專利名稱：用于聯(lián)接母線槽構件的方法和系統(tǒng)的制作方法
用于聯(lián)接母線槽構件的方法和系統(tǒng)技術領域
本公開的領域大體涉及利用母線槽系統(tǒng)的電功率分配，而更具體地說，涉及用于聯(lián)接母線槽系統(tǒng)中的構件的方法和系統(tǒng)。
背景技術：
在電功率分配系統(tǒng)中可包含母線槽系統(tǒng)。母線槽系統(tǒng)典型地包括多個母線槽部段，它們通過接頭部段而連接在一起，以提供恰當長度的母線槽。母線槽系統(tǒng)典型地在工業(yè)或商業(yè)建筑中用作電纜和導管的替代方案。同電纜和導管相比，母線槽系統(tǒng)的使用可減少安裝時間和成本，并且還可以是相對于電纜和導管更低重量的替代方案。
系緊螺栓在整個母線槽系統(tǒng)中用于將構件固定在母線槽系統(tǒng)中。例如，系緊螺栓可用于將母線槽部段固定在接頭部段處。各個母線槽部段包括外殼，其保護母線槽部段的內部。系緊螺栓通過外殼中的開口而插入，從而例如將構件固定到外殼上，并且/或者為外殼提供支撐。母線槽部段的內部在開口處容易受到來自例如水或灰塵的潛在污染。這種污染隨著時間的過去可能損傷外殼中的構件。已知的母線槽配電系統(tǒng)包括定位在例如接地母線和外殼之間的鋁墊圈。鋁墊圈在接地母線和外殼之間提供了導電路徑，并且因為與形成外殼和接地母線的材料相比鋁相對較軟，所以鋁墊圈發(fā)生變形，從而提供至少某些密封作用，以防止污染物進入外殼的內部。然而，隨著時間的過去，因為用于聯(lián)接和密封系緊螺栓的其它構件會壓縮例如填密墊圈，并且/或者因為系緊螺栓隨著時間的過去而失去扭矩， 所以將接地母線、鋁墊圈和外殼壓在一起的力會減小。因為力減小，鋁墊圈并不膨脹以保持在接地母線和外殼之間的密封，從而在母線槽系統(tǒng)中留下污染物可從中進入外殼的弱點。發(fā)明內容
一方面，提供了一種電功率分配系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括接地母線和母線槽外殼，接地母線包括限定在其中的第一開口，母線槽外殼包括限定在其中的第二開口。該系統(tǒng)還包括緊固件密封系統(tǒng)，其包括緊固件和至少一個密封件。緊固件設置為延伸穿過第一開口和第二開口，并將接地母線聯(lián)接到母線槽外殼上。接地母線與母線槽外殼相接觸，從而形成它們之間的接地連接。
另一方面，提供了一種系緊螺栓密封系統(tǒng)，其用于將接地母線和母線槽外殼聯(lián)接起來。接地母線和母線槽外殼各包括限定在其中的開口。該系統(tǒng)包括緊固件，其包括主體和限制部分。緊固件主體設置為延伸穿過限定在接地母線和母線槽外殼中的開口。該系統(tǒng)還包括至少一個密封件，該至少一個密封件設置為至少部分地圍繞緊固件主體而延伸，并且至少部分地定位在限定于接地母線中的開口中。該至少一個密封件設置為密封限定于母線槽外殼中的開口。
在又一方面，提供了一種用于將接地母線聯(lián)接到母線槽外殼上的方法。接地母線包括由第一邊緣限定于其中的第一開口，并且母線槽外殼包括由第二邊緣限定于其中的第二開口。該方法包括設置接地母線和母線槽外殼，使得第一開口和第二開口對準，以限定單個緊固件開口，并且接地母線與母線槽外殼相接觸，從而在它們之間提供電接地連接。該方法還包括設置緊固件密封系統(tǒng)，以保持在接地母線和母線槽外殼之間的接觸。緊固件密封系統(tǒng)包括緊固件和至少一個密封件。緊固件設置為延伸穿過緊固件開口，并且該至少一個密封件設置為以便防止污染物穿過緊固件開口。


圖1是母線槽配電系統(tǒng)的一個示例性實施例的側視圖。
圖2是圖1中所示的母線槽配電系統(tǒng)的一部分的透視圖。
圖3是圖2中所示的母線槽配電系統(tǒng)的一部分的側視圖。
圖4是第一構件，母線槽外殼和圖2中所示的緊固件密封系統(tǒng)的截面?zhèn)纫晥D。
圖5是用于利用圖2中所示的緊固件密封系統(tǒng)而將第一母線槽構件聯(lián)接到第二母線槽構件上的示例性方法的流程圖。
部件清單
10母線槽系統(tǒng)；12第一母線槽部段；14第二母線槽部段；16第三母線槽部段；18 第一接頭；20第二接頭；22第一母線槽主體；對接地母線；32第一組多個導線；34第一外殼；36第一端；38第二端；40內部；42外部；58第二母線槽主體；60接地母線；62第二組多個導線；64第二母線槽外殼；66第一端；68第二端；88部分；90緊固件密封系統(tǒng)；92第一面板；94第二面板；96第三面板；98第四面板；100第一母線；102第二母線；104第三母線； 106第四母線；108第一母線端；110第二母線端；112第三母線端；114第四母線端；118緊固件；120間隔裝置；130密封裝置；140第一開口 ；142第一邊緣；144外徑；146緊固件軸線；150第二開口 ；152第二邊緣；巧4外徑；156緊固件開口 ；158限制部分；160緊固件主體；162緊固部件；164間隙；166外表面；170壓縮間隔件；172彈簧墊圈；174填密墊圈；178 外表面；180外徑；182徑向外表面；184凸起物；186開口 ；188內徑；190第一端；192第二端；194外徑；196第一凹槽；198第二凹槽；200流程圖；210方法；220設置接地母線和外殼來對準，使得母線開口和外殼開口限定單個緊固件開口 ；222設置緊固件密封系統(tǒng)，以將接地母線固定到外殼上；2 設置至少一個間隔裝置，以用于定位在緊固件的限制部分和填密墊圈之間；2 設置間隔裝置，以在該至少一個密封件上保持基本固定的壓縮力；具體實施方式
本文所述的實施例包括用于聯(lián)接母線槽系統(tǒng)中的構件的系統(tǒng)和方法。這些系統(tǒng)和方法有利于聯(lián)接母線槽系統(tǒng)中的構件，同時密封母線槽系統(tǒng)的內部，以免于污染。這些系統(tǒng)和方法還容許在提供構件之間的電接地接觸的同時使用證實過的密封平面。
圖1是母線槽配電系統(tǒng)10的一個示例性實施例的側視圖。母線槽配電系統(tǒng)10包括第一母線槽部段12、第二母線槽部段14和第三母線槽部段16。第一母線槽部段12通過第一接頭18聯(lián)接到第二母線槽部段14上。類似地，第二母線槽部段14通過第二接頭20 聯(lián)接到第三母線槽部段16上。用于聯(lián)接母線槽部段的接頭在該領域中是已知的。
第一母線槽部段12包括多個構件，例如第一構件和第二構件。第一構件的非限制性的示例是第一母線槽主體22，并且第二構件的非限制性的示例是接地導線或接地母線 24。在該示例性的實施例中，第一母線槽主體22包括第一組多個導線32和第一外殼34。該多個導線32 (在本文中也被稱為母線)從外殼34的第一端36延伸至外殼34的第二端 38。外殼34限定了第一母線槽部段12的內部40和第一母線槽部段12的外部42。母線槽部段的內部40在本文中被限定為外殼內的區(qū)域。該多個導線32至少部分地包含在外殼 34的內部40中。此外，接地母線M聯(lián)接在外殼34上。接地母線M有利于在母線槽部段之間，例如在第一母線槽部段12和第二母線槽部段14之間的接地。
第二母線槽部段14也包括多個構件。例如，第二母線槽部段14包括第二母線槽主體58和接地母線60。在該示例性的實施例中，第二母線槽主體58包括第二組多個導線 62和第二外殼64。該多個導線62 (在本文中也被稱為母線)從外殼64的第一端66延伸至外殼64的第二端68。該多個導線62至少部分地包含在外殼64的內部40中。此外，接地母線60聯(lián)接在外殼64上，并且有利于母線槽部段12和14的接地。
接頭18聯(lián)接第一母線槽部段12和第二母線槽部段14。更具體地說，接頭18將第一組多個導線32聯(lián)接到第二組多個導線62上。接頭18還將接地母線M聯(lián)接到接地母線 60上，從而確保在第一母線槽部段12和第二母線槽部段14之間的正確的接地。在一個備選實施例中，單個接地母線(圖1中未顯示)在第一外殼34的第二端38和第二外殼64的第一端66之間延伸，并且聯(lián)接到第一外殼34和第二外殼64上。
本文所述的方法和系統(tǒng)有利于聯(lián)接第一構件和第二構件，例如將接地母線M聯(lián)接到第一外殼34上。然而，本文所述的方法和系統(tǒng)還可用于將母線槽系統(tǒng)10中的其它構件，例如但不局限于接頭18和第一組多個導線32、接頭18和第二組多個導線62和/或母線槽外殼，聯(lián)接到支撐結構(例如底板、壁、頂板和/或吊架(hangar))上。
圖2是(圖1中所示的)母線槽系統(tǒng)10的一部分88的透視圖。圖3是部分88 的側視圖。圖2和圖3兩者中所示的構件用相同的參考標號來標識。在該示例性的實施例中，母線槽系統(tǒng)10包括緊固件密封系統(tǒng)90。在該示例性的實施例中，緊固件密封系統(tǒng)90將第一母線槽構件固定到第二母線槽構件上，例如將接地母線60固定到第二外殼64上。外殼64包括第一面板92、第二面板94、第三面板96和第四面板98。雖然被描述為包括四個面板92，94，96和98，但是外殼64可包括適合于限定內部40的任意數(shù)量的面板。
在該示例性的實施例中，多個導線62包括第一母線100、第二母線102、第三母線 104和第四母線106 (圖1中所示)。第一母線100包括第一母線端108，第二母線102包括第二母線端110，第三母線104包括第三母線端112 (圖1中示出)，并且第四母線106包括第四母線端114(圖1中示出)。雖然被描述為包括四個母線100，102，104和106，但是多個導線62可包括容許系統(tǒng)10如本文所述起作用的任何合適數(shù)量的母線。
圖4是沿著線4-4(圖3中示出)得到的第二母線槽外殼64、接地母線60和緊固件密封系統(tǒng)90的截面圖。在該示例性的實施例中，緊固件密封系統(tǒng)90包括緊固件118、間隔裝置120和密封裝置130。備選地，緊固件密封系統(tǒng)90可包括不止一個間隔裝置120和 /或密封裝置130。在該示例性的實施例中，母線槽外殼64包括通過第一邊緣142而限定在第一面板92中的第一開口 140。開口 140具有外徑144。在該示例性的實施例中，開口 140基本上是圓形的，并且以緊固件軸線146為中心。接地母線60包括通過第二邊緣152 而限定在其中的第二開口 150。開口 150具有外徑154。第一開口 140和第二開口 150對準以形成緊固件開口 156，其設置為以便接收緊固件118。在該示例性的實施例中，緊固件 118是帶螺紋的緊固件，其包括限制部分158和設置為用于與互補的緊固部件162相聯(lián)接的緊固件主體160。例如，緊固件118可以是系緊螺栓，其設置為用于與螺母、表面中的螺紋開口或容許緊固件密封系統(tǒng)90如本文所述起作用的任何其它緊固部件相聯(lián)接。當緊固件118穿過開口 156而被定位時，在緊固件118的外表面166和外殼64的第一邊緣142之間存在間隙164。間隙164容許緊固件118通過開口 140而插入，并可根據(jù)緊固件118和/ 或外殼64中的開口 140的制造公差而變化。
如本文所述，“密封”被限定為防止污染物進入母線槽外殼64的內部40中。這種污染物典型地通過緊固件周圍的空間，例如間隙164而進入母線槽外殼64中。緊固件密封系統(tǒng)90設置為將接地母線60固定到第二母線槽主體58上，并防止污染物(例如但不局限于水和灰塵)從母線槽外殼64的外部42到達母線槽外殼64的內部40中。密封裝置130 密封了緊固件118和開口 140之間的間隙164，從而防止污染物進入外殼64中。此外，所提供的抵抗水和其它污染物侵入的保護水平在國際標準-例如國際電工委員會(IEC)所頒布的國際標準-中限定。在一個特定的示例中，安裝在結構外面(即，暴露于例如風、雨和/ 或雪的自然環(huán)境下)的母線槽系統(tǒng)可被制造成用以滿足IP65的國際防護等級(也被稱為 IP代碼)。如果密封是“塵密”，那么就達到了 IP65的等級，也就是說，內部受到免于與灰塵相接觸的完全保護，并且該密封保護內部免受由于從任何方向對封殼以大功率射流所投射的水而造成的有害影響。雖然描述了 IP65，但是緊固件密封系統(tǒng)90并不局限于特定的密封等級。
在該示例性的實施例中，間隔裝置120包括壓縮間隔件170和彈簧墊圈172。密封裝置130包括填密墊圈174，其與第一面板92的外表面178直接接觸，以提供密封。雖然本文中被描述為包括填密墊圈，但是密封裝置130可包括任何類型的密封件或密封劑，例如但不局限于液體密封劑。
在該示例性的實施例中，延伸穿過接地母線60的開口 150設置為以便接收填密墊圈174。更具體地說，填密墊圈174具有外徑180，其小于第二開口 150的直徑154。填密墊圈174定位在開口 150中，使得填密墊圈174的徑向外表面182定位在接地母線60的邊緣 152上。接地母線60的至少一部分和填密墊圈174與外殼64直接接觸。例如，接地母線 60包括凸起物184，例如半剪切的突起，其提供了在接地母線60和外殼64之間的直接接地路徑。
在該示例性的實施例中，壓縮間隔件170包括開口 186，其具有由第一端190限定的內徑188。壓縮間隔件170還包括第二端192，其具有外徑194。壓縮間隔件170包括第一凹槽196，其定位在第一端190處，并設置為接收彈簧墊圈172的至少一部分。壓縮間隔件170還包括第二凹槽198，其定位在第二端192處，并設置為接收接地母線60的至少一部分，例如第二邊緣152。
在該示例性的實施例中，在母線槽系統(tǒng)10的裝配期間應用于緊固件118上的力通過壓縮間隔件170而被應用于接地母線60和填密墊圈174上。例如，應用于螺紋緊固件上的扭矩被轉換成壓縮力。壓縮力壓縮填密墊圈174，并確保在接地母線60和外殼64之間的接觸。更具體地說，壓縮力應用于彈簧墊圈172上，并且填密墊圈174通過壓縮間隔件170 而在第一端190處被壓縮至最大程度。此外，應用于彈簧墊圈172上的壓縮力通過壓縮間隔件170而在第二凹槽198處被傳遞至接地母線60上。第一凹槽196和第二凹槽198設置為有利于傳遞壓縮力，以便恰當?shù)孛芊忾g隙164，并保持接地母線60和外殼64之間的接觸。
此外，即使當緊固件扭矩降低時，壓縮間隔件170也會保持填密墊圈174上的壓縮力，并且保持母線槽外殼64和接地母線60之間的接地路徑。壓縮間隔件170還用于控制填密墊圈174上的壓縮量。彈簧墊圈172定位在壓縮間隔件170和緊固件118的限制部分 158之間，以有利于保持緊固件118上的扭矩。填密墊圈174設置為在預定的壓縮力下提供最佳密封。該力在裝配期間施加于填密墊圈174上。然而，即使當緊固件118上的扭矩隨著時間而減少時，填密墊圈174也會保持密封。例如，緊固件118可具有15英尺-磅的初始扭矩。不同于其它密封，例如鋁墊圈，即使來自緊固件118的扭矩減少至例如3英尺-磅時，填密墊圈174也會保持密封。
圖5是用于將第一母線槽構件聯(lián)接到第二母線槽構件上-例如將接地母線60 (圖 2中所示)聯(lián)接到外殼64(圖2中所示)上-的示例性方法210的流程圖200。如上所述， 外殼64包括限定在其中的第一開口 140 (圖4中所示)，并且接地母線60包括限定在其中的第二開口 150(圖4中所示)。在該示例性的實施例中，方法210包括設置220接地母線 60和外殼64來對準，使得第一開口 140和第二開口 150限定單個緊固件開口，例如緊固件開口 156。設置220還包括設置接地母線60以與外殼64相接觸，這提供了它們之間的電接地連接。方法210還包括設置222緊固件密封系統(tǒng)，例如緊固件密封系統(tǒng)90(圖2中所示)，以便將接地母線60固定到外殼64上。緊固件密封系統(tǒng)90包括緊固件(例如緊固件 118(圖4中所示))和至少一個密封裝置(例如填密墊圈174(圖4中所示))。設置222 包括設置緊固件118以延伸穿過緊固件開口 156，并設置填密墊圈174，以防止污染物穿過開口 156。
在該示例性的實施例中，方法210還可包括設置2 至少一個間隔裝置，例如間隔裝置120 (圖4中所示)，以用于定位在緊固件118的限制部分158和填密墊圈174之間。 緊固件118設置為將接地母線60固定到外殼64上，并壓縮間隔裝置120和填密墊圈174。 方法210還可包括設置228間隔裝置120，以便在填密墊圈174上保持基本固定的壓縮力。
本文描述了用于將第一母線槽構件聯(lián)接到第二母線槽構件上的示例性的方法和系統(tǒng)。更具體地說，本文所述的方法和系統(tǒng)有利于消除最靠近接頭的系緊螺栓中的泄漏，同時保持必要的接地路徑接觸。另外，通過使填密墊圈沿著外殼的表面進行定位，填密墊圈發(fā)生永久變形，從而產生與母線槽外殼的密封。因為填密墊圈直接擱靠在母線槽外殼上，所以其能夠輕微地流入到系緊螺栓孔中以及系緊螺栓周圍。這使填密墊圈永久地變形，其構成耐用的密封。系緊螺栓傾向于隨著時間而失去其扭矩，然而，本文所述的方法和系統(tǒng)即使在扭矩減少時也有利于保持密封。本文所述的方法和系統(tǒng)還提供了在接地母線和母線槽外殼之間的直接的接地路徑連接。
本文所述的方法和系統(tǒng)有利于基于母線槽的配電網絡的高效且經濟的制造和裝配。本文詳細描述并且/或者圖示了方法和系統(tǒng)的示例性實施例。這些方法和系統(tǒng)并不局限于本文所述的特定的實施例，而是相反，各系統(tǒng)的構件以及各方法的步驟都可相對于本文所述的其它構件和步驟獨立地以及分開來使用。各個構件和各個方法步驟還可結合其它構件和/或方法步驟一起使用。
本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳模式，并且還使本領域中的任何技術人員能夠實踐本發(fā)明，包括制造和利用任何裝置或系統(tǒng)，以及執(zhí)行任何所含的方法。本發(fā)明的可授予專利的范圍由權利要求限定，并且可包括本領域中的技術人員想到的其它示例。如果這些其它示例具有并非不同于權利要求字面語言的結構元件，或者如果它們包括與權利要求字面語言無實質差異的等效的結構元件，那么這些其它示例都意圖在權利要求的范圍內。
權利要求
1.一種電功率分配系統(tǒng)(10)，包括接地母線(60)，其包括限定在其中的第一開口(150)；母線槽外殼(64)，其包括限定在其中的第二開口(140)；和緊固件密封系統(tǒng)(90)，其包括緊固件(118)和至少一個密封件(130)，所述緊固件設置為延伸穿過所述第一開口和所述第二開口，并且將所述接地母線聯(lián)接到所述母線槽外殼上，所述接地母線與所述母線槽外殼相接觸，并在它們之間形成接地連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述至少一個密封件(130)減少了通過所述第一開口(150)和所述第二開口(140)中的至少一個的污染物侵入。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述緊固件(118)包括限制部分(158)，所述緊固件密封系統(tǒng)(90)還包括定位在所述限制部分和所述至少一個密封件 (130)之間的間隔裝置(120)。
4.根據(jù)權利要求3所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述緊固件(118)設置為將壓縮力施加在所述間隔裝置(120)上。
5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述緊固件(118)包括螺紋緊固件和協(xié)作部件(162)，它們設置為將應用于所述緊固件上的扭矩轉換成所述間隔裝置(120) 上的壓縮力。
6.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述間隔裝置(120)包括壓縮間隔件(170)和彈簧墊圈(172)，它們設置為壓縮所述至少一個密封件(130)，并保持所述接地母線(60)和所述母線槽外殼(64)之間的接地連接。
7.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述間隔裝置(120)在所述至少一個密封件(130)上保持基本固定的壓縮力。
8.根據(jù)權利要求6所述的系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述間隔裝置(120)包括第一凹槽 (196)和第二凹槽(198)，所述第一凹槽(196)設置為接收所述彈簧墊圈(17 的至少一部分，并且所述第二凹槽設置為接收所述接地母線(60)的至少一部分。
9.一種用于聯(lián)接接地母線(60)和母線槽外殼(64)的系緊螺栓密封系統(tǒng)(90)，所述接地母線和所述母線槽外殼各包括限定在其中的開口(150，140)，所述系統(tǒng)包括包括主體(160)和限制部分(158)的緊固件(118)，所述緊固件主體設置為延伸穿過限定在所述接地母線和所述母線槽外殼中的開口 ；和至少一個密封件(130)，其設置為至少部分地圍繞所述緊固件主體而延伸，并且至少部分地定位在限定于所述接地母線中的開口中，所述至少一個密封件設置為密封限定于所述母線槽外殼中的開口。
10.根據(jù)權利要求9所述的系統(tǒng)(90)，其特征在于，還包括至少一個間隔裝置(120)，該至少一個間隔裝置(120)定位在所述限制部分(158)和所述至少一個密封件(130)之間以及所述限制部分和所述接地母線(60)之間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于聯(lián)接母線槽構件的方法和系統(tǒng)。描述了一種電功率分配系統(tǒng)(10)。該系統(tǒng)包括接地母線(60)和母線槽外殼(64)，接地母線(60)包括限定在其中的第一開口(150)，母線槽外殼(64)包括限定在其中的第二開口(140)。該系統(tǒng)還包括緊固件密封系統(tǒng)(90)，其包括緊固件(118)和至少一個密封件(130)。緊固件設置為延伸穿過第一開口和第二開口，并將接地母線聯(lián)接到母線槽外殼上。接地母線與母線槽外殼相接觸，從而在它們之間形成接地連接。
文檔編號H02G5/06GK102545118SQ20111042106
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權日2010年12月6日
發(fā)明者M·杜達, S·E·理查德 申請人:通用電氣公司