ITMI982347A1

ITMI982347A1 - Barra conduttrice per la distribuzione di energia elettrica.

Info

Publication number: ITMI982347A1
Application number: IT002347A
Authority: IT
Inventors: Rodolfo Fontana; Alessandro Leone
Original assignee: Abb Ricerca Spa
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-04-30
Also published as: IT1303292B1; WO2000027007A1; CN1332897A; ATE234527T1; TR200101168T2; DE69905932T2; ES2195663T3; PT1131868E; CN1205716C; US6616465B1; EP1131868B1; EP1131868A1; DE69905932D1

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda una barra conduttrice per la distribuzione di energia elettrica avente forma e caratteristiche migliorate.

Più in particolare, la barra secondo il trovato presenta una struttura con geometria modulare in cui l'elemento geometrico di base è facilmente adottabile per la realizzazione di barre dimensionate per condurre correnti nominali di diverso amperaggio; inoltre la barra secondo il trovato si distingue per la sua semplicità sia sotto l'aspetto produttivo che nell'impiego pratico, consentendo di semplificare considerevolmente le fasi di montaggio.

E' noto che nei quadri di distribuzione, per distribuire l'energia elettrica a più apparecchiature elettriche, quali ad esempio interruttori, viene utilizzato un sistema di barre conduttrici posizionate parallele fra loro.

Tali barre sono collegate ciascuna ad una corrispondente polarità della rete di alimentazione dell'energia elettrica; il collegamento tra barre conduttrici e apparecchiature è realizzato mediante appositi conduttori, come ad esempio lamine, opportunamente conformati a seconda del tipo di apparecchiatura.

Le barre di distribuzione, in relazione alle funzionalità che sono chiamate a svolgere nell'impiego pratico, devono presentare alcune caratteristiche basilari; in particolare, esse devono avere una struttura costruttiva semplice e funzionale che si presti ad una estrema flessibilità nel montaggio e nell'accoppiamento con altri elementi, siano essi conduttivi o isolanti. Tale struttura realizzativa deve essere inoltre concepita in modo tale da poter essere facilmente adottata per la costruzione di barre che conducono correnti nominali di diverso amperaggio, senza dover modificare significativamente le fasi produttive delle barre stesse o degli elementi a cui esse andranno ad accoppiarsi.

E' inoltre importante che le barre abbiano una struttura che, da un lato, garantisca la rigidezza necessaria a sopportare le sollecitazioni elettrodinamiche prodotte dal flusso di corrente durante le normali fasi di conduzione, e dall'altro permetta di ottimizzare la quantità di materiale utilizzata nella costruzione, in modo da trarre un beneficio economico.

Allo stato attuale della tecnica, l'impiego delle barre conduttrici di tipo noto presenta alcuni inconvenienti che le rende non pienamente soddisfacenti sia sotto l'aspetto produttivo che nell'utilizzo pratico.

E’ tradizionalmente noto l'impiego di barre piatte con sezione trasversale rettangolare piena; tali barre, sebbene siano estremamente semplici dal punto di vista realizzativo, presentano consistenti svantaggi nell'accoppiamento con altri elementi, quali ad esempio ulteriori barre. In tali casi infatti, sono richieste operazioni di foratura delle barre che variano di volta in volta in virtù della configurazione di accoppiamento che si vuole realizzare, e l'adozione di particolari mezzi di connessione opportunamente sagomati. Un esempio in tal senso è illustrato nel brevetto statunitense Nr. 5.364.203.

E' noto inoltre nella tecnica l'impiego di barre conduttrici che presentano sezioni trasversali sagomate in modo da facilitare 1'accoppiamento con altre barre o con elementi di supporto e/o isolamento; tali elementi hanno la funzione di fissare le barre a strutture di supporto e di coadiuvarle nella supportazione degli sforzi elettrodinamici. Uno dei limiti delle barre sagomate di tipo noto è dato dal fatto che, al variare del livello di amperaggio delle correnti nominali da condurre, la struttura realizzativa delle barre viene ad essere consistentemente modificata; ciò, in particolare, si riflette nella necessità di modificare corrispondentemente gli elementi di supporto e/o isolamento che vanno ad accoppiarsi con le barre. Inoltre, l’accoppiamento tra barra e barra viene realizzato mediante dispositivi noti, ad esempio giunti, che richiedono l'impiego di mezzi di fissaggio, tipicamente viti a martello. Tali viti presentano una testa sagomata che, in fase di montaggio, viene inserita in una delle scanalature della barra e va ad accoppiarsi geometricamente con le pareti della scanalatura stessa; tale operazione è però difficoltosa perchè la vite non rimane in posizione ma tende a cadere e richiede quindi particolare attenzione da parte dell'operatore. Per ovviare a tale inconveniente, la soluzione più comunemente adottata nella tecnica è quella di associare alla testa della vite una opportuna molla, ad esempio a balestra, saldata sulla testa o comunque incastrata sulla vite; tale soluzione, sebbene efficace per l’accoppiamento vite-barra, risulta svantaggiosa poiché necessita di un componente realizzativo addizionale e incide negativamente sui costi.

Compito precipuo del presente trovato è quello di realizzare una barra conduttrice per la distribuzione di energia elettrica avente una struttura con geometria modulare il cui elemento geometrico di base sia facilmente adottabile con barre dimensionate per correnti nominali di diverso amperaggio, ad esempio 400A piuttosto che 1600A, senza modificare significativamente le fasi produttive delle barre o degli elementi di isolamento e/o supporto che andranno ad accoppiarsi con esse, consentendo così vantaggiose economie di scala.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del presente trovato è quello di realizzare una barra conduttrice per la distribuzione di energia elettrica la cui struttura realizzativa consenta una estrema flessibilità e facilità di esecuzione nel montaggio.

Un altro scopo del presente trovato è quello di realizzare una barra conduttrice per la distribuzione di energia elettrica che abbia una struttura realizzata con una quantità ottimale di materiale e che abbia al contempo la rigidezza sufficiente a sopportare gli sforzi elettrodinamici a cui viene sottoposta durante le normali fasi di funzionamento.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare una barra conduttrice per la distribuzione di energia elettrica che sia di elevata affidabilità, di relativamente facile realizzazione ed a costi competitivi.

Questo compito, nonché questi ed altri scopi che meglio appariranno in seguito, sono raggiunti da una barra di distribuzione di energia elettrica comprendente un corpo realizzato in materiale conduttivo, caratterizzata dal fatto che detto corpo presenta su almeno un lato almeno una scanalatura avente sezione a C, la parete di fondo di detta scanalatura a C comprendendo due tratti sostanzialmente rettilinei e formanti tra loro un angolo minore di 180°.

La barra secondo il trovato presenta il vantaggio di avere una struttura con geometria modulare il cui elemento geometrico di base si presta ad essere facilmente implementato nella realizzazione di barre dimensionate per correnti nominali di diverso amperaggio, ad esempio di 400A, 600A, 1000A, 1600A o altre ancora, senza modificare significativamente le fasi produttive delle barre o degli elementi di supporto e/o isolamento a cui le barre stesse vanno ad accoppiarsi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, della barra secondo il trovato, illustrate a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 è una vista in prospettiva illustrante una prima forma di realizzazione della barra secondo il trovato;

la figura 2 è una vista in pianta della barra di figura 1;

la figura 3 è una vista in prospettiva illustrante una seconda forma di realizzazione della barra secondo il trovato;

la figura 4 è una vista in pianta della barra di figura 3;

la figura 5 ò una vista in prospettiva illustrante una terza forma di realizzazione della barra secondo il trovato;

la figura 6 è una vista in pianta della barra di figura 5;

la figura 7 è una vista in prospettiva illustrante una quarta forma di realizzazione della barra secondo il trovato;

la figura 8 è una vista in pianta della barra di figura 7;

la figura 9 illustra una barra secondo il trovato, accoppiata con una vite a martello opportunamente conformata.

Malia descrizione seguente, a numeri di riferimento uguali nelle diverse figure corrisponderanno elementi uguali.

Con riferimento alle figure citate, la barra di distribuzione di energia elettrica secondo il trovato comprende un corpo 100 realizzato in materiale conduttivo, ad esempio rame, avente preferibilmente una sezione trasversale di forma sostanzialmente quadrangolare. In particolare, come illustrato nelle figure 1-9, il corpo 100 presenta una sezione trasversale rettangolare; analogamente e in modo del tutto equivalente, la sezione trasversale potrebbe essere quadrata o trapezoidale o di qualunque altra forma purché idonea all'impiego.

Come illustrato in dettaglio nelle figure 1 e 2, il corpo 100 presenta su almeno un lato almeno una scanalatura con sezione a C. Più preferibilmente, il corpo 100 presenta due scanalature a C di cui, una prima scanalatura 1 ricavata su un primo lato 10 del corpo 100 e una seconda scanalatura 2 definita su un secondo lato 20 del corpo stesso. I due lati 10 e 20 sono inoltre paralleli tra loro, vantaggiosamente, la parete di fondo di ciascuna delle scanalature 1 e 2 comprende due tratti 7 e 8 sostanzialmente rettilinei e che formano tra loro un angolo minore di 180°. In particolare, i due tratti 7 e 8 formano tra loro un angolo compreso tra 155° e 168°, preferibilmente tra 160° e 175°, più preferibilmente tra 165° e 172°. Nelle forme di realizzazione illustrate nelle figure 1-8, l'angolo indicato è pari circa a 170°.

La barra presenta quindi una struttura con geometria modulare, il cui elemento geometrico di base, costituito da una scanalatura a C, è facilmente implementabile e replicabile nella costruzione di barre dimensionate per condurre correnti nominali di diverso amperaggio. Un esempio in tal senso è illustrato nelle figure 3 e 4 dove sul corpo 100 della barra sono definite tre scanalature a C di cui, una prima scanalatura 1 e una seconda scanalatura 2 sono definite su due lati del corpo 100, rispettivamente 10 e 20, paralleli tra loro, e una terza scanalatura 3 è invece ricavata lungo un terzo lato 30 del corpo perpendicolare ai due lati 10 e 20. Tale barra è adatta preferibilmente a condurre correnti nominali di 600A, laddove la barra illustrata nelle figure 1 e 2 è particolarmente adatta alla conduzione di correnti nominali di 400A.

Un'altra forma possibile di realizzazione della barra secondo il trovato è illustrata nelle figure 5 e 6 dove sul corpo 100 sono ricavate cinque scanalature a C, di cui una prima scanalatura 1 e una seconda scanalatura 4 sono definite lungo un primo lato 10 del corpo, ed una terza scanalatura 2 ed una quarta scanalatura 5 sono definite lungo un secondo lato 20 parallelo al lato 10. La quinta scanalatura 3 è definita su un terzo lato 30 sostanzialmente perpendicolare ai lati 10 e 20. Tale barra è particolarmente adatta per la conduzione di correnti nominali di 1600A.

Ancora un'altra forma realizzativa della barra secondo il trovato, adatta alla conduzione di correnti nominali di 1000A, è illustrata nelle figure 7 e 8. in tale forma di realizzazione, il corpo 100 presenta sei scanalature a C, di cui una prima scanalatura 1 e una seconda scanalatura 4 sono definite lungo un primo lato 10 del corpo 100, una terza scanalatura 2 ed una quarta scanalatura 5 sono definite lungo un secondo lato 20 del corpo, con i lati 10 e 20 paralleli tra loro, una quinta scanalatura 3 e una sesta scanalatura 6 sono invece ricavate rispettivamente su un terzo lato 30 e su un quarto lato 40. I lati 30 e 40 sono paralleli tra loro e sostanzialmente perpendicolari ai lati 10 e 20.

Un aspetto vantaggioso da rimarcare è dato dal fatto che, quando le barre di distribuzione vengono collegate tra loro o con altri elementi di accoppiamento mediante opportuni mezzi di collegamento e fissaggio, l'adozione della scanalatura a C cosi sagomata permette di semplificare l'accoppiamento e il montaggio. In particolare, la barra secondo il trovato facilita significativamente i collegamenti mediante viti a martello. Infatti, come illustrato in figura 9, quando la barra è accoppiata con una vite a martello, indicata complessivamente dal numero di riferimento 200, 1'accoppiamento tra le due parti avviene principalmente grazie all'interferenza che si viene ad instaurare tra i due piani inclinati 7 e 8 che definiscono la parete di fondo della scanalatura a C, e il piano di testa 201 della vite a martello. Inoltre, prove pratiche hanno dimostrato come, nonostante l'estrema semplicità di tale accoppiamento, l'interferenza tra le pareti 7 e 8 e la testa 201 coadiuvata dall'appoggio di spallamento che le pareti interne 11 e 12 della scanalatura forniscono alla base della testa, à efficiente al punto tale da consentire il posizionamento e l’autoblocco della vite nella posizione desiderata/ mediante la sola operazione manuale di inserimento e senza l'impiego di molle addizionali. L'eventuale ulteriore interferenza che si viene a stabilire tra le pareti laterali interne 13 e 14 della scanalatura a C, e le corrispondenti superfici della testa della vite, non fa altro che aumentare l'efficacia dell'accoppiamento.

Si e in pratica constatato come la barra secondo il trovato assolva pienamente il compito nonché gli scopi prefissati in quanto presenta una struttura modulare con un elemento geometrico di base atto ad essere utilizzato per la realizzazione di barre dimensionate per correnti nominali di diverso amperaggio. Tale struttura inoltre, grazie all'impiego delle scanalature configurate come descritto, facilita le fasi di montaggio e permette di ottimizzare la quantità di materiale impiegato, mantenendo al contempo inalterate le caratteristiche di rigidezza strutturale della barra stessa. La barra così concepita grazie alle sue caratteristiche innovative è particolarmente adatta all'impiego nei quadri di distribuzione di bassa tensione. Tali quadri comprendono una pluralità di apparecchiature elettriche, quali interruttori e simili, collegate elettricamente a corrispondenti barre di distribuzione, di cui almeno una può essere realizzata secondo una delle forme di realizzazione precedentemente descritte.

La barra così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica, i materiali impiegati, purché compatibili con l'uso specifico, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Barra di distribuzione di energia elettrica comprendente un corpo realizzato in materiale conduttivo, caratterizzata dal fatto che detto corpo presenta su almeno un lato almeno una scanalatura avente sezione a C, la parete di fondo di detta scanalatura a C comprendendo due tratti sostanzialmente rettilinei e formanti tra loro un angolo minore di 180°.
2. Barra di distribuzione di energia elettrica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto corpo presenta una sezione trasversale quadrangolare.
3. Barra di distribuzione di energia elettrica secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detti due tratti sostanzialmente rettilinei formano tra loro un angolo compreso tra 155° e 168°.
4. Barra di distribuzione di energia elettrica secondo la rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detti due tratti sostanzialmente rettilinei formano tra loro un angolo compreso tra 160° e 175°.
5. Barra di distribuzione di energia elettrica secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detti due tratti sostanzialmente rettilinei formano tra loro un angolo compreso tra 165° e 172°.
6. Barra conduttrice secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto corpo presenta due scanalature a C, di cui una prima scanalatura definita su un primo lato del corpo e una seconda scanalatura definita su un secondo lato del corpo, il primo e il secondo lato essendo paralleli fra loro.
7. Barra conduttrice secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto che detto corpo presenta tre scanalature a C, di cui una prima scanalatura e una seconda scanalatura definite su due lati del corpo paralleli tra loro, e una terza scanalatura definita lungo un terzo lato del corpo, detto terzo lato essendo sostanzialmente perpendicolare a detto primo e secondo lato.
8. Barra conduttrice secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto che detto corpo presenta cinque scanalature a C, di cui una prima scanalatura e una seconda scanalatura definite lungo un primo lato del corpo, una terza scanalatura ed una quarta scanalatura definite lungo un secondo lato del corpo, detto primo e secondo lato essendo paralleli tra loro, e una quinta scanalatura definita su un terzo lato del corpo sostanzialmente perpendicolare a detto primo e secondo lato.
9. Barra conduttrice secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 5, caratterizzata dal fatto che detto corpo presenta sei scanalature a C, di cui una prima scanalatura e una seconda scanalatura definite lungo un primo lato del corpo, una terza scanalatura ed una quarta scanalatura definite lungo un secondo lato del corpo, detto primo e secondo lato essendo paralleli tra loro, e una quinta scanalatura e una sesta scanalatura definite, rispettivamente, su un terzo lato e su un quarto lato, detto terzo e quarto lato essendo paralleli tra loro e sostanzialmente perpendicolari al primo lato e al secondo lato.
10. Quadro di distribuzione di energia elettrica comprendente una pluralità di apparecchiature elettriche, quali interruttori e simili, collegate elettricamente a corrispondenti barre di distribuzione, caratterizzato dal fatto che almeno una di dette barre di distribuzione è una barra secondo una o più delle rivendicazioni da 1 a 9.