CN113169531B - 用于母线的支撑机构以及开关设备 - Google Patents
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Abstract
本公开实施例提供了一种用于母线的支撑机构。该支撑机构包括:中央部件,包括成对布置在中央部件两侧的至少两个第一凹槽组,每个第一凹槽组沿垂直于中央部件的延伸方向的方向穿过中央部件;对称且邻近中央部件布置的第一和第二侧部部件,第一和第二侧部部件各自包括与相应的第一凹槽组对齐的至少一个第二凹槽组,以使母线能够沿上述方向延伸以部分地容纳在第一和第二凹槽组中;以及耦接至中央部件以及第一和第二侧部部件的固定组件,固定组件可操作以使第一和第二侧部部件朝中央部件移动以夹持母线。该支撑机构增加了母线的散热面积,改善了散热。此外,分支母线可以利用穿过布置在中央部件两侧的母线之间的间隙的固定元件附接至主母线,从而便于分支母线的组装。另外,主母线上不需要设置用于连接分支母线的孔,从而提高了标准化程度和连接可靠性。
Description
技术领域
本公开实施例涉及用于母线的支撑机构及相关的开关设备。
背景技术
母线是开关设备和控制设备的必要部件。母线通常由布置在开关设备中的母线支撑机构支撑。母线支撑机构是开关设备和控制设备中的常见电气附件。母线支撑机构的主要功能是支撑、隔离母线并承受电力和热力。
在传统的开关设备、特别是低压配电柜中,母线一般以单个水平平行布置的方式布置。在这种布置中,母线被布置为使其最大面积表面彼此相邻。由于最大面积表面是有效散热表面,因此上述布置使得母线的热量难以耗散。
此外,众所周知,开关设备中的母线通常包括主母线和分支母线。在传统解决方案中,分支母线需要通过主母线上的连接孔而被连接至主母线。也就是说,当将分支母线耦接至主母线时,连接孔是必需的。在这种情况下,在组装过程期间,应当在不同相的主母线上的不同位置钻出连接孔以连接分支母线,这降低了主母线的标准化程度,并且不可避免地影响了组装效率。
发明内容
已知的母线支撑机构具有影响散热、安装不便和过热风险的问题。为了至少部分地解决上述及其它潜在问题,本公开的实施例提供了一种用于母线的支撑机构。
在第一方面,提供了一种用于母线的支撑机构。该支撑机构包括:中央部件,包括成对布置在中央部件两侧的至少两个第一凹槽组,每个第一凹槽组沿垂直于中央部件的延伸方向的方向穿过中央部件;第一侧部部件和第二侧部部件对称且邻近中央部件布置,第一侧部部件和第二侧部部件各自包括与相应的第一凹槽组对齐的至少一个第二凹槽组,以使得母线能够沿上述方向延伸以被部分地容纳在第一凹槽和第二凹槽中;以及耦接至中央部件以及第一侧部部件和第二侧部部件的固定组件,固定组件可操作以使第一侧部部件和第二侧部部件朝中央部件移动以夹持母线。
通过使用中央部件以及第一侧部部件和第二侧部部件,该支撑机构允许母线对称地布置在中央部件的两侧。也就是说,母线被布置在最大面积表面彼此对齐的两个竖直层中,从而改善了母线的散热。此外,分支母线可以利用穿过布置在中央部件两侧的母线之间的间隙的固定元件而被附接至主母线,以便于分支母线的组装。另外,主母线上不需要用于连接分支母线的孔,从而提高了母线的标准化程度和连接可靠性。
在一些实施例中,每个第一凹槽组包括彼此平行的多个第一凹槽,并且每个第二凹槽组包括彼此平行的多个第二凹槽,并且每个第二凹槽与相应的第一凹槽对齐以至少部分地容纳母线中的一条母线。这样,可以调整每个凹槽组中的母线的数目或尺寸,从而提高了母线布置的灵活性。
在一些实施例中,第一凹槽和第二凹槽中的每个凹槽的尺寸被设置为允许被对称地布置在中央部件的两侧的第一母线和第二母线的最大面积表面对齐。这种布置确保了最大面积表面彼此对齐的母线可以以更稳定的方式容纳在中间凹槽和第二凹槽中,从而改善了母线的散热和载流能力。
在一些实施例中,中央部件的在第一凹槽组和第二凹槽组之间的高度被配置为允许固定元件被布置在第一母线和第二母线之间,并且其中固定元件可操作以将分支母线电耦接至第一母线和第二母线。结果,固定元件可以穿过第一母线与第二母线之间的间隙而将主母线耦接至分支母线,而无需在主母线中钻孔。这样,母线的组装更加简单、准确,并且母线的定位也更加方便。
在一些实施例中,在延伸方向上,相邻的第一凹槽之间的距离小于相邻的第一凹槽组之间的距离。利用这种布置,可以更容易地耗散不同相之间的母线热量,从而提高母线的载流能力。
在一些实施例中,固定组件包括:第一耦接板,邻近第一侧部部件;第二耦接板,平行于第一耦接板且邻近第二侧部部件;以及多个调节组件,垂直于第一耦接板和第二耦接板并且位于第一耦接板和第二耦接板之间,调节组件可操作以使第一耦接板和第二耦接板移动,来使一对侧部部件朝中央部件移动。这样,支撑机构的组装可以更容易。
在一些实施例中,第一侧部部件包括第一耦接槽,第一耦接槽在延伸方向上延伸并且适于容纳第一耦接板,并且第二侧部部件包括第二耦接槽,第二耦接槽在延伸方向上延伸并且适于容纳第二耦接板。这种简化结构允许在侧部部件与第一耦接板和第二耦接板之间更方便的定位。
在一些实施例中,调节组件包括:调节杆,包括邻近或耦接至第一耦接板和第二耦接板的两个端部;以及一对接合构件,一对接合构件中的每一个分别被耦接至调节杆的两个端部中的一个,以使第一耦接板和第二耦接板移动。以这种方式,可以以更简单的方式调节侧部部件和中央部件之间的距离以及母线上的夹持力。
在一些实施例中,中央部件包括供调节杆穿过的至少一个通孔。
在第二方面,提供了一种包括如上所述的支撑机构的开关设备。
应当理解的是,本发明内容并非旨在标识本公开实施例的关键或必要特征,也非旨在用于限制本公开的范围。通过下面的描述,本公开的其它特征将变得易于理解。
附图说明
通过结合附图对本公开示例实施例的更详细描述,本公开的上述及其它目的、特征和优点将变得更加明显,其中在本公开的示例实施例中,相同附图标记通常表示相同部件。
图1示出根据本公开实施例的用于母线的支撑机构的立体图;
图2A和图2B示出根据本公开实施例的用于母线的支撑机构的立体图;
图3示出根据本公开实施例的用于母线的支撑机构的分解图;
图4示出根据本公开实施例的用于母线的支撑机构的中央部件的立体图;
图5和图6示出根据本公开实施例的用于母线的支撑机构的第一侧部部件和第二侧部部件的立体图;并且
图7示出根据本公开实施例的用于母线的支撑机构的立体图,其中分支母线附接在主母线上。
在整个附图中,相同或相似的附图标记用于表示相同或相似元件。
具体实施方式
现在将结合几个示例实施例来讨论本公开。应当理解的是,讨论这些实施例的目的仅在于使本领域技术人员能够更好地理解并进而实现本公开,而非暗示对主题范围的任何限制。
如本文所使用的,术语“包括”及其变体应理解为开放术语,意指“包括但不限于”。术语“基于”应理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“实施例”应理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应理解为“至少一个其它实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指不同或相同的对象。其它显式和隐式定义可以包含在下文中。除非上下文中另外明确指出,否则术语的定义在整个说明书中是一致的。
众所周知,在开关设备操作期间,由于母线所承载的电流,开关设备中的母线会产生热量,从而导致温度升高。母线的最大面积表面可以耗散由母线上的负载产生的热量。在传统解决方案中,母线以单个水平平行布置的方式布置在开关设备的支撑机构中。也就是说,在这种布置中,母线被布置在最大面积表面彼此相邻的单个水平层中,从而导致母线散热不良。在这种情况下,不同相之间的母线的散热与相同相的母线之间的散热将彼此影响,从而降低母线的载流能力。
此外,在传统解决方案中,由于主母线单层布置,主母线上需要开设连接孔以允许分支母线耦接至主母线。在将分支母线组装在主母线上期间,需要将一个相中的主母线的这些孔对齐,从而导致组装效率较低。同时,由于主母线与分支母线之间的接合加工误差和组装误差,可能导致过热。例如,在主母线和分支母线位置偏移的情况下,主母线与分支母线之间的不当组装应力可能会导致母线的温度急剧升高。此外,这也严重降低了主母线与分支母线之间的连接可靠性。
为了至少部分地解决上述及其它潜在问题,本公开实施例提供了一种用于母线200的支撑机构100。
图1示出根据本公开实施例的用于母线200的支撑机构100的立体图。如图所示,支撑机构100总体上包括固定组件103、中央部件101和两个侧部部件,即,邻近中央部件101对称布置的第一侧部部件1021和第二侧部部件1022。中央部件101包括成对的至少两个第一凹槽组1011。两个第一凹槽组1011邻近第一侧部部件1021和第二侧部部件1022而被对称地布置在中央部件101的两侧。
如图所示,在一些实施例中,可以有八个第一凹槽组1011,其数目可以对应于开关设备中的相的数目的两倍。第一侧部部件1021和第二侧部部件1022中的每个侧部部件包括对应数目的第二凹槽组1023,如图1所示。应当理解的是,上述具有八个第一凹槽组1011的实施例仅用于说明,而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它合适的数目和布置也是可能的。例如,在一些替代实施例中,也可以存在成对的四个或六个第一凹槽组1011。
每个第一凹槽组1011和第二凹槽组1023分别沿垂直于中央部件101的延伸方向D2的方向D1穿过中央部件和侧部部件。此外,第二凹槽组1023与相应的第一凹槽组1011对齐,从而允许母线200部分地容纳在第一凹槽组1011和第二凹槽组1023中。
中央部件101以及第一侧部部件1021和第二侧部部件1022通过固定组件103彼此耦接。固定组件103能够使第一侧部部件1021和第二侧部部件1022分别朝中央部件101移动,以将母线200夹持在两者之间。
这样,沿方向D1延伸的母线200对称地布置在中央部件101的两侧。也就是说,母线200被布置为两排,一组母线(称为第一母线201)被布置在中央部件101与第一侧部部件1021之间的上排,另一组母线(称为第二母线202)被布置在中央部件101与第二侧部部件1022之间的下排,如图2A和2B所示。这使得散热面积显著增加,从而使由所承载的电流产生的热量可以尽快耗散。
在载流较小的情况下,可以在一个第一凹槽组1011和第二凹槽组1023中仅布置母线中的一条母线,如图2B所示。与传统解决方案中两条母线的最大面积表面彼此相邻的布置相比,这可以显著地降低母线温度并增加一条母线的载流能力。替代地,在载流较大的情况下,可以适当地增加每个凹槽组中的母线的数目。
例如,假设当载流大于特定阈值时,可能需要四条母线,在传统解决方案中,这四条母线被布置在单个水平排中。相反,根据本公开的实施例,四条母线中的两条布置在上排,并且另外两条布置在下排。因此,由于散热面积增加,布置为两个竖直排的母线的温度可以显著降低,从而提高了母线的载流能力。此外,这种支撑机构还能够有利于将分支母线组装在主母线上,进而提高系统的稳定性,这将在下面进一步讨论。
此外,除了每个凹槽组中的母线的数目之外,母线的尺寸也可以是可调节的。例如,在一些实施例中,可以根据载流大小更换不同尺寸的母线,诸如60×10、80×10、100×8、125×8等。例如,在载流较小的情况下,可以使用小尺寸母线。替代地,在载流较大的情况下,可以使用大尺寸母线而无需改变母线的数目。以这种方式,进一步提高了母线布置的灵活性。
在一些实施例中,每个第一凹槽组1011和第二凹槽1023可以分别包括多个凹槽,每个凹槽用于容纳一条母线200,如图1、图3至图6所示。具体而言,每个第一凹槽组1011可以包括彼此平行的多个第一凹槽1013,并且每个第二凹槽组1023可以包括彼此平行的多个第二凹槽1026。这可以有利于支撑机构100的更新和维护。例如,在载流增加的情况下,可以简单地在第一凹槽1013和第二凹槽1026中邻近已经容纳有母线的凹槽中添加一条或多条母线200。
如上所述,第一凹槽组1011和第二凹槽组1023中的每个凹槽组均可以用于容纳一个相中的一条或多条母线200。在一些实施例中,为了减少不同相之间的热干扰,在延伸方向D2上,相邻的第一凹槽1013之间的距离可以小于相邻的第一凹槽组1011之间的距离,如图3所示。类似地,由于第一凹槽1013中的每个凹槽分别与相应的第二凹槽1026对齐,相邻的第二凹槽1026之间的距离与相邻的第二凹槽组1012之间的距离可以具有与上述布置相同的布置。
在一些实施例中,中间凹槽1013和第二凹槽1026中的每个凹槽的尺寸可以被设置为允许第一母线201和第二母线202的最大面积表面对齐。例如,在一些实施例中,中间凹槽1013和第二凹槽1026中的每个凹槽的宽度可以基本上等于母线200的厚度。这可以防止容纳在中间凹槽1013和第二凹槽1026中的母线200晃动,从而进一步提高支撑机构200的稳定性并降低过热风险。
在一些实施例中,用于固定中央部件和侧部部件的固定组件103可以包括两个耦接板,即,邻近第一侧部部件1021的第一耦接板1031和邻近第二侧部部件1022的第二耦接板1032。第一耦接板1031和第二耦接板1032彼此平行。固定组件103还可以包括多个调节组件1033,多个调节组件1033垂直于第一耦接板1031和第二耦接板1032并且位于第一耦接板1031和第二耦接板1032之间。调节组件1033可以用于使第一耦接板1031和第二耦接板1032移动,并且因此使第一侧部部件1021和第二侧部部件1022朝中央部件101移动。
以这种方式,可以方便地调节侧部部件与中央部件101之间的距离,并且因此调节母线200上的夹持力。此外,通过上述布置,支撑机构100能够确保母线的稳定组装,而无需支撑机构100的高加工精度。这进一步降低了制造和组装成本。
为了进一步便于支撑机构100的组装,第一侧部部件1021和第二侧部部件1022可以分别包括在延伸方向D2上延伸的第一耦接槽1024和第二耦接槽1025,如图5和图6所示。第一槽1024和第二槽1025可以分别容纳第一耦接板1031和第二耦接板1032,从而以简单的方式提高第一耦接板1031和第二耦接板1032的定位精度。
在一些实施例中,调节组件1033可以包括调节杆1034和一对接合构件1035,如图3所示。调节杆1034的两个端部可以分别与第一耦接板1031和第二耦接板1032相邻或耦接。例如,在一些实施例中,调节杆1034的两个端部可以包括穿过第一耦接板1031和第二耦接板1032的螺栓,并且接合构件1035可以是与螺栓接合的螺母。这样,调节组件1033可以使用标准部件实现,从而进一步降低成本。
应当理解的是,在调节组件1033中使用螺栓和螺母的实施例仅用于说明,而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它合适的结构和布置也是可能的。例如,在一些替代实施例中,如图3所示,调节杆1034的第一端可以是螺栓,并且第二端可以具有内螺孔。相应地,与第一端接合的接合构件1035可以是螺母,与第二端接合的接合构件可以是螺栓。这可以提高支撑机构100的组装灵活性,并且有利于调节侧部部件与中央部件101之间的距离。
调节组件1033的数目可以根据支撑机构100在延伸方向D2上的长度设定。例如,在一些实施例中,如图3所示,存在五个调节组件1033,其中两个调节组件1033可以布置在支撑机构100沿延伸方向D2的两个端部上,并且另外三个布置在相邻的凹槽组之间。这样,侧板和中板上的力可以更均衡,从而提高支撑机构100的结构稳定性。在一些实施例中,中央部件101可以包括供调节杆1034穿过的至少一个通孔1012。
应当理解的是,上述具有五个调节组件1033的实施例仅用于说明,而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它合适的数目和布置也是可能的。例如,在一些替代实施例中,调节组件1033可以仅布置在支撑机构100沿延伸方向D2的两个端部上。
在一些实施例中,在垂直于延伸方向D2的平面中,第一耦接板1031和第二耦接板1032可以具有U形横截面,如图3所示。一方面,U形耦接板可以允许将接合构件1035隐藏在板中。另一方面,也是更重要的是,U形横截面可以增加第一耦接板1031和第二耦接板1032的强度,从而进一步提高支撑机构100的结构稳定性。
在一些实施例中,如图3所示,第一耦接板1031和第二耦接板1032中的任何一个耦接板可以包括耦接装置,以允许将支撑机构100固定在开关设备中。耦接装置可以通过弯折等而被一体地形成在第一耦接板1031或第二耦接板1032上。这样,支撑机构100可以更方便地固定在开关设备中。
此外,支撑机构100的上述布置还可以使得分支母线203能够在主母线上不开孔的情况下耦接至主母线。例如,在一些实施例中,如图7所示,分支母线203可以使用布置在第一母线201和第二母线202之间的固定元件104而被耦接至主母线。
这样,由于省略了主母线中用于耦接分支母线的孔,所以可以进一步降低对母线的尺寸限制。这样,可以使母线更容易地标准化。此外,完全不存在孔的组装误差和加工误差,从而减少了支撑机构100的结构应力并提高了支撑机构100的稳定性。此外,由于降低了组装要求,也避免了过热的问题。
不同相中的分支母线可以沿方向D1布置在相互交错的位置,如图7所示。这可以进一步促进分支母线203的散热。在一些实施例中,为了确保固定元件104布置在第一母线201和第二母线202之间,中央部件的在第一凹槽组1011与第二凹槽组1023之间的高度被设置为允许固定元件104穿过第一母线201与第二母线202之间的间隙,如图7所示。这可不需过高加工精度的情况下实现,并且因此降低了制造和组装成本。
应当理解的是,本公开的以上详细实施例仅用于例示或解释本公开的原理,并非旨在限制本公开。因此,在不脱离本公开的精神和范围的情况下,任何修改、等同替换和改进等均应包含在本公开的保护范围之内。同时,本公开所附权利要求旨在覆盖落入权利要求的范围和边界或范围和边界的等同形式内的所有变型和修改。
Claims (8)
1.一种用于母线(200)的支撑机构(100),包括:
中央部件(101),包括成对布置在所述中央部件(101)两侧的至少两个第一凹槽组(1011),每个第一凹槽组(1011)沿垂直于所述中央部件(101)的延伸方向(D2)的方向(D1)穿过所述中央部件(101);
第一侧部部件(1021)和第二侧部部件(1022),对称且邻近所述中央部件(101)布置,所述第一侧部部件(1021)和所述第二侧部部件(1022)各自包括与相应的第一凹槽组(1011)对齐的至少一个第二凹槽组(1023),以使得所述母线(200)能够沿所述方向(D1)延伸以被部分地容纳在第一凹槽(1013)和所述第二凹槽(1026)中;以及
固定组件(103),耦接至所述中央部件(101)以及所述第一侧部部件(1021)和所述第二侧部部件(1022),所述固定组件(103)可操作以使所述第一侧部部件(1021)和所述第二侧部部件(1022)朝所述中央部件(101)移动以夹持所述母线(200);
第一耦接板(1031),邻近所述第一侧部部件(1021);
第二耦接板(1032),平行于所述第一耦接板(1031)且邻近所述第二侧部部件(1022);以及
多个调节组件(1033),垂直于所述第一耦接板(1031)和所述第二耦接板(1032)并且位于所述第一耦接板(1031)和所述第二耦接板(1032)之间,所述调节组件(1033)可操作以使所述第一耦接板(1031)和所述第二耦接板(1032)移动,来使所述第一侧部部件(1021)和所述第二侧部部件(1022)朝所述中央部件(101)移动;
其中所述第一侧部部件(1021)包括第一耦接槽(1024),所述第一耦接槽(1024)在所述延伸方向(D2)上延伸并且适于容纳所述第一耦接板(1031),并且
所述第二侧部部件(1022)包括第二耦接槽(1025),所述第二耦接槽(1025)在所述延伸方向(D2)上延伸并且适于容纳所述第二耦接板(1032);
其中所述第一耦接槽和所述第二耦接槽分别延伸贯穿所述第一侧部部件和所述第二侧部部件。
2.根据权利要求1所述的支撑机构(100),其中每个第一凹槽组(1011)包括彼此平行的多个第一凹槽(1013),并且
每个第二凹槽组(1023)包括彼此平行的多个第二凹槽(1026),并且
每个第二凹槽(1026)与相应的第一凹槽(1013)对齐以至少部分地容纳所述母线(200)中的一条母线。
3.根据权利要求2所述的支撑机构(100),其中所述第一凹槽(1013)和所述第二凹槽(1026)中的每个凹槽的尺寸被设置为允许被对称地布置在所述中央部件(101)的两侧的第一母线(201)和第二母线(202)的最大面积表面对齐。
4.根据权利要求3所述的支撑机构(100),其中所述中央部件(101)的在所述第一凹槽组(1011)和所述第二凹槽组(1023)之间的高度被配置为允许固定元件(104)被布置在所述第一母线(201)与所述第二母线(202)之间,并且
其中所述固定元件(104)可操作以将分支母线(203)电耦接至所述第一母线(201)和所述第二母线(202)。
5.根据权利要求2所述的支撑机构(100),其中在所述延伸方向(D2)上,相邻的所述第一凹槽(1013)之间的距离小于相邻的所述第一凹槽组(1011)之间的距离。
6.根据权利要求1所述的支撑机构(100),其中所述调节组件(1033)包括:
调节杆(1034),包括邻近或耦接至所述第一耦接板(1031)和所述第二耦接板(1032)的两个端部;以及
一对接合构件(1035),所述一对接合构件(1035)中的每个接合构件分别被耦接至所述调节杆(1034)的所述两个端部中的一个,以使所述第一耦接板(1031)和所述第二耦接板(1032)移动。
7.根据权利要求6所述的支撑机构(100),其中所述中央部件(101)包括供所述调节杆(1034)穿过的至少一个通孔(1012)。
8.一种开关设备,包括根据权利要求1-7中任一项所述的支撑机构。
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