一种防护组件及电源设备的制作方法

1.本实用新型涉及电源系统技术领域，特别涉及一种防护组件及电源设备。


背景技术：

2.电源模块，例如变换器是储能设备、供电系统以及新能源发电等领域的关键设备，由于单个变换器的额定功率有限，因此通常将若干个变换器串联或并联起来使用。
3.以用于数据中心的高压直流供电系统(high-voltage direct current，hvdc)为例，额定功率为几百千瓦甚至兆瓦级的hvdc供电系统通常由几十个甚至上百个额定功率为几十千瓦(比如15～40kw)的电源模块并联而成。电源模块与hvdc供电系统之间的功率传输与信号传输常常用连接器来实现，连接器包括连接器插头与连接器插座，连接器插头设在电源模块的背面，连接器插座设在电源机柜，连接器插头与连接器插座内用于建立良好电性接触的端子通常采用纯铜冲压或拉伸、表面镀银等工艺加工制作而成。
4.hvdc供电系统在吊装与运输过程中不可避免地会受到机械振动与冲击，例如道路运输中振动的加速度可达15g及以上，大的机械振动与冲击传递到处于连接状态的连接器有可能会导致连接器的端子发生形变甚至损坏，为避免此问题，业界普遍的做法是将电源模块与电源机柜分开包装后再进行运输，设备装运到现场就位后再逐一把电源模块安装到电源机柜内，但是，由于电源模块的数量众多，包装、运输以及现场安装都会带来额外的成本。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对现有技术中电源模块与系统机柜在一体式运输过程中，存在的连接处容易受到机械振动与冲击导致损伤的问题，提供一种防护组件及电源设备。
6.为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用的一个技术方案是：
7.一种防护组件，包括：限位件，所述限位件沿轴向开设有若干个通孔，所述限位件通过所述通孔固定于电源设备；所述电源设备包括电源模块和电源机柜，所述电源模块设有连接器插头，所述电源机柜设有用于所述连接器插头插接的连接器插座，所述限位件用于使所述连接器插头和所述连接器插座之间保持固定的间隙；固定件，所述固定件的表面固定有软质材料，以及所述固定件的两端开设有用于与所述电源机柜固定连接的通孔；所述固定件用于缓冲所述电源模块受到的机械振动与冲击。
8.作为上述方案的进一步改进方案，所述固定件包括固定件本体和折耳，所述固定件本体的两侧边，往所述固定件本体的同一侧方向折弯，形成相对设置的一对所述折耳。
9.作为上述方案的进一步改进方案，所述折耳垂直于所述固定件本体。
10.作为上述方案的进一步改进方案，所述限位件的横截面为矩形。
11.作为上述方案的进一步改进方案，所述限位件和所述固定件采用钢材制作。
12.为解决上述技术问题，本实用新型实施方式采用另一个技术方案是：
13.一种电源设备，包括：若干个电源模块，所述电源模块的面板的底端开设有与所述
限位件的通孔相适配的第一安装孔，所述电源模块上与所述电源模块的面板相对的背面固定有连接器插头；电源机柜，所述电源机柜固定有用于所述连接器插头插接的连接器插座；以及如上所述的防护组件，所述防护组件可拆卸地安装于所述电源机柜。
14.作为上述方案的进一步改进方案，所述电源机柜包括框架、若干块支撑板、以及若干块连接板；所述框架上开设有用于固定所述支撑板和所述连接板的若干个通孔，所述支撑板、所述连接板以及所述防护组件通过所述通孔可拆卸地固定在所述框架上。
15.作为上述方案的进一步改进方案，在所述框架的横梁上，沿着所述横梁的轴向分布有若干个与所述限位件上的通孔相适配的第二安装孔，所述横梁支撑着所述支撑板上与所述第二侧板相对的另一边沿，所述限位件通过所述第二安装孔固定于所述横梁上。
16.作为上述方案的进一步改进方案，所述支撑板的表面固定有若干个阵列式分布的导条，所述若干个导条相互平行，在所述支撑板的表面上形成若干个导槽，所述电源模块通过所述导槽可滑入所述电源机柜内。
17.作为上述方案的进一步改进方案，所述若干块连接板固定在所述框架上，围成所述电源机柜的第一侧面、第二侧面以及第三侧面，所述第一侧面与所述第三侧面相对设置，所述第二侧面连接在所述第一侧面与所述第三侧面之间；所述连接器插座固定于所述第三侧面。
18.本实用新型提供的支架的有益效果是：通过限位件可以保持电源模块和电源机柜在装运过程中处于完全脱开的状态；通过固定件可以缓冲电源模块受到的机械振动和冲击；在电源设备运到现场就位后再拆卸该防护组件，通过该防护组件实现了电源模块与电源机柜的一体式运输，节省了电源设备的包装成本、运输成本和人工成本，并且，限位件和固定件可循环使用，符合绿色环保的理念。
附图说明
19.一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
20.图1是本实用新型实施例提供的限位件的结构示意图；
21.图2是本实用新型实施例提供的固定件的结构示意图；
22.图3是未安装防护组件时的电源设备的结构示意图；
23.图4是电源模块的结构示意图；
24.图5是安装有本实用新型实施例提供的防护组件的电源设备的结构示意图；
25.图6是图5的电源设备的全剖视图。
具体实施方式
26.下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明，应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本实用新型的范围及其应用。
27.需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，本说明书所使用的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所
指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；“多个”的含义是两个或两个以上；“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.为便于更好地理解本技术方案，先对现有的电源设备的情况作如下简要说明。
29.电源设备在装运过程中，如果电源模块的连接端子与电源机柜的连接端子之间没有采取任何防撞击措施就连接在一起，在受到机械振动和冲击时，很容易使电源模块和/或电源机柜的连接端子变形或损坏。
30.在运输过程中，将电源模块与电源机柜分开包装虽然可以避免此类问题，但会导致增加额外的包装成本、运输成本以及人工成本。
31.针对以上所提出的问题，申请人提供了一种适用于电源模块与电源机柜在一体式运输的防护组件，通过该防护组件能够使电源模块的连接端子与电源机柜的连接端子保持相对固定的间距，以削弱电源设备在运输过程中受到机械振动和冲击，以及防止电源模块和/或电源机柜的连接端子发生变形或损坏。
32.如图1和图2，本实用新型提供的防护组件，包括限位件110和固定件120。
33.限位件110为长管状结构，限位件110沿轴向开设有若干个通孔。
34.限位件110的横截面可以是矩形或其他形状，为便于更好地将限位件110与电源设备贴靠紧固在一起，本实施例中的限位件110的横截面设计成矩形。
35.固定件120包括固定件本体121和折耳122，固定件本体121为长板状的结构，固定件本体121的两侧边，向固定件本体121的同侧方向折弯，形成相对设置的一对折耳122，折耳122可以提高固定件120的机械强度和刚度，本实施例中，折耳122往垂直于固定件本体121的方向上折弯，即折耳122折弯的角度为90度。
36.固定件本体121的两端，开设有用于将固定件120固定连接在电源设备上的通孔。
37.固定件120上与折耳122相背离的表面固定有软质材料123，具体的，软质材料123可以是橡胶条或泡沫垫等，用于缓冲运输过程中电源设备所受到的机械撞振动和冲击，提高防护效果。
38.限位件110和固定件120可以采用钢材制作，以保证具有足够的机械强度和刚度来抵抗电源设备在装运过程中产生的机械振动和冲击。
39.如图3和图4，电源设备200包括若干个电源模块210和电源机柜220。
40.电源模块210的面板211的中间固定有拉杆，面板211的底端开设有与限位件110的通孔相适配的第一安装孔2111，在电源模块210上与面板211相对的背面，固定安装有连接器插头212，连接器插头212包括输入连接器插头2121和输出连接器插头2122。
41.请参阅图3，电源机柜220用于安装电源模块210，电源机柜220包括若干块支撑板221、若干块连接板222以及框架223，框架223上开设有用于固定支撑板221和连接板222的若干个通孔，支撑板221和连接板222以螺纹连接的方式可拆卸地固定在框架223上。
42.其中，支撑板221有若干个阵列式分布的导条2211，若干个导条2211相互平行并且垂直于支撑板221，以形成若干个导槽2212，电源模块210沿着导槽2212可滑入电源机柜220内。
43.本实施例中，支撑板221为两块，两块支撑板221在电源机柜220内平行布置，将电源机柜220分隔成上、下两层用于安装电源模块210的区域。
44.若干块连接板222固定在框架223上，围成电源机柜223的第一侧面、第二侧面以及第三侧面，第一侧面与第三侧面相对设置，第二侧面连接在第一侧面与第三侧面之间。
45.在一些实施例中，第一侧面、第三侧面以及支撑板221可以为一体式连接的板，即第一侧面、第三侧面以及支撑板221通过将一块板，例如钢板两次折弯后形成。
46.第三侧面上阵列式地固定安装有连接器插座224，连接器插座224包括与电源模块210的输入连接器插头2121相匹配的输入连接器插座2241，以及与输出连接器插头2122相匹配的输出连接器插座2242。
47.在非运输状态下，将电源模块210沿着导槽2212在电源机柜210内推入到位之后，电源模块220背面的连接器插头212将插接于连接器插座224内，以建立可靠的电性连接。
48.在框架223的其中一个横梁2231上，沿着横梁2231的轴向分布有若干个与限位件110上的通孔相适配的第二安装孔，该横梁2231用于支撑支撑板221上与第二侧板相对的另一边沿，通过第二安装孔，限位件110可以固定在该横梁2231上。
49.使用螺钉依次穿过第一安装孔221和第二安装孔，可将电源模块210锁固在电源机柜210内。
50.如果维护人员在电源设备200的工作过程中检测到某个电源模块210发生故障时，只需要拆卸故障电源模块210的面板211底端的螺钉，将故障电源模块210从电源机柜220中抽出，然后重新推入替换的电源模块210。在整个替换过程中，电源设备200系统无需停机。
51.使用本实用新型实施例提供的防护组件来实现电源模块210与电源机柜220一体式运输的过程如下：
52.s10、如图5，在电源设备200装运前，使用螺钉将限位件110紧固安装在位于支撑板221上与第二侧板相对的另一边沿的横梁2231上。
53.s20、将电源模块210沿着导槽2212推入电源机柜220内。
54.s30、使用螺钉依次穿过电源模块210的面板211的第一安装孔2111、限位件110的通孔以及横梁2231的第二安装孔，以将电源模块210锁固在电源机柜220内。
55.s40、将固定件120的两端以螺纹连接的方式固定在电源机柜220的顶端，并且使固定有软质材料123的表面朝向电源机柜220的内侧，其中，固定件120的其中一个末端固定连接在第一侧板的顶端端面，另外一个末端固定连接在第三侧板的顶端端面。
56.s50、电源设备200装运到现场后，拆卸限位件110和固定件120，然后将电源模块210沿着导槽2212逐一推入到位，以将连接器插头212完全接入连接器插座224，最后按照s30的步骤将电源模块210锁固在电源机柜220内即可。
57.如图6，在装运过程中，限位件110可以保持电源模块210的连接器插头212与电源机柜220的连接器插座224之间有足够的间隙s，以使电源模块210与电源机柜220的连接器(连接器插头212、连接器插座224)完全脱开，防止在运输过程中连接器受损。
58.需要特别指出的是，限位件110在电源模块210沿导槽2212移动的方向上(以下简
称宽边)，应有一定的厚度，以使电源模块210在安装到装配有防护组件的电源机柜220之后，在连接器插头212与连接器插座224之间能够保持一个安全的间隙，本实施例中，间隙值与限位件110的宽边值相等。
59.本领域技术人员可以理解的是，本实用新型提供的防护组件同样适用于其他通过连接器实现模块与系统之间电连接的电源系统，例如功率模块级联型中压变频器mvd、静止无功补偿装置(statcom或svg)、电动汽车充电系统(evcs)、储能系统(pcs)等。
60.本实用新型提供的防护组件中，通过限位件110可以保持电源模块210的连接器插头212和电源机柜220的连接器插座224在装运过程中处于完全脱开的状态，通过固定件120可以缓冲电源模块210受到的机械振动和冲击，在电源设备200运到现场就位后再拆卸该防护组件，通过该防护组件可以实现电源模块210与电源机柜220的一体式运输，节省了电源设备200的包装成本、运输成本和人工成本，并且，限位件110和固定件120可循环使用，符合绿色环保的理念。
61.以上内容是结合具体/优选的实施方式对本实用新型作出的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只限于这些说明。对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，而这些都属于本实用新型的保护范围。