CN109946490A - 交流大功率负载箱及其母线承载设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交流大功率负载箱，包括多条母线和多组大功率电阻，各条母线分别与各组大功率电阻相接，还包括母线承载设备，母线承载设备设有冷却物供应装置和母线包围结构，负载箱中的各条母线被聚集在一起进行走线，所述母线包围结构沿母线的走线路径铺设并包围住各条母线，大功率电阻位于母线包围结构外，所述冷却物供应装置产出冷却物质并将其输送到所述母线包围结构中。由于将各条母线聚集在母线包围结构中，冷却物质在母线包围结构中流通时刻对各条母线进行整线冷却，杜绝火情隐患；此外，聚集母线还可减小走线所需的面积，使得母线在走线时较容易避开钢结构或金属构件，从而降低走线难度，方便负载箱进行安装。

Description

交流大功率负载箱及其母线承载设备

技术领域

本发明涉及发电机带载测试领域，尤其是一种交流大功率负载箱及其母线承载设备。

背景技术

现有技术中，大功率发电机输出的交流电可达2000A，其输出功率可达440KW，因此，用交流负载箱对此类发电机进行带载测试时，负载箱与待测发电机之间需采用汇流铜排进行连接(由于汇流铜排1载流能力较强，尺寸为120mm*10mm的汇流铜排1即可承载不超过5280A的电流，足以承受发电机的大电流)。

见图1，传统的交流负载箱一般设置三个汇流铜排11、12、13，分别对应A相、B相、C相，负载箱通过这三个汇流铜排来与发电机进行对接，实现对外取电。负载箱内设有多组大功率电阻32，带载测试时，负载箱的电控系统(图中未示出)通过电控开关31来控制相应的大功率电阻32加载到汇流铜排1上，实现接往发电机的输出端处的电阻加载。

为简化表述，下文以A相的汇流铜排11为例进行描述，其余两相类同。

由于汇流铜排11与大功率电阻32这两者都是高硬度物体，两者之间的连接需通过电缆来实现。但因为目前较好的电缆最大也只能承载150A的电流，而每个汇流铜排1上的电流却足有2000A，所以单用一条电缆去连接一个汇流铜排1，电缆是承受不住的。因此，现有技术中，汇流铜排11会连接多条电缆21(依照常规，后文将连接到汇流铜排的电缆称为母线)，各条电缆21再分别连接到各组Y型接法的大功率电阻32上。

使用过程中，通过接入至少两组大功率电阻32，使汇流铜排11上的电流分流成多股电流，来分别供给所接入的各组大功率电阻32，从而减小每条母线21所需传输的电流量。如此，只要电流股数足够多，每条母线21所需传输的电流量就不会超过其许可载流量，母线21就不会烧毁。但这么做，负载箱中就不可避免地会有数量众多的母线21，导致母线21的走线难度将变得极高，负载箱安装难度就会变高。走线难度高的原因是：虽然单条母线21内阻较小，大电流通过单条母线21时所产生的热量不高，但若将众多母线21聚集在一起扎线成捆，则各条母线21热量就会聚集，导致有火情隐患；因此，现有技术中，一般是将每2～3条母线21扎线成捆进行贴墙走线，并使各线捆之间保持一段距离，但这样会占用较大的走线面积，而母线21走线时若经过钢结构或金属构件附近，巨大的涡流损耗会使钢结构或金属构件严重发热，也会造成火情隐患，因此母线21的走线需要尽量避开钢结构或金属构件，但走线面积与避开钢结构或金属构件的难度是成正比的，走线面积越大，避开钢结构或金属构件的难度也就越大。综上所述，在母线21数量众多的情况下，走线的难度将变得极高。

发明内容

本发明的目的是在避免造成火情隐患的前提下，降低负载箱中母线的走线难度。

为此，提供了一种交流大功率负载箱，包括多条母线和多组大功率电阻，各条母线分别与各组大功率电阻相接，负载箱中的各条母线被聚集在一起进行走线；还包括母线承载设备，母线承载设备设有冷却物供应装置和母线包围结构，该母线包围结构沿母线的走线路径铺设并包围住各条母线，大功率电阻位于母线包围结构外，所述冷却物供应装置供应冷却物质并将其输送到所述母线包围结构中。

其中，负载箱具有电控系统，母线包围结构中设有温度传感器，温度传感器与电控系统电连接。

其中，所述冷却物供应装置包括水供应装置，母线包围结构的底部及其侧壁密封，该通道内设有导热管，所述温度传感器和负载箱中的各条母线都被藏于所述导热管内，所述水供应装置包括进水管，每隔一段距离，该进水管就通过管道输出至母线包围结构中。

其中，所述冷却物供应装置还包括多个细水雾喷头，所述进水管每隔一段距离就通过管道延伸至母线包围结构中的具体方式包括：所述进水管每隔一段距离就通过管道来与一个细水雾喷头相接，该细水雾喷头的喷嘴倒置于母线包围结构中并对准所述导热管。

其中，所述冷却物供应装置还包括通过管道依次连接的原水箱、软化水装置、工业反渗透纯水机、给水泵，软化水装置、工业反渗透纯水机和给水泵分别电连接所述电控系统，所述给水泵从工业反渗透纯水机中取水并给进水管输水。

其中，所述进水管每隔一段距离就通过管道延伸至母线包围结构中的具体方式包括：所述进水管每隔一段距离就连接有注水管，注水管的管口伸入到母线包围结构中的金属管附近，并对准所述导热管；每根注水管上均串接有电磁阀，电磁阀与所述电控系统电连接。

其中，所述母线包围结构中设有柔性管接头，所述导热管有多段，任意两段导热管之间通过所述柔性管接头进行相接，柔性管接头设有两个套环和一个柔性塑胶套，两个套环通过柔性塑胶套相接成一体，其中柔性塑胶套的一端与其中一个套环的管口固定连接并密封住该管口，柔性塑胶套的另一端与另一个套环的管口相接并密封，所述套环与导热管的管口可拆卸地相接。

其中，所述冷却物供应装置包括冷风机，冷风机与所述电控系统电连接，风机安置于母线包围结构的顶部，并朝下往母线包围结构内鼓风。

其中，所述母线包围结构的底部为盒体，母线包围结构的顶部为盖板，盖板可拆卸地盖在盒体上，盒体与盖板的材料均为铝；所述盒体和/或盖板通过导电体连接至大地。

还提供一种母线承载设备，其乃是上述的交流大功率负载箱中的所述母线承载设备。

有益效果：

本发明的交流大功率负载箱包括多条母线和多组大功率电阻，各条母线分别与各组大功率电阻相接；还包括母线承载设备，母线承载设备设有冷却物供应装置和母线包围结构，负载箱中的各条母线被聚集在一起进行走线，所述母线包围结构沿母线的走线路径铺设并包围住各条母线，大功率电阻位于母线包围结构外，所述冷却物供应装置产出冷却物质并将其输送到所述母线包围结构中。由于将各条母线聚集在母线包围结构中，冷却物质在母线包围结构中流通时刻对各条母线进行整线冷却，杜绝火情隐患；此外，聚集母线还可减小走线所需的面积，使得母线在走线时较容易避开钢结构或金属构件，从而降低走线难度，方便负载箱进行安装。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为现有技术中负载箱内的电路简化图。

图2为负载箱内部的结构示意图。

图3为母线箱体的内部结构的俯视图。

图4为母线箱体的内部结构的主视图。

图5为柔性管接头与金属管相接的放大的结构示意图。

图6为母线箱体的俯视图。

图7为细化雾发生系统、冷风机、温度传感器与电控系统之间的电路连接框图，图中中空箭头表示水路及流向，细实箭头表示电路连接关系及电信号流向)。

图8为母线箱体的主视图。

具体实施方式

结合以下实施例对本发明作进一步描述。

本实施例中，交流大功率负载箱0与待测发电机之间的连接仍依照传统，采用汇流铜排进行对接，其中汇流铜排有三个，分别对应A相、B相、C相。

见图2，负载箱0的内部设置有用于传输A相电的多条母线21、用于传输B相电的多条母线22、用于传输C相电的多条母线23，其中各条母线21共同接至A相的汇流铜排，各条母线22共同接至B相的汇流铜排，各条母线23共同接至C相的汇流铜排。

为了缩小走线面积，将各条母线21聚集成捆，其余母线22、23亦同。见图2，成捆的母线21、22、23均被放置在专门用于承载母线的母线箱体5内。其中，三捆母线21、22、23沿着负载箱0的内壁进行贴墙走线，走线的路径根据负载箱0的内部环境而定。母线箱体5沿着该走线路径一路包围住三捆母线21、22、23。

当三捆母线21、22、23走线至靠近第一组大功率电阻32时，将其中一条母线21从其所在的线捆中抽出，然后使该条母线21穿过母线箱体5并连接到第一组大功率电阻32上，为大功率电阻32供电，另外两捆母线22、23同样设置；当三捆母线21、22、23走线至靠近第二组大功率电阻32时，从线捆中再抽出另一条母线21，然后使该条母线21穿过母线箱体5后连接至第二组大功率电阻32，另外两捆母线22、23同样设置……如此，使得负载箱0中，大功率电阻32与母线21、22、23之间的电路连接关系如图1所示。

见图3，为方便约束母线成捆，将各条母线21汇集起来后共同放置在金属管41中，同样，将各条母线22共同放置在金属管42中，将各条母线23被共同放置在金属管43中。后将金属管41、42、43都放置入母线箱体5内，使金属管41、42、43的管口伸出母线箱体5外，并将金属管41、42、43与母线箱体5的交界处用玻璃胶密封，然后将金属管41中的各条母线21共同接至A相的汇流铜排11，母线22、23亦同。

见图3，母线箱体5内的每条金属管为多段式结构，其中段与段之间通过如图4所示的柔性管接头6进行相接。具体地，柔性管接头6由两个套环61和一个柔性塑胶套62组成，两个套环61通过柔性塑胶套62相接成一体，通过柔性塑胶套62来使两个套环61之间的相对位置可调。其中柔性塑胶套62的一端与图5中左侧的套环61的管口固定连接并密封住该管口，柔性塑胶套62的另一端与右侧的套环61的管口相接并密封。

图3中，任意两段金属管以如下方式进行相接：以A相管路上的柔性管接头6为例，见图4，在套环61的接近金属管41的管口设置内螺纹，在金属管41的管口处设置外螺纹，使套环61与金属管41之间通过螺纹进行相接。在套环61的侧壁上开出多个出线口611，其中，使出线口611的孔径与单条母线21的外径相等，使各个出线口611均匀环绕在套环61的侧壁上。使用时，若三捆母线21、22、23走线至大功率电阻32附近，则在该处将金属管41分为两段，然后取一个柔性管接头6，将金属管41内的其中一条母线21穿过套环61上的出线口611，然后再用柔性管接头6将两段金属管41连通起来，然后在母线箱体5上凿孔，使外露的母线21穿过所凿处的孔，并连接到大功率电阻32了。接着，用玻璃胶将母线21与出线口611之间的交界处、母线21与凿孔之间的交界处进行密封。此外，对于未被启用的出线口611，也进行密封处理，密封方式可参照常规，此处不作赘述。

见图4，母线箱体5底部为盒体51，顶部为盖板52，盖板52盖在盒体51上，这两者的交界处粘有玻璃胶(图中未示出)，使得母线箱体5密封。盒体51的内底面固定有绝缘基座531，绝缘基座531上设有常规的管夹具532，金属管41通过管夹具532被安装在绝缘基座531上，金属管42、43亦同。

见图6，在盖板52的顶部上配置多台冷风机72，冷风机72作为本实施例中的冷却物供应装置之一，与负载箱0中的电控系统71电连接，并在电控系统71的控制下，朝下对准母线箱体5鼓风。本实施例中，风作为冷却物质之一，其受母线箱体5约束从而仅在母线箱体5的内部空间流通，流通过程对母线箱体5中的金属管41、42、43进行整线冷却。盖板52上开有阵列分布的出风孔521，母线箱体5内的风从出风孔521处排出。

负载箱0的内部设置有常规的细化雾发生系统，细化雾发生系统作为本实施例中的另一台冷却物供应装置，其产出水雾作为另一种冷却物质来提供给图3中的母线箱体5。同样，水在母线箱体5中流通时，对金属管41、42、43进行整线冷却。见图7，细化雾发生系统包括原水箱73、软化水装置74、工业反渗透纯水机75、给水泵76、进水管A、注水管781和定压喷放式细水雾喷头77。其中，原水箱73、软化水装置74、工业反渗透纯水机75、给水泵76通过管道依次连接，而进水管A串接在给水泵76的出水口与细水雾喷头77的入水口之间。此外，软化水装置74、工业反渗透纯水机75、给水泵76还分别电连接负载箱0的电控系统71，并受控于电控系统71；原水箱73盛放有冷水。由于软化水装置74、工业反渗透纯水机75、给水泵76和定压喷放式细水雾喷头77属于现有技术，此处不对其结构进行展开。使用时，在电控系统71的控制下，软化水装置74从原水箱73中取水并进行软化，然后将水输送至工业反渗透纯水机75中，由反渗透纯水机75对水进行水质净化处理，以获得纯水。该纯水被给水泵76从纯水机处抽出，并在给水泵76中加压至水压达到1.5MPA的状态，此后，给水泵76通过进水管A将高压水输送给细水雾喷头77，高压水流到细水雾喷头77的喷嘴处时，在喷嘴结构引导下形成旋转流，旋转流从喷嘴处喷出后扩散形成细水雾。

见图6，将进水管A设于母线箱体5的旁侧，然后在进水管A上每隔一段距离就安装一个细水雾喷头77，并使每个细水雾喷头77与进水管A通过管道连通。然后，将每个细水雾喷头77朝下插入盖板52，从而使每个细水雾喷头77的喷嘴倒置于母线箱体5的内侧顶面，并使各个细水雾喷头77的喷嘴分别对准金属管41、42、43。如此，当喷嘴喷出的细水雾时，细水雾将喷洒到金属管41、42、43上，以对其降温。

在进水管A上每隔一段距离就连接三根注水管781，这三根注水管781分别用于为三根金属管41、42、43进行冲水。见图6(图示为简化，仅示出一根注水管781)，使每根注水管781的管口直接插穿母线箱体5的侧壁，并使该管口延伸至金属管附近，对准金属管。此外，在每根注水管781的中段串接一个电磁阀78，该电磁阀78与负载箱0的电控系统71电连接，当电控系统71控制电磁阀78导通时，水作为冷却物质通过注水管781直接淋在金属管上。

图3中的金属管41、42、43的内部均放置有温度检测部件。见图7，温度检测部件具体是温度传感器79，温度传感器79与负载箱0的电控系统71电连接，以采集金属管内的温度数据给电控系统71。使用时，若温度传感器79采集到的温度高于50℃，则电控系统71启动冷风机72对母线箱体5鼓风，冷却金属管41、42、43的内部温度；若温度传感器79采集到的温度高于75℃，则电控系统71先停止冷风机72，然后启动给水泵76向进水管A输水，使细水雾喷头77喷洒细水雾；若温度传感器79采集到的温度高于90℃，则电控系统71在保持喷洒细水雾的基础上，进一步控制电磁阀78导通，通过各根注水管781直接向金属管41、42、43冲水冷却。

见图8，细化雾发生系统中还设有回水管B，回水管B位于盒体51的下方，并通过管道来与盒体51的底部相接，回水管B的管口接至图7中的原水箱73中。使用过程中，盒体51内的水通过回水管B流回原水箱73内，实现回流。

进一步地，采用纯铝材料制造母线箱体5的盒体51与盖板52。由于铝本身的导磁系数较低，用铝制造的母线箱体5可消除大电流母线产生的涡流损耗对附近钢构件的干扰。优选地，再将盒体51与盖板52接地，使得母线通过静电感应在母线箱体5上所产生的感应电荷流入地下，从而隔绝母线箱体5内电荷(即母线电荷)的对外影响。

见图7，负载箱0还设有4G远程通讯装置8和HMI触摸屏9，4G远程通讯装置8和HMI触摸屏9分别电连接电控系统71。本实施例中，4G远程通讯装置8用于进行远程通讯，而HMI触摸屏9用于进行就地控制。由于4G远程通讯装置8和HMI触摸屏9均属现有技术，此处不对其结构进行赘述。

本实施例中，母线箱体5可用管等其他形式的通道进行替代。

本实施例中，母线箱体5、冷风机72、细化雾发生系统共同组成了母线承载设备，该设备放置于负载箱0内。由于具有该母线承载设备，本实施例的负载箱0具有以下特点：

1、载流能力比较大，基本能满足目前市场测试负载类的载流量；

2、母线承载设备具有自然冷却、强迫风冷、细水雾冷却和冲水冷却等多种冷却方式，可以应对母线的不同温度；

3、母线箱体5采用非磁性的纯铝制成，可消除大电流母线产生的涡流损耗对附近钢构件的干扰；

4、通过柔性管接头6，可实现任意两段金属管之间的相对位置调整；

5、由于将各条母线聚集在母线包围结构中，冷却物质在母线包围结构中流通时刻对各条母线进行整线冷却，杜绝火情隐患；此外，聚集母线还可减小走线所需的面积，使得母线在走线时较容易避开钢结构或金属构件，从而降低走线难度，方便负载箱进行安装。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.交流大功率负载箱，包括多条母线和多组大功率电阻，各条母线分别与各组大功率电阻相接，其特征是：

负载箱中的各条母线被聚集在一起进行走线；

还包括母线承载设备，母线承载设备设有冷却物供应装置和母线包围结构，该母线包围结构沿母线的走线路径铺设并包围住各条母线，大功率电阻位于母线包围结构外，所述冷却物供应装置供应冷却物质并将其输送到所述母线包围结构中。

2.根据权利要求1所述的交流大功率负载箱，其特征是，负载箱具有电控系统，母线包围结构中设有温度传感器，温度传感器与电控系统电连接。

3.根据权利要求2所述的交流大功率负载箱，其特征是，所述冷却物供应装置包括水供应装置，母线包围结构的底部及其侧壁密封，该通道内设有导热管，所述温度传感器和负载箱中的各条母线都被藏于所述导热管内，所述水供应装置包括进水管，每隔一段距离，该进水管就通过管道输出至母线包围结构中。

4.根据权利要求3所述的交流大功率负载箱，其特征是，所述冷却物供应装置还包括多个细水雾喷头，所述进水管每隔一段距离就通过管道延伸至母线包围结构中的具体方式包括：所述进水管每隔一段距离就通过管道来与一个细水雾喷头相接，该细水雾喷头的喷嘴倒置于母线包围结构中并对准所述导热管。

5.根据权利要求4所述的交流大功率负载箱，其特征是，所述冷却物供应装置还包括通过管道依次连接的原水箱、软化水装置、工业反渗透纯水机、给水泵，软化水装置、工业反渗透纯水机和给水泵分别电连接所述电控系统，所述给水泵从工业反渗透纯水机中取水并给进水管输水。

6.根据权利要求3、4或5所述的交流大功率负载箱，其特征是，所述进水管每隔一段距离就通过管道延伸至母线包围结构中的具体方式包括：所述进水管每隔一段距离就连接有注水管，注水管的管口伸入到母线包围结构中的金属管附近，并对准所述导热管；每根注水管上均串接有电磁阀，电磁阀与所述电控系统电连接。

7.根据权利要求3所述的交流大功率负载箱，其特征是，所述母线包围结构中设有柔性管接头，所述导热管有多段，任意两段导热管之间通过所述柔性管接头进行相接，柔性管接头设有两个套环和一个柔性塑胶套，两个套环通过柔性塑胶套相接成一体，其中柔性塑胶套的一端与其中一个套环的管口固定连接并密封住该管口，柔性塑胶套的另一端与另一个套环的管口相接并密封，所述套环与导热管的管口可拆卸地相接。

8.根据权利要求2～7任一项所述的交流大功率负载箱，其特征是，所述冷却物供应装置包括冷风机，冷风机与所述电控系统电连接，风机安置于母线包围结构的顶部，并朝下往母线包围结构内鼓风。

9.根据权利要求1所述的交流大功率负载箱，其特征是，所述母线包围结构的底部为盒体，母线包围结构的顶部为盖板，盖板可拆卸地盖在盒体上，盒体与盖板的材料均为铝；所述盒体和/或盖板通过导电体连接至大地。

10.母线承载设备，其特征是乃权利要求1-9任一项所述的交流大功率负载箱中的所述母线承载设备。