CN214044354U - 用于开关柜的管状导体和开关柜 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于开关柜的管状导体和开关柜。该管状导体包括耦合部，适于电连接至开关柜的主母线和电流互感器中的至少一个；触头部，被布置在与耦合部相对的一端，并且被形成为具有第一直径以用作开关柜中的断路器的静触头的至少一部分；以及中间部，被布置在耦合部和触头部之间，并且具有小于第一直径的第二直径，以允许中间部的最小弯折半径大于或等于预定阈值。用管状导体具有更高的载流能力，从而能够有效地增大相间距，由此带来了较好的电场条件。此外，静触头作为管状导体的一部分消除了静触头和分支母线通过紧固件连接而带来的温度升高和成本增加的不利因素，从而在降低了成本的同时还提高了开关柜的安全性和可靠性。

Description

用于开关柜的管状导体和开关柜

技术领域

本公开涉及开关设备的技术领域，并且更具体地，涉及一种用于开关柜的管状导体和开关柜。

背景技术

母线是指在开关柜中用来作为连接柜间以及柜内各电气设备进行汇集、分配和传送电能的导体。在发生短路故障时要承受短路电流造成的发热和电动力作用，是作为高、低压成套电器中重要的一次元件。开关柜一般都采用矩形母线。

母线的常见材质包括铜、铝和钢。其中铜的导电率最高，相同截面积时它的载流量最大；而钢最小，常用于PT回路或避雷器回路中。多根母线并列布置使用时，其散热条件比单根要差得多。开启式开关柜要比封闭式开关柜中使用的母线载流量要大，带空调的变电所要比没有带空调的要好。

实用新型内容

采用矩形导体作为母线或分支母线，由于具有一定的宽度，从而导致较小的相间距而存在引起相间的介电问题的风险。此外，分支母线和断路器的静触头一般采用紧固件连接，从而导致较高的成本并且容易引起不期望的温度升高。本公开的实施例提供了一种用于开关柜的管状导体和开关柜，以解决或者至少部分地解决传统方案的上述以及其他潜在问题。

在本公开的一个方面，提供了一种用于开关柜的管状导体。该管状导体包括耦合部，适于电连接至所述开关柜的主母线和电流互感器中的至少一个；触头部，被布置在与所述耦合部相对的一端，并且被形成为具有第一直径以用作所述开关柜中的断路器的静触头的至少一部分；以及中间部，被布置在所述耦合部和所述触头部之间，并且具有小于第一直径的第二直径，以允许所述中间部的最小弯折半径大于或等于预定阈值。

本公开的实施例能够实现诸多有益技术效果。例如，采用管状导体作为分支母线具有更高的载流能力。与传统的矩形导体相比，在相同规格的情况下，能够有效地增大各相以及相与地之间的相间距，从而带来了较好的电场条件，特别是在紧凑型的开关柜中。此外，静触头是本申请中的管状导体的一部分，消除了静触头和分支母线通过紧固件连接而带来的温度升高和成本增加的不利因素，从而在降低了成本的同时还提高了开关柜的安全性和可靠性。此外，管状导体充分利用了集肤效应，相比于实心导体结构，根据本公开实施例的管状导体能够在不影响载流能力的情况下显著降低成本。

在一些实施例中，管状导体还包括安装部，适于与所述开关柜的预定部分耦合以将所述管状导体安装至所述开关柜。安装部能够使管状导体更便捷地安装到开关柜中。

在一些实施例中，安装部包括安装法兰，被布置在所述中间部和所述触头部之间，并且适于耦合至所述断路器的触头盒，以将所述管状导体安装至所述开关柜。这种布置更便于管状导体的安装。

在一些实施例中，安装法兰包括沿径向分开的第一分壳和第二分壳，所述第一分壳和所述第二分壳适于被耦合在一起以形成围绕所述管状导体的所述安装法兰。以此方式，安装法兰能够以简单的方式安装到中间部和触头部之间。

在一些实施例中，耦合部被成形为板状以便于与所述主母线或所述电流互感器电连接。采用板状耦合部能够利于耦合部和主母线或电流互感器的电连接。

在一些实施例中，耦合部通过被径向挤压而形成所述板状。这种方式能够进一步降低成本。

在一些实施例中，触头部和所述中间部一体地形成。这能够进一步降低成本，同时消除因接头导致的异常温升的风险。

在一些实施例中，触头部被挤压扩径以具有所述第一直径。这使得触头部能够以简单可靠的方式形成。

在一些实施例中，中间部被施加有散热漆。这种布置方式进一步提高了散热效果。

在一些实施例中，触头部通过锥状过渡部而过渡至所述中间部。这种布置方式能够进一步避免可能存在的尖角电势，从而提高性能和安全性。

根据本公开的第二方面，提供了一种开关柜。该开关柜包括根据上述第一方面所描述的管状导体。

通过以下参照附图对示例性实施例的说明，本公开的进一步特征将变得显而易见。

应当理解，实用新型内容部分并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，亦非旨在用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。

附图说明

通过参照附图的以下详细描述，本公开实施例的上述和其他目的、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示出根据本公开示例性实施例的管状导体的立体视图；

图2示出了根据本公开示例性实施例的管状导体用作下分支母线的立体视图；以及

图3示出根据本公开示例性实施例的管状导体的立体视图，其中安装部处于分解状态。

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原理进行说明。应当理解，这些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，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，从下面的描述中，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公开的原理。

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”。

如前文中提到的，传统开关柜中的母线通常采用矩形导体。要保证一定的载流能力，需要导体宽度不能太小，这就使得相间距减小，从而可能会引起相间和相地之间的介电问题。矩形导体外通常要包覆绝缘套来提高电气性能。绝缘套通常会影响分支母线的散热，从而存在分支母线异常温升的风险。更重要的是，分支母线与断路器的静触头通常是采用螺栓等紧固件连接。在连接的部分的电阻通常要高于其他部分的电阻，从而导致连接部分的温升较大而存在出现安全问题的风险。此外，通过紧固件连接分支母线和静触头的方式导致较高的装配成本和材料成本。

根据本公开的实施例提供了一种管状导体100，以解决或者至少部分地解决传统接地开关的上述或者其他潜在问题。

下面将结合图1至图3详细说明根据本公开的示例性实施例的管状导体100的结构。在下文中将主要以管状导体100用作布置在主母线或电流互感器和断路器之间的上分支母线或下分支母线的示例来描述本公开的实施例。应当理解的是，这只是示意性的，根据本公开的实施例的管状导体100还可能用于其他任意适当的场合，这在下文中将不再分别赘述。

如图1所示，总体上，根据本公开实施例的管状导体100包括三个部分，即，耦合部101、触头部102和布置在耦合部101和触头部102之间的中间部103。耦合部101用于通过适当的方式连接至主母线和电流互感器，以使得管状导体100分别作为上分支母线和下分支母线。

首先，不同于传统的母线结构，分支母线采用管状导体100，其具有较大的表面积。相比于传统的矩形导体，其导体表面电流密度分布均匀，从而具有较高的载流能力。在相同规格的情况下，相比于传统的矩形导体，管状导体100能够实现较大的相间距，从而获得较好的电场条件，这在日益追求紧凑型开关柜的发展趋势下是非常有利的。

其次，管状导体100为空心导体结构。一方面，由于交流电的集肤效应，电荷往往在靠近导体表面的部分传输。因此，在电流传输方面，与相同等效外径的实心导体相比，管状导体100具有基本相同的有效截面积，这使得管状导体100能够在不影响载流能力的情况下显著降低所需的材料成本。另一方面，管状导体100的两端形成或者可以形成有通风口，其更利于空气的流通，从而使得管状导体100具有较好的散热性能。管状导体100还具有较好的绝缘性能。在这种情况下，不再需要在管状导体100外涂覆或者布置绝缘层，从而进一步提高了散热性能。

此外，由于其结构的特征，管状导体100还具有机械强度高且损耗低的优点。管状导体100的中空结构可以供诸如温度监控用的功能电缆布置于其中，这有效地避免了布置功能电缆时容易导致的电荷集中等问题，从而进一步提高了安全性能。

更重要的是，不同于传统的分支母线结构，采用根据本公开实施例的管状导体100作为母线结构的情况下，管状导体100的触头部102作为静触头的至少一部分。也就是说，在采用根据本公开实施例的管状导体100作为分支母线时，不再需要通过紧固件连接额外的静触头。这不但能够降低因组装静触头和分支母线所带来的组装成本，还能够有效地降低材料成本。在这种情况下，由于静触头和分支母线不是通过紧固件的方式连接起来的，使得连接部分的电阻大而导致的温升问题也得到有效地解决，从而进一步提高了分支母线乃至整个开关柜的安全性能。

触头部102具有第一直径D1。该第一直径D1即为静触头的直径，以使得断路器的动触头能够插入到其中从而形成电耦合。作为如图1所示的上分支母线时，由于开关柜中主母线和静触头的布置位置，中间部103需要通过一次或者多次弯折才能够使耦合部101电连接至主母线的同时触头部102形成静触头的至少一部分。为了满足弯折半径的要求并降低成本，中间部103具有小于第一直径D1的第二直径D2，以允许中间的最小弯折半径大于或者等于预定阈值。

通常来讲，为了避免管材在被弯折时出现褶皱等问题，最小弯折半径不应小于管材外径的2～2.5倍，弯折后的最短直线段不应小于管材外径的1.5～2倍。因此，中间段103较小的直径能够使得中间段103能够满足不同开关柜中的各种布置所需要的弯折条件，从而使得管状导体100能够适用于各种开关柜，从而提高了适用性。

在一些实施例中，管状导体100可以采用具有第二直径D2的原材料管材制成。例如，中间部103和触头部102可以一体地形成。在一些实施例中，可以通过挤压扩径的方式来使第二直径D2扩径成触头部102的第一直径D1。应当理解的是，挤压扩径形成第一直径D1的方式只是示意性的，并不旨在限制本公开的保护范围。其他任意适当的热扩径或者冷扩径方式也是可能的。例如，在一些实施例中，第一直径D1还可以通过斜轧扩径、拉拔扩径和顶推扩径等方式形成。

在一些实施例中，具有第一直径D1的触头部102和具有第二直径D2的中间部103可以通过锥状过渡部105来避免可能存在的尖角电势，从而进一步提高管状导体100的安全性能。此外，应当理解的是，上述关于触头部102和中间部103一体成形的实施例只是示意性的，并不旨在限制本公开的保护范围，其他任意适当的方式也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，触头部102和中间部103也可以分别形成并通过焊接等方式连接在一起。这种方式更便于管状导体100的生产和制造。

对于与触头部102相对的一端的耦合部101，为了便于耦合部101电连接至主母线或电流互感器，在一些实施例中，耦合部101可以被成形为板状，如图1和图2所示。在一些实施例中，板状的耦合部101可以通过径向挤压原材料管材的相应端部来实现。此外，为了便于连接，在耦合部101的适当位置可以具有一个或多个供紧固件穿过的孔。

在一些实施例中，为了便于管状导体100安装到开关柜中，管状导体100还可以包括安装部。安装部能够与开关柜中的预定部分耦合来将管状导体100安装到开关柜中。例如，在一些实施例中，安装部可以包括布置在中间部103和触头部102之间的安装法兰104。安装法兰104能够与断路器的触头盒耦合从而将管状导体100安装至开关柜。以此方式，管状导体100能够以安全有效的方式布置在开关柜中。

安装法兰104可以通过适当的方式而被布置在中间部103和触头部102之间。例如，在一些实施例中，如图3所示，安装法兰104可以包括沿径向分开的两个分壳，即，第一分壳1041和第二分壳1042。第一分壳1041和第二分壳1042能够通过诸如紧固件、卡扣连接等当的方式耦合在一起以形成围绕中间部103和触头部102之间的部分的安装法兰104。安装法兰104上还可以包括适当的孔或者紧固结构，以便于通过紧固件来耦合至触头盒从而将管状导体100安装到开关柜中。

应当理解的是，上面所描述的关于管状导体100通过安装法兰104耦合至触头盒的方式安装到开关柜中的实施例只是示意性的，并不旨在限制本公开的保护范围。其他任意适当的方式或者布置也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，管状导体100还可以直接通过适当的紧固件或者诸如焊接、卡扣连接或者过盈配合等适当的连接方式而被安装到开关柜中。

此外，还应当理解的是，上述关于安装法兰104包括两个分壳的实施例也只是示意性的，并不旨在限制本公开的保护范围。其他任意适当的结构或者布置也是可能的。例如，在一些替代的实施例中，安装法兰104也可以通过焊接等方式而布置在中间部103和触头部102之间或布置在其他任意适当的位置。

上文中提到了管状导体100具有较好的绝缘性能从而通常不需要再额外地布置或者涂覆绝缘层。在一些实施例中，中间部103可以被涂覆或者施加有散热漆或者其他任意适当的利于散热的层，从而进一步提高管状导体100的散热性能。

根据本公开的实施例还提供了一种开关柜。该开关柜包括上文中提到的管状导体100，以例如用作开关柜中的分支母线，从而提高开关柜的安全性能的同时，还能够在保证安全性能的情况下允许降低开关柜的尺寸，以使开关柜更紧凑。

在说明书和下面的权利要求中，除非上下文另外需要，术语“包括”和“包含”被理解为包含所说明的成分或成分组，但不排除任何其他成分或成分组。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为暗示这些现有技术构成公知常识。应当理解，以下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公开。

Claims (11)

1.一种用于开关柜的管状导体，其特征在于，包括：

耦合部(101)，适于电连接至所述开关柜的主母线和电流互感器中的至少一个；

触头部(102)，被布置在与所述耦合部(101)相对的一端，并且被形成为具有第一直径(D1)以用作所述开关柜中的断路器的静触头的至少一部分；以及

中间部(103)，被布置在所述耦合部(101)和所述触头部(102)之间，并且具有小于第一直径(D1)的第二直径(D2)，以允许所述中间部(103)的最小弯折半径大于或等于预定阈值。

2.根据权利要求1所述的管状导体，其特征在于，还包括：

安装部，适于与所述开关柜的预定部分耦合以将所述管状导体(100)安装至所述开关柜。

3.根据权利要求2所述的管状导体，其特征在于，所述安装部包括：

安装法兰(104)，被布置在所述中间部(103)和所述触头部(102)之间，并且适于耦合至所述断路器的触头盒，以将所述管状导体(100)安装至所述开关柜。

4.根据权利要求3所述的管状导体，其特征在于，所述安装法兰(104)包括：

沿径向分开的第一分壳(1041)和第二分壳(1042)，所述第一分壳(1041)和所述第二分壳(1042)适于通过紧固件或者卡扣连接而被耦合在一起。

5.根据权利要求1所述的管状导体，其特征在于，所述耦合部(101)被成形为板状以便于与所述主母线或所述电流互感器电连接。

6.根据权利要求5所述的管状导体，其特征在于，所述耦合部(101)通过被径向挤压而形成所述板状。

7.根据权利要求1所述的管状导体，其特征在于，所述触头部(102)和所述中间部(103)一体地形成。

8.根据权利要求1所述的管状导体，其特征在于，所述触头部(102)被挤压扩径以具有所述第一直径(D1)。

9.根据权利要求1所述的管状导体，其特征在于，所述中间部(103)被施加有散热漆。

10.根据权利要求1所述的管状导体，其特征在于，所述触头部(102)通过锥状过渡部(105)而过渡至所述中间部(103)。

11.一种开关柜，其特征在于，包括根据权利要求1-10中的任一项所述的管状导体(100)。

Images