高效高载流量碗状管式导体制造技术

一种高载流量汇流条，其包括在水平和竖直构造上由气隙隔开的一对互相面对的碗状导体，每个碗状导体的横截面类似于半六边形或开口的等腰梯形。在配电设备柜内，气隙将更多的导体表面积直接地暴露给空气，借助于自然对流而增加了冷却效率。因此，降低了总线系统的总体温度。成型的导体在导体的弯曲处之间对电流呈现出更平滑的过渡。这些平滑过渡改善了导体中的电流分布，降低了趋肤效应。由于改进了热耗散和降低了趋肤效应，因此显著地降低了保持同一载流量所需要的铜的量。在相邻的汇流条之间可布置有磁屏蔽，以降低邻近效应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术总体上涉及总线系统，且更具体地涉及包括高效高载流量碗状管式导体的总线系统。
技术介绍
包括配电盘、开关柜以及电机控制中心在内的配电设备使用汇流条导体来将断路器和其它保护装置连接至负载。通常，汇流条导体包括一个以上通常称为“竖管(riser)” 的竖直汇流条以及一个以上水平汇流条。现有的汇流条导体根据配电设备的期望的额定电流或载流量而包括一个以上扁平导体。其它竖管具有L状或U状的外形，但是随着这些导体的长度增加，由于自然对流，周围空气的温度增加，导致差的热耗散和电流分布。在扁平汇流条的情况下，为了抵消不利的热效应，将额外的扁平汇流条堆叠到一起，但是代价是增加了昂贵的铜的量。一个相关问题是称为“趋肤效应”的现象，该现象使得靠近导体表面的电流密度大于导体中心处的电流密度。特别是扁平的汇流条导体，因为平坦的表面和对电流呈现的急剧过渡，由于趋肤效应而呈现相对差的电流分布。而且，在多相系统中，相邻的汇流条会遭遇称为“邻近效应”的另一不期望的现象，该现象涉及到流经一个相的电流如何干扰流经相邻相的电流。由于邻近效应，电流不是趋于在导体横截面上均勻地分布，而是趋于聚集到最接近相邻相的导体的那一侧。因此，一个相的导体的一些叠层可比同一相中的另一些叠层更热，导致电流在遍及构成导电相的叠层中不均勻地分布。成型的汇流条通常由模具挤压而成，而模具是昂贵的，且当需要改变汇流条的外形时难以改变模具。人们所需要的至少有改进汇流条系统、改进汇流条制造方式以及改善现有的多相汇流条系统中所存在的邻近效应。此处公开的各个方面旨在应对或解决这些和其它的需要。
技术实现思路
本公开的一个方面旨在提供一种在配电设备中使用的总线系统，该总线系统包括用于竖直地和水平地安装以将非常高的电流强度(2000安培以上)的交流电提供给配电系统的大致为碗状的汇流条导体。相比于现有技术中的诸如扁平的、L状的以及U状导体的汇流条形状，一相的碗状汇流条导体可用更少的铜(铜是昂贵的金属)来制造，而实现了更好的热耗散和电流分布，并减少了趋肤效应，且从而降低了功率损耗。与现有技术中的汇流条相比，碗状汇流条导体还相对地更硬。本公开的一个具体方面通过在相邻的一对竖直汇流条之间弓丨入竖直取向的由碳钢制成的磁屏蔽，还降低了导电相上的邻近效应。邻近效应涉及到电流不期望地倾向于分布在靠近相邻相导体的导体表面上，这导致在该相导体中的不均勻的电流分布和汇流条导体的不均勻发热。因为电流已经更趋于分布于导体的表面，故趋肤效应加重了该邻近效应现象。磁屏蔽通过促进导体中的更均勻和对称的电流密度而抑制了邻近效应并增加了汇流条的总体效率。一对互相面对的碗状导体在水平和竖直总线构造上均由气隙隔开，每个碗状导体的横截面类似于半六边形或开口的三边的等腰梯形，从而形成八边形横截面，其中气隙形成八边形的两个边。在布置有汇流条的柜内，由于气隙将导体的更大表面积直接暴露给气流，因此通过自然对流，气隙增加了冷却效率。因此，降低了总线系统的总体温度。和现有技术中的形状相比，一对互为镜像的碗状导体更接近于圆形横截面，在导体的弯曲之间针对电流形成了更平滑的过渡。这些平滑过渡改善了导体中的电流分布，降低了趋肤效应。由于改善了热耗散和减少了趋肤效应，显著地降低了汇流条用于承载与现有技术中的汇流条相同的额定电流所需要的铜或其它导电材料的总量。通过在导电材料扁平片的侧面形成两个60度的弯曲，可容易地制造本汇流条。该制造工艺对于水平和竖直汇流条均可重复，并避免了任何昂贵的且耗时的挤压工艺。找到最优热耗散与发电之间的精确平衡不是一件琐屑的事情，其涉及许多的相互抵触的因素以及考虑。相比于现有技术中的汇流条设计，本公开以更优化的方式平衡了这些因素和考虑。通过参照附图对各种实施例和/或方面作出的详细描述，使得本领域的技术人员更清楚本专利技术的前述的和其它的方面以及实施例，在下文中提供对所述附图的简述。附图说明在阅读了下面的详细描述并参照附图的基础上，本专利技术的前述的和其它优点将更加明显。图1是具有由过渡连接器连接的近似为碗状的竖直汇流条和水平汇流条的汇流条系统的等距视图；图2是设有包括用于与连接于竖直汇流条的回流管耦接的回流管(导体)的子组件的图1所示的汇流条系统的另一等距视图；图3是图2所示的汇流条系统和子组件的沿视线A-A的俯视图；图4是图2所示的汇流条系统和子组件沿视线B-B的侧视图；图5是在每一对相邻的汇流条之间设有竖直取向的磁屏蔽的根据另一方面的汇流条系统的等距视图；以及图6是图5所示的汇流条系统沿视线C-C的俯视图。 具体实施例方式虽然参照特定方面和/或实施例对本专利技术进行说明，但应当理解，本专利技术不限于那些特定方面和/或实施例。相反，本专利技术旨在覆盖包括在由所附的权利要求书所限定的本专利技术的精神和范围内的所有替代、变化和等同配置。图1和图2图示了用于诸如开关柜、配电盘和电机控制中心等配电设备中的总线系统100的等距视图。图2图示了包括用于配电设备柜的子组件200的总线系统100。总线系统100包括三个竖直汇流条或竖管102a、102b、102c，每一个所述竖直汇流条用于由配电设备(未图示)分配的多相交流电的每一相。三个竖直汇流条10加、102b、102c的顶部通过各个过渡连接器106a、106b、106c而与三个水平汇流条l(Ma、104b、l(Mc的基部电连接。汇流条102、104由包括铜的导电材料制成。三个竖直汇流条10加、102b、102c的各个基部与各个回流管108a、108b、108c连接，以连接于例如断路器等保护装置。第一回流管108a 包括第一回流管部IlOa和第二回流管部11加。类似地，第二回流管108b包括第一回流管部IlOb和第二回流管部112b，且第三回流管108c包括第一回流管部IlOc和第二回流管部112c。第一竖直汇流条10 包括第一竖直导体120a和第二竖直导体12加。类似地，第二竖直汇流条102b包括第一竖直导体120b和第二竖直导体122b，且第三竖直汇流条102c 包括第一竖直导体120c和第二竖直导体122c。第一水平汇流条10 包括第一水平导体 130a和第二水平导体13加。类似地，第二水平汇流条104b包括第一水平导体130b和第二水平导体132b，且第三水平汇流条l(Mc包括第一水平导体130c和第二水平导体132c。竖直汇流条102a、102b、102c和水平汇流条104a、104bU04c沿彼此大致正交的方向延伸。于是，在图1中，水平汇流条l(Ma、104b、l(Mc沿χ轴方向(例如，相对于地或重力方向的横向)延伸，而竖直汇流条10加、10213、102(3沿2轴方向延伸。回流管108a、108b、 108c沿着与水平汇流条l(Ma、104b、l(Mc所延伸的χ轴方向正交的y轴方向延伸。第一过渡连接器106a包括第一连接器部IHa和第二连接器部116a。类似地，第二过渡连接器106b包括第一连接器部114b和第二连接器部116b，且第三过渡连接器106c 包括第一连接器部114c和第二连接器部116c。换言之，每个连接器元件114、116包括用于连接于汇流条104的每半边导体130、132的部分。优选地，连接器114、116 —方面连接于水平汇流条104的半边导体130、132本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于配电设备的总线组件，该总线组件包括：竖直汇流条，其包括面向第二竖直导体的第一竖直导体；水平汇流条，其包括面向第二水平导体的第一水平导体，其中所述第一竖直导体和所述第二竖直导体以及所述第一水平导体和所述第二水平导体各自具有连接两个侧导体部的湾部，每个所述侧导体部与所述湾部成钝角；以及过渡连接器，其包括第一连接器元件，所述第一连接器元件具有第一表面和大致垂直于所述第一表面的第二表面，所述第一表面在所述第一竖直导体的端部连接于所述第一竖直导体的湾部，所述第二表面在所述第一水平导体的端部连接于所述第一水平导体的湾部，从而所述竖直汇流条大致垂直于所述水平汇流条。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛里西奥·迪亚斯，
申请(专利权)人：施耐德电气美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US