用于光伏阵列的短路设备的制作方法
【专利摘要】一种短路设备（1），被设置为形成和保持光伏阵列的端子间的短路，其中所述光伏阵列包括至少一个光伏板。所述短路设备包括一部件（24），该部件（24）被设置为根据一给定信号在两条导电轨道（20，22）之间形成和保持短路，所述两条导电轨道（20，22）中的每条轨道均连接于所述光伏阵列的光伏板的端子上。所述短路设备（1）进一步包括一装置，所述装置用于从视觉上指示短路已形成并正在被保持，所述装置由所述被设置为形成和保持短路的部件（24）进行机械式启动。所述视觉指示装置包括一警示灯，所述警示灯独立于所述被设置为形成和保持短路的部件（24），且所述警示灯能够在一弹性部件的作用下于内缩位置和可见位置之间移动，其中所述警示灯在所述内缩位置处指示出所述阵列正在发电，而所述警示灯在所述可见位置处则指示出在所述轨道（20,22）之间已形成短路且正在被保持。
【专利说明】用于光伏阵列的短路设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于光伏阵列的短路设备，该短路设备被设置为在建筑物中安装的光伏板的端子之间形成并保持短路。
【背景技术】
[0002]在收集太阳辐射进行发电领域，无论私人住宅或商业建筑，通常都在建筑物的顶部安装光伏板。所发的电供给公共电网或用于建筑物自身的各种用途。
[0003]在紧急情况或维修操作期间，需停止光伏阵列发电，以保证相关操作人员的人身安全。尤其是消防队员必须在对火灾进行任何干预前撤销发电。
[0004]从这个角度来看，例如由EP-A-1720241可知的是，为了保证建筑物安全，可利用中止发电的装置，特别是利用断路器或短路设备。这些装置通常由建筑物中预定的角色在操作时刻来启动。
[0005]一旦该操作执行完成，操作人员有必要被告知建筑物已处于安全状态。为此，FR-A-2940548提供产生视觉信号的指示器。然而，这些指示器装置并不能确认光伏阵列的实际安全性，因为这些装置利用了可能失灵的电子指示与探测部件进行操作，特别是当火灾发生时。
[0006]由DE-A-202006020737可知一种配备有指示器装置的短路设备，其中该指示器装置机械连接到执行短路的部件上，以根据该部件的运动来显示或隐藏信号。然而，该方案的准确性和可靠性不足，尤其是在可见性方面。
【发明内容】
[0007]本发明通过提出一种用于光伏阵列的短路设备，可靠地指示光伏板端子间短路的实际执行且防止不当地启动指示器装置，力求解决上述这些缺点。
[0008]为此目的，本发明涉及一种短路设备，被设置为形成和保持光伏阵列的端子间的短路，其中所述光伏阵列包括至少一个光伏板，所述短路设备包括一部件，该部件被设置为根据一给定信号在两条导电轨道之间形成和保持短路，所述两条导电轨道中的每条轨道均连接于所述光伏阵列的光伏板的端子上，所述短路设备包括一装置，所述装置用于从视觉上指示短路已形成并正在被保持。所述短路设备的特征在于:所述指示器装置由所述被设置为形成和保持短路的部件进行机械式启动，且所述视觉指示装置包括一警示灯，所述警示灯独立于所述被设置为形成和保持短路的部件，且所述警示灯(60)能够在一弹性部件的作用下于内缩位置和可见位置之间移动，其中所述警示灯在所述内缩位置处指示出所述阵列正在发电，而所述警示灯在所述可见位置处则指示出在所述轨道之间已形成短路且正在被保持。
[0009]通过本发明， 由在物理上于光伏板端子间形成短路的部件，来启动用于指示建筑物已安全的视觉指示器。该启动采用机械方式完成，不依赖于电子元件的操作，且免于以不当方式或当短路尚未实际形成而被启动的危险。[0010]根据本发明有利而可选的方面，这种短路设备可包含一个或多个下述的特征，所述特征在任一技术上允许的组合中加以考虑:
[0011]-在所述内缩位置处，所述视觉指示装置完全置于一不透明箱体之内；而在所述可见位置，所述视觉指示装置至少部分延伸到所述箱体之外。
[0012]-所述被设置为形成和保持短路的部件，为一闭合杆，所述闭合杆被铰接于所述导电轨道之一上且受到由一弹性部件施加的力，所述力趋于将所述闭合杆移至一对应于形成短路的位置处，在所述对应于形成短路的位置处，所述闭合杆与所述两条导电轨道电接触。
[0013]-所述警示灯能够沿一与所述闭合杆的旋转轴平行的轴，移向所述对应于形成短路的位置处。
[0014]-所述闭合杆被一相对于所述短路设备的底部被铰接的保持钩保持在一打开位置处；在所述打开位置处，所述阵列使电流正常流动。
[0015]所述短路设备包括致动器，所述致动器被设置为驱使所述保持钩进入释放所述闭合杆的位置处。
[0016]-所述致动器包括撞击所述保持钩的杆，所述杆被设置为在一第二致动器的作用下朝所述保持钩平移。
[0017]-所述第二致动器为气动部件。
[0018]-所述气动部件为压缩气体筒。
[0019]-作为替代，所述第二致动器为可人工启动的机械部件。
[0020]-所述警示灯通过一定位杆保持在一指示由所述光伏矩阵发电的位置处，其中所述定位杆被设置为以支撑性方式承接所述指示装置的止挡件。
[0021]所述定位杆能够在所述被设置为形成和保持短路的部件所施加的机械作用下被移向一位置，在定位杆被移向的该位置处，所述指示装置被释放向其指示出短路形成和保持的位置处。
[0022]-当所述闭合杆被移向其对应于形成短路的位置时，所述闭合杆能够撞击所述定位杆。
[0023]-所述定位杆包括槽口，所述槽口用于承接所述指示装置的一部分(643);所述定位杆还在所述槽口周围限定出一针对所述止挡件的支撑面。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]由本发明工作原理，根据下述对用于光伏阵列的短路设备的一个实施例的描述(其仅作为一个实例并参照附图)，可更好地理解本发明，更清楚体现本发明的其它优势，其中:
[0025]图1为根据本发明的短路设备的透视图；
[0026]图2为图1所示短路设备沿平面II的截面图；
[0027]图3为与图2类似的截面图，处于由所述短路设备形成的短路结构中；
[0028]图4为图1所示短路设备沿平面IV的截面图，处于对(根据本发明与图2类似的)短路设备的短路加以指示的装置的内缩结构中；
[0029]图5为与图4类似的截面图，处于图3中指示装置可见的结构中。【具体实施方式】
[0030]图1示出一种短路设备1，其包括箱体10，该箱体10由具有强抗损性(尤其是抗火性)的不透明塑料材料制成，该箱体10包括底部28和安装在箱体10上的指示圆顶12。短路设备I被设置为在建筑物中嵌入至光伏板(隶属于由太阳能发电的光伏阵列，未示出)与(使得光伏阵列能够连接到交流电网的)能量转换与储存设备之间。该光伏阵列可以包括以已知方式彼此相连的一个或多个光伏板。
[0031]所述转换设备可以是换流器(未示出)，该换流器能够将由所述阵列产生的直流电流转换为专为家用电气设备所用的交流电流。该变换器可以包含电容式的储能器件。
[0032]所述短路设备通过连接到正极的两个端子14和连接到负极的两个端子16插入至所述光伏阵列的电路中。
[0033]如图2和图3所示，每个端子14由电线路L2tl或L22连接至轨道20和22。
[0034]闭合杆24绕轴A24铰接在所述轨道20上。所述轨道20和22相互平行，且在板26上延伸，所述板26固定在箱体10上并平行于该箱体的平坦底部28。所述底部28定义了平面P28。所述轴A24垂直于所述平面P28，且所述闭合杆24被设置为平行于平面P28枢转。
[0035]闭合杆24被设置为通过在轨道20和22间形成电接触来形成并保持所述光伏阵列的端子的短路，如图3所示。为此，闭合杆24由导电材料制成。
[0036]弹簧30在闭合杆24上施加趋于驱使闭合杆24至闭合位置的力Fl，在该闭合位置处，所述杆24使轨道20和22处于电接触，并形成与保持短路。
[0037]当不需所述短路时，闭合杆24则处于打开位置，如图2所示，在该打开位置处，闭合杆24的与所述轴A24相对的端部241被保持钩40限动。在该结构中，所述光伏阵列通过端子14和16使电网中正常产生电流，其中端子14和16通过电线路L16相互电连接。
[0038]所述保持钩40围绕垂直于平面P28的轴A40铰接在所述平板26上。所述钩40包括舌状体42，该舌状体42能够通过将支撑面421抵靠闭合杆24的端部241来对抗力Fl。
[0039]如图4和图5所示，短路设备I包括用于对光伏阵列端子间短路的形成与保持加以指示的装置，该装置包括整体为圆柱形的警示灯60，该警示灯60被设置为在内缩位置(如图4所示)和可见位置(如图5所示)之间平移，其中在所述内缩位置处，警示灯60完全容纳在箱体10中；而在所述可见位置处，警示灯60位于圆顶12处。在该结构中，有意进入建筑物里的工作人员可透过透明的圆顶12看见警示灯60。所述圆顶12可由玻璃或具有强抗损性的材料制成。
[0040]警示灯60通过定位杆62保持在外壳10中的内缩位置处，所述定位杆62绕垂直于所述平面P28的轴A62铰接在平板26上。警示灯60包括杆64，杆64的端部641连接到警示灯60的壳体65上。杆64的另一端部643处包括由螺母形成的止挡件645，止挡件645被设置为:在端部643与所述定位杆62的槽口 622接合时,止挡件645抵靠定位杆62朝底部28旋转的表面621。所述止挡件645与所述表面621之间在槽口 622附近的抵靠，能够对抗弹簧66所施加的力F2，所述力F2趋于驱使警示灯60垂直于平面P28进入圆顶12内的警示灯60可见位置处。在警示灯60的内缩位置处，弹簧66被压缩在所述壳体65的底部表面651和固定在箱体10上的平板27 (平板27平行于平板26且设置在平板26上方)之间。当光伏阵列不需短路时，定位杆62使得警示灯60保持在其内缩结构中。[0041]当火灾或其它事故影响到支撑光伏阵列的建筑物时，通过操作杆或紧急情况按钮撞击压缩气体筒80来对所述短路设备进行远程控制。所述气体筒80通过插入箱体10的开口 101 (其与内腔103相通)的金属管82连接于短路设备I。可在内腔103中沿轴A105平移的活塞105，固定在从主体108 (内腔103被限定在主体108)向保持钩40伸出的杆107上。
[0042]当出现火灾时，短路设备I可通过所述保持钩40的温度破坏，或由火灾探测器向压缩气体筒80发送的命令来自动触发。
[0043]为了附图清楚起见，所述压缩气体筒80未在图1中示出。
[0044]当给出短路命令时，筒80内包含的压缩气体在内腔103中释放，驱使活塞105进行平移运动T3。这一运动驱使杆107的与活塞105相对的端部109撞击所述钩40的表面44。这一作用导致驱使所述钩40绕轴A40进行旋转运动R4。这一运动R4能够释放闭合杆24并使其在力Fl作用下枢转，从而在轨道20和22之间，进而在端子14之间形成短路。
[0045]当闭合杆24枢转时，其端部241撞击所述定位杆62的延伸部623，驱使定位杆62绕轴A62进行旋转运动R5。这一运动R5导致杆64的端部643从所述槽口 622抽离并释放止挡件645。则所述外壳65在力F2作用下的平移不再受阻碍，因此所述警示灯60被驱使进入其在圆顶12内的可见位置处，这使得有可能在通过紧急情况服务进行操作前，指示出所述光伏阵列端子间短路的形成和保持以及建筑物的安全。
[0046]所述警示灯60的释放通过在轨道20和22之间形成短路的闭合杆24机械地触发。实际上，闭合杆24作用于定位杆62，而定位杆62在其旋转R5期间释放所述警示灯60。由于定位杆62仅可为闭合杆24所驱动，因此在警示灯60到达其在圆顶12内的可见位置时可以确定短路被形成。
[0047]警示灯60可沿(平行于闭合杆24的旋转轴A24的)轴A60移动。
[0048]由于警示灯60的启动是由最后运动件(即，闭合杆24)来控制的，因此该系统是可靠的。因此，该系统不依赖于中间件(如部件105和40)的状态；而若系统依赖于中间件，则中间件的失灵可能会导致:在实际上并未形成短路的情况下启动警示灯60显现，且相反地在即使短路已形成的情况下也不指示短路。此外，执行短路的闭合杆24和警示灯60为独立部件，提高了该短路设备的可靠性。
[0049]所述气体筒80容纳诸如二氧化碳之类的气体。气体筒80是一次性的且每次启动短路后都必须被更换，而短路设备I被重装定(rearm)。可考虑在短路设备I中包括机械重装定装置。利用气体筒能够具备用于触发短路的安全能量源且能够避免用电，这就提高了该短路设备I的可靠性。
[0050]或者，可能考虑通过其他装置(如气动致动器、液压致动器、机械致动器或烟火致动器)启动杆107的平移运动。尤其，杆107的运动可通过(受诸如杆棒之类的操控件控制的)机械设置来实现，该机械设置可人工直接启动。还可以考虑由凸轮系统来完成系统组成部件的力传递和特定运动启动。
[0051]警示灯60有利地漆上颜色，如红色、黄色或橙色，使得从远离建筑物的区域(如建筑物下方的道路)也能够清楚看到。警示灯60可有利地覆上反光或荧光材料以便能够在夜晚被清楚识别。
[0052]短路设备I的箱体10包括紧固件100以便能够使用任何适当的工具将短路设备I固定在建筑物外部高处(如建筑物正面或顶部)。
[0053]短路设备I尽量靠近光伏板放置，以尽量缩短短路设备I与光伏板之间的电连接，这样降低了由于意外事故(如结构倒塌)导致电缆损坏从而使电路断开的危险。
[0054]根据用于所述阵列的电功率与光伏板数目，所述短路设备I可包括较大数目的端子14、16以及闭合杆24，且可提供若干个根据本发明的短路设备I。
【权利要求】
1. 一种短路设备(I)，被设置为形成和保持光伏阵列的端子间的短路，其中所述光伏阵列包括至少一个光伏板，所述短路设备包括一部件(24)，该部件(24)被设置为根据一给定信号在两条导电轨道(20，22)之间形成和保持短路，所述两条导电轨道(20，22)中的每条轨道均连接于所述光伏阵列的光伏板的端子上，所述短路设备包括一装置(60)，所述装置(60)用于从视觉上指示短路已形成并正在被保持，其特征在于，所述指示器装置(60)由所述被设置为形成和保持短路的部件(24)进行机械式启动，且所述视觉指示装置包括一警示灯(60)，所述警示灯(60)独立于所述被设置为形成和保持短路的部件(24)，且所述警示灯(60)能够在一弹性部件(66)的作用(F2)下于内缩位置(图2、图4)和可见位置(图3、图5)之间移动，其中所述警示灯(60)在所述内缩位置处指示出所述阵列正在发电，而所述警示灯出0)在所述可见位置处则指示出在所述轨道(20，22)之间已形成短路且正在被保持。
2.根据权利要求1所述的短路设备，其特征在于，在所述内缩位置处，所述视觉指示装置(60)完全置于一不透明箱体(10)之内；而在所述可见位置，所述视觉指示装置至少部分延伸到所述箱体之外。
3.根据上述任一权利要求所述的短路设备，其特征在于，所述被设置为形成和保持短路的部件(24)，为一闭合杆(24)，所述闭合杆被铰接(A24)于所述导电轨道(20，22)之一上且受到由一弹性部件(30)施加的力(Fl)，所述力趋于将所述闭合杆移至一对应于形成短路的位置处，在所述对应于形成短路的位置处，所述闭合杆(24)与所述两条导电轨道(20，22)电接触。
4.根据权利要求3所述的短路设备，其特征在于，所述警示灯(60)能够沿一与所述闭合杆(24)的旋转轴(A24)平行的轴(A60)，移向所述对应于形成短路的位置处。
5.根据权利要求3或4所述的短路设备，其特征在于，所述闭合杆(24)被一相对于所述短路设备⑴的底部(28)被铰接(在A40)的保持钩(40)(在A40)保持在一打开位置处；在所述打开位置处，所述阵列使电流正常流动。
6.根据权利要求5所述的短路设备，其特征在于，所述短路设备包括致动器(80，105)，所述致动器(80，105)被设置为驱使所述保持钩(40)进入释放所述闭合杆(24)的位置处。
7.根据权利要求6所述的短路设备，其特征在于，所述致动器(80，105)包括撞击所述保持钩(40)的杆(107)，所述杆(107)被设置为在一第二致动器(80)的作用下朝所述保持钩(40)平移(T3)。
8.根据权利要求7所述的短路设备，其特征在于，所述第二致动器为气动部件(80)。
9.根据权利要求8所述的短路设备，其特征在于，所述气动部件为压缩气体筒(80)。
10.根据权利要求7所述的短路设备，其特征在于，所述第二致动器为可人工启动的机械部件。
11.根据上述任一权利要求所述的短路设备，其特征在于，所述指示装置(60)通过一定位杆(62)保持在一指示由所述光伏矩阵发电的位置处，其中所述定位杆(62)被设置为以支撑性方式承接所述指示装置(60)的止挡件(645)。
12.根据权利要求11所述的短路设备，其特征在于，所述定位杆(62)能够在所述被设置为形成和保持短路的部件(24)所施加的机械作用下被移向一位置，在定位杆(62)被移向的该位置处，所述指示装置(60)被释放向其指示出短路形成和保持的位置处。
13.根据权利要求3和12所述的短路设备，其特征在于，当所述闭合杆(24)被移向其对应于形成短路的位置时，所述闭合杆(24)能够撞击所述定位杆(62)。
14.根据权利要求10至12中任一项所述的短路设备，其特征在于，所述定位杆(62)包括槽口 (622)，所述槽口(622)用于承接所述指示装置(60)的一部分(643);所述定位杆(62)还在所述槽口周围限定出 一针对所述止挡件(645)的支撑面(621)。
【文档编号】H02H7/20GK103620715SQ201180052967
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2011年9月1日 优先权日:2010年9月1日
【发明者】F·撒鲁斯, T·拉保德 申请人:梅森法国Sb公司