СИСТЕМА СБОРНЫХ ШИН ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДВУХСТОРОННЕГО ОБСЛУЖИВАНИЯ Российский патент 2011 года по МПК H02G5/02 H02B1/20 

Изобретение относится к системе сборных шин для электрического распределительного устройства двустороннего обслуживания, в частности низковольтного распределительного устройства.

Распределительные устройства с некоторого времени выполняются не только в виде устройства одностороннего обслуживания, но и также в виде устройства двустороннего обслуживания. Устройство двустороннего обслуживания выполнено так, что устройство имеет сторону обслуживания как на передней стороне (спереди), так и на задней стороне (сзади). Кроме того, устройство двустороннего обслуживания имеет общую систему сборных шин. Присоединение шин камеры происходит при этом как спереди, так и сзади к общей расположенной по центру сборной шине.

В случае многофазных систем сборных шин часто применяются фазные шины, которые подразделены на несколько (в большинстве случаев два или четыре) отдельных проводников расщепленной фазы. В области низких напряжений такое секционирование используется в большинстве случаев для уменьшения потерь от вихревых токов. В известных до сих пор системах сборных шин 100 с четырьмя расположенными прямоугольником проводниками расщепленной фазы 101 и расстоянием 102 между проводниками расщепленной фазы порядка 10 мм должны постоянно учитываться различные возможности присоединения спереди и сзади, чтобы при подключении шин камер 103 к сборной шине избегать столкновения соединительных болтов 104, сравни Фиг.6. Для одновременного подключения аппаратов к сборной шине спереди и сзади была необходима комплексная систематика.

Задачей настоящего изобретения является нахождение решения для устройства двустороннего обслуживания, при котором присоединения спереди и сзади не сталкиваются и одновременно достигается улучшенное распределение тока в проводниках расщепленной фазы на фазу.

Эта задача решается за счет системы сборных шин согласно пункту 1 формулы изобретения. Согласно этому пункту предусмотрено, что сборная шина, которая удерживается по меньшей мере одним шинодержателем, содержит по меньшей мере два первых (передних) проводника расщепленной фазы и по меньшей мере два вторых (задних) проводника расщепленной фазы, причем расстояние между первыми проводниками расщепленной фазы и вторыми проводниками расщепленной фазы соответствует по меньшей мере двукратной толщине одного проводника расщепленной фазы. Расстояние является тем самым большим или равным двойной толщине одного проводника расщепленной фазы. При этом первые и вторые проводники расщепленной фазы сборной шины расположены предпочтительно соответственно поперек к продольному направлению сборной шины, соосно друг с другом, и имеют одинаковую толщину (здесь предпочтительно 10 мм).

Основная идея изобретения заключается в том, чтобы увеличить расстояние между передними и задними проводниками расщепленной фазы. Так увеличенное промежуточное пространство между передними и задними проводниками расщепленной фазы можно использовать для присоединений вперед и назад, без появления столкновений соединительных элементов (предпочтительно соединительных болтов). Тем самым можно крайне просто производить одновременное подключение аппаратов к сборной шине спереди и сзади.

За счет большего по сравнению с обычными системами расстояния между передними и задними проводниками расщепленной фазы (здесь предпочтительно по меньшей мере 20 мм), кроме того, за счет поверхностного эффекта и эффекта близости улучшается также распределение тока по отдельным проводникам расщепленной фазы на фазу. Другими словами: распределение тока по отдельным проводникам расщепленной фазы в фазе является очень однородным, и также передаваемый ток на единицу поперечного сечения сравнительно высоким.

Описанное расположение сборных шин с четырьмя далеко отстоящими друг от друга проводниками расщепленной фазы можно применять, в частности, при малых расчетных токах для системы сборных шин. В зависимости от величины соответственно требующегося тока тем самым можно поддерживать малую потребность в материале (в частности, меди).

Предпочтительные формы выполнения изобретения указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.

В частности, при более высоких расчетных токах для системы сборных шин оказалось особенно выгодным, что сборная шина между первыми проводниками расщепленной фазы и вторыми проводниками расщепленной фазы содержит по меньшей мере два третьих (средних) проводника расщепленной фазы. При этом предпочтительно предусмотрено расстояние между первыми проводниками расщепленной фазы и вторыми проводниками расщепленной фазы, которое соответствует по меньшей мере трехкратной толщине отдельного проводника расщепленной фазы (здесь предпочтительно по меньшей мере 30 мм). Расстояние тем самым является большим или равным трехкратной толщине отдельного проводника расщепленной фазы.

За счет этого распределение тока еще раз улучшается. В целом с помощью более равномерного распределения тока при таком расположении проводников расщепленной фазы можно экономить материал шин (в частности, медь). Кроме того, по сравнению с известными решениями в устройстве двустороннего обслуживания является возможным более высокий расчетный ток сборной шины. Поперечные сечения на фазу можно рассчитывать для расчетных токов выше 3500 А.

Также сохраняется простая монтажная систематика в случае с тремя парами проводников расщепленной фазы с одинаковыми плоскостями соединения. Дело в том, что также здесь головки болтов предпочтительно прилегают к обращенным друг к другу внутренним сторонам передних и задних проводников расщепленной фазы. Так головки соединительных болтов для подключений спереди расположены между передними и средними проводниками расщепленной фазы, в то время как головки соединительных болтов для подключений сзади расположены между средними и задними проводниками расщепленной фазы.

Соответствующая изобретению система сборных шин выполнена предпочтительно таким образом, что первые соединительные болты для получения соединения между шиной камеры и передними проводниками расщепленной фазы относительно вторых соединительных болтов для получения соединения между шиной камеры и задними проводниками расщепленной фазы могут быть расположены с возможностью монтажа в любом месте. Они могут быть расположены, например, не соосно или, однако, также соосно относительно друг друга. Другими словами: увеличенное расстояние между передними и задними проводниками расщепленной фазы позволяет производить монтаж шин камеры таким образом, что соединительные болты можно монтировать на одной высоте и смещение относительно друг друга или однако соосно. Поскольку чтобы присоединять шины камеры к сборной шине применяют больше не - как известно из уровня техники - один единственный соединительный болт, а согласно изобретению два независимых друг от друга соединительных болта, переднее присоединение является развязанным от заднего присоединения.

В качестве соединительных болтов можно применять болты с полукруглой низкой головкой с квадратными подголовками по промышленному стандарту ФРГ ДИН 603. Особенно предпочтительным для быстрого и надежного монтажа однако оказалось, если в качестве соединительных болтов применяют болты с прямоугольными головками с квадратными подголовками по промышленному стандарту ФРГ ДИН 186. По сравнению с болтами с полукруглой низкой головкой с квадратными подголовками это дает преимущество, что болт можно вводить в свободное пространство между проводниками расщепленной фазы уже готового смонтированного устройства спереди или сзади и закручивать в свободном пространстве на 90°. Другими словами: болт при затягивании гайки не проворачивается, так как между проводниками расщепленной фазы находится квадратный подголовок.

Если проводники расщепленной фазы сборной шины соединяют друг с другом вблизи присоединений шины камеры через предпочтительно ввернутые промежуточные вставки, то, как это предусмотрено в последующей предпочтительной форме выполнения изобретения, можно производить простым образом уравнивание токов между передними или соответственно задними проводниками расщепленной фазы со средними проводниками расщепленной фазы, без появления столкновения между передними и задними присоединениями. Промежуточные вставки при этом предпочтительным образом изготовлены также из материала шин (в частности, меди).

Изобретение описывается в последующем на основе примеров выполнения, которые поясняются более подробно с помощью чертежей. При этом показывают в упрощенных, частично схематичных представлениях:

фиг.1 - шкаф распределительного устройства двустороннего обслуживания,

фиг.2 - сборную шину с двумя парами проводников расщепленной фазы (перспективно),

фиг.3 - сборную шину с тремя парами проводников расщепленной фазы (перспективно),

фиг.4 - сборную шину с двумя парами проводников расщепленной фазы (сечение IV-IV на фиг.2),

фиг.5 - сборную шину с тремя парами проводников расщепленной фазы (сечение V-V на фиг.3,) и

фиг.6 - сборную шину с двумя парами проводников расщепленной фазы согласно уровню техники (в сечении).

Фиг.1 показывает систему сборных шин 1 для распределительного устройства, то есть устройства, в котором происходит распределение электрической энергии, для низкого напряжения. Распределительное устройство содержит несколько шкафов распределительного устройства 2. Оно выполнено в виде устройства двустороннего обслуживания. Это означает, что устройство как на передней стороне 3 (спереди), так и на задней стороне 4 (сзади) имеет сторону обслуживания 5, 6. Кроме того, устройство двустороннего обслуживания имеет общую систему сборных шин (N, L1, L2, L3). Присоединения шин камеры 7 происходят при этом как спереди, так и сзади к общей, лежащей центрально сборной шине 8 (главная сборная шина). К шинам камеры подключены коммутационные аппараты 9, 10, сторона обслуживания которых 5, 6 для целей обслуживания соответственно выступает из передней стороны 3 или соответственно задней стороны 4 шкафа распределительного устройства 2. От коммутационных аппаратов 9, 10 к следующим (не представленным) аппаратам в шкафу распределительного устройства 2 проходят следующие соединительные шины 11.

Под системой сборных шин при этом понимают некоторое количество имеющих форму шин токопроводников, в таком количестве и расположении, как они требуются для передачи электроэнергии в одно- или многофазных сетях. Другими словами: настоящее изобретение не ограничено только сборными шинами в собственном смысле слова. Более того, изобретение является применимым при любом виде токопроводящих шин.

Фиг.2 показывает отдельную сборную шину 8 системы сборных шин. Шинодержатель при этом по причинам обзорности не показан. Он находится предпочтительно на по меньшей мере одном из свободных концов сборной шины 8. В примере представлена сборная шина L1. Эта сборная шина 8 содержит две токопроводящих шины 14, 15 из меди, которые содержат соответственно по центру продольную прорезь 16 для монтажа шин камеры 7, 7' посредством соединительных болтов 17, 17'. За счет этого получаются в целом две пары проводников расщепленной фазы, как представлено на фиг.4. Первая пара проводников расщепленной фазы при этом содержит выполненные выше и ниже продольной прорези 16 первой токопроводящей шины 14 проводники расщепленной фазы 18, 19 и вторая пара проводников расщепленной фазы токопроводящих шин содержит выполненные выше и ниже продольной прорези 16 второй токопроводящей шины 15 проводники расщепленной фазы 20, 21. Передние проводники расщепленной фазы 18, 19 и задние проводники расщепленной фазы 20, 21 сборной шины 8 при этом проходят соответственно поперек к продольному направлению сборной шины 22, соосно относительно друг друга. Расстояние 23 между передними проводниками расщепленной фазы 18, 19 и задними проводниками расщепленной фазы 20, 21 соответствует при этом трехкратной толщине одного проводника расщепленной фазы 18, 19, 20, 21. В настоящем случае толщина 31 проводника расщепленной фазы составляет 10 мм (сравни фиг.4) и расстояние 23 между передними проводниками расщепленной фазы 18, 19 и задними проводниками расщепленной фазы 20, 21 составляет 30 мм.

Шины камеры 7, 7' соединены соединительными болтами 17, 17' с передними и задними проводниками расщепленной фазы 18, 19, 20, 21. В качестве соединительных болтов 17, 17' применяют болты с полукруглой низкой головкой с квадратными подголовками по промышленному стандарту ФРГ ДИН 603. Соединительные болты 17, 17' при этом вложены между обоими передними проводниками расщепленной фазы 18, 19 или соответственно обоими задними проводниками расщепленной фазы 20, 21 в соответствующих продольных прорезях 16 и прилегают своими головками болтов 24 к обращенным друг к другу внутренним сторонам 25 передних и задних проводников расщепленной фазы 18, 19, 20, 21. Передние соединительные болты 17 при этом являются монтируемыми смещенно относительно задних соединительных болтов 17'.

Фиг.3 показывает отдельную сборную шину системы сборных шин в другом выполнении. В примере опять-таки представлена сборная шина L1. Эта сборная шина содержит три токопроводящие шины 14, 15, 26 из меди. Они содержат соответственно опять-таки по центру продольную прорезь 16 для монтажа шин камеры 7, 7' посредством соединительных болтов 17, 17'. Тем самым получаются в целом три пары проводников расщепленной фазы. Передняя и задняя пара проводников расщепленной фазы выполнена, как представлено на фиг.2. Третья, средняя пара проводников расщепленной фазы содержит при этом образованные выше и ниже продольной прорези 16 третьей, средней токопроводящей шины 28 проводники расщепленной фазы 29, 30. Передние, средние и задние проводники расщепленной фазы 18, 19, 20, 21, 29, 30 сборной шины проходят при этом соответственно поперек к продольному направлению сборной шины 22, соосно относительно друг друга, как представлено на фиг.5. Расстояние 23 между передними проводниками расщепленной фазы 18, 19 и задними проводниками расщепленной фазы 20, 21 соответствует при этом трехкратной толщине одного проводника расщепленной фазы, здесь 30 мм, причем средняя токопроводящая шина 28 расположена точно в середине между внешними токопроводящими шинами 14, 15.

Присоединение шин камеры 7, 7' происходит как описано выше.

Предпочтительным образом вблизи присоединений шин камеры через ввернутые промежуточные вставки из меди (не показаны) соединены друг с другом передние с задними проводниками расщепленной фазы (при двух парах проводников расщепленной фазы) или соответственно передние со средними проводниками расщепленной фазы и средние с задними проводниками расщепленной фазы (при трех парах проводников расщепленной фазы).

В этой связи следует указать на то, что расстояния 23 между отдельными парами проводников расщепленной фазы на фиг.2 и 3 представлены не в соответствии с масштабом, а по причинам обзорности сильно увеличенными.

Список ссылочных позиций

1 система сборных шин

2 шкаф распределительного устройства

3 передняя сторона

4 задняя сторона

5 сторона обслуживания спереди

6 сторона обслуживания сзади

7 шина камеры

8 сборная шина

9 коммутационный аппарат спереди

10 коммутационный аппарат сзади

11 присоединительная шина

12 (свободно)

13 (свободно)

14 токопроводящая шина

15 токопроводящая шина

16 продольная прорезь

17 соединительный болт

18 передний проводник расщепленной фазы

19 передний проводник расщепленной фазы

20 задний проводник расщепленной фазы

21 задний проводник расщепленной фазы

22 продольное направление сборной шины

23 расстояние

24 головка болта

25 внутренняя сторона

26 (свободно)

27 (свободно)

28 токопроводящая шина

29 средний проводник расщепленной фазы

30 средний проводник расщепленной фазы

31 толщина проводника расщепленной фазы

100 система сборных шин

101 проводник расщепленной фазы

102 расстояние

103 шина камеры

104 соединительный болт

Изобретение относится к системе сборных шин для электрического распределительного устройства двустороннего обслуживания. Для нахождения решения для устройства двустороннего обслуживания, при котором присоединения спереди и сзади не сталкиваются и одновременно достигается улучшенное распределение тока в проводниках расщепленной фазы на фазу, предлагается применять сборную шину (8), которая содержит по меньшей мере два первых проводника расщепленной фазы (18, 19) и по меньшей мере два вторых проводника расщепленной фазы (20, 21), причем расстояние (23) между первыми проводниками расщепленной фазы (18, 19) и вторыми проводниками расщепленной фазы (20, 21) соответствует по меньшей мере двукратной толщине (31) одного проводника расщепленной фазы. 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Система сборных шин (1) для электрического распределительного устройства двухстороннего обслуживания, в частности низковольтного распределительного устройства, с по меньшей мере одной сборной шиной (8), которая удерживается по меньшей мере одним шинодержателем, отличающаяся тем, что сборная шина (8) содержит по меньшей мере два первых проводника расщепленной фазы (18, 19) и по меньшей мере два вторых проводника расщепленной фазы (20, 21), причем расстояние (23) между первыми проводниками расщепленной фазы (18, 19) и вторыми проводниками расщепленной фазы (20, 21) соответствует по меньшей мере двукратной толщине (31) одного проводника расщепленной фазы.

2. Система сборных шин (1) по п.1, отличающаяся тем, что сборная шина (8) между первыми проводниками расщепленной фазы (18, 19) и вторыми проводниками расщепленной фазы (20, 21) содержит по меньшей мере два третьих проводника расщепленной фазы (29, 30).

3. Система сборных шин (1) по п.1, отличающаяся тем, что на первых и/или вторых проводниках расщепленной фазы (18, 19, 20, 21) сборной шины (8) с помощью нескольких соединительных болтов (17) размещена шина камеры (7), причем головки болтов (24) расположены на обращенных друг к другу внутренних сторонах (25) этих проводников расщепленной фазы (18, 19, 20, 21).

4. Система сборных шин (1) по п.2, отличающаяся тем, что на первых и/или вторых проводниках расщепленной фазы (18, 19, 20, 21) сборной шины (8) с помощью нескольких соединительных болтов (17) размещена шина камеры (7), причем головки болтов (24) расположены на обращенных друг к другу внутренних сторонах (25) этих проводников расщепленной фазы (18, 19, 20, 21).

5. Система сборных шин (1) по п.3, отличающаяся тем, что соединение между шиной камеры (7) и первыми проводниками расщепленной фазы (18, 19) выполнено несколькими первыми соединительными болтами (17), при этом дополнительно предусмотрена шина камеры (7'), причем соединение между шиной камеры (7') и вторыми проводниками расщепленной фазы (20, 21) выполнено несколькими вторыми соединительными болтами (17').

6. Система сборных шин (1) по п.3, отличающаяся тем, что соединительные болты (17, 17') являются болтами с прямоугольными головками с квадратными подголовками.

7. Система сборных шин (1) по п.4, отличающаяся тем, что соединительные болты (17, 17') являются болтами с прямоугольными головками с квадратными подголовками.

8. Система сборных шин (1) по п.1, отличающаяся тем, что проводники расщепленной фазы (18, 19, 20, 21, 29, 30) сборной шины (8) являются соединяемыми друг с другом вблизи присоединений шины камеры для уравнивания токов между проводниками расщепленной фазы (18, 19, 20, 21, 29, 30) через промежуточные вставки.

9. Система сборных шин (1) по п.2, отличающаяся тем, что проводники расщепленной фазы (18, 19, 20, 21, 29, 30) сборной шины (8) являются соединяемыми друг с другом вблизи присоединений шины камеры для уравнивания токов между проводниками расщепленной фазы (18, 19, 20, 21, 29, 30) через промежуточные вставки.

10. Система сборных шин (1) по п.3, отличающаяся тем, что проводники расщепленной фазы (18, 19, 20, 21, 29, 30) сборной шины (8) являются соединяемыми друг с другом вблизи присоединений шины камеры для уравнивания токов между проводниками расщепленной фазы (18, 19, 20, 21, 29, 30) через промежуточные вставки.

11. Система сборных шин (1) по п.4, отличающаяся тем, что проводники расщепленной фазы (18, 19, 20, 21, 29, 30) сборной шины (8) являются соединяемыми друг с другом вблизи присоединений шины камеры для уравнивания токов между проводниками расщепленной фазы (18, 19, 20, 21, 29, 30) через промежуточные вставки.