用于开关柜组件的保护设备、开关柜组件以及开关柜

技术领域

本公开的实施例总体上涉及电力领域，并且特别地，涉及用于开关柜组件的保护设备、开关柜组件以及开关柜。

背景技术

在电力系统中，开关柜是用于控制、保护和隔离电气装备的电气断开开关、保险丝或断路器的组合。开关柜用于将装备去激励以允许完成工作，并且用于清除下游故障。诸如短路保护设备(SCPD)的电气设备可以借助于开关柜组件(例如，插入式模块)被安装在开关柜中。电气设备经由电连接元件(诸如，电缆或铜排)连接到电源。

然而，电连接元件或电气设备对周围环境完全开放或与周围环境完全封闭。在没有任何保护设备的情况下，开关柜组件中的部件可由手、紧固件或工具来接近。意外短路或电弧故障的可能性很高。在完全封闭的外壳中，空气流动被阻挡并且由电连接元件(例如，电力连接)产生的热量难以耗散。因此，需要一种用于开关柜组件的改进的保护设备。

发明内容

总体上，本公开的示例实施例提供了一种用于开关柜组件的保护设备、开关柜组件和开关柜。

在第一方面，提供了一种用于开关柜的保护设备。保护设备包括：后板；前板，与后板相对布置，并且通过彼此间隔开的一对连接板附接到后板，从而在后板和前板之间形成腔，该腔适于容纳开关柜组件的电连接元件；以及用于封闭腔的一对盖，该对盖中的至少一个盖包括用于在腔和周围环境之间通风的多个孔。

根据本公开的实施例，通过提供具有孔的盖，可以保护连接元件不受侵入、灰尘、意外接触等的影响，并且热量可以被耗散到周围环境中。

在一些实施例中，至少一个盖包括网格。在这种实施例中，可以以成本有效的方式来制造网格，并且网格中的孔可以具有相对小的尺寸以提供高水平的保护。

在一些实施例中，网格被嵌入在刚性支撑件中。在这种实施例中，刚性支撑件可以改善盖的机械性质，使得盖可以承受更高的压力。

在一些实施例中，刚性支撑件包括至少一个双折叠边缘。在这种实施例中，双折叠边缘可以改善盖的机械性质以维持更高的压力。

在一些实施例中，网格包括编织金属丝网。在这种实施例中，编织金属丝网是成本有效的，并且可以具有尺寸相对较小的孔。

在一些实施例中，至少一个盖包括预切割的网状板或由其组成。在这种实施例中，预切割的网状板可以具有尺寸相对较小的孔，并且可以通过成本有效的过程来制造。

在一些实施例中，至少一个盖包括模制材料，并且多个孔被布置在模制材料内。在这种实施例中，盖可以以成本有效的方式，通过具有相对较大孔的模制过程来制造。

在一些实施例中，多个孔包括冲压孔。在这种实施例中，盖可以以成本有效的方式，通过具有相对较大孔的冲压过程来制造。

在一些实施例中，至少一个盖还包括以下至少一个：包括多个孔并且被布置在网格上的模制材料，或包括多个冲压孔并且被布置在网格上的板。在这种实施例中，通过组合两个保护结构，保护设备可以实现更好的保护。

在一些实施例中，至少一个盖还包括以下至少一个：包括多个孔并且被布置在预切割的网状板上的模制材料，或包括多个冲压孔并且被布置在所述预切割的网状板上的板。在这种实施例中，通过组合两个保护结构，保护设备可以实现更好的保护。

在一些实施例中，连接板被成形为具有相应的保持器特征，该保持器特征可操作以由手握持，并且其中保持器特征包括在一对盖之间延伸的凹部。在这种实施例中，保护设备或开关柜组件可以用裸手而不用工具来维护。

在一些实施例中，至少一个盖包括可操作以由手握持的保持器特征，并且其中该保持器特征包括在一对连接板之间延伸的凹部。在这种实施例中，保护设备或开关柜组件可以用裸手而不用工具来维护。

在一些实施例中，前板和一对连接板一体形成。在这种实施例中，保护设备可以以方便的方式来组装。

在一些实施例中，该对盖均包括多个孔以提供更好的通风效果。

在一些实施例中，电连接元件包括电缆和铜排中的至少一个。

在一些实施例中，开关柜组件是插入式模块。

在第二方面，提供了一种用于开关柜的开关柜组件。开关柜组件包括：根据第一方面的保护设备；电连接元件，被布置在可操作以耦合到电源的保护设备中；以及电气设备，被布置在前板上并且电耦合到连接元件。

在第三方面，提供了一种开关柜。该开关柜包括至少一个根据第二方面的开关柜组件。

应当理解，发明内容既不旨在标识本公开的实施例的关键或必要特征，也不旨在用于限制本公开的范围。通过以下描述，本公开的其他特征将变得容易理解。

附图说明

通过在附图中对本公开的一些实施例的更详细描述，本公开的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显，其中：

图1示出了根据本公开的实施例的开关柜的透视图；

图2A示出了根据本公开的一些实施例的保护设备的透视图；

图2B示出了图2A的保护设备的分解透视图；

图2C示出了图2A的保护设备中的支撑件的透视图；

图2D示出了图2C的支撑件的另一透视图；

图3A示出了根据本公开的实施例的开关柜组件的透视图；

图3B示出了图3A的开关柜组件的分解透视图；

图3C示出了图3A的开关柜组件中的保护设备的透视图；

图4示出了根据本公开的一些实施例的保护设备的透视图；

图5A示出了根据本公开的一些实施例的保护设备的透视图；

图5B示出了图5A的保护设备的分解透视图；

图6A示出了根据本公开的一些实施例的开关柜组件的透视图；

图6B示出了图6A的开关柜组件中的保护设备的透视图；

图6C示出了图6B的保护设备的分解透视图；

图6D示出了图6B的保护设备中的模制材料的俯视图；

图7A示出了根据本公开的一些实施例的开关柜组件的透视图；

图7B示出了图7A的开关柜组件中的保护设备的透视图；

图7C示出了图7B的保护设备的另一透视图；

图8A和图8B示出了图示根据本公开的一些实施例的保护设备的透视图；以及

图9A和图9B示出了图示根据本公开的一些实施例的保护设备的透视图。

贯穿附图，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元件。

具体实施方式

现在将参考一些示例实施例描述本公开的原理。应当理解，这些实施例仅出于说明的目的而被描述，并且帮助本领域技术人员理解和实施本公开，而不对本公开的范围提出任何限制。除了下面描述的那些方式之外，可以以各种方式实施本文描述的公开。

如本文所使用的，术语“包括”及其变型应当被理解为开放术语，其意指“包括但不限于”。术语“基于”应当被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“实施例”应当被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应当被理解为“至少一个其他实施例”。其他定义(显式和隐式)可以被包括在下文中。

图1示出了根据本公开的一些实施例的诸如低压开关柜的开关柜100的透视图。开关柜100包括开关柜组件102，其可以是功能单元或插入式模块，如图1中所示。

功能单元，也称为模块，包括有助于实现同一功能的所有电气和机械元件，包括开关设备。模块包括固定模块、插入式模块和可抽出模块，其中插入式模块被构造成使得其电气装备可以在主电路带电时，安全地从主电路中移除或连接到主电路。通常，插入式模块的移除和安装需要使用工具。

开关柜组件102可以包括耦合到电源(诸如，电网或干线电源)的电连接元件或电力连接。例如，电连接元件是电缆或诸如铜排的条。电连接元件还耦合到诸如短路保护设备(SCPD)的电气设备310。在操作中，开关柜100中的部件(诸如接触)生成热量，热量被传递到电连接元件(诸如铜排)，以被耗散到周围环境中。

图2A和图2B分别示出了根据本公开的一些实施例的用于开关柜组件102的保护设备200的透视图和透视分解图。保护设备200可以保护诸如开关柜组件102中的铜排的部件免受侵入(诸如手和手指的身体部位)、灰尘、意外接触等。

如图2A和图2B中所示，保护设备200包括后板206，并且包括与后板206相对布置的前板212。在一些实施例中，例如，后板206朝向开关柜100的内部布置，而前板212朝向开关柜100的外部布置。前板212和后板206可以例如通过彼此间隔开的一对连接板213彼此附接。以该方式，在后板206和前板212之间形成腔207。该腔207适于容纳开关柜组件102的电连接元件。

在一些实施例中，例如，连接板213通过螺钉附接到后板206。应当理解，连接板213可以通过诸如铆钉的任何其他合适的机构附接到后板206。在一些实施例中，连接板213和前板212可以一体形成，使得相对简单地安装和/或拆卸保护设备200。应当理解，连接板213可以通过任何其他合适的机构(诸如螺钉或铆钉)附接到前板212。

在一些实施例中，后板206包括用于附接电连接元件的开口241。例如，电连接元件从保护设备200的外部，穿过开口241，到保护设备200的内部。前板212包括开口242，使得电连接元件从保护设备200的内部穿过开口242以被暴露。暴露的电连接元件还被附接到被布置在前板212上的电气设备310。

如图2A和图2B中所示，上盖201和下盖209被布置成封闭腔207，并且盖201和209中的至少一个包括用于在腔207和周围环境之间通风的多个孔。通过提供具有孔的盖，可以保护连接元件不受侵入、灰尘、意外接触等的影响，并且热量可以被耗散到周围环境中。在一些实施例中，上盖201和下盖209中的每个包括多个孔，以增强通风和冷却效果。

在一些实施例中，上盖201包括被嵌入支撑件204中的网格202。网格可以以成本有效的方式被制造，并且网格中的孔可以具有相对较小的尺寸以提供高水平的保护。应当理解，可以去除支撑件204以降低上盖201的成本。网格202是由连接成股的金属或其他材料制成的屏障。例如，网格202可以是编织金属丝网。网格202可以具有许多附接或编织的股线以形成多个孔。以该方式，网格202可以保护腔207中的部件免受侵入、灰尘、意外接触等。同时，网格202中的孔有助于腔207与周围环境之间的通风。

在一些实施例中，网格202中的孔具有各种形状，诸如矩形、三角形等，并且网格202中的孔具有各种尺寸以提供各种水平的保护。例如，孔可以具有低于1mm的尺寸，以提供IP4X保护。备选地，孔可以具有低于12.5mm的尺寸，以提供IPXXB保护。应当理解，孔可以具有任何其他合适的尺寸。有利地，可以以各种成本有效的方法来制造网格202，以获得具有相对较低尺寸的孔。

在一些实施例中，网格202由金属材料制成以改善上盖201的机械强度。支撑件204可以是刚性的以改善上盖201的机械性能。刚性支撑件可以改善盖的机械性质，以使盖可以承受更高的压力。例如，支撑件204由诸如钢的金属材料制成。应当理解，支撑件204可以由能够改善上盖201的刚度的任何其他合适的材料制成。如所示的，支撑件204是具有彼此交错的多个肋的框架。应当理解，支撑件204可以具有与所示的布置不同的布置，例如，如图3A-图3C中所示的梯形布置。

在一些实施例中，下盖209可以包括被嵌入在支撑件208中的网格210。类似于上述上盖201地配置下盖209，并且为了简洁起见，在此将不重复其描述。

图2C示出了根据本公开的一些实施例的包括加强结构的支撑件204的透视图，并且图2D示出了包括支撑件204和被嵌入在支撑件204中的网格的上盖201。例如，支撑件204包括一个或多个双折叠边缘302，以改善盖201的机械性质。网格202可以通过双折叠边缘302被嵌入在支撑件204中，并且因此，用于组装上盖201和保护设备200的过程可以被简化。

返回到图2A-图2B，连接板213被成形为具有保持器特征211。这样，用户可以用他的手握住连接板213以安装和/或拆卸前板212和连接板213。如图2A-图2B中所示，保持器特征211具有在该对连接板213之间延伸的凹部或凹口。凹部的边缘被布置在前板212与连接元件213相交的位置处，以使用户的手可以握住凹部的边缘。

图3A示出了根据本公开的一些实施例的开关柜组件102的透视图，并且图3B示出了如图3A中所示的开关柜组件102的分解透视图。对于上面已经参考图2A-图2B描述的那些元件，这里将不再重复描述。

如图3A-图3B中所示，开关柜组件102包括诸如短路保护设备(SCPD)的电气设备310。电气设备310耦合到铜排304，铜排304又耦合到输入接触302。输入接触302可以耦合到电源，诸如电网或干线。在操作中，接触302可以生成热量并且将热量传递到铜排304。

如图3A-图3B中所示，开关柜组件102包括保护设备200，其在图3C中被单独示出。连接板213被成形为具有与后板206相邻的保持器特征205。例如，保持器特征205包括连接元件213的凹部或凹口，并且在上盖201和下盖209之间延伸。

图4示出了根据本公开的一些实施例的保护设备200的透视图。对于上面已经关于图2A-图2B描述的元件，这里将不再重复描述。上盖201被成形为具有由用户保持的保持器特征218。例如，保持器特征218包括与后板206相邻的，在连接元件213之间延伸的凹部或凹口。下盖209被成形为具有类似于上述保持器特征218的保持器特征，并且为了简洁起见，这里将不再重复其描述。

图5A示出了根据本公开的一些实施例的保护设备200的透视图，并且图5B示出了如图5A中所示的保护设备200的分解透视图。对于上面已经关于图2A-图2B描述的元件，这里将不再重复描述。

如图5A中所示，上盖201包括预切割的网状板304，代替被嵌入在如图2A-图4中所示的支撑件中的网格。预切割的网状板304包括多个孔或开口。孔可以具有矩形、三角形、圆形等。预切割的网状板304是在安装该板304之前，通过切割过程制造有多个孔的金属薄板。可以利用各种尺寸来制造孔，以提供期望的保护水平。例如，预切割的网状板可以具有尺寸相对较小的孔，并且可以通过成本有效的过程来制造。

图6A示出了根据本公开的一些实施例的开关柜组件102的透视图。开关柜组件102包括电气设备310和保护设备200。图6B和图6C分别示出了保护设备200的透视图和分解透视图。对于上面已经关于图2A-图3C描述的元件，这里将不再重复描述。

例如，上盖201包括模制有多个孔的模制材料。模制材料例如可以是塑料。可以通过模制过程来制造上盖201，这是非常成本有效的，特别是对于IPXXB水平的保护。图6D示出了上盖201的俯视图，其示出了彼此交错的多个圆形孔和多个矩形孔。应当理解，仅出于说明目的而提供该图案，而不暗示对本公开的范围的任何限制。

图7A示出了根据本公开的一些实施例的开关柜组件102的透视图。开关柜组件102包括电气设备310和保护设备200。图7B和图7C分别示出了保护设备200的透视图和分解透视图。对于上面已经关于图2A-图3C描述的元件，这里将不再重复描述。

在一些实施例中，保护设备200的上盖201是具有冲压孔的金属薄板。如所示的，孔以阵列图案被布置，并且每个孔具有圆化的矩形形状。应当理解，仅出于说明性目的而提供该图案和形状，而不暗示对本公开的范围的任何限制。孔可以通过在金属薄板上的冲压过程被现场或非现场地制造。冲压过程成本有效，并且特别适于IPXXB水平的保护。

上面已经参考各种实施例描述了保护设备。应当理解，不同实施例的盖或盖的一部分可以被组合以形成另外的盖。组合的盖结构可以提供对周围环境的增强保护和更好的耐久性。例如，如图2A-5B中所示的盖201的至少一部分可以与图6A-图7C中所示的盖201组合。图8A和图8B示出了根据本公开的一些实施例的这种保护设备的一部分的透视图。保护设备200的上盖201包括具有冲压孔的金属薄板214，并且包括被嵌入在被布置在金属薄板214内部的支撑件204中的网格202。下盖209包括具有冲压孔的金属薄板216，并且包括被嵌入在被布置在金属薄板214内部的支撑件208中的网格210。

金属薄板214和网格202可以提供相同或不同水平的保护。例如，金属薄板214提供IPXXB水平的保护，并且网格202提供IP4X水平的保护。应当理解，金属薄板214可以由诸如图6A-图6D中所示的模制材料的其他结构代替。

图9A和图9B示出了根据本公开的一些实施例的另一保护设备200的一部分的透视图。保护设备200的上盖201包括具有冲压孔的金属薄板214，并且包括被布置在金属薄板214内部的网格202。下盖209包括具有冲压孔的金属薄板216，并且包括被布置在金属薄板214内部的网格210。

金属薄板214和网格202可以提供相同或不同水平的保护。例如，金属薄板214提供IPXXB水平的保护，并且网格202提供IP4X水平的保护。应当理解，金属薄板214可以由诸如图6A-图6D中所示的模制材料的其他结构代替。

尽管已经以特定于结构特征和/或方法动作的语言描述了本公开，但是应当理解，所附权利要求中定义的本公开不必限于上述特定特征或动作。相反，上述特定特征和动作被公开为实施权利要求的示例形式。