CN103682998A - 用于汇流排支撑的模块化绝缘体及装配方法 - Google Patents

用于汇流排支撑的模块化绝缘体及装配方法 Download PDF

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J·W·纳齐恩斯基
D·S·P·巴思拉
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Abstract

本发明名称为“用于汇流排支撑的模块化绝缘体及装配方法”。提供了用于电导体(20)的模块化绝缘体(50)。模块化绝缘体包括配置成耦合到配电系统(10)的支撑轨(36)的第一端元件(52)和配置成耦合到支撑轨的第二端元件(54)。模块化绝缘体还包括至少一个中间元件(56)，所述中间元件(56)包括凹槽(86)并且配置成可释放地耦合到第一端元件和第二端元件中的至少一个，以使得中间元件被定位在第一端元件和第二端元件之间。凹槽配置成容纳电导体的一部分。

Description

用于汇流排支撑的模块化绝缘体及装配方法
技术领域
本发明的领域通常涉及配电的领域，并且更具体地涉及汇流排支撑系统。
背景技术
电功率的分配通常使用例如负载中心、面板、开关装置等的分配箱来管理。分配箱向例如机器和电机的负载提供电力。开关装置，例如通常包括使得电流能够流到负载的一个或多个电气汇流排。
常规地，电气汇流排是放置以在开关板、分配站或其他电气系统或设备内导电的相对重的传导带。在一些应用中，汇流排的层可被堆叠。如果电气短路发生，由短路生成的磁斥力可作用以分离堆叠，从而引起系统和汇流排的堆叠上的压力。此外，电气系统内的堆叠的重量可难以支撑。
发明内容
在一个实施例中，提供了用于由配电系统的支撑轨支撑的电导体的模块化绝缘体。模块化绝缘体包括配置成耦合到支撑轨的第一端元件和配置成耦合到支撑轨的第二端元件。模块化绝缘体还包括至少一个中间元件，中间元件包括凹槽并且配置成可释放地耦合到第一端元件和第二端元件中的至少一个，以使得中间元件被定位在第一端元件和第二端元件之间。中间元件配置成在凹槽内容纳电导体的一部分。
在另一个实施例中，提供了电导体支撑系统。电导体支撑系统包括第一电导体、第一支撑轨和耦合到第一支撑轨的第一导体支撑。第一导体支撑包括第一端元件、第二端元件和在其间耦合的第一模块化元件。系统还包括第二支撑轨和第二导体支撑，第二支撑轨基本平行于第一支撑轨，第二导体支撑耦合到第二支撑轨并且定位成相对于第一导体支撑。第二导体支撑包括第三端元件、第四端元件和在其间耦合的第二模块化元件。第一和第二模块化元件中的每个包括配置成容纳电导体的一部分的凹槽并且电导体被固定在第一和第二模块化元件之间在凹槽内。
在又一个实施例中，描述了装配电导体支撑系统的方法。装配的方法包括提供相对的第一支撑轨和第二支撑轨、提供多个端元件以及提供具有在其中形成的凹槽的多个模块化元件。方法还包括将一对端元件耦合到第一支撑轨和第二支撑轨中的每个，以使得每对端元件都是相对的，以及耦合每对端元件之间的多个模块化元件中的至少一个模块化元件以便提供一对相对的模块化元件，每个模块化元件的凹槽基本被对齐。方法还包括将电导体定位在一对相对的模块化元件中的每个凹槽中来支撑电导体。
附图说明
图1是示范性配电系统的示意图；
图2是图1的示范性配电系统的等距视图；
图3是图2中示出的配电系统的示范性模块化绝缘体的透视图；
图4是分解的图3中示出的模块化绝缘体的透视图；以及
图5是图2中示出的配电系统的汇流排支撑系统的侧视图。
具体实施方式
图1图示了示范性配电系统10，所述示范性配电系统10通常包括电源12、用来将电功率分配到负载16的分配箱14、电路保护装置18和诸如，例如汇流排的一个或多个电导体20。
负载16可包括例如制造或发电或配电设施的机器、电机、照明和/或其他电气和机械设备。分配箱14可以是例如开关装置单元14(图2)。通过耦合到开关装置单元14内的一个或多个汇流排20的电气分配线路22，功率被提供给开关装置单元14。汇流排20还耦合到电路保护装置18，以使得电路保护装置18可以可选择地使能或禁用电流流经汇流排20和电气分配线路22到一个或多个负载16。汇流排20由例如铜或任何其他适当的材料的电传导材料制造以便使得电流能够经汇流排20从电源12流到一个或多个负载16。
图2图示开关装置分配箱14。开关装置14通常包括外壳30和电导体支撑系统32以支撑一个或多个汇流排20的电导体。在示范性实施例中，外壳30包括用于保护和/或支撑开关装置单元14的部件的支撑框架34。外壳30和/或支撑框架34由金属和/或金属合金(例如钢)制造。备选地，外壳30和/或支撑框架34可由使得外壳30能够如本文所述起作用的任何其他材料制造。
在示范性实施例中，汇流排20运送并分配配电系统10的初级电流。图2描绘具有形成三相电气分配电路(未示出)中的一相的三个汇流排20的配电系统10。然而，可使用使得系统能够如本文所述操作的任何适当数量的汇流排20和/或相。类似地，虽然汇流排20被描绘成以垂直布置，但是汇流排20还可水平布置。此外，每个汇流排相可包括单个汇流排段20或可包括多个汇流排段20。汇流排段20的数量可基于汇流排相期待的电流容量的量选择。此外，在示范性实施例中导体支撑系统32支撑单个相。备选地，任何数量的相可由导体支撑系统32支撑。
在示范性实施例中，汇流排20经由导体支撑系统32以互相固定的关系保持。通常，导体支撑系统32包括第一和第二支撑元件或轨36和38以及模块化绝缘体50。使用适当的硬件40将第一和第二支撑规36和38耦合到外壳30和/或支撑框架34。在示范性实施例中，使用适当的硬件40将绝缘体50耦合到第一支撑轨和第二支撑轨36和38。如本文使用的，适当的硬件意指螺母、螺栓、垫圈、螺钉、自攻螺钉、焊接或用于为了本文公开的目的将分别的部分紧固在一起的任何其他适当装置的任何组合。在示范性实施例中，每个汇流排20包括第一端42和第二端44。每个第一端42由耦合到第一支撑轨36的绝缘体50支撑并啮合，并且每个对应的第二端44由耦合到第二轨38的绝缘体50支撑并啮合。因此，导体支撑系统32分离并支撑每个汇流排20。
图3和4分别图示模块化绝缘体50的示范性装配的和分解的实施例。模块化绝缘体50通常包括第一端元件52、第二端元件54和一个或多个中间或模块化元件56。在示范性实施例中，三个模块化元件56定位在端元件52和54之间。备选地，任何数量的模块化元件56定位在端元件52和54之间。在示范性实施例中，第一端元件和第二端元件52和54各自包括主体60、基座62、侧壁64、内缘66和延伸穿过基座62的孔68。硬件40被插入内缘66和孔68内以将基座62耦合到支撑轨36和38中的一个(图5)。
在示范性实施例中，主体60是成角度的，这便于减少用于制作第一端元件52和54的材料和成本。然而，主体60可以是使得端元件52和54能够如本文所述起作用的任何适当的形状。在示范性实施例中，每个端元件52和54和每个模块化元件56基本彼此相同以便提供模块化功能。此外，端元件52和54和模块化元件56由模制塑料制作。在备选的实施例中，可使用任何适当的材料以使得端元件52和54和模块化元件56能够如本文所述起作用。
如图4中图示，第一端元件和第二端元件52和54的每个侧壁64包括凸出70和凹入72。在示范性实施例中，凸出70配置成与模块化元件56的对应凹入92配合，如以下将要描述的。类似地，凹入72配置成与模块化元件56的对应凸出90配合。虽然侧壁64被描述为具有单个凸出70和凹入72，但是侧壁64可具有使得端元件52和54能够如本文所述起作用的任何数量的凸出70和凹入72。
在示范性实施例中，模块化元件56包括大致矩形的主体80、第一侧壁82、第二侧壁84和由主体80的顶面88限定的凹槽86。如图4中描绘的，主体80是大致矩形的。在备选的实施例中，主体80可具有使得模块化元件56能够如本文所述起作用的任何形状。凹槽86通常与相对的第一和第二侧壁82和84平行。在示范性实施例中，凹槽86容纳汇流排20的端部分42或44以便在侧壁82和84之间支撑它，从而防止汇流排20的移动并且防止与邻近的汇流排20或包含在开关装置单元14中的其他物体的接触。凹槽86还在短路事件期间固定汇流排20以便抵抗磁斥力F。
在示范性实施例中，模块化元件56的第一侧壁82和第二侧壁84各自包括凸出90和凹入92。第一侧壁82上的凸出90和凹入92的方位是第二侧壁84上的互补形状，以使得在旋转180°时模块化元件56是相同的形状。第二侧壁84上的互补形状使得第二侧壁84上的凸出90和凹入92能够与邻近模块化元件56的第一侧壁82的对应的凹入92和凸出90配合，如在图3中图示的。类似地，侧壁82和84的凸出90和凹入92与端元件52和54的对应的凹入72和凸出70配合。因此，邻近的模块化元件56共同垂直滑动并且不能水平被拉开。
因此，在示范性实施例中，第一侧壁82可与侧壁64、第二侧壁84或甚至另一个第一侧壁82中的任何一个匹配地啮合以便耦合啮合的侧壁。类似地，第二侧壁84可与侧壁64、第一侧壁82或甚至另一个第二侧壁84中的任何一个匹配地啮合。在示范性实施例中，与凹入72和92相对应的凸出70和90是牢固地将模块化元件56耦合到第一端元件52、第二端元件54或另一个模块化元件56中的任何一个的燕尾接合。在备选的实施例中，凸出70和90滑入配合到对应的凹入72和92。虽然侧壁82和84被描述为各自具有单个凸出90和凹入92，但是侧壁82和84可具有使得模块化元件56能够如本文所述起作用的任何数量的凸出90和凹入92。此外，凸出70和90可具有使得它们能够啮合或耦合到凹入72和92的任何形状，并且反之亦然。
在装配期间，提供任何数量的模块化元件56以支撑对应数量的汇流排20。还为第一支撑轨和第二支撑轨36和38中的每个提供一对端元件52和54。模块化元件56耦合到第一端元件52、第二端元件54和邻近模块化元件56中的任何一个以提供凹槽86的任何期望的配置或数量以便容纳汇流排20。硬件40将端元件52和端元件54耦合到支撑轨36和38中的任一个。因此，端元件52和54和模块化元件56耦合到一起以便形成模块化绝缘体50。虽然附图图示包括三个邻近模块化元件56的模块化绝缘体50，但是应注意到可提供使得模块化绝缘体50能够如本文所述的起作用的任何数量的模块化元件56。
图5图示示范性装配的电导体支撑系统32。第一模块化绝缘体50耦合到第一支撑轨36并且第二模块化绝缘体50耦合到相对第一模块化绝缘体50的第二支撑轨38。第一和第二模块化绝缘体50中的每个包括在端元件52和54之间耦合的三个模块化元件56。第一模块化绝缘体模块化元件56的凹槽86相对于并且对齐相对的第二模块化绝缘体模块化元件56的凹槽86。第一模块化绝缘体50和第二模块化绝缘体50的相对的模块化元件56在对应的凹槽86内容纳汇流排20，以便在其中固定汇流排20。当固定在凹槽86内，每个汇流排20就与邻近的汇流排20和开关装置单元14内的其他部件绝缘。
如上所述，模块化绝缘体50仅由两种不同类型的互连元件形成，也就是端元件52和54以及中间模块化元件56。任何数量的模块化元件56可被添加或从模块化绝缘体移除以便提供期望的配置并且在具有任何数量的汇流排和汇流排配置的分配箱中提供汇流排支撑。只制作两个不同的元件简化制造并且减少成本以及增加装配的简易。因此，公开的绝缘体的模块化特征提供可以被安装在具有电导体的几乎任何配电系统中的绝缘体。
本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，并还使本领域技术人员能实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统及执行任何结合的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求定义，且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果此类其它示例具有与权利要求字面语言无不同的结构要素，或者如果它们包括与权利要求字面语言无实质不同的等效结构要素，则它们规定为在权利要求的范围之内。
零件列表
10  配电系统
12  电源
14  开关装置分配箱
16  负载
18  电路保护装置
20  汇流排
22  电气分配线路
30  外壳
32  电导体支撑系统
34  支撑框架
36  第一支撑轨
38  第二支撑轨
40  硬件
42  第一端
44  第二端
50  模块化绝缘体
52  端元件
54  端元件
56  模块化元件
60  主体
62  基座
64  侧壁
66  内缘
68  孔
70  凸出
72  凹入
80  主体
82  第一侧壁
84  第二侧壁
86  凹槽
88  顶面
90  凸出
92  凹入

Claims (10)

1.一种用于由配电系统(10)的支撑轨(36)支撑的电导体(20)的模块化绝缘体(50)，所述模块化绝缘体包括：
第一端元件(52)，其配置成耦合到所述支撑轨；
第二端元件(54)，其配置成耦合到所述支撑轨；以及
至少一个中间元件(56)，所述中间元件(56)包括凹槽(86)并且配置成可释放地耦合到所述第一端元件和第二端元件中的至少一个、以使得所述中间元件被定位在所述第一端元件和第二端元件之间，其中所述中间元件配置成在所述凹槽内容纳所述电导体的一部分。
2.如权利要求1所述的模块化绝缘体，还包括至少两个中间元件，其中第一中间元件(56)耦合到所述第一端元件并且第二中间元件(56)耦合到所述第二端元件。
3.如权利要求2所述的模块化绝缘体，其中所述第一中间元件耦合到所述第二中间元件、以使得所述第一中间元件和第二中间元件被定位在所述第一端元件和第二端元件之间。
4.如权利要求1所述的模块化绝缘体，其中所述第一端元件和第二端元件各自包括侧壁(64)，所述侧壁(64)包括凸出(70)和凹入(72)。
5.如权利要求4所述的模块化绝缘体，其中所述中间元件包括第一侧壁(82)，所述第一侧壁(82)包括凸出(90)和凹入(72)，并且其中所述中间元件的所述凸出配置成与所述第一端元件和第二端元件中的任一个的所述凹入操作配合并且所述中间元件的所述凹入配置成与所述第一端元件和第二端元件中的任一个的所述凸出操作配合。
6.如权利要求5所述的模块化绝缘体，其中所述中间元件还包括第二侧壁(84)，所述第二侧壁(84)包括凸出(90)和凹入(92)，所述第二侧壁相对于所述第一侧壁，其中所述第一侧壁配置成与所述第一端元件侧壁操作配合并且所述第二侧壁配置成与所述第二端元件侧壁操作配合。
7.如权利要求1所述的模块化绝缘体，还包括多个基本相同的中间元件(56)，所述第一端元件和第二端元件基本相同，其中所述多个中间元件是各自模块化的并且配置成在所述第一端元件和第二端元件之间操作耦合，其中所述第一端元件和第二端元件基本相同。
8.一种电导体支撑系统(32)包括：
第一电导体(20)；
第一支撑轨(36)；
耦合到所述第一支撑轨的第一导体支撑(50)，所述第一导体支撑包括第一端元件(52)、第二端元件(54)和在其间耦合的第一模块化元件(56)；
第二支撑轨(38)，与所述第一支撑轨基本平行；以及
第二导体支撑(50)，其耦合到所述第二支撑轨并且与所述第一导体支撑相对定位，所述第二导体支撑包括第三端元件(52)、第四端元件(54)和在其间耦合的第二模块化元件(56)，其中所述第一和第二模块化元件中的每个包括配置成操作容纳所述电导体的一部分的凹槽(86)，并且其中所述电导体固定在所述第一和第二模决化元件之间的所述凹槽内。
9.一种装配电导体支撑系统(32)的方法，包括：
提供相对的第一支撑轨和第二支撑轨(36、38)；
提供多个端元件(52、54)；
提供具有在其中形成的凹槽(86)的多个模块化元件(56)；
将一对端元件耦合到所述第一支撑轨和第二支撑轨中的每个、以使得每对端元件彼此相对；
耦合每对端元件之间的所述多个模块化元件中的至少一个模块化元件，以便提供一对相对的模块化元件，每个模块化元件的所述凹槽基本对齐；
将电导体(20)定位在所述一对相对的模块化元件的每个凹槽中以便支撑所述电导体。
10.如权利要求9所述的方法，其中耦合每对端元件之间的至少一个模块化元件的步骤包括：耦合每对端元件之间的所述多个模块化元件中的三个模块化元件(56)以便提供三对相对的模块化元件，每对相对的模块化元件的凹槽被对齐。
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