CN104303368B - 用于串联断路器的极柱连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于串联断路器的极柱连接器，尤其涉及彼此并列安装于母线上的微型断路器(MCB)。连接器制造成铝传导元件(1)的形式，其包括传导端子(3)和定位在连接器的前部上的、(Sa)长度的冷却肋(4a)。根据本发明的连接器具有(Sb)长度的额外的冷却肋(4b)，其构成传导元件(1)的一部分，定位在连接器的后部上，并且优选成对地进行分组，在所述对之间形成自由空间(6)，以便当连接器已经安装到断路器组上时允许废气逃离各个断路器。除了传导端子(3)之外，具有肋(4a)和(4b)的铝传导元件(1)的外表面被具有超过0.2W/(mK)的导热率和至少15kV/mm的介电强度的聚酰胺材料或具有超过0.1W/(mK)的导热率和至少10kV/mm的介电强度的聚氨脂材料制成的电绝缘涂层(5)所覆盖，涂层紧密地黏附在传导元件(1)的外表面上。

Description

用于串联断路器的极柱连接器
技术领域
本发明涉及用于串联断路器的极柱连接器，尤其涉及彼此并列安装于母线上的微型断路器(MCB)。具体地说，这种连接器适合于供用于光伏设备中的、额定电流超过50A的断路器使用。
背景技术
用于保护光伏设备的断路器在运行期间暴露于高的环境温度下，并且它们必须能承受高达50摄氏度的高温。保护光伏面板的断路器两两串联地连接起来，并且它们在电路中定位于光伏面板之前和之后。如果使用额定电流的上限范围的断路器，尤其是使用125A的额定电流的断路器，那么流过它的电流所产生的热量的大概50%通过连接在各个单独的断路器上的导体(即进出的引线)消散掉。通过消除定位在断路器的上部部分中的进入的导体，并用呈电连接器形式的短的导体区段来替换它们，消除了带走断路器中所产生的热量的可能性，这导致断路器的过热。在发生于光伏设备的应用区域中的升高的环境温度条件下，断路器中所产生的增加的热量通常导致盒中的温度极大的增加，并因此导致火灾，断路器安装在盒中。
本发明的目的是设计一种新的连接器，其除了引导超过50A和尤其是125A强度的电流的能力之外，还将能够带走由流过连接器的电流所产生的热量以及由流过两个串联连接的MCB的电流所产生的部分热量。
现在，在市场上可获得由ABB公司在产品目录号2CCS800900R0411,EANNo.7612271211295下提供的标记为S802-LINK50的连接器。这种连接器是一种矩形的铜板，其设有两个突出到板上方的平坦的传导端子，传导端子沿着板的较长轴线或平行于该轴线进行定位，传导端子之间的距离依赖于彼此成对地电连接起来的断路器的类型，并且与定位在每对MCB的电缆孔中的断路器端子之间的距离相对应，MCB串联连接并定位在公共传导母线上。在置于断路器电缆孔中之后，连接器端子与断路器端子通过压力螺栓或固定螺钉连接起来。突出到互连的断路器的开口上方的铜板被绝缘盖覆盖，绝缘盖覆盖被连接的断路器的电缆孔。盖由塑料制成，并且其功能是使断路器连接器电隔离开。S802-LINK50连接器容许最大50A的电流流过，这受到连接器散热能力的限制。
在其产品目录材料中，施耐德电气公司描述了一种用于连接两个串联断路器且尤其是过电流断路器的连接器。该连接器由矩形传导板组成，传导板设有居中定位于板平面中，位于板的一个较长侧部上的矩形凹部，其深度依赖于断路器的电缆孔中的断路器端子的位置高度。位于凹部两侧的传导板的元件是彼此平行的，并且它们构成连接器端子，连接器端子在端子已经置于彼此有待连接起来的断路器的电缆孔中之后与断路器端子相连接。各个端子具有用于螺钉或螺栓的开口，螺钉或螺栓将传导板固定到断路器端子上。板形式的金属辐射体具有彼此平行且定位在板的一个平坦表面上的突出的肋，肋在板的侧部上被分组为左侧和右侧，金属辐射体附连到板的一个平坦表面上。在左侧和右侧的肋之间的板的中心表面具有合适的开口，用于在其中放置螺栓或螺钉，它们将辐射体固定到连接器的传导板的表面上。连接器端子放置在断路器的电缆孔中，使得辐射体肋位于断路器的上部部分和底部部分中，位于与用来改变断路器的运行状态的杠杆相同的侧部上。这种连接器的一个缺点是缺乏任何电绝缘，这使得必须在连接器上使用由绝缘材料制成的额外的盖，这恶化了装置带走热量的能力。
发明内容
用于安装在母线上的串联断路器组的极柱连接器是以传导铝元件的形式制成的，其包括传导端子和长度“Sa”的冷却肋，冷却肋定位在连接器的前部上。根据本发明的连接器，其特征在于，连接器具有长度“Sb”的额外的冷却肋，其构成传导元件的一部分，定位在连接器的后部上。除了传导端子之外，具有冷却肋的铝传导元件的外表面被聚酰胺材料或聚氨脂材料制成的电绝缘涂层所覆盖，聚酰胺材料具有超过0.2W/(mK)的导热率和至少15kV/mm的介电强度，聚氨脂材料具有超过0.1W/(mK)的导热率和至少10kV/mm的介电强度，电绝缘涂层紧密地黏附在传导元件的外表面上。
优选地，长度"Sb"的冷却肋成对地分组，在所述对之间形成了自由空间，以容许废气在连接器安装于断路器组上之后逃离各个断路器。
优选地，冷却肋具有彼此平行定位的竖向板的形式，并且它们的高度“H”大于长度“Sa”和长度“Sb”，并且位于连接器的前部上的肋的长度大于位于连接器的后部上的肋的长度。
优选地，在连接器的前部上的末端的肋的端部，在传导端子所在的侧连接了框架，其包括横向护罩，横向护罩构成传导元件的组成部分。护罩与底壁相连接，底壁在连接器的底部部分上与肋连接。护罩的底部部分具有彼此连接在一起的半圆的形状。
优选地，在护罩的半圆中定位有端口。
备选地，较大宽度Sa的冷却肋由不规则元件制成，不规则元件在轮廓方面，在连接器的前侧具有与杯状体的壁的横截面相似的形状，杯状体的底部部分在杯状体的外部被杯状体的平行的底壁部分所包围，纵向隔断定位在杯状体的纵向轴线上，并且在杯状体的上部部分中、在纵向隔断和杯状体壁之间定位有侧部隔断。杯状体的底部位于与连接器端子相同的侧，或位于另一侧。
用于安装在母线上的断路器组包括通过用于串联断路器的连接器而彼此电连接起来的至少一对断路器，其中单独的断路器具有电缆孔，在电缆孔中放置了有待与连接器相连的端子。各个断路器具有带“通”和“断”状态开关的前侧以及与前侧平行定位的后侧。根据本发明的断路器组的特征在于，连接器是根据权利要求1至5中的任一权项而制成的，并且连接器的后侧包括定位在断路器的后部处的冷却肋，并且其在这些肋之间具有自由空间，自由空间的功能是如果在断路器中发生短路时让气体从断路器中放出来。
根据本发明的连接器，其特征在于简单的设计和小的尺寸，这允许其在用于标准连接盒中的断路器组中使用。连接器具有非常高的通过自然对流散热的能力，并且其特别适合于光伏设备中的应用。同时，连接器以其介电强度而显著不同，这使其变得安全，并且消除了触电危险，即使被触摸。一个额外的优点是对电弧室中爆出的气体的有害影响的抵抗力，气体是在切断MCB中的故障电流时由所产生的电弧产生的。连接器的另一优点是其生产工艺简单。
附图说明
本发明体现为图中的实施例，其中
图1以俯视图显示了连接器，
图2显示了沿着线"A-A"通过图1的连接器的截面，
图3以轴测投影图显示了本发明实施例的第一变体中的连接器，
图4以轴测投影图显示了本发明实施例的第二变体中的连接器，
图5以轴测投影图显示了本发明实施例的第三变体和其实施例的第一方案中的连接器，
图6以轴测投影图显示了本发明实施例的第三变体和其实施例的第二方案中的连接器，
图7以轴测投影图显示了一组断路器，其具有根据本发明实施例的第一变体制成的连接器，
图8以轴测投影图显示了一组断路器，其具有根据本发明实施例的第二变体制成的连接器，
图9以轴测投影图显示了一组断路器，其具有根据本发明实施例的第三变体和其实施例的第一方案制成的连接器，且
图10以轴测投影图显示了一组断路器，其具有根据本发明实施例的第三变体和其实施例的第二方案制成的连接器。
具体实施方式
根据本发明的连接器是铝传导元件1，其由底板2、传导端子3和冷却肋4a和4b组成，传导端子3垂直于板2而定位于与板相同的侧，并且冷却肋4a和4b在板2的两侧垂直于板的平坦表面而延伸。端子3的形状和尺寸与断路器中制成的电缆孔的形状和尺寸相匹配，断路器彼此连接在一起。连接器的所有元件构成一个整体，但是在图2中，板2通过虚线与端子3分隔开，这容许更好地解释本发明。除了端子3之外，传导铝元件1的整个表面都被聚酰胺材料或聚氨脂材料制成的电绝缘涂层5所覆盖，聚酰胺材料具有超过0.2W/(mK)的导热率和至少15kV/mm的介电强度，聚氨脂材料具有超过0.1W/(mK)的导热率和至少10kV/mm的介电强度，电绝缘涂层紧密地黏附在元件1的外表面上，但其端子3除外。
在板2的两侧，冷却肋的数量是不同的。更多的肋位于连接器的前侧，在连接器已经安装到断路器上之后，该前侧位于断路器的前部。在垂直于元件1的板2的平坦表面的方向上所测量的这些肋的长度标记为Sa。较少的肋位于连接器的后侧，在连接器已经安装到断路器上之后，该后侧位于断路器的后部。在垂直于元件1的板2的平坦表面的方向上所测量的这些肋的长度标记为Sb。长度Sa大于长度Sb。肋4a和4b沿着连接器的高度H而延伸，高度H比肋Sa和Sb的长度大得多。长度Sb的肋成对地进行分组，在所述对之间存在自由空间6。在连接器已经安装到断路器上之后，位于单独肋4b之间的自由空间6有利于排气在断路器的运行期间流出断路器。
铝元件1在高压的模铸工艺中以复杂形状的模具进行生产。接下来，依赖于用于涂层5的材料类型，如果使用聚酰胺涂层，铝元件被预热至50-90℃的温度，如果使用聚氨脂涂层则预热至50-60℃温度。预热的铝元件1利用覆模工艺在模具中被涂层5覆盖，模具的温度等于预热的铝元件1的温度。在通过将液体聚酰胺或聚氨脂材料浇注到模具中而完成涂布工艺之后，对于由聚酰胺材料制成的涂层，涂层5要么通过将温度减少至聚酰胺材料的凝固点以下进行硬化，或者如果使用聚氨脂材料，就通过已知的化学反应进行硬化。
在其实施例的第一变体中，本发明包括竖向肋4a和4b，其彼此平行地定位于底板2的各个平坦侧部上。
在其实施例的第二变体中，本发明包括竖向肋4a和4b，其彼此平行地定位于底板2的各个平坦侧部上，在连接器的前部和侧部上包围了连接器的底部轮廓的框架4c附连在肋的底端上，该框架与铝元件1构成整体。在图中，框架4c由传统的虚线来标记。框架4c与铝元件1构成整体，并且其包括与板2的表面平行的外部横向护罩7，从而在肋的底部部分连接各个肋4a，外部横向护罩7还被固定到底壁8上，从而在肋4a的下侧封闭肋4a之间的空间。护罩7具有平坦的半圆9的形状，半圆9在连接器的前部固定到框架4c上。在半圆9中存在端口10，通过该端口，连接器的电缆端子的螺栓被上紧，这在图中未显示出来。护罩7的形状针对断路器设计进行调整，使得在连接器安装到断路器上之后，护罩覆盖了连接器下面的空间，包括两个相邻的断路器的上部部分。
在其实施例的第三变体中，本发明呈现两种方案。在第一方案中，连接器包括肋4a和4b，其如下制成。如同本发明实施例的第一变体和第二变体中一样，肋7b以竖向肋的形式制成，而在连接器的前部的肋4a具有不同的形状，并且它们的全貌具有与杯状体11的壁的横截面相似的形状。在杯状体的外部，杯状体壁的底部部分被杯状体12的平行底壁部分所包围。纵向隔断13定位在杯状体的纵向轴线上，并且在杯状体的上部部分中，在纵向隔断13和杯状体11的壁之间定位了侧部隔断14。在这个变体中，杯状体的底部位于与连接器的端子3所在的侧相同的连接器侧。
在本发明实施例的第三变体的第二方案中，连接器具有与本发明实施例的这个变体的第一方案中相同的元件，但杯状体的底部位于与连接器端子3所在的侧相反的连接器侧。
根据本发明的连接器的端子3被夹紧在断路器20的电缆孔中，使得一个连接器端子被夹紧在一个断路器的电缆孔中，并且第二连接器端子被夹紧在第二断路器的第二电缆孔中，由此在断路器20之间获得电串联联接。依赖于使用的连接器和可包括或不包括定位在其上部部分上的绝缘盖21的断路器的类型，可获得各种实际的断路器组，这些断路器组准备好安装于受这样的组保护的电气设备的连接盒中的母线上。根据本发明的连接器在单个组中放置成使得包括较大长度Sa的冷却肋4a的连接器的前壁位于包括标记为22的“通”/“断”开关的两个断路器的前侧。包括较小长度Sb的冷却肋的连接器的后壁位于这两个断路器的后侧。
在图7-10中显示了用于安装在母线上的断路器组的示例。
图7中的组包括利用根据本发明的连接器而联接的两个断路器20。在所呈现的组中，断路器20设有绝缘盖21，其定位在断路器的前壁上，包括操作状态开关22。在这种情况下，在连接器的下部部分和断路器的上壁之间存在空气间隙，其位于连接器的下部部分周围。在绝缘盖中存在孔，通过该孔插入固定螺钉，固定螺钉将端子3固定到断路器的端子上，这在图中未显示出来。
图8中的组包括通过根据本发明的连接器而彼此联接起来的两个断路器20。在这种组合中，断路器20缺乏绝缘盖21，因为其功能通过护罩7和根据本发明实施例的第三变体制成的连接器的框架4c来执行。
图9和图10中所示的组包括通过连接器而彼此联接在一起的两个断路器20，连接器是根据本发明实施例的第三变体和第四变体制成的，并且断路器20具有绝缘盖21。

Claims (7)

1.一种用于安装于母线上的串联断路器组的极柱连接器，其制造成铝传导元件(1)的形式，包括传导端子(3)和置于所述连接器的前部上的第一长度(Sa)的第一冷却肋(4a)，其特征在于，所述连接器具有第二长度(Sb)的额外的第二冷却肋(4b)，其构成所述传导元件(1)的一部分，并且定位在所述连接器的后部上，并且除了所述传导端子(3)之外，具有所述第一冷却肋(4a)和第二冷却肋(4b)的所述铝传导元件(1)的外表面被聚酰胺材料或聚氨酯材料制成的电绝缘涂层(5)所覆盖，所述聚酰胺材料具有超过0.2W/(mK)的导热率和至少15kV/mm的介电强度，所述聚氨酯材料具有超过0.1W/(mK)的导热率和至少10kV/mm的介电强度，所述电绝缘涂层(5)紧密地黏附在所述传导元件(1)的外表面上。
2.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第二长度(Sb)的第二冷却肋(4b)成对地进行分组，在所述对之间形成了自由空间(6)，以允许排气在所述连接器已经安装到所述断路器组上之后逃离各个断路器。
3.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，所述第一冷却肋(4a)和第二冷却肋(4b)具有彼此平行定位的竖向肋的形式，并且它们的高度(H)大于所述第一冷却肋(4a)的第一长度(Sa)，并且大于所述第二冷却肋(4b)的第二长度(Sb)，并且位于所述连接器的前部上的所述第一冷却肋(4a)的第一长度(Sa)大于位于所述连接器的后部上的所述第二冷却肋(4b)的第二长度(Sb)。
4.根据权利要求3所述的连接器，其特征在于，对于末端的第一冷却肋(4a)的端部，在所述端子(3)所在的侧部上连接有框架(4c)，其包括横向护罩(7)，所述横向护罩(7)构成所述传导元件(1)的组成部分，与底壁(8)相连接，所述底壁(8)在所述连接器的底部上连接所述第一冷却肋(4a)，并且所述护罩(7)的底部部分具有互连的半圆(9)的形状。
5.根据权利要求4所述的连接器，其特征在于，在所述半圆(9)中定位有端口(10)。
6.根据权利要求1所述的连接器，其特征在于，较大第一长度(Sa)的所述第一冷却肋(4a)由不规则元件制成，所述不规则元件在轮廓方面，在所述连接器的前侧具有与杯状体(11)的壁的横截面相似的形状，所述杯状体(11)的底部部分在所述杯状体的外部被所述杯状体的平行的底壁(12)的一部分包围，纵向隔断(13)定位在所述杯状体的纵向轴线上，并且在所述杯状体的上部部分中，在所述隔断(13)和所述杯状体壁(11)之间定位有侧部隔断(14)，所述杯状体(11)的底部定位在与所述传导元件(1)的端子(3)相同的侧，或在另一侧。
7.一种用于安装在母线上的连接器组，包括至少一对断路器(20)，其通过用于串联断路器的连接器而彼此电连接在一起，其中各个断路器(20)具有电缆孔，其中用于与所述连接器连接的端子定位在所述电缆孔中，并且各个断路器具有前侧和与所述前侧平行定位的后侧，所述前部具有“通”/“断”状态开关(22)，其特征在于，所述连接器是根据权利要求1至6中的任一权项的连接器，并且包括所述第二冷却肋(4b)的所述连接器的后侧定位于所述断路器的后侧，且其在所述第二冷却肋(4b)之间具有自由空间(6)，意图用于在所述断路器中发生短路时容许气体离开所述断路器。
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