具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述本发明的实施例，附图中示出了某些实施例。然而，采用许多不同形式的其他实施例也可能包括在本公开涉及的范围内。相反，通过示例的方式提供以下实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将本公开的范围完全传达给本领域的技术人员。贯穿本说明书中，相似的附图标记表示相似的元件。

本发明的实施例涉及一种IED。IED可以被配置用于控制电网。电网可以通常是高压电网，例如额定为至少1000V，但电网可以替选地额定为中压或低压，例如在配电电网或工业中。IED可配置为在电力系统中作为保护继电器使用，例如，用于保护连接到电网的电气设备。替选地，IED可以配置作为远程终端单元、作为合并单元和/或作为断路器控制器。

例如，IED可以通过监视连接到例如变压器的电气设备的输电线中的电压和/或电流来作为电气设备的保护继电器工作，并且一旦检测到故障电流，例如发送命令以断开断路器以清除故障电流。在本发明的某些实施例中，电气设备包括变电站。本公开中的IED的实施例对于保护变压器可能特别有用。

图1是具有安装到框架2的2×2盒3的矩阵的IED 1的示意性透视后视图。例如，如果背板足够刚性，则框架2可以是可选的。如图所示，该二维矩阵在x，y平面上。盒被安装到该框架，使得相邻的盒以距离d隔开，使得在盒的相应的外壳型材4之间形成空气通道14。外壳型材4在此也被称作“外壳”4。空气通道允许冷却空气在盒之间流动，并与相应盒外壳型材的包封壁的导热材料接触，实现从导热材料到冷却空气的热传递。冷却空气可以优选地以对流的方式在空气通道14中流动，消除对于冷却风扇的需求。

IED 1可以包括任意数量的盒3，盒3以一维或二维(如图1所示x和y方向)矩阵形式布置，例如1×2、1×3、2×2、2×3、3×2或3×3矩阵，优选二维矩阵。

盒3可以连接到背板90(参见图7)，背板可以是IED的有源或无源背板。盒中的每个电子卡都可以电连接到背板。背板可以布置在后开口7处，并且可以例如包括针对每个盒3的后侧装置11(如图5)。替选地，背板可以布置在盒的前开口6处，例如，如图7中实施例所示。背板通常包括电触点，电触点被布置成与安装在盒3中的电子卡12的对应电触点连接。

图2是在没有其后侧装置11的情况下的盒3的示意性透视后视图，示出用于电子卡的卡槽9。卡槽可以方便地集成在或附着到外壳型材4的包封壁5的内表面。在本图的实施例中，槽9的数量为6，这在某些实施例中可以是优选的。在其他的实施例中，可以优选其他槽数量，例如针对8个对应的电子卡12，8个槽。更普遍来说，在某些实施例中，在每个盒3中，电子卡12并且因此槽9的数量可以在2-12个的范围内，优选地为4-10个卡或6-10个卡，例如8个卡。每个盒/外壳的尺寸取决于它拥有的槽数量，即它被配置持有的卡的数量。通常，IED1中所有盒3的尺寸相同，但是，也可以使用不同尺寸的盒，例如，能够容纳另一种尺寸两倍的卡的尺寸，只要其间形成足够的冷却通道14。

“包封壁”在这里意指形成外壳4的矩形管的环形纵向壁，不包括盒3中任何横向的前侧装置和后侧装置。包封壁5优选地被布置为不具有通风孔，以防止灰尘和小动物进入盒，例如防止被污染的空气和灰尘通过包封壁进入盒3/外壳4，即包封壁不被设置有任何可以允许空气通过的孔。例如，包封壁可以由一个连续件构成，或者可以由多个部件构成，例如，每个对应于矩形管的一个、两个或三个侧面，这些部件被组装以形成包封壁，例如为了在盒中的电子卡的简单的安装或移除。包封壁5可以例如通过挤压制成。

图3是盒3的外壳型材4的示意性侧视图，具有外壳型材的前开口6和后开口7以及纵轴8。当盒安装到框架2和/或背板90时，纵轴8垂直于IED 1中盒3的矩阵的x，y平面。通过借助包封壁5的外壳型材4的矩形管形状，产生前开口6和后开口7。

图4是具有可选的前侧装置10的IED 1的示意性透视前视图，在这里前侧装置包括前面板和安装到框架2的2×2盒3的矩阵，前面板对所有盒是共用的并且被布置成遮挡每个盒的相应的前开口6。前侧装置10被布置成遮挡外壳型材4的前开口6。前侧装置可以例如安装到框架2和/或安装到一个或几个相邻的盒3的(一个或多个)外壳型材的(一个或多个)包封壁5上。在图4所示的实施例中，前侧装置10包括公共前面板，公共前面板以2×2矩阵形式覆盖4个盒，从而遮挡外壳型材4上的相应的前开口，并形成所述4个盒的相应的前侧装置10的一部分。卡带的前侧装置10防止灰尘和腐蚀性物质经由其前开口6进入外壳4。这并不一定意味着前侧装置紧密密封盒的包封壁5，虽然这可能在一些实施例中是优选的，但将前侧装置更松散地适配在前开口6上或在前开口6中可能已经足够有效地防止至少大部分冷却空气或害虫进入外壳。在某些实施例中，前侧装置10例如在前侧装置的前面板中包括用户界面，例如显示器、按钮或状态灯。替选地，每个盒可以包括其自己的前面板，形成其前侧装置的部分，与相邻盒的前面板分离。

类似地，每个盒3可以和后侧装置11一起提供，如图5所示，例如后侧装置被包括在每个盒被电连接到的背板90中，或后侧装置电连接到背板。后侧装置11被布置成遮挡外壳4的后开口7。

借助于可选的前侧装置10和后侧装置11，与包封壁5结合，每个外壳4可以基本上闭合，防止灰尘和/或其他污染物进入外壳。

图5是盒3的示意性透视后视图，包括后侧装置11和装在盒中的电子卡12。后侧装置11可以当电子卡12插入外壳4内相应的槽9中时由电子卡12的后部构成，其组合在一起形成后侧装置11，可选地与后侧装置的其他遮挡部件一起，以由此遮挡后开口7，例如防止灰尘和/或其他污染物进入盒。替选地，IED内的每个盒3的后侧装置11可以包括后面板，或成为后面板的一部分，例如，后面板具有与上述有关前部装置10的前面板类似的属性。

图6是具有可选的附接到电子卡的散热器13的电子卡12的示意性透视侧视图。散热器13被布置成将热从电子卡传导到盒3的包封壁5的导热材料上，卡12在槽9中被安装在盒3上。可能会在电子卡12中产生大量的电阻热，该电阻热需要与流经空气通道14的冷却空气进行热交换。为了有效地把热从卡12上通过散热器传递到包封壁5，当卡安装在外壳4内的插槽9中时，散热器13可以被布置为与卡和包封壁两者接触。当多个卡12被安装在外壳4中的插槽9中时，卡中的一个卡、一些卡或每个卡可以经由相应的散热器13连接到外壳的包封壁上，或者，卡中的所有卡或一些卡可以经由相同的(共用的)散热器连接到外壳型材的包封壁上。在部分实施例中，IED 1的所有盒3包括至少一个散热器13，但在一些其他实施例中，盒中的仅一个盒或一些盒(不是全部)包括至少一个散热器13。

有效冷却IED的能力可以是基本的，特别是例如安装在温暖潮湿气候的室外时，在这种情况下腐蚀性物质通过空气或者害虫进入IED的风险可能是最高的。

图7是IED 1的实施例的分解视图。IED包括背板90，背板是IED中所有盒3共用的。背板被设置有电触点，电触点被布置成与安装在盒中的电子卡12的对应电触点相匹配，从而将电子卡连接到背板90/经由背板90电连接。在图7的实施例中，IED还包括框架2和前面板。进一步，在图7的实施例中，背板90布置在盒的前开口6处，在框架2与前面板之间，例如，背板的电触点通过框架2上的开口与电子卡上的电触点电连接。在本发明的其他实施例中，背板90可以以其他方式布置在盒前开口6或后开口7处。

在本发明的一些实施例中，距离d在5-30mm、例如8-15mm的范围内。然而，距离d可以是允许在卡带之间的空气对流流动的以冷却卡带之间的空气的任何合适的距离。

在本发明的一些实施例中，至少一个电子卡12由在2-12个卡的范围内的数量的电子卡构成，优选地为4-10个卡或6-10个卡，例如8个卡。为了简单起见，每个盒中适配尽可能多的卡可能比较方便，但是适配更少的卡可以有利于减少每个盒产生的热，这就导致了在确定每个盒的卡数量时的权衡。卡装持件9以及由此安装在其中的卡12可以例如被布置为彼此之间的距离在10-30mm的范围内，例如15-25mm。

在本发明的一些实施例中，导热材料包括导热金属或由导热金属构成，例如包括铝(Al)和铜(Cu)中的任一者，铝(Al)和铜(Cu)是有效导热材料，但可以使用任何合适的导热材料，诸如包括Ag、Al和/或Cu或其他金属的合金。在一些实施例中，优选由Al构成的导热材料。在一些实施例中，导热材料是挤压铝。

在本发明的一些实施例中，IED 1安装在室外，使得环境雨和/或风可以直接接触到IED中至少一个盒3的相应包封壁5的外表面上。本发明的实施例可能特别适合于在由于污染物进入盒并危及其中卡的风险而不希望在包封壁上有通风孔的环境中使用。

根据本发明的一些其他实施例，提供IED 1，其包括框架2和安装到框架的多个盒3，形成盒的二维矩阵。每个盒包括型材4、前侧装置10和后侧装置11，型材4采用矩形管形状，前侧装置10被布置成遮挡外壳型材管的前开口6，后侧装置11被布置成遮挡外壳型材管的后开口7。至少一个电子卡12被布置在由外壳型材构成的管内的矩阵的x，y平面垂直的平面上，散热器13把至少一个电子卡连接到型材，使得热可以通过散热器从至少一个卡传导到型材。矩阵中相邻的盒间距距离d，使得在它们相应的型材之间形成空气通道14。

根据一些实施例，提供了IED 1。IED可以被布置用于控制电网，例如用于电网的自动化。电网通常可以是高压电网，例如额定为至少1000V，但电网可替代地可以额定为中压或低压，例如在配电电网或工业中。IED可以被配置用于在电力系统中作为保护继电器使用，例如，用于保护连接到电网的电气设备。替选地，IED可以被配置作为远程终端单元、作为合并单元和/或作为断路器控制器。IED包括连接到背板90的多个盒3，至少两个盒彼此相邻安装。每个盒包括矩形管形式的外壳型材4，矩形管包括导热材料制成的包封壁5和至少一个电子卡12布置在矩形管形式的外壳型材内的卡槽9中，至少一个卡电连接到背板。相邻的盒间隔距离d，使得在盒的相应的外壳型材之间形成空气通道14。

本公开主要参考一些实施例进行了描述。然而，如本领域技术人员容易理解的，在所附专项权利要求所定义的本公开概念的范围内，除上述公开的实施例之外的其他实施例是同样可能的。