CN101796700B - 配电板 - Google Patents

Abstract

一种配电板，装配和电连接到多个断路器。该配电板包括具有顶表面的中心本体部分。至少一个母线定位于该中心本体部分内。成对相对支柱沿着该中心本体部分的纵向长度延伸。多个井从顶表面向下延伸，并且在各井的底部具有尖头。尖头电连接到母线。

Description

配电板

相关申请的交叉引用

本申请要求2007年8月6日提交的、标题为“Panelboard”、第60/954,231号美国临时专利申请的优先权，本申请依赖于其内容且该内容通过引用而整体结合于此，并且特此要求按照35U.S.C.119(e)的优先权权益。

技术领域

本发明涉及配电板，并且具体地涉及具有改进的安全特征的低电压配电板。

背景技术

配电板(也称为配电箱)当前在许多工业和商业应用中用作从电源向多个下游负载(例如照明设备、电源插座、电设备等)配送电力的装置。这些配电板提供用于使断路器与电源电耦合的多个连接点。通常，该电源是两相或者三相电源。如本领域中已知，断路器被设计成在超过预定负载时，断开通向下游负载的电路。

尽管这些现有技术的配电板在配电时有效，但是存在许多限制。现有技术的配电板由于它们的设计而包括许多暴露的“带电”电部件。这些带电部件在安装和维护期间存在电击风险。之所以这样具体是因为断路器通常通过将螺丝直接插入到配电的母线中而被固定到配电板。这要求安装者物理上接触(或者通过工具来接触)可能带电或者可能不带电的母线。

除了与安装和维护有关的安全问题之外，现有技术的配电板在高电流负载条件期间还易于故障。在这样的实例中，母线往往扭曲并且因而损坏或者破坏配电板。在极端实例中，可能发生火灾和/或爆炸。

因此，在本领域中需要一种对于安装者和维护人员而言更安全同时又实现改进的性能和电负载承载能力的配电板。

发明内容

一般而言，根据本发明的一种配电板适合于装配和电连接到多个断路器。该配电板包括具有顶表面的中心本体部分、定位于中心本体部分内的至少一个母线、沿着中心本体部分的纵向长度延伸的成对相对支柱、从顶表面向下延伸的多个井，这些井在各井的底部具有尖头，并且其中尖头电连接到至少一个母线。

根据本发明的另一方面，一种配电板适合于装配和电连接到多个断路器。该配电板包括具有顶表面的中心本体部分、定位于中心本体部分内的至少一个母线、适合于有选择地电耦合到断路器的多个电连接点，并且其中该中心本体部分由非导电填充材料填充，该填充材料适合于结构上支撑至少一个母线。

附图说明

图1是从一端去除盖的本发明的配电板的透视图。

图1A是图1的区域A的放大图。

图2是从一端去除盖并且向其装配有多个断路器组件的配电板的透视图。

图2A是图2的区域A的放大图。

图3是配电板的正视图。

图4是配电板的侧视图。

图5是从一端去除盖的配电板的顶视图。

图6是从一端去除盖的配电板的透视图。

图7是从替代角度并且从一端去除盖的透视图。

图8是示出了去除盖的端部支架的放大透视图。

图9是去除端部支架的根据本发明的配电板的顶视图。

图10是成对母线和叠加于母线之上的汇接区域的一部分的局部顶视图。

图11是图10的母线的侧视图。

图12是去除端部支架并且在填充材料应用之前的根据本发明的配电板的端透视图。

图13是去除端部支架并且在填充材料应用之后的根据本发明的配电板的端透视图。

图14是安装到配电板上的成对断路器组件的放大透视图。

图15是断路器组件的分解图。

具体实施方式

现在参照图1-图9，示出了总体上由标号10表示的配电板。配电板10包括形式为伸长矩形的中心本体部分12。本体部分12包括基本上沿着中心本体部分12的整个纵向长度延伸的成对装配支柱14。将支柱14提供为用于一个或者多个断路器组件16的装配区(见图2和图9)。为此，支柱14被成形为接收断路器16并且可以包括沿着其侧表面的纵向延伸突出部18。如将变得清楚的那样，突出部18提供用于断路器组件16上的装配接片20(见图15)的捕获点。装配支柱14还可以包括沿着其顶表面纵向延伸的通气槽22。通气槽22提供用于当断路器在故障条件期间断开时产生的热气逸出的装置。

中心本体部分12包括位于相对装配支柱14中心的汇接区域24。汇接区域24基本上沿着中心本体部分12的整个纵向长度延伸。装配条26居中固定于汇接区域24的顶表面上，并且基本上沿着中心本体部分12的整个纵向长度延伸。条26包括适合于接收螺纹紧固件30(见图15)的多个间隔的螺纹孔28，该紧固件将断路器组件16固定到配电板10。断路器组件16通过将装配接片20定位于突出部18上、然后在对准的孔28其中之一内插入和拧紧紧固件30而被固定到配电板10。装配条26可以包括金属材料，如钢或者铝，以便增添强度。然而，条26与配电板10中的任何带电电连接电绝缘。因此，断路器组件16可以安装于配电板10上而不直接或者用工具接触任何带电电连接。

汇接区域24还包括位于条26的任一侧上的、布置成成对相对行的多个井32。尖头34从各井32的底部向上延伸。如下文将更具体讨论的那样，各尖头34电连接到多个母线36之一(见图10)。尖头34凹陷于井32内(即各尖头34向上延伸的距离比井32的深度小)。因此，使尖头34在维修和安装断路器组件16期间免受意外接触。如后文将参照图15更具体讨论的那样，各断路器组件16包括向下延伸并且部分地接收在井32中的突出物38。在突出物36的底端是母线连接器40，该连接器接触尖头34，以将断路器组件16电连接到相应母线36。突出物38包括如下形状，该形状可以略小于井32，从而在插入时尖头34和母线连接器40无法为人的手指或者工具所接近。以这一方式防止与带电电连接的意外接触。

配电板10是可扩展的，因为可能并非在任何给定时间所有母线连接(井32)都在使用。保护未用井32中的尖头使其免于由于它们在井32内的凹陷位置所致的意外接触。另外，未用井32可以由帽(未示出)覆盖，该帽在未用井32之上卡扣就位以完全防止手指或者工具穿入井32中。

母线36在两个纵向端延伸超出中心本体部分12进入端部支架44中。两个端部支架44结构相同，因此将描述仅一个端部支架44。端部支架44包括由底壁48和向上延伸的壁50限定的三个接收通道46。各通道46接收三个母线36之一的向外延伸部分52。在本实施例中，向外延伸部分52是厚度比其余母线36更大的金属块形式。这提供更大强度，从而使得连接器54可以用紧固件56固定到它。一个连接器54在各通道46中被接纳并且提供可以将输入电线(未示出)接收到其中的端口58。电线可以由紧固件60固定于其中。以这一方式，电缆电连接到各母线36。

端部支架44还包括接地或者中性端子62。在安装时，一个端部支架44的端子62通过具有端口66的连接器64连接到地/中性部。接地/中性电缆(未示出)由紧固件68固定于端口66中。可见，各端部支架44包括两个接地/中性端子62。各端部支架上的端子62可以由在通道46之下延伸的连接器(未示出)电连接。因此，接地/中性端子62可以便利地设置于端部支架44的任一侧上。也应当理解，在使用时，一个端部支架44的端子62可以适于作为接地端子，并且相对端部支架44的端子可以适于作为中性端子。

盖70可以固定到各端部支架44，以防止与带电电连接的直接接触。盖70由在端部支架44中的孔74中接收的紧固件72固定到该端部支架。如图3和图4中可见，当安装盖70时，侧开口74允许接近端子62，而前开口76允许接近连接器54。由于连接器54凹陷于通道46内，所以提高了安全性，因为带电电连接因此凹陷于端部支架44中。

现在将参照图9-图12，描述中心本体部分12中的母线36的内部布置。如先前讨论的那样，可以提供三个母线36以向断路器组件16送电。在图9-图12中公开的实施例中示出了仅两个母线。然而参照图2应当理解，可以在所示母线36之间居中提供第三母线。可见，母线36相对地薄和平坦。在一个实施例中，母线36由铜组成，并且具有少于1/16英寸的厚度。在这些或者其它实施例中，母线36包括约1/32英寸的厚度。在这些或者其它实施例中，至少一个母线36包括至少三(3)英寸的宽度。在这些或者其它实施例中，母线36的宽度约为四(4)英寸。上述尺度提供实现高效电流传送以及大表面积的纵横比。在一个或者多个实施例中，本发明的纵横比大于48(例如3∶.0625)。

母线36包括朝向汇接区域24向内延伸的居中突出指状物78，各指状物与两个相对井32对准。如图中所示，指状物78可以与母线36的主要纵向延伸部分79一体化(即由同一连续金属件制成)。如图10和图11中所示，尖头34从指状物78的侧边向上延伸，从而单个尖头34暴露于两个相邻井32中。尖头34可以与指状物78一体化(即由同一连续金属件制成)。母线36的一体化构造使内部电阻最小并且因此减少发热。因此在本实施例中，来自交替母线36的尖头34暴露于交替成对的井32中。应当理解，第三母线36可以居中定位于两个所示母线36之间。也应当理解，各母线36与各其它母线36电绝缘。

现在参照图12和图13，可以看出母线36由沿着中心本体部分12的纵向长度延伸的一个或者多个直立支柱80在内部支撑。一旦组装，中心本体部分12的内部体积由非导电填充材料82填充。填充材料82提供电绝缘、增加本体部分12的物理强度并且支撑和维持母线36于恰当位置。在一个实施例中，填充材料是聚氨基甲酸乙酯树脂。在这些或者其它实施例中，填充材料是半硬性塑料材料。在这些或者其它实施例中，填充材料可以是可从法国的InternationalConcept Technology获得的ICTHANEET 245 A_V0。在更多其它实施例中，填充材料可以是泡沫。

与图11一样，为求简洁，图12和图13未示出第三中心母线，尽管也可以并入该第三中心母线。母线36完全地装入绝缘材料中而未暴露于开放的空气(除了延伸部分52之外)。

填充材料82不仅提供优良绝缘性质，它也有助于防止母线故障。如上文讨论的那样，在高电流故障条件期间，现有技术的母线往往扭曲并且最终从内部破坏配电板。在本发明中，防止了这一故障模式，因为填充材料82作用于母线36的几乎每点，这不同于在有限的点处固定到壳内的绝缘体的现有技术母线。母线的大横向表面区域(因为宽度尺度较大)也提供了可供填充材料进行接触的相当大量的表面区域。这使本发明的配电板能够比现有技术的配电板耐受更大的电流过负载。

现在参照图14和图15，示出了断路器组件16。断路器组件16包括适合于在超过预定电流时断开电连接的断路器84。在一个实施例中，断路器84是限流断路器。

适配器86固定到断路器84的前端，并且包括电连接到母线连接器40的接片88。母线连接器40包括形式为成对相对齿状物90的电接触，这些齿状物适合于与电尖头34弹性接合。因此，电连接由母线36的、经过指状物78通向电尖头34的纵向延伸部分79制成。当突出物38插入到井32中时，齿状物90与尖头34接合，由此将尖头34电连接到断路器84。适配器86包括向前延伸的延伸物92，并且包括适合于在其中接收紧固件30的钻孔94。如上文讨论的那样，在螺纹孔28中接收紧固件30以将断路器组件16固定到配电板10。延伸物92可以纵向偏移(见图9)以使相对的断路器组件能够装配到配电板10。

因此，应当认识到上述配电板实现断路器的安全性和简单安装。另外，本文描述的配电板实现了改进的电负载性能。将理解，前述一个或者多个示例实施例的描述旨在于仅举例说明而非穷举本发明。本领域普通技术人员将能够对公开的主题的一个或者多个实施例进行某些增添、删除和/或修改，而不脱离如所附权利要求书限定的本发明精神或者其范围。

Claims (11)

1.一种用于装配和电连接到多个断路器的配电板，所述配电板包括：

具有顶表面的中心本体部分；

至少一个母线，定位于所述中心本体部分内；

成对相对支柱，沿着所述中心本体部分的纵向长度延伸；以及

多个井，从所述顶表面向下延伸并且具有定位在各所述井中的尖头，所述尖头电连接到所述至少一个母线；

其中所述中心本体部分由非导电填充材料填充，所述填充材料适合于结构上支撑所述至少一个母线；并且

其中所述井各自适合于接收断路器突出物并且电耦合到断路器。

2.根据权利要求1所述的配电板，还包括居中定位于所述中心本体部分的所述顶表面上的电绝缘装配条，所述装配条具有适合于接收紧固件以将所述断路器固定到所述中心本体部分的多个孔。

3.根据权利要求1所述的配电板，其中所述支柱各自包括突出部，所述突出部沿着所述支柱纵向延伸并且适合于与各所述断路器上的装配接片接合。

4.根据权利要求1所述的配电板，还包括固定到所述中心本体部分的相对纵向端部上的端部支架。

5.根据权利要求4所述的配电板，其中所述端部支架各自包括接收通道，并且所述至少一个母线包括相对向外延伸部分，所述向外延伸部分被分别定位于所述接收通道中。

6.根据权利要求4所述的配电板，其中每个端部支架还包括至少一个接地端子。

7.根据权利要求6所述的配电板，还包括分别定位于所述端部支架之上的盖，并且每个端部支架和其相关的一个盖协同操作以限定前开口和至少一个侧开口。

8.根据权利要求7所述的配电板，其中所述前开口提供对所述接收通道的接近，并且其中所述至少一个侧开口提供对所述至少一个接地端子的接近。

9.根据权利要求1所述的配电板，其中所述母线包括至少三英寸的宽度和少于1/16英寸的厚度。

10.根据权利要求1所述的配电板，其中所述至少一个母线包括至少为48的宽度与厚度的纵横比。

11.根据权利要求1所述的配电板，其中所述填充材料基本上包围所有所述至少一个母线。

Images