一种开关电源装置的制作方法

1.本发明涉及低压配电领域，具体涉及一种开关电源装置。


背景技术：

2.随着国家电网不断推进“三型两网”计划，电力系统中的各个产品不断改造升级，线路、设备监测、远程通信、数据处理边缘计算及显示等功能不断加入到低压产品、设备中，使产品、设备电子化、智能化已经成为必然的趋势。
3.在以往专利“一种智能接线座202010818613.1”中，虽然解决了基于系统集成的角度考虑，精简、合并低压产品、解决了诸如设备内部空间拥挤，结构设计困难，散热效果不佳等问题。在以往专利“一种模块化电源装置202010948974.8”中解决了电子模块快速维护、带电更换等需求，提高不断电维护的便利性，降低维护设备成本及人力成本，提高供电连续性的问题。
4.但仍存在着在某些空间紧凑的智能化改造现场空间不足的问题，无法仅通过仅加装智能接线座或模块化电源装置便实现智能化改造的场景。如何在空间紧凑的场景下实现不更换开关、柜体，仅做设备加装和简单的线路调整即可实现智能化改造的目的，同时不降低原有开关的分断性能指标已成为重点要解决的问题。


技术实现要素：

5.基于上述背景，本发明的目的是要解决如下问题：一种开关电源装置：包括绝缘外壳、至少一个进线端、至少一个出线端、电子控制器，绝缘外壳上设置电弧挡板。同时，绝缘外壳上设置消游离区、气体扩散区。消游离区包括第一腔体和设置于第一腔体中的消游离金属片体：该电源装置绝缘外壳上设置电弧挡板，分隔开关操作区与电弧气体扩散区，防止在co操作时电弧扩散气体可能对人手的伤害。除此之外，该电源装置结构紧凑，加装在开关进线端，独特的消游离区、气体扩散区及泄压通道的设计，加装后不降低原有开关的分断性能指标。
6.本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：如图1-图7所示，一种开关电源装置，包括绝缘外壳、至少一个进线端、至少一个出线端、电子控制器，所述绝缘外壳上设置电弧挡板。
7.优选的，所述绝缘外壳上设置消游离区、气体扩散区，所述消游离区包括第一腔体、消游离金属片体，所述消游离金属片体设置在所述第一腔体中。
8.优选的，所述绝缘外壳呈大体
┓
型，所述气体扩散区设置在所述绝缘外壳的横段与竖段交汇处。
9.优选的，所述气体扩散区的顶端设置气体扩散通道。
10.优选的，所述消游离区靠近底部位置设置有贯通底部的泄压通道。
11.优选的，所述消游离区与所述气体扩散区之间设置贯通的通道。
12.优选的，所述进线端接线紧固方向与所述出线端接线紧固方向相反。
13.优选的，所述绝缘外壳内设置与所述进线端、出线端数量对等的内导电体，在所述内导电体上串联地、套装地或贴装地设置电流采集器。
14.优选的，所述电流采集器采用电流互感器、分流器、霍尔电流传感器、磁通门电流传感器、罗氏线圈、磁阻电流传感器和光纤电流传感器中的至少一种。
15.优选的，在所述内导电体上设置电压采集器，所述电压采集器作为所述电子控制器的电压采集和/或电源输入。
16.优选的，在所述内导电体上设置温度采集器，所述温度采集器的输出信号传递给所述电子控制器。
17.优选的，所述电子控制器包括通信模块、人机交互模块。
18.优选的，所述通信模块采用无线通信和/或有线通信方式，无线通信包括4g、5g、wifi、ble、zigbee、nb-iot和lora等通信方式中的至少一种，有线通信包括hplc、plc、rs485、lan、can和profibus通信方式中的至少一种。
19.优选的，所述绝缘外壳表面设置通信接口，所述通信接口采用rs485、lan、can和profibus中的至少一种，所述通信接口作为所述通信模块有线通信方式的接入端。
20.优选的，所述电源装置的出线端连接断路器，所述绝缘外壳表面设置连接所述断路器下口电压信号的状态接口。
21.优选的，所述绝缘外壳表面设置n线电压接口。
22.优选的，所述电子控制器分为可插拔电子模块与固定电子模块，电子模块可单独带电更换。
23.优选的，所述进线端包括进线端连接板，所述进线端连接板导电连接到上口进线母排，所述进线端连接板为硬导电体或柔性导电体。
24.本发明的有益效果如下：1.该电源装置绝缘外壳上设置电弧挡板，分隔开关操作区与电弧气体扩散区，防止在co操作时电弧扩散气体可能对人手的伤害。
25.2.该电源装置结构紧凑，加装在开关进线端，独特的消游离区、气体扩散区及泄压通道的设计，加装后不降低原有开关的分断性能指标。
26.3.该电源装置的电子控制器可单独带电更换，无需拆下连接一次导电回路的绝缘底座模块，保证供电连续性，降低维护设备成本及人工成本，提高监测功能、通信功能的可靠性，易于二次升级改造。
27.4.该电源装置结构设计合理。电子控制器包括电源、通信、人机交互、电气量采集，实现快速地同一次导电回路的导电接触与断开。
28.5.该电源装置可以实现电流、电压、接地故障电流、温度等量的监测、同时兼具计量功能、自动物理拓扑支持、计量失准定位、就地故障研判、hplc通信、无线通信、rs485通信、线损分析支持等功能。
29.6.该电源装置基于系统集成的角度考虑，精简、合并低压产品、设备各自内部元器件，使系统所用低压产品、设备内部使用的元器件总数量得到精简、合并和降低，进一步节省各自低压产品、设备的单品成本，节约内部占据空间，提高内部电子元器件环境友好度，提高电磁兼容性能，降低内部温升，延长使用寿命。
附图说明
30.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.图1：一种开关电源装置及连接断路器结构局部剖面图图2：一种开关电源装置及连接断路器结构图图3：一种开关电源装置结构图图4：一种开关电源装置电弧挡板组合结构图一图5：一种开关电源装置电弧挡板组合结构图二图6：一种开关电源装置电弧挡板组合结构图三图7：一种开关电源装置可插拔电子模块结构图。
具体实施方式
32.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件的任何修改、替换和改进。
33.如图1~7所示，一种开关电源装置，包括绝缘外壳10、至少一个进线端11、至少一个出线端12、电子控制器13，所述绝缘外壳10上设置电弧挡板1021。所述电弧挡板1021可插拔的固定连接到所述绝缘外壳10上。进一步地，所述绝缘外壳10上设置t型凹槽、倒梯形凹槽、燕尾型凹槽，所述各种截面形状的凹槽在所述电源装置的宽度方向上拉伸，形成长条状凹槽，并在所述绝缘外壳10宽度方向的至少一个端面贯通，相应地，所述电弧挡板1021为薄片体装，所述电弧挡板1021的一端设置有与所述t型凹槽、倒梯形凹槽、燕尾型凹槽匹配的特征，所述电弧挡板1021在所述绝缘外壳10宽度上的贯通的凹槽处，插入所述的拉伸凹槽中，完成插拔式固定安装，如图4所示。再进一步地，所述绝缘外壳10的长度方向上设置t型凹槽、倒梯形凹槽、燕尾型凹槽，所述的t型凹槽、倒梯形凹槽、燕尾型凹槽沿所述绝缘外壳10的长度方向拉伸，并在所述绝缘外壳10长度方向的至少一个端面贯通，相应地，所述电弧挡板1021为l大致型，在所述l型的短臂上设置有与所述t型凹槽、倒梯形凹槽、燕尾型凹槽匹配的特征，所述电弧挡板1021在所述绝缘外壳10长度上的贯通的凹槽处，插入所述的拉伸凹槽中，完成插拔式固定安装，如图5所示。更进一步地，所述绝缘外壳10的深度方向上设置任意形状的开口，相应地，所述电弧挡板1021为薄片型，在所述电弧挡板1021上设置带倒扣的凸出特征，所述电弧挡板1021在所述绝缘外壳10深度上的开口处，插入所述的开口中，所述电弧挡板1021上的倒扣特征卡在所述的绝缘外壳10深度上的开口上，完成插拔式固定安装，如图6所示。相应地，凸凹互换的方式实现的固定连接也在本专利保护范围内。如此设置后，所述的电弧挡板1021均具有分隔开关操作区与电弧气体扩散区，防止在co操作时电弧扩散气体可能对人手的伤害的有益效果。
34.所述电弧挡板1021优选软聚氯乙烯、tpe、tpr、橡胶等绝缘弹性材料制作。
35.所述绝缘外壳10上设置消游离区101。所述消游离区101包括第一腔体1011、消游离金属片体1012，所述消游离金属片体1012设置在所述第一腔体1011中。
36.所述消游离区101与匹配安装的断路器的喷弧口对应设置。在所述的断路器进行短路保护的时候，所述断路器的喷弧口喷出电弧游离体、金属喷渣及高温高压气体，所述的电弧游离体、金属喷渣进入到消游离区101中，所述消游离区101中设置的消游离金属片体1012对所述电弧游离体进行消游离，对所述金属喷渣进行隔档，防止所述电弧游离体、金属喷渣到处肆意扩散造成的周围设备及其他诸如相间短路、相地短路等类似的破坏。
37.所述绝缘外壳10上设置气体扩散区102。所述绝缘外壳10呈大体
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型，所述气体扩散区102设置在所述绝缘外壳10的横段与竖段交汇处。
38.所述气体扩散区102与匹配安装的断路器的喷弧口相贯通的接线工具穿过通道对应设置。在所述的断路器进行短路保护的时候，所述断路器的喷弧口喷出电弧游离体、金属喷渣及高温高压气体，所述的高温高压气体通过所述的接线工具穿过通道快速扩散到所述的气体扩散区102，实现所述断路器内部压力的快速释放，有利于其电弧迅速移动及拉长到其灭弧室中，从而快速完成短路分断保护。这样的设置不降低原有开关的分断性能指标。
39.所述气体扩散区102的一端设置电弧挡板1021。所述电弧挡板1021设置在所述绝缘外壳10长度方向的下端，分隔开关操作区与电弧气体扩散区，防止在co操作时电弧扩散气体可能对人手的伤害的有益效果。
40.进一步的，所述气体扩散区102的顶端设置气体扩散通道1022。所述气体扩散通道1022进一步将所述断路器的喷弧口喷出到所述气体扩散区102的高温高压气体进一步进行扩散。实现所述断路器内部压力的快速释放，有利于其电弧迅速移动及拉长到其灭弧室中，从而快速完成短路分断保护。这样的设置不降低原有开关的分断性能指标。
41.所述消游离区101靠近底部位置设置有贯通底部的泄压通道1013。作为所述消游离区101进一步将所述断路器的喷弧口喷出到所述气体扩散区102的电弧游离体、金属喷渣及高温高压气体进一步进行扩散。进一步实现所述断路器内部压力的快速释放，有利于其电弧迅速移动及拉长到其灭弧室中，从而快速完成短路分断保护。这样的设置不降低原有开关的分断性能指标。
42.所述消游离区101与所述气体扩散区102之间设置贯通的通道103。平衡所述消游离区101与所述气体扩散区102之间的压力差，进一步实现所述断路器内部压力的快速释放，有利于其电弧迅速移动及拉长到其灭弧室中，从而快速完成短路分断保护。这样的设置不降低原有开关的分断性能指标。
43.所述进线端11接线紧固方向与所述出线端12接线紧固方向相反。所述出线端12的接线固定方式采用深度方向上由上向下的方向进行螺钉的紧固方式，所述进线端11的接线固定方式采用深度方向上由下向上的方向进行螺钉的紧固方式，这样的方式保证了所述绝缘外壳10有完整的内部电子控制器13的容纳空间，保证所述电源装置结构紧凑性。
44.如图7所示，所述通信模块131采用无线通信和/或有线通信方式，无线通信包括4g、5g、wifi、ble、zigbee、nb-iot和lora等通信方式中的至少一种，有线通信包括hplc、plc、rs485、lan、can和profibus等通信方式中的至少一种。
45.所述绝缘外壳10表面设置通信接口104，所述通信接口104采用rs485、lan、can和
profibus中的至少一种，所述通信接口104作为所述通信模块131有线通信方式的接入端。
46.所述通信接口104或无线类型的通信模块131接收来自本装置下级安装的支路电能表或/和支路开关的通信信息，接收所述支路开关的相关通信信息包括但不限于如设备号、地址、电流、电压、电气量、电度量、频率、谐波、合分闸、故障保护事件等信息；接收所述支路电能表的设备号、地址、电流、电压、电气量、电度量、频率、谐波等数据。
47.所述电子控制器13包括通信模块131、人机交互模块132。
48.所述人机交互模块132就地输出显示所述电子控制器13的微处理器计算出电流、电压、功率、电量等计量数据以及开关合分闸状态，就地输入进行通信地址设置、时间设置等参数。
49.所述绝缘外壳10内设置与所述进线端11、出线端12数量对等的内导电体14，在所述内导电体14上串联地、套装地或贴装地设置电流采集器15。
50.所述电流采集器15采用电流互感器、分流器、霍尔电流传感器、磁通门电流传感器、罗氏线圈、磁阻电流传感器和光纤电流传感器中的至少一种。
51.所述电流采集器15作为所述电子控制器13计量的电流采集器和/或过流测量的电流采集器和/或高频兆赫级的电流采集器用。
52.在所述内导电体14上设置电压采集器16，所述电压采集器16作为所述电子控制器13的电压采集和/或电源输入。
53.所述绝缘外壳10表面设置n线电压接口106。
54.断零报警功能：所述电源装置为4p时，可对n相进行计量检测，n相的检测电流精度可达ma级。当所述电源装置进线端的n线发生断线：因a、b、c各相负载差异程度的不同，使得a、b、c各相负载电压ua、ub、uc存在不平衡，当n相检测到电流和三相相电压的不平衡值达到一定阈值时，判定为n线进线断线。当开关n相电流小于判定阈值且开关a、b、c相任意一相电流≥判定阈值时，则判定为出线端n线断线或进、出线端n线同时断线。
55.所述电压采集器16所采集的电压信号经所述电子控制器13分析处理后，得到本装置的电压及电压类故障信息。在电压采集的同时，同时作为所述电子控制器13工作电源的电能输入。
56.所述电源装置根据所述电流采集器15采集的电流、所述电压采集器16所采集的电压信号，经所述电子控制器13分析处理后，得到计算并存储电流、电压、功率、电量等计量数据。
57.所述电源装置通过自身检测的电度量信息与通信得到的支路电能表和支路开关的电度量信息，结合局部物理拓扑关系，进而得到总进线、分支出线合计、电能表计量合计的电度量对比数据，作为计量失准的重要分析数据并得出故障设备的故障id。
58.通信模块131读取对应的电流、电压、功率和电量等计量数据，并以通信的方式向台区终端发送这些数据。
59.在所述内导电体14上设置温度采集器17，所述温度采集器17的输出信号传递给所述电子控制器13。
60.在一优选实施例中，所述温度采集器17为热电偶、热敏电阻、铂电阻、温度ic中的一种。所述温度采集器17可采集所述直流微型断路器的进线端子11和/或出线端子12和/或所述出线端12连接断路器下口接线端子附近的温度，并将所采集的温度信号传递给所述电
子控制器13，所述电子控制器13根据其上设置的微处理器的内部固件与预设温度预警/保护门限值进行比对，得出是否进行温度预警/保护。若进行温度预警，则把预警信息传递给人机交互模块132进行本地温度预警及显示和/或传递给所述通信模块131，进行远程温度预警。
61.所述电源装置的出线端12连接断路器，所述绝缘外壳10表面设置连接所述断路器下口电压信号的状态接口105。
62.所述电源装置结合电流、电压及所述状态接口105信息，综合判断所述连接断路器的状态量信息，如过流保护分断、人工分闸或无负载、过温等事件进行研判，通过所述的通信模块131，进行本地故障研判及主动上报。
63.所述电子控制器13还包括电源模块，并设置有电源输出端口，该电源输出端口为下端单相电线上接入的保护装置/设备/器件，如支路开关，在短路电压下降时提供额外的稳定电源供电，所述支路开关内部无需重复设置电流自生电源装置。
64.所述电子控制器13是否可插拔分为可插拔电子模块133与固定电子模块134。
65.所述固定电子模块134包括电流采样电阻、接插件。
66.该电源装置的电子控制器13的可插拔电子模块133可单独带电更换，无需拆下连接一次导电回路的绝缘底座模块，保证供电连续性，降低维护设备成本及人工成本，提高监测功能、通信功能的可靠性，易于二次升级改造。
67.所述进线端11包括进线端连接板1101，所述进线端连接板1101导电连接到上口进线母排，所述进线端连接板1101为硬导电体或柔性导电体。所述的柔性导电体典型采用软铜编织线缆、铜绞线线缆、柔性叠层母排。所述的柔性导电体在安装适应性上有更多的优势。
68.本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。