一种一体式智能开关及配电柜
技术领域
本实用新型涉及配电柜技术领域,尤其涉及一种一体式智能开关及配电柜。
背景技术
在现有技术的配电柜中设置有大量的外围电路,线路连接复杂,且占用空间。现有配电柜包括很多个柜子,每一柜子的结构包括围框、位于围框中的传统开关、以及用于转接的各式各样的铜排线,所述电能切换装置即实现开关功能。各式各样的铜排线再转接到整个配电柜的主母排,形成复杂庞大的外围电路结构,导致配电柜内外部线路结构非常复杂。
进一步,市面上传统开关的种类繁多,每种传统开关都设有其自身的标准,因此在生产配电柜时,需要针对每一种开关设计对应的外围电路,导致传统开关及外围电路琳琅满目,从而大大增加生产成本,且可靠性不确定。同时,因配电柜中线路复杂,转接点也会随之增多,进而增加了故障点,在后续使用中发生故障的可能性提高,使得后续维护不方便,安全性能不可控。上述带有传统开关的配电柜困扰着技术人员很多年。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷,提供一种一体式智能开关,突破带有传统开关的配电柜的传统思维,从而提高开关在配电柜中的空间利用率及使用率。
为解决上述问题,本实用新型提供了:
一种一体式智能开关,包括:
外壳,所述外壳两侧均设置有可伸缩的转接件;所述转接件用于连接配电柜上的主母排和接线端子;
分合闸模块,用于控制所述一体式智能开关的通断;
主控模块,用于控制所述一体式智能开关的工作;所述主控模块分别与所述分合闸模块和转接件电连接;
所述主控模块包括电连接的控制器和功能模块,所述功能模块用于对所述一体式智能开关进行检测及保护;
所述主控模块和所述分合闸模块设置于所述外壳内。
进一步的,所述功能模块包括继电保护模块和电能测量模块,所述继电保护模块和所述电能测量模块分别与所述控制器电连接。
进一步的,所述功能模块还包括温度测量模块,所述温度测量模块与所述控制器电连接。
进一步的,所述外壳内转动安装有连杆,所述转接件与所述连杆传动连接;所述连杆转动时用于带动所述转接件伸出所述外壳或收进所述外壳内。
进一步的,所述连杆与所述分合闸模块之间连接有机械闭锁组件;所述机械闭锁组件用于在所述分合闸模块处于分闸状态时,解除对所述连杆的锁定,以使所述连杆可带动所述转接件相对于所述外壳运动。
进一步的,所述连杆上设置有闭锁件;所述分合闸模块上对应设置有闭锁孔,所述闭锁件插入所述闭锁孔用于锁定所述分合闸模块在所述外壳内的位置。
进一步的,所述闭锁件与所述连杆传动连接;所述连杆转动时带动所述闭锁件靠近所述分合闸模块或远离所述分合闸模块。
进一步的,所述转接件可沿所述连杆的轴向方向移动,用于规避所述一体式智能开关与配电柜之间的结构误差。
进一步的,所述转接件包括绝缘的夹持臂和位于所述夹持臂之间的导体;所述夹持臂用于固定配电柜上的主母排和接线端子;所述导体与所述主控模块电连接。
本实用新型还提供了一种配电柜,包括所述的一体式智能开关。
本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的一体式智能开关集成有分合闸模块、控制器和功能模块,由功能模块实现对一体式智能开关的检测与保护,从而使一体式智能开关具备多种功能;同时,本实用新型提供的一体式智能开关可以直接连接在配电柜中的主母排和接线端子。因此,在安装配电柜时无需在配电柜中给所述一体式智能开关配备复杂的外围电路,进而避免了配电柜内部的电路布图设计,降低成本;同时,可以减少配电柜内部的线路转接点,进而减少故障的发生,便于后期维护。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本实用新型一较佳实施例中一体式智能开关的结构示意图;
图2示出了本实用新型一较佳实施例中主控模块的结构示意图;
图3示出了本实用新型一较佳实施例中一体式智能开关的使用状态示意图;
图4示出了本实用新型一较佳实施例中一体式智能开关内部结构示意图;
图5示出了本实用新型一较佳实施例中机械联锁组件的结构示意图;
图6示出了本实用新型一较佳实施例中机械联动关系示意图;
图7示出了本实用新型一较佳实施例中一体式智能开关的背面结构示意图;
图8示出了现有技术中配电柜的安装结构示意图;
图9示出了本实用新型一较佳实施例中配电柜的安装结构示意图。
主要元件符号说明:
100-外壳;101-滑槽;102-散热孔;200-主控模块;201-控制器;202-继电保护模块;203-温度测量模块;204-电能测量模块;205-显示模块;206-马达驱动模块;207-马达保护模块;208-报警模块;300-分合闸模块;301-闭锁孔;400-连杆;401-闭锁件;500-转接件;501-夹持臂;502-夹槽;600-通信接口;7-机械闭锁组件;701-固定夹持臂;702-转动夹持臂;703-拉线;801-主母排;802-接线端子。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本实用新型,而不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
如图1至图4所示,实施例中提供了一种一体式智能开关,用于安装在配电柜中,用于电路的开合、控制以及对连接于配电柜的受电设备进行电路保护。
所述一体式智能开关包括外壳100、分合闸模块300和主控模块200;所述分合闸模块300和所述主控模块200均位于所述外壳100内;所述分合闸模块300靠近所述外壳100的前面板设置,所述分合闸模块300的解锁端穿过所述外壳100的前面板与外界连通,便于工作人员对所述分合闸模块300进行操作,从而实现一体式智能开关的电路连通或断开。
所述分合闸模块300用于控制所述一体式智能开关的通断,即控制所述一体式智能开关中的电路是否接通。所述主控模块200与所述分合闸模块300电连接;所述主控模块200用于控制所述一体化智能开关的工作。
所述主控模块200包括电连接的控制器201和功能模块;所述控制器201与所述分合闸模块300电连接。所述控制器201用于协调所述一体式智能开关内的各电子器件之间的工作。所述功能模块用于对一体式智能开关内部的工作状态进行检测和保护。
所述外壳100两侧均设置有可伸缩的转接件500,所述转接件500用于连接配电柜上的主母排801和接线端子802;所述外壳100的侧壁上对应设置有所述转接件500穿过的滑槽101,从而便于所述转接件500伸出所述外壳100或收进所述外壳100内。所述转接件500通过导线与所述主控模块200电连接。
当所述转接件500伸出所述外壳100时,所述转接件500用于连接配电柜上的主母排801和接线端子802,实现所述一体式智能开关与所述主母排801和所述接线端子802之间的直接连接。因此,在配电柜中无需布设转接铜排,从而减少转接点,同时降低成本。当所述转接件500收进所述外壳100内后,即可断开所述一体式智能开关与所述主母排801和所述接线端子802之间的连接。
在具体使用中,将所述一体式智能开关安装于配电柜中时,直接将所述转接件500伸出所述外壳100与所述主母排801和所述接线端子802连接;无需在配电柜中给所述一体式智能开关配备复杂的转接铜排等辅助转接电路。从而,可实现减少转接铜排的使用,降低成本;同时,减少外围电路的设置,可以减少中间转接点,进而减少故障点,减少后续使用中发生故障的可能性,便于后期维护。
因一体式智能开关内部集成相应的功能模块,可以实现对一体式智能开关的直接检测及保护,无需在配电柜中给一体式智能开关配备外围保护电路等,实现分合闸功能与辅助功能的一体化。同时,可以减少外围辅助电路的设置,减少线路布图设计,从而减少外围电路在配电柜中的占用空间。进而,可以提高一体式智能开关在配电柜中的占用空间,便于一体式智能开关的散热,及确保一体式智能开关的工作性能。
实施例二
如图1至图4所示,在实施例一的基础上,进一步的,所述功能模块包括继电保护模块202、温度测量模块203和电能测量模块204;所述继电保护模块202、所述温度测量模块203和所述电能测量模块204分别与所述控制器201电连接。实施例中,所述继电保护模块202、温度测量模块203和电能测量模块204可以集成于同一控制电路板上。
所述继电保护模块202用于对一体式智能开关内电路中发生的故障或异常情况进行检测,并发出报警信号;或者所述继电保护模块202直接对一体式智能开关内电路中出现故障的部分进行隔离或切除;从而,避免后续造成更大的事故或损失。
所述温度测量模块203用于对所述一体式智能开关内的温度进行检测,并将测量数据反馈给所述控制器201;所述控制器201还连接有报警模块208;当一体式智能开关内温度出现异常时,所述控制器201控制所述报警模块208进行报警提醒,以便于工作人员及时发现并采取相应的措施。
所述电能测量模块204用于检测所述一体式智能开关单位时间内输出的电能。所述电能测量模块204连接有显示模块205,所述显示模块205用于显示所述电能测量模块204检测的电能数据。所述显示模块205与所述电能测量模块204之间连接有马达驱动模块206;所述马达驱动模块206与所述电能测量模块204通过导线电连接;所述马达驱动模块206的输出端与所述显示模块205的指针连接,所述马达驱动模块206用于带动所述指针摆动。所述马达驱动模块206接收到所述电能测量模块204发送的电能数据后,所述马达驱动模块206驱动所述显示模块205的指针摆动至对应的位置,显示出对应的电能数据。所述马达驱动模块206电连接有马达保护模块207,用于保护所述马达驱动模块206的工作,避免所述马达驱动模块206因工作电路中电流/电压的问题等因素而损坏。
在另外一些实施例中,所述功能模块还可以集成过压保护等其它功能保护器件。
进一步的,实施例中,所述转接件500靠近外壳100外侧的一端设置有一对对称的夹持臂501;两所述夹持臂501之间形成夹持主母排801或所述接线端子802的夹槽502,从而实现转接件500与所述主母排801和接线端子802之间的固定。所述夹持臂501由柔性绝缘材料制成;所述夹槽502的槽底设置有导体(图中未示出),所述导体与所述主控模块200通过导线电连接。当所述转接件500与所述主母排801或接线端子802连接时,对应所述导体与所述主母排801或所述接线端子802接触导通,实现电能传输。当所述转接件500收进所述外壳100内时,所述导体与所述主母排801或所述接线端子802分离,实现一体式智能开关与所述主母排801或所述接线端子802的断开。
本实用新型中,所述转接件500设置成可伸缩结构,使所述转接件500与所述主母排801或接线端子802之间有明显的断开点,从而提高操作安全性。同时,在将所述一体式智能开关安装入配电柜中时,起到保护作用,避免硬插拔或者碰撞造成的损伤。
实施例中,所述外壳100内设有连杆400;所述连杆400转动连接于所述外壳100内;所述连杆400的一端伸出所述外壳100的前面板与外界连通,从而便于工作人员转动所述连杆400。
实施例中,所述外壳100内部对应两侧的设置均设置有一根所述连杆400;所述连杆400靠近所述转接件500设置。所述转接件500靠近所述外壳100内的一端与所述连杆400传动连接;所述连杆400转动时用于带动所述转接件500伸出所述外壳100或收进所述外壳100内。
所述外壳100两侧分别设置有四个所述转接件500;每侧的四个所述转接近500连接于同一根所述连杆400上,由同一所述连杆400同时带动四个所述转接件500实现伸缩动作,从而实现所述一体式智能开关与所述主母排801或接线端子802完全断开或接通。
在另外一些实施例中,所述外壳100两侧还可以根据需要分别设置三个、五个、六个等其它数量的转接件500。
实施例中,所述转接件500与所述连杆400之间可通过齿轮与链条传动组件、齿轮传动组件等组件实现传动连接。
使用中,工作人员可以通过转动所述连杆400,实现将所述转接件500伸出所述外壳100或将所述转接件500收进所述外壳100,进而实现所述一体式智能开关与所述主母排801和所述接线端子802之间的连接或断开。
实施例中,所述转接件500可沿所述连杆400的轴向方向移动,用于规避所述一体式智能开关与配电柜之间的结构误差。即,在所述连杆400的轴向方向上,所述转接件500的位置可调,从而避免所述一体式智能开关与配电柜之间因结构误差无法装配。所述外壳100上的滑槽101的宽度大于所述转接件500的宽度,进而便于所述转接件500在位置调整时,可以确保所述转接件500顺利实现伸缩动作。
如图4至图6所示,实施例中,所述连杆400与所述分合闸模块300之间连接有机械闭锁组件7;所述机械闭锁组件7用于在所述分合闸模块300处于分闸状态时,解除对所述连杆400的锁定,以使所述连杆400可带动所述转接件500相对于所述外壳100运动,即伸出所述外壳100或收进所述外壳100内。
当所述分合闸模块300处于合闸状态时,所述连杆400被锁定,工作人员无法转动所述连杆400时所述转接件500移动。从而,在一体式智能开关内部电路处于工作状态时,避免所述转接件500与所述主母排801或接线端子802连接或断开,进而避免所述一体式智能开关突然接通或断电,造成对一体式智能开关的损坏;同时也确保工作人员的操作安全。
本实施例中,所述机械闭锁组件7包括固定夹持臂701、转动夹持臂702和拉线703;所述固定夹持臂701固定安装于外壳100内壁,所述转动夹持臂702与所述固定夹持臂701转动连接;所述拉线703一端与分合闸模块300连接,所述拉线703另一端与所述转动夹持臂702连接。当所述拉线703拉紧时,所述拉线703用于拉动所述转动夹持臂702的一端靠近所述固定夹持臂701,实现夹持动作;当所述拉线703放松时,所述转动夹持臂702远离所述固定夹持臂701。所述连杆400位于所述固定夹持臂701的夹持端和所述转动夹持臂702的夹持端之间。从而,可由所述固定夹持臂701和所述转动夹持臂702在夹紧时固定所述连杆400。
使用中,所述分合闸模块300合闸时,拉紧所述拉线703,使所述连杆400处于锁定状态;当所述分合闸模块300处于分闸状态时,所述拉线703被放松,解除对所述连杆400的锁定。从而实现所述分合闸模块300与所述连杆400之间的闭锁连接。
当然,在另外一些实施例中,所述分合闸模块300与所述连杆400之间还可选用其它机械闭锁结构。
实施例中,所述连杆400上设置有闭锁件401,用于锁定所述分合闸模块300在所述外壳100内的位置;所述分合闸模块300两侧对应设置有闭锁孔301;所述闭锁件401插入所述闭锁孔301中,用于锁定分合闸模块300在所述外壳100内的位置。所述分合闸模块300可从所述外壳100内抽出或装入;当所述分合闸模块300装入所述外壳100内时,操作所述闭锁件401将所述分合闸模块300进行锁紧,固定所述分合闸模块300在所述外壳100内的相对位置。从而,避免所述分合闸模块300相对于所述外壳100随意移动,确保后续工作过程中,工作人员可以顺利操作所述分合闸模块300。
本实施例中,所述闭锁件401与所述连杆400之间通过齿纹配合连接;具体的,所述连杆400与所述闭锁件401连接的位置表面设置有齿纹,使所述连杆400呈现齿轮状;所述闭锁件401上设置有齿纹面,实现所述连杆400与所述闭锁件401之间的啮合连接。从而,所述连杆400转动时,推动所述闭锁件401向靠近或远离所述分合闸模块300的方向移动。
在一体式智能开关装入配电柜中后,当工作人员需要将分合闸模块300装入或抽出一体式智能开关中时,因所述主母排801和所述接线端子802均带电,所以需要将所述转接件500与所述主母排801或接线端子802断开,以确保一体式智能开关切断电源,工作人员才能打开一体式智能开关装入或抽出所述分合闸模块300。从而,避免工作人员触电,以确保工作人员的安全。
现有技术中,主要是通过人为观察判断开关是否断电,因此存在较大的安全隐患。而本实用新型设置配合使用的闭锁件401和闭锁孔301,实现所述转接件500与所述分合闸模块300之间的联锁关系,以确保一体式智能开关在断电的情况下才能打开一体式智能开关,装入或抽出分合闸模块300,确保工作人员的操作安全。
使用中,本实用新型中设置的机械闭锁组件7和闭锁件401,使得工作人员只能按照设定顺序进行操作,从而确保操作人员的安全。
如图7所示,实施例中,所述一体式智能开关还包括通信接口600,所述通信接口600与所述主控模块200连接;所述通信接口600设置于所述外壳100的侧壁上。所述通信接口600用于连接数据线等线材,实现所述一体式智能开关与外设之间的有线通信连接。
当然,在另外一些实施例中,所述一体式智能开关还可以设置无线通信模块,实现所述一体式智能开关与外设之间的无线通信连接。
所述外壳100的后面板上还设置有散热孔102,方便所述一体式智能开关的散热,避免一体式智能开关在工作时内部温度过高而损坏电子器件。
如图8所示,现有技术中,在生产配电柜时,需要在配电柜中安装辅助电子器件,以配合后期装入电能切换装置的工作;所述电能切换装置用于实现开关功能的传统开关。在配置辅助电子器件时,就需要在配电柜中进行大量布线,从而占用配电柜内的空间,压缩电能切换装置在配电柜中的空间。同时,现有技术中需要在配电柜中设计转接铜排,以实现开关切换装置与主母排801和接线端子802之间的连接;所述转接铜排的设置也会占用配电柜中大量的空间,且增加成本。因此,所述电能切换装置在配电柜中占用空间有限,使得在后续工作中,电能切换装置散热较慢,易使电能切换装置内部温度迅速升高,降低电能切换装置的性能。同时,辅助电子器件的设置及转接铜排的设计,均需要根据使用电能切换装置而进行适配性设计,使配电柜的生产不能得到标准化和统一化。
如图9所示,本实用新型中,提供的一体式智能开关,在一体式智能开关内部集成主控模块200;所述主控模块中200中包括功能模块;从而在将一体式智能开关装入配电柜中时,无需再进行外围辅助电子器件设计,省去线路连接。同时,本实用新型中的一体式智能开关采用可伸缩的转接件500直接连接主母排801和接线端子802,无需在配电柜中设置转接铜排,进一步减小了对配电柜内空间的占用;因此可以增大一体式智能开关的体积。同时,减少了配电柜中的转接点,减少故障点,使得后续发生故障的可能性降低。除此之外,安装本实用新型的一体式智能开关,在生产配电柜时无需在进行各种各样的辅助外围电路的适配性设计,因此,可以实现配电柜生产的标准化和统一化,降低生产成本。
本实用新型中的一体式智能开关可以制成具有较大的体积空间,例如扁平的长方体形状,以加速一体式智能开关的散热,提高一体式智能开关的工作性能。
实施例三
实施例中还提供了一种配电柜,包括配电柜主体,所述配电柜主体内设置有所述的一体式智能开关。所述配电柜的两侧分别设置有主母排801和接线端子802;所述一体式智能开关通过两侧的所述转接件500与所述主母排801和所述接线端子802电连接。
在安装所述配电柜时,将所述一体式智能开关的转接件500收进所述外壳100内,再将所述一体式智能开关推入所述配电柜主体中。待所述一体式智能开关安装到位后,转动一体式智能开关两侧的所述连杆400,使所述转接件500连接所述主母排801和所述接线端子802连接。随后可以操作所述分合闸模块300,使所述一体式智能开关内部电路接通电源,开始工作。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本实用新型的限制,本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。