CN113471822B - 智能配电母线和智能配电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能配电母线和智能配电系统，涉及配电技术领域。智能配电母线包括壳体，在垂直于智能配电母线的延伸方向的方向上依次设有第一容纳空间和第二容纳空间，第一容纳空间和第二容纳空间自壳体的底面、向壳体的顶面所在的方向延伸；第一电压插槽，位于第一容纳空间，用于接入第一电压对应的插接头；以及第二电压插槽，位于第二容纳空间，用于接入第二电压对应的插接头。从而，在为机柜灵活地提供多种电压的基础上，提高了空间利用率。

Description

智能配电母线和智能配电系统

技术领域

本发明涉及配电技术领域，特别涉及一种智能配电母线和智能配电系统。

背景技术

240V高压直流电(High Voltage Direct Current，简称：HVDC)在数据中心得到了广泛应用，对供电体制的改变体现在“交改直”，即用240V高压直流代替交流不间断电源(Uninterruptible Power System，简称：UPS)。通信机房普遍采用48V直流供电，在网络重构大潮中，又出现了“低改高”的新趋势，即用240V高压直流HVDC代替48V供电。

“低改高”是一个长时间的演变过程，在这个时间里往往会出现同一个机房乃至同一列机柜中，出现48V通信设备与240V通信设备并存的现象，因此某些情况下，不得不在同一列机柜中同时预备48V和240V列头柜。

列头柜的配电开关和电缆都有最大容量限制，而且刚性限制很强。一旦制造、安装完成，就无法随意改变了。近几年，业界要求机柜配电功率弹性，实现按需提供配电功率，因此开始采用机柜智能配电母线系统，实现为任意机柜按需提供电源功率。

由于网络建设具有高度复杂性和可变性，同一列机柜中有多少机柜用48V供电、多少机柜用240V高压直流供电，以及每个机柜的功率是多少往往是无法提前较长时间确定的。当采用48V和240V列头柜模式时，列头柜的端子数和容量大小都是随产品固定的，后期无法改动，因此经常会出现后期需求与前期配置矛盾的问题。

为了彻底解决这个矛盾，业界采用机柜智能配电母线模式代替列头柜模式，通过为每个机柜插入功率容量不同的快速插接模块，解决了不同机柜需要不同功率的需求，而且还可以随时更换不同插接模块，真正实现空间、时间上的机柜功率弹性化。

发明内容

发明人对相关技术进行进一步分析后发现，智能配电母线可以通过改变插接箱的输出能力，为任意机柜提供所需的功率。但是，一条智能配电母线只能提供一种电源电压等级。若要同时考虑多种电压，例如48V和240V，则在该列上方必须配四条智能配电母线。因为，任一服务器设有二个(或2N个，N为正整数)电源模块(PSU)，由A/B两路的配电回路分别供电、负荷均分，故任一服务器都需要同一电压等级的两条智能母线供电。但一列机柜上方的原走线槽位置非常紧凑，挤入四条独立的智能母线非常困难。因此，现有的智能配电方案存在占用空间大的问题。

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：如何在为机柜灵活地提供多种电压的基础上，提高空间利用率。

根据本发明一些实施例的第一个方面，提供一种智能配电母线，包括：壳体，在垂直于智能配电母线的延伸方向的方向上依次设有第一容纳空间和第二容纳空间，第一容纳空间和第二容纳空间自壳体的底面、向壳体的顶面所在的方向延伸；第一电压插槽，位于第一容纳空间，用于接入第一电压对应的插接头；以及第二电压插槽，位于第二容纳空间，用于接入第二电压对应的插接头。

在一些实施例中，第一电压插槽和第二电压插槽具有不同的结构。

在一些实施例中，第一电压插槽的正极和负极均为并联的双铜排结构；第二电压插槽的正极和负极为单铜排结构。

在一些实施例中，第二电压插槽中的铜排距离第二容纳空间的开口处的距离、与第一电压插槽中任意一个铜排距离第一容纳空间的开口处的距离不同。

在一些实施例中，第一电压插槽用于接入48V的插接头；第二电压插槽用于接入240V的插接头。

在一些实施例中，壳体的底面上设置有多个螺栓孔。

在一些实施例中，多个螺栓孔被分为若干组；每组螺栓孔的数量为3，依次位于壳体的底面上被第一容纳空间和第二容纳空间划分后形成的三个部分，并且三个螺栓孔不共线。

根据本发明一些实施例的第二个方面，提供一种智能配电系统，包括：前述任意一种智能配电母线；第一插接模块，用于插入智能配电母线的第一电压插槽，包括：第一主体；以及第一插接头，第一插接头从第一主体与智能配电母线的壳体的底面的接触面向智能配电母线的壳体的顶面所在方向延伸；以及第二插接模块，用于插入智能配电母线的第二电压插槽，包括：第二主体；以及第二插接头，第二插接头从第二主体与智能配电母线的壳体的底面的接触面向智能配电母线的壳体的顶面所在方向延伸。

在一些实施例中，第一插接头的正极和负极均为并联的双插片结构，第二插接头的正极和负极均为单插片结构。

在一些实施例中，第一主体和第二主体具有相同的外形，第一插接头位于第一主体上的接触面的第一方位，第二插接头位于第二主体上的接触面的第二方位。

在一些实施例中，第一主体的接触面和第二主体的接触面具有多个螺栓孔，多个螺栓孔的位置与智能配电母线的外壳上的螺栓孔的位置对应。

述发明中的一些实施例具有如下优点或有益效果：本发明的实施例将两条电压不同的智能母线融合成一条母线体，占用的走线空间与原来单条母线相同，从而可以大大节省走线空间，解决机柜上方走线空间不足的难题。从而，在为机柜灵活地提供多种电压的基础上，提高了空间利用率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了根据本发明一些实施例的智能配电母线的截面示意图。

图2A示出了根据本发明一些实施例的第一插接模块的结构示意图。

图2B示出了根据本发明一些实施例的第二插接模块的结构示意图。

图3A和3B分别示出了第一插接模块的侧视图和正视图。

图4A和4B分别示出了第二插接模块的侧视图和正视图。

图5A和5B分别示出了第一插接模块插入母线和第二插接模块插入母线的示意图。

图6示出了智能配电母线的应用场景示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明针对通信机房网络重构、DC化改造中出现网络机柜电压等级并存、功率大小多样化导致列头柜配电模式无法满足使用要求的现象，在用传统智能母线又存在走线空间难以满足的情况下，提供一种可同时包含两种电压等级、且不多占用机房走线空间的融合型机柜智能配电母线。下面参考图1描述本发明智能配电母线的实施例。

图1示出了根据本发明一些实施例的智能配电母线的截面示意图。如图1所示，该实施例的智能配电母线10包括壳体110、第一电压插槽120和第二电压插槽130。

壳体110在垂直于所述智能配电母线的延伸方向的方向上依次设有第一容纳空间和第二容纳空间，所述第一容纳空间和所述第二容纳空间自所述壳体的底面、向所述壳体的顶面所在的方向延伸。

第一电压插槽120位于所述第一容纳空间，用于接入第一电压对应的插接头。

第二电压插槽130位于所述第二容纳空间，用于接入第二电压对应的插接头。

在一些实施例中，第一电压插槽用于接入48V的插接头，第二电压插槽用于接入240V的插接头。

上述实施例将两条电压不同的智能母线融合成一条母线体，占用的走线空间与原来单条母线相同，从而可以大大节省走线空间，解决机柜上方走线空间不足的难题。从而，在为机柜灵活地提供多种电压的基础上，提高了空间利用率。

在一些实施例中，第一电压插槽和第二电压插槽具有不同的结构。

例如，在一些实施例中，第二电压插槽中的铜排距离第二容纳空间的开口处的距离、与第一电压插槽中任意一个铜排距离第一容纳空间的开口处的距离不同。

从而，可以防止工作人员将某个电压的插接模块误插到另一个电压的电压插槽中，提高了用电的安全性。

在一些实施例中，不同电压插槽具有不同铜母排结构。例如，如图1所示，第一电压插槽1202的正极和负极均为并联的双铜排结构，第二电压插槽1203的正极和负极为单铜排结构。从而，可以从正负极的不同结构将不同电压的电压槽区分开。

在采用该铜母排结构后，当第一电压为48V、第二电压插为240V时，48V电压的铜母排截面积能够满足48V电源直流供电回路压降要求设计，即在低电压、大电流的情况下，通过双铜排结构将电流进行分流，避免产生发热等安全问题；而240V电压能够以铜母排截面积满足载流量安全要求设计。

本发明还提供了一种智能配电系统，包括智能配电母线、第一插接模块和第二插接模块。为了便于分别描述第一插接模块和第二插接模块与智能配电母线之间的位置关系，下面分别参考图2A和图2B描述系统中的第一插接模块和第二插接模块的实施例。

图2A示出了根据本发明一些实施例的第一插接模块的结构示意图。如图2A所示，第一插接模块220用于插入智能配电母线的第一电压插槽，包括：第一主体2201；以及，第一插接头2202，第一插接头2202从第一主体2201智能配电母线的壳体的底面的接触面22010向智能配电母线的壳体的顶面所在方向延伸。

图2B示出了根据本发明一些实施例的第二插接模块的结构示意图。如图2B所示，第二插接模块230用于插入智能配电母线的第二电压插槽，包括：第二主体2301；以及，第二插接头2302，第二插接头2302从第二主体2301与智能配电母线的壳体的底面的接触面23010向智能配电母线的壳体的顶面所在方向延伸。

在一些实施例中，第一插接模块和第二插接模块也可以具有防呆设计，以与智能配电母线的电压插槽的防误插设计匹配。

例如，第一插接头的正极和负极均为并联的双插片结构，第二插接头的正极和负极均为单插片结构。从而，当第一电压插槽的正极和负极均为并联的双铜排结构、第二电压插槽的正极和负极为单铜排结构时，不论是第一插接模块还是第二插接模块，均可以与智能配电母线匹配。由于不同电压等级的插接模块的插接头外形和凹凸结构不同，因此避免了误插的情况带来的用电风险。

发明人经过进一步分析后发现，由于不同电压的插接模块对应不同的网络机柜，因此不会出现二个插接模块并行排列在同一位置的情况。在此前提下，任意插接模块插入母线槽后占用整个母线体宽度都是允许的。这样就可以把双电压智能母线占用宽度压缩到与传统智能母线占用宽度相接近的水平。

在一些实施例中，第一主体和第二主体具有相同的外形，第一插接头位于第一主体上的接触面的第一方位，第二插接头位于第二主体上的接触面的第二方位。

图3A和3B分别示出了第一插接模块的侧视图和正视图。图4A和4B分别示出了第二插接模块的侧视图和正视图。从这些图中可以看到，第一插接模块和第二插接模块的主体外形相同，但插接头的部署位置不同。第一插接模块的插接头位于左侧，第二插接模块的插接头位于右侧。

图5A和5B分别示出了第一插接模块520插入母线510和第二插接模块530插入母线510的示意图。从图中可以看出，两种插接模块的外形相同、插入后在母线外的位置一样，仅插接头位置不一样，既解决了二种插接模块排列在一起的整齐美观问题、又便于工程安装。

在一些实施例中，母线和插接模块上还可以设置锁定机构。例如，在智能配电母线的壳体的底面上设置有多个螺栓孔。相应地，第一插接模块的第一主体的接触面和第二插接模块的第二主体的接触面具有多个螺栓孔，多个螺栓孔的位置与智能配电母线的外壳上的螺栓孔的位置对应。从而，当插接模块插入到插接槽后，可以通过螺栓将二者进行固定。

在一些实施例中，多个螺栓孔被分为若干组，每组用于锁定一个插接模块；每组螺栓孔的数量为3，依次位于所述壳体的底面上被所述第一容纳空间和第二容纳空间划分后形成的三个部分，并且三个螺栓孔不共线。从而，三个螺栓孔呈三角形排布，可以更牢固地将母线体和插接模块进行绑定。并且，在第一容纳空间和第二容纳空间之间的中间部分也设置有螺孔，可以防止由于插接头位于插接模块本体的一侧而发生倾斜，提升了用电的安全性。在图2A、图3A和图3B中，22011、22012和22013示例性地示出了第一插接模块中螺栓孔的位置。在图2B、图4A和图4B中，23011、23012和23013示例性地示出了第二插接模块中螺栓孔的位置。

在使用时，母线的插接槽开口方向朝下，插接模块向上插，插入后将插接模块旋转90°，使模块与母线并行，再通过螺栓进行固定、锁死。

本发明的实施例可以应用于新型核心网络业务机房中。一个新的网络业务系统有10多kW的大功率设备机柜和2-3kW小功率设备机柜混在一起排列布置，前者功率太大、48V供电困难，适合用240V供电，但必须对机柜设备进行240V高压直流供电改造，使之能接入240V；后者可继续延续采用48V供电，好处是机柜设备自身电源不需要做任何改动。图6示出了智能配电母线的应用场景示意图。如图6所示，48V机柜61、63、64通过48V插接模块610、630、640接入智能配电母线60，240V机柜62通过240V插接模块620接入智能配电母线60。从而，采用本发明提供的双电压智能母线时，可以解决供电复杂性难题。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种智能配电母线，包括：

壳体，在垂直于所述智能配电母线的延伸方向的方向上依次设有第一容纳空间和第二容纳空间，所述第一容纳空间和所述第二容纳空间自所述壳体的底面、向所述壳体的顶面所在的方向延伸；

第一电压插槽，位于所述第一容纳空间，用于接入第一电压对应的插接头；以及

第二电压插槽，位于所述第二容纳空间，用于接入第二电压对应的插接头，其中，所述第一电压插槽和所述第二电压插槽具有不同的结构。

2.根据权利要求1所述的智能配电母线，其中，

所述第一电压插槽的正极和负极均为并联的双铜排结构；

所述第二电压插槽的正极和负极为单铜排结构。

3.根据权利要求2所述的智能配电母线，其中，

所述第二电压插槽中的铜排距离所述第二容纳空间的开口处的距离、与所述第一电压插槽中任意一个铜排距离所述第一容纳空间的开口处的距离不同。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的智能配电母线，其中，

所述第一电压插槽用于接入48V的插接头；

所述第二电压插槽用于接入240V的插接头。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的智能配电母线，其中，所述壳体的底面上设置有多个螺栓孔。

6.根据权利要求5所述的智能配电母线，其中，所述多个螺栓孔被分为若干组；

每组螺栓孔的数量为3，依次位于所述壳体的底面上被所述第一容纳空间和第二容纳空间划分后形成的三个部分，并且三个螺栓孔不共线。

7.一种智能配电系统，包括：

权利要求1～6中任一项所述的智能配电母线；

第一插接模块，用于插入所述智能配电母线的第一电压插槽，包括：

第一主体；以及

第一插接头，所述第一插接头从所述第一主体与所述智能配电母线的壳体的底面的接触面向所述智能配电母线的壳体的顶面所在方向延伸；以及

第二插接模块，用于插入所述智能配电母线的第二电压插槽，包括：

第二主体；以及

第二插接头，所述第二插接头从所述第二主体与所述智能配电母线的壳体的底面的接触面向所述智能配电母线的壳体的顶面所在方向延伸。

8.根据权利要求7所述的智能配电系统，其中，所述第一插接头的正极和负极均为并联的双插片结构，所述第二插接头的正极和负极均为单插片结构。

9.根据权利要求7所述的智能配电系统，其中，所述第一主体和所述第二主体具有相同的外形，所述第一插接头位于所述第一主体上的接触面的第一方位，所述第二插接头位于所述第二主体上的接触面的第二方位。

10.根据权利要求7所述的智能配电系统，其中，所述第一主体的接触面和所述第二主体的接触面具有多个螺栓孔，所述多个螺栓孔的位置与所述智能配电母线的外壳上的螺栓孔的位置对应。