检修电源箱.pdf

本发明公开了一种检修电源箱，包括箱体，箱体内分为电源室、开关室、动力端子室和插座端子室；电源室的左右两侧的电缆接头分别连接进线电缆和出线电缆；开关室的正面设置有开关室门，开关室门上还设置有可翻转的防水玻璃门；在开关室内，防水玻璃门之后由左至右依次设置有空气开关QF1、漏电保护器LJ1、PE线过流保护器PEB、漏电保护器LJ2和空气开关QF2。动力端子室的正面设置有动力端子室门，动力端子室内设置有多个快速接线端子。插座端子室的正面设置有插座端子室门。动力端子室、插座端子室的下方设置有电缆进线口上设置有电缆夹持器。本发明的检修电源箱，具有可解决电源箱接线困难、缺少安全联锁、电焊机二次侧地网分流烧保护接地线的问题、接线方便快捷、安全性能高等优点。

权利要求书1.  检修电源箱，其特征是，包括箱体，箱体的顶端设置有盖板（3）；所述箱体内分为电源室（1）、开关室（4）、动力端子室（7）和插座端子室（8）；所述电源室（1）的左右两侧的电缆接头（2）分别连接进线电缆（13-1）和出线电缆（13-2），所述电源室（1）内设置有穿心绝缘子（10），电源室（1）的正面的面板上设置有电源室指示灯XD1； 所述开关室（4）的正面设置有开关室门（4-1），所述开关室门（4-1）上还设置有可翻转的防水玻璃门（5）；在所述开关室（4）内，所述防水玻璃门（5）之后由左至右依次设置有空气开关QF1、漏电保护器LJ1、PE线过流保护器PEB、漏电保护器LJ2和空气开关QF2，以使得打开防水玻璃门（5）就能对空气开关QF1、漏电保护器LJ1、PE线过流保护器PEB、漏电保护器LJ2和空气开关QF2进行人工操作；在所述开关室门（4-1）上，在所述防水玻璃门（5）上方由左至右依次设置有蜂鸣器FM、指示灯XD2、指示灯XD3和急停按钮TA； 所述动力端子室（7）的正面设置有动力端子室门（7-1），所述动力端子室（7）内设置有多个快速接线端子（11），所述快速接线端子（11）包括A相接线端子A、B相接线端子B、C相接线端子C、接地端子N和PE线接线端子PE；所述动力端子室（7）的下方设置有电缆进线口，所述电缆进线口上设置有电缆夹持器（9）； 所述插座端子室（8）的正面设置有插座端子室门（8-1），所述插座端子室（8）内设置有电源插座（12）、A相接线端子A、接地端子N和PE线接线端子PE；所述插座端子室（8）的下方设置有电缆进线口，所述电缆进线口上设置有电缆夹持器（9）。 2.  根据权利要求1所述的检修电源箱，其特征是，所述空气开关QF1和空气开关QF2均为带失压脱扣线圈的空气开关。 3.  根据权利要求1所述的检修电源箱，其特征是，所述开关室门（4-1）、动力端子室门（7-1）和插座端子室门（8-1）上分别设置有一个门锁（6）。 4.  根据权利要求1所述的检修电源箱，其特征是，所述快速接线端子（11）包括绝缘子（11-1）、铜板（11-2）、绝缘旋钮（11-3）、螺杆（11-4）、支架（11-5）、弹簧（11-6）、引出线（11-7）和外接导线入口（11-8）；所述绝缘子（11-1）上设置有两个铜板（11-2），两个铜板（11-2）的左端通过螺栓叠加紧固在一起后与所述引出线（11-7）相连接；所述铜板（11-2）的右侧为外接导线入口（11-8），在所述两个铜板（11-2）之间设置有弹簧（11-6）；所述绝缘子（11-1）上还设置有一个支架（11-5），所述支架（11-5）的顶部设置有一根旋入所述支架（11-5）的螺杆（11-4），螺杆（11-4）顶端设置有所述绝缘旋钮（11-3）；螺杆（11-4）下端与两个铜板（11-2）中上面一个铜板（11-2）相抵接，以通过旋转螺杆（11-4）压下上面一个铜板（11-2），使得两个铜板（11-2）夹紧从外接导线入口（11-8）接入的外接导线。 5.  根据权利要求1所述的检修电源箱，其特征是，所述电缆夹持器（9）包括两个凸轮（9-2），所述两个凸轮（9-2）通过扭力弹簧固定于所述检修电源箱上；所述两个凸轮（9-2）相互抵接；所述两个凸轮（9-2）的相互抵接的抵接面的外轮廓线为渐开线，被夹持的电缆（9-1）从所述两个凸轮（9-2）之间穿过，由两个抵接面将所述被夹持的电缆（9-1）夹紧。

说明书检修电源箱
技术领域
本发明涉及一种检修电源箱。
背景技术
检修电源箱是工矿企业和社会上大量使用的小型配电箱（柜、柱），有固定式和移动式两种。检修电源箱的主要用途是电焊机搭火，其次是临时照明和单相电动工具，有时用于电加热设备供电或电动机试车。其一般结构由配电箱壳体、若干个低压空气开关、控制变压器、电气接线端子、插头插座等元件构成。目前检修电源箱普遍存在的问题有：
1、总线式供电结构使进线电缆接线发生困难。总线式供电是指在一条电源线路上挂接多个电源箱，进入检修电源箱的电源电缆往往很粗且是两根,甚至两根以上。而电源箱内空气开关（一般100-200A）的端子较小，使电缆进出线和端子接线产生困难。
2、普遍欠缺安全闭锁和电源指示；检修电源箱会经常打开箱门供搭火操作，为了人身安全，操作前必须停电，即断开空气开关。理想的安全措施是建立“箱门——空气开关”联锁，即箱门打开时空气开关自动断电且无法合上，箱门关闭后空气开关才能合闸送电。但是目前的检修电源箱往往缺少这种安全联锁。
3、检修电源箱搭火多是临时负荷，馈出侧端子接、拆线操作频繁。负荷电缆芯线端头构造千差万别，普通接线端子难以适配，因压接不实导致接触不良甚至烧毁端子是常见现象。
4、如何快速方便地固定和拆除临时负荷电缆，也是个需要改进的问题。目前的实际情况是，由于固定和拆除电缆手续繁复，操作者往往省略这一步，让电缆芯线端头直接承受电缆拉力。由此导致电缆芯线被拉脱、拉断，造成断相、短路、触电事故的机率大大提高。
5、所有的安全规程都规定电焊机的金属外壳和二次线圈必须接保护地线（PE线），因未接PE线造成人员触电伤亡的案例也屡见不鲜。但是施工现场经常发生电焊电流以电源电缆的PE线为回流通道（即所谓地网分流），导致电源电缆烧毁的事故，PE线反而成为事故源头。致使电焊工对电焊机接保护地线心存疑虑，甚至不愿意接保护地线。这是个一直困扰着电焊施工的安全隐患。
6、检修电源箱应配备的其它安全功能还包括：⑴失压脱扣，当外电源意外停电时，空气开关应立即自动断开，防止恢复供电时负荷自启动导致人身或设备事故；⑵漏电保护，当操作者触电或工具漏电时，空气开关应立即自动断开；⑶电源侧和负荷侧的来电显示，帮助操作者快速了解检修电源箱的实际状态，杜绝误判和误操作；⑷紧停与锁定按钮，可在发生紧急情况时快速停电，按钮按下后即被锁定，必须用钥匙才能复位，防止无关人员滥用电源箱。上述诸项功能的实现在技术上没有难度，但是并不是强制标准，大多数检修电源箱在这方面的配置有缺项。
发明内容
本发明是为避免上述已有技术中存在的不足之处，提供一种检修电源箱，以解决电源箱接线困难、缺少安全联锁的问题、提高接线效率和安全性。
本发明为解决技术问题采用以下技术方案。
检修电源箱，其结构特点是，包括箱体，箱体的顶端设置有盖板；所述箱体内分为电源室、开关室、动力端子室和插座端子室；所述电源室的左右两侧的电缆接头分别连接进线电缆和出线电缆，所述电源室内设置有穿心绝缘子，电源室的正面的面板上设置有电源室指示灯XD1；
所述开关室的正面设置有开关室门，所述开关室门上还设置有可翻转的防水玻璃门；在所述开关室内，所述防水玻璃门之后由左至右依次设置有空气开关QF1、漏电保护器LJ1、PE线过流保护器PEB、漏电保护器LJ2和空气开关QF2，以使得打开防水玻璃门就能对空气开关QF1、漏电保护器LJ1、PE线过流保护器PEB、漏电保护器LJ2和空气开关QF2进行人工操作；在所述开关室门上，在所述防水玻璃门上方由左至右依次设置有蜂鸣器FM、指示灯XD2、指示灯XD3和急停按钮TA；
所述动力端子室的正面设置有动力端子室门，所述动力端子室内设置有多个快速接线端子），所述快速接线端子）包括A相接线端子A、B相接线端子B、C相接线端子C、接地端子N和PE线接线端子PE；所述动力端子室的下方设置有电缆进线口，所述电缆进线口上设置有电缆夹持器；
所述插座端子室的正面设置有插座端子室门，所述插座端子室内设置有电源插座、A相接线端子A、接地端子N和PE线接线端子PE；所述插座端子室的下方设置有电缆进线口，所述电缆进线口上设置有电缆夹持器。
所述空气开关QF1和空气开关QF2均为带失压脱扣线圈的空气开关。
所述开关室门、动力端子室门和插座端子室门上分别设置有一个门锁。
所述快速接线端子包括绝缘子、铜板、绝缘旋钮、螺杆、支架、弹簧、引出线和外接导线入口；所述绝缘子上设置有两个铜板，两个铜板的左端通过螺栓叠加紧固在一起后与所述引出线相连接；所述铜板的右侧为外接导线入口，在所述两个铜板之间设置有弹簧；所述绝缘子上还设置有一个支架，所述支架的顶部设置有一根旋入所述支架的螺杆，螺杆顶端设置有所述绝缘旋钮；螺杆下端与两个铜板中上面一个铜板相抵接，以通过旋转螺杆压下上面一个铜板，使得两个铜板夹紧从外接导线入口接入的外接导线。
所述电缆夹持器包括两个凸轮，所述两个凸轮通过扭力弹簧固定于所述检修电源箱上；所述两个凸轮相互抵接；所述两个凸轮的相互抵接的抵接面的外轮廓线为渐开线，被夹持的电缆从所述两个凸轮之间穿过，由两个抵接面将所述被夹持的电缆夹紧。
与已有技术相比，本发明有益效果体现在：
本发明的检修电源箱，所述箱体内分为电源室、开关室、动力端子室和插座端子室。空气开关QF1和空气开关QF2均为带失压脱扣线圈的空气开关。开关室门、动力端子室门和插座端子室门上分别设置有一个门锁。在所述开关室内设置有空气开关QF1、漏电保护器LJ1、PE线过流保护器PEB。动力端子室、插座端子室的下方设置有电缆进线口上设置有电缆夹持器。电缆夹持器包括两个凸轮，所述两个凸轮的相互抵接的抵接面的外轮廓线为渐开线。
本发明的检修电源箱具有以下几个特点：
1、完善的安全与保护配置；空气开关QF1、QF2有速断、过流保护功能，用于保护用电负荷的短路和过载事故。漏电继电器LJ1、LJ2，空气开关QF1、QF2的失压脱扣线圈联合实现触电保护。空气开关QF1、QF2的失压脱扣线圈实现失压跳闸保护，防止电源失电后自动恢复送电。电源室、开关室、端子室均有指示灯显示带电情况。急停按钮（TA、带钥匙）的作用：⑴紧急情况下可立即停电；⑵按下按钮后无钥匙不能复位，检修电源箱无法送电，防止闲杂人员滥用。
打开端子室的门时，行程开关（XK1、XK2）动作，相应空气开关自动跳闸，端子室门不关好不能送电，以保证操作者的人身安全。
2、独立的电源室方便了总线式电源回路的分接转供。
3、快速接线端子适应性强。开放式的夹持面，可适应各种导线端子或芯线，装拆方便。夹持力大，接触面大，可承受大电流。用自带的绝缘旋钮操作，无须螺丝刀等外来工具。
4、电缆夹持器快速方便。
所述电缆夹持器由两个具有某种渐开线外形的凸轮组成。当被固定的电缆从夹持器的两个凸轮当中插入时，凸轮自动分开，插入力很小。插入后凸轮压迫电缆表面产生摩擦力，此摩擦力会阻止电缆向外拉出。电缆夹持器的凸轮用硬橡胶或胶木制作，天然绝缘。对数螺线使夹持角保持恒定，与电缆直径无关。平滑曲面使电缆表面不受机械损伤。电缆（或芯线）直径2—40mm均可有效夹持。电缆插入后即被夹持，无法拉出。解除夹持须打开端子室门，松开相应机构。电缆抽出后夹持器自动合拢，防水防尘进入控制箱。
5、配置PEB保护器，实现电焊机地网分流烧PE线的预警和保护功能。
在电网的保护接地线与电焊机的接地端子之间，串入了PEB(PE线过流保护器)，它的作用是：检测PE线（保护接地线）的电流，当PE线电流大于规定值时，PEB发出报警信号，提醒操作者调整搭铁线或焊件，消除地网分流；当PE线电流大于PE线的安全电流值时，PEB的反时限过流保护动作，驱动空气开关跳闸，保护电焊机的PE线不被烧毁；同时，PE线过流指示灯亮，告知操作者跳闸原因；反时限过流保护定值可调，可设置手动或自动复位；可配置PE线过流信号远传接口（干接点或有源输出），适用于各种交直流弧焊机。
6、方便的电源转接；进线电缆端子压在电源室内的穿心绝缘子上，与空气开关接线端子的大小无关。
本发明的检修电源箱，具有可解决电源箱接线困难、缺少安全联锁、电焊机二次侧地网分流烧保护接地线的问题、接线方便快捷、安全性能高等优点。
附图说明
图1为本发明的检修电源箱的箱体的正面视图（外形图）。
图2为本发明的检修电源箱的箱体的正面视图（内部结构图）。
图3为本发明的检修电源箱的箱体的侧面视图（内部结构图）。
图4为本发明的检修电源箱的电气原理图。
图5为本发明的检修电源箱的电源室接线图。
图6为本发明的检修电源箱的快速接线端子的结构示意图。
图7为本发明的检修电源箱的电缆夹持器的结构示意图。
附图1-7中标号为：1电源室，2电缆接头，3盖板，4开关室，4-1开关室门，5防水玻璃门，6门锁，7动力端子室，7-1动力端子室门，8插座端子室，8-1插座端子室门，9电缆夹持器，9-1电缆，9-2凸轮，9-3接线端子，9-4配电箱，9-5外部拉力，9-6使凸轮张开的力，10穿心绝缘子11快速接线端子，11-1绝缘子，11-2铜板，11-3绝缘旋钮，11-4螺杆，11-5支架，11-6弹簧，11-7引出线，11-8外接导线入口，12电源插座，13-1进线电缆，13-2出线电缆。
以下通过具体实施方式，并结合附图对本发明作进一步说明。
具体实施方式
参见图1～图7，本发明的检修电源箱，包括箱体，箱体的顶端设置有盖板3；所述箱体内分为电源室1、开关室4、动力端子室7和插座端子室8；所述电源室1的左右两侧的电缆接头2分别连接进线电缆13-1和出线电缆13-2，所述电源室1内设置有穿心绝缘子10，电源室1的正面的面板上设置有电源室指示灯XD1；
所述开关室4的正面设置有开关室门4-1，所述开关室门4-1上还设置有可翻转的防水玻璃门5；在所述开关室4内，所述防水玻璃门5之后由左至右依次设置有空气开关QF1、漏电保护器LJ1、PE线过流保护器PEB、漏电保护器LJ2和空气开关QF2，以使得打开防水玻璃门5就能对空气开关QF1、漏电保护器LJ1、PE线过流保护器PEB、漏电保护器LJ2和空气开关QF2进行人工操作；在所述开关室门4-1上，在所述防水玻璃门5上方由左至右依次设置有蜂鸣器FM、指示灯XD2、指示灯XD3和急停按钮TA；
所述动力端子室7的正面设置有动力端子室门7-1，所述动力端子室7内设置有多个快速接线端子11，所述快速接线端子11包括A相接线端子A、B相接线端子B、C相接线端子C、接地端子N和PE线接线端子PE；所述动力端子室7的下方设置有电缆进线口，所述电缆进线口上设置有电缆夹持器9；
所述插座端子室8的正面设置有插座端子室门8-1，所述插座端子室8内设置有电源插座12、A相接线端子A、接地端子N和PE线接线端子PE；所述插座端子室8的下方设置有电缆进线口，所述电缆进线口上设置有电缆夹持器9。
所述空气开关QF1和空气开关QF2均为带失压脱扣线圈的空气开关。
所述开关室门4-1、动力端子室门7-1和插座端子室门8-1上分别设置有一个门锁6。
所述快速接线端子11包括绝缘子11-1、铜板11-2、绝缘旋钮11-3、螺杆11-4、支架11-5、弹簧11-6、引出线11-7和外接导线入口11-8；所述绝缘子11-1上设置有两个铜板11-2，两个铜板11-2的左端通过螺栓叠加紧固在一起后与所述引出线11-7相连接；所述铜板11-2的右侧为外接导线入口11-8，在所述两个铜板11-2之间设置有弹簧11-6；所述绝缘子11-1上还设置有一个支架11-5，所述支架11-5的顶部设置有一根旋入所述支架11-5的螺杆11-4，螺杆11-4顶端设置有所述绝缘旋钮11-3；螺杆11-4下端与两个铜板11-2中上面一个铜板11-2相抵接，以通过旋转螺杆11-4压下上面一个铜板11-2，使得两个铜板11-2夹紧从外接导线入口11-8接入的外接导线。
所述电缆夹持器9包括两个凸轮9-2，所述两个凸轮9-2通过扭力弹簧固定于所述检修电源箱上；所述两个凸轮9-2相互抵接；所述两个凸轮9-2的相互抵接的抵接面的外轮廓线为渐开线，被夹持的电缆9-1从所述两个凸轮9-2之间穿过，由两个抵接面将所述被夹持的电缆9-1夹紧。
本发明的检修电源箱，其主要用途是向现场检修作业提供临时电源。与目前已有的检修电源箱相比，该电源箱具有接线方便快捷、安全保护齐全等优点。
附图4中，各个符号的含义如下：
QF1、QF2——空气开关（带失压脱扣线圈）；LJ1、LJ2 ——漏电保护器；               RD1--3——熔断器；PEB——PE线过流保护器； FM——蜂鸣器；TA——急停按钮（带钥匙）；              XK1、XK2——微动行程开关；CZ1、CZ2——电源插座； XD1—5——指示灯。
本发明的检修电源箱具有以下几个特点：
1、完善的安全与保护配置
1.1速断、过流保护——空气开关QF1、QF2的固有功能，用于保护用电负荷的短路和过载事故。
1.2触电保护——由漏电继电器LJ1、LJ2，空气开关QF1、QF2的失压脱扣线圈联合实现。漏电继电器整定值一般为30mA，0秒。
1.3失压跳闸保护——由空气开关QF1、QF2的失压脱扣线圈实现。
1.4电源室、开关室、端子室带电显示——由指示灯XD1、XD4、XD5实现。
1.5急停与闭锁——由带钥匙急停按钮TA、空气开关QF1、QF2的失压脱扣线圈与箱门门锁联合实现。
1.6端子室门与空气开关闭锁——由行程开关XK1、XK2与QF1、QF2的失压脱扣线圈联合实现。
1.7电焊机地网分流烧毁保护接地线的预警和保护功能——由PEB(PE线过流保护器) 与QF1、QF2的失压脱扣线圈联合实现。
2、独立的电源室方便了总线式电源回路的分接转供
进线电缆端子压在电源室内的穿心绝缘子上，与空气开关接线端子的大小无关，转接电源方便，可根据用户需求和电缆的直径，选用1→1(1进1出)、1→2、1→3的电源室配置结构。
3、快速接线端子适应性强；所述快速接线端子的特点是：
3.1开放式的夹持平面，可适应各种规格的导线端子或芯线，装拆方便。
3.2夹持力大，接触面大，散热条件好，可承受大电流。
3.3用自带的绝缘旋钮操作，无须螺丝刀、扳手等外来工具。
4、电缆夹持器快速方便；
所述电缆夹持器的结构如图7，其主体由两个具有某种渐开线外形的凸轮组成，两个凸轮之间有扭力弹簧和机械同步机构，可使两个凸轮同步向当中合拢或向两边分开。平时凸轮在扭力弹簧的作用下合拢。当被固定的电缆从夹持器的两个凸轮当中插入时，凸轮自动分开，插入力很小。插入后凸轮压迫电缆表面产生摩擦力，此摩擦力会阻止电缆向外拉出。适当选取凸轮材料和凸轮曲线的形状，可以达到这样的力学效果——无论外部拉力F1有多大，都不可能把电缆从夹持器中拉出来。拆卸电缆时，人工对凸轮反向施力F2，克服弹簧扭力，同步机构把凸轮向两边分开，电缆即与凸轮脱离接触而自动脱出。
本电缆夹持器有如下优点：
4.1装卸电缆无须使用扳手等专用工具；
4.2装卸操作简单快捷省力；
4.3对电缆的压紧力由夹持器机构自动生成，正常情况下压紧力不大，电缆被外力拖拽时压紧力随之增加，以电缆不被拉脱为度，最大限度地避免操作事故和电缆损伤；
4.4凸轮夹持面用绝缘材料制成，不会割伤电缆或造成短路；
4.5可自适应现场各种直径、形状不同的电缆、电线，以及压好线鼻子的电缆芯线；
4.6电缆抽出后，进线孔自动关闭，防止灰尘、小动物等进入；
4.7本夹持器结构简单，元件粗壮，不易损坏；
4.8本夹持器作为一个独立部件，可安装在各种配电箱的出线孔处，不影响配电箱的箱体结构、机械强度、箱内布局，以及其它功能的实现。
5、配置PEB保护器，实现电焊机地网分流烧PE线的预警和保护功能。
国标规定，电焊机外壳和二次侧线圈必须接保护地线（PE线），但是由于地网分流的存在，容易导致电焊机PE线因过电流而烧毁，使PE线反而成为事故源头。
在电网的保护接地线与电焊机的接地端子之间，串入了PEB(PE线过流保护器)，它的作用是：检测PE线（保护接地线）的电流，当PE线电流大于规定值时，PEB发出报警信号；当PE线电流大于PE线的安全电流值时，PEB的反时限过流保护动作，驱动空气开关跳闸，保护电焊机的PE线不被烧毁。
当电焊操作中焊接回路发生两点接地时，地网分流（图中IF）经接地网络流入电焊机PE线，再经PEB回流至电焊机二次线圈的b点。当IF电流值较大，有可能威胁到PE线的安全时（IF≥10A），PEB的声光报警器报警，向操作者提示两点接地和地网分流的存在。当IF电流长时间超过PE线的安全载流量（IF≥20A），PE线面临烧毁的危险，此时PEB的反时限过流保护动作，驱动空气开关跳闸，焊接操作被强制终止。