CN208272480U - 用于配电系统的一次插件、抽屉和配电柜 - Google Patents

用于配电系统的一次插件、抽屉和配电柜 Download PDF

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Abstract

本公开涉及用于配电系统的一次插件、抽屉和配电柜。提供一种用于配电系统的一次插件，包括：本体；插接组件，安装在本体上；测量单元，套装在所述插接组件上，并且被配置为测量配电系统中的电气参数；数据处理单元，安装在本体上并且与所述测量单元耦接，该数据处理单元适于接收并处理由所述测量单元测得的电气参数，并将经处理的电气参数上传至网关。根据本公开实施例的一次插件实现了智能化，并且能够进行快速简便的现场升级。本公开实施例还提供一种包括上述智能化的一次插件的抽屉以及包括这类抽屉的配电柜。

Description

用于配电系统的一次插件、抽屉和配电柜
技术领域
本实用新型涉及配电领域，更具体地涉及用于配电系统的一次插件以及包括这类一次插件的抽屉和配电柜。
背景技术
当前，诸如针对智能化楼宇的配电系统均涉及智能配电系统方案(Smart Panel)的应用。目前的智能配电系统方案通常都需要使用智能元器件实现互联互通，从而实现配电系统的相应功能，由此存在以下一些问题。
一方面，需要选用智能元器件，例如脱扣器(NSX)等，而NSX又必须与通信接口模块配合使用才能实现相应的功能。对于已经完成组装并已经投入使用的抽屉或配电柜，则必须通过更换其中的元器件及对应的线缆，才能升级到智能配电系统方案的系统中，不但延长了对系统进行改造的时间，而且相应地增加了与此相关的经济成本。
另一方面，配电柜的抽屉内所用的传统的测量机构(CT)占用空间较大，特别是对于小尺寸的抽屉而言，抽屉内可用于安装执行测量功能的器件或装置的空间本身非常有限。因此，受限于抽屉的内部空间，目前的抽屉能够测量的配电系统中的电气设备的电气参数亦十分有限。
因此，需要一种用在配电系统中的改进的一次插件，其至少可以针对抽屉空间的有限性提供解决方案。
实用新型内容
本公开的目的是提供一种改进的用于配电系统的智能化的一次插件，以解决前述提及的现有问题。
本公开的一个方面提供了一种用于配电系统的一次插件。所述一次插件包括：本体；插接组件，安装在所述本体上；测量单元，套装在所述插接组件上，并且被配置为测量所述配电系统中的电气参数；和数据处理单元，安装在所述本体上并且与所述测量单元耦接，所述数据处理单元适于接收并处理由所述测量单元测得的电气参数，并且将经处理的电气参数上传至网关。
根据本公开实施例的用于配电系统的一次插件，实现了智能化，能够快速简便地进行现场升级，并且能够按照用户的特定需求对多种电气参数进行测量、处理及传输等。通过将测量单元集成地设计在单个的智能化的一次插件中，至少解决了传统测量机构占用空间大而无法实现对多种电气参数同时进行测量及处理的问题。
在一些实施例中，所述测量单元可以从包括以下项中的组中选择：用于测量所述配电系统中的电气设备的电压的电压测量装置，用于测量所述电气设备的电流的传感器，用于测量所述一次插件的温度的传感器，用于测量所述电气设备所在环境的振动的传感器，以及用于测量所述电气设备所在环境的湿度的传感器。
在一些实施例中，所述电压测量装置可以包括在所述本体的一侧上形成的向外突出的螺柱、以及套装在所述螺柱上的接线端子，其中所述螺柱通过螺母与所述插接组件耦接。
在一些实施例中，所述测量单元是用于测量所述配电系统中的电气设备的电流的电流传感器，所述电流传感器被布置在所述插接组件上。
在一些实施例中，借助于形成在所述本体上的安装结构，所述数据处理单元可拆卸地安装在所述本体上。
在一些实施例中，还包括布置在所述数据处理单元上方从而包封所述数据处理单元的罩盖，其中所述罩盖中形成安装孔，所述安装孔与所述安装结构中的一者协同作用地将所述罩盖安装在所述本体上。
本公开的另一方面提供了一种用于配电系统的智能化的抽屉，其包括根据上述任一实施例的一次插件。
在一些实施例中，包括两个或三个如前所述的一次插件，其中一个一次插件是主插件，另外一个或两个一次插件是副插件，所述主插件和副插件以一个一次插件叠置在另一个一次插件上方的方式布置，并且每个一次插件的数据处理单元相互耦接。
在一些实施例中，所述两个或三个一次插件中的每个一次插件的数据处理单元通过电缆相互耦接。
本公开的又一方面提供了一种用于配电系统的智能化的配电柜，其包括如前所述的一次插件和抽屉。
在一些实施例中，所述插接组件的第一端为叉状结构，所述叉状结构的两个对置的尾部背离彼此延伸，并且所述插接组件的两个对置的侧臂沿着自所述插接组件的第二端到所述第一端的方向渐缩，借此形成夹紧力用以通过所述插接组件而使所述一次插件与所述配电柜耦接。
附图说明
通过参照不一定按比例绘制的附图的以下详细描述，本公开实施例的上述和其它目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本公开的多个实施例进行说明，其中：
图1示意性示出根据本公开实施例的用于配电系统的一次插件的透视图；
图2示意性示出根据本公开实施例的一次插件的透视图；
图3示意性示出根据本公开实施例的一次插件的透视图；
图4示意性示出根据本公开实施例的一次插件的透视图；
图5a和图5b以不同角度示意性示出根据本公开实施例的一次插件的插接组件的透视图；以及
图6示意性示出根据本公开实施例的插件的透视图，其中示出罩盖；以及
图7示意性示出根据本公开实施例的包括三个一次插件的抽屉的透视图。
具体实施方式
现在将参照附图中所示的各种示例性实施例对本公开的构思及配置进行说明。在结合附图描述相应的实施例或示例时，涉及到的与方向有关的术语旨在方便理解本公开的描述，例如“上”、“下”、“竖向”、“水平(横向)”、“顶(部)”、“外(部)”等，它们或基于阅读者观看视图时所呈现的方向，或基于产品自身的正常使用方向，并不会对本公开的保护范围产生不期望的限制。
如前文中提到的，在现有的配电系统的配电柜的抽屉内，传统CT占用的空间通常较大，这特别是对于小尺寸的抽屉而言非常不利。由于抽屉内可用于安装执行测量功能的器件或装置的空间本身非常有限，所以这类抽屉能够测量的配电系统中的电气设备的电气参数也十分有限。通常，仅限于测量配电系统中的诸如电气设备的电流、电压之类的电气参数。
如果用户希望增加对电气设备所处环境的振动、湿度、压力等参数的测量，势必要增设实现对应测量功能的测量装置，但是由于抽屉的内部空间的有限性，难以在现有配置的抽屉中实现这类测量装置的增设。此外，即使增设了有限数目的测量装置，也无法将其测得的数据通过现有的网关传送至诸如云端存储器等。
本公开的实施例提出了一种改进的智能化的一次插件，其通过集成到一次插件上的一个或多个测量单元，以及与测量单元耦接并且能够执行数据收集、数据处理和数据传输功能的数据处理单元，解决了传统配电柜中的抽屉的内部空间不足以设置满足用户需求的测量机构以及实现后续数据处理和传输的问题。
根据本公开实施例的一次插件不仅能够实现常规测量机构的功能，诸如测量电气设备的电压、电流等，并且能够实现实时监测一次插件本身的温度的功能。随后还能够利用集成在智能化的一次插件的数据处理单元中的通信装置将这些测量结果以有线或无线传输的方式发送至网关等设备进行储存和后续处理，并且可以继而上传到本地管理软件或云端。
图1示出了根据本公开的示意性实施例的智能化的一次插件100。作为一个示例，此处示出了三相四极的一次插件100，包括四个插接组件200。可以理解，只包括一个插接组件200的一次插件100作为单相单极的类型也是一种有效的形式。因此，本公开实施例的任意附图中所示的具体构型中，相关一次插件的数目将不会对本公开的保护范围产生不期望的限制，除非有明确的相反说明。
智能化的一次插件的本体104的内部形成有用于使插接组件200可拆卸地安装到本体104上的空腔，图中的四个插接组件200彼此之间以相同的间距安装在本体104内。或者，本体104可以具体实施为例如框架或壳体的形式，主要用于承载一次插件100的各个部件。
图5a和图5b示意性示出了插接组件200的构型。插接组件200包括彼此对置的第一端202和第二端201、以及介于二者之间的两个侧臂204。在一个示例中，插接组件200的第一端202呈叉状结构，而第二端201呈板状结构或平面结构。
在插接组件200被安装到本体104中的状态下，第一端202和第二端201将分别伸出到本体104的两个对向边侧之外，其中一个边侧形成有凸壁107(图1)，而对向的另一边侧形成有螺柱106，其中，螺柱106通过螺母106a(图3)与被布置在所述一次插件100之外的外接导体耦接，并且当螺柱106通过螺母106a与所述外接导体相连接时，便完成了与插接组件201和所述外接导体两者的耦接。作为示例，外接导体可以是导电排或电缆接头。
凸壁107例如通过任意适当的方式(诸如注塑、模制等)与本体104一体地形成。在该安装状态下，每个插接组件200的第一端202将位于两个凸壁107之间，并且每个侧臂204的至少一部分将与凸壁107的内表面贴合。
智能化的一次插件100的数据处理单元101被布置在本体104的一个外表面上，位于大致中央位置处。在图2所示的视角中，该外表面是本体104的顶部表面。此外，图2中还示出形成在本体104上的安装结构105a、105b，这类安装结构同样可以与本体104一体地形成。
通过安装结构105a、105b，可以使数据处理单元101被可拆卸地安装在本体104上。图中所示的安装结构105a呈现为在端部形成折边的直立锁定件的形式，而安装结构105b呈现为柱形件的形式，二者可以分别与在数据处理单元101的两个对置的边部上形成的凹槽和缺口适配，从而将数据处理单元101稳固地安装在本体104上。安装结构105a、105b的具体形式并不局限于此处描述的示例，任意适合的可实现的配置均可以提供用于使数据处理单元101以可拆卸的方式与本体104组装在一起。
本公开实施例中的数据处理单元101可以具体实施为例如印刷电路板组件(PCBA)的形式，其集成了接收由测量单元测量的电气参数、处理所述电气参数、以及将经处理的电气参数例如以有线或无线通信方式传输到一次插件之外(诸如网关)的智能化功能。
在如图6所示的另一实施例中，智能化的一次插件100还可以包括罩盖108，其上形成有安装孔108a。罩盖108布置在数据处理单元101的上方，从而包封数据处理单元101，其中安装孔108a能够与安装结构中的一者——例如图2中示出的柱形件105b——协同作用地将罩盖108安装在本体104上。例如，螺钉等紧固件可以穿过安装孔108a和柱形件105b，从而实现对罩盖108的固定。罩盖108可以阻挡灰尘、气体、液体(水等)接触数据处理单元101，从而实现对数据处理单元101的有效隔离保护。
根据本公开的实施例，能够将配电系统中涉及的用户关注的各种电气参数(例如电压、电流、温度、湿度、振动、压力等)的测量集成到单个的智能化的一次插件100上。这样，无需在有限的抽屉空间内设置体积通常相对大的多个不同的测量单元来测量不同的电气参数。通过本公开的集成式智能化的一次插件，将不再受限于传统的测量单元占用空间大的限制，这特别是针对小尺寸的抽屉而言是有益的。
更具体地，利用根据本公开实施例的智能化的一次插件100，将能够实现抽屉、配电柜的现场升级、快速升级。此外，由于智能化的一次插件100的数据处理单元101本身具有数据处理和传输功能，其能够通过例如无线网络协议实现数据传输，这样便能够免除对实现数据传输的布线等的需求。因此，只需要例如将抽屉中的已有插件替换为具备相应测量、数据处理和无线传输功能的集成式智能化一次插件100，便能够根据用户的特定需要实现对配电系统的电气参数的多种组合方式的测量、以及后续的数据处理及无线传输。
能够理解的是，根据本公开的一些实施例，除了前文中提到的无线传输方式外，同样可以利用有线传输方式将由一次插件的数据处理单元收集并处理的测量结果传输到例如网关，并继而可以上传到本地管理软件或云端存储器中。
根据本公开的一些实施例，集成在智能化的一次插件100中的测量单元可以是以下项中的一种或多种：用于测量所述配电系统中的电气设备的电压的电压测量装置，用于测量所述电气设备的电流的传感器，用于测量所述一次插件的温度的传感器，用于测量所述电气设备所在环境的振动的传感器，以及用于测量所述电气设备所在环境的湿度的传感器。
然而，可以设置在智能化的一次插件100中的测量单元的类型并不局限于此处或下文中列出的类型、构造或配置，还可以是现有的或未来研发出来的任意适合的测量单元的类型、构造或配置，特别是满足智能化的一次插件的目标用户的普遍及特定需求的测量单元的类型、构造或配置。
在图1至图4所示的实施例中，所使用的测量单元中的一个示例是主要包括接线端子(又称为“线鼻子”)401和螺柱106的电压测量装置，其用于测量配电系统中的例如电气设备的电压。图中示出的四个接线端子401各自借助电缆103与数据处理单元101耦接，进而实现电压测量装置与数据处理单元101的耦接。
常规的一次插件中的螺柱106一般仅用于与外接导体相连，而在本公开的实施例中，通过将接线端子401套装在螺柱106上、以及借助接线端子401与数据处理单元101的耦接，能够实现对诸如配电系统中的电压进行测量，并且将测量结果输送至数据处理单元101进行后续处理的智能化功能。
在组装状态下，图中示出的四个插接组件200各自通过在其第二端201的基本上中央位置处形成的通孔201a(图5a、图5b)套装在本体104的一个螺柱106上，而接线端子401也套装在一个螺柱106上，并且可以贴靠第二端201的外表面的至少一部分。
由电压测量装置测得的电压参数的结果将通过例如电缆103传输至数据处理单元101，然后由数据处理单元101对接收到的电压参数的测量结果执行数据处理，并且随后例如以有线或无线传输方式上传至网关，继而还可以上传到本地管理软件或云端存储器中，例如用于实现对配电系统的智能化监测和管理。
在图3所示的实施例中，可以清楚地看到所使用的传感器中的另一种是电流传感器301，其用于测量配电系统中的例如电气设备的电流。
由电流传感器301测得的电流参数的测量结果将传输至数据处理单元101，然后由数据处理单元101对接收到的电流参数的测量结果执行数据处理，并且随后例如以有线或无线传输方式上传至网关，继而还可以上传到本地管理软件或云端存储器中，例如用于实现对配电系统的智能化监测和管理。
通过如上描述的所获得的对配电系统中的电气设备的电压和电流的测量结果，将能够便利地得到对应功率的测量结果，并且该功率测量结果能够被进一步传输给数据处理单元101，继而例如由数据处理单元101以有线或无线传输方式传送到一次插件100之外，例如上传至网关。
在又一实施例中，备选地或附加地，智能化的一次插件100上可以集成有用于测量一次插件100自身的实时温度的温度传感器。特别地，这类温度传感器用于实时地监测使用中的一次插件100的温度。
由温度传感器测得的一次插件100的温度参数也将传输给数据处理单元101、并且由该数据处理单元执行数据处理，以及随后例如以有线或无线传输方式上传至网关，继而还可以上传到本地管理软件或云端存储器中，例如用于实现对配电系统的智能化监测和管理。
例如，在智能化的一次插件100的温度超过安全阈值时，通过与配电系统中的其他关联装置(诸如显示屏等)协同作用地向用户发出警报，而使得用户能够及时地采取应对措施，从而避免因一次插件100温度过高等造成的危害。
对于前文中已经描述的智能化的一次插件100的各组成部分的制造材料没有特别的限定，符合一般或特殊应用用途的可选方案均在本公开的保护范围内。
本公开的实施例还提供一种用在配电系统中的配电柜内的智能化的抽屉500，其包括如前所述的至少一个一次插件100。图7示意性示出了抽屉500的一个示例，其中抽屉500中设置有根据本公开实施例的三个一次插件100，包括一个主插件100a和两个副插件100b、100c，其中每个一次插件可以通过任意适合的方式连接到抽屉500的对应结构上，以及附加地可以另外借助其他适合的结构或方式确保一次插件100与抽屉500之间的稳定连接。
此处，抽屉500中的一次插件100的数目仅作为一种示例，一次插件100的数目还可以是一个、两个或更多个。
在图7所示的实施例中，三个智能化的一次插件100a、100b、100c以一个插件叠置在另一个插件上方的方式布置，并且每个一次插件的数据处理单元101相互之间通过线电缆501耦接，从而实现由智能化的主插件100a向两个智能化的副插件100b、100c供应电力，以及确保三者之间的数据传输。
对于图7示出的三个一次插件100a、100b、100c而言，每个一次插件的组成部分和配置(例如尺寸)基本相同，均可以包括结合图1至图6所描述的各组成部分，但也可以做出不影响每个一次插件的具体功用的适当调整。
主插件100a的数据处理单元101用于测量、接收并处理由其自身的测量单元测得的一种或多种电气参数、以及由另外两个副插件100b、100c的测量单元测得的一种或多种电气参数，并且将经处理的全部电气参数上传至网关，继而还可以上传到本地管理软件或云端存储器，例如用于实现对配电系统的智能化监测和管理。
换言之，三个智能一次插件100a、100b、100c各自独立地测量用户关注的相应电气参数，其中，副插件100b、100c的数据处理单元101用于接收测量到的电气参数的测量结果，并将其例如有线或无线或有限地传输给主插件100a的数据处理单元101，最后由主插件100a的数据处理单元101对所测量的或接收到的三个智能一次插件的电气参数的测量结果执行数据处理，并有线或无线地上传至网关，继而还可以上传到本地管理软件或云端存储器，用于实现对配电系统的智能化监测和管理。
例如，在测量并处理电流参数的一个示例中，两个副插件100b、100c将其各自测量到的电流数据传输至主插件100a，之后主插件100a再将接收到的由两个副插件100b、100c测量到的电流数据叠加成一个结果(电流并联)，随后再执行传输。
这同样适用于对其他各类电气参数的处理方式。具体而言，在同时测量多个电气参数(电流、电压、一次插件的振动和/或湿度等)的情形中，主插件100a会将全部的测量数据处理汇总之后一并传输(有线或无线方式)至网关，继而还可以上传到本地管理软件或云端存储器，用于实现对配电系统的智能化监测和管理。
此处要说明的是，如以上实施例中列明的两个副插件100b、100c，或在其他可以实现的具有更多或更少的副插件(例如一个、三个、四个副插件等)的任意实施例中，主插件和副插件各自的功能是完全一致的，只是在它们相互耦接在同一个智能抽屉中的情形下，主插件才担负起最后对所有插件所测量并传输至主插件的测量数据进行最后处理并传输的功能。换言之，当这些一次插件彼此并不耦接在同一抽屉内时，从功能和设置方面来说，每个插件并无主次之分，而是均具备实现对电气参数等进行测量、收集、处理以及传输的功能。
此外，副插件100b、100c所需要的电力供应均来自主插件100a。这种配置，对于智能抽屉500中包含两个或更多个智能一次插件的情形同样适用。
本公开的实施例还提供一种用于配电系统的配电柜，其包括具有前文描述的智能化的一次插件100的抽屉500。据此，根据本公开实施例的配电柜也将具备因改进的集成式智能化的一次插件100所带来的诸多优点和益处。
再次参见图5a和图5b，插接组件200的第一端202的两个对置的尾部背离彼此延伸并且轻微卷翘，而插接组件200的两个侧臂204沿着自第二端201到所述第一端202的方向R渐缩，例如沿方向R呈现为上宽下窄的构型，借此通过两个侧臂204形成夹紧力，用以通过插接组件200实现一次插件100与配电柜的耦接。
例如，在需要将已组装有一次插件100的抽屉500安装到配电柜中时，插接组件200的两个侧臂204之间形成的插口将被适配到配电柜上的匹配结构上，以利用插接组件200使智能一次插件100与配电柜耦接，从而实现测量相应的电气参数等功能。
应当理解，本公开实施例针对配电柜的抽屉中的一次插件提出的电气参数测量、数据处理、数据传输等功能集成化的设计是创新性的构思。对智能化的一次插件、抽屉及配电柜的一些组成部分的描述的省略，仅表示其作为本领域中的常规设计或已知事实，不存在必须进行描述的必要。
应当理解，对上述实施例的描述仅仅为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并进一步实现本公开实施例，而并不意在以任何方式限制本公开的范围。应当注意的是，在可行情况下可以在图中使用类似或相同的附图标记，并且类似或相同的附图标记可以表示类似或相同的功能。本领域的技术人员将容易地认识到，本文中所说明的结构和方法的替代实施例可以被采用而不脱离通过本文描述的本实用新型的原理。
如本文中，术语“包括”及其各种变体可以被理解为开放式术语，其意味着“包括但不限于”。术语“基于”可以被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”可以被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”可以被理解为“至少一个其它实施例”。
本说明书中的对任何现有技术的引用不是也不应当被视为承认或暗示这些现有技术构成公知常识。
应当理解，所附权利要求仅是临时权利要求，并且是可能权利要求的示例，并且并不旨在将权利要求的范围限制于基于本申请的任何将来的专利申请。可能在日后在示例的权利要求中增加或删除成分，以进一步限定或重新限定本实用新型。

Claims (11)

1.一种用于配电系统的一次插件(100)，其特征在于，包括：
本体(104)；
插接组件(200)，安装在所述本体(104)上；
测量单元，套装在所述插接组件(200)上，并且被配置为测量所述配电系统中的电气参数；和
数据处理单元(101)，安装在所述本体(104)上并且与所述测量单元耦接，所述数据处理单元(101)适于接收并处理由所述测量单元测得的电气参数，并且将经处理的电气参数上传至网关。
2.根据权利要求1所述的一次插件，其特征在于，所述测量单元从包括以下项中的组中选择：用于测量所述配电系统中的电气设备的电压的电压测量装置，用于测量所述电气设备的电流的传感器，用于测量所述一次插件(100)的温度的传感器，用于测量所述电气设备所在环境的振动的传感器，以及用于测量所述电气设备所在环境的湿度的传感器。
3.根据权利要求2所述的一次插件，其特征在于，所述电压测量装置包括在所述本体(104)的一侧上形成的向外突出的螺柱(106)、以及套装在所述螺柱(106)上的接线端子(401)，其中所述螺柱(106)通过螺母(106a)与所述插接组件(200)耦接。
4.根据权利要求1所述的一次插件，其特征在于，所述测量单元是用于测量所述配电系统中的电气设备的电流的电流传感器(301)，所述电流传感器被布置在所述插接组件(200)上。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的一次插件，其特征在于，借助于形成在所述本体(104)上的安装结构(105a，105b)，所述数据处理单元(101)可拆卸地安装在所述本体(104)上。
6.根据权利要求5所述的一次插件，其特征在于，还包括布置在所述数据处理单元(101)上方从而包封所述数据处理单元的罩盖(108)，其中所述罩盖(108)中形成安装孔(108a)，所述安装孔与所述安装结构(105a，105b)中的一者协同作用地将所述罩盖(108)可拆卸地安装在所述本体(104)上。
7.一种用于配电系统的抽屉(500)，其特征在于，包括根据权利要求1-6中任一项所述的一次插件(100)。
8.根据权利要求7所述的抽屉，其特征在于，包括两个或三个一次插件，其中一个一次插件是主插件(100a)，其余的一次插件(100b，100c)是副插件，所述主插件和副插件以一个插件叠置在另一个插件上方的方式布置所述抽屉(500)中，并且每个一次插件的数据处理单元相互耦接。
9.根据权利要求8所述的抽屉，其特征在于，所述两个或三个一次插件中的每个一次插件的数据处理单元之间通过电缆(501)相互耦接。
10.一种用于配电系统的配电柜，其特征在于，包括根据权利要求7所述的抽屉(500)。
11.根据权利要求10所述的配电柜，其特征在于，所述插接组件(200)的第一端(202)为叉状结构，所述叉状结构的两个对置的尾部背离彼此延伸，并且所述插接组件(200)的两个对置的侧臂(204)沿着自所述插接组件的第二端(201)到第一端(202)的方向(R)渐缩，借此形成用于通过所述插接组件(200)使所述一次插件与所述配电柜耦接的夹紧力。
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