CN101010841A - 低压开关装置的供电系统 - Google Patents

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CN101010841A CNA2005800289542A CN200580028954A CN101010841A CN 101010841 A CN101010841 A CN 101010841A CN A2005800289542 A CNA2005800289542 A CN A2005800289542A CN 200580028954 A CN200580028954 A CN 200580028954A CN 101010841 A CN101010841 A CN 101010841A
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Abstract

本发明涉及一种用于低压开关装置的供电系统，其具有一装配设备(5)和至少一个母线(1)，所述装配设备用于将至少一个机电开关装置(2)安装在一安装平面(14)上，其中，所述开关装置(2)在其自身的至少一第一侧面(13)上具有外壳开口(3)，所述母线采取下述布置方式，即，所述已装配的开关装置(2)的所述外壳开口(3)在垂直于所述安装平面(14)的方向上基本位于所述母线(1)与所述安装平面(14)之间。根据本发明，可提供一种紧凑而安全的供电系统，其中用于保持所述外壳开口(3)畅通的第一构件(10，11a，11b，12)布置在所述母线(1)和所述安装平面(14)之间。

Description

低压开关装置的供电系统
技术领域
本发明涉及一种用于低压开关装置的供电系统。
背景技术
举例而言，为能借助机电和电子开关装置用一供电系统向工业用电设备供电，会在开关盒中使用这样一个系统。
已知的供电系统具有一连接在供电系统上的母线系统与一装配设备，母线系统与开关装置的输入侧相连，装配设备用于固定开关装置。根据连接在输出端上的用电设备的需要，安装面上安装有例如用于短路跳闸的断路器、电动机软起动器、用于接通和断开电动机的接触器、紧凑型分支或过载继电器。此外，在特定情况下，这种类型的供电系统可能还包括不带保险丝的用电设备支路。
当一断路器断开触头来切断短路时，首先会出现一电弧。断路器具有排气孔，用于将在此过程中产生的热电离气体，即所谓的等离子体导出外壳。为确保能使等离子体无阻碍地排出外壳，必须使排气孔一直保持畅通无阻。因此，在装配断路器时必须注意，排气孔不得受到阻塞。
另一方面，为在开关盒中取得尽可能高的组装密度，人们还力求将供电系统设计得尽可能紧凑，并避免使用长的连接线路。例如，在WO 0062386A1中公开的一种供电系统中，母线直接安装在断路器上，从而实现了一很短的供电连接线路(参见图1)。但在这个系统中，断路器的排气孔可被随意接触到，因而原则上存在被阻塞的可能。
图2显示一所谓的笼式弹簧供电系统(cage clamp feed system)。这个系统公开在产品目录“Siemens CA012003”中，其优点主要在于，系统所具有的结构构造可避免排气孔受到阻塞。这个供电系统可以使用笼式弹簧连接技术为多个断路器或完整的用电设备支路供电或配电。这个系统的基本部件是一具有三相母线的基本模块，三相母线与供电系统相连。
母线布置在装配完毕的断路器下面。为使断路器的输入侧与母线相连，系统内布置有连接条，借助这些连接条与一连接插头可以实现母线与断路器之间的电接触。连接条与断路器的上侧之间存在一自由空间，电路断开时，等离子体可通过这个自由空间不受阻碍地排出断路器，其中，排气孔位于断路器的上侧。通过所选布置方案可以有效防止上述自由空间受到阻塞。
发明内容
本发明的目的是提供一种紧凑而稳定的供电系统。
这个目的通过一种用于低压开关装置的供电系统而达成，所述供电系统具有
-一装配设备，其用于将至少一个机电开关装置安装在一安装平面上，其中，所述开关装置在其自身的至少一第一侧面上具有复数个外壳开口，以及
-至少一个采取下述布置方式的母线，即，当一开关装置装配时，所述外壳开口和用于保持外壳开口畅通的第一构件在垂直于所述安装平面的方向上基本位于所述母线与所述安装平面之间。
由于母线布置在非常靠近开关装置的供电触头的位置上，因此，本发明对母线的这种布置方式使母线和开关装置的供电触头之间的连接线路变得很短。同时，所述用于保持外壳开口畅通的构件可防止所述开口受到阻塞。此外，所述构件还可避免由于开关装置的第一侧面上被有意或无意地堆放上物体而使外壳开口受到阻塞。
与笼式弹簧供电系统不同，这个对工作稳定性具有决定性影响的优点并不一定会使供电系统的物理高度显著增大，因为在本发明的系统中，为向开关装置供电而在开关装置与母线之间建立的连接并不经过开关装置上具有排气孔的那个侧面。
本发明的供电系统的优点尤其表现在一个实施例中，在这个实施例中布置有一装配设备，其用于安装至少一个实施为机电断路器的开关装置和/或至少一个实施为具有断路器功能的组合式开关装置的开关装置，其中，外壳开口用作排气孔，用于排出在断路器或紧凑型分支断开过程中产生的等离子体。在此情况下，通过使用可使外壳开口保持畅通的构件，可以确保等离子体无阻碍地从排气孔排出，从而例如避免发生相短路(phase short circuit)。
然而，用于保持外壳开口畅通的构件的优点不仅体现在使用具有短路断流功能的开关装置的实施例上，所述具有短路断流功能的开关装置例如为上文所述的断路器和具有断路器功能的组合式开关装置。在本发明的一个实施例中，用于保持外壳开口畅通的构件同样可以提高系统的工作稳定性，其中，装配设备用于安装一实施为软起动器的开关装置，外壳开口实施为用于冷却所述软起动器的通风孔。如果通风孔受到阻塞，则无法保证对软起动器进行充分冷却。借助用于保持通风孔畅通的构件可以避免通风孔受到阻塞。
具有本发明的特征的供电系统的工作稳定性可以得到进一步提高，其方法为，所述供电系统具有用于保持其他外壳开口畅通的第二构件，所述的其他外壳开口布置在开关装置的第二侧面上，所述第二侧面位于开关装置的第一侧面的相对侧。所述的其他排气孔一般分配给开关装置的输出侧触头。通过使用可使开关装置的其他外壳开口保持畅通的第二构件，也可确保输出侧上的外壳开口不会受到不允许的阻塞。在一用作断路器的开关装置中，在切断一短路电流过程中所产生的等离子体点火可由此无阻碍地排出所述开关装置。
在一实施为软起动器的开关装置中，所述的其他外壳开口的作用是与布置在开关装置的第一侧面上的外壳开口一起确保软起动器进行有效通风。
用于保持外壳开口畅通的构件可采取不同的实施方式。举例而言，用于保持外壳开口畅通的第一和/或第二构件可以具有一包围所述外壳开口的框架，所述框架基本上无间距地布置在开关装置的第一和/或第二侧面上。
如果所述框架具有复数个间隔壁，所述间隔壁与所述框架及外壳开口共同构成复数个通道，其中，每个外壳开口分配有一通道，那么上述实施方式则特别有利。在此情况下，所述间隔壁在此可起到两方面的作用。其一，与所述框架共同构成一栅形结构，所述栅形结构可有效防止外壳开口由于障碍物及较小物体的堆积而发生阻塞。其二，在一实施为断路器的开关装置中，间隔壁将用作排气孔的外壳开口正上方的区域分离开，从而使在断路过程中从各排气孔排出的等离子体流能够彼此分离。由此可避免等离子体流间出现击穿，并避免发生由此而引起的相短路。
如果有物体被放置在配有间隔壁的框架上，则可确保电弧放电所产生的气体向断路器的多个侧面排放。因此，方便的方案为，间隔壁和/或框架具有缝隙。将这些缝隙布置在不关键的区域内，即电弧燃烧区域的上方，是有利的。因而，借助这些缝隙可避免发生相短路。然而，如果配有间隔壁的框架被部分遮盖，所述气体可以向缝隙方向逸散。
也可选择性地在间隔壁上布置切口，所述切口布置在每个间隔壁远离开关装置的第一侧面的边缘上和/或框架远离开关装置的第一侧面的边缘上。所述切口能起到与所述缝隙相同的作用。根据在此选定的切口布置位置，通过切口所建立的间隔壁之间的连接通道同样也布置在不关键的区域内。
为避免排气孔被体积较小的物体阻塞，方便的方案为，用于保持外壳开口畅通的第一和/或第二构件具有一用于遮盖外壳开口的细网眼结构，所述结构位于用于保持外壳开口畅通的第一和/或第二构件远离外壳开口的一侧上。如果将配有间隔壁的框架用作用于保持外壳开口畅通的第一和/或第二构件，则还可用一网栅或一网状结构遮盖框架。由此可避免外壳开口受到某些部件的阻塞，这些部件由于体积很小而有可能掉入由间隔壁构成的通道内。
用于保持排气孔畅通的第一和/或第二构件的一种从结构角度而言非常简单的实施方式是，用于保持外壳开口畅通的第一和/或第二构件具有至少两个销钉。
最简单的情况为，所述第一和/或第二构件只包括这两个销钉。这两个销钉构成布置在开关装置的一个侧面上的外壳开口的界线，从而防止其受到阻塞。理想方案为，在所述销钉远离外壳开口的一侧上布置一细网眼结构，例如一网栅，这种结构可以防止外壳开口受到较小物体的阻塞。
在本发明的一个有利实施例中，用于保持外壳开口畅通的第一构件与一用于固定母线的固定装置成一整体。在此可以使用例如一框架结构，其中，所述框架具有一用于容纳绝缘母线的固定夹持装置。或者，还可将所述框架实施为与一母线盒成一整体，母线布置在所述母线盒内。
附图说明
下面借助附图所示的实施例对本发明作进一步说明，其中：
图1为复数个实施为断路器的开关装置与一母线系统的布置图；
图2为一笼式弹簧供电系统；
图3为一具有一用于保持外壳开口畅通的构件的供电系统，所述构件实施为配有复数个间隔壁的框架；
图4为一具有一用于保持外壳开口畅通的构件的供电系统，所述构件包括两个销钉与一网栅；
图5为一供电系统，其中，一实施为配有复数个间隔壁的框架、用于保持外壳开口畅通的构件与一母线盒成一整体。
具体实施方式
图1显示复数个实施为断路器的开关装置2与一母线系统的布置图。在这个在现有技术水平下已知的系统中，母线1安装在断路器2的外壳开口3的前面，外壳开口3用作排气孔，因此，排气孔3可保持畅通，断路器2的供电触头与母线1之间的连接线路也被最短化。当母线1采取这样一种布置方式时，可以实现很小的物理高度。在开关盒中进行安装时由此可以取得一个很高的组装密度。
图1所示的布置方案的缺点在于，无法防止排气孔3受到不允许的阻塞。此外，也无法排除排气孔3受到被有意或无意堆放的物体阻塞的可能性。排气孔3如果受到阻塞，由于在断路过程中产生了等离子体点火，因此在断路器2和/或相邻器件的接线端子区域内会发生相短路。
图2显示一笼式弹簧供电系统，这个系统通过采取一相应结构使上文所述的可能造成排气孔阻塞的缺点得以避免。在该笼式弹簧供电系统中，母线位于断路器2的后面。为能进行供电，母线电位能够通过安装面5和连接条(connection web)4而分接，其中，连接条4位于断路器2具有排气孔3的一侧的上方。连接条4与断路器2的供电触头之间的接触最终借助一连接插头6而实现。
断路器2具有排气孔3的一侧与连接条4或连接插头6之间布置有足够大的间距，这一间距能确保等离子体不受阻碍地排出所述断路器。但这种结构上的措施会使供电系统的物理高度明显有所增大。
图3显示一具有一用于保持外壳开口3畅通的构件的供电系统，所述构件实施为配有复数个间隔壁7的框架11a。复数个实施为断路器的开关装置2借助一实施为顶帽轨条(top-hat rail)的装配设备5固定在一安装平面14中。在图3所示的本发明的实施例中，母线1紧邻断路器2的供电触头，由此可避免出现长距离的连接线路，也可确保整个供电系统结构的紧凑性。同时，框架11a及其间隔壁7也可防止用作排气孔的外壳开口3受到阻塞。框架11a和间隔壁7针对每个排气孔3构成朝排气孔3方向的通道9。间隔壁7借此将断路时产生的等离子体流彼此分离，从而防止因排出的等离子体而发生相短路。
此外，间隔壁7上布置有横切于等离子体的排放方向的缝隙8。缝隙8与排气孔3之间的距离须满足下述条件，即，缝隙8能防止发生相短路。缝隙8的另一作用在于：当个别通道9发生阻塞时，电弧放电过程中产生的气体仍可以通过缝隙8而进入相邻通道9，并从那儿向上逸散，从而避免过压现象以及由此而引起的电弧被压回相关器件的现象的出现。在间隔壁和框架远离断路器的边缘上布置切口来替代所述缝隙，也可实现相似的功能。
框架11a和间隔壁7共同发挥的防止排气孔3受到阻塞的保护功能还可以得到进一步改进，这种改进是通过使用实施为网栅的细网眼结构10遮盖各通道9而实现的。网栅10还可防止排气孔3受到体积较小的部件的阻塞。
图4显示一本发明的从结构角度而言特别易于实现的实施例，其中，一供电系统具有一用于保持外壳开口畅通的构件，所述构件包括两个销钉11b与一网栅10。销钉11b在母线1与安装平面14之间建立起一机械连接。网栅10可以例如简单地置于销钉11b之上，或者与母线1或安装平面14相连。借助于销钉11b，网栅10与外壳开口3之间便具有了足够大的安全间距。
这个实施例没有针对将开关装置实施为断路器的情况而设置额外的用于分离等离子体流的装置。
图5显示一供电系统，其中，一实施为配有复数个间隔壁7的框架、用于保持外壳开口畅通的构件与一母线盒12成一整体。此外，在所示实施例中，装配设备5也与包括母线盒12和所述框架及其间隔壁7所构成的复合体设计成一整体。这种实施为不可分机械单元的供电系统能最大限度地防止排气孔受到不允许的阻塞。布置在母线盒12内的母线非常靠近开关装置的供电触头，从而使供电系统获得一紧凑的结构形式。
本发明并不仅限于附图所示的示范性实施例。更确切地说，还存在其他可行的、为本发明所包括的实施例，前提是这些实施例须遵循下述基本思路，即，在开关装置2的第一侧面上，用于保持外壳开口畅通的第一构件11a、11b布置在母线1与安装平面14之间。也可以用一密封面来替代图4所示的网栅10，前提是所述密封面与外壳开口之间须保持足够大的间距。也可以用一插塞连接来替代销钉11b，所述插塞连接允许用装配设备5来安装网栅10。用于构成这样一种插塞连接的相应构件也可以采取与图5所示的实施例相似的实施方式，即，与装配设备5成一整体。也可以将装配设备和用于保持外壳开口畅通的框架实施为一整体，在此情况下，一母线盒例如借助一插塞连接与所述框架固定在一起。
图4所示的实施例同样可以与一间隔壁结构相结合，所述间隔壁结构嵌入由销钉11b和母线1构成的结构中，从而也可起到分离等离子体流的作用。这个实施例在布置或不布置起遮盖作用的网栅10的情况下均可实施。此外，所示的用于保持外壳开口3畅通的构件也可布置在断路器2的两侧上，以便同时在输入侧和输出侧上防止外壳开口受到阻塞。所述供电系统并非只用于向断路器供电。更确切地说，安装面上，尤其是断路器之间也可安装其他不同类型的开关装置或支路，例如电动机的软起动器、用于接通和断开电动机的接触器、过载继电器或不带保险丝的用电设备支路。

Claims (10)

1.一种用于低压开关装置的供电系统，所述供电系统具有，
一装配设备(5)，所述装配设备用于将至少一个机电开关装置(2)安装在一安装平面(14)上，其中，所述开关装置(2)在其自身的至少一第一侧面(13)上具有外壳开口(3)，以及
至少一个采取下述布置方式的母线(1)，即，当一开关装置装配时，所述外壳开口(3)和用于保持所述外壳开口(3)畅通的第一构件(10，11a，11b，12)在垂直于所述安装平面(14)的方向上基本位于所述母线(1)与所述安装平面(14)之间。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，
所述装配设备(5)用于安装至少一个实施为机电断路器的开关装置(2)和/或至少一个实施为具有断路器功能的组合式开关装置的开关装置(2)，所述外壳开口(3)用作排气孔，用于排出在所述断路器或所述紧凑型分支断开过程中产生的等离子体。
3.根据权利要求1或2中的一项权利要求所述的供电系统，其特征在于，
所述装配设备(5)用于安装一实施为软起动器的开关装置(2)，所述外壳开口(3)实施为用于冷却所述软起动器的通风孔。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的供电系统，其特征在于，
所述供电系统具有用于保持其他外壳开口畅通的第二构件，其中，所述的其他外壳开口布置在所述开关装置(2)的一第二侧面上，所述第二侧面位于所述开关装置(2)的所述第一侧面(13)的相对侧。
5.根据权利要求1和4中任一项权利要求所述的供电系统，其特征在于，
所述用于保持所述外壳开口(3)畅通的第一和/或第二构件具有一包围所述外壳开口的框架(11a)，所述框架基本上无间距地布置在所述开关装置(2)的所述第一和/或第二侧面上。
6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的供电系统，其特征在于，
所述框架(11a)具有间隔壁(7)，所述间隔壁与所述框架(11a)及所述外壳开口(3)共同构成通道(9)，其中，每个所述外壳开口(3)分配有一通道(9)。
7.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的供电系统，其特征在于，所述间隔壁(7)和/或所述框架(11a)具有缝隙(8)。
8.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的供电系统，其特征在于，
所述用于保持所述外壳开口畅通的第一和/或第二构件具有一用于遮盖所述外壳开口(3)的细网眼结构(10)，所述细网眼结构位于用于保持所述外壳开口(3)畅通的第一和/或第二构件远离所述外壳开口(3)的一侧上。
9.根据权利要求1至8中任一项权利要求所述的供电系统，其特征在于，
所述用于保持所述外壳开口(3)畅通的第一和/或第二构件具有至少两个销钉(11b)。
10.根据权利要求1至9中任一项权利要求所述的供电系统，其特征在于，
所述用于保持所述外壳开口(3)畅通的第一构件与一用于固定所述母线(1)的固定装置成一整体。
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