专利名称：一种电气配电盘以及包括此种配电盘的中压分站的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电气配电盘，还涉及具有改进的功能和特性的包括一个或多个此种配电盘的中压分站。对于“中压分站”的定义，这里其表示用于具有包括于1kV和70kV之间的标称额定电压的应用的分站。
背景技术：
如已公知的，分站包括广泛用于电功率分配的电设备；具体而言，中压分站的一个基本任务是以安全和可靠的方式将所分配功率的电压向下转换到适当的水平，该适当的水平对多种用户有用，如公用事业公司，各种类型的工厂，例如钢厂、石化厂等等。
当前的中压分站通过使用特定数目的可操作地彼此耦合的电气配电盘来实现；每个配电盘包括金属性壳，通常具有平行六面体结构，在其内部界定了足够的空间以便于容纳执行所需的系统管理功能而必要的各个设备，这些系统管理功能对于电能分配是必须处理的。在该技术领域中，这些功能通常分为两个不同的类别，一般称为首要功能和次要功能；首要功能是涉及主电压、电流和功率分配的那些功能，而次要功能是涉及辅助和控制特征的功能。
首要功能的一些实例是形成、断开、传导标称电流，在特定时间内承受短路电流，将带电部分从操作者断开、接地和隔离。
次要功能的实例是保护、互锁、本地或远程监管、本地或远程控制、自动化、测量、计量、诊断和通信。
设计为执行不同功能的适当设备的实例是电路断开器、断连器、多种类型的测量和电子装置、保护继电器、母线、插头等等。
在本技术领域的当前状态下，尽管公知的中压分站允许以适当的方式执行所需任务，它们仍然具有一些缺点和技术上的不便，其应进一步改善和优化。
具体而言，一个显著缺点在于这样的事实每个配电盘的各个部件通过布线彼此连接；例如，需要将辅助接触连接到终端块，安装测量装置并对其布线，将所有输入和输出布线到保护和控制单元，将例如用于互锁的接触位置传感器布线到所需终端块或继电器。然后，当实现分站时，各个配电盘的功能单元必须被恰当地接线以便实现所需的功能协调和互相依赖。显然，这导致过量的操作，其成本高且消耗时间；此外，不可避免的布线和接线导致每个配电盘内部繁琐的设计，并且使分站整体复杂得多。每个分站具有基于特定用户化的要求而专门设计的布局且应在安装前测试的事实显著地恶化了这种情况；事实上，分站必须首先在厂内以可操作的配置组装并测试；然后，应将其拆卸并运送到应用场地，在那里将其再最终组装。因而，包括了相当量的工程和试运行操作，从而负面地影响了分站的总体制造成本。
发明内容
因而，本发明的主要目的是提供一种电气配电盘以及包括此种配电盘的相关的中压分站，其可以克服上述缺点和缺陷，并且具体而言，相对现有技术解决方案其可以通过优化的结构和以简化的方式来实现，而同时提供改善的性能和特性。
该目的是通过一种电气配电盘实现的，该配电盘包括具有门和多个壁的壳，所述门和壁一同界定适于容纳配电盘的内部部件的内体积，特征在于所述配电盘包括隔间，所述隔间成形为允许在所述内部部件中的至少一个和一个另外的部件之间执行信号的无线通信。
此目的还通过如相关权利要求所限定的中压分站来实现。
进一步的特点和优势将根据对本发明的电气配电盘和中压分站的一些优选但不排他的实施例的描述而变得明显，这些描述仅以带有附图的非限制性实例的方式来说明，其中图1是示意性地图示根据本发明的一个优选实施例的电气配电盘的透视图；图2是图示用于根据本发明的配电盘的波导装置的透视图。
图3是示意性地图示包括图1中图示出的类型的多个配电盘的中压分站的前视图。
具体实施例方式
由总体参考号1在图1中图示根据本发明的电气配电盘；如所示的，配电盘1包括壳，所述壳具有在前面提供的一个(或多个)门2，以及多个壁，即底壁3、顶壁4、后壁5、两个侧壁6，其一同界定适于容纳配电盘1自身的内部部件的内体积7；根据本技术领域中众所周知的且因而不在此处进一步详述的解决方案，内部部件通常包括电气和/或电子装置，如一个或多个电路断开器8，如例如传感器或仪表变压器的电流和/或测量装置传感器9，例如用于诊断、保护、监视、控制、数字接口等等的智能电子装置10。
有利地，配电盘1包括专用通信隔间100，所述隔间成形为允许在内部部件中的至少一个和一个另外的部件之间执行信号50的无线通信；该另外的部件(一个或多个)可以在配电盘1的外部，例如，属于另一个配电盘、远程控制单元的一个(或多个)部件，或者甚至同一个配电盘1的另外的内部部件。
根据一个更优选的实施例，隔间100定位在内体积7内并包括多个周边壁101，配置所述多个周边壁以便于界定信号50的传播基本上被约束于的内部专用环境102；具体而言，配置隔间100的周边壁101以便将内部专用环境102从内体积7的剩余部分分开，即它们界定信号50的传播基本上被传送和限制于的从内体积7的剩余部分分隔的内部子体积。
包括天线103的适当的收发装置可操作地连接到至少一个周边壁101并穿过它。
有利地，隔间100的周边壁101的至少一些、优选地是全部，包括抗干扰屏蔽层，例如适于对抗可影响传输中的信号的质量和可靠性的可能的信号干扰和/或扰动的层，所述信号干扰和/或扰动如由各个源产生的电磁噪声、无线电干扰信号等等；更优选地，周边壁101包括至少部分地围绕专用环境102并具有优良电磁屏蔽特性的电传导材料的层。以此方式，传导层执行屏蔽功能并促进信号50在隔间100内的传播。
根据各图中图示的可能的实施例，隔间100具有隧道形状的配置，其以基本上直线的方式在壳的两个相对侧壁6之间横向伸展，所述壳-对应于隔间100的端部-可在一个或全部两端呈现适当的开口。优选地，隧道形状的隔间100具有基本上矩形的横截面，其中横截面的边(a、b)的长度的比率为1∶2；此解决方案可以改善信号传播的质量，尤其是在高频率、例如在GHz范围中；例如，对于5GHz的传输频率，边(a)可具有0.05m的长度，而边(b)具有0.025m的长度。
如图1所示，还提供至少一个信号吸收元件11，例如在隧道形状的隔间100的端部可操作地耦合到所述隔间100的适合形状的端帽；优选地，吸收元件11包括传导泡沫，例如掺有可在市场上商业获得的类型的传导颗粒的泡沫化聚安酯(polyurethane)。
根据一个优选实施例，其从构造的角度来看是极其简单的并且是功能有效的，通过使用也由参考号100在图2中示出的金属性波导装置来实现隔间100；有利地，装置100由适当厚度的铝或替选的铜的单体制成。以此方式，周边壁101仅由所选的传导材料构成，该传导材料同时用作分隔元件，作为抗干扰屏蔽层，并且其还允许信号在隔间自身内的传播。
例如借助于抽屉状系统，或根据卡扣配合(snap-fit)耦合，或以其他适合的机械耦合，金属性波导装置100放置在内体积7内并可移除地连接到壳；以此方式，维护介入、替换等等明显地容易了。
替选的，装置100可以例如通过使用适合的紧固装置而固定地附着到壳。
根据在图1中以虚线示意性图示的替选实施例，隔间100可定位于配电盘1之外并可操作地耦合到其壳。
根据本发明的配电盘1可有利地用于中压以及低压电压应用，并且其尤其适于实现中压分站；因而，本发明的进一步目的涉及包括至少一个上述类型的配电盘1的中压分站。
通过参考号200在图3中示意性图示了根据本发明的中压分站的实例；如所示的，分站200优选地包括至少两个配电盘1，所述至少两个配电盘相邻定位，其中其相应的隔间100彼此面对并稍微移置。具体而言，配电盘1彼此并排定位，以便于限定分段的基本上直线的隧道300，其中它们相应的隔间100可操作地链接，所述隧道实际上构成信号在其内行进的无线通信路径。此外，在分段的无线通信路径300的两个外端，提供两个对应的信号吸收元件11，其每个连接到隔间100的相应端部。
为了简单，图3仅示出两个配电盘1，但分站200显然可由所需数目的配电盘1组成，所述配电盘可并排放置，优选地成一行。因此，在一特别优选的实施例中，分站200包括多个配电盘1，每个具有对应的壳，所述壳提供有共同界定适于容纳内部部件的内体积7的至少一个门2和多个壁；每个配电盘1包括自己的隔间100，其定位在相应的内体积7内，并且成形为允许执行信号的无线通信；定位隔间100以便于限定分段的基本上直线的无线通信路径300，该路径伸展穿过由配电盘1限定的多个内体积7。
而且，在分站包括多个配电盘1的配置中，两个吸收元件11优选地定位于所实现的分段路径300的两个相对的外端。
因而，在应用中，来自第一配电盘1的部件的信号50，优选地以适当调制的无线电频率波的形式以便于承载所需数据，由收发装置103的天线传输到专用环境102中；在那里，它们被约束在由多个隔间100限定的路径300内，并在该被保护和屏蔽的空间内朝向关联于另一隔间100的天线103传送；而该天线允许将信号50传输到设计为接收它们的第二配电盘1的部件。在路径300的端的元件11避免或至少基本上减少了信号反射的风险。
实际上，发现根据本发明的配电盘以及相关中压分站完全实现了预期目的，提供了相对现有技术解决方案的若干优势。实际上，如前所述，实现的解决方案归因于这一事实允许以无线方式并在专门且排他地专用于通信的受保护的环境中传输信号，导致每个配电盘的构造布局的实质性简化，以及再者是由功能上相互依赖但结构上/机械上独立的模块而构成的分站的整体布局的实质性简化。实际上，配电盘仅必须彼此接近地放置，其间无任何布线或电/机械的连续性，而仅使隔间100彼此面对；实际上，制造、试运行和维护操作得到极度简化，因为例如用于测试的厂内组装和现场最终安装不要求任何组装-拆卸和重组装操作，而这些对现有技术的解决方案是必须的。此外，如果需要，可以以简单并迅速的方式通过添加/除去/替代一个或多个配电盘来变化分站的布局。此外，信号以可靠和受保护的方式传输，具有实际上以任何所需的速度、不论其高或低，以及以所需的单频率或者甚至通过多频率来数据通信的可能性；例如，其可能传送实时处理数据，如模拟和电压采样。还应注意，这种结果是通过创新的解决方案实现的，其结构上简单并且可借助于极简单的制造操作而实现，从而得到材料、时间和生产成本方面的显著节省；具体而言，当隔间100放置于壳内时，其实际上构成配电盘的另外部件并且直接且自动地免受配电盘1自身之外的环境影响。
这样构想的配电盘和相关中压分站容许修改和变化，所有修改和变化处于本发明概念的范围以内；所有细节可进一步以技术上等价的元件替代。例如，隔间100可通过使用分离的件而实现，例如多个适合材料的板，其可逐件地连接到壳上，或者先彼此接合然后作为整体连接到壳或者甚至是以电传导材料的层涂覆的塑料管；隔间100的形状也可以不同，或者周边壁101可结合更多不同类型和材料的层而实现。再者，如果由特定应用所需或所要求，其还可能使用相互连接的元件，如机械配合，其可放置于相邻的隔间100之间并可操作地与它们关联以便更好地确保适当的对准。还有所用的材料，只要其与特定用途、目的以及尺度相兼容，根据要求和技术现状可以是任意的。
权利要求
1.一种电气配电盘(1)，包括具有门(2)和多个壁(3、4、5、6、)的壳，所述门和壁一同界定适于容纳所述配电盘(1)的内部部件的内体积(7)，特征在于所述配电盘(1)包括隔间(100)，所述隔间成形为允许在所述内部部件(8、9、10)中的至少一个和一个另外的部件之间执行信号(50)的无线通信。
2.如权利要求1的电气配电盘(1)，特征在于所述隔间(100)定位在所述内体积(7)内，并包括多个周边壁(101)，所述周边壁被配置以便于界定所述信号(50)的传播基本上被约束于的内部专用环境(102)。
3.如权利要求2的电气配电盘(1)，特征在于所述隔间(100)的周边壁(101)被配置以便使所述内部专用环境(102)从所述内体积(7)的剩余部分分开。
4.如权利要求2或3的电气配电盘(1)，特征在于所述周边壁(101)的至少一些包括防干扰屏蔽层。
5.如前述权利要求中的一项或多项的电气配电盘(1)，特征在于所述周边壁(101)的至少一些包括电传导材料层。
6.如前述权利要求中的一项或多项的电气配电盘(1)，特征在于所述隔间(100)具有隧道形状的配置，所述配置以基本上直线的方式在所述壳的两个相对侧壁(6)之间横向伸展，特征还在于提供收发装置(103)，其可操作地连接到所述周边壁(101)的至少一个并穿过它。
7.如权利要求6的电气配电盘(1)，特征在于所述隧道形状的隔间(100)具有基本上是矩形的横截面，其边(a、b)的长度的比率为1∶2。
8.如前述权利要求中的一项或多项的电气配电盘(1)，特征在于其包括至少一个信号吸收元件(11)，该信号吸收元件在所述隧道形状的隔间(100)的端部耦合到它。
9.如权利要求8的电气配电盘(1)，特征在于所述信号吸收元件(11)包括传导泡沫。
10.如前述权利要求中的一项或多项的电气配电盘(1)，特征在于所述隔间(100)包括固定地附着于所述壳的金属性波导装置。
11.如权利要求1至9中的一项或多项的电气配电盘(1)，特征在于所述隔间(100)包括可移除地连接到所述壳的金属性波导装置(100)。
12.如权利要求10或11的电气配电盘(1)，特征在于所述金属性波导装置(100)以铝或铜的单体制成。
13.如权利要求1的电气配电盘(1)，特征在于所述隔间(100)定位在所述壳之外，并且可操作地耦合到所述壳，所述隔间(100)包括多个周边壁(101)，所述周边壁被配置以便于界定所述信号(50)的传播基本上被约束于的内部专用环境(102)。
14.中压分站(200)，特征在于其至少包括如前述权利要求中的一项或多项的第一配电盘(1)。
15.如权利要求14的中压分站，特征在于其包括如权利要求1至13中的一项或多项的第二配电盘(1)，所述第一和第二配电盘(1)以它们面对彼此的相应隔间(100)而相互地定位。
16.如权利要求15的中压分站(200)，特征在于所述第一和第二配电盘(1)彼此并排定位，以便于界定分段的基本上直线的无线通信路径(300)，其中它们的相应隔间(100)可操作地链接。
17.如权利要求16的中压分站(200)，特征在于其包括第一和第二信号吸收元件(11)，其每个连接到所述分段的无线通信路径(300)的相应端部。
18.中压分站(200)，包括多个具有壳的配电盘(1)，所述壳包括门(2)和多个壁(3、4、5、6)，所述门和壁一同界定适于容纳内部部件(8、9、10)的内体积(7)，特征在于，每个配电盘(1)包括隔间(100)，其定位在所述相应的内体积(7)内，并且成形为允许执行信号的无线通信，定位所述隔间(100)以便于限定分段的基本上直线的无线通信路径(300)，该无线通信路径伸展通过由所述配电盘(1)所限定的所述多个内体积(7)。
全文摘要
一种电气配电盘，包括具有门和多个壁的壳，所述门和壁一同界定适于容纳所述配电盘的内部部件的内体积，其特性在于以下事实其包括专用隔间，所述隔间成形为允许在所述配电盘的内部部件中的至少一个和一个另外的部件之间执行信号的无线通信。本发明还涉及包括此种配电盘的中压分站。
文档编号H01P3/00GK1832281SQ20061005862
公开日2006年9月13日 申请日期2006年3月2日 优先权日2005年3月7日
发明者马尔科·泰拉里尼, 伯恩哈德·德克, 保罗·鲁道夫 申请人:Abb技术有限公司