CN213818454U - 一种电气设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电力电子变换技术领域，具体公开了一种安全可靠的、具有防护状态监测功能的电气设备，包括设备本体，所述设备本体包括壳体、收容于所述壳体内腔的通信模块以及接线端子，所述接线端子包括与所述通信模块的信号端电性连接的信号端子和与参考地电性连接的参考地端子，且所述壳体上对应于所述接线端子的位置开设有插接口；端子盖，所述端子盖包括导电构件，且在所述端子盖盖设于所述插接口时，所述导电构件短接所述信号端子与参考地端子；以及报警装置，所述报警装置与所述通信模块电性连接，并在电气设备通电且信号端子与参考地端子处于非短接状态时输出报警信号。上述电气设备具有防护状态监测功能，保证了电气设备的安全使用。

Description

一种电气设备

技术领域

本实用新型涉及电力电子变换技术领域，特别是涉及一种安全可靠的电气设备。

背景技术

功率单元是使用功率电力电子器件进行整流、滤波、逆变的高压变频器部件，也是构成高压变频器主回路的主要部分。功率单元的母线连接方式往往采用接线端子或铜排，由于母线为高电压端带强电，在设备通电时，若人员误触母线将造成触电事故的发生，存在极大的安全隐患。传统的功率单元防护主要采用机械防护方式，如通过机械外壳部件对母线连接端子或铜排进行防护，但由于设备缺乏防护监测装置或系统，在设备正常通电情况下，若机械外壳防护部件被取走或漏装时，设备不会报警或提示，从而增大了人员触电事故的机率，不利于设备的安全使用。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述不足，提供一种安全可靠的、具有防护状态监测功能的电气设备。

一种电气设备，该电气设备包括：

设备本体，所述设备本体包括壳体、收容于所述壳体内腔的通信模块以及接线端子，所述接线端子包括与所述通信模块的信号端电性连接的信号端子和与参考地电性连接的参考地端子，且所述壳体上对应于所述接线端子的位置开设有插接口；

端子盖，所述端子盖包括导电构件，且在所述端子盖盖设于所述插接口时，所述导电构件短接所述信号端子与参考地端子；以及

报警装置，所述报警装置与所述通信模块电性连接，并在所述电气设备通电且所述信号端子与所述参考地端子处于非短接状态时输出报警信号。

在其中一个实施例中，所述端子盖包括绝缘防护板，所述导电构件由安装于所述绝缘防护板上的金属短接片构成，所述绝缘防护板盖设于所述插接口时，所述信号端子及参考地端子分别与所述金属短接片电性连接。

在其中一个实施例中，所述绝缘防护板上朝向所述插接口的一面设有定位卡槽，所述金属短接片为由金属片折弯形成并包括两个弹性臂的U型夹片，所述U型夹片嵌设于所述定位卡槽内，且所述U型夹片的两弹性臂之间形成插接缝隙，所述信号端子及所述参考地端子分别嵌入所述插接缝隙并分别与两弹性臂电性连接。

在其中一个实施例中，所述U型夹片上两个弹性臂的自由端分别向所述U型夹片的中轴线折弯，形成用于限定所述信号端子及所述参考地端子插接位置的锁口。

在其中一个实施例中，所述绝缘防护板上朝向所述插接口的一面设有用于防止绝缘防护板反插的防呆片，且所述防呆片与所述定位卡槽相邻设置。

在其中一个实施例中，所述绝缘防护板上与所述插接口配合的一面设有限位弹片，所述限位弹片的末端凸起形成限位部，所述绝缘防护板插设所述插接口时，所述限位弹片的限位部与所述插接口的内边缘抵接。

在其中一个实施例中，所述绝缘防护板上背向所述插接口的一面设有抓手。

在其中一个实施例中，所述插接口的开口处设有导向部，所述导向部的宽度沿所述插接口至所述壳体的内腔的方向逐渐减小。

在其中一个实施例中，所述通信模块的信号端包括用于接收数据的信号接收引脚以及用于发送数据的信号发送引脚，且所述信号端子分别与所述信号接收引脚和信号发送引脚电性连接。

实施本实用新型的电气设备，将通信模块与接线端子电性连接，当端子盖盖设在设备本体的插接口时，端子盖短接接线端子的信号端子与参考地端子，即通信模块的信号端与参考地短接，使得由接线端子处发送至通信模块的电平下降，即达到参考地电位，通信模块即判断端子盖为盖合状态；当通信模块信号端处的电平升高时，则说明信号端子与参考地端子断开，此时即未盖设用于短接信号端子及参考地端子的端子盖，在此条件下，控制报警装置对外输出报警信号，以利于作业人员及时响应故障问题，电气设备具有防护状态监测功能，保证了电气设备的安全使用。

附图说明

图1为一个实施例中电气设备的结构示意图；

图2为图1所示实施例中电气设备的爆炸结构示意图；

图3为图2所示实施例中A部分的局部放大结构示意图；

图4为一个实施例中电气设备的模块关系图；

图5为一个实施例中通信电路在一状态下的电路原理图；

图6为一个实施例中通信电路在另一状态下的电路原理图；

图7为一个实施例中端子盖的结构示意图；

图8为图7所示实施例中B部分的局部放大结构示意图；

图9为一个实施例中金属短接片的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

请一并参阅图1至图4，本实用新型提供了一种安全可靠并具有防护状态监测功能的电气设备10，该电气设备10包括设备本体100、端子盖200以及报警装置300，其中，设备本体100包括壳体110、收容于壳体110内腔的通信模块120以及接线端子130，接线端子130包括与通信模块120的信号端电性连接的信号端子131和与参考地电性连接的参考地端子132，且壳体110上对应于接线端子130的位置开设有插接口111。优选地，该插接口111可为电气设备10的电气接口，通过该插接口110及其内侧的端子，可实现电源信号和/或控制信号的传输。

端子盖200包括导电构件210，且在端子盖200盖设于插接口111时，导电构件210短接信号端子131与参考地端子132；报警装置300与通信模块120电性连接，并在所述电气设备通电且所述通信模块120的信号端与参考地处于非短接状态时输出报警信号。优选的，在一具体实现示例中，所述通信模块内设置有用于检测所述信号端子131处电平的检测电路，当所述电气设备通电时，当检测电路检测到信号端子131处的电平为高电平时，判断信号端子131与参考地端子132断开，从而控制报警装置300输出报警信号。

实施本实用新型的电气设备10，将通信模块120与接线端子130连接，当端子盖200盖设在设备本体100的插接口111时，端子盖200短接接线端子130的信号端子131及参考地端子132，即通信模块120的信号端与参考地短接，使得信号端子131处的电平达到参考地电位，即为低电平，此时通信模块120内的检测电路即判断端子盖200为盖合状态；当检测到信号端子131处的电平为高电平时，则说明信号端子131与参考地端子132断开，即未盖设用于短接信号端子131及参考地端子132的端子盖200，在此条件下，检测电路控制报警装置300对外输出报警信号，以利于作业人员及时响应故障问题，电气设备10具有防护状态监测功能，保证了电气设备的安全使用。

壳体110用于收容设备本体100的功率电力电子器件，实现对功率电力电子器件的封装保护。一实施例中，插接口111开设于壳体110的背面，即在电气设备10的使用过程中，插接口111始终背对作业人员，以减少作业人员与该插接口111处的接线端子130的接触。进一步的，一实施例中，插接口111的开口处设有导向部112，导向部112的宽度沿插接口111开口至壳体110的内腔的方向逐渐减小。可以理解为，插接口111的开口部位呈喇叭状结构，这样，在端子盖200与插接口111插接配合的过程中，当端子盖200的插接部与导向部112上的导向平面接触时，插接部对导向部112的压力具有指向插接口111内腔的分力，如此，端子盖200在该分力的作用下快速滑入插接口111的内腔，实现了对端子盖200的插装定位，并降低了端子盖200与插接口111的组配难度。

在一实施例中，通信模块120设置于设备本体100的电路板上。另一实施例中，通信模块120为独立的控制芯片。当通信模块120为控制芯片时，通信模块120的信号端包括用于接收数据的信号接收引脚RXD以及用于发送数据的信号发送引脚TXD，且信号端子131分别与信号接收引脚RXD和信号发送引脚TXD电性连接。具体的，请一并参阅图5与图6，通信模块120与接线端子130以及参考地等构成通信电路。当设备本体100的电路处于正常工作条件下时，信号端子131(即电路原理图中a点)与通信模块120(即电路原理图中的U1)双向通信，即信号端子131既可以通过信号发送引脚TXD对外发送通信信号，也可以通过信号接收引脚RXD接收外部信号。在对外发送通信信号时，信号发送引脚TXD及信号接收引脚RXD电性连接，信号接收引脚RXD即接收通信模块120发出的信号发送引脚TXD信号，从而形成回环。

在插接口111处未盖设端子盖200时，接线端子130的信号端子131与参考地端子132(即电路原理图中的GND)断开，信号接收引脚RXD接收的信号包括：通信模块120处于空闲状态时的持续高电平、通信模块120向外发送通信内容时的高低电平交变的信号以及通信模块120接收外通信内容时的高低电平交变的信号。

当端子盖200盖设于插接口111处时，信号端子131与参考地端子132短接，通信模块120在处于空闲状态、对外发送信号或者接收外部信号等工况下，信号接收引脚RXD接收信号均为持续的低电平，因此，当检测到信号端子131处的电平值突变上升时，可以判断端子盖200未盖设在插接口111。当然，也可以在通信模块120内预设接线端子130短接时的低电平值，如将参考地端子132的电平值赋值给通信模块120，以便于通信模块120对电平值的高低进行判断处理。

报警装置300用于响应通信模块120发送的指令，以提示作业人员端子盖200未盖合。报警装置300可以为包括音频插件和扬声器的声音信号预警装置，也可以为指示灯或震动器等装置，具体依据生产条件选择，于此不再赘述。

端子盖200用于在设备本体100停机时封堵插接口111，避免作业人员因误触接线端子130造成的触电事故。请参阅图7，一实施例中，端子盖200包括绝缘防护板220，导电构件210由安装于绝缘防护板220上的金属短接片构成，绝缘防护板220盖设于插接口111时，信号端子131及参考地端子132分别与金属短接片电性连接。优选的，绝缘防护板220由塑胶材料制成。可以理解为，绝缘防护板220为端子盖200的绝缘保护件，金属短接片为端子盖200上与接线端子130配合短接信号端子131与参考地端子132。

请结合图8与图9，一实施例中，绝缘防护板220上朝向插接口111的一面设有定位卡槽221，金属短接片为由金属片折弯形成包括两个弹性臂的U型夹片，U型夹片嵌设于定位卡槽221内，且U型夹片的两弹性臂之间形成插接缝隙，信号端子131及参考地端子132分别嵌入插接缝隙并分别与两弹性臂电性连接。由于金属短接片为金属片折弯形成的U型夹片，当U型夹片嵌入定位卡槽221内时，U型夹片的两弹性臂在定位卡槽221内表面的约束下产生弹性形变，并与定位卡槽221的内侧壁抵接，从而实现对U型夹片的定位。

进一步的，一实施例中，U型夹片上两个弹性臂的自由端分别向U型夹片的中轴线折弯，形成用于限定信号端子131及参考地端子132插接位置的锁口211。通过将U型夹片的两弹性臂向U型夹片的中轴线折弯，形成宽度较小的锁口211，这样，当将信号端子131及参考地端子132插设于U型夹片的插接缝隙时，U型夹片上于锁口211的部位将紧紧抵接信号端子131及参考地端子132，避免信号端子131及参考地端子132从金属短接片上脱落或接线端子130与金属短接片接触不良问题的发生，从而提升电气设备10状态指示的可靠性。

一实施例中，绝缘防护板220上朝向插接口111的一面设有用于防止绝缘防护板220反插的防呆片222，且防呆片222与定位卡槽221相邻设置。优选的，接线端子130上临近信号端子131及参考地端子132的位置设有止位板133，止位板133末端至插接口111开口处的距离分别小于信号端子131至插接口111开口处的距离，以及参考地端子132至插接口111开口处的距离，这样，当反向插设绝缘防护板220时，防呆片222首先与止位板133抵接，从而难以进一步插入插接口111内，作业人员即判断插接错误，以便于调整绝缘防护板220的插接方向。

一实施例中，绝缘防护板220上与插接口111配合的一面设有限位弹片223，限位弹片223的末端凸起形成限位部，绝缘防护板220插设插接口111时，限位弹片223的限位部与插接口111的内边缘抵接，如此，端子盖200在限位弹片223与插接口111内边缘的配合下牢固盖设于插接口111，从而提升了端子盖200与壳体110连接的稳定性。进一步的，请再次参阅图1，一实施例中，绝缘防护板220上背向插接口111的一面设有抓手224。通过在绝缘防护板220上设置抓手224，为用户插拔端子盖200提供了抓持部，降低了端子盖200的装卸难度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种电气设备，其特征在于，包括：

设备本体，所述设备本体包括壳体、收容于所述壳体内腔的通信模块以及接线端子，所述接线端子包括与所述通信模块的信号端电性连接的信号端子和与参考地电性连接的参考地端子，且所述壳体上对应于所述接线端子的位置开设有插接口；

端子盖，所述端子盖包括导电构件，且在所述端子盖盖设于所述插接口时，所述导电构件短接所述信号端子与参考地端子；以及

报警装置，所述报警装置与所述通信模块电性连接，并在所述电气设备通电且在所述信号端子与所述参考地端子处于非短接状态时输出报警信号。

2.根据权利要求1所述的电气设备，其特征在于，所述端子盖包括绝缘防护板，所述导电构件由安装于所述绝缘防护板上的金属短接片构成，所述绝缘防护板盖设于所述插接口时，所述信号端子及参考地端子分别与所述金属短接片电性连接。

3.根据权利要求2所述的电气设备，其特征在于，所述绝缘防护板上朝向所述插接口的一面设有定位卡槽，所述金属短接片为由金属片折弯形成并包括两个弹性臂的U型夹片，所述U型夹片嵌设于所述定位卡槽内，且所述U型夹片的两弹性臂之间形成插接缝隙，所述信号端子及所述参考地端子分别嵌入所述插接缝隙并分别与两弹性臂电性连接。

4.根据权利要求3所述的电气设备，其特征在于，所述U型夹片上两个弹性臂的自由端分别向所述U型夹片的中轴线折弯，形成用于限定所述信号端子及所述参考地端子插接位置的锁口。

5.根据权利要求3所述的电气设备，其特征在于，所述绝缘防护板上朝向所述插接口的一面设有用于防止绝缘防护板反插的防呆片，且所述防呆片与所述定位卡槽相邻设置。

6.根据权利要求2所述的电气设备，其特征在于，所述绝缘防护板上与所述插接口配合的一面设有限位弹片，所述限位弹片的末端凸起形成限位部，所述绝缘防护板插设所述插接口时，所述限位弹片的限位部与所述插接口的内边缘抵接。

7.根据权利要求2所述的电气设备，其特征在于，所述绝缘防护板上背向所述插接口的一面设有抓手。

8.根据权利要求1至7任一项所述的电气设备，其特征在于，所述插接口的开口处设有导向部，所述导向部的宽度沿所述插接口至所述壳体的内腔的方向逐渐减小。

9.根据权利要求1至7任一项所述的电气设备，其特征在于，所述通信模块的信号端包括用于接收数据的信号接收引脚以及用于发送数据的信号发送引脚，且所述信号端子分别与所述信号接收引脚和信号发送引脚电性连接。

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