用于端子组件的电绝缘盖的制作方法

本发明总体上涉及电气系统，更具体地，涉及这样的系统中的电力分配。

背景技术：

具有封装的电气和电子部件的电气系统是已知的并且在使用中。例如，电机控制中心(mcc)用于大型的和工业的操作中的电力和数据分配。在mcc中，各种部件例如开关装置、半导体电力电子电路、可编程逻辑控制器、电机控制器等被容纳在大的电气外壳中，该电气外壳可以被细分为节或列，该节或列可以被进一步细分为室。mcc包括用于向各个室分配电力的相关联的母线、互连部和支撑结构。

通常，mcc连接至主电源线，该主电源线可以向mcc的水平母线供应三相交流电力。水平母线继而可以将三相电力供应至布置在mcc的节或列的每个节或列中的竖直母线。竖直母线继而可以将三相电力供应至安装在节的室中的各个单元(其通常包括电气部件)。如各个应用可能需要的那样，所述单元继而可以提供用于将三相电力供应至诸如电机等系统环境的电力端子(导线)，例如铜母线。

为了将mcc连接至系统环境，通常可以将具有门或检修窗(accesspanel)的单元推入mcc的室中，所述门或检修窗覆盖电气部件和负载插头导线组。第一负载插头导线组可以例如经由竖直母线连接至由mcc提供的三相电力。第二负载插头导线组可以连接至电连接器，该电连接器通向设置在mcc的相邻电线管道中的螺栓端子，所述mcc也可以具有门或检修窗。螺栓端子继而可以通向诸如电机等系统环境。

然而，在一些示例中，这样的布置可能冒着遭受电气短路和/或电击的危险，例如当移除与门或检修窗的电连接，从而露出螺栓端子时。因此，期望尽可能地使电气短路和/或电击的可能性最小。

技术实现要素：

本发明的发明人已经认识到：可以提供利用电绝缘盖来使螺栓端子的上部电绝缘的端子组件。电绝缘盖可以由塑料、橡胶或某些其他电绝缘体制成，并且可以安装在框架上，该框架被配置成与支撑螺栓端子的框架接合。虽然螺栓端子的下部可以继续与电连接器电连接以收纳负载插头导线(来自单元)，但是可以将螺栓端子的上部电绝缘以防止例如当移除电线管道的门或检修窗时的短路和/或电击。电绝缘盖还可以包括用于周向包围通向螺栓端子的电线的电缆密封套。保持器或保持夹还可以用于将电绝缘盖固定地保持至支撑螺栓端子的框架。

本发明的方面可以例如根据iec60529ip20(手指或类似物的国际防护等级)标准为可能碰到螺栓端子的手指或类似尺寸的对象提供改进的保护。本发明的方面还可以提供电绝缘以防止诸如“电弧”(当电流通过电路中或两个导线之间的空气或气体跳过间隙时形成电流的发光放电的现象)等危险。

本发明的方面可以提供端子组件，其包括：框架(伸长的负载插头外壳)、橡胶的电线密封套和盖、用于保护的电线弹簧夹和负载插头。负载插头伸长外壳可以由单个模制件(其也可以是电绝缘的)形成。盖和电线密封套可以是组合型的(其也可以是电绝缘材料)。可以通过一段一段地切除电线密封套来使其适应不同的电线(或电缆)直径。在切除电线密封套之后，可以在电线密封套本身上设置数字以表明电线直径。还可以设置金属弹簧夹来提高安全性，其中移除这样的夹子可能需要诸如钳子等工具。

本发明的一个或更多个优点可以包括：伸长的壳体(框架)，其可以避免对当前设备和工具的复杂的和/或昂贵的再加工；通过在先设计的较容易安装，包括通过确保设备(例如耳件、电线和螺栓)的安装的适当空间/尺寸；较易执行具有较旧的支架和/或安装类型的较旧的系统；iec60529ip20(手指或类似物的国际防护等级)兼容性；简化的安装；通过在没有工具的情况下难以拆卸而提高了使用的安全性；用于检查和检验连接的简化机构；与现有部件兼容；在单个部件中的组合电线密封套(其可以是橡胶)和盖；和/或用于增强保持和用于实现较易的安装或组装的金属弹簧夹，所述安装或组装通用需要工具来拆卸。

然后具体地，本发明的一方面提供用于端子组件的电绝缘盖，其包括：被配置成覆盖螺栓端子的上部的上表面；以及附接至所述上表面的端部的电缆密封套，电缆密封套包括多个不同直径的同心环，每个环被配置成周向包围并且基本上密封特定尺寸的电缆或电线。电绝缘盖能够操作为使螺栓端子的上部电绝缘。

另一方面可以提供端子组件，其包括：电连接器，所述电连接器被配置成在导线被推入电连接器中时接入导线；螺栓端子，所述螺栓端子具有被配置成收纳导线的上部和被配置成与电连接器电连接的下部；以及布置在螺栓端子上方的电绝缘盖。电绝缘盖能够操作为使螺栓端子的上部电绝缘。

另一方面可以提供电气系统，其包括：室，所述室被配置成容纳具有电气部件的单元；电线管道，所述电线管道被布置成与所述室相邻；设置在所述室中的多个电连接器，所述电连接器被配置成在具有负载插头导线组的单元被推入所述室中时接入负载插头导线组，从而使负载插头导线组被推入电连接器中；设置在电线管道中的多个螺栓端子，每个螺栓端子具有被配置成接入卷曲线耳导线的上部和被配置成与电连接器电连接的下部；支撑多个电连接器和多个螺栓端子的框架；以及布置在多个螺栓端子上方的多个电绝缘盖。电绝缘盖能够操作为使螺栓端子的上部电绝缘。

根据以下详细描述和附图，对于本领域技术人员来说，本发明的这些和其他的特征和优点将是显而易见的。然而，应当理解的是，指示本发明的优选实施方式的详细描述和具体示例被呈现作为说明而非限制。在不背离本发明的精神的情况下，在本发明的范围内可以做出许多改变和修改，并且本发明包括所有这样的修改。

附图说明

在附图中图示了本发明的优选示例性实施方式，在整个附图中相同的附图标记表示相同的部件，在附图中：

图1是根据本发明的实施方式的可以容纳各种类型的电气单元的示例性电气系统的等距视图；

图2是图1的电气系统的内部视图；

图3是图1的电气系统的节的内部视图；

图4是图1至图3的母线系统的示例性构造；

图5是用于支撑图1至图3的母线系统的电力母线的示例性预配置的绝缘母线支撑件；

图6是根据本发明的实施方式的可以是mcc的节的另一示例性电气系统的等距视图；

图7是图6的电气系统的等距视图，其中已经移除了电线管道的门或检修窗，从而使螺栓端子露出；

图8是图7的电连接器和螺栓端子的等距视图；

图9是根据本发明的实施方式的框架元件和布置在图8的多个螺栓端子上方的电绝缘盖的等距视图；

图10是根据本发明的实施方式的电绝缘盖的等距顶视图；

图11是图10的电绝缘盖的等距仰视图；

图12是图10的电绝缘盖的等距正视图；

图13是根据本发明的实施方式的具有被电绝缘盖的电缆密封套周向包围的不同直径的线导体的图9的等距视图；

图14是根据本发明的实施方式的框架元件的等距顶视图；

图15是图13的框架元件的等距仰视图；

图16是根据本发明的实施方式的被配置成沿螺栓端子的方向将电绝缘盖保持至框架元件的保持夹的正视图；以及

图17是根据本发明的实施方式的设置有电绝缘盖的图7的电气系统的等距视图。

具体实施方式

现在参数图1和图2，提供了可以容纳各种类型的电气单元12的示例性电气系统10。电气系统10可以是例如电机控制中心(“mcc”)或者其他工业的、商业的、海事的或其他的电气系统。通常，电气系统10可以提供一个或更多个节14，每个节形成环绕用于支撑单元12的装置安装体积的壳。该壳可以由诸如厚板金、增强塑料等任何合适的材料制成。电气系统10通常可以经由适合的导线管(未示出)接收来自诸如供电网等外部电源的三相电力和/或数据信号，并且将接收到的电力和/或数据信号以各种方式分配至节14中的一个或更多个节。节14可以彼此电隔离，或者可替选地，节14可以例如经由共同的水平电力母线16与其他的节14电连接。

单元12均可以包括用于覆盖部件18的组件的门，部件18经由诸如螺栓的(“固定进给的”或“框架安装”)或咬式的(“可拆卸的”)接合等已知方法被支撑在每个单元12内，从而提供与电气系统10的机械的和电气的连接。单元12的示例性部件18可以包括继电器、电机启动装置和可编程逻辑控制器(“plc”)等。单元12的门可以包括例如杆(例如闭合和关断该单元内的断路器并且在断路器关断时实现门的打开的旋转杆)，用于防止门打开的锁，和/或用于指示打开门的安全状况的灯。可以在每个节14中设置闩轨(未示出)以与单元12的各个门上的闩连接。

节14还可以包括电线管道20，在该电线管道20中可以安装线和负载布线、电缆布线等以服务部件18。节14可以选择性地包括变化的预配置的绝缘区域，所述变化期望节14之间的电绝缘更大，例如符合iec61439-2的形式3、3a、4或4b。

还参照图3，可以例如以插入的方式沿节14中的每个节的后壁布置竖直母线系统24，竖直母线系统24被配置成便于在整个相应的节14中分配电力。母线系统24通常可以被形成为具有槽26的底板，以用于接收被容纳在节14中的装置支撑件的后表面上的常规插头型(stab-type)电连接件。这样的槽和插头布置在本领域中通常是已知的。如图所示，可以将槽26分成对以接纳针对电力的每个相的对应的两叉插头。可以设置数排这样的槽26以使得装置支撑能够安装在节14内的不同高度处。

现在参照图4，提供了图1至图3的母线系统24的示例性构造。母线系统24可以包括布置在节14内的多个电力母线。在图示的实施方式中，母线系统24包括被布置成彼此相邻的第一竖直母线导线、第二竖直母线导线和第三竖直母线导线30，其可以对应于三相电力系统(电力导线)的不同相位。此外，母线系统24包括被布置成彼此相邻的第一水平母线导线、第二水平母线导线和第三水平母线导线40，其也可以对应于三相电力系统(电力导线)的不同相位，但是在不同方向上。

在某些实施方式中，水平母线导线40可以耦接至供应来自诸如供电网等外部电源的三相电力的电缆布线，并且第一水平母线导线、第二水平母线导线和第三水平母线导线40可以耦接至第一竖直母线导线、第二竖直母线导线和第三竖直母线导线30。此外，在某些实施方式中，一个节的水平母线导线40可以与另一(侧面的)节的水平母线导线40耦接(或“拼接”)。在替选的实施方式中，可以设置更多的水平母线导线和/或竖直母线导线，例如以提供中性导线、保护性的地、接地或者另外的电力相位，或者可以设置适合于环境的较少的水平母线导线和/或竖直母线导线。

母线系统24可以包括将在下文中更详细地描述的母线盖46和背面的母线支撑件。在图示的实施方式中，母线盖46可以包括布置在水平母线导线和竖直母线导线上方的合成材料的模制板，并且可以用于防止与下面的电力母线接触(除了通过槽26以外)。竖直母线导线30通常由棒材或管材制成，该棒材或管材具有允许其机械地和电力地耦接至母线系统24中的相应水平母线导线40的平坦区域。

可以通过经由槽26接纳的两叉插头来连接部件支撑件(诸如安装在板或抽屉上，未示出)并且接合布线盖46后面的各个母线。如上所述，母线系统24还包括被配置成支撑竖直母线导线和水平母线导线的母线支撑件，下面参照图5详细描述母线支撑。

现在参照图5，图示了用于支撑图2的母线系统24的电力母线的示例性的预配置绝缘母线支撑件50。如图所示，母线支撑件50可以是具有用于容纳图2的竖直母线导线30的竖直通道52的模制件。竖直通道52中的每个竖直通道可以包括在母线支撑件50的背侧56上的背部凸起54。在图示的实施方式中，母线支撑件50机械地支撑各个水平母线导线和竖直母线导线。在母线系统24内，并且通常在母线支撑件50和母线盖46之间(参见图4)，每个竖直母线导线通常可以包括通过部件支撑件的插头接合的连接部分和母线锚定部分。

因此，水平母线导线40(参见图4)通常可以被支撑在母线支撑件50的后表面上，而竖直母线导线30(参见图4)可以被支撑在母线支撑件50的前表面上。在图示的实施方式中，母线支撑件50包括用于容纳安装螺钉或螺栓的一系列孔58或洞。这些孔58通常会与电气系统10的后侧中的对应孔对准，以当在电气系统10中安装母线系统24时支撑母线系统24。竖直母线导线30可以被容纳在竖直通道52的相应凹部内。该凹部通常可以是竖直母线导线30可以位于其中的半圆形凹槽。

与背部凸起54(其可以比凹部略深)相对的是被设计成用来收纳和容纳部件支撑件的插头(未示出)的凹穴，该部件支撑件的插头将突出穿过母线盖46中的槽26。此外，母线支撑件50可以包括一系列孔(未示出)，所述孔完全延伸穿过母线支撑件50以机械地或电气地连接至水平母线导线40。

在图示的实施方式中，母线支撑件50可以被形成为单片模制塑料材料。该材料优选为不会随着正常操作期间可能发生的温度上升而降解或融化的材料。在某些实施方式中，母线支撑件50可以包括玻璃填充聚酯、热固塑料。母线支撑件50还可以包括布置在母线支撑件的背侧上的附加母线支撑架(未示出)，该附加母线支撑架可以被配置成接触通道以在高电流事件期间限制竖直母线导线的移动。

现在参照图6，提供了根据本发明的实施方式的另一示例性电气系统60的等距视图，其可以是电机控制中心(mcc)的一节。电气系统60可以包括第一门62(或第一板)，可以将所述第一门62(或第一板)打开以提供用于容纳可以是电气部件的单元的室或空间容积。电气系统60还可以包括第二门64(或第二板)，可以将所述第二门64(或第二板)打开以露出布置成与被第一门62覆盖的室相邻的电线管道65。

针对系统环境中的使用，可以打开第一门62中的一个门，并且可以将具有负载插头导线(loadstabconductor)组的单元推入室中。例如，可以将单元的第一负载插头导线组推入室中以接合用于接收三相电力的竖直母线导线30。例如，可以将单元的第二负载插头导线组推入室中以接合电连接器80，电连接器80被配置成收纳第二负载插头导线组(参见图8)。单元的电气部件可以控制竖直母线导线30(经由第一负载插头导线组)与电连接器80(经由第二负载插头导线组)之间的电流。可以设置在第一门62上的杆66，该杆66可以作为断路器使电气部件连接电流或断开电流。

还参照图7，提供了已经移除第二门64从而露出电线管道65和螺栓端子的电气系统60的等距视图。电连接器80(收纳来自单元的第二负载插头导线组)继而可以例如经由导线轨72连接至螺栓端子70的下部。螺栓端子70的上部例如螺栓74可以例如以卷曲线耳76的形式收纳导线，卷曲线耳76继而可以被卷曲成通向系统环境的电线或电缆。

现在参照图8，提供了电连接器80和图7的螺栓端子70的等距视图。电连接器80可以被配置成在导线被推入电连接器80中时收纳导线例如负载插头导线组。可以通过电连接器框架82支撑电连接器80，电连接器框架82可以是单个模制件并且其可以位于电气系统60的第一门62后面的室中。

螺栓端子70可以具有被配置成收纳导线例如被卷曲成电线或电缆的卷曲线耳导线的上部，例如螺栓74。螺栓端子70还可以具有下部例如导线轨72以用于与相应的电连接器80电连接。螺栓端子70可以位于电气系统60的第二门64后面的电线管道65中。可以例如通过使螺栓74穿过卷曲线耳至导线轨72和螺栓端子框架84来紧固卷曲线耳导线，螺栓端子框架84可以是用来支撑螺栓端子70的单个模制件。还可以将电线或电缆卷曲成卷曲线耳。因此，可以提供从电连接器80至螺栓端子70并且继而至卷曲线耳和卷曲电线的连续电连接。

可以以不同的方式例如经由卡合保持机构、紧固件等将电连接器框架82附接至螺栓端子框架84。电连接器框架82和螺栓端子框架84可以被认为是支撑电连接器80和螺栓端子70的连续框架。在替选的方面中，电连接器框架82和螺栓端子框架84可以被模制成单个部件。

现在参照图9，提供了根据本发明的实施方式的构成端子组件102的与电连接器框架82和螺栓端子框架84通信的框架元件90，以及布置在图8的螺栓端子70上方的电绝缘盖100的等距视图。电绝缘盖100使螺栓端子70的上部电绝缘。电绝缘盖100可以由塑料、橡胶和某些其他电绝缘体制成，并且可以安装在框架元件90上(还参见图14和图15)，框架元件90可以是单个模制件并且其可以被配置成与电连接器框架82和螺栓端子框架84接合。在一些方面中，框架元件90、电连接器框架82和螺栓端子框架84可以是支撑电连接器80、螺栓端子70和电绝缘盖100的连续框架。

端子组件102可以包括单个电连接器80和螺栓端子70的构造，或者多个电连接器80和螺栓端子70(例如，如图所示的4个电连接器80和4个螺栓端子70)。可以设置单个电绝缘盖100来覆盖所有的螺栓端子70，或者可替选地，如图所示可以设置分离的电绝缘盖100来覆盖螺栓端子70中的每个螺栓端子。

端子组件102还可以包括一个或更多个保持夹110，所述保持夹110可以是例如金属弹簧夹。还参照图16，保持夹110可以经由吊钩112安装至诸如框架元件90等框架以沿螺栓端子70的方向来保持电绝缘盖100。保持夹110也可以朝着电绝缘盖100在中心区域114中向内施力以确保保持力的运用。移除保持夹110可能需要诸如钳子等工具。因此，保持夹110可以通过进一步确保电绝缘盖100的存在来进一步提高安全性。

现在参照图10至图12，分别提供了根据本发明的实施方式的电绝缘盖100的等距顶视图、仰视图和正视图。如图所示，电绝缘盖100可以被配置成覆盖并且电绝缘单个螺栓端子70的上部。在替选的方面中，电绝缘盖可以被配置成覆盖并且电绝缘多个螺栓端子的上部。电绝缘盖100可以被制成由诸如橡胶、塑料等电绝缘材料模制成的单个部件。

电绝缘盖100可以包括可以布置在螺栓端子70上方的基本上平坦的矩形上表面120。可以在上表面120的下面设置电绝缘盖棱边122以用于接触框架元件棱边130(还参见图13)以确保连续屏蔽，从而提供相邻螺栓端子之间的电绝缘。上表面120可以包括优选地靠近外部棱边的由相对的脊形成的通道123(或凹槽)以用于容纳保持夹110。上表面120还可以包括向用户传送信息的文本或其他标记，例如警告在电绝缘盖100的下面存在电压。

如图11中可以最佳地示出的，阳性保持件(positiveretentionfeature)124可以形成在上表面120的相对的内侧上。阳性保持件124可以接合框架元件90的孔132或洞(还参见图13和图14)以确保电绝缘盖100进入位置。

还参照图13，电绝缘盖100还可以包括附接至上表面120的端部例如在前面区域中的电缆密封套(cablegland)140。电缆密封套140可以由不同直径的多个同心环142组成以支撑与螺栓端子连接的电线或电缆。可以将每个环142制成适当的尺寸从而以基本上密封接触的方式周向包围具有特定直径的导线或电缆，由此提供连续的电绝缘。还可以与螺栓端子相距不同距离的方式来对环142进行分层，使得较小的环142(其可以是内环)距离螺栓端子较远，而较大的环142(其可以是外环)较接近螺栓端子。

在操作中，可以从电绝缘盖100中切除一个或更多个多余的环142，以保留适当尺寸的环142来周向包围并且基本上密封具有与适当尺寸的环142对应的直径的电线或电缆。可以用标记144例如指示对应环直径(或者所支撑的电缆或电线尺寸)或美国线规(awg)等级等的数字来对环142中的每个环进行标记。举例来说，图10至图12的实施方式包括所支撑的七个可能的环直径/尺寸构造，其包括可以用毫米表示的直径等级“3”、“5”、“8”、“11”、“14”、“17”和“20”。标记144反映切除环之后所使用的电缆或电线的直径或尺寸。

举例来说，如图13中所示，第一电绝缘盖150可以不切除环142，保留尺寸/直径等级为3的环，允许与对应尺寸为3毫米直径的电线152电绝缘密封地接触。第二电绝缘盖154可以切除一个环142，保留尺寸/直径等级为5的环，允许与对应尺寸为5毫米直径的电线156电绝缘密封地接触。第三电绝缘盖158可以切除两个环142，保留尺寸/直径等级为8的环，允许与对应尺寸为8毫米直径的电线160电绝缘密封地接触。最后，第四电绝缘盖162可以切除四个环142，保留尺寸/直径等级为14的环，允许与对应尺寸为14毫米直径的电线164电绝缘密封地接触。

现在参照图14和图15，分别提供了根据本发明的实施方式的框架元件90的等距顶视图和仰视图。框架元件90可以被制成由诸如塑料等电绝缘材料模制成的单个部件。框架元件90可以包括用于与电绝缘盖棱边122接触以提供相邻螺栓端子之间的连续电绝缘的框架元件棱边130。框架元件90还可以包括用于接合电绝缘盖100的阳性保持件124以确保适当装配的孔132或洞。框架元件90还可以包括用于容纳诸如螺栓或螺钉等紧固件的孔170，以安装至螺栓端子框架84，并且继而安装至电气系统60。

现在参照图17，提供了设置有电绝缘盖100的图7的电气系统60的等距视图。当打开第二门64使电线管道65露出时，电绝缘盖100使螺栓端子70电绝缘。因此，可以提供包括关于iec60529ip20和类似标准的短路和/或电击保护。

本文中使用的某些术语仅仅出于参考的目的，并且因此不旨在限制。例如，诸如“上”、“下”、“以上”和“以下”等术语指的是所参照的附图中的方向。诸如“前”、“后”、“背”、“底”、“侧”、“左”和“右”等术语描述在一致但任意的参考系内的部件的部分的方位，这通过参照描述所讨论的部件的相关联的附图和文本将变得清楚。这样的术语可以包括以上具体提到的词及其衍生词、以及相似意思的词。类似地，术语“第一”、“第二”和其他这样的指代结构的数字术语不暗示次序或顺序，除非通过上下文清楚地指出。

在介绍本公开内容和示例性实施方式的元件或特征时，冠词“一(a)”、“一(an)”“该(the)”和“所述(said)”旨在意味着存在一个或更多个这种元件或特征。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在是包含性的并且意味着可以存在除了具体记载的元件或特征以外的另外的元件或特征。还应当理解，本文中描述的方法步骤、处理和操作不被解释为必须要求它们以所讨论的或所图示的特定顺序来执行，除非被特别地确认为执行的顺序。还应当理解，可以采用另外的或替选的步骤。

在下面的权利要求中陈述了本发明的各个特征。应当理解，本发明在其应用方面不受限于本文中所陈述的部件的布置和构造的细节。本发明能够具有其他的实施方式并且能够以各种方式实施或执行。上述变型和修改在本发明的范围内。还应当理解，本文中公开和限定的发明延伸至根据文本和/或附图是明显的各个特征或者文本和/或附图中所提到的各个特征的两个或更多个的所有替选组合。所有这些不同的组合构成本发明的各种替选方面。本文中描述的实施方式解释了已知的用于实施本发明的最好模式，并且将使本领域的其他技术人员能够利用本发明。因此，本文中描述的包括专利和非专利公开的所有公开的全部内容通过引用合并到本文中。

本发明可以是在现场、建筑或其他环境中用于保护人的生命和肢体的“安全”系统的一部分。然而，本文中所使用的术语“安全”、“安全地”或“安全的”不表示本发明将使环境安全或者其他系统将产生不安全的操作。在这样的系统中的安全取决于本发明的范围之外的各种因素，包括：安全系统的设计、安全系统的部件的安装和维护，以及使用安全系统的成员的合作和训练。虽然本发明旨在是高度可靠的，但是所有的物理系统都容易受故障的影响，因此必须针对这样的故障进行预防。