电气系统、电气开关设备及其防护组件的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年4月30日提交的美国专利申请序列号no.14/700,720的优先权并且要求其受益权，该专利申请通过参引结合到本文中。

本申请还要求于2015年1月19日提交的美国临时专利申请序列号no.62/104,973的优先权并且要求其受益权。

所公开的构思大致涉及电气系统。所公开的构思还涉及用于电气系统的电气开关设备，比如断路器。所公开的构思还涉及用于电气开关设备的防护组件。

背景技术：

比如为电气开关设备的电气设备用于保护电路不受由于跳闸状态引起的破坏，跳闸状态比如，例如过电流状态、过载状态、欠电压状态、相对高电平短路或故障状态、接地故障或电弧故障状态。例如断路器通常包括作为附接导线的装置的接线端子。虽然导线是大致绝缘的，但是附连至断路器接线端子的端部去除了绝缘体(即剥皮的)。

通常地，这些导线的剥离部分延伸至断路器接线端子外部的一定程度，使得当人暴露于断路器和相关导线时，人也暴露于未绝缘导线的一定部分，并且还可能暴露于断路器接线端子的未绝缘部分。对未绝缘电气激励导体(导线和/或接线端子)的这种暴露在执行各种类型的服务或维修活动的同时允许通过人、工具等非故意接触的可能性。其还允许人可以潜在地暴露于电弧闪光危险的状态下。

因此，在电气系统中、在电气开关设备以及用于此的防护组件中存在改进的余地。

技术实现要素：

通过涉及防护组件的所公开的构思的实施例满足这些需求以及其他需求，尤其防护导体的暴露部分。

如所公开的一个方面，提供一种用于电气系统的电气开关设备的防护组件。电气系统包括各自具有绝缘部分和暴露部分的多个导体。暴露部分和绝缘部分在接头处交会。电气开关设备包括壳体和相对于壳体位于内部的多个端子。端子中的每一个连接至导体中的相应的一个的暴露部分。防护组件包括：联接至壳体的互连构件；和多个防护构件，防护构件中的每一个包括：联接至互连构件的第一部分，和从第一部分背离壳体延伸的第二部分，第二部分包括：位于第一部分处的第一远端部，以及与第一远端部相对并且远离第一远端部的第二远端部。防护构件中的每一个具有开口。开口容纳导体中的至少一个。每个接头位于相应的第二远端部与端子中的相应的一个之间。

如所公开的构思的另一个方面，提供一种电气系统的电气开关设备。电气系统包括各自具有绝缘部分和暴露部分的多个导体。暴露部分和绝缘部分在接头处交会。电气开关设备包括：壳体；相对于壳体位于内部的多个端子，端子中的每一个连接至导体中的相应的一个的暴露部分；以及防护组件，其包括：联接至壳体的互连构件；和多个防护构件，防护构件中的每一个包括：联接至互连构件的第一部分，和从第一部分背离壳体延伸的第二部分，第二部分包括：位于第一部分处的第一远端部，以及与第一远端部相对并且远离第一远端部的第二远端部。防护构件中的每一个具有开口。开口构造成容纳导体中的至少一个。每个接头位于相应的第二远端部与端子中的相应的一个之间。

如所公开的另一个方面，提供一种电气系统。该电气系统包括：各自包括绝缘部分和暴露部分的多个导体，暴露部分和绝缘部分在接头处交会；以及电气开关设备，其包括：壳体，相对于壳体位于内部的多个端子，端子中的每一个连接至导体中的相应的一个的暴露部分，以及防护组件，其包括：联接至壳体的互连构件，以及多个防护构件，多个防护构件中的每一个包括：联接至互连构件的第一部分，和从第一部分背离壳体延伸的第二部分，第二部分包括：位于第一部分处的第一远端部，以及与第一远端部相对并且远离第一远端部的第二远端部。防护构件中的每一个具有开口。开口容纳导体中的至少一个。每个接头位于相应的第二远端部与端子中的相应的一个之间。

附图说明

可以从在结合附图阅读时对优选实施例的以下说明中获得对所公开的构思的全面理解，在附图中：

图1是根据所公开的构思的非限制性实施例的电气系统的简化立体图；

图1a是沿着图1的线a-a截取的图1的电气系统的截面图；

图2是用于图1的电气系统的电气开关设备及其防护组件的局部装配立体图；

图3是用于防护组件的互连构件的立体图；

图4是用于防护组件的防护构件的立体图；

图5是用于图1的电气系统的电气开关设备的分解立体图；

图6是根据所公开的构思的另一个非限制性实施例的电气系统的简化分解图；

图7是图6的电气系统的简化装配视图；

图8是根据所公开的构思的另一个非限制性实施例的电气系统的简化分解图；以及

图9是图8的电气系统的简化装配视图。

具体实施方式

如本文所使用的，术语“数量”应当指代一或大于一的整数(即多个)。

如本文所使用的，“连接”或“联接”在一起的两个或更多个零件的说明应当指代直接联结在一起或通过一个或多个中间零件联结的零件。

如本文中所使用的，两个或更多个零件或部件彼此“接合”的说明应该指代零件相对于彼此直接或通过一个或多个中间零件或部件接触和/或施加力。

如本文中所使用的，术语“联接构件”指的是明确地包括但不限于铆钉、螺钉、螺栓以及螺栓和螺母的组合(例如，但不限于锁止螺母)和螺栓、垫圈和螺母的组合、拉链系带、线系带、带子和/或粘合剂的任何适当的连接或紧固机构。

图1示出根据所公开的构思的非限制性实施例的电气系统2。电气系统2包括电气开关设备(例如，非限制地模制盒式断路器4)和用于断路器4的每个电极的多个导体(例如，见三个导体6，在图1的示例中以简化形式示出)。如以下将更具体地讨论的，断路器4包括保护操作人员免于暴露于导体6和断路器4的部分的防护组件100。

防护组件100包括绝缘互连构件110和连接至互连构件110的多个绝缘防护构件130。每个导体6完全延伸穿过防护构件130中的相应的一个。防护构件130各自优选地由弹性体材料制成。互连构件110优选地由热塑塑料制成(例如注模件)。

图1a示出图1的电气系统2的简化截面图。如图所示，导体6具有绝缘部分8、暴露部分10和分离绝缘部分8与暴露部分10的接头12。暴露部分10终止并且连接至断路器4的相应的端子14。更具体地，端子14包括直接接合导体6的暴露部分10的端接螺钉16，以便使导体6与断路器4电气连接。这样，外部电气系统(未示出)能够电气连接至断路器4。此外，断路器4具有壳体18。壳体18具有邻近端子14定位的远端部分20。远端部分20位于平面22中。如图所示，暴露部分10从端子14延伸穿过平面22。换句话说，暴露部分10的一部分位于壳体18的外部。

防护构件130中的每一个包括平面部分132和大致垂直于平面部分132的管状部分134。管状部分134具有位于平面部分132处的远端部136和与第一远端部136相对并且远离第一远端部136定位的远端部138。防护构件130还具有延伸穿过管状部分134和平面部分132两者的开口139。导体6延伸穿过开口139以便连接至端接螺钉16。如图1a所示，接头12位于远端部138与端子14之间。换句话说，暴露部分10的在壳体18的外部延伸的部分(即暴露部分10的从接头12延伸至平面22的部分)位于远端部138与端子14之间。换句话说，导体6的整个暴露部分10相对于断路器4位于内部(即，暴露部分10从接头12(完全位于断路器4的防护构件130内部的位置)延伸至端子14(完全位于断路器4的壳体18内部的位置))。换句话说，整个暴露部分10通过壳体18、互连构件110和防护构件130封装(即包含其内)。

这样，导体6的暴露部分10和端子14有利地被良好地保护免于操作人员或工具的非故意接触，因此提高安全性。更具体地，壳体18、互连构件110和防护构件130包围导体6的暴露部分10。由于互连构件110和防护构件130是绝缘的，因此显著减小了在操作人员与暴露部分10之间或在操作人员与端子14之间具有电气路径的可能性。例如，如果操作人员非故意地接触防护构件130并且防护构件130偏转到暴露部分10内，则防护构件130的绝缘性能将有利地保护操作人员免于电气暴露。另外，如果操作人员接触远端部138并且远端部138偏转到绝缘部分8内，防护构件130和导体6的绝缘部分8中的每一个的绝缘性能将有利地保护操作人员免于电气暴露。

图2示出断路器4的一部分。如图所示，互连构件110还具有多个透孔112。防护组件100还包括多个联接构件(例如，见两个联接构件160，在图2中以简化形式示出)。联接构件160延伸穿过相应的透孔112并且进入壳体18内，以便将互连构件110联接至壳体18。

图3示出互连构件110。如图所示，互连构件110包括多个容纳部分(例如，见三个容纳部分113，以图3的示例示出)和垂直于容纳部分113的紧固部分122。容纳部分113中的每一个包括第一边缘部分116、第二边缘部分118和第三边缘部分120。第一边缘部分116平行于第二边缘部分118并且与第二边缘部分118间隔开。第三边缘部分120垂直于第一边缘部分116和第二边缘部分118中的每一个，并且将第一边缘部分116连接至第二边缘部分118。另外，容纳部分113中的每一个具有槽114。槽114位于相应的边缘部分116、118、120中的每一个中。

图4示出防护构件130。如图所示，防护构件130具有位于平面部分132和管状部分134中的每一个中的狭缝140。狭缝140完全延伸穿过防护构件130的厚度。换句话说，防护构件130可以围绕狭缝140分离(即能够打开)。因此，在断路器4的组装期间，相应的防护构件130中的每一个围绕相应的狭缝140打开，相应的导体6中的每一个穿过相应的防护构件130插入。此外，相应的平面部分132中的每一个然后被插入槽114中的相应的一个内，以便将相应的防护构件130联接至互连构件110。由于平面部分132的形状与容纳部分113的形状基本相同，因此防护构件130有利地能够通过不采用独立的紧固构件的摩擦力配合机构联接至互连构件110，由此降低成本。

图5示出断路器4的分解立体图。如图所示，相应的防护构件130的平面部分132中的每一个构造成装配到互连构件110的槽114中的相应的一个内。另外，紧固部分122构造成联接至壳体18。

可以理解的是所公开的构思不限于电气系统2。例如，图6和图7示出另一个电气系统202，该电气系统202包括电气开关设备(例如，非限制地以简化形式示出的模制盒式断路器204)和用于断路器204的每个电极的多个导体(例如，见三个导体206，在图6和图7的示例中以简化形式示出)。如以下将更详细地论述的，断路器204包括防护组件300，以保护操作人员免于暴露于导体206的暴露部分和断路器204。可以理解的是，与防护组件100和电气系统2(图1和2)相关的有益效果同样适用于防护组件300和电气系统202。

防护组件300包括绝缘互连构件310和连接至互连构件310的单个绝缘防护构件330。导体206各自完全延伸穿过防护构件330，以便以与如上关于电气系统2(图1和2)所述的相似方式与断路器204的端子电气连接。防护构件330优选地由弹性体材料制成。互连构件310优选地由热塑塑料制成(例如注模件)。

断路器204包括壳体218和位于壳体218内部的多个端子。此外，壳体218具有多个槽(例如，见三个槽219，在图6中以隐藏的线图示出)，断路器204的端子中的每一个靠近槽219中的相应的一个定位。互连构件310包括主体部分312和从主体部分312延伸的多个柄脚314。可以理解的是柄脚314中的每一个延伸到槽219中的相应的一个内，以便将互连构件310联接至断路器204的壳体218。

继续参照图6，防护构件330包括第一部分332和从第一部分332远离壳体218延伸的第二部分334。互连构件310的主体部分312和防护构件330的第一部分332形成容纳导体206中的每一个的封装区域。例如，图7示出电气系统202的组装视图。可以理解的是导体206中的每一个延伸穿过防护构件330，以便电气连接至断路器204的相应的端子。因此，封装导体206的暴露部分的互连构件310和防护构件330的绝缘性能有利地保护操作人员免于与导体206的暴露部分的非故意接触。

主体部分312具有多个透孔316，防护构件330的第一部分332具有多个孔336。此外，防护组件300包括多个联接构件(例如见图7中所示的联接构件350)，多个联接构件中的每一个延伸穿过透孔316中的相应的一个以及穿过孔336中的相应的一个，以便将防护构件330联接至互连构件310。防护构件330的第二部分334也具有多个透孔338。防护组件300另外具有另一数量的联接构件(例如见图7所示的联接构件352)，联接构件中的每一个延伸穿过透孔338中的相应的一个，以便将导体206中的相应的一个紧固至防护构件330。

防护构件330还优选地在第二部分334中具有位于第二部分334的相对远端部342、344之间的柔性波纹管部分340。在操作中，柔性波纹管部分340有利地允许防护构件330挠曲，以便允许导体206与断路器204的端子恰当地匹配。例如，当导体206紧固至防护构件330时，柔性波纹管部分340允许导体206的暴露部分(图6)相对于防护构件330的第一部分332独立地运动，以便与相应的端子恰当地对准。

图8和图9示出根据所公开的构思的另一个非限制性实施例的电气系统402。电气系统402包括电气开关设备(例如，非限制地模制盒式断路器404，在图8和9的示例中以简化形式示出)和用于断路器404的每个电极的多个导体(例如，见三个导体406，在图8和图9的示例中以简化形式示出)。如以下将更详细地论述的，断路器404包括防护组件500，以保护操作人员免于暴露于导体406的暴露部分和断路器404。可以理解的是，与防护组件100、300和电气系统2、202(图1、2、6和7)相关的有益效果同样适用于防护组件500和电气系统402。

断路器404包括壳体418，壳体418具有延伸穿过壳体418的厚度的多个槽(例如见图8所示的槽419)和位于壳体418的内部的多个端子。防护组件500包括具有多个透孔(例如见图8中所示的透孔536和透孔538)的单个绝缘管状防护构件530。防护构件530优选地由弹性体材料制成。导体406各自完全延伸穿过防护构件530，以便以与如上关于电气系统2、202(图1、2、6和7)所述的相似方式与断路器404的端子电气连接。防护组件500还包括多个互连构件(例如见图9所示的联接构件550、552)。

在操作中，断路器404局部延伸至防护构件530内(即，通过防护构件530局部封装或通过防护构件530局部容纳)，以便使透孔536中的每一个与槽419中的相应的一个对准(即重叠或位于其紧顶部)。此外，联接构件550中的每一个优选地延伸穿过断路器404的槽419中的两个和防护构件530的两个相应的透孔536，以便将防护构件530联接至断路器404。另外，联接构件552延伸到透孔538内，以便将导体406紧固至防护构件530。当联接构件552紧固至导体406时，防护构件530处于张紧状态。换句话说，由于防护构件530相对柔性，因此联接构件552有利地使得防护构件530偏转，以便将导体406紧固至防护构件530。

类似于防护构件330(图6和图7)，防护构件530还优选地具有位于防护构件530的相对的远端部之间的柔性波纹管部分540。柔性波纹管部分540提供与柔性波纹管部分340(图6和图7)相似的优势。更具体地，柔性波纹管部分540有利地允许防护构件530挠曲，以便允许导体406与断路器404的端子恰当地匹配。

尽管所公开的构思已结合模制盒式断路器4、204、404进行了说明，可以理解的是所公开的构思适用于任何已知的或适当的可替代电气开关设备，比如为例如但不限于功率断路器(未示出)和/或可熔开关(未示出)。

因此，可以理解的是，所公开的构思提供改进(例如非限制地被更好地保护)的电气系统2、202、402和电气开关设备4、204、404以及其防护组件100、300、500，尤其是使导体6、206、406的暴露部分10与操作人员和/或工具非故意接触的可能性降至最小和/或消除。更具体地，与未绝缘导体的危险非故意接触被有利地最小化和/或消除。

虽然已经详细地说明了所公开的构思的具体实施例，但是本领域技术人员将理解的是，根据本发明的整体教导可以产生这些细节的各种改进和替代方案。因此，所公开的特定布置仅旨在说明，而非对由随附权利要求及其任意和全部等同方案的完整宽度给定的所公开的构思的范围进行限制。