CN117832892A - 一种插接箱及其电路连接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种插接箱及其电路连接方法，所述插接箱包括箱体，箱体上设置插接件和断路器，插接件和断路器之间通过管状导体作为连接导体连接，管状导体包括管状主体和位于管状主体两端的连接扁头，管状导体通过连接扁头分别与插接件和断路器物理接触连接，其中，连接扁头为管状主体端部经过压制后成型，连接扁头与管状主体为一体成型结构。本发明插接箱内采用例如铜管等管状导体实现连接器和断路器之间的连接，相较于现有的电缆和铜排连接方式，其连接简单可靠，散热性能好，故障率低且加工成本低，另外本发明还提供实现该插接箱线路连接方法，该方法能够自动实现走线设计的计算，输出相对完美的走线方案，极大提升线路设计效率。
Description
技术领域
本发明涉及电路连接技术领域，具体涉及一种插接箱及其电路连接方法。
背景技术
现有技术的母线槽插接箱是母线的主要分接单元，通常由以下部分组成：壳体、插接件、开关元器件(断路器、闸刀等)、导体等。其中，导体包括电缆和铜排，其作用是将插接件与开关元器件连接起来。
电缆的连接方法通常在电缆两端压接铜鼻子并搪锡，如若没有正确制作，极易造成搭接不良，另外，由于电缆外皮散热不好。用铜排连接时，需要减少电气连接点，做成一体化零件时需要更多材料和模具，特别是各个断路器厂家的安装尺寸不同，模具难通用，造成加工难度增加，成本高。
因此，现有技术有待于进一步发展。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术不足，提供一种插接箱及其连接方法，以解决相关技术中存在的散热不好或者加工难度大成本高的技术问题。
一种插接箱，包括箱体，所述箱体上设置插接件和断路器，其中，所述插接件和断路器之间通过管状导体作为连接导体连接，所述管状导体包括管状主体和位于管状主体两端的连接扁头，所述管状导体通过连接扁头分别与插接件和断路器物理接触连接，其中，所述连接扁头为管状主体端部经过压制后成型，所述连接扁头与管状主体为一体成型结构。
所述的插接箱，其中，所述管状导体为铜管导体或铝管导体。
所述的插接箱，其中，所述管状导体为横截面为圆管的管状导体，或者为横截面为方管的管状导体。
所述的插接箱，其中，所述管状主体由直管部和/或弯管部组成，其中，所述直管部为内径均匀的管体，所述弯管部为内径均匀的管体，且直管部和弯管部内径相同。
所述的插接箱，其中，其中，所述弯管部为90度圆弧过渡弯管。
所述的插接箱，其中，当所述管状主体由直管部和弯管部组成时，所述直管部相应端部与弯管部相应端部连接，形成直角拐角走线的管状主体结构。
所述的插接箱，其中，所述连接扁头通过导电固定件实现与插接件或断路器的连接端子连接。
所述的插接箱，其中，所述插接件和/或断路器的连接端子上设置插接头，通过连接扁头与插接头的连接配合实现连接扁头与插接件和/或断路器的连接。
一种插接箱电路连接方法，其中，包括：
获取插接件和断路器上需要进行连接的连接端子以及相应连接端子之间的连接对应关系；
按照需要连接的连接端子的直线距离由近及远的顺序并基于使用最少拐角和连线长度最短的原则依次建立相应连接端子之间的连线；
判断后一连线与之前已经建立的连线之间的距离是否在预设距离阈值内，若是，则输出后一连线；
依据所输出的所有连线数据对插接箱内的插接件和断路器使用管状导体连接。
所述的插接箱电路连接方法，其中，当判断后一连线与之前已经建立的连线之间的距离在预设距离阈值内时，则进一步判断后一连线是否在预设走线空间内，若是，则输出后一连线。
有益效果：本发明提供一种插接箱及其电路连接方法，所述插接箱内采用例如铜管等管状导体实现连接器和断路器之间的连接，相较于现有的电缆连接方式，其连接简单可靠，散热性能好，故障率低，避免了电缆连接存在的易搭接不良以及散热问题。相较于现有的铜排连接方式，其加工难度低，成本低，避免了铜排连接存在的模具难通用，加工成本高的问题，另外本发明还提供实现该插接箱线路连接方法，该方法能够自动实现走线设计的计算，输出相对完美的走线方案，极大提升线路设计效率。
附图说明
图1是本发明具体实施例中插接箱内线路连接结构示意图；
图2是本发明具体实施例中管状导体的结构示意图；
图3是本发明实施例中采用导电钉固定连接扁头的结构示意图；
图4是本发明实施例中采用导电钉固定连接扁头的俯视图；
图5是本发明另一实施例中采用导电钉固定连接扁头的结构示意图；
图6是本发明另一实施例中采用导电钉固定连接扁头的正面视图；
图7是本发明另一实施例中采用导电钉固定连接扁头的俯视图；
图8是本发明具体实施例中采用插接头固定连接扁头的结构示意图；
图9是本发明具体实施例中连接扁头的结构示意图；
图10是本发明具体实施例中对应图9连接扁头的插接头的结构示意图；
图11是本发明具体实施例中插接箱电路连接方法流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1和图2所示的一种插接箱，包括箱体100，所述箱体100上设置插接件200和断路器300，其中，所述插接件200和断路器300之间通过管状导体400作为连接导体连接，管状导体采用具有优异导电性能的材料制备而成，优选的，所述管状导体为铜管导体或铝管导体。基于电流肌肤效应，铜管导体在相同截面的导体中载流能力最大，且铜管导体具有结构稳定性好，加工难度低的特点，因而成为本发明中管状导体的首选。管状导体改变了插接箱的电连接方式，传统的电缆连接存在的易搭接不良以及散热不良问题也随之解决，管状导体天然具备的载流能力强，散热性能好也使得本发明插接箱具备明显的技术优势，同时本发明中采用的管状导体连续性好，无中间连接点，使其具备稳定可靠的特点。
具体实施例中，所述管状导体为横截面是规则对称图形的管路，优选的，本发明所用管状导体为横截面为圆管的管状导体或者为横截面为方管的管状导体，圆管导体或者方管导体中各处载流情况一致，有效减少电流涡流，因而提升电流传导效率，减少热量产生。尤其圆管导体，其比表面积最大，因而其具有优异的散热性能。
进一步的，所述管状导体包括管状主体和位于管状主体两端的连接扁头430，所述管状导体通过连接扁头分别与插接件和断路器物理接触连接，优选的，所述连接扁头为管状主体端部经过压制后成型，所述连接扁头与管状主体为一体成型结构。连接扁头能够方便的与插接件和断路器上的连接端子进行有效连接，从而简化连接结构，实现简单可靠的连接。由于连接扁头与管状主体为一体成型，从而确保了管状导体始终保持良好的电导通性。
进一步的，所述管状主体由直管部410和/或弯管部420组成，其中，所述直管部410为内径均匀的管体，所述弯管部也为内径均匀的管体，优选实施例中，所述直管部和弯管部内径相同，内径相同的直管部和弯管部使得电流能够较为顺利的通过弯曲拐角处，避免产生电流涡流。弯管部的设置是为了方便多根管状导体在空间内的立体走线，这样才能满足线间距、相对地等安全距离要求。
优选实施例中，所述弯管部为90度圆弧过渡弯管。90度圆弧过渡弯管是不产生电流涡流的最大拐角角度，本发明中管状导体的走线统一采用直角拐角，简化管状导体设计，有利于实现后期走线自动设计方法，同时统一采用90度圆弧过渡弯管使得管状导体的整体排布整齐有序，有利于后期检查维护。
基于上述说明，具体实施例中，当所述管状主体由直管部和弯管部组成时，所述直管部相应端部与弯管部相应端部连接，形成直角拐角走线的管状主体结构。采用直角拐角走线的目的就是为各管状导体走线预留足够的走线空间，同时便于简化走线算法。
优选实施例中，所述连接扁头通过导电固定件实现与插接件或断路器的连接端子连接。如图3所示，通过导电钉500对连接扁头进行固定，所述连接扁头上设置有配合导电钉的连接孔，所述插接件和断路器上的连接端子上具有连接导电钉的导电连接槽，通过导电钉实现连接扁头和连接端子的有效连接。所述导电钉采用与管状导体相同材质材料制成，优选的，所述导电钉具有钉帽510和钉杆520，所述钉帽为扁平钉帽，能够通过钉帽将连接扁头整体向连接端子310方向推挤，确保两者之间连接紧密，所述钉杆上具有外螺纹，所述连接孔和导电连接槽上具有与外螺纹相配合的内螺纹，这样确保导电钉与连接扁头和连接端子的紧密连接。
进一步的，如图4所示，为确保连接扁头和连接端子的紧密连接，防止导电钉松动，进行防松设计，所述钉帽510边沿具有凸起511，所述连接扁头为两侧管皮叠压而成，则在上方管皮上开槽431，所述槽431为非圆形槽，例如为图4中的矩形槽，所述矩形槽中设置防松片600，所述放防松片对应钉帽位置设置有通孔，沿通孔孔壁设置有若干齿槽610，所述齿槽610与凸起511配合，当导电钉旋拧到位后，将防松片放入矩形槽中，使得凸起进入相应齿槽中，防松片起到了对导电钉的限位作用，能够防止导电钉松动，所述防松片可采用导电材质也可采用非导电材质，优选的，所述防松片采用具有一定弹性的金属片制成，防松片略大于矩形槽，防松片卡入矩形槽中，并通过形变使得防松片边沿进入连接扁头矩形槽周围的上下两侧管皮之间，这样能够防止防松片轻易从矩形槽中掉出。
优选实施例中，如图5和图6所示，所述连接扁头两侧管皮之间设置有贯通导电钉的插孔432，所述导电钉旋拧到位后，其钉杆对应插孔位置设置有贯通孔，所述贯通孔中心线在导电钉旋拧到位后与插孔中心线重合，设置能够插入插孔中的插杆700，所述插杆沿插孔插入贯通孔中，从而使得导电钉不能随意转动，达到防松目的。所述插孔也可以设置为螺纹孔，所述插杆周身设置与螺纹孔适配的外螺纹，这样插杆自身也更不容易松脱，提升导电钉防松效果。为了提升贯通孔与插孔的对位效率，所述导电钉的钉杆上设置有多个贯通孔，该多个贯通孔位于钉杆的同一横截面上，钉杆轴心为中心呈中心对称分布于钉杆上，这样能够提升插杆插入贯通孔的概率，优选的，所述钉杆上设置有标识，插杆插入插孔后，当标识位置对齐连接扁头边沿时代表插杆插接到位。
基于上述防松思路，如图7所示，所述连接扁头两层管皮之间设置插缝，所述插缝内可插入插片800，所述插片优选采用导电材料制成，最好采用与连接扁头相同的材料制成，所述导电钉钉杆520对应插缝位置设置成柱形钉杆521，这样沿着柱形钉杆形成插片可插入的缝隙，当导电钉旋拧到位后，将插片插入到插缝中，直至插片前端插入并抵持到柱形钉杆杆身上，通过插片的限位作用，所述导电钉则不能随意转动，达到防松效果。
另一优选实施例中，所述插接件和/或断路器的连接端子上设置插接头，通过连接扁头与插接头的连接配合实现连接扁头与插接件和/或断路器的连接。如图8所示即为其中一示例，对应连接端子310上设置插接头910，所述插接头上具有齿板911，所述齿板911与连接端子310之间形成连接扁头的插接空间，优选的，所述插接空间与连接扁头的插入端为过盈配合，这样确保连接扁头与连接端子的紧密连接，进一步的，所述齿板下表面上设置有限位齿，所述连接扁头插入端的上表面上设置有相对应的配合齿433，连接扁头插入到插接空间时，配合齿会和限位齿接触，当连接扁头插接到位后，通过限位齿和配合齿的配合，实现连接扁头防松脱的效果，从而确保连接扁头与连接端子的连接。
进一步的，通过限位齿实现了连接扁头与连接端子在插入方向上的防松脱效果，但为解决在连接扁头截面方向上的防松脱，为进一步解决这一问题，采用如图9所示的连接扁头结构，所述连接扁头中部设置凸棱434，所述凸棱由连接扁头的上层管皮挤压而成，所述凸棱两侧的管皮上分布限位齿，如图10所示，所述插接头对应凸棱位置设置有限位槽912，所述限位槽两侧的插接头下表面上设置配合齿，当连接扁头插入到插入空间后，所述凸棱进入到限位槽中，待连接扁头插接到位后，限位齿和配合齿实现插入方向的限位，凸棱和限位槽的配合实现横向方向的限位，从而较好的实现连接扁头防松脱的效果。
如图11所示的一种插接箱电路连接方法，其中，包括：
S100.获取插接件和断路器上需要进行连接的连接端子以及相应连接端子之间的连接对应关系。
接收用户输入的关于插接件和断路器上的连接端子的信息，以及需要实现连接的连接端子之间的对应关系数据，所述连接端子信息包括连接端子类型、连接端子位置等数据，这些数据均与插接箱实际情况相符。
S200.按照需要连接的连接端子的直线距离由近及远的顺序并基于使用最少拐角和连线长度最短的原则依次建立相应连接端子之间的连线。
本发明方法基于最少拐角和连线长度最短原则进行，首先计算所需要连接的连接端子之间的直线距离，对直线距离最近的一对连接端子首先进行连线，且连线只能采用直线和直角拐角方式在有限空间内进行，基于该对连接端子位置生成若干连接方案，选择其中直角拐角最少的方案输出，当出现直角拐角数量相同的方案时，则计算连线长度，输出连线长度最短的方案。
S300.判断后一连线与之前已经建立的连线之间的距离是否在预设距离阈值内，若是，则输出后一连线。
当直线距离最近的一对连接端子连线建立完毕后，则基于已完成连线对直线距离第二近的一对连接端子进行连线，同样按照直角拐角最少和/或连线长度最短的原则进行，并且，从这一对连接端子开始，在连线计算过程中，首先要判断连线与之前建立的连线之间的距离是否合适，既是否在预设距离阈值内，所述距离阈值为确保最小安全距离所设置，当在距离阈值内，则放弃当前连线，具体过程可表述为，基于之前已建立连线作为轴线，以预设距离阈值为半径形成圆柱形区域，后一连线可在该圆柱形区域外走线，当之前建立了多条连线，则需要计算多个圆柱形区域，形成不可走线区域，则后续连线则需要绕经不可走线区域进行走线，进一步的，当判断后一连线与之前已经建立的连线之间的距离在预设距离阈值内时，则进一步判断后一连线是否在预设走线空间内，若是，则输出后一连线。所述预设走线空间也是通过接收用户提前输入，该走线空间与插接箱内可进行走线的实际空间相同。
通常后一连线是沿着前一连线的圆柱形区域的表面进行走线。在满足预设距离阈值的前提下，按照直角拐角最少和/或连线长度最短的原则输出后一连线的最佳方案。
S400.依据所输出的所有连线数据对插接箱内的插接件和断路器使用管状导体连接。
当所有需要连接的连接端子的连线方案输出后，依据连线方案制备管状导体形状，并利用制备好管状导体完成插接箱内连接端子的连接。
本发明插接箱内采用例如铜管等管状导体实现连接器和断路器之间的连接，相较于现有的电缆连接方式，其连接简单可靠，散热性能优异且故障率低，避免了电缆连接存在的易搭接不良以及散热不良问题。相较于现有的铜排连接方式，其加工难度低，成本低，避免了铜排连接存在的模具难通用，加工成本高的问题，另外本发明还提供实现该插接箱线路连接方法，该方法能够自动实现走线设计的计算，输出相对完美的走线方案，极大提升线路设计效率。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上所述仅是本申请的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。
Claims (10)
1.一种插接箱，包括箱体，所述箱体上设置插接件和断路器，其特征在于，所述插接件和断路器之间通过管状导体作为连接导体连接，所述管状导体包括管状主体和位于管状主体两端的连接扁头，所述管状导体通过连接扁头分别与插接件和断路器物理接触连接，其中，所述连接扁头为管状主体端部经过压制后成型，所述连接扁头与管状主体为一体成型结构。
2.根据权利要求1所述的插接箱，其特征在于，所述管状导体为铜管导体或铝管导体。
3.根据权利要求1所述的插接箱，其特征在于，所述管状导体为横截面为圆管的管状导体，或者为横截面为方管的管状导体。
4.根据权利要求1所述的插接箱，其特征在于，所述管状主体由直管部和/或弯管部组成，其中，所述直管部为内径均匀的管体，所述弯管部为内径均匀的管体，且直管部和弯管部内径相同。
5.根据权利要求4所述的插接箱，其特征在于，其中，所述弯管部为90度圆弧过渡弯管。
6.根据权利要求4所述的插接箱，其特征在于，当所述管状主体由直管部和弯管部组成时，所述直管部相应端部与弯管部相应端部连接，形成直角拐角走线的管状主体结构。
7.根据权利要求1所述的插接箱，其特征在于，所述连接扁头通过导电固定件实现与插接件或断路器的连接端子连接。
8.根据权利要求1所述的插接箱，其特征在于，所述插接件和/或断路器的连接端子上设置插接头，通过连接扁头与插接头的连接配合实现连接扁头与插接件和/或断路器的连接。
9.一种插接箱电路连接方法，其特征在于，包括：
获取插接件和断路器上需要进行连接的连接端子以及相应连接端子之间的连接对应关系；
按照需要连接的连接端子的直线距离由近及远的顺序并基于使用最少拐角和连线长度最短的原则依次建立相应连接端子之间的连线；
判断后一连线与之前已经建立的连线之间的距离是否在预设距离阈值内，若是，则输出后一连线；
依据所输出的所有连线数据对插接箱内的插接件和断路器使用管状导体连接。
10.根据权利要求9所述的插接箱电路连接方法，其特征在于，当判断后一连线与之前已经建立的连线之间的距离在预设距离阈值内时，则进一步判断后一连线是否在预设走线空间内，若是，则输出后一连线。
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