RU143905U1

RU143905U1 - ELECTRICAL DISTRIBUTION BUS

Info

Publication number: RU143905U1
Application number: RU2014108375/07U
Authority: RU
Inventors: Андрей Владимирович Назаренко; Рилья Мураткызы
Original assignee: Андрей Владимирович Назаренко; Рилья Мураткызы
Priority date: 2014-03-04
Filing date: 2014-03-04
Publication date: 2014-08-10

Abstract

1. Шина распределительной электрической системы, содержащая, по крайней мере, один непрерывный проводящий элемент и упругий прижимной элемент, отличающаяся тем, что шина выполнена из металлического проводникового материала высокой проводимости с медным или медьсодержащим покрытием контактных поверхностей проводящего и прижимного элементов шины.2. Шина по п.1, отличающаяся тем, что в качестве металлического проводникового материала высокой проводимости использованы алюминий, его сплавы или сталь.3. Шина по п.1, отличающаяся тем, что медное или медьсодержащее покрытие составляет 10-70% от площади сечения шины.1. Bus distribution electric system containing at least one continuous conductive element and an elastic clamping element, characterized in that the tire is made of a metal conductive material of high conductivity with a copper or copper-containing coating of the contact surfaces of the conductive and pressure elements of the bus. 2. The tire according to claim 1, characterized in that aluminum, its alloys or steel are used as the metal conductive material of high conductivity. The tire according to claim 1, characterized in that the copper or copper-containing coating is 10-70% of the tire cross-sectional area.

Description

Техническое решение относится к электротехнике и может быть использовано для энергоснабжения и связи в жилых, служебных и производственных помещениях путем подсоединения контактов адаптера к любой точке шины вдоль ее длины.The technical solution relates to electrical engineering and can be used for energy supply and communication in residential, office and industrial premises by connecting the adapter contacts to any point on the bus along its length.

Существующие распределительные электрические системы состоят из адаптера с ножевыми контактами, предназначенными для соединения с шинами (проводниками тока), размещенными в продольных каналах электротехнического короба, выполненного из изоляционного материала и закрепляемого при монтаже на стене или плинтусе помещения.Existing electrical distribution systems consist of an adapter with knife contacts designed for connection to buses (current conductors) located in the longitudinal channels of an electrical duct made of insulating material and fixed when mounted on a wall or baseboard of a room.

Известна распределительная электрическая система, в которой шина выполнена в виде непрерывного продольного проводящего элемента и упругого прижимного элемента, при этом в качестве непрерывного продольного проводящего элемента использован медный провод, который удерживается в канале электротехнического короба с помощью упругого прижимного элемента, выполненного из медной ленты и имеющего U-образный профиль с вогнутыми внутрь средними участками вертикальных стенок, свободные концы которых разведены наружу профиля (см. патент РФ №2107372 «Электрическая распределительная шина» с приоритетом от 01.03.1994).A distribution electric system is known in which the bus is made in the form of a continuous longitudinal conductive element and an elastic clamping element, while a copper wire is used as a continuous longitudinal conductive element, which is held in the channel of the electrical box using an elastic clamping element made of copper tape and having U-shaped profile with inwardly concave middle sections of vertical walls, the free ends of which are divorced outward of the profile (see RF patent No. 210737 2 “Electrical distribution bus” with priority dated 01.03.1994).

Известна распределительная электрическая система, в которой шина выполнена в виде двух непрерывных продольных проводящих элементов и упругого прижимного элемента, при этом элементы шины выполнены из медной ленты, а продольные проводящие элементы соединены между собой с помощью упругого прижимного элемента, имеющего U-образный профиль с множеством перемычек, и внутри контура этого профиля размещены продольные проводящие элементы (см. патент РФ №2230408 «Электрический контактный элемент шинопровода и заготовка для изготовления электрического контактного элемента» с приоритетом от 16.10.2002).A distribution electric system is known in which the tire is made in the form of two continuous longitudinal conductive elements and an elastic clamping element, wherein the bus elements are made of copper tape, and the longitudinal conductive elements are interconnected using an elastic clamping element having a U-shaped profile with a plurality of jumpers, and longitudinal conductive elements are placed inside the contour of this profile (see RF patent No. 2230408 "Electrical contact element of the busbar trunking and the workpiece for the manufacture of electrical one contact element "with priority of 16.10.2002).

Также известна распределительная электрическая система, описанная в патенте РФ №2337441 «Удлиненный электрический проводник, приспособленный для электрического соединения с электрическим контактом» с приоритетом от 18.12.2003 и выбранная в качестве прототипа.Also known is a distribution electric system described in RF patent No. 2337441 “An elongated electrical conductor adapted for electrical connection with an electrical contact” with a priority of 12/18/2003 and selected as a prototype.

В данной распределительной электрической системе шина выполнена в виде непрерывного продольного проводящего элемента и упругого прижимного элемента, при этом шина выполнена из медной ленты и имеет Я-образный профиль, вертикальная стенка которого является продольным проводящим элементом шины, соединенным с криволинейным гибким упругим элементом который состоит из совокупности отстоящих друг от друга в продольном направлении ребер или сегментов, которые проходят от вертикального проводящего контактного участка до, соединенных между собой, соответствующих свободных концов криволинейного прижимного участка профиля, при этом толщина вертикального проводящего участка шины равна или больше толщины криволинейного упругого участка шины.In this distribution electric system, the tire is made in the form of a continuous longitudinal conductive element and an elastic clamping element, while the tire is made of copper tape and has an I-shaped profile, the vertical wall of which is a longitudinal conductive element of the bus connected to a curved flexible elastic element which consists of a set of ribs or segments spaced apart in the longitudinal direction that extend from a vertical conductive contact portion to connected between the corresponding free ends of the curved pressing section of the profile, while the thickness of the vertical conductive section of the tire is equal to or greater than the thickness of the curved elastic section of the tire.

Не смотря на то, что во всех рассмотренных выше распределительных электрических системах шины имеют отличия в форме исполнения, шины состоят из одних и тех же функциональных элементов: непрерывный продольный проводящий элемент является основным токопроводящим элементом шины, а упругий прижимной элемент обеспечивает упругое прижатие контактов адаптера к проводящим участкам шины.Despite the fact that in all the distribution electric systems discussed above, the buses have differences in the form of execution, the buses consist of the same functional elements: a continuous longitudinal conductive element is the main conductive element of the bus, and the elastic clamping element provides elastic contact pressing of the adapter to conductive sections of the tire.

Выполнение шин из меди обеспечивает необходимую электропроводность при заданной площади сечения шины и надежный контакт между элементами шины и контактами адаптера, что исключает подгорание контактов и перегрев в местах контакта.The copper busbars provide the necessary electrical conductivity for a given busbar cross-sectional area and reliable contact between busbar elements and adapter contacts, which eliminates contact burning and overheating at the contact points.

Однако общим недостатком известных шин распределительных электрических систем является их высокая стоимость, которая связана с высокой ценой электротехнической меди, из которой изготавливают шины.However, a common drawback of the known tires of distribution electrical systems is their high cost, which is associated with the high price of electrical copper from which the tires are made.

Технической задачей, на решение которой направлено заявляемое решение, является создание дешевой токопроводящей шины с сохранением ее потребительских свойств.The technical problem, the solution of which the claimed solution is directed, is the creation of a cheap conductive bus with the preservation of its consumer properties.

Решением данной задачи является шина распределительной электрической системы, содержащая, по крайней мере, один непрерывный проводящий элемент и упругий прижимной элемент, новым в которой является то, что шина выполнена из металлического проводникового материала высокой проводимости с медным или медьсодержащим покрытием контактных поверхностей проводящего и прижимного элементов шины.The solution to this problem is a bus distribution electric system containing at least one continuous conductive element and an elastic clamping element, new in which the bus is made of a metal conductive material of high conductivity with a copper or copper-containing coating of the contact surfaces of the conductive and pressure elements tires.

В качестве металлического проводникового материала высокой проводимости могут использоваться алюминий, его сплавы или сталь.As a metal conductive material of high conductivity, aluminum, its alloys or steel can be used.

Медное или медьсодержащее покрытие составляет 10-70% от площади сечения шины.Copper or copper-containing coating is 10-70% of the tire cross-sectional area.

Согласно ГОСТ 19880-74 «Электротехника. Основные понятия. Термины и определения» под проводником понимают вещество, основным электрическим свойством которого является электропроводность.According to GOST 19880-74 "Electrical Engineering. Basic concepts. Terms and definitions "a conductor means a substance whose main electrical property is electrical conductivity.

Согласно ГОСТ 22265-76 «Материалы проводниковые. Термины и определения»:According to GOST 22265-76 “Conducting materials. Terms and Definitions":

- под проводниковым материалом понимают материал, обладающий свойствами проводника и предназначенный для изготовления кабельных изделий и токоведущих деталей;- under the conductor material is understood the material having the properties of a conductor and intended for the manufacture of cable products and live parts;

- под металлическим проводниковым материалом понимают проводниковый материал из металла или сплава;- metal conductor material means a conductor material of metal or alloy;

- под проводниковым материалом высокой проводимости понимают проводниковый материал с удельным электрическим сопротивлением при нормальных условиях не более 0,1 мкОм·м (серебро, медь, алюминий, сталь и их сплавы с другими веществами).- Under the conductive material of high conductivity understand a conductive material with a specific electrical resistance under normal conditions of not more than 0.1 μm · m (silver, copper, aluminum, steel and their alloys with other substances).

В заявляемой шине металлический проводниковый материал высокой проводимости служит основным токопроводящим элементом шины.In the claimed tire, a metallic conductive material of high conductivity serves as the main conductive element of the tire.

В качестве металлического проводникового материала высокой проводимости в заявляемой шине целесообразно использовать алюминий, его сплавы или сталь, как дешевые материалы с хорошей электропроводимостью. В качестве сплава алюминия используют сплав марки ABE (ГОСТ 839-80).As a metal conductive material of high conductivity in the claimed tire it is advisable to use aluminum, its alloys or steel, as cheap materials with good electrical conductivity. As an aluminum alloy, an ABE alloy (GOST 839-80) is used.

Медное или медьсодержащее покрытие, составляет 10-70% от площади сечения шины и служит для обеспечения надежного электротехнического контакта между элементами шины и контактами адаптера, что исключает подгорание контактов и перегрев в местах контакта. В зависимости от конструкции шин, которые могут иметь любую конфигурацию, покрытие наносится на одну или две стороны токопроводящих элементов шины, а именно - на контактные поверхности. Под контактными поверхностями проводящего и прижимного элементов шины в данном решении понимают поверхности, которые в рабочем состоянии контактируют с контактами адаптера. В качестве медьсодержащего материала используют латунь или бронзу. Кроме обеспечения контактных свойств, покрытие также является частью токопроводящего элемента шины, увеличивая его пропускную способность.A copper or copper-containing coating makes up 10-70% of the busbar cross-sectional area and serves to ensure reliable electrical contact between the busbar elements and the adapter contacts, which excludes burning of contacts and overheating at the contact points. Depending on the design of the tires, which can be of any configuration, the coating is applied on one or two sides of the conductive elements of the bus, namely, on the contact surfaces. Under the contact surfaces of the conductive and clamping elements of the bus in this solution, we mean surfaces that, in working condition, are in contact with the contacts of the adapter. As a copper-containing material, brass or bronze is used. In addition to providing contact properties, the coating is also part of the conductive element of the bus, increasing its throughput.

При выполнении основных токопроводящих элементов шины из алюминия или его сплава, медное или медьсодержащее покрытие, в зависимости от потребляемой мощности в системе, составляет 10-50% от площади сечения шины. В этом случае для сохранения заданной пропускной способности системы сечение шины увеличивается относительно сечения, выполненного из меди, на 17-3,5%, а стоимость шины из биметалла снизится на 85-35% относительно шины из меди.When the main conductive elements of the busbar are made of aluminum or its alloy, the copper or copper-containing coating, depending on the power consumption in the system, is 10-50% of the busbar cross-sectional area. In this case, in order to maintain a given system throughput, the tire cross section increases relative to the copper section by 17-3.5%, and the bimetal tire cost decreases by 85-35% relative to the copper bus.

Основные токопроводящие элементы шины из стали, имеющей более высокое удельное электрическое сопротивление, чем алюминий и его сплавы, используют в системе с малым потреблением мощности и в этом случае медное или медьсодержащее покрытие составляет 50-70% от площади сечения шины. При этом для сохранения заданной пропускной способности системы сечение шины увеличивается относительно сечения, выполненного из меди, на 210-95%, а стоимость шины из биметалла снизится на 65-20% относительно шины из меди.The main conductive elements of the tire made of steel having a higher electrical resistivity than aluminum and its alloys are used in a system with low power consumption, in which case copper or copper-containing coating makes up 50-70% of the tire cross-sectional area. At the same time, in order to maintain a given throughput of the system, the tire section increases relative to the section made of copper by 210-95%, and the cost of a tire made of bimetal decreases by 65-20% relative to a tire made of copper.

Расчет соотношения металлического проводникового материала высокой проводимости и медного или медьсодержащего покрытия в сечении шины производится по авторской методике, основанной на личных знаниях и опыте работы авторов, и в данной заявке не рассматривается.The ratio of the metal conductive material of high conductivity and the copper or copper-containing coating in the tire section is calculated according to the author’s method, based on personal knowledge and experience of the authors, and is not considered in this application.

Металлический проводниковый материал с односторонним или двухсторонним покрытием является по своей сути биметаллом, состоящим из двух или более различных металлических слоев металлов или их сплавов, а переход от монометаллической продукции к биметаллической позволяет снизить расход дорогой электротехнической меди в несколько раз при сохранении высокого уровня потребительских характеристик шины и распределительной электрической системы в целом.A metal conductor material with one-sided or double-sided coating is essentially bimetal, consisting of two or more different metal layers of metals or their alloys, and the transition from monometallic products to bimetallic can reduce the consumption of expensive electrical copper several times while maintaining a high level of consumer characteristics of the tire and distribution electric system as a whole.

При проведении поиска по источникам патентной и научно-технической литературы не обнаружено решений, содержащих совокупность предлагаемых признаков для решения поставленной задачи, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критериям патентоспособности «новизна».When conducting a search in the sources of patent and scientific and technical literature, no solutions were found containing the totality of the proposed features for solving the task, which allows us to conclude that the claimed technical solution meets the patentability criteria of "novelty".

Заявляемое техническое решение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1-4 изображены различные конфигурации шин, выполненные из биметалла; на фиг. 5 - расположение шин в продольных каналах электротехнического короба и установленным адаптером; на фиг. 6 - вид сбоку электротехнического короба с шинами, контактирующими с контактами адаптера (рабочее состояние системы).The claimed technical solution is illustrated by drawings, where in FIG. 1-4 depict various tire configurations made of bimetal; in FIG. 5 - the location of the tires in the longitudinal channels of the electrical box and the installed adapter; in FIG. 6 is a side view of an electrical box with tires in contact with the contacts of the adapter (operating state of the system).

Шина 1 распределительной электрической системы содержит один (фиг. 1, 3, 4) или два (фиг. 2) непрерывных проводящих элемента 2 и упругий прижимной элемент 3. Элемент 2 имеет одну (фиг. 1, 3, 4) или две (фиг. 2) контактные поверхности 4. Элемент 3 имеет контактную поверхность 5. Шина 1 выполнена из металлического проводникового материала 6 высокой проводимости с медным или медьсодержащим покрытием 7 контактных поверхностей 4, 5 проводящего и прижимного элементов 2 и 3 шины 1.The bus 1 of the distribution electric system contains one (Fig. 1, 3, 4) or two (Fig. 2) continuous conductive elements 2 and an elastic clamping element 3. Element 2 has one (Fig. 1, 3, 4) or two (Fig. 2) contact surfaces 4. Element 3 has a contact surface 5. The bus 1 is made of a metal conductive material 6 of high conductivity with a copper or copper-containing coating 7 of the contact surfaces 4, 5 of the conductive and pressure elements 2 and 3 of the tire 1.

В качестве металлического проводникового материала 6 высокой проводимости используются алюминий, его сплавы или сталь.As the metal conductive material 6 of high conductivity, aluminum, its alloys or steel are used.

Медное или медьсодержащее (латунь, бронза) покрытие 7 составляет 10-70% от площади сечения шины 1.Copper or copper-containing (brass, bronze) coating 7 is 10-70% of the cross-sectional area of the tire 1.

При выполнении элементов 2 и 3 шины 1 из алюминия или его сплава, медное или медьсодержащее покрытие 7, в зависимости от потребляемой мощности в системе, составляет 10-50% от площади сечения шины 1. При выполнении элементов 2 и 3 шины 1 из стали медное или медьсодержащее покрытие 7 составляет 50-70% от площади сечения шины 1.When elements 2 and 3 of busbar 1 are made of aluminum or its alloy, copper or copper-containing coating 7, depending on the power consumption in the system, is 10-50% of the cross-sectional area of tire 1. When elements 2 and 3 of busbar 1 are made of steel or copper-containing coating 7 is 50-70% of the cross-sectional area of the tire 1.

Для увеличения пропускной способности шины 1 толщину ее элемента 2, увеличивают за счет загиба на себя один и более раз материала 6 высокой проводимости с двухсторонним покрытием 7 (фиг. 3).To increase the throughput of the tire 1, the thickness of its element 2 is increased by bending one or more times of the material 6 of high conductivity with a double-sided coating 7 (Fig. 3).

Для изготовления шины 1 из биметалла используют промышленно выпускаемые:For the manufacture of tires 1 from bimetal, industrially produced are used:

- биметаллическую проволоку (фиг. 1) по ГОСТ 3822-79 «Проволока биметаллическая сталемедная. Технические условия» и ТУ 16.705-144-80 «Пруток алюмомедный»;- bimetallic wire (Fig. 1) according to GOST 3822-79 "Steel bimetal steel-copper wire. Specifications "and TU 16.705-144-80" Alu-copper bar ";

- биметаллическую ленту (фиг. 1-4) сталь-медь, алюминий-медь, сталь-латунь, алюминий-латунь, сталь-бронза, алюминий-бронза, медь-сталь-медь, медь-алюминий-медь, латунь-сталь-латунь, латунь-алюминий-латунь, бронза-сталь-бронза, бронза-алюминий-бронза по ТУ 1881-004-75479902-2005, ТУ1881-004-55680513-2004, ТУ6365.001.46594163.99- bimetallic tape (Fig. 1-4) steel-copper, aluminum-copper, steel-brass, aluminum-brass, steel-bronze, aluminum-bronze, copper-steel-copper, copper-aluminum-copper, brass-steel- brass, brass-aluminum-brass, bronze-steel-bronze, bronze-aluminum-bronze according to TU 1881-004-75479902-2005, TU1881-004-55680513-2004, TU6365.001.46594163.99

Заявляемая шина 1 изготавливается с использованием известных технологий на стандартном оборудовании.The inventive tire 1 is manufactured using well-known technologies on standard equipment.

В качестве адаптера 8 может быть использован известный адаптер, описанный в прототипе.As adapter 8, a known adapter described in the prior art may be used.

После формирования профиля шины 1 в продольные каналы 9 крышки 10 вставляют необходимое количество шин 1, преимущественно три - две фазные шины 1 и одна - шина 1 заземления. Основание 11 короба закрепляют на стене или плинтусе (на чертеже не показаны) и закрывают крышкой 10 с шинами 1. Шины 1 подсоединяют к электрической сети. После этого в паз 12 крышки 10 вставляют адаптер 8, контакты 13 которого ориентированы параллельно пазу 12, а затем адаптер 8 поворачивают на 90° и контакты 13 входят в зацепление с шинами 1: каждый из контактов 13 надежно прижат к проводящему элементу 2 с помощью упругого элемента 3, что обеспечивает надежную работу электрической распределительной системы. Система находится в рабочем состоянии и готова к подключению нагрузки.After forming the profile of the bus 1 in the longitudinal channels 9 of the cover 10, the required number of tires 1 is inserted, mainly three - two phase buses 1 and one - ground bus 1. The base 11 of the box is mounted on a wall or baseboard (not shown in the drawing) and closed with a cover 10 with tires 1. Tires 1 are connected to the mains. After that, adapter 8 is inserted into the groove 12 of the cover 10, the contacts 13 of which are oriented parallel to the groove 12, and then the adapter 8 is rotated 90 ° and the contacts 13 are engaged with the tires 1: each of the contacts 13 is firmly pressed against the conductive element 2 using an elastic element 3, which ensures reliable operation of the electrical distribution system. The system is operational and ready to connect the load.

Для перемещения адаптера 8 вдоль паза 12 адаптер 8 поворачивают в обратную сторону на 90° для вывода контактов 13 из зацепления с шинами 1. После этого адаптер 8 передвигают в нужное место и фиксируют его положение путем поворота на 90°. Система готова к подключению нагрузки.To move the adapter 8 along the groove 12, the adapter 8 is turned 90 ° in the opposite direction to withdraw the contacts 13 from engaging with the tires 1. After that, the adapter 8 is moved to the desired location and its position is fixed by turning it 90 °. The system is ready to connect the load.

Использование шины из биметалла позволяет снизить расход дорогой электротехнической меди при сохранении высокого уровня потребительских характеристик шины и распределительной электрической системы в целом.The use of bimetal tires allows to reduce the consumption of expensive electrical copper while maintaining a high level of consumer characteristics of the bus and the electrical distribution system as a whole.

Кроме того, предлагаемая шина обеспечивает надежный контакт при допустимой величине тока, что исключает потери энергии и разогрев контактов адаптера.In addition, the proposed bus provides reliable contact at an acceptable current value, which eliminates energy loss and heating of the adapter contacts.

Claims

1. A bus of a distribution electric system comprising at least one continuous conductive element and an elastic clamping element, characterized in that the busbar is made of a metal conductive material of high conductivity with a copper or copper-containing coating of the contact surfaces of the conductive and pressure elements of the bus.

2. The tire according to claim 1, characterized in that aluminum, its alloys or steel are used as the metal conductive material of high conductivity.

3. The tire according to claim 1, characterized in that the copper or copper-containing coating is 10-70% of the tire cross-sectional area.