ОТВОД РАЗМЕЩЕННОЙ В КОРПУСЕ СБОРНОЙ ШИНЫ Российский патент 2020 года по МПК H02G5/08 

Область техники, к которой относится изобретение.

Настоящее изобретение относится к сборной шине для распределения электроэнергии.

Уровень техники.

Из уровня техники известно применение сборных шин для распределения энергии. В частности, сборные шины используются при значительных токовых нагрузках, в промышленности или при эксплуатации зданий, при диапазоне значений тока от сотен до нескольких тысяч Ампер.

Сборные шины содержат корпус, в котором размещены различные параллельные проводники, имеющие в основном прямоугольную форму. Для удобства использования и транспортировки сборные шины формируют заданной длины, при этом они адаптированы для установки в различных типах зданий. Чтобы подводить ток к зданию и поставлять его потребителям, сборные шины соединены последовательно с помощью специальных контактных устройств, при этом потребители подсоединены к проводникам сборной шины посредством разъемов.

Применение таких разъемов до настоящего времени требовало от производителей сборных шин оставлять достаточно места между проводниками сборной шины для размещения контактов разъема.

Несмотря на это, для обеспечения эффективного теплоотвода необходимо, чтобы проводники были размещены как можно ближе друг к другу. Также, проводники сборной шины должны быть расположены близко друг к другу из-за необходимости в соответствующем контактном давлении для обеспечения необходимой структурной жесткости для удерживания проводников в их положении даже при высоких усилиях, а также в случае короткого замыкания.

Одним из решений, которые были предложены в данной области техники, является изготовление проводников сборных шин со сгибами, так, что проводники расположены близко друг к другу вдоль большей части их длины, в то время как проводники расположены на расстоянии друг от друга на участке, на котором требуется соединение с внешним потребителем, для соединения с контактами разъема. Это решение имеет недостаток, заключающийся в увеличении размера сборной шины, особенно по сравнению с размером шин, которым не требуются отводы. Также, эти сборные шины сложнее в производстве, т.к. требуются различные операции по сгибанию проводников. Более того, в случае короткого замыкания проводники сборной шины подвергаются воздействию значительных усилий, поэтому требуются специальные элементы для удерживания проводников на месте. Обеспечение сгибов для расположения проводников с интервалами является уязвимым местом ввиду этих требований.

Раскрытие изобретения.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение сборной шины, имеющей возможность легкого соединения отводящих разъемов при сохранении компактной конструкции проводников сборной шины.

Эта задача решена путем выполнения конструкции сборной шины в соответствии с признаками п. 1 формулы изобретения.

Краткое описание чертежей.

Технические характеристики и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного описания возможных вариантов воплощения, проиллюстрированных в виде не лимитирующего примера на чертежах, на которых:

- на фиг. 1 представлен вид сбоку сборной шины в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

- на фиг. 2 - вид сверху сборной шины, изображенной на фиг. 1;

- на фиг. 3 - разрез сборной шины, изображенной на фиг. 2;

- на фиг. 4 - деталь сборной шины, изображенной на фиг. 3;

- на фиг. 5 - вид сбоку сборной шины в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения, без корпуса;

- на фиг. 6 - вид сверху сборной шины, изображенной на фиг. 5;

- на фиг. 7 - разрез сборной шины, изображенной на фиг. 6.

Сборная шина, изображенная на сопроводительных чертежах, показана схематично, без соблюдения соответствующего масштаба и реальных пропорций ее частей.

Осуществление изобретения.

Даже если это прямо не указано, отдельные признаки, описанные со ссылкой на конкретные варианты выполнения, являются дополнительными и/или взаимозаменяемыми с другими признаками, описанными со ссылкой на другие иллюстративные варианты выполнения.

Как показано на фиг. 1, позицией 1 обозначена сборная шина согласно настоящему изобретению. Сборная шина 1 содержит корпус 2, который проходит в основном в продольном направлении X-X и содержит множество соединенных друг с другом боковых стенок, ограничивающих полость 7.

Предпочтительно, корпус 2 состоит из четырех боковых стенок 3, 4, 5, 6, которые проходят в плоскостях, параллельных продольному направлению X-X так, что плоскости двух боковых стенок 3, 5 параллельны друг другу и перпендикулярны плоскостям двух других боковых стенок 4, 6.

Боковые стенки 3, 4, 5, 6 проходят между противоположными концами 3a, 4a, 5a, 6a и 3b, 4b, 5b, 6b, на которых они образуют соответствующие отверстия 2a, 2b.

Корпус 2, предпочтительно, выполнен из металла и соединен с заземлением.

Корпус 2 имеет отводное отверстие 8, образованное по меньшей мере в одной из боковых стенок, в данном примере в боковых стенках 3 и 5. Это отводное отверстие 8 обеспечивает связь полости 7 с внешней стороной корпуса 2 и, следовательно, доступ к полости 7 с внешней стороны корпуса 2.

Сборная шина 1 содержит множество проводников сборной шины, в основном обозначенных позицией 9, параллельно расположенных в полости 7 корпуса 2. Проводники 9 сборной шины электрически изолированы друг от друга и от корпуса 2 обычным способом.

Сборная шина 1 также содержит один или несколько фиксирующих элементов 20, которые соединены снаружи корпуса 2 для удерживания проводников 9 сборной шины внутри корпуса 2. Предпочтительно, каждый фиксирующий элемент 20 включает болт 21, имеющий головку 22 и стержень 23, и гайку 24, соединенную со стержнем 23. Головка 22 и гайка 24 взаимодействуют с противоположными боковыми стенками 4, 6 корпуса 2, в данном примере, с помещенными между ними соответствующими шайбами 25, 26. В противоположных боковых стенках 4, 6 корпуса 2 и проводниках 9 сборной шины выполнены соответствующие сквозные отверстия для прохода стержня 23. Предпочтительно, чтобы стержень 23 болта 21 проходил в первом направлении Y-Y.

Количество проводников может меняться в соответствии с используемой системой распределения энергии. В трехфазной системе распределения энергии сборная шина 1 содержит три фазных проводника 10, 11, 12 и нейтральный проводник 13, а также проводник 14 заземления.

Для простоты описания признаков каждого из проводников 9 сборной шины речь далее будет идти о проводнике 10 сборной шины.

Проводник 10 сборной шины проходит в основном вдоль продольного направления X-X и отстоит от соседнего проводника 11 вдоль первого направления Y-Y в перпендикулярном направлении относительно продольного направлению X-X. Предпочтительно, чтобы проводники 10 сборной шины примыкали и находились в контакте друг с другом.

Проводник 10 сборной шины имеет центральный участок 10а и два противоположных краевых участка 10b, 10c, идущих вдоль продольного направления X-X, которые определяют длинные стороны проводников 10 сборной шины, и которые отделены центральным участком 10а вдоль второго направления Z-Z, перпендикулярного к продольному направлению X-X и к первому направлению Y-Y.

Проводник 10 сборной шины также имеет две противоположные концевые части 10d и 10e, которые определяют короткие стороны проводника 10 сборной шины и выступают за пределы корпуса 2 на противоположных сторонах из отверстий 2a и 2b соответственно. Эти концевые части 10d, l0e сконфигурированы для последовательного соединения сборных шин 1 друг с другом, например, с помощью соединительного устройства, или последовательно с другими распределительными элементами.

Проводники 9 сборной шины проходят прямолинейно внутри корпуса 2 таким образом, что расстояние между проводниками 9 сборной шины вдоль первого направления Y-Y является постоянным внутри корпуса 2. Вне корпуса 2 концевые части по меньшей мере одного проводника сборной шины, например, концевые части 10d, l0e проводника 10 сборной шины, лежат в плоскости, параллельной и смещенной вдоль направления Y-Y от плоскости, в которой такой проводник сборной шины лежит внутри корпуса 2.

В проводнике 10 сборной шины толщины центрального участка 10a и по меньшей мере одного из краевых участков, например, на фигурах оба краевых участка 10b, 10c, измеренные в первом направлении Y-Y, имеют величины s1 и s2 соответственно, при этом s2 меньше, чем s1.

Сборная шина 1 содержит множество отводов, выполненных из электропроводного материала. В этом примере, сборная шина 1 включает три фазных отвода 30, 31, 32 для отдельных трех фазных проводников 10, 11, 12, нейтральный отвод 33 для нейтрального проводника 12, а также отвод 34 заземления для проводника 14 заземления

Предпочтительно, сборная шина 1 содержит защитный проводник 15, который снаружи подсоединен к корпусу 2, и отвод 34 заземления. Внешняя распределительная система может быть подключена к защитному проводнику 15 для заземления.

Для простоты, отвод 30 далее будет использован для описания признаков каждого из отводов 30, 31, 32, 33, 34.

Отвод 30 прочно прикреплен к соответствующему проводнику 10 сборной шины и проходит через отводное отверстие 8 для подачи электрического тока от проводника 10 сборной шины во внешнюю систему распределения энергии. В частности, отвод 30 надежно закреплен на проводнике 10 сборной шины на контактной поверхности 16 краевого участка 10b.

Преимущественно, контактные поверхности 16 проводника 10 сборной шины и отвода 30 привариваются друг к другу. Это обеспечивает надежный электрический и механический контакт.

Следует отметить, что для установления электрического контакта с отводом 30, на контактной поверхности 16 проводника 10 сборной шины отсутствует электрическая изоляция, которая необходима, как указывалось ранее, для взаимной изоляции проводников 10, 11, 12, 13, 14 сборной шины.

Толщина s2 краевого участка, которая меньше, чем толщина s1 центрального участка, обеспечивает контактную поверхность для фиксации отвода без необходимости расположения проводников сборной шины на расстоянии друг от друга для фиксации отводящего элемента. При таком расположении проводники сборной шины могут находится близко друг к другу и, в частности, в контакте друг с другом, тем самым обеспечивая преимущества с точки зрения теплоотвода и надежности сборной шины 1.

Согласно одному из вариантов выполнения, отвод 30 состоит из токопроводящей пластины, которая проходит между первым концом 30а и вторым концом 30b вдоль второго направления Z-Z.

Первый конец 30а имеет контактную поверхность 36, которая прочно закреплена на контактной поверхности 16 краевого участка 10b проводника 10 сборной шины, тогда как второй конец 30b выполнен для того, чтобы установить контакт с контактным элементом системы распределения энергии, например, с гнездовым контактным элементом разъема.

В соответствии с одним вариантом осуществления изобретения, отводная пластина 30 имеет первый участок 35а, который заканчивается первым концом 30а, второй участок 35b которой заканчивается вторым концом 30b, и соединительный участок 35с, который соединяет первый участок 35а со вторым участком 35b. Первый участок 35а и второй участок 35b параллельны друг другу, при этом соединительный участок 35с наклонен по отношению к первому и второму участкам 35а, 35b так, чтобы образовать два изогнутых участка 35d, 35е. Таким образом, второй участок 35b проходит в плоскости, смещенной вдоль первого направления Y-Y от плоскости, в которой проходит первый участок 35а, тем самым увеличивая расстояние вторых концов отводов от первого направления Y-Y и обеспечивая большее пространство на вторых концах для введения контактных элементов системы распределения электроэнергии, т. е. для введения штырей гнездовых контактов.

Преимущественно, первый участок 35а проходит в плоскости, которая в значительной степени соответствует плоскости контактной поверхности 16 сборной шины 10, а второй участок 35b проходит в плоскости, параллельной плоскости первого участка 35а, и смещен от нее вдоль первого направления Y-Y.

Предпочтительно, чтобы первый конец 30a имеет толщину s3 такую, что s2+s3 меньше или равно s1. Таким образом, первый конец 30а отводной пластины 30 присоединен к проводнику 10 сборной шины и такой первый конец 30а не будет выступать в первом направлении Y-Y относительно центрального участка 10а проводника 10 сборной шины, что позволит проводникам 9 сборной шины контактировать друг с другом. Поэтому, общая толщина первого конца 30а отводной пластины 30 и краевого участка 10b в первом направлении Y-Y не будет превышать толщину центрального участка проводника 10 сборной шины.

Предпочтительно, чтобы толщина s1 в два раза превышала толщину s2, в результате чего толщина s3 будет равна s2. Такая компоновка позволяет оптимально уравновесить сечение проводников сборной шины и избежать наличия чрезмерно узких сечений на пути протекания тока. Это обеспечит низкое полное сопротивление.

Согласно одному из вариантов, второй конец 30b имеет толщину s4 большую, чем s3. Это позволяет снизить сопротивление отводной пластины 30.

В варианте выполнения, показанном на фиг. 1-4, все отводы прикреплены к соответствующему проводнику сборной шины в одном и том же продольном положении. Такое выполнение предполагает продольно протяженное отводящее отверстие 8, которое практически совпадает с размером отвода, и требует выполнения отводных пластин с изогнутыми участками вдоль второго направления Z-Z в направленном вперед положении по отношению к соседним отводным пластинам, что приведет к тому, что вторые участки будут иметь различные длины в направлении Z-Z, в частности, длины будут уменьшаться от отводных пластин, расположенных ближе к боковым стенкам корпуса в сторону центральной зоны корпуса.

В варианте выполнения, показанном на фиг. 5-7, каждый отвод прикреплен к соответствующему проводнику сборной шины в соответствующем продольном положении и по меньшей мере один отвод прикреплен к соответствующему проводнику сборной шины в продольном положении, смещенном от продольного положения других отводов. Для этого варианта требуется, чтобы отводящее отверстие 8 имело большую продольную протяженность, чем отдельные отводы, но позволяет выполнить отводные пластины со вторыми участками, имеющими одинаковую протяженность вдоль второго направления Z-Z.

Специалисты в данной области, очевидно, смогут внести ряд изменений в рассмотренные выше варианты для выполнения конкретных требований, не выходя за пределы объема защиты, как это определено в следующих пунктах формулы изобретения.

Изобретение относится к сборной шине (1), которая содержит корпус (2), отводное отверстие (8), множество проводников (10, 11, 12, 13, 14) сборной шины и множество отводов (30, 31, 32, 33, 34). Каждый отвод прочно прикреплен к соответствующему проводнику (10, 11, 12, 13, 14) сборной шины. Толщина центрального участка (10а) и толщина краевых участков (10b, 10с) проводника сборной шины имеют величины s1 и s2 соответственно, причем s2 меньше s1, и каждый отвод (30) прочно прикреплен к соответствующему проводнику (10) сборной шины, к его контактной поверхности (16) краевого участка (10b, 10с), имеющего толщину s2. Задачей изобретения является обеспечение сборной шины, имеющей возможность легкого соединения отводящих разъемов при сохранении компактной конструкции проводников сборной шины. 9 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Сборная шина, содержащая:

корпус (2), имеющий множество боковых стенок (3, 4, 5, 6), которые определяют границы полости (7),

отводное отверстие (8), выполненное в одной из боковых стенок (3, 4, 5, 6),

множество проводников (10, 11, 12, 13, 14) сборной шины, расположенных параллельно внутри полости (7), при этом каждый проводник сборной шины, проходящий вдоль продольного направления (X-X), отстоит от соседнего проводника сборной шины вдоль первого направления (Y-Y), перпендикулярного продольному направлению (X-X), и имеет центральный участок (10а) и два краевых участка (10b, 10с), отделенных друг от друга центральным участком (10а), причем краевые участки (10b, 10с) проводников сборной шины проходят продольно и на расстоянии друг от друга вдоль второго направления (Z-Z), перпендикулярного продольному направлению (X-X) и первому направлению (Y-Y),

фиксирующие средства (20), соединенные снаружи корпуса (2) для удерживания множества проводников (10, 11, 12, 13, 14) сборной шины внутри корпуса (2),

отличающаяся тем, что содержит:

множество отводов (30, 31, 32, 33, 34), каждый из которых надежно прикреплен к соответствующим проводникам (10, 11, 12, 13, 14) сборной шины и проходит через отводное отверстие (8) для передачи электрического тока от проводников (10, 11, 12, 13, 14) сборной шины к системе электроснабжения, и тем, что

множество проводников (10, 11, 12, 13, 14) сборной шины проходит прямолинейно внутри корпуса (2) так, что расстояние между проводниками (10, 11, 12, 13, 14) сборной шины вдоль первого направления (Y-Y) является постоянным внутри корпуса (2),

в каждом проводнике (10) сборной шины толщины центрального участка (10а) и по меньшей мере одного из краевых участков (10b, 10с), измеренные в первом направлении (Y-Y), имеют величину s1 и s2 соответственно, причем s2 меньше s1,

каждый отвод (30) надежно прикреплен к соответствующему проводнику (10) контактной поверхности (16) по меньшей мере одного из краевых участков (10b, 10с), имеющих толщину s2.

2. Сборная шина по п. 1, в которой:

каждый отвод (30) выполнен в виде отводной пластины из электропроводного материала, которая проходит между ее первым концом (30а) и вторым концом (30b) вдоль второго направления (Z-Z),

первый конец (30а) имеет контактную поверхность (36), прочно прикрепленную к контактной поверхности (16) краевого участка (10b, 10с) соответствующего проводника (10),

второй конец (30b) выполнен с возможностью соединения с контактным элементом системы электроснабжения.

3. Сборная шина по п. 2, в которой:

каждая отводная пластина (30) имеет первый участок (35а), который заканчивается первым концом (30а), второй участок (35b), который заканчивается вторым концом (30b), и соединительный участок (35с), который соединяет первый участок (35а) со вторым участком (35b),

первый участок (35а) и второй участок (35b) параллельны друг другу, а соединительный участок (35с) наклонен относительного первого и второго участков (35а, 35b) с образованием двух изогнутых участков (35d, 35e).

4. Сборная шина по п. 3, в которой:

первый участок (35а) проходит в плоскости, которая в значительной степени соответствует плоскости контактной поверхности (16) соответствующего проводника (10) сборной шины,

второй участок (35b) проходит в плоскости, параллельной плоскости первого участка (35а), и смещен от нее вдоль первого направления (Y-Y).

5. Сборная шина по п. 3 или 4, в которой:

первый конец (30а) имеет толщину s3 такую, что s2 + s3 меньше или равно s1.

6. Сборная шина по любому из пп. 3-5, в которой:

второй конец (30b) имеет толщину s4, большую, чем s3.

7. Сборная шина по любому из пп. 1-6, в которой:

толщина s1 в два раза больше толщины s2.

8. Сборная шина по любому из пп. 1-7, в которой:

в каждом проводнике сборной шины толщина обоих краевых участков (10b, 10с) равна s2.

9. Сборная шина по любому из пп. 1-8, в которой:

каждый отвод (30) прикреплен к соответствующему проводнику (10) сборной шины в соответствующем продольном положении, при этом

по меньшей мере один отвод прикреплен к соответствующему проводнику сборной шины в продольном положении, смещенном от продольного положения других отводов.

10. Сборная шина по любому из пп. 1-8, в которой:

каждый отвод (30) прикреплен к соответствующему проводнику сборной шины в соответствующем продольном положении, при этом

все отводы прикреплены к соответствующему проводнику сборной шины в одном и том же продольном направлении.