专利名称：一种直角梯形铜排分布结构及其直角梯形铜排制作方法
技术领域：
本发明涉及涉及移动通讯技术领域，特别是涉及一种直角梯形铜排分布结构及其直角梯形铜排制作方法。
背景技术：
配电柜是集成了电能分配的电气元件的柜体，配电柜的作用是对用电设备进行配电和控制，在电路出现过载、短路和漏电时，配电柜还可以提供断电保护。在通信领域，配电柜也叫做电源分配柜，起到对服务器的配电、监控、测量、保护、警告等功能，由于电源分配柜一般在一列19寸服务器机柜的最顶端，因此，也常被叫做列头柜。列头柜类似于柜式的配电箱，里边集成了很多断路器或熔断器。根据流过的电压、电流不同，又可以分为直流列头柜和交流列头柜。列头柜电源进线一般选用双电源进线，当一路电源系统故障断电时，另一路电源自动投入以保证供电连续性。列头柜一般为两极保护，电源进线首先经过塑壳断路器(交流列头柜)或熔断器(直流列头柜)，作为第一级保护(即总输入保护)，然后经过母线铜排和支路汇流铜排到各个支路断路器或熔断器后输出，这其中，支路小型断路器或熔断器作为第二级保护(即支路输出保护)。
列头柜的柜体尺寸会根据其后的服务器机柜尺寸确定，一般较为常用的尺寸为2200*600*600mm (高*宽*深)，输入第一级保护器件(塑壳断路器或熔断器)通常为两个(主路和备路各一个)，支路输出第二级保护器件通常根据后面的服务器机柜数量或服务器数量确定，一般在60个以内(主路和备路各30个)，这样的要求使得输出保护(小型断路器或熔断器)不能一排铺开全部集中到输入保护器件的输出接线柱上，只能采取类似树状结构的方式，即通过母线铜排从输入保护器件的输出接线柱上引出，将输出保护从上到下分为几排，每排通过支路汇流铜排连接到母线铜排，其铜排分布结构原理简图如图1所示(以直流为例)。铜排(母线铜排和直流汇流铜排)连接了输入保护器件和输出保护器件，起到了承上启下的作用，并且需要承载相应的负载电流，即载流量。铜排的载流量根据不同使用条件对温升的要求而定，母线铜排和支路汇流铜排都为长方体结构，经过测试，发现整个母线铜排和支路汇流铜排上的电流不是处处相等的。综上所述，在类似树状结构下的铜排结构经过分流后电流逐步减少，而所经过的铜排面积尺寸一致，必然导致铜排的大量空载的浪费，而且增加了机柜重量。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种直角梯形铜排分布结构及其制作方法，能够节省铜排板材，提高利用率，减少加工工序。为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种直角梯形铜排分布结构，包括:一母线铜排和多个支路汇流铜排，所述多个支路汇流铜排垂直连接与母线铜排呈树状结构，所述母线铜排自上而下的横向截面面积逐步递减，所述支路汇流铜排从左至右的横向截面面积逐步递减。在本发明一个较佳实施例中，所述母线铜排的横向截面形状为矩形，所述母线铜排的纵向截面形状为直角梯形。在本发明一个较佳实施例中，所述支路汇流铜排的横向截面形状为矩形，所述支路汇流铜排的纵向截面形状为直角梯形。本发明还提供一种直角梯形铜排的制作方法，其特征在于:取一长度为A mm，高度为H_的矩形铜排，将其矩形铜排由上而下斜向切割，高度为Hmm保持不变，其斜向切割切割线的两点由矩形铜排上端面和下端面的切割点决定，矩形铜排上端面切割点在矩形铜排上端面从左至右的长度为c _和长度为a mm之间，矩形铜排下端面切割点在矩形铜排下端面从左至右的长度为a mm和长度为c mm之间，其中c mm +a mm =A mm ;—矩形铜排按上述比例经过切割线的切割分割为两块体积相等的直角梯形铜排。本发明的有益效果是:本发明直角梯形铜排的电流载流量从大到小符合电柜中整个母线铜排和支路汇流铜排之间的电流支配量，由原来的一个矩形铜排能够切割为两个相等的直角梯形铜排，节省了铜排用料，减轻了机构的整体重量。
图1是以直流为列头柜内部铜排与断路器或熔断器的结构示意 图2是本发明直角梯形铜排分布结构示意 图3是不同规格铜排的载流量的经验值列表；
图4是图1中母线铜排和支路汇流铜排上电流的电路节点 图5是由一块矩形铜排切割成两块直角梯形铜排的切割示意 图6是图5中矩形铜排切割后的一直角梯形铜排结构示意 图7是本发明列头柜内部铜排与断路器或熔断器的结构示意图。附图中各部件的标记如下:1、母线铜排；2、支路汇流铜排；3、矩形铜排；4、切割线。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。请参阅图2，本发明实施例包括:一种直角梯形铜排分布结构，包括:一母线铜排I和多个支路汇流铜排2，多个支路汇流铜排2垂直连接与母线铜排I呈树状结构，母线铜排I自上而下的横向截面面积逐步递减，支路汇流铜排2从左至右的横向截面面积逐步递减。进一步说，所述母线铜排的横向截面形状为矩形，所述母线铜排的纵向截面形状为直角梯形；所述支路汇流铜排的横向截面形状为矩形，所述支路汇流铜排的纵向截面形状为直角梯形。采用传统的矩形铜排，根据铜排的载流量根据不同使用条件对温升的要求而定，通常可以归纳为如图3列表中所示的经验值。以图1线路布线为例，假设输入总电流600A(已考虑余量)，三排输出断路器的间距为200mm，同一排断路器数量10个(主路)，为方便计算，假设每个断路器额定电流相同，则母线铜排的截面积应选用5*40mm，每个断路器的间距为20 mm，则10个断路器为(10-1) *20=180 mm，得出:两个矩形母线铜排的总的尺寸约为V母!=2*5*40* (200*2) mm3=160000 mm3，六个矩形支路汇流铜排总的尺寸约为V c;1=6*3*25*180mm3，=81000mm3,因此，总的铜排尺寸为V总!=V9丨+V t^160000+81000=24100011111^根据基尔·霍夫电流定律(KCL)，参考图4所示:
IA=I1+IA’ ；
11=1101+1102+......+1109+1110 ；
IA’=I2+IA”；
12=1201+1202+......+1209+1210 ；
^"=13=1301+1302+......+1309+1310 ；
根据前面假设每个断路器额定电流相同，因此，
1101=1102=......1109=1110=......=1309=1310=600/30=20 (A)；
I1=I2=I3=IA’’=10*20=200(A)；
IA’ =IA=I1=600-200=400(A)。根据铜排的载流量要求，可以看出，Il和IA’节点处，铜排的截面积要求5*40mm，12和IA”处的截面积要求为4*40，换算为5mm厚度的铜排为5*32mm，13节点处的铜排截面积为3*25mm,换算为5mm厚度铜排为5*15mm。对于右边备路IB同样计算,不再重复描述。为了节省板材，提高利用率，减少加工工序，用一块矩形铜排从中间切割成两块直角梯形铜排是最好的切割方法，如图5所示。对于一个矩形铜排的具体切割要求，取一长度为A _，高度为H_的矩形铜排3，将其矩形铜排由上而下斜向切割，高度为Hmm保持不变，其斜向切割切割线4的两点由矩形铜排上端面和下端面的切割点决定，矩形铜排上端面切割点在矩形铜排上端面从左至右的长度为c mm和长度为a mm之间，矩形铜排下端面切割点在矩形铜排下端面从左至右的长度为a mm和长度为c mm之间，其中c mm +a mm =A mm ；一矩形铜排按上述比例经过切割线的切割分割为两块体积相等的直角梯形铜排，切割后的两块直角梯形铜排的中间长度b是相同的。例如，a=40mm,b=32mm, c=b*2-a=32*2-40=24mm, H=200*2=400mm,
这样，所需的母线铜排尺寸为V92= (a+c)*H*5= (40+24) *400*5=128000 mm3，与之前计算的总的矩形母线铜排减少了约32000 mm3。即V91 -V^2=160000-128000=32000 mm3对于支路汇流铜排，可以采用同样的方式进行计算。总支路汇流铜排的尺寸约为Vt2=[(7+25) *180/2] *3*6= 51840 mm3，与之前计算的总的矩形支路汇流铜排减少约32400 mm3。BP Vtl -Vt2=81000-51840=29160 mm3。因此，总的铜排尺寸为￥总2=￥母2+￥12=128000+51840=179840臟3。总节省了32000+29160=61160 mm3。即 V,6l_ V,62=250000_183600=61160 mm3。根据图 2 的铜排结构和图4中母线铜排和支路汇流铜排上电流的电路节点图，如图7所示，此结构可以同时适用于直流列头柜内部铜排结构或交流列头柜内部铜排结构。以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
权利要求
1.一种直角梯形铜排分布结构，包括:一母线铜排和多个支路汇流铜排，所述多个支路汇流铜排垂直连接与母线铜排呈树状结构，其特征在于，所述母线铜排自上而下的横向截面面积逐步递减，所述支路汇流铜排从左至右的横向截面面积逐步递减。
2.根据权利要求1所述的直角梯形铜排分布结构，其特征在于:所述母线铜排的横向截面形状为矩形，所述母线铜排的纵向截面形状为直角梯形。
3.根据权利要求1所述的直角梯形铜排分布结构，其特征在于:所述支路汇流铜排的横向截面形状为矩形，所述支路汇流铜排的纵向截面形状为直角梯形。
4.一种直角梯形铜排的制作方法，其特征在于:取一长度为A mm，高度为Hmm的矩形铜排，将其矩形铜排由上而下斜向切割，高度为Hmm保持不变，其斜向切割切割线的两点由矩形铜排上端面和下端面的切割点决定，矩形铜排上端面切割点在矩形铜排上端面从左至右的长度为c mm和长度为a mm之间，矩形铜排下端面切割点在矩形铜排下端面从左至右的长度为a mm和长度为c mm之间，其中c+a=A mm ;—矩形铜排按上述比例经过切割线的切割分割为两块体积相·等的直角梯形铜排。
全文摘要
本发明公开了直角梯形铜排分布结构及其直角梯形铜排制作方法，包括一母线铜排和多个支路汇流铜排，所述多个支路汇流铜排垂直连接与母线铜排呈树状结构，所述母线铜排自上而下的横向截面面积逐步递减，所述支路汇流铜排从左至右的横向截面面积逐步递减；直角梯形铜排制作方法由一矩形铜排按规定比例经过切割线的切割分割为两块体积相等的直角梯形铜排。通过上述方式，本发明能够节省铜排板材，提高利用率，减少加工工序，减轻机构重量。
文档编号H01B13/00GK103247941SQ20131018878
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月21日 优先权日2013年5月21日
发明者叶建彪, 王浩东, 夏先春 申请人:苏州新海宜通信科技股份有限公司