CN104393495A - 兼容插座与线缆输出中置贯通母线两侧配电高可靠pdu - Google Patents

兼容插座与线缆输出中置贯通母线两侧配电高可靠pdu Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种兼容插座与线缆输出中置贯通母线两侧配电高可靠PDU，包括端部防水接头、进线安装端板、进线绝缘端板、外壳、理线器、绝缘端板、安装端板、多个插座模组、面板、断路器保护盖、卡接式无损接线端子、母线支架、断路器、母线-N、母线-L、母线-PE、分线-N、分线-L和分线-PE；本发明的快速冲压卡接式连接低阻、可靠、持久、稳定和温升小，消除起火风险；本PDU可实现内部环形配线，消除单点故障停电，减少多点故障停电范围；母线全程无断接点，连接牢固，节点干净。避免温升过高存在起火风险的问题；提高了配电可靠性。同时本发明中更换SPD模组不用切断供电，不会影响供电对象的工作，实现SPD模组在PDU电源分配器电路中的热插拔功能。

Description

兼容插座与线缆输出中置贯通母线两侧配电高可靠PDU
技术领域
本发明属于机柜电源插座领域，尤其涉及一种精密电源分配单元。 
背景技术
PDU指的是电源分配单元.是英文"Power Distribution Unit"的首字母缩写，主要应用于机柜等对供电可靠性要求较高的场所.输出接口兼容性：可随需选择国标、欧标、英标、美标等世界多种制式标准的电源插座模块、接线端子或带插头导线等不同输出接口任意组合，满足多国客户的不同需求；可实现双电源输入；可采用产品端部输入、产品前面板输入、产品后部输入等不同输入进线位置；可选接线端子、16A国标插头、各种工业耦合器等多种输入接口。SPD模组可提供多重电路保护功能：雷击、电涌防护：最大耐冲击电流：5KA或更高；限制电压：≤1.3kV或更低，具备短路保护、保护失效指示功能，通过国家级权威测试中心专业检测，可用作设备端精细电涌防护；可提供带LED显示的电流、电压监测模组，实现电流、电压实时监测；防误操作：PDU主控开关带防误动保护罩，可防止误操作引起意外断电。 
但是，现有技术中PDU的负载电流较小；输出端口单一，不能兼容插座和带插头导线；内部导线之间的连接一般是通过锡焊或自攻螺丝连接，由于三明治效应、电应力和热应力效应会导致温升过高存在起火风险；内部母线、连接点导体裸露存在安全隐患；单点故障断线即会导致输出断电；母线断点、接头多，可靠性低；单台产品可提供的输出端口较少；负载电流受限；外形尺寸大，占用宝贵的机柜有效空间；全手工生产装配效率低、品质一致性难以保证。 
同时现有技术中，PDU电路中的SPD模组是固定安装在外壳里接入电路中的，如果SPD模组在工作时损坏就必须切断整个PDU电路，对SPD模组进行更换或者更换整个PDU电路，严重的影响了供电对象的工作。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是 
A、现有技术中PDU的负载电流小； 
B、输出端口不能兼容插座和带插头导线； 
C、内部导线之间的连接通过锡焊或自攻螺丝连接，由于锡焊的三明治效应、电应力和热应力作用会导致温升过高存在起火风险； 
D、导体裸露安全隐患； 
E、单点故障断电； 
F、母线断点、接头多，可靠性低； 
G、负载电流受限； 
H、PDU电源分配器的体积过大； 
为解决上述问题，本发明的技术方案是：一种兼容插座与线缆输出中置贯通母线两侧配电高可靠PDU，包括端部防水接头、进线安装端板、进线绝缘端板、外壳、理线器、绝缘端板、安装端板、多个插座模组、面板、断路器保护盖、卡接式无损接线端子、母线支架、断路器、母线-N、母线-L、母线-PE、分线-N、分线-L和分线-PE； 
各母线分别通过卡接式无损接线端子与各对应支线电连接，各对应支线分别通过断路器与各用于连接电源插头的模组电连接；母线-N、母线-L、母线-PE通过防水接头、进线安装端板、进线绝缘端板进入外壳内；母线支架卡接在外壳内，母线支架上开有容纳卡接式无损接线端子的槽；面板卡接在外壳上端，并设置有断路器保护盖；各断路器和各用于连接电源插头的模组的上端分别卡接在各面板中，各断路器和各用于连接电源插头的模组的下段分别放置于母线支架中，各母线-N、母线-L、母线-PE卡接在母线支架中；防水接头、进线安装端板、进线绝缘端板安装在外壳的一端，绝缘端板、安装端板安装在外壳的另一端。 
该PDU还包括SPD模组，SPD模组安装在外壳内，与插座模组并联；所述的SPD模组包括底座模块、插拔模块和PCB板；底座模块安装在外壳内，插拔模块插接在底座模块上；PCB板安装在插拔模块内部； 
所述的SPD模组的底座模块包括A底座、B底座和SPD模组弹片；A底座和B底座的下部分别设有安装SPD模组弹片的空腔；A底座的内部下表面设有三个插片通过槽，B底座的内部下表面设有三个插片通过缺口，三个插片通过槽和三个插片通过缺口组合在一起形成三个底座插片通过孔；所述A底座的左右立壁上设有卡扣，B底座的左右立壁上设有卡槽。 
所述的SPD模组的插拔模块包括模块上盖、模块下盖和连接插片；连接插片上部与PCB板连接；模块下盖设有与连接插片位置相对应的模块下盖插片通过孔；模块下盖左右边缘分别设有模块下盖卡扣；模块上盖的左右立壁上设有卡孔；模块上盖的上表面还分别设有电源、接地和失效指示灯显示孔；模块上盖的左右两面设有固定卡扣，所述固定卡扣两侧还设有定位凸棱。 
所述插座模组包括PE弹片、N弹片和L弹片，所述的PE弹片、N弹片和L弹片都包括“U”卡槽，其主体上至少具有一个一级导线卡口，所述的一级导线卡口的开口处的两侧分别设置有一级刃口； 
所述一级导线卡口的上方还设置有二级导线卡口，在该二级导线卡口的开口处的两侧分别设置有二级刃口，二级导线卡口宽度小于一级导线卡口宽度。 
所述插座模组还包括上盖和下盖，上盖的边缘设有凸起卡销；上盖下边缘设有环形配线 孔、L导线卡接孔、PE导线卡接孔和N导线卡接孔；PE弹片、N弹片、L弹片插入上盖的对应位置；下盖内部设有顶柱，下盖的两对对边为位置分别设有卡扣和导线卡接孔调节块。 
所述的外壳为“凵”形槽，包括端板安装梁、母线支架卡接轨和面板安装平台；安装梁分别设在外壳的左右立壁内侧，安装梁轴向贯通于外壳；母线支架卡接轨设置在外壳下部内侧的中间位置，所述母线支架卡接轨轴向贯通外壳；所述的外壳的左右立壁顶部向内延伸，形成与外壳底面平行的面板安装平台；面板安装平台上设有轴向贯穿外壳的上理线器安装槽，外壳底面的左右边缘位置分别设有轴向贯穿的下理线器安装槽，理线器通过下理线器安装槽和上理线器安装槽分别固定在外壳的左右外表面上。母线支架插入到外壳内部，并通过母线支架卡接轨和两根安装梁固定；外壳的左右立壁外侧的中线一下位置设有固定扣安装槽； 
所述端板安装梁和母线支架卡接轨的两个轴向端面均设有自攻螺纹孔，进线安装端板和进线绝缘端板通过自攻螺钉安装在外壳的轴向端面上的一端，绝缘端板和安装端板通过自攻螺钉安装在外壳的轴向端面上的另一端。 
所述卡接式无损接线端子包括端子外壳和端子铜片；端子铜片插入安装在端子外壳的内部； 
端子铜片包括三个“U”形卡槽，所述“U”形卡槽的主体上至少具有一个一级导线卡口，在该一级导线卡口的开口处的两侧分别设置有一级刃口；所述一级导线卡口的上方还设置有二级导线卡口，在该二级导线卡口的开口处的两侧分别设置有二级刃口，二级导线卡口宽度小于一级导线卡口宽度；所述二级导线卡口的上方还设置有三级导线卡口，在该三级导线卡口的开口处的两侧分别设置有三级刃口，三级导线卡口宽度小于二级刃口的刃体宽度；所述一级刃口为单斜面刃或双斜面刃，一级刃口与一级导线卡口轴线的夹角为45°；所述二级刃口为单斜面刃或双斜面刃，二级刃口与二级导线卡口轴线的夹角为45°； 
所述的端子外壳包括外壳翻盖、铜片安装板和翻盖扣合板；铜片安装板一端与外壳翻盖一侧边相连，铜片安装板一侧边和翻盖扣合板一侧边相连；外壳翻盖成“L”型； 
铜片安装板和翻盖扣合板相对的一面分别设置有三个相对应的凹槽，这些凹槽分别构成两个分线通孔和一个母线通孔，两个分线通孔分别位于母线通孔的两侧； 
铜片安装板的中间位置设有铜片插槽。 
所述母线支架截面为“山”字型，包括支架立壁、母线夹持槽母线夹持立壁；中间的立壁为母线夹持立壁，两侧的立壁为支架立壁；支架立壁下段为内弯折状，其弯折部与外壳的左右立壁和底板形成加强筋容纳腔；母线支架的下部中间位置设有导轨卡接槽，所述导轨卡接槽与外壳的母线支架卡接轨相配合；所述母线夹持立壁在母线支架的中间位置，母线夹持立壁内部设有上方开口的母线夹持槽，母线夹持槽两个内立面分别设置有多个夹持母线的夹 持凹槽；母线夹持立壁的上端的两个外立面分别设有卡扣，该卡扣与面板的支架卡扣相互配合。 
所述面板的一端设有“山”字型的模组安装缺口，模组安装缺口的立壁上设有模组凸起配合槽，模组安装缺口的封闭端设有模组固定棱；面板的另一端设有与模组安装缺口配合的面板安装缺口；面板的上部设两个有用于安装断路器的梯形凸孔，所述梯形凸孔的中线分别和模组安装缺口的中线轴向对齐；梯形凸孔的内表面的四周分别设有用于适配断路器外立面的断路器固定棱；所述面板的左右边缘为内弯折状，形成一个与面板安装平台配合的安装滑槽，该安装滑槽设置多个与面板安装平台卡接的卡扣；面板的左右边缘位置分别还设有螺钉安装孔；面板的左右边缘与面板安装平台配合的位置设有理线器安装缺口；所述面板的下表面设置有一个轴向贯穿面板的安装槽，安装槽的内壁上设有与母线支架立壁上端的卡扣配合的支架卡扣；自攻螺钉通过螺钉安装孔将面板固定在面板安装平台上。 
所述进线绝缘端板和绝缘端板为长方形；进线绝缘端板的中线左边的中间位置设有圆形开口；所述进线绝缘端板的正面四个边设有凸起边缘，其中左、右和下方的三个凸起边缘中间位子设有端板安装通孔，上方的凸起边缘中间位子设有I型安装端板固定柱，安装端板固定柱与进线安装板上的螺钉安装孔相配合；所述的正面的四个角处均设有四个阶梯状的II型安装端板固定柱，II型安装端板固定柱与进线安装端板上的II型通孔相互配合；绝缘端板的背面的上边缘设有滑槽凸起；所述背面的两个上顶角位置分别设有I型固定柱，I型固定柱与外壳的面板安装平台的下端面配合；背面两个下顶角位置分别设有II型固定柱，II型固定柱与外壳的固定扣安装槽内部凸起部分配合。背面底部中间设有接地端子卡槽，用于固定PDU外壳接地端子； 
所述绝缘端板与进线绝缘端板的区别在于没有圆形开口，其余结构均相同。 
所述线进线安装板包括端板部分和安装板部分，所述端板部分和安装板部分成90°的夹角；端板部分成长方形，端板部分设有圆形进线口；四个角处均设有四个II型通孔，II型通孔与进线绝缘端板上的阶梯状的II型安装端板固定柱相配合；端板部分四边的中间位置均设有螺钉安装孔；所述安装板部分设有三个安装槽； 
所述的安装端板和进线安装端板的区别在与没有圆形进线口，其他部分的结构特征相同。 
本发明连接低阻、可靠、持久、稳定和温升小，消除起火风险；带电导体全程被固定、电气接触点被封闭在绝缘外壳体内，消除短路、触点氧化等电气安全隐患。本PDU可实现内部环形配线，消除单点故障停电，减少多点故障停电范围；母线全程无断接点，连接牢固，节点干净。避免了采用锡焊或自攻螺丝连接，因三明治效应、电应力和热应力效应导致温升过高存在起火风险的问题；提高了配电可靠性。外壳高度均控制在1U的标准，为44mm，外形尺 寸小，节约宝贵的机柜有效空间。 
同时本发明中更换SPD模组不用切断供电，不会影响供电对象的工作，实现SPD模组在PDU电源分配器电路中的热插拔功能。 
附图说明
图1为PDU爆炸图； 
图2为GB-10A-模组9爆炸图； 
图3为GB-10A-模组9装配图； 
图4为外壳4截面图； 
图5为弹片“U”卡槽A主视图； 
图6为弹片“U”卡槽A的C-C剖视图； 
图7为弹片“U”卡槽A主视图； 
图8为弹片“U”卡槽A一种实施例的立体图； 
图9为弹片“U”卡槽A另一种实施例的立体图，包括(a)主视图，(b)立体图 
图10为卡接式无损接线端子14结构图，包括(a)卡接式无损接线端子14俯视图，(b)卡接式无损接线端子14左视图，(c)卡接式无损接线端子14三维图； 
图11为卡接式无损接线端子14工作状态图； 
图12为卡接式无损接线端子14分线工作状态图； 
图13为IEC-C13-模组、卡接式无损接线端子14、断路器18、母线-N19、母线-L20、母线-PE21、分线-N22、分线-L23和分线-PE24装配图，包括(a)主视图，(b)俯视图，(c)左视图，(d)三围图； 
图14为面板12结构图I，包括(a)正面，(b)背面； 
图15为面板12结构图II，包括(a)仰视图，(b)俯视图，(c)A-A剖视图，(d)B-B剖视图； 
图16为进线安装端板2结构图，包括(a)主视图，(b)俯视图，(c)左视图，(d)三围图； 
图17为安装端板7结构图，包括(b)主视图，(a)俯视图，(c)左视图，(d)三围图； 
图18为进线绝缘端板3结构图I，包括(a)背面，(b)正面； 
图19为进线绝缘端板3结构图II，包括(a)仰视图，(b)俯视图，(c)B-B剖视图，(d)C-C剖视图； 
图20为绝缘端板6结构图，包括(a)仰视图，(b)俯视图，(c)主视图，(d)左视图， (e)和(f)三围图； 
图21为母线支架截面图； 
图22为装配截面图； 
图23为SPD模组25爆炸图 
图24为SPD模组25装配图，包括(b)主视图，(d)俯视图，(a)右视图，(c)左视图，(e)三围图； 
图25为SPD模组A底座251结构图，包括(d)主视图，(e)俯视图，(c)左视图，(a)和(b)三围图； 
图26为SPD模组B底座254结构图，包括(d)主视图，(e)俯视图，(c)左视图，(a)和(b)三围图； 
图27为SPD模组模块下盖253结构图； 
图28为温升饱和时温度记录仪截图I； 
图29为温升饱和时温度记录仪截图II。 
其中， 
端部防水接头1 
进线安端板2，端板部分2a、安装板部分2b、圆形进线口2c、II型通孔2d、螺钉安装孔2e、安装槽2f、 
进线绝缘端板3，括正面31、背面32、端板安装通孔33、I型安装端板固定柱34A、II型安装端板固定柱34B，滑槽凸起35、I型固定柱36a、II型固定柱36b,接地端子卡槽37 
外壳4，包括端板安装梁41、母线支架卡接轨42、面板安装平台43、下理线器安装槽44、上理线器安装槽45,固定扣安装槽46 
GB-10A-模组9，上盖91，上盖91、PE弹片92、N弹片93、L弹片94和下盖95；突起卡销911，固定口912，环形配线孔913、L导线卡接孔914、PE导线卡接孔915，N导线卡接孔916，顶柱951，卡扣952，导线卡接孔调节块953， 
插座面板12，螺钉安装孔121，断路器固定棱122，梯形凸孔123，模组安装缺口124，支架卡扣125，集线器安装缺口126，插座面板安装缺口127，模组凸起配合槽128，模组固定棱129， 
断路器保护盖13 
卡接式无损接线端子14 
卡接式无损接线端子外壳141，卡接式无损接线端子铜片142，铜片插槽1411，外壳翻盖1412，分线通孔1413，母线通孔1414，铜片安装板1415，翻盖扣合板1416 
母线支架15，支架立壁151，导轨卡接槽152，母线夹持槽153，母线夹持立壁154，弯折部155 
接线端子板16 
母线-N19、母线-L20、母线-PE21、分线-N22、分线-L23和分线-PE24。 
铜片卡槽(A00)；一级刃口(A01)；主体(A02)；一级导线卡口(A03)；刃锋(A04)；二级刃口(A05)；二级导线卡口(A06)； 
主体宽度(a)；一级导线卡口高度(b)；二级导线卡口宽度(c)；一级导线卡口宽度(d)；一级导线卡口宽度(e)；一级刃口宽度(f)；二级刃口宽度(g)；主体厚度(h)；二级刃口高度(i)；刃锋宽度(j)；一级刃口与一级导线卡口轴线的夹角(k)；二级导线卡口高度(l)；二级刃口与二级导线卡口轴线的夹角(m) 
SPD模组，A底座251、模块上盖252、模块下盖253，B底座254和SPD模组弹片255，和连接插片256，I空腔2511,插片通过槽2512，卡扣2513，插片通过缺口2541，II空腔2542，盖插片通过孔2531，下盖卡扣2532。 
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的阐述。 
如图1所示，该兼容插座与线缆输出中置贯通母线两侧配电高可靠PDU，包括端部防水接头1、进线安装端板2、进线绝缘端板3、外壳4、理线器5、绝缘端板6、安装端板7、多个插座模组、面板12、断路器保护盖13、卡接式无损接线端子14、母线支架15、接线端子板16、防水接线头17、断路器18、母线-N19、母线-L20、母线-PE21、分线-N22、分线-L23和分线-PE24；插座模组包括万用插座模组8、GB-10A插座模组9、IEC-C19插座模组10和/或IEC-C13插座模组11。 
各母线分别通过卡接式无损接线端子14与各对应支线电连接，各对应支线分别通过断路器18与各用于连接电源插头的模组电连接；防水接线头17内设置有分线-N22、分线-L23和分线-PE2；母线-N19、母线-L20、母线-PE21通过防水接头1、进线安装端板2、进线绝缘端板3进入外壳4内；母线支架15卡接在外壳4内，母线支架15上开有容纳卡接式无损接线端子14的槽；面板12卡接在外壳4上端，并设置有断路器保护盖13；各断路器18和各用于连接电源插头的模组的上端分别卡接在各面板12中，各断路器18和各用于连接电源插头的模组的下段分别放置于母线支架15中，各母线-N19、母线-L20、母线-PE21卡接在母线支架15中；防水接头1、进线安装端板2、进线绝缘端板3安装在外壳4的一端，绝缘端板6、安装端板7安装在外壳4的另一端。 
外壳 
如图4和22所示，所述的外壳4为“凵”形槽，包括端板安装梁41、母线支架卡接轨42和面板安装平台43；安装梁41分别设在外壳4的左右立壁内侧，安装梁41轴向贯通于外壳4；母线支架卡接轨42设置在外壳4下部内侧的中间位置，所述母线支架卡接轨42轴向贯通外壳4；所述的外壳4的左右立壁顶部向内延伸，形成与外壳4底面平行的面板安装平台43；面板安装平台43上设有轴向贯穿外壳4的上理线器安装槽45，外壳4底面的左右边缘位置分别设有轴向贯穿的下理线器安装槽44，理线器5通过下理线器安装槽44和上理线器安装槽45分别固定在外壳4的左右外表面上。母线支架15插入到外壳4内部，并通过母线支架卡接轨42和两根安装梁41固定；外壳4的左右立壁外侧的中线一下位置设有固定扣安装槽46。 
所述端板安装梁41和母线支架卡接轨42的两个轴向端面均设有自攻螺纹孔，进线安装端板2和进线绝缘端板3可通过自攻螺钉安装在外壳4的轴向端面上的一端，绝缘端板6和安装端板7可通过自攻螺钉安装在外壳4的轴向端面上的另一端，进线安装端板2和安装端板7可以根据需要沿外壳中轴任意旋转180°调整。 
卡接式无损接线端子 
如图10至13所示，所述卡接式无损接线端子14，包括卡接式无损接线端子外壳141和端子铜片142；端子铜片142包括三个”U”形卡槽A，端子铜片142将母线和分出两根分线电联接。该“U”形卡槽A结构同“弹片”的“U”形卡槽A结构相同，具有相同的优点。 
所述的端子外壳141包括外壳翻盖1412、铜片安装板1415和翻盖扣合板1416；铜片安装板1415一端与外壳翻盖1412一侧边相连，铜片安装板1415一侧边和翻盖扣合板1416一侧边相连。 
外壳翻盖1412成“L”型，外壳翻盖1412与翻盖扣合板1416扣合将端子铜片142包裹。 
铜片安装板1415和翻盖扣合板1416相对的一面分别设置有三个相对应的凹槽，这些凹槽分别构成两个分线通孔1413和一个母线通孔1414，两个分线通孔1413分别位于母线通孔1414的两侧。 
铜片安装板1415的中间位置设有铜片插槽1411，端子铜片142通过铜片插槽1411插入到卡接式无损接线端子外壳141的内部。 
母线支架 
如图21和22所示，母线支架15截面为“山”字型，包括支架立壁151、母线夹持槽153母线夹持立壁154；中间的立壁为母线夹持立壁154，两侧的立壁为支架立壁151；母线支架15插入到外壳4的内部后，支架立壁151的顶端抵接端板安装梁41；支架立壁151下段为内弯折状，其弯折部155与外壳4的左右立壁和底板形成加强筋容纳腔；母线支架15的下部中 间位置设有导轨卡接槽152，所述导轨卡接槽152与外壳4的母线支架卡接轨42相配合；母线支架15插入到外壳4的内部后，分别通过导轨卡接槽152和支架立壁151的顶端与母线支架卡接轨42和端板安装梁41固定在外壳4的内部；所述母线夹持立壁154在母线支架15的中间位置，母线夹持立壁154内部设有上方开口的母线夹持槽153，母线夹持槽153两个内立面分别设置有六个夹持母线的夹持凹槽，夹持凹槽的数量可根据具体需要设定；母线夹持立壁154的上端的两个外立面分别设有卡扣，该卡扣与面板12的支架卡扣125相互配合。 
面板 
如图14和15所示，所述面板12的一端设有“山”字型的模组安装缺口124，模组安装缺口12的立壁上设有模组凸起配合槽128，模组安装缺口124的封闭端设有模组固定棱129；面板12的另一端设有与模组安装缺口124配合的面板安装缺口127；面板12的上部设两个有用于安装断路器的梯形凸孔123，所述梯形凸孔123的中线分别和模组安装缺口124的中线轴向对齐；梯形凸孔123的内表面的四周分别设有用于适配断路器外立面的断路器固定棱122，当断路器18安装到面板12内部时，断路器固定棱122可以卡住断路器18不平整的外表面，让断路器18安装得更加稳固；所述面板12的左右边缘为内弯折状，形成一个与面板安装平台43配合的安装滑槽，该安装滑槽设置多个与面板安装平台43卡接的卡扣；面板12的左右边缘位置分别还设有螺钉安装孔121；面板12的左右边缘与面板安装平台43配合的位置设有理线器安装缺口126；所述面板12的下表面设置有一个轴向贯穿面板12的安装槽，安装槽的内壁上设有与母线支架立壁154上端的卡扣配合的支架卡扣125；自攻螺钉通过螺钉安装孔121将面板12固定在面板安装平台43上。 
插座模组 
如图1、2和图3所示，在此方案中所述的万用模组8、GB-10A模组9、IEC-C13插座模组10、IEC-C19-模组11的结构基本是相同的，都包括相互扣合的上盖91和下盖95及其安装于上、下盖内的三片弹片。区别在上盖91的插片开口，其内各弹片的安装结构，弹片的——与插头的插片的——插片接触部和连接部，以及下盖的相应结构会根据需要做局部调整。 
以GB-10A模组9为例，所述的GB-10A模组9包括上盖91、PE弹片92、N弹片93、L弹片94和下盖95；所述上盖91的边缘设有突起卡销911，所述突起卡销911与面板12的模组凸起配合槽128相配合；GB-10A模组9还包括环形配线孔913、L导线卡接孔914、PE导线卡接孔915和N导线卡接孔916；PE弹片92、N弹片93、L弹片94插入上盖91的对应位置；所述的PE弹片92、N弹片93、L弹片94分别通过各自的连接部与各自的“U”形卡槽A连接，分线-N22、分线-L23和分线-PE24以直线的形式分别通过对应的PE导线卡接孔915、L导线卡接孔914和N导线卡接孔916，典型的“U”形卡槽A在GB-10A模组9的内部沿对角线排 列使各“U”卡槽的间距尽可能的大，尽可能的避免弹片因外力变形时相互接触而短路，以及遭遇瞬间高压时击穿空气产生电弧，并且还能够安全的准确的分别与对应的导线卡接孔对齐；下盖95还包括顶柱951和三个卡扣952，卡扣952与上盖的固定口912配合。当下盖95安装在上盖91后，所述顶柱951顶住PE弹片92、N弹片93、L弹片94的弹片的合适部位，该合适部位一般为连接部，使其安装的更加牢固；所述卡扣952成三角形排列；下盖95可根据负载电流大小要求可自由更换，不同的下盖95具的变化为导线卡接孔调节块953高低不同，导线卡接孔调节块953越高，导线卡接孔越小，导线数量越少和/或可负载的的电流也就越小；反之，亦然。 
所述的分线-N22、分线-L23和分线-PE24通过快速冲压卡接式连接联接到对应的”U”形卡槽A内，快速冲压卡接式连接是指将分线-N22、分线-L23和分线-PE24通过高压冲床以冲压的方式将线体快速卡入“U”形卡槽A中。 
所述的”U”形卡槽A可包括多个宽度的卡槽，一般的卡槽宽度可设为用于截面2.5mm2和截面4mm2的导线同时卡接。 
本方案的快速冲压卡接式连接低阻、持久、稳定和温升小，消除起火风险；带电导体全程被固定、电气接触点被封闭在绝缘外壳体内，消除短路、触点氧化等电气安全隐患；可实现内部环形配线，消除单点故障停电，减少多点故障停电范围；母线全程无断节点，连接牢固，节点干净。避免了因采用锡焊和自攻螺丝连接，而产生的三明治效应、电应力和热应力导致温升存在起火风险的问题；提高了配电可靠性。 
在此方案中所述的插座模组的外部结构不是唯一的，是可相互更换(如：万用插座模组8、IEC-C13插座模组10和IEC-C19插座模组11)，但内部弹片排布和弹片的基本结构都是相同或相似的。除插座模组外，承担对外输出功能的还有接线端子板16和防水接线头17的带插头导线面板。 
如图1和13所示，万用插座模组8、GB-10A插座模组9、IEC-C19插座模组10、IEC-C13插座模组11和带插头导线面板安装在面板12的“山”型模组安装缺口124内； 
断路器保护盖13扣合在梯形凸孔123上； 
断路器18安装到面板12的梯形凸孔123内，面板12再安装在外壳4的面板安装平台43上通过螺钉固定； 
电路连接关系 
母线-N19、母线-L20、母线-PE21通过卡接式无损接线端子14与各分线-N22、分线-L23和分线-PE24连接；母线-N19、母线-L20、母线-PE21装在母线支架15中；分线-N22、分线-L23和分线-PE24将各万用插座模组8、GB-10A插座模组9、IEC-C19插座模组10和/或IEC-C13 插座模组11和/或带插头导线通过断路器18联入PDU电源分配器的电路中。 
弹片 
所述的PE弹片92、N弹片93、L弹片94； 
如图5至9所示，每个弹片和端子铜片142都包括“U”卡槽A，其主体A02上至少具有一个一级导线卡口A03，为方便使用快速冲压卡接式连接，所述的一级导线卡口A03的开口处的两侧分别设置有一级刃口A01。所述一级导线卡口A03的上方还设置有二级导线卡口A06，在该二级导线卡口A06的开口处的两侧分别设置有二级刃口A05，二级导线卡口宽度c小于一级导线卡口宽度e。 
所述二级导线卡口A06的上方还设置有三级导线卡口，在该三级导线卡口的开口处的两侧分别设置有三级刃口，三级导线卡口宽度小于二级导线卡口宽度c。 
所述一级刃口A01为单斜面刃或双斜面刃，其刃锋宽度j为0.3mm，一级刃口宽度f为1mm，一级刃口与一级导线卡口轴线的夹角k为45°。 
一级导线卡口宽度e为1.7mm，一级导线卡口高度b为5mm；一级刃口A01和一级导线卡口A03配合用于卡接芯材横截面积为4mm2的电源导线。 
所述二级刃口A05为单斜面刃或双斜面刃，其刃锋宽度j为0.3mm，二级刃口宽度g为0.25mm；二级刃口高度i为1.4mm；二级刃口与二级导线卡口轴线的夹角m为45°。 
二级导线卡口宽度c为1.2mm，二级导线卡口高度l为3mm；二级刃口A05和二级导线卡口A06配合用于卡接芯材横截面积为2.5mm2的电源导线。 
主体厚度h为0.6mm。 
一级刃口的刃体宽度d至少为2.4mm。 
主体宽度a至少为7±0.05mm 
一般弹片的“U”卡槽A设有一片，但还有一种变形是为了满足“U”卡槽A有足够的强度，一般的可将两个“U”卡槽A按一定距离重叠。 
绝缘端板 
如图18所示，绝缘端盖包括进线绝缘端板3和绝缘端板6；所述进线绝缘端板3和绝缘端板6为长方形；从正面31看，进线绝缘端板3的中线左边的中间位置设有圆形开口；所述进线绝缘端板3的正面31四个边设有凸起边缘，其中左、右和下方的三个凸起边缘中间位子设有端板安装通孔33，上方的凸起边缘中间位子设有I型安装端板固定柱34A，安装端板固定柱34A与进线安装板2上的螺钉安装孔2e相配合；所述的正面31的四个角处均设有四个阶梯状的II型安装端板固定柱34B，II型安装端板固定柱34B与进线安装端板2上的II型通孔2d相互配合；绝缘端板3的背面32的上边缘设有滑槽凸起35；所述背面32的两个上 顶角位置分别设有I型固定柱36a，I型固定柱36a与外壳4的面板安装平台43的下端面配合；背面32两个下顶角位置分别设有II型固定柱36b，II型固定柱36b与外壳4的固定扣安装槽46内部凸起部分配合。背面32底部中间设有接地端子卡槽37，用于固定PDU外壳接地端子。 
如图18、19和20所示，所述绝缘端板6与进线绝缘端板3的区别在于没有圆形开口，其余结构均相同或相似。 
安装端板 
如图16和17所示，所述线进线安装板2包括端板部分2a和安装板部分2b，所述端板部分2a和安装板部分2b成90°的夹角；端板部分2a成长方形，端板部分2a设有圆形进线口2c；四个角处均设有四个II型通孔2d，II型通孔2d与进线绝缘端板3上的阶梯状的II型安装端板固定柱34B相配合；端板部分2a四边的中间位置均设有螺钉安装孔2e；所述安装板部分2b设有三个安装槽2f。 
如图16和17所示，所述的安装端板7和进线安装端板2的区别在与没有圆形进线口2c，其他部分的结构特征相同或相似。 
SPD模组(图1中未示出) 
如图23至27所示，SPD模组包括底座模块和插拔模块；底座模块安装在外壳4内与PDU电路并联，插拔模块插接在底座模块上，通过底座模块与PDU电路联接。 
所述底座模块包括A底座251、B底座254和SPD模组弹片255；A底座251和B底座254均为“凵”形，A底座251和B底座254的下部分别设有安装SPD模组弹片255的空腔2511和2542，当A底座251和B底座254扣合在一起时可将SPD模组弹片255包裹在该两个空腔2511和2542内；A底座251的内部下表面设有三个插片通过槽2512，B底座254的内部下表面设有三个插片通过缺口2541，A底座251的插片通过槽2512与B底座254的插片通过缺口2541组合在一起形成底座插片通过孔；底座插片通过孔的位置与SPD模组弹片在空腔内的位置相对应；所述A底座251的左右立壁上设有卡扣2513，B底座254的左右立壁上设有与前述卡扣相对应的卡槽2543，使A底座251和B底座254相互安装更加牢固，使SPD模组弹片255包裹在空腔内更加稳固。 
所述插拔模块包括模块上盖252、模块下盖253和连接插片256；连接插片256上部与PCB板257连接；模块下盖253设有与连接插片256位置相对应的模块下盖插片通过孔2531；插拔模块插接在底座模块上时，连接插片256通过底座插片通过孔和模块下盖插片2531通过孔连接到SPD模组弹片255的对应位置；模块下盖253左右边缘分别设有模块下盖卡扣2532，模块下盖253扣合在模块上盖252的底部将PCB板257固定在模块上盖252的空腔内；所述 模块上盖252的左右立壁上设有与模块下盖卡扣配合的卡孔，模块上盖252的上表面还分别设有电源、接地和失效指示灯显示孔；模块上盖252的左右两面设有将插拔模块锁定在底座模块上的固定卡扣，所述固定卡扣两侧还设有定位凸棱使插拔模块插入底座模块时更加稳固。通过偏置连接插片256，实现防呆功能。 
A底座251、B底座254和SPD模组弹片255组成底座模块整体，并安装在外壳4内联入PDU电路；所述模块上盖252、模块下盖253和连接插片256组成插拔模块整体，安装在底座模块上并联到PDU电路中；可根据需要更换插拔模块，同时不用切断供电，不会影响供电对象的工作，实现SPD模组在PDU电源分配器电路中的热插拔功能。 
温升实验 
根据《中华人民共和国通信行业标准YD/T2063-2009》规定：实验时间一小时，温升不的超过45K。本次实验为达到更有说服力的效果，所测得的数据是被测件达到温度饱和恒定时的数据，时长3小时左右。 
实验设备：无纸温升记录仪(厂家：杭州美控自动化技术有限公司，型号MIK5016A，编号210904011E36001)， 
实验条件：负载4组，每组电流16A、电阻15Ω、额定功率10KW、实验负载功率4KW，总负载64A，电源电压250V，PDU母线截面积9mm2.，环形母线4+2.5mm2
实验对象：兼容插座与线缆输出中置贯通母线两侧配电高可靠PDU。 
实验方法：无纸温升记录仪通过感温线分别探测并记录插头、PDU外壳、输入电缆外皮、铜片(弹片)和环境的温度，直到每项温度达到饱和为止。 
记录表格如下： 
表1 
表1与图28对应。 
表2 
表2与图29对应。 
根据表1和2可以看出温升最高在20K左右，远远低于《中华人民共和国通信行业标准 YD/T2063-2009》中要求的45K。 
有实验数据可得：本发明连接低阻、可靠、持久、稳定和温升小，消除起火风险。 
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。 

Claims (10)

1.兼容插座与线缆输出中置贯通母线两侧配电高可靠PDU，其特征在于：包括端部防水接头(1)、进线安装端板(2)、进线绝缘端板(3)、外壳(4)、理线器(5)、绝缘端板(6)、安装端板(7)、多个插座模组、面板(12)、断路器保护盖(13)、卡接式无损接线端子(14)、母线支架(15)、断路器(18)、母线-N(19)、母线-L(20)、母线-PE(21)、分线-N(22)、分线-L(23)和分线-PE(24)；
各母线分别通过卡接式无损接线端子(14)与各对应支线电连接，各对应支线分别通过断路器(18)与各用于连接电源插头的模组电连接；母线-N(19)、母线-L(20)、母线-PE(21)通过防水接头(1)、进线安装端板(2)、进线绝缘端板(3)进入外壳(4)内；母线支架(15)卡接在外壳(4)内，母线支架(15)上开有容纳卡接式无损接线端子(14)的槽；面板(12)卡接在外壳(4)上端，并设置有断路器保护盖(13)；各断路器(18)和各用于连接电源插头的模组的上端分别卡接在各面板(12)中，各断路器(18)和各用于连接电源插头的模组的下段分别放置于母线支架(15)中，各母线-N(19)、母线-L(20)、母线-PE(21)卡接在母线支架(15)中；防水接头(1)、进线安装端板(2)、进线绝缘端板(3)安装在外壳(4)的一端，绝缘端板(6)、安装端板(7)安装在外壳(4)的另一端。
2.根据权利要求1所述的PDU，其特征在于：还包括SPD模组，SPD模组安装在外壳(4)内，与插座模组并联；所述的SPD模组包括底座模块、插拔模块和PCB板(257)；底座模块安装在外壳(4)内，插拔模块插接在底座模块上；PCB板(257)安装在插拔模块内部；
所述的SPD模组的底座模块包括A底座(251)、B底座(254)和SPD模组弹片(255)；A底座(251)和B底座(254)的下部分别设有安装SPD模组弹片(255)的空腔(2511和2542)；A底座(251)的内部下表面设有三个插片通过槽(2512)，B底座(254)的内部下表面设有三个插片通过缺口(2541)，三个插片通过槽(2512)和三个插片通过缺口(2541)组合在一起形成三个底座插片通过孔；所述A底座(251)的左右立壁上设有卡扣(2513)，B底座(254)的左右立壁上设有卡槽(2543)。
所述的SPD模组的插拔模块包括模块上盖(252)、模块下盖(253)和连接插片(256)；连接插片(256)上部与PCB板(257)连接；模块下盖(253)设有与连接插片(256)位置相对应的模块下盖插片通过孔(2531)；模块下盖(253)左右边缘分别设有模块下盖卡扣(2532)；模块上盖(252)的左右立壁上设有卡孔；模块上盖(252)的上表面还分别设有电源、接地和失效指示灯显示孔；模块上盖(252)的左右两面设有固定卡扣，所述固定卡扣两侧还设有定位凸棱。
3.根据权利要求1所述的PDU，其特征在于：所述插座模组包括PE弹片、N弹片和L弹片，所述的PE弹片、N弹片和L弹片都包括“U”卡槽(A)，其主体(A02)上至少具有一个一级导线卡口(A03)，所述的一级导线卡口(A03)的开口处的两侧分别设置有一级刃口(A01)；
所述一级导线卡口(A03)的上方还设置有二级导线卡口(A06)，在该二级导线卡口(A06)的开口处的两侧分别设置有二级刃口(A05)，二级导线卡口宽度(c)小于一级导线卡口宽度(d)。
4.根据权利要求3所述的PDU，其特征在于：所述插座模组还包括上盖和下盖，上盖的边缘设有凸起卡销；上盖下边缘设有环形配线孔、L导线卡接孔、PE导线卡接孔和N导线卡接孔；PE弹片、N弹片、L弹片插入上盖的对应位置；下盖内部设有顶柱，下盖的两对对边为位置分别设有卡扣和导线卡接孔调节块。
5.根据权利要求1所述的交流电PDU电源分配器，其特征在于：所述的外壳(4)为“凵”形槽，包括端板安装梁(41)、母线支架卡接轨(42)和面板安装平台(43)；安装梁(41)分别设在外壳(4)的左右立壁内侧，安装梁(41)轴向贯通于外壳(4)；母线支架卡接轨(42)设置在外壳(4)下部内侧的中间位置，所述母线支架卡接轨(42)轴向贯通外壳(4)；所述的外壳(4)的左右立壁顶部向内延伸，形成与外壳(4)底面平行的面板安装平台(43)；面板安装平台(43)上设有轴向贯穿外壳(4)的上理线器安装槽(45)，外壳(4)底面的左右边缘位置分别设有轴向贯穿的下理线器安装槽(44)，理线器(5)通过下理线器安装槽(44)和上理线器安装槽(45)分别固定在外壳(4)的左右外表面上。母线支架(15)插入到外壳(4)内部，并通过母线支架卡接轨(42)和两根安装梁(41)固定；外壳(4)的左右立壁外侧的中线一下位置设有固定扣安装槽(46)；
所述端板安装梁(41)和母线支架卡接轨(42)的两个轴向端面均设有自攻螺纹孔，进线安装端板(2)和进线绝缘端板(3)通过自攻螺钉安装在外壳(4)的轴向端面上的一端，绝缘端板(6)和安装端板(7)通过自攻螺钉安装在外壳(4)的轴向端面上的另一端。
6.根据权利要求1所述的PDU，其特征在于：所述卡接式无损接线端子(14)包括端子外壳(141)和端子铜片(142)；端子铜片(142)插入安装在端子外壳(141)的内部；
端子铜片(142)包括三个“U”形卡槽，所述“U”形卡槽的主体(A02)上至少具有一个一级导线卡口(A03)，在该一级导线卡口(A03)的开口处的两侧分别设置有一级刃口(A01)；所述一级导线卡口(A03)的上方还设置有二级导线卡口(A06)，在该二级导线卡口(A06)的开口处的两侧分别设置有二级刃口(A05)，二级导线卡口宽度(c)小于一级导线卡口宽度(d)；所述二级导线卡口(A06)的上方还设置有三级导线卡口，在该三级导线卡口的开口处的两侧分别设置有三级刃口，三级导线卡口宽度小于二级刃口的刃体宽度(c)；所述一级刃口(A01)为单斜面刃或双斜面刃，一级刃口与一级导线卡口轴线的夹角(k)为45°；所述二级刃口(A05)为单斜面刃或双斜面刃，二级刃口与二级导线卡口轴线的夹角(m)为45°；
所述的端子外壳(141)包括外壳翻盖(1412)、铜片安装板(1415)和翻盖扣合板(1416)；铜片安装板(1415)一端与外壳翻盖(1412)一侧边相连，铜片安装板(1415)一侧边和翻盖扣合板(1416)一侧边相连；外壳翻盖(1412)成“L”型；
铜片安装板(1415)和翻盖扣合板(1416)相对的一面分别设置有三个相对应的凹槽，这些凹槽分别构成两个分线通孔(1413)和一个母线通孔(1414)，两个分线通孔(1413)分别位于母线通孔(1414)的两侧；
铜片安装板(1415)的中间位置设有铜片插槽(1411)。
7.根据权利要求1所述的PDU，其特征在于：所述母线支架(15)截面为“山”字型，包括支架立壁(151)、母线夹持槽(153)母线夹持立壁(154)；中间的立壁为母线夹持立壁(154)，两侧的立壁为支架立壁(151)；支架立壁(151)下段为内弯折状，其弯折部(155)与外壳(4)的左右立壁和底板形成加强筋容纳腔；母线支架(15)的下部中间位置设有导轨卡接槽(152)，所述导轨卡接槽(152)与外壳(4)的母线支架卡接轨(42)相配合；所述母线夹持立壁(154)在母线支架(15)的中间位置，母线夹持立壁(154)内部设有上方开口的母线夹持槽(153)，母线夹持槽(153)两个内立面分别设置有多个夹持母线的夹持凹槽；母线夹持立壁(154)的上端的两个外立面分别设有卡扣，该卡扣与面板(12)的支架卡扣(125)相互配合。
8.根据权利要求1所述的PDU，其特征在于：所述面板(12)的一端设有“山”字型的模组安装缺口(124)，模组安装缺口(12)的立壁上设有模组凸起配合槽(128)，模组安装缺口(124)的封闭端设有模组固定棱(129)；面板(12)的另一端设有与模组安装缺口(124)配合的面板安装缺口(127)；面板(12)的上部设两个有用于安装断路器的梯形凸孔(123)，所述梯形凸孔(123)的中线分别和模组安装缺口(124)的中线轴向对齐；梯形凸孔(123)的内表面的四周分别设有用于适配断路器外立面的断路器固定棱(122)；所述面板(12)的左右边缘为内弯折状，形成一个与面板安装平台(43)配合的安装滑槽，该安装滑槽设置多个与面板安装平台(43)卡接的卡扣；面板(12)的左右边缘位置分别还设有螺钉安装孔(121)；面板(12)的左右边缘与面板安装平台(43)配合的位置设有理线器安装缺口(126)；所述面板(12)的下表面设置有一个轴向贯穿面板(12)的安装槽，安装槽的内壁上设有与母线支架立壁(154)上端的卡扣配合的支架卡扣(125)；自攻螺钉通过螺钉安装孔(121)将面板(12)固定在面板安装平台(43)上。
9.根据权利要求1所述的PDU，其特征在于：所述进线绝缘端板(3)和绝缘端板(6)为长方形；进线绝缘端板(3)的中线左边的中间位置设有圆形开口；所述进线绝缘端板(3)的正面(31)四个边设有凸起边缘，其中左、右和下方的三个凸起边缘中间位子设有端板安装通孔(33)，上方的凸起边缘中间位子设有I型安装端板固定柱(34A)，安装端板固定柱(34A)与进线安装板(2)上的螺钉安装孔(2e)相配合；所述的正面(31)的四个角处均设有四个阶梯状的II型安装端板固定柱(34B)，II型安装端板固定柱(34B)与进线安装端板(2)上的II型通孔(2d)相互配合；绝缘端板(3)的背面(32)的上边缘设有滑槽凸起(35)；所述背面(32)的两个上顶角位置分别设有I型固定柱(36a)，I型固定柱(36a)与外壳(4)的面板安装平台(43)的下端面配合；背面(32)两个下顶角位置分别设有II型固定柱(36b)，II型固定柱(36b)与外壳(4)的固定扣安装槽(46)内部凸起部分配合。背面(32)底部中间设有接地端子卡槽(37)，用于固定PDU外壳接地端子；
所述绝缘端板(6)与进线绝缘端板(3)的区别在于没有圆形开口，其余结构均相同。
10.根据权利要求1所述的PDU，其特征在于：所述线进线安装板(2)包括端板部分(2a)和安装板部分(2b)，所述端板部分(2a)和安装板部分(2b)成90°的夹角；端板部分(2a)成长方形，端板部分(2a)设有圆形进线口(2c)；四个角处均设有四个II型通孔(2d)，II型通孔(2d)与进线绝缘端板(3)上的阶梯状的II型安装端板固定柱(34B)相配合；端板部分(2a)四边的中间位置均设有螺钉安装孔(2e)；所述安装板部分(2b)设有三个安装槽(2f)；
所述的安装端板(7)和进线安装端板(2)的区别在与没有圆形进线口(2c)，其他部分的结构特征相同。
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