CN103988381B - 接地断路器仪表板电学模块和用于将该模块接地的方法 - Google Patents

接地断路器仪表板电学模块和用于将该模块接地的方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种断路器模块(4,6)。该断路器模块(4,6)包括:框架组件(80)、面板组件(100)以及若干断路器(34),断路器(34)具有导电表面和延伸手柄(39),框架组件(80)具有前构件(82)和后构件(84),框架组件前构件(82)和框架组件后构件(84)彼此分隔并且限定封闭空间(86),框架组件前构件(82)是导电的,面板组件(100)具有导电面板(110),面板(110)是具有在其中的若干开口(118)的平面构件(112),面板(110)被耦接到框架组件前构件(82),断路器(34)被布置在框架组件封闭空间(86)中,以及其中断路器(34)与面板(110)和框架组件前构件(82)电学通信,从而电流可从断路器(34)通向框架组件前构件(82)。

Description

接地断路器仪表板电学模块和用于将该模块接地的方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002] 本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2011年6月27日提交的题为“接地断路器仪表板电学模块接地和用于将该模块接地的方法”的美国临时专利申请序列号N0.61/501,451和2011年6月30日提交的题为“具有嵌入系统的断路器仪表板电学模块”的美国临时专利申请序列号N0.61/503,047的优先权。
技术领域
[0003]所公开的概念一般涉及断路器模块的面板组件,以及更特别地涉及具有其中面板导电并且断路器模块框架组件导电的面板的面板组件,从而可将断路器模块内的断路器接地。本发明同样涉及将诸如断路器的电学切换装置电接地的方法。
背景技术
[0004]断路器用于保护电路免于由于诸如过负载条件或相对高电平短路或在电源(例如线端子)和负载之间的故障条件的过电流条件的损坏。例如在飞机电学系统中使用断路器,在该电学系统中它们不仅提供过电流保护而且用作用于打开和关闭设备的开关。飞机或超小型断路器例如通常相对较小以适应飞机断路器仪表板的相对高密度的布局,这使得对于用户可访问众多电路的断路器。飞机电学系统可例如由上百个断路器构成,每个断路器通过推拉式手柄用于电路保护功能以及电路断开功能。
[0005]通常情况下,飞机断路器仪表板至多是不良导体(例如这种仪表板是喷漆的;由非导电复合材料制成;或由诸如铝的氧化导电材料制成)。为了监测故障,该故障诸如是但不限于电弧故障电路中断器(AFCI)的诸如在飞机断路器中的电弧故障,存在对电弧故障检测电路供电的需求。因此,除了来自电源的现有线端子,还存在向飞机断路器提供可靠接地连接的需求。存在使组装断路器模块更简单的进一步需求。
[0006]在断路器模块构造中存在用于改进的空间。
发明内容
[0007]通过所公开概念的实施例满足这些需求和其它需求,在该概念中提供具有导电面板的断路器模块。断路器与面板电连接并且其经由断路器模块框架组件与仪表板电学通
ί目O
[0008]根据所公开概念的一方面,被构造成布置在导电仪表板中的断路器模块包括:框架组件、面板组件以及若干断路器,该断路器具有导电表面和延伸手柄,该框架组件具有前构件和后构件,框架组件前构件和框架组件后构件彼此分隔并且限定封闭空间,该框架组件前构件是导电的,该面板组件具有导电面板,该面板是具有在其中的若干开口的平面构件,面板被耦接到框架组件前构件,断路器被布置在框架组件封闭空间中,以及其中断路器与面板和框架组件前构件电学通信,从而电流可从断路器通向框架组件前构件。
[0009]作为所公开概念的另一方面,一种将仪表板中的断路器电接地的方法,其中仪表板是导电材料,该断路器被布置在断路器模块中,断路器模块包括框架组件、面板组件,断路器具有导电表面和延伸手柄,框架组件具有前构件和后构件,框架组件前构件和框架组件后构件彼此分隔并且限定封闭空间,框架组件前构件是导电的,面板组件具有导电面板,面板是具有在其中的若干开口的平面构件,面板被耦接到框架组件前构件,该方法包括以下步骤:将断路器布置在框架组件封闭空间中,该断路器与面板电学通信,从而电流可从断路器通向框架组件前构件;以及将断路器模块布置在仪表板中,断路器模块与仪表板电学通信,从而电流可从断路器模块通向仪表板;以及其中经由与仪表板的电学通信将断路器接地。
附图说明
[0010]当结合附图阅读时可从优选实施例的以下描述中得到所公开概念的充分理解,在附图中:
[0011]图1是具有被移除的一个断路器模块以示出根据所公开概念的实施例内部结构的断路器仪表板的正面垂直等距视图。
[0012]图2是具有被移除的两个断路器模块以示出根据所公开概念的实施例内部结构的图1的断路器仪表板的另一个视图。
[0013]图3是根据所公开发明的实施例的断路器仪表板的详细视图。
[0014]图4是与组装断路器模块关联步骤的流程图。
具体实施方式
[0015]如在此所使用的,术语“若干”应指一或大于一的整数(即多个)。
[0016]如在此所使用的,术语“处理器”应指:可存储、检索以及处理数据的可编程模拟和/或数字设备;计算机;工作站;个人计算机;微处理器;微控制器;微型计算机;中央处理单元;主机计算机;小型计算机;服务器;网络处理器;或任何合适的处理设备或装置。
[0017]如在此所使用的,将两个或更多部分“连接”或“親接”到一起的陈述应指这些部分直接结合到一起或通过一个或多个中间部分结合。此外,如在此所使用的,将两个或更多部分“直接耦接”或“附接”的陈述应指将这些部分直接结合到一起。
[0018]如在此所使用的,“对应”是指该两个结构部件的尺寸适于采用最小的摩擦量彼此接合。因而,与构件对应的开口的尺寸适于使其稍微大于该构件,以使得该构件可采用最小摩擦量穿过该开口。如果两个部件“贴合”地装配在一起,则修改该定义。在那种情况下,部件尺寸之间的差异甚至更小,从而摩擦量增大。如果限定开口的构件和/或插入到开口中的部件由可变形或可压缩的材料制成,则开口可甚至稍微小于插入到开口中的部件。
[0019]如在此所使用的,“親接件”或“耦接部件”是耦接组件中的一个元件。也就是说,耦接组件包括构造成耦接到一起的至少两个元件或部件。应该理解,耦接组件的元件彼此对应或以其它方式构造成结合到一起。例如,在耦接组件中,如果一个耦接元件是螺栓,则其它耦接元件是螺母。此外,应该理解,可能没有同时描述耦接组件的两个元件。
[0020]如在此所使用的,并且当参考通信数据或信号使用时,“电子通信”包括通信的硬线和无线形式两者。
[0021]如在此所使用的,当参考电流或供应能量使用时,“电学通信”指存在在识别的元件之间的导电路径。
[0022]虽然所公开的概念适用于广泛范围的断路器仪表板,但是结合用于飞机断路器的断路器仪表板描述了所公开的概念。
[0023] 参考图1和图2,断路器仪表板2包括若干断路器模块4,5和6(例如但不限于示出两个示例性DC断路器模块4和5,以及示例性AC断路器模块6),每个断路器模块具有连接器(图3)、具有连接器的监测模块8(未示出),以及包括第一连接器12的框架10,该第一连接器12耦接到用于监测模块8的框架10并且构造成可拆卸、电学和机械接合该监测模块连接器。断路器仪表板2由诸如但不限于铝的导电材料制成。断路器仪表板2由诸如但不限于铝的导电材料制成。断路器仪表板2与飞机机架电学通信。因此,将断路器仪表板2接地。
[0024]断路器仪表板2进一步包括若干第二连接器14,该若干第二连接器14耦接到若干断路器模块4,6的断路器仪表板框架10。若干第二连接器14中的每一个第二连接器被构造成可拆卸地电学和机械接合若干断路器模块4,6中的相应一个断路器模块的连接器。若干第三连接器16,17,18被耦接到断路器仪表板框架10。如已知的,断路器仪表板2同样包括电学连接各种连接器12,14的多个导体(未示出)。该导体进一步在若干第三连接器16,17,18中的一个连接器之间电连接(例如用于到AC负载或DC负载的连接)。在2011年4月14日提交的美国专利申请N0.13/086,442中示出并且描述断路器仪表板2的额外细节,该申请指定给伊顿公司(Eaton Corporat1n)并且通过引用并入本文。
[0025]若干断路器模块4,6中的每一个断路器模块同样包括若干紧固件48。断路器仪表板框架10同样包括若干孔56,每个孔56与若干断路器模块4,6中的相应一个断路器模块的若干紧固件48中的一个紧固件配合以可拆卸地将若干断路器模块4,6中的相应一个断路器模块耦接到断路器仪表板框架10。
[0026]如在图3中所示,若干断路器模块4,6中的每一个断路器模块包括,若干连接器(未示出),每个包括具有至少一个线端子36和至少一个负载端子38的主体35的多个断路器34,支持断路器34并且采用若干连接器将每个断路器34的至少一个线端子36和至少一个负载端子38电互连的电路结构;每个断路器34具有采用向外延伸的可移动手柄39的主体35。如已知的,手柄39通常可通过进/出运动被致动以打开和关闭或紧随跳闸事件将断路器34复位。断路器34具有导电表面37。在示例性实施例中,每个断路器34是诸如在2011年4月14日提交的美国专利申请N0.13/086,442中示出并且描述的插入式断路器组件34A,该申请指定给伊顿公司并且通过引用并入本文。在另一个示例性实施例中,每个断路器34是AFCI34B或插入式AFCI34C。
[0027]如在图3中所示,每个断路器模块4,6同样包括框架组件80、若干断路器34(如上所述)以及面板组件100。断路器模块框架组件80具有基本上平面的前构件82和基本上平面的后构件84。断路器模块框架组件前构件82是导电的。在示例性实施例中,断路器模块框架组件前构件82是导电的热塑性塑料,诸如但不限于导热液晶聚合物或“LCP”热塑性塑料。框架组件前构件82具有前侧94、后侧95,并且限定尺寸适于与面板110(下面描述)对应的开口90。框架组件前构件开口 90具有安装凸缘96。也就是说,框架组件前构件开口安装凸缘96是延伸进入框架组件前构件开口 90的凸缘,从而框架组件前构件开口安装凸缘96具有比框架组件前构件开口 90更小的横截面尺寸。暴露框架组件前构件开口安装凸缘96。也就是说,如果涂覆(例如喷漆)断路器模块框架组件80,则不涂覆框架组件前构件开口安装凸缘96或将涂层去除。可替代地,或除了暴露的框架组件前构件开口安装凸缘96之外,可暴露在框架组件前构件开口 90周围的断路器模块框架组件前构件82的外表面。同样地,暴露框架组件前构件后侧95。因此框架组件前构件开口安装凸缘96和框架组件前构件后侧95两者都是导电的。也就是说,电流可通过框架组件前构件开口安装凸缘96和框架组件前构件后侧95,并且到经由另一个导电元件直接或间接耦接到框架组件前构件开口安装凸缘96和框架组件前构件后侧95中的任一个的任何元件。
[0028]在示例性实施例中,框架组件后构件84是具有电导体83的电路板。框架组件后构件84包括AFCI检测感测电子器件85(示意性示出XAFCI检测感测电子器件85与断路器34电子通信。框架组件前构件82和框架组件后构件84彼此分隔并且限定封闭空间86。也就是说,框架组件构件82,84可例如包括从前构件82或后构件84中的任一个构件延伸的柱88。柱88可在它们的远端上具有构造成被耦接到前构件82或后构件84中的任何一个的其它构件的耦接件89。
[0029]如图6中所示,面板组件100包括面板110和若干导电套管120。面板110包括具有第一侧114和第二侧116的平面构件112。平面构件112具有通过其中的若干开口 118。面板开口118尺寸适于与断路器手柄39的尺寸对应并且允许断路器手柄39穿过平面构件112。平面构件112具有通过其中的若干紧固件开口 115。面板紧固件160通过面板紧固件开口 115延伸。面板110是导电的。在示例性实施例中,面板110是导电热塑性塑料,诸如但不限于导热LCP热塑性塑料。
[0030]每个导电套管120被布置在邻近面板平面构件开口 118处。在示例性实施例中,每个导电套管120是具有开口的环面(未示出),或基本上类似的形状。每个导电套管120被布置在具有在面板开口 118周围布置的每个环面的平面构件第二侧116上。每个导电套管120与面板110电学通信,并且在示例性实施例中,每个导电套管120被直接耦接到平面构件第二侧116。在替代实施例中,每个导电套管120被布置在断路器34上,并且更具体地在手柄39周围。在该实施例中,每个导电套管120与其耦接到的断路器34电学通信。如下所述,无论每个导电套管120的初始位置,每个导电套管120最终被布置在平面构件第二侧116和断路器34之间。更具体地,每个导电套管120被耦接到或直接耦接到平面构件第二侧116和断路器34。因此,每个导电套管120与平面构件第二侧116和断路器34两者电学通信。
[0031]组装断路器模块4包括以下步骤。将断路器34布置(200)在框架组件封闭空间86中。断路器至少一个线端子36和至少一个负载端子38被耦接到框架组件后构件84并且与框架组件后构件84电学通信。采用通过面板平面构件开口 118延伸的断路器手柄39将面板平面构件112布置在框架组件前构件开口90内。因此,将断路器34布置(200)在框架组件封闭空间86中的步骤包括采用通过面板平面构件开口 118延伸的断路器手柄39定位(202)断路器34,以及创建(204)在断路器34、导电套管120和面板平面构件112之间电学通信的路径。也就是说,每个导电套管120被耦接到并且在示例性实施例中直接耦接到平面构件第二侧116和断路器34。
[0032]面板平面构件第二侧116被耦接到并且在示例性实施例中直接耦接到框架组件前构件开口安装凸缘96。因此,面板110与断路器模块框架组件80电学通信。面板紧固件160可用于耦接面板110与断路器模块框架组件80。在该结构中,断路器34被耦接到并且在示例性实施例中直接耦接到导电套管120。因此,每个断路器34与断路器模块框架组件80电学通信。也就是说,存在从每个断路器34延伸通过导电套管120和面板110到断路器模块框架组件80的导电路径。因此,每个断路器34与面板110电学通信,从而电流可从断路器34通向框架组件前构件82。
[0033]该方法包括将断路器模块4布置(210)在断路器仪表板2中的另外步骤。更具体地,断路器模块4被布置在断路器仪表板框架10中并且通过紧固件48耦接到其中。在该结构中,框架组件前构件后侧95被耦接到并且在示例性实施例中直接耦接到断路器仪表板2。因此,框架组件前构件后侧95与断路器仪表板2电学通信。随着仪表板2并且更具体的是仪表板框架10接地,经由与断路器仪表板2的电学通信将断路器34接地。也就是说,如上所述,存在从每个断路器34延伸通过导电套管120、面板110到断路器模块框架组件80的电学路径,并且断路器模块框架组件80与断路器仪表板2电学通信。如上所述,断路器34可以是插入式断路器和/或AFCI。因此,将断路器34布置(200)在框架组件封闭空间86中的步骤包括利用(212)插入式断路器的步骤或利用(214)AFCI的步骤。
[0034]虽然已经详细描述了所公开概念的特定实施例,但是本领域的技术人员应该理解,根据本公开的全部教导可对那些细节开发各种修改和替代。因此,对于由所附权利要求及其任何和所有其等价方式的完整宽度给出的所公开概念的范围而言,所公开的特定设置意味着只是说明性的而不是限制性的。

Claims (14)

1.一种断路器模块(4,6),被构造成布置在导电仪表板(2)中,该断路器模块(4,6)包括: 框架组件(80)、面板组件(10)以及若干断路器(34); 所述断路器(34)具有导电表面和延伸手柄(39); 所述框架组件(80)具有前构件(82)和后构件(84),所述框架组件前构件(82)和所述框架组件后构件(84)彼此分隔并且限定封闭空间(86); 所述框架组件前构件(82)是导电的; 所述面板组件(100)具有导电的面板(110),所述面板(110)是具有若干开口(118)的平面构件(112); 所述面板(110)被耦接到所述框架组件前构件(82); 所述断路器(34)被布置在所述框架组件封闭空间(86)中; 其中所述断路器(34)与所述面板(110)和所述框架组件前构件(82)电学通信,从而电流可从所述断路器(34)通向所述框架组件前构件(82);以及其中断路器(34)的专用接地电流路径经由面板(110)。
2.根据权利要求1所述的断路器模块(4,6),其中: 所述面板组件(100)包括若干导电套管(120); 每个所述套管(120)被布置在邻近面板开口(118)处,每个所述套管(120)与所述面板(110)电学通信;以及 其中当采用通过面板开口(118)延伸的所述断路器手柄(39)将断路器(34)布置在所述框架组件封闭空间(86)中时,套管(120)将与所述断路器(34)和所述面板(110)两者电学通信,并且将允许电流通过其中。
3.根据权利要求2所述的断路器模块(4,6),其中每个所述套管(120)是导电热塑性塑料。
4.根据权利要求1所述的断路器模块(4,6),其中所述面板(110)是导电热塑性塑料。
5.根据权利要求4所述的断路器模块(4,6),其中所述面板(110)是导热LCP热塑性塑料。
6.根据权利要求1所述的断路器模块(4,6),其中所述框架组件前构件(82)是导电热塑性塑料。
7.根据权利要求1所述的断路器模块(4,6),其中: 所述框架组件(80)包括AFCI检测感测电子器件(85);以及 所述检测感测电子器件(85)与所述面板(110)电学通信,从而所述检测感测电子器件(85)经由所述面板(110)接地。
8.根据权利要求1所述的断路器模块(4,6),其中: 所述框架组件前构件(82)具有前侧(94)、后侧(95),并且限定尺寸适于与所述面板(110)对应的开口(90); 所述框架组件前构件开口(90)具有安装凸缘(96); 所述框架组件前构件开口安装凸缘(96)是导电的; 所述面板(110)被布置在所述框架组件前构件开口(90)中并且被耦接到所述框架组件前构件开口安装凸缘(96); 所述框架组件前构件后侧(95)被构造成耦接到所述仪表板(2)并且与所述仪表板(2)电学通信。
9.根据权利要求1所述的断路器模块(4,6),其中每个所述断路器(34)是插入式断路器。
10.根据权利要求1所述的断路器模块(4,6),其中每个所述断路器(34)是AFCI。
11.一种方法,将在仪表板中的断路器(34)电接地,该仪表板(2)是导电材料,所述断路器(34)被布置在断路器模块(4,6)中,所述断路器模块(4,6)包括框架组件(80)、面板组件(100),所述断路器(34)具有导电表面和延伸手柄(39),所述框架组件(80)具有前构件(82)和后构件(84),所述框架组件前构件(82)和所述框架组件后构件(84)彼此分隔并且限定封闭空间(86),所述框架组件前构件(82)是导电的,所述面板组件(100)具有导电面板(110),所述面板(110)是具有在其中的若干开口(118)的平面构件(112),所述面板(110)被耦接到所述框架组件前构件(82),以及其中所述方法包括以下步骤: 将所述断路器(34)布置在所述框架组件封闭空间(86)中,所述断路器(34)与所述面板(110)电学通信,从而电流可从所述断路器(34)通向所述框架组件前构件(82); 将所述断路器模块(4,6)布置在所述仪表板(2)中,所述断路器模块(4,6)与所述仪表板(2)电学通信,从而电流可从所述断路器模块(4,6)通向所述仪表板(2); 其中所述断路器(34)经由与所述仪表板(2)电学通信来接地;以及 其中断路器(34)的专用接地电流路径经由面板(110)。
12.根据权利要求11所述的方法,其中所述面板组件(100)包括若干导电套管(120),每个所述套管(120)被布置在邻近面板开口(I 18)处,每个所述套管(120)与所述面板(110)电学通信,从而电流可从每个所述套管(120)通向所述面板(110),以及其中将所述断路器(34)布置在所述框架组件封闭空间(86)中的所述步骤包括以下步骤: 采用通过面板开口(118)延伸的所述断路器手柄(39)定位断路器(34);以及创建用于在所述断路器(34)、所述套管(120)和面板平面构件(112)之间的电学通信的路径。
13.根据权利要求11所述的方法,其中将所述断路器(34)布置在所述框架组件封闭空间(86)中的所述步骤包括利用插入式断路器的步骤。
14.根据权利要求11所述的方法,其中将所述断路器(34)布置在所述框架组件封闭空间(86)中的所述步骤包括利用AFCI的步骤。
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