一种电气计量和开关设备的制作方法

本发明涉及一种新颖的计量和开关设备，该设备可用于控制和计量具有满足ul标准的不同电压和电流特性的三相线路。

背景技术：

各种国家，地方电气法规以及标准惯例规定，必须首先将为站点或建筑物供电的电源线（无论是单相还是多相）连接到提供功率计量以及可选的控制开关的服务设备。通常，该服务设备包括一个大体上垂直的金属柜，该柜的入口点从底部接收进来的导体，而在顶部处的出口通过该出口点引出导体。在入口点和出口点之间，提供了用于导体的终端，然后直接通过铜排或通过过流保护装置将其互连。还提供了标准电流和电压互感器，用于监视流经导体的功率并生成指示该功率的信号到仪表。可以从纽约布鲁克林的deltaswitchboardandpower，inc.和纽约布鲁克林的nay-tech，inc.获得用于此目的的服务设备。这些设备是为满足当地电力公司consolidatededison的要求而定制的，标准导体作为输入导体。但是，这些设备不能在具有不同要求的其他电力公司提供服务的该国其他地区使用。这些设备是为满足当地电气公司consolidatededison的要求而定制的，该公司使用某些标准导体作为输入导体。但是，这些设备不能在具有不同要求的其他电力公司提供服务的该国其他地区使用。这些设备是为满足当地电气公司consolidatededison的要求而定制的，该公司使用某些标准导体作为输入导体。但是，这些设备不能在具有不同要求的其他电力公司提供服务的该国其他地区使用。

此外，这些公司提供的设备的额定最大故障电流高达50kamps（由相应的ul标准定义）。

换句话说，现有设备的内部布置和尺寸与当地电力公司的要求有关，不能在其他场所使用。

技术实现要素：

在一个优选的实施例中，提供了一种用于向建筑物或其他场所供电的电气系统，该系统包括第一部分和第二部分。第一部分配置成容纳用于测量功率消耗的仪表盘。该第一部分包括适于连接至第一多个多相功率导体的第一功率连接构件。第二部分被配置为接收开关并且被连接到一组中间连接器。第二部分还包括第二电源连接构件，该第二电源连接构件适于连接至第二多个多相电源导体。开关被配置成在安装时通过所述中间连接器在所述第一和第二电源连接构件之间选择性地切换电流。

第一部分包括变压器子组件，其包括第一水平板，第二水平电源板。板由电绝缘材料制成。子组件还包括穿过所述第一板的第一组总线和穿过所述第二板的第二组总线。每个总线包括：第一总线部分，其适于连接至所述中间连接器和所述电源连接构件中的一个；以及第二总线部分，其适于连接至仪表盘。

板的尺寸和结构被设计成当所述总线经受过大的短路电流时将所述总线保持在预选的间隔布置中。

附图说明

图1a-1d示出了典型的现有技术的电气开关组件；

图2a示出了根据本发明构造的完整组件的立体图；

图2b是图1a的组件的侧视截面图；

图2c示出了图1a的组件的正视图；

图2d示出了图1a的组件的正视图；

图2e示出了沿图1a中的线aa截取的平面截面图；

图2f是图1a的组件的俯视图或平面图；

图3a示出了形成图2的组件的一部分的变压器子组件的立体图；

图3b示出了图3a的子组件的屏障的仰视图；

图3c是图3a的子组件的正视图；

图3d是图2a的子组件的端视图；

图4示出了替代实施例的等距视图。

具体实施方式

首先参考图1至图4。参照图1a-1d，典型的现有技术组件10包括用于容纳两个装置（在图3c中最佳地看到）的柜体12：仪表装置14和三相断开开关16。这两个设备的相对位置取决于两个因素：输入（线路）电缆的入口点和线路的电压。如图1a-d所示，输入电缆从顶部连接，输出电缆（进入负载）在底部连接。对于低压线路（通常在480vac以下），仪表14在线路侧。对于高压线路，开关在线路侧。开关16通常被称为微型螺栓压力开关，例如由伊利诺伊州克里斯特尔湖的博尔特开关公司制造的具有适当电流和电压额定值的开关。

这类设备特别感兴趣的是电缆连接，更具体地说是输入电缆连接。如前所述，这种布置的问题在于，这些连接的空间不足，尤其是在机柜12的底部，无法容纳不同类型的电缆，因此无法在任何位置通用。相反，现有的机柜可以接受具有一种cu/al标准连接的电缆，也可以接受具有专有设计的连接器。

本发明人已经开发了具有新颖布置的服务设备。该新颖设备的优选实施例在图1中示出。图2a-图。2f.该组件100包括：机壳102的开口104的电缆（未示出）的顶表面提供。组件100被布置为用于三相高压服务，其中从顶部提供进入的（线）电缆，而从底部退出的引出（负载）电缆。

机柜102优选地划分成两个部分110，112。在这种情况下，顶部段110保持开关114，底部段112保持仪表盘116，仪表盘116具有容纳标准仪表（未示出）的开口118。柜体的前表面102是由两个盖形成的120，122是可移动的，以提供接入到相应的设备和相关的连接。

现在参考图。如图2c所示，机壳102的下部112包括变压器子组件130。该子组件为引入的电缆提供支撑，并且还提供与仪表盘116相关联的常规电流和电压互感器（未示出）的接口。简而言之，输入电缆连接到开关114。从开关，电流通过铜总线传导到变压器子组件130其中流过导体的电流和电缆的实际电压由适当的变压器测量，并且所产生的功率通过安装在仪表盘116中的仪表显示和/或传输到远程位置。

该子组件130包括两个水平的，大致为u形板132，134由具有很高的电绝缘性能glasstic或其它材料制成。优选地，板为约1/4英寸厚。每个板132，134上设有一组支撑托架138。括号138被用于附接板132，134至柜的侧壁102。通常，使用桶形高压绝缘体140安装支架。（在图2b中可见）由俄亥俄州chagrinfalls的mar-bal公司制造，或其他类似的绝缘体。

底板132形成有用于三个汇流条142的开口（未示出）。在板132下方延伸的每个汇流条的底部142a设置有多个孔144。这些汇流条部分被布置成提供用于输入三相交流电源线（通用连接153-参见图2c）。这样，汇流条可以如图所示提供给客户，或者可选地，它们可以配备有标准连接器，例如适当尺寸的桶形连接器。

每个汇流条142的顶部146设置有一对水平延伸的滑架螺栓148。托架螺栓148的尺寸和间隔设定为标准距离，以便它们可以以众所周知的方式连接至标准杆式公用计量线圈（未示出）。仪表线圈被现场布线到仪表盘116。另外，汇流条142类似于支架138被附接到支架150，以独立地支撑每个汇流条142。和相关的输入电缆（未显示）。支架150也附连到相应的筒的绝缘体152被附接至后壁154机柜102直接地或通过一个共同的安装板156（参照图2b和2c）。

类似地，顶板134形成有纵向开口（143），纵向开口（143）容纳具有顶部162和底部164的汇流条160。底部164支撑与计量线圈对接的滑架螺栓166。顶部164附接到通向开关114的总线168（图2c）。母线160由支架170支撑。并且，支架170直接通过桶形绝缘体172或通过板174安装在后壁154上。因此，汇流条160在计量线圈部分和开关114之间形成一组中间连接器。

板132，134还设置有一个横向开口180。该开口接收中性母线182。中性母线设置在板支撑132，134通过其自身的托架138，绝缘体184和（任选地）一个板186。中性母线的底部188通过常规方式连接到接地连接（未示出）或合适的中性电缆（未示出）。

变压器子组件130因此提供了计量盘116所需的连接。重要的是，所示布置被设计为提供非常高的电路故障。更具体地，两个板适当地定位和隔开汇流排，以确保当发生短路故障时，假设汇流排的标准宽度为3½英寸，厚度为1/4英寸，则该子组件可承受50,000安培的短路。而且，如果将母线增加到4英寸，则面板100能够承受高达100,000安培的短路。此外，如果使用带有集成j类或l类保险丝的开关，则最终组件的额定对称短路电流为200,000。

如前所述，现有技术的系统使用螺栓开关螺栓压力接触开关。本发明人已经发现，诸如华盛顿特区的西门子公司制造的高接触压力或hcp开关提供了若干优点。首先，尽管在典型情况下，西门子建议以水平方向安装hcp开关（其中电源线和负载电缆水平进入开关），但发明人发现，也可以垂直安装同一开关。结果，如在附图中所见，汇流排和电缆可以容易地沿着各自的竖直轴线连接，从而减小了柜体102的所需宽度。。此外，当垂直安装时，该开关所需的空间比具有相同额定值的螺栓压力接触开关要小。该开关的另一个优点与远程指示有关。本文讨论的开关可选地包括过载感测电路，当确定某些过载条件时，所述开关跳闸（如果存在）。但是，hcp开关可选地包括指示器电路和/或触点，可以远程使用该指示器电路和/或触点来确定开关的状况以及引起自动跳闸的原因。hcp开关的额定值范围很广，包括400、600和800安培以及240vac至600vac的三相电压。

在图1至图3的实施例中。在图2和3中示出了一种布置，其中，计量部分布置在底部，而开关布置在顶部。根据线路电压以及线路和负载电缆的位置，这两个设备可能会反转。而且，一些客户仅需要计量装置。在这种情况下，将带有计量盘的部分抬高，以使仪表处于视线高度。否则，该结构与附图中所示的非常相似。在图3中示出了设备310，其顶部具有计量装置316，而底部具有开关314。

总之，在建筑物和其他场所的服务入口处提供的现有技术电气设备通常是根据当地电力公司和/或当地法规的要求定制的。他们使用本地提供的仪表盘，该仪表盘接收测量功率消耗的电表，以及可选的螺栓压力开关。线路和负载连接使用未经nema认可的接线片或专有的al/cu机械接线片来完成。所得设备具有几个缺点。它们的额定短路中断最大可达50,000安培。它们没有内部屏障或其他形式的保护措施，可防止机柜内的物品掉落。它们仅限于用于所有导体的cu/ai型连接器。通常，它们仅在400amp或800amp型号中可用。

可以将本文公开的设备配置为具有熔断的100,000安培或200,000安培的短路中断额定值。板132，134提供相应的总线之间是一致的分离，并且还确保工具和其他小零件做不会落于系统的现场元素，如总线。

机柜内设备的上方和下方有足够的空间容纳任何ul列出的两个安装接线片，无论它们是cu/al机械接线片，压缩接线片，铜端子等。因此，客户可以选择购买电缆任何来源的终止。该系统可以配置为提供400、600或800安培的交换服务。

系统中使用的hcp开关的额定值为通断或开/关操作中最大开关电流的10倍。hcp开关可提供多种选件，包括可现场安装的分励脱扣套件，与手动操作相反，当开关由于特定条件而跳闸时，可以提供远程信号。hcp开关还可以配备辅助开关，以向远程位置指示开关位置。

系统的元素（例如仪表盘）已通过ul认证。相同的配置在不改变机柜整体尺寸的情况下可有利地用于各种应用。

在不脱离所附权利要求所限定的范围的情况下，可以对本发明进行多种修改。