具有分布式节距的汇流条上的混合中性插头的制作方法
【专利摘要】中性汇流条150被提供用于配电装置，诸如电气面板100。中性汇流条包括细长主体152，其包括多个电线连接器154和沿着主体的长度分布的插接式中性搭接区段156。每个电线连接器包括在主体上的侧孔172和顶部搭接孔184。顶部搭接孔可以接收压紧螺钉176以固定从电线类型断路器的侧孔172中接收的电线。每个插接式中性搭接区段能够从插接式中性类型断路器接收插接式中性夹。相邻的插接式中性搭接区段具有在主体上的被布置在其间的至少一个电线连接器。插接式中性搭接区段还利用对应于可连接在配电装置上的断路器的极距的节距间隔来分布。
【专利说明】具有分布式节距的汇流条上的混合中性插头
[0001]发明人:查德.米特尔施泰特，威廉姆.布罗格哈默
[0002]领域
[0003]本公开涉及用于电气面板(electrical panel)的中性汇流条的领域，并且更具体地涉及能够容纳由不同类型的断路器使用的插接式中性(plug-on neutral)连接或中性线连接的混合中性汇流条。
[0004]背景
[0005]电弧故障中断(AFI)和接地故障中断(GFI)断路器是众所周知的。这样的断路器传统上要求额外的导体，称为“尾线(pigtail)”，或将断路器中性连接到配电盘或负荷中心的中性导体(这些术语在本文中互换地使用)。住宅负荷中心中的电弧故障断路器的增加使用导致了挤满负荷中心的接线槽的附加的尾线，使得由于添加了更多的断路器而导致接线更加困难且产生了杂乱的电线。此外，为了用电线连接尾线，安装者必须使用工具将电线连接在侧中性导体处，从而使得接线更加费时。
[0006]最近，AFI和GFI断路器以“插接式中性(plug-on neutral)”(PON或PoN)为特征，其替换尾线并且允许断路器直接被“插入”到中性汇流条上。除了尾线外，断路器具有被叫做插接式中性(PON)夹子的连接器，其直接插入到配电板的中性导体上。PON夹子通常面向下背离插接式中性类型的断路器的底部表面，使得它被定向为直接插入到配电板中的中性导体上。然而，因为两种断路器类型均被广泛地使用，因此当在相同的面板上容纳插接式中性类型断路器以及尾线断路器时，存在某些缺点。
[0007]例如，一种已知类型的混合中性汇流条利用方螺钉下轨道，其具有带有用于接收压紧螺钉的最小间隔的电线搭接孔(wire landing hole)的平坦且平整的顶部表面以用于与电线类型断路器一起使用，或者在其上固定PON类型断路器的插接式中性夹子。为了实现插接式中性连接，在PON夹子之下的任何螺钉必须被完全卸除或拧紧以避免如果其以典型的旋转方式被移除对PON夹子的偶然损坏。另外，为了在压紧螺钉上插入，PON类型断路器必须设计有过大的PON夹子，其并不以熟悉的转动运动来安装。此外，参考的方轨中性汇流条被设计有最小间隔的电线搭接孔，以在中性汇流条上放置尽可能多的电线搭接孔和压紧螺钉。然而，电线搭接孔在任何方式中都并不匹配用于可连接到配电板上的断路器的极距。因此，电线搭接孔的中性汇流条数量大大地超过压紧螺钉的需求，其难以跟踪面板上的断路器到中性汇流条上的它们的连接点。
[0008]概要
[0009]公开了用于诸如电气面板(例如，负荷中心或面板盘)的配电装置的中性汇流条，其可以支持用于断路器或连接到面板上的其它电气设备的插接式中性接头和电线接头。中性汇流条包括细长主体，其具有沿着主体的长度分布的多个电线连接器。电线连接器中的每一个包括在主体上的用于从中性线类型断路器接收电线(例如，尾线缠绕的中性线)或从典型的热磁断路器接收负荷中性线的侧孔，以及在主体上具有螺纹孔、用于接收压紧螺钉以固定在侧孔中所接收的电线的顶部搭接孔。顶部搭接孔包括在细长主体的顶部部分的顶部表面上打开的开口。细长主体还包括沿着细长主体的顶部部分的长度分布且与电线连接器区段隔开的多个插接式中性(PON)搭接区段。每个PON搭接区段被配置为从插接式中性类型断路器接收插接式中性(PON)夹，并且与电线连接器隔开，尤其是与它们的顶部搭接孔隔开。中性汇流条被设计有在细长主体上的相邻的PON搭接区段之间的至少一个电线连接器。因此，插接式中性类型断路器的PON夹可以连接到PON搭接区段上，而无需在压紧螺钉上插入或必须卸除压紧螺钉。因此，较短的PON夹可以与插接式中性类型断路器一起使用。中性汇流条的每个PON搭接区段还可以具有倒圆的或弯曲的边缘以提供改善PON夹从插接式中性类型断路器到中性汇流条上的物理和电的插头连接的形状。
[0010]PON搭接区段的节距间隔还被配置为与在电气面板上的与其可连接的断路器的极距相对应。例如，PON搭接区段沿着细长主体的长度分布，且具有与可连接在电气面板上的断路器的极距匹配或对准的节距间隔(例如，3/4英寸、I英寸、I又1/2英寸等)。通过设计PON搭接区段的节距间隔以对应于可连接在电气面板上的断路器的极距，在相邻PON搭接区段之间的电线连接器(尤其是它们的顶部搭接孔)也具有相对于断路器的极距的节距间隔。因此，跟踪用于电气面板上的断路器的中性连接点更容易。此外，中性汇流条可以被设计有减少数量的电线连接器和压紧螺钉，其通过减少钻孔和攻螺纹加工操作来简化制造过程且减少总的成本。中性汇流条可以被改装到现有的电气面板上并且与现有的尾线断路器或较新的插接式中性类型断路器一起使用。
[0011]此外，中性汇流条可以设计有沿着中性汇流条的长度的一个PON搭接区段和一个或多个电线连接器的组合的重复模式。例如，该模式可以是一个PON搭接区段和两个电线连接器。中性汇流条可以具有以均匀的节距间隔(例如，等间距的)重复的模式，该节距间隔对应于可连接到电气面板上的断路器的极距。
[0012]附图简述
[0013]各种示例性实施例的描述结合附图被解释，在其中:
[0014]图1示出了具有安装在面板的左侧和右侧上的中性汇流条和线路以及连接到汇流条的断路器的电气面板的前视图。
[0015]图2示出了图1的电气面板上的中性汇流条中的一个的部分侧视图，其具有沿着中性汇流条的长度分布的PON搭接区段，该中性汇流条具有对应于可连接到电气面板上的断路器的极距的节距间隔。
[0016]图3示出了图1的中性汇流条中的一个的透视图。
[0017]图4示出了图3的中性汇流条的透视图，其中压紧螺钉被插入在电线连接器的顶部搭接孔中。
[0018]图5示出了图1的电气面板上的中性汇流条中的一个的部分透视图。
[0019]图6示出了图1的电气面板上的中性汇流条中的一个的部分端视图。
[0020]图7示出了示例性中性汇流条的透视图，该中性汇流条具有升高的PON搭接区段和电线连接器，其中PON搭接区段具有根据第二实施例的对应于可连接到电气面板上的断路器的极距的节距间隔。
[0021]图8和图9示出了沿着没有和具有被插入在电线连接器中的压紧螺钉的图7的中性汇流条的长度的横截面图。
[0022]详细描述
[0023]参考图1，示出了电气面板100(也被称为“配电板”)的内部的前视图，电气面板100诸如面板盘或住宅负荷中心。电气面板100具有安装在其上的中性汇流条150L和150R(共同为150，其中L指的是电气面板100的左侧并且R指的是电气面板100的右侧)。电气面板100被布置为接收在电气面板100的左侧和右侧上的两个平行的行中的并排的断路器。在电气面板100的中心区段中，面板连接器110(也被叫做穿入物(stab))接合断路器中的每一个的对应的常规插头线夹或爪形连接器(未示出)并且将断路器连接到通过第一线路112L和第二线路112R(共同为112)输送的线路电流。在示出的实施例中，面板连接器110电接合第一线路112L或者第二线路112R。可以使用更少或更多的线路。沿着电气面板100的内部的右手边(从观看电气面板100的前面的观察者的角度)提供一个中性汇流条150R。沿着电气面板100的内部的左手边提供第二中性汇流条150L。中性汇流条150由诸如铜或铝的导电材料制成，并且与面板中性点或负荷侧中性点114电接合。“线路侧”指的是朝向线路电流的源的断路器上游的导体和接头，与负荷侧相反，其指的是朝向由断路器保护的负荷的断路器下游的导体和接头。
[0024]各种类型的断路器可以被安装在电气面板100中。例如，断路器可以包括插接式中性类型断路器120(例如，插接式中性或PON断路器)或电线类型断路器140(例如，尾线中性断路器)的任何组合。一些电线类型断路器可以具有中性线142(由于它的卷曲的配置被叫做尾线)，其被手动地固定到电气面板100之内的中性汇流条150以将断路器连接到负荷侧中性点114。承载电线以用于它们的面板中性接头的这样的断路器可以具有或可以不会具有以突出安装爪为形式的连接器以用于如同其当前完成的连接到安装虚拟轨道(未示出)上，或连接到中性汇流条150上以将断路器固定在最终位置中。在具有位置保持的安装夹的尾线中性断路器中，安装夹可以由诸如塑料的非导电材料制成。可选地，PON断路器具有导电中性安装夹，其将断路器电连接到中性汇流条150并且从而连接到负荷侧中性点114。
[0025]中性汇流条150可以可靠地容纳各种类型的断路器的电线接头和插接式中性接头。例如，如图1所示，中性汇流条150包括多个电线连接器154(或电线连接组件)和多个插接式中性(PON)搭接区段156，其沿着中性汇流条的细长主体152的长度分布。细长主体152可以形成为单一块或者形成为组装在一起的多个块。每个电线连接器154能够从尾线类型断路器接收中性线。每个PON搭接区段156能够从插接式中性类型断路器接收中性夹。电线连接器154与PON搭接区段156隔开(例如，分开)，并且与PON搭接区段156相间。中性汇流条150被配置有在相邻的PON搭接区段156之间的至少一个电线连接器154。
[0026]在这个示例中，有两种电线连接器154布置在任何两个相邻的PON搭接区段156之间。然而，中性汇流条150可以被配置有在任何两个相邻的PON搭接区段156之间的任何数量的电线连接器154。此外，电线连接器154和PON搭接区段156可以以重复的模式沿着中性汇流条150的长度来布置。例如，该模式可以是只有一个PON搭接区段156以及一个或多个电线连接器154的组合。如图1的示例所示，中性汇流条150具有一个PON搭接区段156和两个电线连接器154的组合的模式，其沿着中性汇流条的细长主体152的至少一部分的长度重复。
[0027]此外，中性汇流条150的PON搭接区段156沿着细长主体152的长度分布，具有对应于在电气面板100上与其可连接的断路器的极距的节距间隔。例如，相邻PON搭接区段156之间的节距间隔与可连接在电气面板100上的断路器的极距匹配或对准，例如，PON搭接区段的中心线(C/L)间隔=断路器的极距C/L =断路器的0/1间隔(例如，3/4英寸、I英寸、I又1/2英寸等)。断路器的极距对应于在电气面板100中使用的断路器的宽度。PON搭接区段156的节距间隔可以或可以不会与电气面板100的穿入物的极距对准，其取决于在电气面板上的线路总线的穿入物(例如，面板连接器110)的布局。
[0028]在图1的示例中，PON搭接区段156和电线连接器154的组合的模式是重复的，具有对应于在电气面板100上与其可连接的断路器的极距的节距间隔。例如，模式的节距间隔匹配可连接在电气面板100上的断路器的极距。在图1中，中性汇流条150被示出为完全分布的中性汇流条，即，该模式在电气面板100之内的断路器极的全长上运行。然而，中性汇流条150还可以被配置为部分分布的中性汇流条，其中模式并不运行到电气面板100上的终端断路器极。部分分布的中性汇流条可以包括附加的电线连接器(例如，电线连接器154)，其沿着中性汇流条的细长主体的长度或在中性带113之后的断路器极空间之上的区域中更紧密地间隔。例如，尽管中性汇流条150被示出为完全分布的中性汇流条，但在中性带113之后的断路器极空间之上的汇流条上的区域通常由标号130来表示。
[0029]在图2中还示出了与可连接在电气面板100上的断路器的间隔有关的中性汇流条150的电线连接器154和PON搭接区段156之间的间隔，其示出了电气面板100的部分侧视图。在图2中，PON搭接区段156沿着中性汇流条150的长度分布，具有匹配可连接在电气面板100上的断路器的极距的节距间隔。此外，一个PON搭接区段156和两个电线连接器154的组合的模式还利用匹配断路器的极距的均匀节距间隔来重复。断路器120被示出有在中性汇流条150的PON搭接区段156中的一个上连接的其插接式中性(Ρ0Ν)夹122。
[0030]图3和图4示出了具有细长主体152的中性汇流条150的放大透视图。细长主体152具有底部部分(或基座)160、中间部分170和顶部部分180。在这个示例中，中性汇流条150具有I形横截面和在顶部部分180上的平坦且平整的顶部表面。如本文使用的，当用于描述中性汇流条150的主体152的一部分时，“横截面(cross-sect1n)”或“横截面的((^088-sect1nal)”指的是垂直于主体152的一部分的长度或延长的那个部分的横截面。此外，顶部部分180具有比中间部分170的横截面宽度更大的横截面宽度。中性汇流条150的细长主体152还可以包括通孔158，其可以用于使用螺钉或螺栓或其它紧固设备将中性汇流条150固定到电气面板100上。
[0031]中性汇流条150的细长主体152包括沿着中性汇流条150的至少一部分的长度分布的多个电线连接器154。每个电线连接器154包括在主体152的中间部分170上的侧孔172和在主体152上的对应的顶部搭接孔184(例如，电线搭接孔)。侧孔172被配置为从电线类型断路器接收诸如尾线中性线的中性线。顶部搭接孔184是螺纹的(例如，螺纹孔)且接收压紧螺钉176，其用于固定在中性汇流条150的侧孔172中接收的中性线(未示出)。顶部搭接孔184包括在中性汇流条150的细长主体152的顶部部分180的顶部表面上打开的开口。
[0032]细长主体152还包括沿着中性汇流条150的顶部部分的长度分布的多个PON搭接区段156。在这个示例中，PON搭接区段156由中性汇流条150的顶部部分180上的平坦且平整的部分形成，其能够从插接式中性类型断路器接收PON夹。PON搭接区段156的边缘可以是圆形的或弯曲的以改善该部分上的夹子的连接。如之前所讨论的，每个PON搭接区段156与电线连接器154隔开，尤其是与电线连接器154的顶部搭接孔184隔开。
[0033]电线连接器154和PON搭接区段156沿着中性汇流条150的细长主体152的长度分布，其中一个或多个电线连接器154布置在相邻的插接搭接区段156之间。如之前所讨论的，中性汇流条150具有两个电线连接器154和一个PON搭接区段156的组合的重复模式。插接式中性类型断路器可以经由PON夹连接到中性汇流条150的PON搭接区段156，而无需卸除用于电线连接器154的任何压紧螺钉176并且无需在任何压紧螺钉上接合PON夹。PON搭接区段156具有足够容纳插接式中性类型断路器的PON夹的尺寸(例如，宽度或表面面积KPON夹的宽度可以比它所附着的插接式中性类型断路器的宽度更小。
[0034]对于插接式中性类型断路器，以下参考图5和图6讨论用于将插接式中性类型或电线类型断路器连接到中性汇流条150上的操作示例。如图5和图6所示，插接式中性类型断路器120包括PON夹122，其由弹性且导电材料或多种材料制成。插接式中性类型断路器120的PON夹122可以被放置在PON搭接区段156上且向下按压在PON搭接区段上，使得PON夹122被插入到PON搭接区段156上且在PON搭接区段156上。由于电线连接器154与PON搭接区段156隔开，因此压紧螺钉176可以占据电线连接器154的所有的顶部搭接孔184，正如为了易于接线的行业标准，而没有当插入PON夹122时使它们干扰。PON搭接区段的圆形或弯曲边缘还提供与插接式中性类型断路器120的PON夹122的更好的物理和电连接。
[0035]至于具有中性线的电线类型断路器(例如，尾线中性断路器140)，它们可以以众所周知的方式被安装到图1的电气面板100上。例如，作为电线类型断路器的到电气面板100上的安装的一部分，中性线诸如经由电线连接器154中的一个连接到中性汇流条150，如下所述。电线类型断路器的中性线可以被插入通过细长主体152上的侧孔172中的一个。之后，压紧螺钉176可以被拧入到对应的顶部搭接孔184中以压紧且连接中性线到中性汇流条150。电线类型断路器还可以包括突出安装夹(未示出)，其可以被插入到安装虚拟轨道上以将断路器物理地固定到电气面板100上。突出安装夹可以是非导电或塑料的夹子。
[0036]图7示出根据本公开的第二实施例的具有细长主体252的中性汇流条250的另一个示例。如同图1的中性汇流条150，中性汇流条250也包括顶部、中间和底部部分，其中至少一个电线连接器254被布置在相邻的插接式中性(PON)搭接区段256之间。电线连接器254可以与电线连接器154(在图1中)相似或相同，其包括侧孔172和顶部搭接孔184以及理想地压紧螺钉176。在这个示例中，有两种电线连接器254在相邻的升高的PON搭接区段256之间。PON搭接区段256沿着细长主体252的长度分布，该细长主体252具有对应于可连接到电气面板(诸如如上解释的图1的电气面板100)上的断路器的极距的节距间隔。
[0037]每个升高的PON搭接区段256包括用于从插接式中性类型断路器接收PON夹的升高平台258 JON搭接区段256的升高平台258在垂直于主体延长的方向的横截面中具有T形。升高平台258可以在中性汇流条250的细长主体252的顶部部分上居中或偏离中心。升高平台258还可以具有倒圆的或弯曲的边缘以改善PON夹从插接式中性类型断路器到PON搭接区段256的平台上的物理和电连接。升高平台258的高度可以被配置为当螺钉完全被插入到电线连接器254的顶部搭接孔中时上升至压紧螺钉176上方。图8和图9示出了在不具有和具有被插入在电线连接器254中的压紧螺钉176的情况下沿着中性汇流条250的长度的横截面图。如这些图所示，插接式中性类型断路器120的PON夹122可以连接在中性汇流条250的T形PON搭接区段256中的一个上。
[0038]仅作为示例提供了中性汇流条(例如，150和250)的说明性实施例。可以修改中性汇流条上的PON搭接区段的大小和形状，同时保持它们根据本公开的功能。中性汇流条的PON搭接区段的节距间隔可以被设计用于与任何断路器极距(例如，3/4英寸、I英寸、I又1/2英寸)或电气面板上的断路器的任何已知大小(例如，宽度)的极距一起使用。此外，中性汇流条可以配置有一个PON搭接区段以及一个或多个电线连接器的组合的重复模式。模式中的电线连接器的数量可以取决于断路器的极距的大小。中性汇流条可以被模制、冲压和/或冲孔，并且可以由导电材料形成，诸如铜、铝或任何合适的导电材料或取决于应用和所需的电气规范的材料的组合物。此外，中性汇流条可以形成为单一块或者形成为组装在一起的多个块。
[0039]尽管本公开的具体实施例和应用已被图示并描述，但是应当理解，本公开不限于本文所公开的精确结构和组合，并且可以从前述描述中明显看出各种修改、改变和变体而不脱离如所附权利要求中限定的本发明的范围。
【主权项】
1.一种用于在配电装置内使用的中性汇流条，包括: 细长主体，其包括: 多个电线连接器，其沿着所述细长主体的长度分布，所述电线连接器中的每一个包括在所述细长主体上的用于接收来自断路器的电线的侧孔和在所述细长主体上的用于接收压紧螺钉以将所接收的电线固定在所述侧孔中的顶部搭接孔，所述顶部搭接孔在所述主体的顶部部分的顶部表面上打开，以及 多个插接式中性搭接区段，其沿着所述细长主体的所述顶部部分的长度分布，具有对应于在所述配电装置上与其可连接的断路器的极距的节距间隔，每个插接式中性搭接区段被配置为接收来自插接式中性类型断路器的插接式中性夹且与所述电线连接器隔开，来自所述多个电线连接器的电线连接器布置在所述细长主体上的相邻的插接式中性搭接区段之间。2.根据权利要求1所述的中性汇流条，其中，一个插接式中性搭接区段和一个或多个电线连接器的组合的模式沿着所述细长主体的长度重复，且具有匹配在所述配电装置上与其可连接的断路器的所述极距的节距间隔。3.根据权利要求2所述的中性汇流条，其中，所述模式由一个插接式中性搭接区段和两个电线连接器的组合组成。4.根据权利要求1所述的中性汇流条，其中，所述主体的所述顶部部分的所述顶部表面包括平坦且平整的表面。5.根据权利要求1所述的中性汇流条，其中，每个插接式中性搭接区段包括用于接收来自插接式中性类型断路器的插接式中性夹的升高平台。6.根据权利要求5所述的中性汇流条，其中，所述升高平台在垂直于主体延长的方向的横截面中具有T形。7.根据权利要求1所述的中性汇流条，其中，所述细长主体的所述顶部部分上的每个插接式中性搭接区段具有倒圆的边缘。8.根据权利要求1所述的中性汇流条，其中，所述插接式中性搭接区段的所述节距间隔对应于所述断路器的宽度。9.一种电气面板，包括: 多个汇流条，其包括中性汇流条，所述中性汇流条包括: 细长主体，其包括: 多个电线连接器，其沿着所述细长主体的长度分布，所述电线连接器中的每一个包括在所述细长主体上的用于接收来自断路器的电线的侧孔和在所述细长主体上的用于接收压紧螺钉以将所接收的电线固定在所述侧孔中的顶部搭接孔，所述顶部搭接孔在所述主体的顶部部分的顶部表面上打开，以及 多个插接式中性搭接区段，其沿着所述细长主体的所述顶部部分的长度分布，具有对应于与其可连接的断路器的极距的节距间隔，每个插接式中性搭接区段被配置为接收来自插接式中性类型断路器的插接式中性夹且与所述电线连接器隔开，来自所述多个电线连接器的电线连接器布置在所述细长主体上的相邻的插接式中性搭接区段之间；以及 多个所述压紧螺钉，其被插入在所述中性汇流条的所述电线连接器的所述顶部搭接孔中。10.根据权利要求9所述的电气面板，其中，一个插接式中性搭接区段和一个或多个电线连接器的组合的模式沿着所述细长主体的长度重复，且具有匹配与其可连接的断路器的所述极距的节距间隔。11.根据权利要求9所述的电气面板，其中，所述主体的所述顶部部分的所述顶部表面包括平坦且平整的表面。12.根据权利要求9所述的电气面板，其中，每个插接式中性搭接区段包括用于接收来自插接式中性类型断路器的插接式中性夹的升高平台。13.根据权利要求9所述的电气面板，其中，所述细长主体的所述顶部部分上的每个插接式中性搭接区段具有倒圆的边缘。14.根据权利要求9所述的电气面板，其中，所述中性汇流条是完全分布的中性汇流条。
【文档编号】H02B1/04GK105940579SQ201480074760
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2014年2月6日
【发明人】查德·米特尔施泰特, 威廉姆·布罗格哈默
【申请人】施耐德电气美国股份有限公司