CN105590763B - 容纳外部天线的电气外壳操作机构 - Google Patents

Abstract

本发明提供了容纳外部天线的电气外壳操作机构。提供了一种用于电气外壳的操作机构。操作机构包含开关操作器和容纳该开关操作器的壳体。开关操作器包含延伸穿过所述电气外壳中的一个或多个孔中的一个孔的部分，且可以通过外部把手来操纵以操作容纳在电气外壳中的诸如断路器的电气切换设备。壳体包含腔，该腔容纳和保护能够连接到电缆的外部天线或其他电气设备，其中电缆经由孔从腔延伸到电气外壳的内部。电缆能够连接到电气外壳内部的监测系统。壳体能够安装到电气外壳的壁的外表面上以覆盖孔。

Description

容纳外部天线的电气外壳操作机构

技术领域

本公开涉及一种用于电气外壳的外部操作机构，且更具体涉及一种容纳和保护诸如外部天线的电气设备的外部操作机构。

背景技术

用于住宅或其他设施的电力管理系统可以采用无线通信模块或装备，以传送在不同的位置处(诸如在某些应用中也被称之为配电盘的负载中心处)监测的能量测量或参数。无线通信模块可以包括在每个被监测的位置处所提供的无线电天线和无线电电路。如果天线被布置在外壳中，当监测诸如配电盘的电气板时，则配电盘的电气外壳可干扰无线电信号传输。而且，如果天线被定位在外壳内部，则无线电信号传输可干扰故障检测和其他电路。然而，如果无线电天线诸如通过外壳中的孔被定位于外部，则外壳的整体性被用于无线电天线而产生的孔所破坏，且可能不满足工业标准，诸如UL机械、电气和可燃性要求。此外，如果天线的电缆的绝缘性被破坏且线路电压电力被传输到天线，则存在无线电天线可能对用户造成潜在的电击危险的可能性。

发明内容

为了解决这些或其他的不足之处，天线或其他的电气设备可以被结合到用于电气外壳的外部操作机构中，诸如，以操作容纳在电气外壳的内部的一个或多个电气切换设备。该操作机构被安装在电气外壳的壁的外表面上。操作机构包含腔等等以容纳天线或其他电气设备，其可以经由电缆而电连接到电气外壳内部的诸如监测系统的部件。通过被操作机构覆盖的外壳孔，电缆可以延伸到电气外壳内或从电气外壳延伸出来。外壳孔可以是一般被操作机构覆盖且使用的现存的孔，操作机构诸如用于与断路器操作系统(如，Square DClass 9422A1断开开关)一起使用的凸缘安装的操作把手。因此，通过将天线或其他电气设备结合到用于电气外壳的外部操作机构，能够最小化电气外壳内部的干扰。还能够通过使用电气外壳中现存的孔来最小化对于在电气外壳中创建任何额外的孔的需要，并保护天线或其他电气设备不受不利环境条件影响。

在一个示例中，操作机构可以包括开关操作器和壳体，所述壳体将开关操作器和其他部件容纳于其中。开关操作器包括延伸通过电气外壳中的孔的部分，且可以被自动地或手动地操纵以操作容纳在电气外壳中的电气开关设备。壳体包括容纳和保护天线或其他电气设备的腔，所述天线或其他电气设备可连接到经由孔从腔延伸到电气外壳的内部的电缆。壳体可被安装到电气外壳的壁的外表面以覆盖孔。操作机构还可以包括联锁装置以防止在操作机构处于切通位置(如，电气切换设备被切通以允许电流流通)时电气外壳的门被解锁。

此外，用于操作机构的部件的壳体配置可以是双片卡扣组件。例如，用于操作机构的壳体可以包括外部第一覆盖物和内部第二覆盖物。第一覆盖物包括腔或类似物以容纳天线或其他电气设备。第一覆盖物可利用卡扣接头连接到第二覆盖物或在第二覆盖物上方。第二覆盖物容纳开关操作器且被安装在电气外壳的孔的上方。连接到天线或其他电气设备的电缆可以经由第二覆盖物中的电缆开口，而从腔延伸穿过电气外壳中的孔。电缆开口可以包括密封元件，诸如电缆密封垫或电缆压盖，以允许电缆的一部分从中延伸通过，同时基本上密封电缆开口。

本发明的实施例还包括以下内容：

1)一种用于电气外壳的操作机构，包括：

电气设备，所述电气设备包括天线；

开关操作器，所述开关操作器经由所述电气外壳中的一个或多个孔中的一个孔来操作容纳在所述电气外壳中的电气切换设备；以及

壳体，所述壳体容纳所述开关操作器，所述壳体还容纳能够连接到电缆的所述电气设备，所述电缆能够经由所述一个或多个孔中的一个孔从所述壳体内延伸到所述电气外壳的内部，所述壳体能够安装到所述电气外壳的壁的外表面上以覆盖所述一个或多个孔。

2)根据1)所述的操作机构，其中，所述壳体包括第一覆盖物和第二覆盖物，所述第一覆盖物能够连接在所述第二覆盖物上方并包含用于容纳所述天线的腔，所述第二覆盖物容纳所述开关操作器，所述第二覆盖物和所述开关操作器形成基座，所述基座能够在所述一个或多个孔的上方安装到所述壁的外表面上。

3)根据2)所述的操作机构，其中，所述基座还包含电缆开口，通过所述电缆开口将所述电缆从所述第一覆盖物的腔延伸穿过所述电气外壳的所述一个或多个孔。

4)根据3)所述的操作机构，还包括密封元件，所述密封元件被布置在所述电缆开口中，所述密封元件包括电缆垫片或电缆压盖。

5)根据2)所述的操作机构，其中，所述第一覆盖物包含第二腔以接收和容纳所述第二覆盖物。

6)根据2)所述的操作机构，其中，所述第一覆盖物包含一个或多个卡扣接头以扣合到所述第二覆盖物上。

7)根据1)所述的操作机构，还包括外部把手，所述外部把手被连接以操作所述开关操作器。

8)根据1)所述的操作机构，还包括：

联锁，所述联锁防止在所述电气切换设备处于切通位置时所述电气外壳的门被打开。

9)根据1)所述的操作机构，其中，所述开关操作器包括：

可移动的凸轮；以及

联结杆，所述联结杆连接到所述凸轮，并延伸穿过所述电气外壳的所述一个或多个孔中的一个孔，以操作电气切换设备。

10)根据9)所述的操作机构，还包括外部把手，所述外部把手被连接以操作所述开关操作器，其中所述壳体包含凸轮开口，穿过所述凸轮开口将所述外部把手连接到所述凸轮。

11)根据1)所述的操作机构，还包括安装紧固件，所述安装紧固件将所述壳体在所述一个或多个孔上方紧固到所述电气外壳的壁的外表面上。

12)根据1)所述的操作机构，还包括具有所述一个或多个孔的所述电气外壳，其中所述电气外壳的所述壁的所述外表面是与所述电气外壳的门相邻的、所述电气外壳的凸缘部分的一部分。

13)根据12)所述的操作机构，还包括所述电缆，以经由所述一个或多个孔中的一个孔从所述壳体内延伸到所述电气外壳的内部。

14)根据1)所述的操作机构，还包括状态指示器，所述状态指示器被安装在所述壳体中，并经由容纳在所述壳体中的第二电缆电连接到所述电气设备。

附图说明

结合所附的附图阐释了不同的示例性实施例的描述，其中：

图1根据本公开的实施例示出了具有容纳和保护天线及其他电气设备的外部操作机构的电气外壳的示例。

图2示出了用于容纳和保护外部天线及其他电气设备的操作机构(诸如图1中的操作机构)的示例性部件的部分截面视图。

图3示出了图2的用于电气外壳的操作机构的侧视图，其中操作机构处于切断位置。

图4示出了如图3中所示的操作机构的示例性部件，其中操作机构处于切通位置。

图5示出了从电气外壳的内部看图2的操作机构的底视图，其中(连接到天线和其他电气设备的)电缆经由被操作机构覆盖且基本上密封的、电气外壳的一个或多个孔中的一个孔延伸到电气外壳的内部。

图6示出了图2的操作机构的透视图，其中以透明的方式示出了第一覆盖物，以提供以实线示出的、操作机构的基座和把手的更好的视图。

图7示出了图6的操作机构的透视图，其全都以实线显示了第一覆盖物和操作机构的基座和把手的分解图。

具体实施方式

参照图1，电气外壳10包括门12和与门12相邻的凸缘14。操作机构100被安装到电气外壳10的壁的外表面上，诸如凸缘14的一部分。操作机构100包括外部把手140以及容纳和保护各个机械和电气部件的壳体160。操作机构100允许对容纳在电气外壳10的内部的电气装备经由电气外壳的一个或多个孔的外部操作。电气装备可以包括一个或多个电气切换设备(如，电气开关、断路器、继电器等)，其可经由操作系统100自动操作或手动操作。而且，操作机构100被配置为容纳和保护在电气外壳10的外部的一个或多个电气设备。电气设备可以包括无线发射器和/或接收器的天线以及其他电气设备。操作机构100可以利用电气外壳中已经存在的孔，以允许电气设备到电气外壳10内部的其他部件(诸如监测系统的部件)的电气连接。监测系统可以包括不同类型的传感器，以用于监测电气外壳10内部的状况，诸如温度传感器、电流传感器(如，电流互感器)、跳闸传感器或用于监测容纳在电气外壳10中的装备的其他类型的传感器。

因此，操作机构100允许天线和其他电气设备被容纳在电气外壳的外部，并保护它们不受经常被发现于电气外壳内部和外部的不利环境条件的影响。例如，通过将它们容纳在电气外壳的外部，由于电气外壳外部的更低温度能够减少其电气部件的过热现象。此外，这种布置降低了容纳在电气外壳内部的电气装备和天线之间的电磁兼容(EMC)干扰的风险。由于操作机构100被配置为保护天线不受外部环境的影响，因此其还能够使用额定用于室内使用的天线(但是如果有需要的话，也可以采用额定用于室外使用的天线)与电气外壳。

以下参照其他附图讨论操作机构100的部件和操作的示例。出于解释的目的，在该示例中，操作机构100被配置为容纳和保护在两个单独的子组件(即，与操作机构100的基座部分相关联的外部第一覆盖物和内部第二覆盖物)内的不同的机械和电气部件。例如，如图2中所示，操作机构100可以包括基座110、把手140和连接到基座110的至少一部分上的或在基座110的至少一部分的上方的第一覆盖物200。

第一覆盖物200可以包括一个或多个腔和通道，以容纳和保护一个或多个电气设备及它们的电缆。例如，第一覆盖物200包括第一腔210、第二腔220、第三腔230以及在腔210与230之间的通道240。第一腔210被配置为接收和容纳电气设备190，其包括执行与一个或多个远程系统或设备(如，建筑管理系统(BMS)、中心监测系统、诸如计算机笔记本或智能手机的用户设备等)的无线通信的天线192。电气设备190还可以包括其他电气部件194，诸如，例如无线发射器电路、无线接收器电路、LED驱动器电路以及用于控制电气设备的部件的操作的控制器，所有这些都可以被配置于一个或多个印刷电路板(PCB)上。第二腔220被配置为，当第一覆盖物200连接到基座110上或在基座110上时，接收和容纳基座110。第三腔230被配置为接收和容纳另一个电气设备，诸如状态指示器196，其被安装到第一覆盖物200上。状态指示器196可以是如图2中所示的发光二极管(LED)，或被配置为反映电气外壳10内部的装备的状态的一些其他输出设备。状态指示器196经由一个或多个电缆194B电耦合到电气设备190，其中该一个或多个电缆194B可以从电气设备190向状态指示器196提供电力、数据和/或控制信号。第一覆盖物200还可以包括其他的特征，诸如挂锁开口260。

基座110可以包括第二覆盖物112，其容纳和保护操作机构100的其他部件，其例如涉及操作机构100的基本操作。在该示例中，操作机构100被配置为控制一个或多个电气切换设备(如，电气开关、断路器、继电器等)和用于(图1中的)电气外壳10的门12的锁定机构的操作。容纳在基座110中的部件及其操作将在下文参照图3-5进行更详细的讨论。

如图2中进一步所示，基座110还包括电缆开口116，该电缆开口116延伸穿过第二覆盖物112并相对于第一覆盖物200的第一腔210进行定位。电缆开口116使一个或多个电缆能够从第一腔210延伸穿过基座110并经由孔20延伸到电气外壳10的内部。密封元件250可以被用于密封第二覆盖物112中的电缆开口116，使得基座110在被安装在电气外壳10上时可以基本上使电气外壳10的孔20密封于外部环境。

基座110还包括图6和图7中最佳示出的平板部分111，其具有被配置为接收用于将操作机构100安装到电气外壳上的紧固件的一个或多个紧固件开口114。紧固件开口114可以是螺纹状的以接收螺栓或螺钉。此外，基座110的第二覆盖物112包括一对相对的侧开口118，其允许把手140的一部分经由把手紧固件142(如，插销或螺钉)而被连接到其中的部件。

转到图3，基座110还可以包括被容纳于其底部的在连续的圆周凹槽中的垫片360，该连续的圆周凹槽围绕基座110的在平板部分111中的底部上的外围延伸。垫片360是连续密封元件，其用于在包括基座110的操作机构100在孔20上被安装到电气外壳10的壁的外表面上时基本上密封电气外壳10的孔20。使用安装紧固件382(如，螺栓或螺钉)与被布置在电气外壳的相对的内部表面上的安装支架380的组合，将操作机构100安装到电气外壳10的外表面上。

基座110还包括开关操作器300和联锁330。开关操作器300包括凸轮310和联结杆320。联结杆320包括第一端322和与第一端322相对的第二端324。联结杆320的第一端322可移动地连接到凸轮310。联结杆320的第二端324包括一个或多个联结孔326以及用于接收把手复位弹簧370(为了便于说明在图4中仅部分被示出)的一端的弹簧孔328，其中把手复位弹簧370具有连接到安装支架380的另一端。联结杆320可操作地连接到一个或多个电气切换设备70，诸如电气开关、断路器、继电器等等。例如，联结杆320可以被连接26以经由中间机构(如，操作杆或杠杆)驱动一个或多个电气切换设备70，该中间机构通过联结孔326连接到联结杆320。把手140经由把手紧固件142(如，插销或螺钉)连接到凸轮310，且可操作以旋转凸轮310，从而导致在切通位置和切断位置之间的联结杆320的线性移动。例如，在切通位置上，切换设备70允许电流在电源和负载之间流动。在切断位置上，切换设备70中断电流在其间的流动。

联锁330包括第一端332和与第一端332相对的第二端334。联锁330经由失败螺钉(defeater screw)350将其第一端332连接到基座110(或特别地是其第二覆盖物112)。联锁330的第二端334包括联锁杆336，其在锁定位置或解锁位置之间相对于锁定支架(或叶片)50可移动。基座110还包括联锁复位弹簧340。

在操作中，当电气外壳10的(如，图1中)门12处于打开位置且把手140在切断位置(如，向下位置)时，如图3的右侧上所示(无锁定支架50)，复位弹簧340推动联锁330与凸轮310把手140接触，这防止把手140的操作到切通位置(如，向上位置)。在图4中，电气外壳10的(如，图1中)门12处于闭合位置，这向下推动联锁330，使得联锁杆336不再与凸轮310接触。因此，把手140被允许移动到切通位置，其中联结杆320被进一步移动至电气外壳10中，以便驱动(如，接通)电气切换设备70。然而，当把手140处于切通位置时，联锁330防止电气外壳10的(如，图1中)门12被打开。

图5示出的是从电气外壳10的内部看图2的操作机构100的底部视图。如图所示，电缆194A经由电气外壳10的孔20和安装支架380的支架开口384延伸到电气外壳10的内部。在电气外壳10中，电缆194A的一端可以连接到电气系统，诸如可以包括一个或多个传感器82(如，温度传感器、电流传感器、跳闸传感器等)的监测系统80。如前所讨论的，电缆194A的另一端被连接到容纳在操作机构100中的电气设备190，如图3中所示。电缆可以在电气设备190和监测系统80之间提供电力、数据和/或信号。

图6和图7还示出了图2的操作机构100的基座110、把手140和第一覆盖物200的另外的视图。如图7中所示，第一覆盖物200可以包括布置在沿覆盖物200的底部的外围的一个或多个位置处的一个或多个卡扣接头282。卡扣接头282可以是弹性构件，在第一覆盖物200连接到基座110和其第二覆盖物112上或在基座110和其第二覆盖物112上方时，其接合基座110的第二覆盖物112上相关联的突出部或凹槽。第一覆盖物200还包括相对的侧开口218，其允许把手140的一部分从中延伸穿过并经由把手紧固件142与凸轮310(如图3中所示)连接。如图7中进一步所示，把手140可以由两个薄片740A和740B组成，当该两个薄片740A和740B连接在一起时形成空腔742。空腔742被配置为提供在切通位置和切断位置之间操作把手140时用于把手140相对于第一覆盖物200的足够的间隙。

如本文所述的操作机构100被提供作为用于电气外壳的操作机构(如，通过门的机构)的示例，其可以结合天线或其他的电气设备。天线和其他的电气设备可以结合到安装到电气外壳的外表面上且在电气外壳的孔上方的其他类型的操作机构的壳体中。天线或其他电气设备可以通过电池来供电、通过可包括电流互感器的监测系统来供电、或通过其他的一些电源来供电。操作机构还可以结合密封元件(诸如垫片或压盖)，以基本上密封电气外壳的孔，从而满足诸如国家电气制造商协会(NEMA)所提出的标准或建议。

虽然操作机构被描述为安装在电气外壳的凸缘上，但是其可以被安装在电气外壳(如，非凸缘安装的操作机构)的外表面上的任何适当的位置处。包括例如第一覆盖物200、第二覆盖物112和把手140的操作机构的各个部件可以由诸如塑料的介电材料形成，且还可以具有一些由金属形成的部件或者一些具有根据应用的金属敷层或金属镀层的部件。

虽然操作机构100被示出为具有含特定尺寸和形状的多个腔和通道，但是腔和通道能够根据所期望的应用以任何需要的尺寸和形状来进行配置，诸如要被容纳在其中的天线和其他电气设备的尺寸、形状和/或位置、开关操作器的尺寸、形状和/或位置、联锁组件的尺寸、形状和/或位置、把手的尺寸、形状和/或位置、以及电气外壳的孔的尺寸、形状和/或位置。此外，操作机构100可以采用一个或多个腔来容纳和保护各种部件，诸如基座、天线和其他电气设备、电缆等等。例如，操作机构可以具有单件式壳体，其含有巨大的腔，该巨大的腔具有适当的形状和尺寸以允许用于将天线和/或其他的电子设备连同机构的其他部件一起固定在该腔内。可选地，操作机构的壳体可以由能够包含模压天线的塑料来形成，而不是具有在其中形成以用于天线的腔。

诸如“大约”、“基本上”等等的程度性的词语在本文中是根据“处于或几乎处于在给定在规定的情况中固有的制造、设计和材料容差时”的意义来使用的，并且用来防止不法侵权人非正当地利用本发明公开内容，在本发明中准确或绝对的附图和操作性或结构性的关系用来帮助理解本发明而进行阐述的。

虽然已经示出和描述了本公开的特定实施例和应用，但是要理解的是本公开并不限于本文所公开的精确的构造和组成，且根据前述说明，在不脱离本发明的情况下各种修改、变化和变型能够是明显的。

Claims (10)

1.一种用于电气外壳的操作机构，包括：

电气设备，所述电气设备包括天线；

开关操作器，所述开关操作器经由所述电气外壳中的一个或多个孔中的一个孔来操作容纳在所述电气外壳中的电气切换设备；以及

壳体，所述壳体容纳所述开关操作器，所述壳体还容纳能够连接到电缆的所述电气设备，所述电缆能够经由所述一个或多个孔中的一个孔从所述壳体内延伸到所述电气外壳的内部，所述壳体能够安装到所述电气外壳的壁的外表面上以覆盖所述一个或多个孔，以及其中所述开关操作器包括：

可移动的凸轮；

联结杆，所述联结杆连接到所述可移动的凸轮，并延伸穿过所述电气外壳的所述一个或多个孔中的一个孔，以操作所述电气切换设备；

其中所述壳体包括第一覆盖物和第二覆盖物，所述第一覆盖物能够连接在所述第二覆盖物上方并包含用于容纳所述天线的第一腔，所述第二覆盖物容纳所述开关操作器，所述壳体形成基座，所述基座能够在所述一个或多个孔的上方安装到所述壁的外表面上；以及

外部把手，所述外部把手被连接以操作所述开关操作器，其中所述壳体包含侧开口，穿过所述侧开口将所述外部把手连接到所述可移动的凸轮。

2.根据权利要求1所述的操作机构，其中，所述基座还包含电缆开口，通过所述电缆开口将所述电缆从所述第一覆盖物的所述第一腔延伸穿过所述电气外壳的所述一个或多个孔。

3.根据权利要求2所述的操作机构，还包括密封元件，所述密封元件被布置在所述电缆开口中，所述密封元件包括电缆垫片或电缆压盖。

4.根据权利要求1所述的操作机构，其中，所述第一覆盖物包含第二腔以接收和容纳所述第二覆盖物。

5.根据权利要求1所述的操作机构，其中，所述第一覆盖物包含一个或多个卡扣接头以扣合到所述第二覆盖物上。

6.根据权利要求1所述的操作机构，还包括：

联锁，所述联锁防止在所述电气切换设备处于切通位置时所述电气外壳的门被打开。

7.根据权利要求1所述的操作机构，还包括安装紧固件，所述安装紧固件将所述壳体在所述一个或多个孔上方紧固到所述电气外壳的所述壁的外表面上。

8.根据权利要求1所述的操作机构，还包括具有所述一个或多个孔的所述电气外壳，其中所述电气外壳的所述壁的外表面是与所述电气外壳的门相邻的、所述电气外壳的凸缘部分的一部分。

9.根据权利要求8所述的操作机构，还包括所述电缆，以经由所述一个或多个孔中的一个孔从所述壳体内延伸到所述电气外壳的内部。

10.根据权利要求1所述的操作机构，还包括状态指示器，所述状态指示器被安装在所述壳体中，并经由容纳在所述壳体中的第二电缆电连接到所述电气设备。