用于具有测试位置的低压面板的功能单元

摘要

为简化低压机箱中的功能单元的连接，同时获得紧凑性和模块化并通过辅助触头提供测试功能，开发了用于功能单元的平台。平台包括支撑件，其中支撑件配置有用于供电和配电连接的拉入式触头抓取部，所述支撑件被设计成以沿插入方向有局部的相对运动的方式安装于功能单元的支撑板。平台还包括在三个部分处采用伸缩形式的辅助触头块，其中框架被牢固地附接到支撑件，两个连接器在框架中相对于彼此滑动，使得连接器的触头能够独立于框架的位置并且因此独立于拉入式触头抓取部的位置而被置于打开位置和闭合位置。用于在模块的水平上的形状锁定的部件提供了连续的电源插入/测试/拔出序列及其反向的规定动作。

说明书

技术领域

本发明涉及配电领域和控制设备，特别地涉及用于工业、商业和其它领域的低压系统。更特别地，本发明涉及存在于配电面板、机柜或机箱中的功能单元、传统的滑轨，并且涉及其设计以减少由连接部占用的体积和简化对于功能单元中的装置的测试。本发明还涉及提供大的模块化程度的配电机箱。

背景技术

例如工厂中的低压配电设备包括通常与厂房的屋顶平行的主供电线、和供给不同的可用负载的负载侧配电电路。该配电电路在配电机箱、面板或容纳保护装置和控制装置的机架中连接到主供电线路。

在例如专利EP 0944145中说明的传统的设计中，电气配电机箱包括：竖直汇流排，其位于连接到多极主供电线的背部；配电电路，其能够另外包括位于机箱的侧部或背部的汇流排，并且配电电路电缆连接到该配电电路；和多个功能单元，其连接到机箱的汇流排上。所述功能单元通常采用能够在连接位置和断开位置之间水平地滑动的滑轨的形式。各滑轨包括：支撑连接板，其中所述支撑连接板上能够安装不同的保护设备和控制设备；和连接系统，所述连接系统用于简化被安装的装置和汇流排之间的连接。

一旦功能单元装配之后，这种类型的构造提供了简化连接的特别的优点，因此提供了容易地抽取机架的一个滑轨的可能性，例如用于维护或修改一个配电负载的保护设备/控制设备。然而，为检测滑轨的功能性，并不期望添加与滑轨的装置的供电相对应的测试的可能性，而使不存在配电部。供电部保持断开，而“辅助部”被供电。

功能性滑轨中的可用空间仍是一个主要标准，重要的是通过电源连接系统、辅助触头和用于它们的操作的其它元件来最小化板的尺寸。由此，尽管文献US 4020301中已经提出，但由于进行测试和空间的占用的困难，难以实现测试功能。传统地，开关装置被插入以执行测试，然而电源连接仍有效，这没有任何实际的安全性。为加强用于实际地断电的安全性，文献WO03/065529说明了使得操作工具被置于这样的中间位置的滑轨，但该方法昂贵且复杂。DE 3705728中出现的另一可选项包括使用滑动的辅助触头，但是该构造繁杂且体积大，而进一步限制了可能的测试的数量。

发明内容

在其它的优点中，本发明的目标在于弱化现有功能单元的支撑连接板的缺点，并且特别地本发明的目标在于安装包括有连接部件并且使得能够在自然的方式执行测试功能的紧凑的平台。本发明的另一个目标在于通过整合连接系统以标准尺寸的单元的形式为电气装置留下最大量的剩余空间，从而优化平台的内部配置。本发明另外提出了支撑连接板的模块化，特别是通过能够接收两种不同宽度的功能单元的相加实现支撑连接板的模块化。

根据本发明的一个特性，本发明由此涉及功能单元，特别地涉及滑轨型功能单元，所述功能单元适用于配电和控制机箱，特别地是低压机箱。该功能单元包括：设计用以支撑电气装置的板；具有用于移动板的把手的前面板；和能够在机箱中被引导的侧面板。在其相对的侧边并且至少部分地平行于前面板的所述侧并不是直的，而例如是L形，根据本发明的功能单元包括电源连接系统，该电源连接系统通过板的平移运动连接到机箱的汇流排。所述板另外支撑由相同的平移运动激活的辅助连接系统。根据本发明，主连接系统和辅助连接系统被安装到平台上，其中平台能够通过平台的一部分的、用以分离功能单元的运动和一个连接系统的运动的可能的相对运动而被联接到板上，特别地在主连接之前使辅助连接系统闭合。

根据另一个特性，本发明还涉及包括不同的连接系统并且能够被安装在功能单元中的平台。特别地，该平台包括塑料支撑件，该支撑件在供电和配电汇流排在机箱的背部错开时例如是L形，在平台的一侧上，连接到汇流排的连接装置突起，这些装置优选地插入触头抓取部，所述触头抓取部优选地被支撑件的过压成型(overmold)的突起部保护。该连接装置优选地连接到配电电缆能够连接到的接线带(terminal strip)，所述支撑件包括适当的布置。保护盖有利地设置在连接部分以确保足够程度的保护和/或紧固。该平台另外能够包括适用于各种功能的元件，这些功能比如是引导功能单元、根据所配置的一部分传感器相对地确定功能单元的位置、在插入触头抓取部之前打开汇流排保护盖等。

该平台还包括形成模块的一部分的辅助触头，使得模块在平台连接到汇流排上的连接运动中被打开/闭合。特别地，该模块包括两个连接器，该两个连接器能够沿与连接到供电和配电汇流排的连接方向相同的方向、在其中它们支撑的触头被分离和打开的位置与其中它们被闭合的对应于测试的位置之间、相对于彼此平移移动。该模块包括形成框架的第三部分，该第三部分能够沿相对于连接器的相同方向移动，从而该模块形成伸缩式组件。该框架被固定到平台支撑件，例如被安装到保护盖的上方，并且包括例如一个连接器的导轨，另一个连接器被安装到被相对于汇流排固定的滑轨的背部。

为使到供电汇流排的连接与辅助触头的闭合位置连续，辅助触头模块全党包括适当的部件，所述适当的模块特别地是位置锁定装置，其具有：用于闭锁的部件，其用于在框架的伸展位置中、只要两个连接器的触头不处于闭合位置则相对于两个连接器闭锁；和控制部件，其用于当辅助触头的闭合位置到时时使用来闭锁的部件不活动，从而释放框架和连接器之间的相对运动。根据优选的实施方式，该锁定装置包括固定地安装到框架的摆动杠杆，该杠杆的锁止部与连接器上的制动件接合，并且在到达两个连接器的相对闭合位置时，其控制部被另一个连接器施力而与所述制动件脱离接合。有利地，该模块还包括使得能够与供电汇流排的断开连续地打开辅助触头的部件，特别地是弹簧型施力部件，用于一旦离开相对闭锁位置则阻挡锁止位置，反之亦然。

本发明还涉及配电机箱，其包括至少一个配置有根据本发明的平台的功能单元，所述机箱包括供电和配电汇流排的布置，其中供电和配电汇流排与所述平台结合操作。优选地，该机箱包括经由一端串联连接的两个平行供电汇流排，并且使得具有相同宽度的功能的单元作为待被安装的机箱，功能单元能够包括一个或两个连接到一个或两个汇流排的平台，并且使得功能单元具有被一分为二的宽度从而能够并排地安装两个功能单元。

附图说明

根据下面对于本发明的特定实施方式的说明，其它的优点和特性将变得更为清楚，其中给出特定的实施方式仅是非限制性的示例的目的，在附图中：

图1示意性地示出了根据本发明的配电机箱和功能单元的连接原理。

图2A、图2B和图2C示出了根据本发明的实施方式的平台的元件。

图3A、图3B和图3C示出了本发明的实施方式中的辅助连接系统的插入/测试/拔出位置。

图4示出了根据本发明的优选实施方式的配置有滑轨的配电机箱。

具体实施方式

在图1中示意性地示出的本发明的优选实施方式中，三相低压机箱10包括：后舱12，其包括一组四根竖直的供电汇流排14，其中汇流排14由保护性栅板(grating)16而与包括有配电导体的线槽(trunking)18隔开。为简化该连接，导体包括连接有电缆22的刚性端部20。传统地，对于400V(分别地690V)设备，具有160mm²(分别地400mm²)的截面的供电汇流排14以它们的边缘与保护性栅板16平行的方式对准。配电导体的刚性部20呈现出相同类型的截面，其中刚性部20的厚度为8mm，所有这些元件的轮廓与汇流排14的部分类似，使得输入端14和输出端20上的连接类似。通过类似，导体的刚性部20在下文中将被标识为配电“汇流排”20。

机箱10形成由多个壁(仅示出了侧壁24)封闭的长方体菱形状的机箱，其中经由前部进入以将电气设备26连接到汇流排14、20。多个设备26被组合到以在侧壁24上滑动的方式被引导的功能单元30中，从而在机箱10的后部的单独的正交运动将已经安装于设备26的电路直接并且同步地安装于输入端和输出端。滑轨30包括配置有能够把手36以能够移动滑轨30的背板32和前板34。例如按钮的、用于致动、加电和/或指示器38的部件也能够安装到前板34。

由此通过两个彼此平行的、在滑轨30移动时能够同时插入汇流排14、20的系统进行功能单元30的连接。根据本发明，该相同的平移运动能够使优选地包括接插件(male/female)系统辅助触头沿与滑轨30相对于机箱10的插入方向相同的方向连接/断开。

在本发明的优选实施方式中，电气配电机箱10的滑轨30配置有平台40，其中平台40包括用于执行输入端和输出端的电源连接及辅助触头的连接所必需的连接元件。有利地，如图2A中另外所示，平台40包括由塑料制成的、能够安装到滑轨中的适当位置处的支撑件42。特别地，支撑件42能够在板32上留出例如具有250mm的宽度的空间。对于所示出的其中供电汇流排14和配电汇流排20偏移的实施方式，平台40是L形，其中平台40的前侧被设计成首先插入以交错的方式形成的机箱10中，即用于配线侧连接的第一部分相对于用于输出端连接的第二部分朝向支撑件42的前部偏移。

在优选实施方式中，电源连接通过直接插入从板32和支撑件42凸起的触头抓取部44来进行，其中板32和支撑件42能够具有传统的设计并且适用于机械的架构并且特别地适用于汇流排14、20的形状和尺寸。触点抓取部44对于输入端和输出端可以相同或者不同。尽管它们在图中在两个平行的组44A、44B中对准，根据汇流排14、20的布置也可以使用其它的选择。有利地，被朝向闭合位置施力并且能够围绕汇流排14、20的边缘插入的导电触头抓取部44被安装于支撑件42的前侧上的模塑成型的保护性凸起部46之间。触头抓取部44例如通过螺钉固定扁平连接器(spade connector)被固定于与支撑件42相关联的并且连接有功能单元40的供电电缆50的导电带48。尽管未示出，为输出端触头抓取部44B进行同样的类型的连接。布置52优选地形成于平台40的支撑件42的背部，以能够将扎线带(binding band)适配于将连接到功能单元30的电气设备26的电缆50。

有利地，电缆50和导电带48之间的连接区域例如由提供局部紧固的、例如IPXXB类型标准的盖54保护。特别地，在图2B中示出的实施方式中，两个塑料盖54A、54B在L形状的侧边被螺钉紧固到触头抓取部44的后部。侧边之间的相交部优选地保持自由状态并且能够用于将辅助触头系统56优选地安装于偏移在供电电缆50上方的平行面中。

辅助触头系统56优选地包括能够在测试阶段确保“真实”测试位置并且提供优化的系统安全性的模块60，这在电源触头44在机箱10中进行通常的连接/断开移动时实现。滑动运动在其中电源触头44和辅助触头56被连接的位置和其中电源触头44和辅助触头56断开的位置之间经由其中辅助触头56被连接的位置，而另电源触头14、20、44被拔出。辅助触头56未被固定地附接到电源触头44、48的位置而交替进行，使得它们在进行电源连接/断开时不移动，由此不被损伤。

辅助模块60由此包括具有互补形状的、特别地为接插件的两组辅助触头56A、56B，所述两组辅助触头相对于彼此能够采取闭合的测试位置和打开的断开位置。通过一组触头56相对于另一组触头的相对平移实现从一个位置向另一个位置的切换，所述平移与平台40的触头抓取部44正交。由此各组触头56A、56B能够被安装到连接器62、64，各连接器包括与支撑件42垂直的表面66，由此设置了正交的突起56A、用于所述突起通过的各个开口56B。

第一辅助连接器62以相对于电源供给固定的方式被安装于滑轨30的背部。具体地，设置有突起56A的表面66A能够被固定到壁绑定线槽18。第二辅助触头64被固定地安装到功能单元30，这将导致其平移运动。另外，采用的安装方式使得能够在触头系统56的打开或闭合位置与电源触头44相对于刚性导电元件14、20的相对位置之间分离。特别地，通过与支撑件42的触头抓取部44正交的相同的平移运动，第二连接器64能够以固定地联结到电源触头44即联结到平台40的支撑件42的方式在框架70中滑动。有利地，框架70被螺钉紧固以堵塞保护盖54之间的自由空间。这提供了用于引导第二连接器64的部件72，该部件特别地是与第二连接器64的滑动件74互补的、形成滑轨的轨道72。该采用三个部件62、64、72的伸缩式辅助触头模块60的实施方式是优选的，但也可以是其它的被引导的相对平移系统。

当全部这些系统断开时实现图3A中示出的模块60的伸展位置，而图3C中的模块60的紧凑位置对应于辅助连接并且当功能单元30安装在机箱10中时还对应于电源连接。由此，第二连接器64能够采取对应于其从框架70凸起的断电的位置，并且能够采取对于其插入到最大的内部框架70的电源连接的位置。有利地，在电源连接位置中，第二连接器64完全地位于框架70内，并且第一连接器62仅以其表面66A延伸过连接器64，并且经由其表面66A被固定到固定部18。

为经由测试位置在滑轨30的第一完全断开(拔出)位置和第二插入(连接)位置之间切换，提供了第二连接器64相对于框架70的形状锁定，以迫使伸缩式装置60以两阶段方式收纳。具体地，只要两个辅助连接器62、64不在测试位置，锁定装置80将框架70和第二连接器64保持在延伸的断电位置。实现包括由第一连接器62控制的可移动锁定部件的锁定装置80的各种可选方法可以利用相对于第二连接器64固定而绕将其分为两个臂的框架销摆动的杠杆，或利用任何其它的替代方案。

在优选的实施方式中，锁定装置80包括杠杆82，其中杠杆82具有：臂，其绕联接到框架70并且被设置在自由端的水平上的枢转销摆动；和闭锁面84，其在断电位置处与第二连接器64的制动件74结合操作。该制动件优选地与第二连接器64的滑动件74相同。杠杆82还包括控制面86，其被设计成与第一连接器62结合操作，特别地杠杆82的自由端被构造为凸轮面或者具有突起86的面，所述凸轮面或者具有突起的面在第一连接器62和第二连接器64处于闭合位置时能够由第一连接器62的指部88移动而摆动或者与制动件74分离。

优选地，回位部件90对锁定装置80朝向闭锁位置施力，例如扭力弹簧90对杠杆82朝向闭锁面84与制动件74结合操作的位置施力。有利地，对于所述步骤的反向顺序，适用的方法主要是关于触头的固有特性。连接器64在框架70中的滑动及由此产生的凸轮随动指部88和杠杆80之间的协作以具有比触头系统56的抽出更小的摩擦的方式进行。

由此，如图3A至图3C中所示，一个滑轨30接近“汇流排”14、20，使得张紧力从其中电源连接器44和辅助连接器56被断开的拔出位置向测试位置被施加于平台40，固定于功能单元30的第二连接器64行进直到辅助连接器56闭合并且直到达到测试位置，其中电源部被断开，辅助模块60被连接(图3B)。从测试位置到电源连接位置，第一连接器62的引导指部88致动控制面86，这将杠杆82从框架70释放。在滑动30行进到其最终位置时，第二连接器62然后能够在框架70中滑动，同时将电源触头抓取部44拉入到刚性元件14、20。辅助模块60的两个连接器62、64在该行程中保持闭合，使得在操作结束时，全部的部件(辅助部件和电源部件)被插入(图3C)。

从图3C中的插入位置到测试位置之间往复运动，功能单元30退回、触头抓取部44脱离和辅助触头56的摩擦使得第二连接器64的滑动件74在框架70中滑动。在图3B中的测试位置之前，引导指部88释放由扭力弹簧90施力的凸轮86，其中凸轮86在相对于框架70的拉伸位置中向上移动并且闭锁第二连接器64。此时，电源被断开并且辅助触头被连接。从测试位置到图3A的拔出位置，固定地安装到滑轨30的辅助模块60的部分移动离开第一连接器62，然后所述连接拔出脱离。

先前所述的辅助触头模块60及替代实施方式使得能够以经济的方式、简单的部件并且不使用远程控制、仅使用滑轨60的移动来致动对锁定机构80的闭锁和释放进行连接和断开。实现了断电的测试位置和辅助触头56的闭合，而在从测试位置向电源连接位置移动时不存在接插式触头之间的滑动，使得防止了由于摩擦引起的了电子干扰。

有利地，平台40还包括如下元件：所述元件比如是传感器和/或微开关，使得系统能够被支撑和/或致动用于特别地借助于前面板34上的指示器38指示滑轨30的打开位置、闭合位置或测试位置。特别地，如图2A所示，沿与触头抓取部44的移动的轴线的平行的方向和在支撑件42的一侧上，突起的接线夹92能够激发朝向接线夹的相对位置传感器，例如布置在侧壁24上的传感器。平台40还能够装载微开关装置94，微开关装置94用以与固定元件结合相对于机箱10操作并且用以标识滑轨30的相对位置。

根据本发明的平台40另外有利的是还包括相对于滑轨30的板32具有有限的间隙的引导部件，例如适当的滑动指部96。另外，根据本实施方式和选择项，其上连接有功能单元30的电源汇流排14可以由配置有接触窗口(hatch)的栅板保护，其中接触窗口具有保护挡板，这例如类似于Canalis型预制电子造管法，从而在没有滑轨30的情况下，不能接触到汇流排14。用于打开接触窗口的部件98然后设置于滑轨30上，这些部件有利地位于连接平台40上，例如指部98延伸过电源插入触头抓取部44的保护突起46，从而在触头抓取部44插入在保护栅板16的开口之前打开接触窗口。

如上所述，平台40通常安装在用于低压配电机箱10中的支撑板32上，从滑轨30的后面可以接触到从滑轨的后面突起的、以能够直接围绕位于机箱10的背面的汇流排14、20插入的触头抓取部44。由此，明显地，平台40将功能集中于联接到功能单元30的基部的一个相同的支撑件42，这增加了滑轨30中的剩余部分中的可用容积。另外，该平台能够不同地被容纳在具有不同的深度的滑轨30、30’中，该深度特别地为100mm和200mm，及被布置在宽度大于其尺寸的滑轨中。

有利地，如图4中所示，机箱100包括彼此平行的、例如通过一端处的触头抓取部连接到相同的供电线的两个供电汇流排14、114，从而可以并排地安装根据本发明的两个滑轨30。特别地，在优选实施方式中，通常在机箱100的底部的各汇流排14、114的两个端部彼此连接以在两个汇流排之间形成导电回路120。根据图4中所示的优选实施方式，各汇流排组的棒材14_i、114_i通过折叠平面导体124_i作为棒材14、114而形成，平面导体124_i优选地具有相同的特性并且甚至具有相同的截面，以最小化剩余空间占用从而形成回路。因此，主线的电流输入在各供电汇流排14、114中被一分为二，这使得减小了导体棒材的截面，由此在机箱100中实现了用于功能单元30的深度。由此，可以在各滑轨30中安装更多的电气装置单元26。另外，更大数目的功能单元30能够安装在机箱10中，使得节省了滑轨30内的布线时间，同时不增加滑轨30和配电汇流排20之间的连接时间，滑轨30能够被直接插入，而不用必须被对准的复杂的连接模块。

还可以使用对应于两个上述的滑轨30的宽度、并且占用两个供电汇流排14、114的前方的空间即面板100的整个宽度的功能单元130。根据所需要的电流强度，两个功能单元130包括一个或两个上述的平台40以连接到一个或两个汇流排上，由此获得或不获得最大功率。由此增强了配电机箱10的模块化。而且，发生短路时的电流强度被一分为二，这更为减小了引入到导电汇流排14、114的负荷压力(stress)。

尽管已经参考具有一组四个汇流排14、114的低压配电机箱10、100说明了本发明，但本发明并不仅限于此。只要考虑到了汇流排14、20的形状和数目、考虑到了机箱10、100和/或汇流排14、20、触头抓取部44和滑轨30、130的总体尺寸，本发明也可考虑使用其它的元件。另外，组合说明的不同的组件可彼此独立地使用与其它的替代组件组合使用。例如，根据本发明的辅助位置系统可用在具有单个分配汇流排的机箱中，或者根据本发明的滑轨平台可直接与电气装置单元关联使用。