一体式配电模块及配电控制柜的制作方法

1.本实用新型涉及配电设备技术领域，更具体的说，涉及一体式配电模块及配电控制柜。


背景技术：

2.在配电模块的安装设计时，现有的安装模块不能较好地灵活匹配安装，整体结构较为分散，安装时由于各个模块均需要一一对应安装，因此效率较低，安装不便，难以快速而合理地集中配置在一起，具体安装时，配电设备内部各个配电模块的安装也相对不便，位置不易调节，零散的各个模块在安装时经常顾此失彼，而面对当前复杂多变的配电需求，就更加显得适应性差，因此，如何将输入输出模块科学地配置成一个整体来进行模块化安装，实现结构紧凑，安装使用灵活，是本领域技术人员亟待解决的问题之一。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种一体式配电模块及配电控制柜，解决了现有技术中各配电模块分散设置，需要一一分别安装，导致安装维护不便，适应性差的问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用了如下的技术方案：一种一体式配电模块，包括金属框架及安装在金属框架内的模块部件，所述金属框架包括竖直设置的四根纵梁以及四根用于连接四根纵梁的连板，所述连板固接于纵梁的顶端，所述纵梁包括一体成型的彼此垂直设置的两块梁板，两梁板之间形成一个“π”型的条形凹槽，两纵梁的所述条形凹槽的开口彼此正对设置，且两所述梁板形成的直角内侧区域朝金属框架内侧设置；在左右两侧的每根连板的下方与之平行地安装有端子底板，所述端子底板采用一块钢板折弯而成，通过折弯工艺形成了具有五段板体的斗状结构，其中，第一板体水平设置且其自由端一侧竖直朝下设有两个间隔布置的连接耳板，第一板体的另一端、第二板体、第三板体第四板体和第五板体顺次收尾一体相接；前后两根连板下方还安装有铜排空开支架，所述铜排空开支架采用条形的金属板折弯而成，其上下两侧边缘均朝金属框架内侧折弯90度，且上部折弯的部分宽度小于下部折弯的部分的宽度；
5.两所述纵梁之间还安装有pcb安装底板，且该pcb安装底板间隔地位于所述端子底板的正上方；在所述金属框架的顶端上相对地安装有两根模块安装耳朵，模块安装耳朵为角钢状结构且其两端可拆卸地固定在所述纵梁的端部；在两模块安装耳朵之间安装有一体化模块面板，该一体化模块面板以覆盖安装的方式安装在金属框架的顶端处；
6.在所述第三板体朝金属框架内侧的表面上还紧贴安装有一块导轨板，该导轨板与所述纵梁垂直设置，所述导轨上安装有导轨式熔断器和输入接线端子，与所述导轨式熔断器彼此正对的一侧的导轨上安装有同样位于金属框架内的输出接线端子；
7.所述一体化模块面板的正下方安装有一块输入断路器安装板，所述输入断路器安装板的两相对侧边分别固接在第一辅助板和第二辅助板上，其中，第一辅助板位于所述pcb
安装底板的正上方且其两端分别固定在两纵梁之间，第二辅助板与第一辅助板正对且平行设置，第二辅助板两端分别卡入安装在所述铜排空开支架的上下两折弯部分之间。
8.其中，一体化模块面板上还安装有热拔插二次系统模块和一体化模块输出空开。进一步地，热拔插二次系统模块的两端分别安装有一个助拔机构，所述助拔机构包括固定设置的芯轴以及铰接设置的顶出件，所述芯轴垂直且固定地安装在所述连板的端部处，芯轴上铰接有钩状结构的顶出件，所述顶出件包括顶出钩和操作臂，其中，顶出钩的拐角部与芯轴铰接，操作臂伸出金属框架之外，且所述操作臂在朝金属框架外侧转动时，所述顶出钩将用于安装热拔插二次系统模块的安装板的端部朝金属框架外顶出。进一步地，一体化模块面板上还安装有模块输入断路器和模块防雷器，以及后备保护空开，所述一体化模块输出空开位于模块输入断路器和热拔插二次系统模块之间。
9.其中，端子底板除了第四板体和第五板体围成的夹角为直角之外，其余板体两两围成的夹角均为钝角，第五板体与第一板体彼此平行，所述连接耳板和第四板体均竖直地贴合在所述条形凹槽的同一个侧壁上并与之固定连接。
10.另外，铜排空开支架竖直部分的表面的左右两端各冲压有一个u型结构的凹槽，每个凹槽冲压时均是朝金属框架的外侧凸出，且两个凹槽的u型结构的开口端彼此背离。
11.还可以是pcb安装底板的两侧分别伸入到两纵梁各自的两块梁板形成的直角区域内，并至少与其中一梁板紧贴固定。
12.具体而言，导轨板横截面呈几字型，其中部具有凹槽，凹槽的两侧朝外水平延伸，在所述中部的凹槽的槽底沿其长度方向开设有若干扎线孔。最后，在所述铜排空开支架的下方还悬挂式地固定有若干条输出铜排。
13.同时，本实用新型还提供了一种配电控制柜，主要包括柜体，所述柜体内安装有上述任一种一体式配电模块。
14.相比于现有技术，本实用新型具有如下有益效果：将原来手工作坊式装配变成标准零组件流水线装配，产品标准化、性能可靠、一致性好、装配效率显著提高。本实用新型将输入输出模块为主的配电模块预先集中式安装在一起，结构科学合理，直接将输入输出模块形成的预装整体部件直接安装在相应的柜体或者配电箱内，就能将各个模块很好地布设在一个金属框架内，集成度高，便于整体位置调整，实现了高效而精简的模块化电气设计，具有很强的适应性，尤其是其金属框架配合安装输入输出模块时，内部所能安装的相应模块元件密集，种类多、质量大，能满足电气安全规范，可保证在框架外形尺寸受限的情况下内部可用空间足够大，框架本身占用空间尽量最小化，同时保证了框架结构强度、抗变形性能、安装连接能力和外形规整，利于批量装配、使用操作和规模化生产，本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
15.图1为本实用新型的一体式配电模块立体结构图；
16.图2为图1所示结构朝右侧倾斜时的结构图；
17.图3为图1所示结构在去掉pcb安装底板后的一种内部结构图；
18.图4为本实用新型去掉一体化模块面板后的局部俯视内部结构图；
19.图5为图4中的输入断路器安装结构放大图；
20.图6为图5所示结构的一种仰视图；
21.图7为助拔机构的一种结构图；
22.图8为助拔机构安装状态下的示意图；
23.图9为本金属框架的整体结构示意图；
24.图10为端子底板处的结构示意图；
25.图11-12为端子底板立体结构图；
26.图13为纵梁的立体结构图；
27.图14为横梁和固定板的安装结构图；
28.图15-16为铜排空开支架结构图。
29.其中，纵梁1、端子底板2、连板3、铜排空开支架4、横梁5、固定板6、u型结构的凹槽7、连接耳板8、第一板体9、第二板体10、限位条11、第三板体12、第四板体13、第五板体14、条形凹槽15、第一梁板16、第二梁板17、条形压槽18、稳定加强筋19、 pcb安装底板a1、第一辅助板a2、模块安装耳朵a3、面板左侧区域a4、热拔插二次系统模块a5、助拔机构a6、一体化模块输出空开a7、模块防雷器及后备保护空开a8、模块输入断路器a9、一体化模块面板a10、输入断路器安装板a11、断路器支脚a12、导轨板a13、输出铜排a14、输入断路器a15、第二辅助板a16、芯轴a61、助拔钩a62、助拔臂a63。
具体实施方式
30.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与作用更加清楚及易于了解，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步阐述：
31.本实施例具体提出了一种一体式配电模块，其结构主要包括金属框架及安装在金属框架内的模块部件，如图9，本实施例的金属框架采用若干型材可拆卸固定连接而成，这些型材主要用于金属框架结构的主体结构搭建，具体而言，主要包括竖直设置的四根纵梁1 以及四根用于连接四根纵梁1的连板3，四根纵梁1可以立于在地面上，用于支撑起整个金属框架。而连板3固接于纵梁1的顶端，形成一个矩形的框架结构，本实施例的纵梁1 包括一体成型的彼此垂直设置的两块梁板，亦即图13所示的第一梁板16和第二梁板17，这两梁板在折弯后彼此之间形成一个“π”型的条形凹槽15，且在组成本金属框架时，两纵梁1的所述条形凹槽15的开口彼此正对设置，且两所述梁板形成的直角内侧区域朝金属框架内侧设置，即两梁板朝金属框架内侧一侧所在平面垂直相交能围成上述直角内侧区域。与此同时，在左右两侧的每根连板3的下方与之平行地安装有端子底板2，如图10-12 所示，端子底板2采用一块钢板折弯而成，通过折弯工艺形成了具有五段板体的斗状结构，其中，详见图11，第一板体9水平设置且其自由端一侧竖直朝下设有两个间隔布置的连接耳板8，第一板体9的另一端、第二板体10、第三板体12第四板体13和第五板体14顺次收尾一体相接，且除了第四板体13和第五板体14围成的夹角为直角之外，其余板体两两围成的夹角均为钝角，第五板体14与第一板体9彼此平行，所述连接耳板8和第四板体13均竖直地贴合在所述条形凹槽15的同一个侧壁上并与之固定连接。
32.一并参阅图1-4，本实施例还在两所述纵梁1之间还安装有pcb安装底板a1，pcb安装底板a1可以采用矩形钢板制成，且该pcb安装底板a1间隔地位于所述端子底板2的正上
方。在所述金属框架的顶端上相对地安装有两根模块安装耳朵a3，模块安装耳朵a3为角钢状结构且其两端可拆卸地固定在所述纵梁1的端部。在两模块安装耳朵a3之间安装有一体化模块面板a10，该一体化模块面板a10以覆盖安装的方式安装在金属框架的顶端处。在所述第三板体12朝金属框架内侧的表面上还紧贴安装有一块导轨板a13，导轨板a13为条形结构，一方面可以安装相应电气元件，另一方面，还可以使得电气元件在其表面滑动，且滑动到适当位置时又可以固定电气元件。
33.更具体地来说，前面的导轨板a13的安装位置，最好与所述纵梁1垂直设置，所述导轨上安装有导轨式熔断器和输入接线端子，与所述导轨式熔断器彼此正对的一侧的导轨上安装有同样位于金属框架内的输出接线端子。与此同时，本实施例的一体化模块面板a10 的正下方安装有一块输入断路器安装板a11，用来安装输入断路器a15，在输入断路器安装板a11的两相对侧边分别固接在第一辅助板a2和第二辅助板a16上，实现这块安装板的固定连接，其中，第一辅助板a2位于所述pcb安装底板a1的正上方且其两端分别固定在两纵梁1之间，第二辅助板a16与第一辅助板a2正对且平行设置，第二辅助板a16两端分别卡入安装在所述铜排空开支架4的上下两折弯部分之间，以便快速实现牢固的固定安装，便于装配定位。
34.作为具体实施细节，整个一体化模块面板a10上还安装有热拔插二次系统模块a5(图中未详细标明热拔插二次系统模块a5的结构)和一体化模块输出空开a7，热拔插二次系统模块a5安装在相应的条形的承载板上，如图2所示，在热拔插二次系统模块a5的两端分别安装有一个助拔机构a6，用来将前面的热拔插二次系统模块a5拔出，或者说朝上翘离拆卸下承载板。具体制作时，如图7-8所示结构，整个助拔机构a6包括固定设置的芯轴 a61以及铰接设置的顶出件，所述芯轴a61垂直且固定地安装在所述连板3的端部处，芯轴a61上铰接有钩状结构的顶出件，所述顶出件包括顶出钩和操作臂，其中，顶出钩的拐角部与芯轴a61铰接，操作臂伸出金属框架之外，且所述操作臂在朝金属框架外侧转动时，所述顶出钩将用于安装热拔插二次系统模块a5的安装板的端部朝金属框架外顶出，从而实现快速而省力地拆卸。
35.进一步地，如图1-2，在一体化模块面板a10上还安装有模块输入断路器a9和模块防雷器，以及后备保护空开，所述一体化模块输出空开a7位于模块输入断路器a9和热拔插二次系统模块a5之间。此外，对于上述的金属框架，其中，端子底板2除了第四板体13 和第五板体14围成的夹角为直角之外，其余板体两两围成的夹角均为钝角，第五板体14 与第一板体9彼此平行，所述连接耳板8和第四板体13均竖直地贴合在所述条形凹槽15 的同一个侧壁上并与之固定连接。另外，铜排空开支架4竖直部分的表面的左右两端各冲压有一个uu型结构的凹槽7，每个凹槽冲压时均是朝金属框架的外侧凸出，且两个凹槽的u型结构的开口端彼此背离。
36.对于前述的pcb安装底板a1具体安装结构，还可以是pcb安装底板a1的两侧分别伸入到两纵梁1各自的两块梁板形成的直角区域内，并至少与其中一梁板紧贴固定，稳定地安装在金属架上。而对于前述的导轨板a13，在实际加工时，其横截面呈几字型，其中部具有凹槽，凹槽的两侧朝外水平延伸，在所述中部的凹槽的槽底沿其长度方向开设有若干扎线孔，以便安装调整电气元件的位置。对于输出铜排a14而言，在所述铜排空开支架4的下方还悬挂式地固定有若干条输出铜排a14，如此布置结构更紧凑而合理。
37.作为推荐性的另一结构设计，请继续参阅图11，在第二板体10上还设有若干若干矩形穿孔，每个矩形穿孔的长边上还朝矩形孔内所在平面凸出地具有两个限位条11，该限位条11呈t型结构，每个限位条11包括一个矩形板和一个条形板，矩形板位于条形板的端部并与之一体相接。该端子底板2在与框架连接后也构成框架组成部分，显著提高框架整体强度和稳定性，其可以用于安装固定35mm标准导轨和导轨接线端子、断路器等电气配件，在其表面可以设置线缆捆扎位置，利于线缆管理，保持合适弯曲度，防止伸缩变形导致的安全风险。还可以在相应的板体上，例如第四板体13上设有线缆路径管理标签区，使线缆路径管理简洁、清晰，且可以简化产品模块装配流程，提高产品装配质量和装配效率。具体尺寸加工宜端子底板2高度200mm～500mm，宽度100mm～200mm，深度30mm～ 60mm，基本上可以满足现有的常规电气元件的安装使用，不会额外扩大空间结构。
38.基于前述结构，本实施例的前后两根连板3下方还安装有铜排空开支架4，如图15-16，铜排空开支架4同样也是采用条形的金属板折弯而成，具体而言，其上下两侧边缘均朝金属框架内侧折弯90度，且上部折弯的部分宽度小于下部折弯的部分的宽度，下部折弯的部分表面开设有若干螺孔，作为固定空开的安装导轨的工作面和用于固定铜排绝缘子的工作面。铜排空开支架4竖直部分的表面的左右两端各冲压有一个u型结构的凹槽7，每个凹槽冲压时均是朝金属框架的外侧凸出，且两个凹槽的u型结构的开口端彼此背离，提高支架抗折弯、抗扭转强度,保障电气配件位置关系稳定。另外，如8所示，在铜排空开支架 4在各自的折弯处还可以设有稳定加强筋19,稳定加强筋19宜加工成等腰三角形的板状结构，用于提高支架折弯面定型强度,保障电气配件位置关系稳定。
39.作为具体实施细节，如图14所示，两彼此相对的所述铜排空开支架4的下部折弯的部分通过两根平行间隔布置的横梁5连接，横梁5的横截面为γ型的钩状结构，在横梁5 上沿其长度方向还开设有若干扎线孔，且与扎线孔所排成直线上还平行地具有一道条形压槽18，所述条形压槽18朝上挤压而成。本横梁5的设计，作为支撑模块的面板,同时提高横梁5抗折弯能力，实践中，若在用作挡线板时,表面的平面及两侧圆弧面用于约束线缆走线位置。上述的扎线孔用于捆扎约束线缆，横梁5底部大平面则主要用于支撑和约束模块配电空开；此外，跟上述铜排空开支架4类似，横梁5冲压加强筋,提高横梁5结构稳定性, 同时强化并均衡横梁5抗折弯能力。两所述横梁5之间的上方间隔、平行地布置有一对固定板6，所述固定板6两端分别固定在所述铜排空开支架4的上部折弯的部分，且沿着固定板6的长度方向上开设有结构与所述条形压槽18一致的沟槽，以使得本金属框架结构更为牢固，能提供更多的安装承载部位以供使用。
40.最后，本实用新型的另一实施例还提供了一种配电控制柜，这个配电控制柜包括柜体，在柜体内安装有上述实施例所记载的任一种一体式配电模块，对于柜体的具体结构，本领域技术人员可以适应性设计，或者直接采用现有的一些控制柜来进行组合安装。
41.1、本实用新型配电模块标准化，解耦配电与柜体，改变现有产品串行生产模式，极大提高生产效率；降低包装、运输成本；改变工程现场安装部署模式，使现场安装部署变得简便、灵活，不必依赖搬运设备。
42.2、本实用新型产品形态灵活，采用模块化、一体化结构，改变现有产品无论规模大小均需占用整个柜位的状况，用户可根据需求规模，选择一个或多个模块组合使用，大部分情况下可以比现有产品节约一半左右机柜空间，降低用户使用成本。
43.3、本实用新型为标准化模块，支持不断电维护和不断电扩容，改变现有产品故障维护须长时间断电操作的问题，用户后期可随业务增长灵活扩容配电分路，显著提高产品可用性和可维护性，保障供电连续性。
44.最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。