TWI907112B - 配電系統 - Google Patents

Abstract

一種配電系統，包括一架體、至少一匯流排及多個開關模組。匯流排配置於架體且用以耦接於至少一輸入線路。各開關模組包括一開關模組主體及一控制單元，開關模組主體可拆卸地配置於架體且具有一輸入接口及一輸出接口。輸入接口耦接於控制單元且連接於匯流排，輸出接口耦接於控制單元且用以耦接於至少一輸出線路。控制單元配置於開關模組主體內且包括相互耦接的一繼電器及一控制電路板。

Description

配電系統

本發明是有關於一種電力系統，且特別是有關於一種配電系統。

傳統的配電盤不具備智能控制功能，而需另外加裝智能控制盤以提供量測與可控功能。此配置方式因迴路數過多而須安裝多個智能控制盤體，不適於在戶外或空間受限處安裝，且其線路繁雜。目前，一些整合式配電盤包含了配電盤與智能控制盤，而無須另外加裝智能控制盤。但是，整合式配電盤的零件多且組裝複雜，其迴路數無法變動而須開發多套模具分別對應不同迴路數的產品，導致生產效率低且製造成本高。並且，無論是傳統的配電盤還是現有的整合式配電盤，其複數開關元件與複數量測元件並非各自模組化設計，而是共用單一控制電路板，故單一通道故障時需進行整體拆除才能檢修，導致檢修效率低且大幅增加用戶斷電時間。

本發明提供一種配電系統，可提升檢修效率。

本發明的配電系統包括一架體、至少一匯流排及多個開關模組。匯流排配置於架體且用以耦接於至少一輸入線路。各開關模組包括一開關模組主體及一控制單元，開關模組主體可拆卸地配置於架體且具有一輸入接口及一輸出接口。輸入接口耦接於控制單元且連接於匯流排，輸出接口耦接於控制單元且用以耦接於至少一輸出線路。控制單元配置於開關模組主體內且包括相互耦接的一繼電器及一控制電路板。

在本發明的一實施例中，上述的各開關模組更包括一分流器及一電壓量測單元，分流器及電壓量測單元配置於開關模組主體內且耦接於控制電路板。

在本發明的一實施例中，上述的配電系統更包括多個連接端子及多個斷路器，其中這些連接端子配置於架體且分別對應於這些開關模組，各連接端子插接於對應的開關模組的輸出接口，這些斷路器可拆卸地配置於架體且分別連接於這些連接端子，各輸出接口透過對應的連接端子及對應的斷路器而耦接於輸出線路。

在本發明的一實施例中，上述的架體包括相連接的一背板及一座體，座體具有相對的一承載面及一底面，背板與底面之間具有一容納空間，這些開關模組配置於容納空間內，這些斷路器配置於承載面上。

在本發明的一實施例中，上述的開關模組主體具有兩鎖附孔，座體具有多個開孔，這些開孔分別對應於這些開關模組主體 的這些鎖附孔，各開關模組更包括兩鎖附件，兩鎖附件分別穿過對應的兩開孔以分別鎖附於對應的開關模組主體的兩鎖附孔，並分別抵住匯流排及對應的連接端子。

在本發明的一實施例中，上述的各斷路器適於分離於座體以露出部分這些開孔。

在本發明的一實施例中，上述的背板包括多個子背板，這些子背板可拆卸地依序相連接。

在本發明的一實施例中，上述的座體包括多個子座體，這些子座體可拆卸地依序相連接。

在本發明的一實施例中，上述的背板具有多個第一滑軌，座體具有多個第二滑軌，開關模組主體具有多個滑槽，並藉由這些滑槽而滑設於一第一滑軌與一第二滑軌之間。

在本發明的一實施例中，上述的開關模組主體具有一卡勾，卡勾卡合於座體。

在本發明的一實施例中，上述的座體具有多個開口，這些開口分別對應於這些開關模組，卡勾適於透過對應的開口而被按壓以脫離於座體。

在本發明的一實施例中，上述的容納空間包括彼此相鄰的兩子容納空間，部分這些開關模組在一子容納空間內依序排列，另一部分這些開關模組在另一子容納空間內依序排列。

在本發明的一實施例中，上述的匯流排具有多個第一匯流排端子及多個第二匯流排端子，這些第一匯流排端子沿一第一 方向插接於一子容納空間內的這些開關模組，這些第二匯流排端子沿相反於第一方向的一第二方向插接於另一子容納空間內的這些開關模組。

在本發明的一實施例中，上述的配電系統更包括一外殼，其中在配電系統的寬度方向上，外殼的尺寸是W，各開關模組的尺寸是L，各開關模組與外殼之間的安裝間隙是a，匯流排的安裝寬度是b，W=4*L+2*a+b<362mm。

在本發明的一實施例中，上述的各連接端子具有相對的第一端部及第二端部，第一端部連接於對應的斷路器，第二端部連接於對應的輸出接口，各連接端子穿設於座體而使座體位於第一端部與第二端部之間，第二端部位於容納空間內，匯流排配置於背板而位於背板與第二端部之間。

在本發明的一實施例中，上述的架體更包括多個支撐件，這些支撐件支撐於背板與座體之間，各支撐件位於相鄰的兩開關模組之間。

在本發明的一實施例中，上述的各支撐件是工字形結構。

在本發明的一實施例中，上述的匯流排包括一第一相位匯流排及一第二相位匯流排，架體更包括至少一絕緣柱，至少一絕緣柱支撐於背板與座體之間且阻隔於第一相位匯流排與第二相位匯流排之間。

在本發明的一實施例中，上述的各開關模組適於獨立地拆卸而分離於其他這些開關模組、這些斷路器及架體。

在本發明的一實施例中，上述的這些開關模組透過菊花鏈拓撲而相互耦接。

基於上述，本發明的配電系統包含了彼此獨立的多個開關模組，這些開關模組各自設有控制電路板，而非共用單一電路板。據此，當配電系統的單一通道故障時，可僅拆除其對應的一個開關模組進行檢修，而不需對所有開關模組進行整體拆除，據以提升檢修效率。

50:輸入線路

60:輸出線路

100:配電系統

110:外殼

120:架體

122:背板

1221:第一滑軌

122S:子背板

124:座體

1241:第二滑軌

1242:開口

124a:承載面

124b:底面

124S:子座體

126:支撐件

128:絕緣柱

130:蓋體

140:開關模組

1401:連接埠

141:鎖附件

142:開關模組主體

1421:滑槽

1422:卡勾

142a:輸入接口

142b:輸出接口

144:控制單元

1441:繼電器

1442:控制電路板

146:分流器

148:電壓量測單元

150:斷路器

160A:第一相位匯流排

160B:第二相位匯流排

162A、162B:第一匯流排端子

164A、164B:第二匯流排端子

170:連接端子

170a:第一端部

170b:第二端部

D1:第一方向

D2:第二方向

H1:鎖附孔

H2:開孔

K1:卡勾

K2:卡扣槽

P1:插銷

P2:插銷孔

S:容納空間

S1、S2:子容納空間

圖1是本發明一實施例的配電系統的前視圖。

圖2是圖1的配電系統的分解圖。

圖3是圖2的配電系統的部分構件的分解圖。

圖4是圖1的配電系統連接輸入線路及輸出線路的示意圖。

圖5是圖1的配電系統的局部下視圖。

圖6是圖3的配電系統的局部結構。

圖7是圖3的配電系統的局部結構。

圖8是圖7的配電系統的部分構件的分解圖。

圖9繪示圖5的開關模組的內部構造。

圖10及圖11是圖7的配電系統的部分構件分別於不同視角的立體圖。

圖12是圖6的開關模組的前視圖。

圖13是圖6的配電系統的局部結構的前視圖。

圖14是圖6的配電系統的局部結構的側視圖。

圖15是圖13的配電系統沿I-I線的剖視圖。

圖16是圖15的配電系統的局部結構的前視圖。

圖17是圖6的配電系統的部分構件的局部立體圖。

圖18是圖17的配電系統的部分構件的局部立體圖。

圖19是圖6的配電系統的部分構件的局部立體圖。

圖20是圖19的配電系統的前視圖。

圖21是圖6的配電系統的部分構件的局部側視圖。

圖22繪示圖3的座體的部分結構。

圖23是圖22的座體的局部放大圖。

圖24A及圖24B繪示圖22的子座體的組裝方式。

圖25繪示圖3的背板的部分結構。

圖26繪示圖5的兩開關模組分別移離兩子容納空間。

圖1是本發明一實施例的配電系統的前視圖。圖2是圖1的配電系統的分解圖。圖3是圖2的配電系統的部分構件的分解圖。請參考圖1至圖3，本實施例的配電系統100包括一外殼110、一架體120、一蓋體130、多個開關模組140及多個斷路器150。架體120配置於外殼110內且用以承載這些開關模組140及這些斷路器150。蓋體130樞接於外殼110，且用以蓋合於外殼110以 覆蓋外殼110內的架體120、開關模組140及斷路器150等構件。

圖4是圖1的配電系統連接輸入線路及輸出線路的示意圖。請參考圖4，輸入線路50(例如是交流線路)用以將電力輸入至開關模組140，電力從開關模組140經過斷路器150而往輸出線路60(例如是交流線路)輸出。

圖5是圖1的配電系統的局部下視圖，圖6是圖3的配電系統的局部結構，圖7是圖3的配電系統的局部結構，為使圖式較為清楚，圖5至圖7的部分開關模組140及部分斷路器150繪示為卸除狀態。圖8是圖7的配電系統的部分構件的分解圖。請參考圖5至圖8，具體而言，本實施例的各開關模組140包括一開關模組主體142，開關模組主體142可拆卸地配置於架體120且具有一輸入接口142a及一輸出接口142b。配電系統100更包括至少一匯流排(繪示為一第一相位匯流排160A及一第二相位匯流排160B)及多個連接端子170。第一相位匯流排160A及第二相位匯流排160B配置於架體120且用以耦接於圖2所示的輸入線路50。部分的開關模組主體142的輸入接口142a連接於第一相位匯流排160A，另一部分的開關模組主體142的輸入接口142a連接於第二相位匯流排160B。

這些連接端子170配置於架體120且分別對應於這些開關模組140，各連接端子170插接於對應的開關模組140的開關模組主體142的輸出接口142b。這些斷路器150可拆卸地配置於架體120且分別連接於這些連接端子170。各開關模組主體142的輸 出接口142b透過對應的連接端子170及對應的斷路器150而耦接於圖2所示的輸出線路60。此外，這些開關模組140彼此例如藉其連接埠1401透過菊花鏈拓撲(Daisy Chain Topology)而相互耦接，以供訊號與電力在其之間傳輸。

圖9繪示圖5的開關模組的內部構造。請參考圖9，本實施例的各開關模組140更包括配置於開關模組主體142內的一控制單元144，開關模組主體142的輸入接口142a及輸出接口142b耦接於控制單元144。控制單元144包括相互耦接的一繼電器1441及一控制電路板1442。此外，各開關模組140更包括一分流器146及一電壓量測單元148，分流器146及電壓量測單元148配置於開關模組主體142內且耦接於控制電路板1442。詳細而言，所述電力從輸入接口142a進入開關模組140後到達繼電器1441，並接著經由控制電路板1442到達分流器146，然後再經由控制電路板1442到達輸出接口142b。繼電器1441用以開閉開關模組140的電力傳輸，分流器146用於感測電流，電壓量測單元148用以量測電壓，控制電路板1442用以控制開關模組140的包含上述各種功能的至少一部分，控制電路板1442、繼電器1441、分流器146、電壓量測單元148的詳細功能及作用原理是配電盤領域的已知技術，於此不加以贅述。

相較於傳統配電盤，本實施例的配電系統100的至少一個特點在於，配電系統100如前所述包含了彼此獨立的多個開關模組140，這些開關模組140各自設有整合了電壓量測單元148的 控制電路板1442，而非共用單一電路板。從而，各開關模組140可獨立地拆卸而分離於其他開關模組140、斷路器150及架體120。據此，當配電系統100的單一通道故障時，可僅拆除其對應的一個開關模組140進行檢修，而不需對所有開關模組140進行整體拆除，據以提升檢修效率。

圖10及圖11是圖7的配電系統的部分構件分別於不同視角的立體圖。請參考圖7、圖10及圖11，在本實施例中，架體120包括相連接的一背板122及一座體124，座體124具有相對的一承載面124a及一底面124b，背板122與座體124的底面124b之間具有一容納空間S，這些開關模組140配置於容納空間S內，這些斷路器150配置於座體124的承載面124a上。並且，各連接端子170具有相對的第一端部170a及第二端部170b，第一端部170a連接於對應的斷路器150，第二端部170b連接於對應的開關模組140的輸出接口142b。各連接端子170穿設於座體124而使座體124位於第一端部170a與第二端部170b之間，第二端部170b位於容納空間S內，第一相位匯流排160A及第二相位匯流排160B配置於背板122而位於背板122與第二端部170b之間。

藉此配置方式，架體120藉其背板122及座體124構成了雙層的開放式安裝結構，且匯流排(第一相位匯流排160A及第二相位匯流排160B)與連接端子170的第一端部170a及第二端部170b構成了三層對外端子。從而，斷路器150及開關模組140能夠便利地分別安裝於架體120的上層及下層並透過匯流排(第一相 位匯流排160A及第二相位匯流排160B)與連接端子170順利地進行電性連接。

進一步而言，本實施例的容納空間S包括彼此相鄰的兩子容納空間S1、S2，部分開關模組140在子容納空間S1內依序排列，另一部分開關模組140在子容納空間S2內依序排列。第一相位匯流排160A如圖11所示具有多個第一匯流排端子162A及多個第二匯流排端子164A，這些第一匯流排端子162A沿一第一方向D1插接於子容納空間S1內的部分開關模組140，這些第二匯流排端子164A沿相反於第一方向D1的一第二方向D2插接於子容納空間S2內的部分開關模組140。相似地，第二相位匯流排160B如圖11所示具有多個第一匯流排端子162B及多個第二匯流排端子164B，這些第一匯流排端子162B沿第一方向D1插接於子容納空間S1內的部分開關模組140，這些第二匯流排端子164B沿第二方向D2插接於子容納空間S2內的部分開關模組140。藉此配置方式，匯流排(第一相位匯流排160A及第二相位匯流排160B)與開關模組140在容納空間S內以緊湊的方式配置而可節省配置空間，縮減整體裝置體積。

圖12是圖6的開關模組的前視圖。圖13是圖6的配電系統的局部結構的前視圖。請參考圖6、圖7、圖12及圖13，本實施例的各開關模組主體142具有兩鎖附孔H1，座體124具有多個開孔H2，這些開孔H2分別對應於這些開關模組主體142的這些鎖附孔H1。各斷路器150適於分離於座體124以露出部分開孔 H2。各開關模組140更包括兩鎖附件141(繪示於圖12及圖13)，兩鎖附件141分別穿過對應的兩開孔H2以分別鎖附於對應的開關模組主體142的兩鎖附孔H1，並如圖9所示分別抵住對應的匯流排的端子(繪示為第一相位匯流排160A的第一匯流排端子162A)及對應的連接端子170的第二端部170b。

圖14是圖6的配電系統的局部結構的側視圖。請參考圖8及圖14，本實施例的背板122具有多個第一滑軌1221，座體124具有多個第二滑軌1241，各開關模組主體142具有多個滑槽1421，並藉由這些滑槽1421而滑設於一第一滑軌1221與一第二滑軌1241之間。據此，各開關模組主體142可藉由第一滑軌1221與第二滑軌的導引而順暢地安裝至架體120。

圖15是圖13的配電系統沿I-I線的剖視圖。圖16是圖15的配電系統的局部結構的前視圖。請參考圖15及圖16，各開關模組主體142具有一卡勾1422，座體124具有多個開口1242，這些開口1242分別對應於這些開關模組140。卡勾1422卡合於座體124的開口1242以使開關模組主體142穩固地安裝於架體120。卡勾1422適於透過對應的開口1242而被按壓以脫離於座體124，使開關模組主體142能夠從架體120被卸除。

圖17是圖6的配電系統的部分構件的局部立體圖。圖18是圖17的配電系統的部分構件的局部立體圖。請參考圖17及圖18，本實施例的架體120更包括多個支撐件126，這些支撐件126支撐於背板122與座體124之間，且各支撐件126如圖18所示是 工字形結構而具有小厚度，使各支撐件126能夠設置為位於相鄰的兩開關模組140之間而不致過度佔據開關模組140的配置空間。

圖19是圖6的配電系統的部分構件的局部立體圖。圖20是圖19的配電系統的前視圖。圖21是圖6的配電系統的部分構件的局部側視圖。請參考圖11及圖19至圖21，本實施例的架體120更包括多個絕緣柱128，絕緣柱128支撐於背板122與座體124之間且阻隔於第一相位匯流排160A的端子(第一匯流排端子162A及第二匯流排端子164A)與第二相位匯流排160B的端子(第一匯流排端子162B及第二匯流排端子164B)之間。如上所述，絕緣柱128兼具了結構支撐及不同相位電力隔離的作用，如此可簡化架體120的結構設計並節省配置空間。

圖22繪示圖3的座體的部分結構。圖23是圖22的座體的局部放大圖。圖24A及圖24B繪示圖22的子座體的組裝方式。請參考圖3及圖22至圖24B，本實施例的座體124包括多個子座體124S，這些子座體124S可拆卸地依序相連接。詳細而言，各子座體124S的插銷P1(標示於圖23)可插入另一子座體124S的插銷孔P2(標示於圖23)，且各子座體124S的卡勾K1可如圖24A至圖24B所示卡扣於另一子座體124S的卡扣槽K2，以在不需其他緊固件的情況下快速完成兩子座體124S的接合。圖25繪示圖3的背板的部分結構。類似地，本實施例的背板122包括多個子背板122S，這些子背板122S可拆卸地依序相連接，其接合方式相同或相似於子座體124S者，於此不再重複敘述。藉此配置方式，使用 者可依配電系統的迴路數量需求而改變子座體124S及子背板122S的數量，以彈性擴充迴路數而易於滿足客製化需求。

圖26繪示圖5的兩開關模組分別移離兩子容納空間。請參考圖26，在配電系統100的平行於第一方向D1及第二方向D2的寬度方向上，外殼110的尺寸是W，各開關模組140的尺寸是L，各開關模組140與外殼110之間的安裝間隙是a，匯流排的安裝寬度是b，則W=4*L+2*a+b<362mm(歐美配電箱通用寬度)。據此，可在盡可能縮減外殼110寬度的情況下使開關模組140有足夠的卸除空間。

綜上所述，本發明的配電系統包含了彼此獨立的多個開關模組，這些開關模組各自設有控制電路板，而非共用單一電路板。據此，當配電系統的單一通道故障時，可僅拆除其對應的一個開關模組進行檢修，而不需對所有開關模組進行整體拆除，據以提升檢修效率。

120:架體

122:背板

124:座體

124a:承載面

124b:底面

128:絕緣柱

140:開關模組

1401:連接埠

142:開關模組主體

1421:滑槽

1422:卡勾

142a:輸入接口

142b:輸出接口

160A:第一相位匯流排

160B:第二相位匯流排

164A:第二匯流排端子

170:連接端子

170a:第一端部

170b:第二端部

H2:開孔

Claims (20)

1. 一種配電系統，包括：一架體；至少一匯流排，配置於該架體且用以耦接於至少一輸入線路；以及多個開關模組，各該開關模組包括一開關模組主體及一控制單元，該開關模組主體可拆卸地配置於該架體且具有一輸入接口及一輸出接口，該輸入接口耦接於該控制單元且連接於該至少一匯流排，該輸出接口耦接於該控制單元且用以耦接於至少一輸出線路，該控制單元配置於該開關模組主體內且包括相互耦接的一繼電器及一控制電路板。
2. 如請求項1所述的配電系統，其中各該開關模組更包括一分流器及一電壓量測單元，該分流器及該電壓量測單元配置於該開關模組主體內且耦接於該控制電路板。
3. 如請求項1所述的配電系統，更包括多個連接端子及多個斷路器，其中該些連接端子配置於該架體且分別對應於該些開關模組，各該連接端子插接於對應的該開關模組的該輸出接口，該些斷路器可拆卸地配置於該架體且分別連接於該些連接端子，該輸出接口透過對應的該連接端子及對應的該斷路器而耦接於該至少一輸出線路。
4. 如請求項3所述的配電系統，其中該架體包括相連接的一背板及一座體，該座體具有相對的一承載面及一底面，該背板 與該底面之間具有一容納空間，該些開關模組配置於該容納空間內，該些斷路器配置於該承載面上。
5. 如請求項4所述的配電系統，其中該開關模組主體具有兩鎖附孔，該座體具有多個開孔，該些開孔分別對應於該些開關模組主體的該些鎖附孔，各該開關模組更包括兩鎖附件，該兩鎖附件分別穿過對應的兩該開孔以分別鎖附於對應的該開關模組主體的該兩鎖附孔，並分別抵住該至少一匯流排及對應的該連接端子。
6. 如請求項5所述的配電系統，其中各該斷路器適於分離於該座體以露出部分該些開孔。
7. 如請求項4所述的配電系統，其中該背板包括多個子背板，該些子背板可拆卸地依序相連接。
8. 如請求項4所述的配電系統，其中該座體包括多個子座體，該些子座體可拆卸地依序相連接。
9. 如請求項4所述的配電系統，其中該背板具有多個第一滑軌，該座體具有多個第二滑軌，該開關模組主體具有多個滑槽，並藉由該些滑槽而滑設於一該第一滑軌與一該第二滑軌之間。
10. 如請求項4所述的配電系統，其中該開關模組主體具有一卡勾，該卡勾卡合於該座體。
11. 如請求項10所述的配電系統，其中該座體具有多個開口，該些開口分別對應於該些開關模組，該卡勾適於透過對應的該開口而被按壓以脫離於該座體。
12. 如請求項4所述的配電系統，其中該容納空間包括彼此相鄰的兩子容納空間，部分該些開關模組在一該子容納空間內依序排列，另一部分該些開關模組在另一該子容納空間內依序排列。
13. 如請求項12所述的配電系統，其中該至少一匯流排具有多個第一匯流排端子及多個第二匯流排端子，該些第一匯流排端子沿一第一方向插接於一該子容納空間內的該些開關模組，該些第二匯流排端子沿相反於該第一方向的一第二方向插接於另一該子容納空間內的該些開關模組。
14. 如請求項12所述的配電系統，更包括一外殼，其中在該配電系統的寬度方向上，該外殼的尺寸是W，各該開關模組的尺寸是L，各該開關模組與該外殼之間的安裝間隙是a，該至少一匯流排的安裝寬度是b，W=4*L+2*a+b<362mm。
15. 如請求項4所述的配電系統，其中各該連接端子具有相對的第一端部及第二端部，該第一端部連接於對應的該斷路器，該第二端部連接於對應的該輸出接口，各該連接端子穿設於該座體而使該座體位於該第一端部與該第二端部之間，該第二端部位於該容納空間內，該至少一匯流排配置於該背板而位於該背板與該第二端部之間。
16. 如請求項4所述的配電系統，其中該架體更包括多個支撐件，該些支撐件支撐於該背板與該座體之間，各該支撐件位於相鄰的兩該開關模組之間。
17. 如請求項16所述的配電系統，其中各該支撐件是工字形結構。
18. 如請求項4所述的配電系統，其中該至少一匯流排包括一第一相位匯流排及一第二相位匯流排，該架體更包括至少一絕緣柱，該至少一絕緣柱支撐於該背板與該座體之間且阻隔於該第一相位匯流排與該第二相位匯流排之間。
19. 如請求項3所述的配電系統，其中各該開關模組適於獨立地拆卸而分離於其他該些開關模組、該些斷路器及該架體。
20. 如請求項1所述的配電系統，其中該些開關模組透過菊花鏈拓撲而相互耦接。