JP5737660B2 - 分散型電力源を相互接続するための方法及び装置 - Google Patents

Description

[0001]光起電力エネルギーシステムの１つのタイプでは、複数の光起電力（ＰＶ）モジュールがアレイに配列されており、各モジュールは、ＤＣ−ＡＣインバータに結合されている。各インバータを各隣接するインバータに結合するデイジーチェーンケーブルを使用して、各インバータから出力ＡＣエネルギーが集められる。このケーブルは、そのＡＣエネルギーを電力グリッドに結合し易くするため接合ボックスにて終端されている。インバータを相互接続するこのケーブルは、典型的に、カスタムメイドとされ、ＰＶモジュールアレイの設置中に現場において組み立てられる。このようなケーブルの組立は、時間のかかるものであり、費用のかかるものであり、そして、誤りを引き起こす心配の多いものである。

[0002]従って、光起電力エネルギーシステムにおいてインバータを相互接続するための標準化フォーマットを有するＡＣ配線システムが当業分野において必要とされている。

[0003]本発明の実施形態は、一般的に、電力配線のための方法及び装置に係る。１つの実施形態では、この装置は、（i）電力ラインに結合するように構成されたケーブル内の導体に電気的に結合するための手段を有するプラグ、（ii）コネクタのガイドをするための第１の手段に結合するための手段、及び（iii）前記ガイドをするための第１の手段に結合するための手段内に配設され、前記ガイドをするための第１の手段を保持するための手段を含む接続ボックスを備えている。

[0004]本発明の前述したような特徴を詳細に理解できるように、概要について簡単に前述した本発明について、幾つかを添付図面に例示した実施形態に関して、以下により特定して説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の典型的な実施形態のみを例示したものであり、従って、本発明の範囲をそれに限定するものではなく、本発明は、同等の効果を発揮する他の実施形態を包含し得ることに注意されたい。

本発明の１つ以上の実施形態による光起電力エネルギーシステムのブロック図を示している。 本発明の１つ以上の実施形態によるＡＣ配線システムを備えるＰＶモジュール装置のブロック図である。 本発明の１つ以上の実施形態による接続ボックスの詳細斜視図を示している。 本発明の１つ以上の実施形態によるハウジングベース上に閉じられるハウジングカバーを有する接続ボックスを示している。 本発明の１つ以上の実施形態による接続ボックスの上部斜視図及び接続ボックスプラグの正面斜視図を示している。 本発明の１つ以上の実施形態によるドロップコネクタの上部斜視図及び正面斜視図を示している。 本発明の１つ以上の実施形態による接続ボックスに取り付けられたドロップコネクタの斜視図を示している。 本発明の１つ以上の実施形態による接続ボックス、ドロップコネクタ及びドロップケーブルの側面及び前面斜視図を示している。 本発明の１つ以上の実施形態による保護プラグカバーと組み合う接続ボックス及びソケットカバーと組み合うドロップコネクタソケットの分解部品配列斜視図を示している。 本発明の１つ以上の実施形態による配線システム内でトランクケーブルの末端を終端するのに使用される終端ブロックを示している。 本発明の１つ以上の実施形態によるＡＣ配線システムを電力グリッドに結合するための接合ボックスの１つの実施形態の上面図を示している。 本発明の１つ以上の代替的実施形態による接続ボックス及びドロップコネクタの分解部品配列斜視図を示している。 本発明の１つ以上の代替的実施形態によるプラグカバーを示している。 本発明の１つ以上の代替的実施形態によるソケットカバーを示している。 本発明の１つ以上の実施形態によるＡＣ配線システムアセンブリを形成するための方法のブロック図である。

[0020]本発明の１つ以上の実施形態による光起電力エネルギーシステム１００のブロック図を示している。このシステム１００は、複数の光起電力（ＰＶ）モジュール１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ（集約的にＰＶモジュール１０２と称される）と、複数の電力変換器１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ（集約的に電力変換器１０４と称される）と、配線システム１０６と、接合ボックス１１４と、を備える。本発明の１つの実施形態においては、これらＰＶモジュール１０２の各々は、個々の電力変換器１０４に結合されている。他の実施形態においては、１つのＰＶモジュール１０２が複数の電力変換器１０４に結合されてもよく、複数のＰＶモジュール１０２が単一の電力変換器１０４に結合されてもよく、又は、ＰＶモジュール１０２の複数の部分が各々１つの電力変換器１０４に結合されてもよい。１つの実施形態では、電力変換器１０４は、ＤＣ−ＡＣインバータであり、配線システム１０６は、ＡＣ電力を接合ボックス１１４へ、最終的には、ＡＣグリッドへと搬送する。他の実施形態では、電力変換器１０４は、ＤＣ−ＤＣ変換器であり、配線システム１０６は、ＤＣエネルギーを接合ボックス１１４におけるＤＣ−ＡＣインバータへと搬送してもよい（例えば、複数のＤＣ−ＤＣブースタが、ここで説明したものと類似の配線システムを介して集中型ＤＣ−ＡＣインバータに結合される）。一般的に、本発明の実施形態によれば、複数の分散型電力源（例えば、ＰＶモジュールと関連した電力変換器）が相互接続される。

[0021]配線システム１０６は、ケーブル１１８（トランクケーブル）と、複数の接続ボックス１１０Ａ−Ｆ（集約的に接続ボックス１１０と称される）と、終端ブロック１０８と、を備える。電力変換器１０４の各々は、ドロップコネクタ１１２及びドロップケーブル１１６を介して接続ボックス１１０に結合されている。

[0022]図示の実施形態では、電力変換器１０４よりも多くの接続ボックス１１０がある。ある幾つかの実施形態では、各接続ボックス１１０は、ドロップコネクタ１１２及びインバータへのドロップケーブル１１６に結合されている。他の実施形態では、ドロップコネクタ１１２Ｂ、１１２Ｄ及び１１２Ｆは、それぞれ、接続ボックス１１０Ｂ、１１０Ｄ及び１１０Ｆのコネクタピン（プラグ）のキャップの形であってよい（より詳細には、以下の図９及び図１３のプラグカバーを参照）。接続ボックス１１０の間の間隔Ｄは、一般的には、水平に整列されたＰＶモジュール１０２の中心の間の距離の半分である。このような実施形態では、接続ボックス１１０は、１つ置きで、電力変換器１０４に接続されている。このような配列については、図２に関して説明する。ＰＶモジュール１０２が垂直に整列されたような代替的実施形態では、各接続ボックス１１０が１つの電力変換器１０４に接続される。

[0023]配線システム１０６は、ケーブル１１８の末端に終端ブロック１０８を備える。ケーブル１１８の基端は、接合ボックス１１４に結合される。接合ボックス１１４は、ケーブル１１８の基端を電力グリッドへと結合する。終端ブロック１０８の実施形態については、図１０に関して詳細に説明し、接合ボックスの実施形態については、図１１に関して詳細に説明する。

[0024]配線システム１０６は、現場において光起電力システム１００を組み立てる前に、ケーブル１１８及び接続ボックス１１０と共に前もって形成しておくことができる。配線システムの長さは、現場にてシステムを設置する前に、切断しておくことができ、又は、現場にてケーブルスプールからその長さだけ容易に切断することもできる。ケーブル１１８がＰＶモジュール１０２の列の長さに切断されるとき、そのケーブル１１８は、ＰＶモジュール１０２に物理的に取り付けられ、ＰＶモジュール１０２の支持体を形成するストラットに取り付けられるか、又は、ＰＶモジュール１０２の支持体を形成するストラットの内側に置かれる。ある幾つかの実施形態では、接続ボックス１１０には、順次の番号（即ち、ボックス当たり１つの番号）が印刷されており、接続ボックス１１０の必要数が決定されるときに、ユーザがケーブル１１８の必要な長さを容易に識別できるようにしている。

[0025]本発明の１つの実施形態では、接続ボックス１１０は、トランクケーブル１１８に取り付けられ、そのアセンブリは、ケーブルスプールに巻かれる。接続ボックス１１０は、光起電力モジュールアレイと共に使用するために必要とされる間隔でもって、ケーブル１１８に沿って配置されている。通常のＰＶモジュールは、幅０．８ｍ、高さ１．６ｍの寸法を有している。１つの実施形態では、接続ボックス１１０の間隔は、０．７５ｍである。このような接続ボックス間隔を使用すると、ＰＶモジュール１０２がそのアレイに水平又は垂直に取り付けられとき、標準のケーブル１１８を使用することが可能とされる。水平に取り付けられる（図２に示されるように）ときには、接続ボックス１１０は、１つ置きで、電力変換器１０４に結合される。垂直に取り付けられるときには、どの接続ボックス１１０も電力変換器１０４に結合される。従って、ＰＶモジュール１０２のどのような配向を有するＰＶシステムにおいても、単一のケーブルシステムフォーマットを使用することができる。ＰＶモジュール１０２が取り付けられるとき、配線システム１０６は、適切な長さに切断され、末端でキャップされ、基端で接続ボックス１１４に接続され、ドロップコネクタ１１２を適当な接続ボックス１１０に接続するだけでよい。従って、光起電力システムを設置することができる速度が、実質的に高められる。

[0026]図２は、本発明の１つ以上の実施形態による配線システム１０６を備えるＰＶモジュール装置２００のブロック図である。それらＰＶモジュール１０２Ａ、１０２Ｂ及び１０２Ｃは、端と端とを接して、水平に設置されている。接続ボックス１１０は、トランクケーブル１１８に結合され、各々距離Ｄだけ離間されており、ここで、Ｄは、ＰＶモジュール１０２を横切る水平距離のほぼ半分である。一方の端部で、トランクケーブル１１８は、終端ブロック１０８にて終端しており、他方の端部で、トランクケーブル１１８は、接合ボックス１１４にて終端している。

[0027]接続ボックス１１０Ａ、１１０Ｃ及び１１０Ｅは、それぞれ、各ＰＶモジュール１０２の水平中心に近い、ＰＶモジュール１０２Ａ、１０２Ｂ及び１０２Ｃの背面に結合される。接続ボックス１１０Ａ、１１０Ｃ及び１１０Ｅは、更に、それぞれ、ドロップコネクタ及びドロップケーブル１１２Ａ／１１６Ａ、１１２Ｂ／１１６Ｃ及び１１２Ｃ／１１６Ｅを介して、それぞれ、電力変換器１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃに結合される。電力変換器１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃは、それぞれ、ＰＶモジュール１０２Ａ、１０２Ｂ及び１０２Ｃの背面に結合される。

[0028]接続ボックス１１０Ｂ、１１０Ｄ及び１１０Ｆは、使用されず、それぞれ、ドロップコネクタ又はプラグカバー１１２Ｂ、１１２Ｄ及び１１２Ｆにより終端される。

[0029]図３は、本発明の１つ以上の実施形態による接続ボックス１１０の詳細斜視図を示している。ケーブル１１８は、集約的にワイヤ３１２と称される５本の全配列ワイヤ３１２−１、３１２−２、３１２−３、３１２−４及び３１２−５を有するフラットケーブルであり、他の実施形態では、そのケーブル１１８は、４本の全配列ワイヤを備えるものでもよい。各ワイヤ３１２は、個々の絶縁体により包囲されたワイヤ導体３１４を備えており、ケーブル絶縁体がそのワイヤ絶縁体を取り囲んでいる。１つの実施形態では、それらワイヤ３１２は、例えば、２０アンペア及び６００ボルトの電流定格を有する１２アメリカンワイヤーゲージ（ＡＷＧ）である。４本ワイヤの実施形態では、それらワイヤ３１２は、接地、中性点及び２つのＡＣ相用として使用される。５本ワイヤの実施形態では、接地、中性点及び３つのＡＣ相用として使用され、別の仕方として、図３に示すように、５本のワイヤ３１２のうちの４本が接地、中性点及び２つのＡＣ相接続用として使用され、一方、１本のワイヤ３１２−５が使用されないままとされる。電力変換器１０４がＤＣ−ＤＣ変換器であり、配線システム１０６がＤＣエネルギーを搬送するような他の実施形態では、ケーブル１１８は、２本のワイヤ３１２を備える。

[0030]図３に示す接続ボックス１１０は、１本のワイヤ３１２が接続されない（即ち、使用されない）ままとされるような５本ワイヤケーブル１１８を使用している。接続ボックス１１０は、コネクタ３０２及び接続領域３０６を形成するように、射出成形プラスチックで形成されている。コネクタ３０２は、ドロップコネクタ１１２に機械的に結合するための機械的プラグラッチ３０４をそのコネクタ３０２の各水平端に備えている。他の実施形態では、コネクタ３０２は、より少ない又はより多くのプラグラッチ３０４を備えることができ、及び／又はドロップコネクタ１１２に結合するための他の機構を使用することができる。

[0031]プラスチックコネクタ３０２には、このコネクタ３０２のプラグ部分（即ち、プラグ３０３）を形成するピン（即ち、図５に関して以下に説明するプラグピン５０６）が挿入されている。これらピンは、接続ボックス１１０の接続領域３０６内でそれぞれ圧着型コネクタ３１０−１、３１０−２、３１０−３及び３１０−４に最終的には結合される接続ボックス導体３０８−１、３０８−２、３０８−３及び３０８−４に電気的に結合される。組立中において、ケーブル１１８内のワイヤ導体３１４−１、３１４−２、３１４−３及び３１４−４は、ケーブル及びワイヤ絶縁の部分を取り除くように機械的又はレーザーストリッピングを使用して露出させられる。図３に示した実施形態では、接続ボックス１１０は、ケーブル１１８の下から設置され、圧着型コネクタ３１０−１、３１０−２、３１０−３及び３１０−４は、それぞれ、その露出されたワイヤ導体３１４−１、３１４−２、３１４−３及び３１４−４と整列させられる。圧着型コネクタ３１０−１、３１０−２、３１０−３及び３１０−４は、それぞれ、露出ワイヤ導体３１４−１、３１４−２、３１４−３及び３１４−４の周りに圧着させられ、１ピン対１ワイヤ導体３１４の電気接触を形成する。

[0032]接続ボックス１１０の上部部分（即ち、ハウジングカバー３３８）は、接続ボックス１１０の底部部分（即ち、ハウジングベース３３６）を覆うように折りたたまれて、それら接続部分を包囲するようにされる。機械的ラッチにより、ハウジングカバー３３８がハウジングベース３３６に対して保持され、その接続領域が包囲されるようになる。図３に示した実施形態の如きある幾つかの実施形態では、ハウジングカバー３３８は、このハウジングカバー３３８の内部に対して直角に配設された１対のハウジングラッチ３４０と、コネクタ３０２の上部に対して直角に配設された１対のハウジングラッチ３４２と、を備えている。ハウジングカバー３３８がハウジングベース３３６を覆うように折りたたまれるとき、ハウジングラッチ３４０及び３４２は、それぞれ、ハウジングベース３３６及びハウジングカバー３３８の対応する穴に係合し、ハウジングカバー３３８をハウジングベース３３６に対して固定する。

[0033]ある代替的実施形態では、圧着型コネクタ３１０を使用できるようにケーブル１１８及びワイヤ３１２を剥離する代わりに、ケーブル絶縁体を取り除き、突き刺し型コネクタを使用し、ワイヤ絶縁体に突き刺すことにより、ケーブルワイヤ導体３１４との電気接続を形成するようにすることもできる。別の代替的実施形態では、突き刺し型コネクタを使用して、ケーブル絶縁体及びワイヤ絶縁体に突き刺すことにより、ワイヤ導体３１４に対する電気接続をなすようにすることもできる。

[0034]１つの実施形態では、３相電力を使用するときに、圧着型／突き刺し型コネクタのピンに対する配置は、ケーブル１１８に沿って各接続ボックス１１０において１相だけ回転される。相回転のこのような実施については、２０１０年１２月２１日に発行された「Apparatus for Phase Rotation for a Three-Phase AC Circuit」と題する米国特許第７，８５５，４７３号明細書に詳細に記載されており、この明細書の記載は、そのままここに援用される。

[0035]図４は、本発明の１つ以上の実施形態による、ハウジングカバー３３８をハウジング３３６上に閉じた接続ボックス１１０を示している。その後、それら電気接続を環境に対して保護するため、接続ボックス１１０に対してオーバーモールド（即ち、図５に関して以下に説明するオーバーモールド５０２）が施される。

[0036]図５は、本発明の１つ以上の実施形態による接続ボックス１１０の上部斜視図及び接続ボックスプラグ３０３の正面斜視図を示している。コネクタ３０２がオーバーモールド５０２から突き出すようにして、嵌合したハウジングベース３３６／ハウジングカバー３３８を覆うようにして、オーバーモールド５０２が施される。接続ボックス１１０がドロップコネクタ１１２と嵌合するときに環境シールが与えられるように、接続ボックス１１０のプラグ３０３の周りにＯリング５０４が配置される。

[0037]プラグ３０３は、それぞれ、ケーブルワイヤ導体３１４−１、３１４−２、３１４−３及び３１４−４に電気的に結合される、集約的にプラグピン５０６と称される４つのプラグピン５０６−１、５０６−２、５０６−３及び５０６−４を備えている。ある幾つかの他の実施形態では、プラグ３０３は、５つのケーブルワイヤ導体３１４に電気的に結合される５つのピン５０６を備える。各プラグピン５０６は、隣接するプラグピン５０６に関してピッチＰを有しており、１つの実施形態では、プラグピン５０６は、８．５ミリメートル（ｍｍ）のピッチを有する。ある幾つかの実施形態では、プラグピン５０６のうちの１つは、先切断後接続（メイク・ファースト・ブレイク・ラスト・コネクション）ができるように、他のプラグピン５０６より長くしておくことができる。

[0038]図６は、本発明の１つ以上の実施形態によるドロップコネクタ１１２の上部斜視図及び正面斜視図を示している。ドロップコネクタ１１２の物理的形状は、接続ボックスコネクタ１１０と結合して、環境的に確かな接続を形成するように設計されている。

[0039]ドロップコネクタ１１２は、各水平端部に配設されたソケットラッチ６０４を有するソケット６０２を備えている。これらソケットラッチ６０４は、コネクタ３０２のプラグラッチ３０４と嵌合するようなサイズ及び形状とされている。ドロップコネクタ１１２は、更に、ドロップケーブル導体６１０−１、６１０−２、６１０−３及び６１０−４（即ち、ドロップケーブル１１６内のワイヤ導体の如き導電性素子）が、それぞれ、ソケット６０２のプラグピンレセプタクル６１２−１、６１２−２、６１２−３及び６１２−４に電気的に結合されるような接続ハブ６０８を備える。それらプラグピンレセプタクル６１２は、コネクタ３０２のプラグピン５０６と嵌合するようなサイズ及び形状とされており、それにより、トランクケーブル１１８及びドロップケーブル１１６内の対応する導体が電気的に結合するようにされている。ある幾つかの実施形態では、ドロップケーブル１１２は、４つのプラグピンレセプタクル６１２（例えば、接地、中性点及び２つのＡＣ相に結合するための）を備えており、又、別の仕方として、ドロップコネクタ１１２は、５つのプラグピンレセプタクル６１２（例えば、接地、中性点及び３つのＡＣ相に結合するための）を備える。

[0040]図７は、本発明の１つ以上の実施形態による接続ボックス１１０に取り付けられたドロップコネクタ１１２の斜視図を示している。プラグラッチ３０４とソケットラッチ６０４とが嵌合して、ドロップコネクタ１１２を接続ボックス１１０に対して固定する。ある幾つかの実施形態では、プラグラッチ３０４のうちの１つ及び単一の対応するソケットラッチ６０４は、他のプラグラッチ３０４／ソケットラッチ６０４に関して異なるサイズとされ、接続ボックス１１０に関してドロップコネクタ１１２が適切に整列させられるようにしておくことができ、又、付加的に、又は、別の仕方として、プラグラッチ３０４のうちの１つ及び対応するソケットラッチ６０４は、整列が行えるように、他のプラグラッチ３０４／ソケットラッチ６０４に関して異なる形状及び／又は向きとしておくことができる。

[0041]ドロップコネクタ１１２を接続ボックス１１０から分離するのに、引き抜き工具７０２が使用される。ある幾つかの実施形態では、この工具７０２は、２つまたフォークの形状とされており、その各分岐部は、コネクタアセンブリの各側でソケットラッチ６０４からコネクタプラグラッチ３０４を離脱させるため、ドロップコネクタ１１２の縁部に沿って挿入されるような適当な形状とされている。工具７０２によりラッチ３０４及び６０４が離脱させられるとき、ドロップコネクタ１１２を、接続ボックス１１０から引き抜くことができる。他の実施形態では、工具７０２は、異なる形状であるが、ドロップコネクタ１１２を接続ボックス１１０から離脱させるための同じ機能を与えるようにすることができる。

[0042]図８は、本発明の１つ以上の実施形態による接続ボックス１１０、ドロップコネクタ１１２及びドロップケーブル１１６の側面及び前面斜視図を示している。この実施形態では、接続ボックス１１０は、ＰＶモジュール１０２に取り付けられた状態で示されている。他の実施形態では、この接続ボックス１１０は、ＰＶモジュール１０２のための構造的支持体に結合され、並びにその構造的支持体のストラット内に配置することができる。また、この実施形態では、電力変換器１０４は、ＰＶモジュール１０２に取り付けられた状態で示されている。他の実施形態では、インバータ１０４は、ＰＶモジュール１０２のための構造的支持体に結合され、又はその構造的支持体のストラットに結合され、又はＰＶモジュール１０２に近接した別の場所に結合されることができる。

[0043]図９は、本発明の１つ以上の実施形態による保護プラグカバー９０２（即ち、ドロップコネクタ１１２Ｂ、１１２Ｄ及び１１２Ｅ）と組み合う接続ボックス１１０及びソケットカバー９０４と組み合うドロップコネクタソケット６０２の分解部品配列斜視図を示している。プラグカバー９０２（又は、「キャップ」）は、接続ボックスコネクタ３０２と嵌合し、プラグ３０３のための環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。プラグカバー９０２は、ドロップコネクタ１１２が接続ボックスコネクタ３０２と結合されるのと同じようにして接続ボックスコネクタ３０２に結合される。プラグカバー９０２は、使用されていない及び／又はドロップコネクタ１１２に結合されないどの接続ボックス１１０のプラグピン５０６をも保護するのに、配線システム１０６内で使用される。引き抜き工具７０２は、プラグカバー９０２からプラグラッチ３０４を離脱させて、そのプラグカバー９０２を接続ボックス１１０から取り外すようにするのにも使用できる。

[0044]プラグカバー９０２と同様に、ソケットカバー９０４は、ドロップコネクタ１１２と嵌合し、ソケット６０２のための環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。ソケットカバー９０４は、ソケット６０２が接続ボックスコネクタ３０２に結合されていないときに、ドロップコネクタ１１２のソケットプラグピンレセプタクル６１２を保護する。ある幾つかの実施形態では、ソケットカバー９０４は、ソケット６０２に対してきっちりと「スナップフィット」することができ、ドロップコネクタ１１２からソケットカバー９０４を取り外すのに工具を使用する必要がないものとすることができる。別の仕方として、ソケットカバー９０４は、ソケットラッチ６０４に結合するためのプラグラッチ３０４と同様のラッチを備えることができ、このような実施形態では、ソケット６０２からソケットカバー９０４を取り外すのに、引き抜き工具７０２の如き工具を使用することができる。

[0045]ある幾つかの実施形態では、プラグカバー９０２及びソケットカバー９０４は、射出成形プラスチックで作ることができる。

[0046]図１０は、本発明の１つ以上の実施形態による配線システム１０６内でトランクケーブル１１８の末端を終端するのに使用される終端ブロック１０８を示している。この終端ブロック１０８は、ケーブル１１８の端部部分に沿って個々のワイヤ絶縁体からケーブル絶縁体を剥離することにより形成される。その内部へ部分的に延長している複数の孔１００４−１、１００４−２、１００４−３、１００４−４及び１００４−５（集約的に孔１００４と称される）を有するキャップ１００２が、ケーブル１１８の端部に取り付けられる。これら孔１００４は、ケーブル１１８内のワイヤ３１２のピッチに等しいピッチを有している。各ワイヤ３１２は、１つの孔１００４へ挿入される。それから、キャップ１００２は、シュリンクチューブ、ワイヤタイ、及び／又は環境保護カップリング１００６を使用してケーブル１１８にキャップ１００２を取り付ける他の手段を使用して、ケーブル１１８に結合される。１つの実施形態では、環境的保護を更に改善する（ケーブル端部を湿気侵入に対して保護する）ため、ワイヤ３１２及び／又はキャップ１００２は、グリースで被覆される。

[0047]ある幾つかの実施形態では、キャップ１００２は、５つの孔１００４を有することができ、他の実施形態では、キャップ１００２は、４つの孔１００４を有することができる。これら孔１００４の数は、ワイヤ３１２の数を越えてもよく、従って、キャップ１００２がケーブル１１８に結合されるときに、１つ以上の孔１００４が空のままであることがある。

[0048]図１１は、本発明の１つ以上の実施形態による配線システム１０６を電力グリッドに結合するための接合ボックス１１４の１つの実施形態の上面図を示している。この接合ボックス１１４は、配線システム１０６のケーブルワイヤ３１２と、ＡＣ電力グリッドに接続するコンジットワイヤ１１０２との間に環境的に保護された接続を与える。ケーブル１１８の基端は、接合ボックス１１４の側部におけるフィードスルー１１１０を通して延びる。ケーブル１１８の絶縁体は、ケーブルワイヤ３１２を露出させるように剥離される。ケーブルワイヤ３１２の端部の絶縁体は、ワイヤ導体３１４を露出させるように剥離される。同様に、各コンジットワイヤ１１０２の端部の絶縁体は、コンジットワイヤ導体１１０４を露出させるように剥離される。それぞれワイヤ３１２及び１１０２の剥離された端部で露出された導体３１４及び１１０４は、ワイヤナット１１０６（即ち、各ケーブルワイヤ／コンジットワイヤに対して１つのワイヤナット）又はワイヤ導体を互いに接続するための他の幾つかの手段を使用して、互いに電気的に接続される。このようにして、電力変換器１０４及びＰＶモジュール１０２により発生されたＡＣ電力は、電力グリッドに結合される。それら露出されたワイヤを環境に対して保護するため、接合ボックス１１４上にカバー（図示せず）が置かれる。

[0049]図１２は、本発明の１つ以上の代替的実施形態による接続ボックス１１０及びドロップコネクタ１１２の分解部品配列斜視図を示している。接続ボックス１１０は、実質的に形状において長方形であり、この接続ボックス１１０の本体内の電気接続を保護するため、トランクケーブル１１８の周りで嵌合されるハウジングベース１２３６及びハウジングカバー１２３８を備えている（即ち、このトランクケーブル１１８は、接続ボックス１１０を「貫通」している）。図１２に示す実施形態の如きある幾つかの実施形態では、トランクケーブル１１８は、フラットでなく実質的に丸形状であり、前述したように、４つ又は５つのワイヤを備えることができる。他の実施形態では、トランクケーブル１１８は、前述したように、フラットケーブルであってもよい。

[0050]接続ボックス１１０は、集約的にガイドピンレセプタクル１２０６と称される１対のガイドピンレセプタクル１２０６−１及び１２０６−２の間でハウジングカバー１２３８から突出するプラグ１２０２を備える。これらガイドピンレセプタクル１２０６−１及び１２０６−２は、集約的に解除孔１２０８と称される１対の解除孔１２０８−１及び１２０８−２の間に配置されており、他の実施形態では、これら解除孔１２０８は、ガイドピンレセプタクル１２０６の間にあってもよい。プラグ１２０２は、ハウジングカバー１２３８と一体成形された部分であってよく、ハウジングカバー１２３８、プラグ１２０２及びハウジングベース１２３６は、射出成形プラスチックで形成することができる。

[0051]プラグ１２０２は、ハウジングカバー１２３８を通して延長する、集約的にプラグピン１２０４と称されるプラグピン１２０４−１、１２０４−２、１２０４−３及び１２０４−４を取り囲んでおり、ある幾つかの実施形態では、これらプラグピン１２０４は、８．５ｍｍのピッチを有することができる。これらプラグピン１２０４は、導電性材料で形成され、接続ボックス１１０内で、ケーブル１１８のワイヤ導体３１４に１対１の対応で結合される。ある幾つかの実施形態では、ワイヤ導体３１４は、ケーブル及びワイヤ絶縁体の部分を除去するため、例えば、機械的又はレーザーストリッピングを使用して、組立中に露出させられ、プラグピン１２０４に結合される。各ワイヤ導体３１４は、中性点、接地又は特定のＡＣ相に対応させて識別され、個々のプラグピン１２０４に１対１の対応で電気的に結合される。ワイヤ導体３１４及びプラグピン１２０４は、半田付け、圧着又は同様の技法により電気的に結合される。他の幾つかの実施形態では、ケーブル絶縁体が除去され、プラグピン１２０４とワイヤ導体３１４との間の電気接続を形成するため、ワイヤ絶縁体に突き刺す突き刺し型コネクタを使用することができる。３相電力を使用するある特定の実施形態では、プラグピン１２０４に対する圧着型／突き刺し型コネクタの配置は、ケーブル１１８に沿って各接続ボックス１１０において１相だけ回転させられる（即ち、相回転技法が使用される）。

[0052]ある幾つかの実施形態では、ハウジングベース１２３６から外方へ延長する各プラグピン１２０４は、プラグと一体形成の部分である分割壁によって、プラグ１２０２内で他のプラグピン１２０４から分離することができる。付加的に又は別の仕方として、プラグピン１２０４のうちの１つは、先切断後接続（メイク・ファースト・ブレイク・ラスト・コネクション）を可能とするように、他のプラグピン１２０４よりもハウジングベース１２３６から更に外方へと延長させることができる。

[0053]ガイドピンレセプタクル１２０６及び解除孔１２０８は、プラグ１２０２に関して水平に整列される。解除孔１２０８は、全体的に円形状であり、接続ボックス１１０の幅を通して延長している。ガイドピンレセプタクル１２０６は、以下に更に説明するように、ドロップコネクタガイドピン１２４０と嵌合するようなサイズ及び形状とされている。一般的には、ガイドピンレセプタクル１２０６のうちの１つ、例えば、ガイドピンレセプタクル１２０６−１は、他のガイドピンレセプタクル１２０６、例えば、ガイドピンレセプタクル１２０６−２とは異なるサイズとされ、接続ボックス１１０に関してドロップコネクタ１１２を適切に整列させることができるようにしており、ある幾つかの実施形態では、このような整列は、ガイドピンレセプタクル１２０６のうちの１つを、他のガイドピンレセプタクル１２０６とは異なる形状及び／又は向きとすることにより、容易に行うことができる。

[0054]１対の保持バー１２１０−１がガイドピンレセプタクル１２０６−１及び隣接する解除孔１２０８−１を通して水平に延長しており、１対の保持バー１２１０−２がガイドピンレセプタクル１２０６−２及び隣接する解除孔１２０８−２を通して水平に延長している。保持バー１２１０は、ドロップコネクタ１１２を保持し、それらが互いに離れるように押圧され、その後にその元の位置へと戻るように配置されており、例えば、保持バー１２１０は、以下に更に説明するようにドロップコネクタ又はプラグカバー１３０２を保持するため以下に説明するような機能を与えるバネ機構又は任意の素子により所定位置に保持される接続ボックス１１０内に配設された可撓性のあるＵ字形状の素子の脚部のうちの１つ以上のものであってよい。

[0055]ドロップコネクタ１１２は、ソケット１２４８及び集約的にガイドピン１２４０と称されるガイドピン１２４０−１及び１２４０−２を備える。ガイドピン１２４０は、ソケット１２４８の各水平側部に配設される。ガイドピン１２４０−１及び１２４０−２は、それぞれ突出部１２４２−１及び１２４２−２で終端する、それぞれシャフト１２４４−１及び１２４４−２を備えており、それぞれガイドピンレセプタクル１２０６−１及び１２０６−２と嵌合するようなサイズ及び形状とされている。ある幾つかの実施形態では、ガイドピン１２４０は、十字形状の横断面を有することができる。

[0056]ドロップコネクタ１１２は、更に、ソケット１２４８内に配設され、集約的にプラグピンレセプタクル１２４６と称されるプラグピンレセプタクル１２４６−１、１２４６−２、１２４６−３及び１２４６−４を備える。ドロップコネクタ１１２内で、プラグピンレセプタクル１２４６の各々は、ドロップケーブル１１６内の異なる導電性素子（例えば、接地、中性点及び２つのＡＣ相ワイヤ）に電気的に結合される。ある幾つかの他の実施形態では、ドロップコネクタ１１２は、ドロップケーブル１１６内の５つのワイヤ（例えば、接地、中性点及び３つのＡＣ相）に結合するための５つのプラグピンレセプタクル１２４６を備えることができる。これらプラグピンレセプタクル１２４６は、接続ボックス１１０のプラグピン１２０４と嵌合するようなサイズ及び形状とされており、それにより、トランクケーブル１１８及びドロップケーブル１１６内の対応する導体が電気的に結合させられるようになっている。

[0057]ドロップコネクタ１１２が接続ボックス１１０に結合されるとき、ガイドピン１２４０は、ガイドピンレセプタクル１２０６へ挿入される。ガイドピンレセプタクル１２０６内の保持バー１２１０は、突出部１２４２がそれら保持バー１２１０の間を通るとき、離れるようにさせられる。それから、保持バー１２１０は、ガイドピンシャフト１２４４の周りに閉じて、ドロップコネクタ１１２を接続ボックス１１０に対してロックする。それに加えて、ソケット１２４８は、プラグ１２０２にスナップフィットして、ドロップコネクタ１１２を接続ボックス１１０に更に固定するようにすることもできる。ある幾つかの実施形態では、ドロップコネクタ１１２と接続ボックス１１０との間に環境シールを与えるため、Ｏリングがプラグ１２０２の周りに施される。

[0058]ドロップコネクタ１１２を接続ボックス１１０から離脱させるため、引き抜き工具１２５０を使用することができる。ある幾つかの実施形態では、この引き抜き工具１２５０は、テーパー付き分岐部を有する２つまたフォークの形状とされる。ドロップコネクタ１１２を接続ボックス１１０から解除するため、それら分岐部が解除孔１２０８へ挿入され、保持バー１２１０を離れるように広げて、ガイドピン突出部１２４２が保持バー１２１０の間を通過できるようにする。その時、ドロップコネクタ１１２を、接続ボックス１１０から引き抜くことができる。他の実施形態では、引き抜き工具１２５０は、ドロップコネクタ１１２を接続ボックス１１０から離脱させるための同じ機能を与えるような異なる形状のものとすることもできる。

[0059]図１３は、本発明の１つ以上の実施形態によるプラグカバー１３０２を示している。このプラグカバー１３０２は、プラグレセプタクル１３０４及びカバーガイドピン１３０６−１及び１３０６−２を備えている。このプラグカバー１３０２は、接続ボックス１１０と嵌合し、プラグ１２０２に対して環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。このプラグカバー１３０２は、ドロップコネクタ１１２が接続ボックス１１０に結合されるのと同じようにして接続ボックス１１０に結合され、使用されていない及び／又はドロップコネクタ１１２に結合されていないどの接続ボックス１１０のプラグピン１２０４を保護するのに使用される。引き抜き工具１２５０又は同様の工具は、その引き抜き工具の分岐部を解除孔１２０８へ挿入し、プラグカバー１３０２を接続ボックス１１０から引き抜くことにより、プラグカバー１３０２を接続ボックス１１０から離脱させるのに使用することができる。ある幾つかの実施形態では、プラグレセプタクル１３０４は、プラグ１２０２にきつく「スナップフィット」して、プラグカバー１３０２を接続ボックス１１０に固定するようにすることができる。このような幾つかの実施形態では、カバーガイドピン１３０６は必要とされず、プラグカバー１３０２は、単にプラグカバー１３０２を接続ボックス１１０から引き抜くことにより、接続ボックス１１０から離脱させられる。

[0060]ある幾つかの実施形態では、プラグカバー１３０２は、射出成形プラスチックで形成することができる。

[0061]図１４は、本発明の１つ以上の代替的実施形態によるソケットカバー１４１０を示している。このソケットカバー１４１０は、ダミープラグ１４１２及びガイドピンレセプタクル１４１４−１及び１４１４−２を備える。このソケットカバー１４１０は、ドロップコネクタ１１２と嵌合し、ソケット６０２に対する環境シールを与えるようなサイズ及び形状とされている。このソケットカバー１４１０は、接続ボックス１１０に結合されていないときに、ドロップコネクタ１１２のソケット１２４８を保護する。ある幾つかの実施形態では、プラグレセプタクル１３０４は、ソケット１２４８にスナップフィットして、プラグカバーをドロップコネクタ１１２に対して固定することができる。付加的に又は別の仕方として、プラグカバー１３０２は、ソケットカバー１４１０をドロップコネクタ１１２に固定するため、それぞれ接続ボックス解除孔１２０８及び保持バー１２１０と同様の解除孔及び保持バーを備えることができる。このような実施形態では、ソケットカバー１４１０をドロップコネクタ１１２から離脱させるのに、引き抜き工具１２５０又は同様の工具を使用することができる。

[0062]ある幾つかの実施形態では、ソケットカバー１４１０は、射出成形プラスチックで形成することができる。

[0063]図１５は、本発明の１つ以上の実施形態による配線システムアセンブリを形成するための方法１５００のブロック図である。この配線システムアセンブリは、接続ボックスに結合されるトランクケーブルを備えている。このトランクケーブルは、図３に示したトランクケーブル１１８の如きフラットトランクケーブルであり、図３に示したような接続ボックス１１０に結合できるものであり、又、別の仕方として、接続ボックスは、図１２に示したようなものでもよい。その接続ボックスは、この接続ボックスをドロップコネクタ１１２の如きドロップコネクタに結合するためプラグ３０３又はプラグ１２０２の如きプラグを備える。

[0064]この方法１５００は、ステップ１５０２で開始され、ステップ１５０４へ進む。ステップ１５０４にて、フラットトランクケーブル内のワイヤ導体が露出させられる。ワイヤ導体（例えば、ワイヤ導体３１４）を露出させるようにケーブル絶縁体及びワイヤ絶縁体の部分を除去するのに、機械的又はレーザーストリッピングを使用することができる。各ワイヤ導体は、プラグピン（例えば、プラグピン５０６）のうちの特定のピンに電気的に結合される接続ボックス導体（例えば、接続ボックス導体３０８）に整列させられるように、露出させられる。このようにして、接続ボックス導体に対する露出ワイヤ導体の配置により、フラットケーブルのどのワイヤが接続ボックスプラグのどのピンに電気的に結合されるかが決定される。

[0065]ある幾つかの実施形態では、トランクケーブルは、４つのワイヤを備えており、接続ボックス導体に結合するため４つのワイヤ導体の全てが露出させられ、他の実施形態では、トランクケーブルは、５つのワイヤを備えており、４つ又は５つのワイヤ導体が露出させられる。

[0066]この方法１５００は、ステップ１５０４に進み、そこで、トランクケーブルの露出された部分が接続ボックスの接続領域と整列させられる。図３に関して前述したように、接続ボックスの接続領域は、各々が接続ボックスコネクタのピンに１対１の対応にて結合される複数の接続ボックス導体を備えている。ある幾つかの実施形態では、接続ボックスは、４つのプラグピンに１対１の対応で結合される４つの導体を備えており、他の実施形態では、接続ボックスは、５つのプラグピンに１対１の対応で結合される５つの導体を備えている。トランクケーブルは、露出されたワイヤ導体が望ましいピンに対応する接続ボックス導体と整列させられるように、接続ボックスの接続領域と整列され、即ち、各露出ワイヤ導体は、そのワイヤ導体が特定の接続ボックスプラグピンに電気的に結合されるように、接続ボックス導体に整列させられる。３相電力を使用する１つの実施形態では、接続ボックスプラグピンに対するワイヤ導体の配置は、ケーブルに沿って各接続ボックスにおいて１つの相だけ回転される（即ち、相回転が使用される）。

[0067]この方法１５００は、ステップ１５０８へ進み、そこで、接続ボックス導体は、ワイヤ導体に電気的に結合される。ある幾つかの実施形態では、接続ボックス導体は、露出ワイヤ導体に結合するための圧着型コネクタ（即ち、接続ボックス導体当たり１つの圧着型コネクタ）で終端し、ケーブル及び接続ボックス導体を結合するためのこのような技法により、トランクケーブルにおいて欠陥接続ボックスを容易に交換することができるようになる。他の実施形態では、ケーブル及び接続ボックス導体を結合するための他の技法、例えば、半田付けの如き技法を使用することができる。

[0068]ある特定の実施形態では、トランクケーブル及びワイヤを剥離する代わりに、トランクケーブル絶縁体が除去され、トランクケーブルワイヤ導体との電気接続を形成するようにワイヤ絶縁体に突き刺すようにするため突き刺し型コネクタが使用され、又、別の仕方として、ケーブル絶縁体及びワイヤ絶縁体に突き刺してワイヤ導体との電気接続をなすようにするため突き刺し型コネクタが使用される。３相電力を使用する１つの実施形態では、接続ボックスプラグピンに対する圧着型／突き刺し型コネクタの配置は、ケーブルに沿って各接続ボックスにおいて１つの相だけ回転させられる（即ち、相回転が使用される）。

[0069]この方法１５００は、ステップ１５１０へ進み、そこで、接続領域は、ハウジングカバーにより覆われる。ある幾つかの実施形態では、そのハウジングカバーは、接続ボックスの一体成形された部分であり、接続領域を覆うように折りたたまれ、接続ボックスハウジングベースに機械的に結合されて、その接続領域を覆うことができる。他の実施形態では、そのハウジングカバーは、接続領域の上にはめ込まれ、接続ボックスハウジングベースに結合されてその接続領域を覆うような別体部品とされる。このハウジングカバーは、１つ以上の機械的ラッチ、クリップ又は同様の技法によりハウジングベースに固定することができる。

[0070]この方法１５００は、ステップ１５１２に進む。ステップ１５１２にて、嵌合した接続ボックスハウジングカバー／ハウジングベースの上に、オーバーモールド５０２の如きオーバーモールドが施される。このオーバーモールドは、接続領域内の電気接続を環境に対して保護する。

[0071]この方法１５００は、ステップ１５１４に進み、そこで終了する。

[0072]本発明の実施形態の前述の説明は、ここに説明した種々な機能を果たす多くの素子、装置、回路及び／又はアセンブリを含んでいる。これらの素子、装置、回路及び／又はアセンブリは、それらのそれぞれ説明された機能を果たすための手段の典型的な実施例である。

[0073]本発明の実施形態について前述してきたのであるが、本発明の基本的な範囲から逸脱せずに本発明の他の更なる実施形態が考えられるのであり、従って、本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載により決定されるものである。

１００・・・光起電力エネルギーシステム、１０２、１０２Ａから１０２Ｃ・・・光起電力（ＰＶ）モジュール、１０４、１０４Ａ〜１０４Ｃ・・・電力変換器、１０６・・・配線システム、１０８・・・終端ブロック、１１０、１１０Ａ〜１１０Ｆ・・・接続ボックス、１１２、１１２Ａ〜１１２Ｆ・・・ドロップコネクタ（プラグカバー）、１１４・・・接合ボックス、１１６、１１６Ａ〜１１６Ｃ・・・ドロップケーブル、１１８・・・ケーブル（トランクケーブル）（フラットケーブル）、２００・・・ＰＶモジュール装置、３０２・・・コネクタ（プラスチックコネクタ）、３０３・・・接続ボックスプラグ、３０４・・・機械的プラグラッチ、３０６・・・接続領域、３０８、３０８−１〜３０８−５・・・接続ボックス導体、３１０，３１０−１〜３１０−４・・・圧着型コネクタ、３１２、３１２−１〜３１２−５・・・ワイヤ、３１４、３１４−１〜３１４−４・・・ケーブルワイヤ導体、３３６・・・ハウジングベース（接続ボックスの底部部分）、３３８・・・ハウジングカバー（接続ボックスの上部部分）、３４０・・・ハウジングラッチ、３４２・・・ハウジングラッチ、５０２・・・オーバーモールド、５０４・・・Ｏリング、５０６、５０６−１〜５０６−４・・・プラグピン、６０２・・・ドロップコネクタソケット、６０４・・・ソケットラッチ、６０８・・・接続ハブ、６１０、６１０−１〜６１０−４・・・ドロップケーブル導体、６１２，６１２−１〜６１０−４・・・プラグピンレセプタクル、７０２・・・引き抜き工具、９０２・・・保護プラグカバー、９０４・・・ソケットカバー、１００２・・・キャップ、１００４、１００４−１〜１００４−６・・・孔、１００６・・・環境保護カップリング、１１０２・・・コンジットワイヤ、１１０４・・・コンジットワイヤ導体、１１０６・・・ワイヤナット、１１１０・・・フィードスルー、１２０２・・・プラグ、１２０４、１２０４−１〜１２０４−４・・・プラグピン、１２０６、１２０６−１〜１２０６−２・・・ガイドピンレセプタクル、１２０８、１２０８−１〜１２０８−２・・・解除孔、１２１０、１２１０−１〜１２１０−２・・・保持カバー、１２３６・・・ハウジングベース、１２３８・・・ハウジングカバー、１２４０、１２４０−１〜１２４０−２・・・ドロップコネクタガイドピン、１２４２、１２４２−１〜１２４２−２・・・ガイドピン突出部、１２４４、１２４４−１〜１２４４−２・・・ガイドピンシャフト、１２４６、１２４６−１〜１２４６−２・・・ガイドピンレセプタクル、１２４８・・・ソケット、１２５０・・・引き抜き工具、１３０２・・・ドロップカバー（プラグカバー）、１３０４・・・プラグレセプタクル、１３０６、１３０６−１〜１３０６−２・・・カバーガイドピン、１４１０・・・ソケットカバー、１４１２・・・ダミープラグ、１４１４、１４１４−１〜１４１４−２・・・ガイドピンレセプタクル、１５００・・・方法

Claims (8)

1. 接続ボックスを備える、電力配線のための装置であって、
   前記接続ボックスが、
   電力ラインに結合するように構成されたケーブル内の導体に電気的に各々が結合する複数のプラグピンを有するプラグと、
   コネクタの第１のガイドピンに結合するための第１のガイドピンレセプタクルと、
   前記第１のガイドピンを保持するために、前記第１のガイドピンレセプタクル内に配設された第１対の保持バーであって、前記第１のガイドピンを受け入れるため及び前記第１のガイドピンを解除するため離れるように広げられることができる、第１対の保持バーと、
   第１の解除孔であって、前記第１対の保持バーは、前記第１の解除孔内に配設され、引き抜き工具を前記第１の解除孔へと挿入することにより、離れるように広げられることができる、第１の解除孔と、
   を備えている、装置。
2. 前記接続ボックスは、更に、前記コネクタの第２のガイドピンに結合するための第２のガイドピンレセプタクルを備えており、
   前記第２のガイドピンレセプタクルは、
   （ｉ）前記第１のガイドピンレセプタクルとは、異なる形状とされており、
   （ii）前記第１のガイドピンレセプタクルとは、異なるサイズとされており、又は
   （iii）前記第１のガイドピンレセプタクルとは、異なる向きとされている、のうちの１つである、請求項１に記載の装置。
3. 前記保持バーは、広げられた後、引っ込められて、前記第１のガイドピンの突出部が前記保持バーの間を通過できないようにする、請求項１に記載の装置。
4. 前記プラグが環境的に封止されるように、前記プラグと嵌合するためのプラグカバーを更に備える、請求項１に記載の装置。
5. 前記コネクタを更に備えており、
   前記コネクタは、前記複数のプラグピンに結合するための複数のプラグピンレセプタクルを備える、請求項１に記載の装置。
6. 前記複数のプラグピンレセプタクルの各プラグピンレセプタクルは、ＤＣ−ＡＣインバータの出力側に電気的に結合される、請求項５に記載の装置。
7. （i）ケーブル、（ii）コネクタ、（iii）コネクタに結合され電力を変換するための手段、又は（iv）コネクタに結合され電力を変換するための手段のうちの少なくとも１つと、
   前記接続ボックスに電気的に結合され、前記電力を変換するための手段に物理的且つ電気的に結合されるＰＶモジュールと
   を更に備える、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
8. （ｖ）第２の複数のプラグピンを有する第２のプラグを備える第２の接続ボックス、及び（vi）第３の複数のプラグピンを有する第３のプラグを備える第３の接続ボックスを更に備えており、
   前記複数のプラグピン、前記第２の複数のプラグピン及び前記第３の複数のプラグピンは、互いに異なる構成にて前記ケーブルの導体に電気的に結合される、請求項７に記載の装置。

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