模块的每端上。柄与多个模块隔开，在端板之 间延伸并且固定到端板。第一杆在端板之间延伸并且固定到端板上。每个模块的第一通孔 在处于堆叠布置中时对准。在对准的第一通孔中容纳第一杆。根据本发明的另一方面，公开一种用于与测试开关一起使用的测试插头组件。该 测试插头组件包括定位于堆叠布置中的多个模块，每个模块具有用于容纳在测试开关中的 向外延伸导电刀片。刀片在每个模块内电连接到适合于容纳外部电插头的至少一个电连接 器。端板定位于多个模块的每端上。柄与多个模块隔开，在端板之间延伸并且固定到端板。 每个模块在第一侧上包括多个凹陷，而在与第一侧相反的第二侧上包括布置成在处于堆叠 布置中时将容纳在相邻模块的凹陷中的多个凸起特征部。
图1是本发明的测试插头插入到其中的示例性现有技术测试开关的等距图2a是一对单独现有技术开关的右侧视图2b是一对单独现有技术开关的前视图3是根据本发明的测试插头组件的等距图4是测试插头组件的右侧视图5是测试插头组件的顶视图6是测试插头组件的分解图7是第一模块类型的右前侧立面视图8是图7的模块的左后侧立面视图9是图7的模块的左后侧立面视图，其中壳的一半被移开；
图10是第二模块类型的右前侧立面视图11是图10的模块的左后侧立面视图12是图10的模块的左后侧立面视图，其中壳的一半被移开；并且
图13是插入到示例性现有技术测试开关组件中的本发明的测试插头组件的等距图
具体实施例方式根据本发明的在用测试插头组件(下文称为“测试插头组件”)提供一种用于在操 作中时测量电路的可量化特性的手段。因而，测试插头组件提供在刀型和/或电流插口开 关与外部计量装置之间的接口。如下文将讨论的那样，测试插头组件在构造上模块化并且 由多个可堆叠的元件构成。每个单独元件对应于单个开关单元，并且包括与用于同测试设 备引线一起使用的香蕉型插口电连接的插头。用于每个元件的壳保证电元件相互绝缘而又 提供结构互连特征。堆叠的元件由通杆保持，并且该设备包括方便握柄。现在参照图3-图6，示出并且用标号100大体上标示根据本发明的测试插头组件。 测试插头100主要地包括在一对相反端板104之间延伸的多个单独模块102a-102j。柄106在与单独模块102隔开的位置跨接于端板104之间。如从图中可见，示出了两个不同模块类型。模块102a、102d、102h和102i包括具 有大体上伸长“Y”形的刀片108，并且模块102b、102c、102e、102f、102g和102 j包括具有大 体上伸长展平形状的刀片110。然而应当理解任何数目的模块可以使用于本发明的测试插 头组件中。具体而言，如下文将更详细讨论的那样，由于测试插头组件为模块化并且模块可 互换，所以可以容易地互换各种模块类型。现在参照图7-图9，模块102a、102d、102h和102i适合于对接测试开关10中的竖 直刀片。模块102a、102d、102h和102i各自包括外壳112。根据一个实施例，外壳112被 注模和形成为大体上对称的两个半部。刀片108包括形成大体上V形顶端116的两个弯曲 相邻金属元件114。刀片108延伸到壳112中，其中电连接器118电连接到刀片108。在一 个实施例中，电连接器118是适合于容纳香蕉插头的香蕉插口。可见电连接器118从刀片 108垂直延伸并且与前孔120对准。电连接器118容纳然后可以连接到计量器或者任何其 它适当电气设备的电插头(未示出)，例如香蕉插头。刀片108固定地保持于壳112的两个半部内。电连接器118和凹槽销122与刀片 108接合，以将它保持于壳112内。为此，电连接器118的部分123延伸于金属元件114的 向外弯曲部分125之间以防止刀片18相对于壳112的纵向移动。刀片108也定位于圆柱 形销122中的凹槽124以内，以将刀片118固定于壳112内。壳112还包括延伸到壳112中但是不包括电连接器的后孔126。后孔126未使用 于这一模块中，其被单独地提供是因为壳元件112是在多个不同类型的模块中使用的共同 部分。还应当理解壳112在一侧上包括多个凸起特征部128，而在相反侧上包括多个凹 陷130。如图7和图8中可见，凸起特征部128在尺寸上设定成并在位置上定位成当组装测 试插头组件时容纳在相邻模块上的凹陷130中。如将更详细讨论的那样，这一配置提高测 试插头组件的稳定性。模块102还包括在与刀片108相反的一侧上从壳112向外延伸的一对圆柱形突出 部132。每个突出部132包括圆化法兰134。模块102还包括从壳112向外延伸并且形状 为半圆柱体的一对突出部136。突出部136包括在突出部136的弯曲部分周围的圆化法兰 138。如图5和图6中可见，突出部136与相邻模块102上的匹配突出部136对准，以形成 形状与突出部132相同的圆柱形突出部。提供突出部132和136以便于用户缠绕或者以别 的方式保持连接到电连接器118的电线。现在参照图10-图12，模块102b、102c、102e、102f、102g和102 j适合于与测试开 关10中的电流插口 16接合。模块102b、102c、102e、102f、102g和102 j基本上类似于上文 讨论的模块102a、102d、102h和102i，不同之处在于刀片110和内部电连接以下述方式有所 不同。相似标号表明相似元件。刀片110是具有第一导体元件140和第二导体元件142的 三件组合元件。导体元件140和142通过定位于其间的绝缘条144来相互隔开和电绝缘。刀片110延伸到壳112中，其中电连接器146电连接到第一导体元件140。在图 10-图12的实施例中，电连接器146延伸经过第一和第二电元件140和142。然而第二电 元件142通过绝缘体150来与电连接器146电绝缘。在一个实施例中，电连接器146是适 合于容纳香蕉插头(未示出)的香蕉插口。可见电连接器146从刀片110垂直延伸并且与前孔120对准。电连接器146容纳电插头，例如香蕉插头，该插头然后可以连接到计量器或 者任何其它适当电气设备。刀片110进一步通过延伸经过刀片110的销148来保持于壳112内，以防止相对 于壳112的纵向移动。销148固定于壳112的两个半部之间。以这一方式，刀片10固定于 壳112内，然而应当理解销148未提供第一与第二导体元件140与142之间的电路径。第二电元件142比第一电元件140向后延伸更远。电连接器152电连接到第二电 元件142。如图10-图12的实施例中所示，电连接器152延伸经过并且电连接到第二电元 件142。在一个实施例中，电连接器152是适合于容纳香蕉插头(未示出)的香蕉插口。可 见电连接器152从刀片110垂直延伸并且与后孔126对准。电连接器152容纳电插头，例 如香蕉插头，该插头然后可以连接到计量器或者任何其它适当电气设备。模块102b、102c、102e、102f、102g和102 j包括与电势模块相同的外部特征，这些特 征包括具有匹配凹陷130的凸出特征部128以及具有法兰134和138的突出部132和136。所有模块102还包括在与电连接器118、146和152垂直的方向上延伸经过壳112 的一对通孔154。如图6中可见，在每个模块102上的通孔154与相邻模块上的通孔154对 准，从而形成经过模块102的堆叠的连续孔。杆156延伸经过每个孔并且由螺栓158固定 到每个端板104。以这一方式，模块102在端板104之间固定就位。由于在每个邻接模块 102中的匹配凹陷130中容纳每个模块102的凸起特征部128，所以实现了进一步稳定性。柄106类似地通过一对螺栓160固定于每个端板104之间。一旦组装，编号条162 可以固定于堆叠的模块102之上，从而使得能够易于识别各个模块。测试插头组件100然 后可用于插入到测试开关组件中。应当明显的是，针对任何数目的测试开关配置容易地重新配置测试插头组件100。 除了上述模块之外，还可以使用任何数目的模块类型。另外，根据关联测试开关可以使用空 白间隔物(即仅为无刀片的壳)。在一个实施例中，测试插头组件100可以与ABB公司的 FT开关系列一起使用。然而本发明可以与使用刀型单极接触或者具有类似配置的其它类型 的任何电气测试开关一起使用。现在参照图13，示出了插入到示例性现有技术测试开关10中的本发明的测试插 头100。在插入时使刀片108和110与开关电接触。以这一方式，可以通过电连接器118、 146和152测量和监视来自开关的电信号。由于可以按照客户的确切规格来定制各测试开关组件和对应测试插头组件，所以 开关配置的几乎无限组合是可能的。测试插头组件100的模块化设计允许配置和重新配置 电流、电势和/或其它模块以确切地匹配任何测试开关布置。此外，模块化的后突出部有助 于组织测试引线并且如果任何外力向测试线施加张力则提供一种为香蕉插头连接器减轻 应力、由此防止测试引线的意外或者无意脱落的方法。将理解，已经仅出于说明的目的而提供前文描述并且该描述并不理解为限制本发 明。尽管已经参照实施例描述本发明，但是应理解这里已经使用的词语是描述和示例性词 语而非限制性词语。另外，虽然这里已经参照具体结构、材料和/或实施例描述本发明，但 是本发明并不限于这里公开的特定细节。实际上，本发明延及比如在所附权利要求书的范 围内的所有功能等效结构、方法和用途。从本说明书的教导中受益的本领域技术人员可以 对其实现诸多修改，并且可以在其各方面进行改变而不脱离本发明的范围和精神实质。
权利要求
一种用于与测试开关一起使用的测试插头组件，所述测试插头组件包括定位于堆叠布置中的多个模块，所述模块中的至少一个模块具有用于容纳在所述测试开关中的向外延伸导电刀片，所述刀片在所述模块内电连接到适合于容纳外部电插头的第一电连接器，每个所述模块还包括第一通孔；定位于所述多个模块的每端上的端板；与所述多个模块隔开的柄，在所述端板之间延伸并且固定到所述端板；第一杆，在所述端板之间延伸并且固定到所述端板；并且其中每个所述模块的所述第一通孔在处于所述堆叠布置中时对准，所述第一杆容纳在所述对准的第一通孔中。
2.根据权利要求1所述的测试插头组件，还包括第二杆，其中每个所述模块还包括第 二通孔，并且每个所述模块的所述第二通孔在处于所述堆叠布置中时对准，并且所述第二 杆容纳在所述对准的第二通孔中。
3.根据权利要求1所述的测试插头组件，其中每个所述模块在第一侧上包括多个凹陷 而在与所述第一侧相反的第二侧上包括布置成在处于所述堆叠布置中时将容纳在相邻模 块的所述凹陷中的多个凸起特征部。
4.根据权利要求1所述的测试插头组件，其中所述至少一个刀片包括形成大体上V形 顶端的两个弯曲相邻金属元件。
5.根据权利要求1所述的测试插头组件，其中所述至少一个刀片包括第一导体元件和 第二导体元件，所述第一和第二导体元件通过定位于其间的绝缘条来相互隔开和电绝缘。
6.根据权利要求1所述的测试插头组件，其中所述至少一个刀片也在所述模块之一内 电连接到适合于容纳外部电插头的第二电连接器。
7.根据权利要求1所述的测试插头组件，其中每个所述模块包括在与所述刀片相反的 一侧上从所述模块向外延伸的至少一个圆柱形突出部，所述突出部包括圆化法兰。
8.根据权利要求1所述的测试插头组件，其中每个所述模块还包括在与所述刀片相反 的一侧上从所述模块向外延伸的至少一个半圆柱体突出部，每个所述半圆柱体突出部包括 在其弯曲部分周围的圆化法兰，所述半圆柱体突出部在处于所述堆叠布置中时与相邻模块 上的半圆柱体突出部对准以形成圆柱形突出部。
9.根据权利要求1所述的测试插头组件，其中所述电连接器是香蕉插口。
10. 一种用于与测试开关一起使用的测试插头组件，所述测试插头组件包括定位于堆叠布置中的多个模块，每个所述模块具有用于容纳在所述测试开关中的向外 延伸导电刀片，所述刀片在各所述模块内电连接到适合于容纳外部电插头的至少一个电连 接器；定位于所述多个模块的每端上的端板；与所述多个模块隔开的柄，在所述端板之间延伸并且固定到所述端板；并且其中每个所述模块在第一侧上包括多个凹陷，而在与所述第一侧相反的第二侧上，包 括布置成在处于所述堆叠布置中时将容纳在相邻模块的所述凹陷中的多个凸起特征部。
11.根据权利要求10所述的测试插头组件，还包括在所述端板之间延伸并且固定到所 述端板的第一杆，并且各所述模块还包括第一通孔，其中各所述模块的所述第一通孔在所 述堆叠布置中时对准，并且所述第一杆容纳在所述对准的第一通孔中。
12.根据权利要求11所述的测试插头组件，还包括第二杆，其中每个所述模块还包括 第二通孔，并且每个所述模块的所述第二通孔在处于所述堆叠布置中时对准，并且所述第 二杆容纳在所述对准的第二通孔中。
13.根据权利要求10所述的测试插头组件，其中所述刀片包括多个不同类型，并且第 一类型的刀片包括形成大体上V型顶端的两个弯曲相邻金属元件。
14.根据权利要求13所述的测试插头组件，其中第二类型的刀片包括第一导体元件和 第二导体元件，所述第一和第二导体元件通过定位于其间的绝缘条来相互隔开和电绝缘。
15.根据权利要求10所述的测试插头组件，其中所述模块刀片中的至少一个模块刀片 也在所述模块之一内电连接到适合于容纳外部电插头的第二电连接器。
16.根据权利要求10所述的测试插头组件，其中每个所述模块包括在与所述刀片相反 的一侧上从所述模块向外延伸的至少一个圆柱形突出部，所述突出部包括圆化法兰。
17.根据权利要求10所述的测试插头组件，其中每个所述模块还包括在与所述刀片相 反的一侧上从所述模块向外延伸的至少一个半圆柱体突出部，每个所述半圆柱体突出部包 括在其弯曲部分周围的圆化法兰，所述半圆柱体突出部在处于所述堆叠布置中时与相邻模 块上的半圆柱体突出部对准以形成圆柱形突出部。
18.根据权利要求10所述的测试插头组件，其中所述电连接器是香蕉插口。
全文摘要
公开了一种模块化测试插头组件，其具有可以按多个不同配置来布置的设计。该测试插头组件包括具有用于插入到测试开关组件中的刀片的多个模块。这些模块定位于堆叠布置中，并且通过端板和在其间延伸的杆来固定在一起。
文档编号G01R1/04GK101988931SQ201010242968
公开日2011年3月23日 申请日期2010年7月28日 优先权日2009年7月29日
发明者A·鲍尔, R·巴尔, T·马斯特斯 申请人:Abb技术有限公司