ТОКОВЕДУЩИЙ ПРОФИЛЬ Российский патент 2024 года по МПК H01B7/00 

Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования, а именно к токопроводящим частям, отличающимся формой [H01B5/00, H01B5/02, H01B7/00, H01B7/18].

Из уровня техники известна ПРОВОЛОКА СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ [CN201134276 (Y), опубл.: 15.10.2008] содержащая проволоку с сердечником и внешнее алюминиевое покрытие, причем сердечник проволоки представляет собой стальную проволоку, поперечное сечение которой круглое, форма поперечного сечения проволоки имеет форму веера и измененные формы веера, которые имеют С-образную форму веера, Z-образную форму веера и форму веера с ломаной линией, основанную на форме веера, а алюминиевое покрытие представляет собой электрический алюминий, чистый алюминий, редкоземельный алюминий или алюминиевый сплав.

Так же известен МЕДНЫЙ СТЕРЖЕНЬ ПРЯМОУГОЛЬНОЙ ФОРМЫ [CN203982810 (U), опубл.: 03.12.2014], содержащий медный стержень неправильной прямоугольной формы, левая часть описанного медного стержня и правая часть расположены симметрично, принимая вертикальную центральную линию корпуса медного стержня в качестве оси, корпус медного стержня может быть выполнен с двумя нижними пазом симметрично расположенными пазами, справа и слева от корпуса медного стержня выполнены соответственно первое сквозное отверстие и второе сквозное отверстие, а средняя часть имеет третье сквозное отверстие по всей его длине..

Наиболее близким по технической сущности является МЕДНЫЙ СТЕРЖЕНЬ СПЕЦИАЛЬНОЙ ФОРМЫ С НЕСКОЛЬКИМИ КАНАВКАМИ [CN211555503 (U), опубл.: 01.03.2022], включающий верх и низ корпуса медного стержня нестандартной формы представляют собой канавку соответствующей углубленной формы, канавка внутри должна быть снабжена множеством соединительных отверстий, корпус медного стержня формы типа "Н", боковая поверхность корпус медного стержня неправильной формы снабжена множеством равноудалённых углублений полукруглого типа, противоположная боковая поверхность корпуса медного стержня неправильной формы снабжена множеством равноудалённых возвышений полукруглого типа, , верхняя и нижняя части медного стержня ненормальной формы соединяет выступающий медный стержень. Этот медный стержень может иметь разную форму, при этом полукруглые выступы и полукруглые канавки расположены соответственно.

Основной технической проблемой аналогов и прототипа является их низкая электродинамическая стойкость, обусловленная их пониженной стойкостью поперечным нагрузкам, при одинаковой с заявляемым техническим решением, площадью поперечного сечения.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Технический результат изобретения заключается в повышении электродинамической стойкости токоведущего профиля.

Заявленный технический результат достигается за счет того, что токоведущий профиль, выполнен в форме стержня из металлического сплава, поперечное сечение которого имеет форму невыпуклого многоугольника стреловидной формы с продольной осью симметрии, имеющего от 20 до 40 вершин, в хвостовой части поперечного сечения сформированы хвостовые выступы, между которыми выполнена выемка, в головной части сформированы головные выступы, между которыми расположен внешний выступ, хвостовые выступы с выемкой выполнены сопоставимыми, головным выступам с внешним выступом, между головной частью и хвостовой частью сформирована средняя часть на противоположных сторонах которой выполнены две пары зеркальных относительно оси симметрии углублений, между каждой парой которых сформировано утолщение, ширина поперечного сечения токоведущего профиля по зеркальным углублениям составляет 50-70% от ширины поперечного сечения по утолщению, ширина поперечного сечения токоведущего профиля по хвостовым выступам и по головным выступам одинакова, ширина поперечного сечения токоведущего профиля по утолщению составляет 50-90% от ширины поперечного сечения по хвостовым выступам.

В частности, места соединения сторон многоугольника, образованного фронтальной проекцией поперечного сечения токоведущего профиля, выполнены с радиусными скруглениями в диапазоне от 1,00 мм до 2,00 мм.

В частности, места соединения сторон многоугольника, образованного фронтальной проекцией поперечного сечения токоведущего профиля, образуют внешние углы с градусной мерой 100°-300°.

В частности, глубина выемки в хвостовой части поперечного сечения токоведущего профиля составляет 8-16 % от длинны поперечного сечения токоведущего профиля.

В частности, с наружи токоведущего профиля, по всей поверхности сформирован слой из диэлектрического материала.

Краткое описание чертежей.

На фиг.1 показан токоведущий профиль, вид с торца.

На фиг.2 показан токоведущий профиль, вид с боку.

На фиг.3 показан токоведущий профиль, вид с верху.

На фигурах обозначено: 1 – стороны; 2 – вершины; 3 – ребра жесткости; 4 – хвостовая часть токоведущего профиля; 5 – хвостовые выступы; 6 – выемка; 7 – головная часть токоведущего профиля; 8 – головные выступы, 9 – выступ; 10 – средняя часть токоведущего профиля; 11 – углубления; 12 – утолщение.

Осуществление изобретения.

Токоведущий профиль выполнен из токопроводящего металла или металлического сплава, в виде стержня, поперечный разрез которого представляет собой плоский невыпуклый многоугольник стреловидной формы, имеющий продольную ось симметрии, содержащий 20-40 сторон 1, места соединения соседних которых выполнены с радиусными скруглениями в диапазоне от 1,00 мм до 2,00 мм и образуют 20-40 вершин 2, представляющие собой внешние углы с градусной мерой 100°-300°. Вершины 2 многоугольника представляют собой ребра жесткости 3 стержня, расположенные вдоль его длины.

Хвостовая часть 4 токоведущего профиля представляет собой хвостовые выступы 5, между которыми расположена выемка 6, глубина которой составляет 8-16 % от длинны поперечного сечения токоведущего профиля.

Головная часть 7 токоведущего профиля представляет собой головные выступы 8, над которыми сформирован выступ 9 высота которого составляет 8-16 % от длинны поперечного сечения токоведущего профиля.

Средняя часть 10 токоведущего профиля, содержит пару углублений 11 с одной стороны профиля и ещё пару углублений 11 с другой стороны, расположенных зеркально углублениям первой стороны. Между каждой парой углублений сформировано утолщение 12. Ширина поперечного сечения токоведущего профиля по зеркальным углублениям 11 составляет 50-70% от ширины поперечного сечения по утолщению 12. Пара зеркальных углублений 11, расположенных ближе к выемке 6, с одной стороны образована путем сужения хвостовых выступов 5, а с другой стороны путем сужения утолщения 12. Другая пара углублений 11, расположенных ближе к выступу 9, образована путем сужения головных выступов 8, а с другой стороны путем сужения утолщения 12.

Ширина поперечного сечения токоведущего профиля по утолщению 12 составляет 50-90% от ширины поперечного сечения по хвостовым выступам 5. Ширина токоведущего профиля по хвостовым выступам 5 и по головным выступам 8, одинакова.

Ось симметрии многоугольника проходит через центр выемки 6 и выступа 9. При этом выемка 6 и выступ 9 выполнены сопоставимыми с возможностью совмещения нескольких токоведущих профилей, путем вставки выступа 9 одного токоведущего профиля, в выемку 6 другого токоведущего профиля.

В одном из вариантов реализации изобретения, с наружи токоведущего профиля, по всей поверхности сформирован слой из диэлектрического материала.

Токоведущий профиль применяется для передачи переменного электрического тока. Один конец токоведущего профиля подсоединяют к источнику тока, а противоположный конец к приемнику тока. При протекании через проводник переменного тока возникают переменные электродинамические силы. При наличии в системе передачи тока двух и более параллельно расположенных проводников, их переменные электродинамические силы начинают взаимодействовать друг с другом, оказывая при этом механическое воздействие на данные проводники.

Благодаря тому что, поперечный разрез токоведущего профиля представляет собой плоский невыпуклый многоугольник стреловидной формы, имеющий продольную ось симметрии, и состоящий из 20-40 сторон 1, обеспечивается его повышенная устойчивость к поперечным нагрузкам, в результате чего увеличивается его электродинамическая стойкость.

Благодаря тому, что выемка 6 и выступ 9 выполнены сопоставимыми, обеспечивается возможность совмещения нескольких токоведущих профилей, путем вставки выступа 9 одного токоведущего профиля, в выемку 6 другого токоведущего профиля, что позволяет сформировать токоведущий профиль с большей пропускной способностью.

В ходе проведенных в 2023 году натурных испытаний были изготовлены и протестированы прототип и 100 экземпляров заявленного изобретения. В ходе испытаний определялась максимальная сила, воздействующая на середину горизонтально расположенного токоведущего профиля, концы которого зафиксированы на неподвижных опорах, до начала деформации. Началом деформации принято – изменение геометрии более чем на 10 мм в направлении прикладываемого усилия.

Результаты проведенных практических экспериментов по проверке физической нагрузкой токоведущих профилей, поперечный разрез которых представляет собой плоский невыпуклый многоугольник, состоящий из 20 сторон, с различными отношениями размеров его составных элементов, в пределах указанных диапазонов, приведены в Таблице 1.

Результаты проведенных практических экспериментов по проверке физической нагрузкой токоведущих профилей, поперечный разрез которых представляет собой плоский невыпуклый многоугольник, состоящий из 30 сторон, с различными отношениями размеров его составных элементов, в пределах указанных диапазонов, приведены в Таблице 2.

Результаты проведенных практических экспериментов по проверке физической нагрузкой токоведущих профилей, поперечный разрез которых представляет собой плоский невыпуклый многоугольник, состоящий из 40 сторон, с различными отношениями размеров его составных элементов, в пределах указанных диапазонов, приведены в Таблице 3.

Результаты проведенных практических экспериментов по проверке физической нагрузкой токоведущих профилей, поперечный разрез которых представляет собой плоский невыпуклый многоугольник, состоящий из 50 сторон, с различными отношениями размеров его составных элементов, в пределах указанных диапазонов, приведены в Таблице 4.

Несмотря на то, что техническое решение было подробно описано с целью иллюстрации на основе вариантов осуществления, которые в настоящий момент считаются наиболее практичными и предпочтительными, следует понимать, что подобные детали служат исключительно указанной цели, при этом изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления, а охватывает эквивалентные варианты соединения, не выходящие за рамки объема притязаний формулы изобретения. Например, следует понимать, что изобретение предполагает, что, насколько это возможно, один или более признаков любого варианта осуществления могут быть объединены с одним или более признаками любого другого варианта осуществления.

Изобретение относится к основным элементам электрического оборудования, а именно к токопроводящим частям, отличающимся формой. Технический результат заключается в повышении электродинамической стойкости токоведущего профиля. Для этого токоведущий профиль выполнен в форме стержня из металлического сплава, поперечное сечение которого имеет форму невыпуклого многоугольника стреловидной формы с продольной осью симметрии, в хвостовой части поперечного сечения сформированы хвостовые выступы, между которыми выполнена выемка, в головной части сформированы головные выступы, между которыми расположен внешний выступ, хвостовые выступы с выемкой выполнены сопоставимыми с головными выступами с внешним выступом, между головной частью и хвостовой частью сформирована средняя часть, на противоположных сторонах которой выполнены две пары зеркальных относительно оси симметрии углублений, между каждой парой которых сформировано утолщение. 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 4 табл.

1. Токоведущий профиль, выполненный в форме стержня из металлического сплава, поперечное сечение которого имеет форму невыпуклого многоугольника стреловидной формы с продольной осью симметрии, имеющего от 20 до 40 вершин, в хвостовой части поперечного сечения сформированы хвостовые выступы, между которыми выполнена выемка, в головной части сформированы головные выступы, между которыми расположен внешний выступ, хвостовые выступы с выемкой выполнены сопоставимыми с головными выступами с внешним выступом, между головной частью и хвостовой частью сформирована средняя часть, на противоположных сторонах которой выполнены две пары зеркальных относительно оси симметрии углублений, между каждой парой которых сформировано утолщение, ширина поперечного сечения токоведущего профиля по зеркальным углублениям составляет 50-70% от ширины поперечного сечения по утолщению, ширина поперечного сечения токоведущего профиля по хвостовым выступам и по головным выступам одинакова, ширина поперечного сечения токоведущего профиля по утолщению составляет 50-90% от ширины поперечного сечения по хвостовым выступам.

2. Токоведущий профиль по п.1, отличающийся тем, что места соединения сторон многоугольника, образованного фронтальной проекцией поперечного сечения токоведущего профиля, выполнены с радиусными скруглениями в диапазоне от 1,00 мм до 2,00 мм.

3. Токоведущий профиль по п.1, отличающийся тем, что места соединения сторон многоугольника, образованного фронтальной проекцией поперечного сечения токоведущего профиля, образуют внешние углы с градусной мерой 100-300°.

4. Токоведущий профиль по п.1, отличающийся тем, что глубина выемки в хвостовой части поперечного сечения токоведущего профиля составляет 8-16% от длины поперечного сечения токоведущего профиля.

5. Токоведущий профиль по п.1, отличающийся тем, что снаружи токоведущего профиля по всей поверхности сформирован слой из диэлектрического материала.