СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГИИ
ELECTRIC ENERGY DISTRIBUTION SYSTEM

1. Область изобретения
Настоящее изобретение относится к системе распределения электрической энергии от распределительной коробки к электрическим приборам через шинную проводку или дорожку, к которым без отключения энергии могут удаленно подсоединяться подузлы распределения или электрические отводы. Шинная проводка или дорожка включает множество проводников для обеспечения мощности постоянного тока, или одно- или многофазной мощности постоянного тока, с многочисленными участками пути или корпусами, соединенными между собой уникальными сращиваемыми узлами, приводимыми в действие кулачками, при этом электрические отводы также соединяются с участками пути или корпусами механизмом или устройством, продлевающим контакт, таким, как кулачок, который не требует вращения механической структуры электрических отводов после установки в корпусе шинопровода для того, чтобы обеспечить электрическое соединение с контактным рельсом.
2. Описание уровня техники
Жесткие требования расположения критически важных центров обработки данных требуют способов для быстрого включения и выключения оборудования, не отключая электроэнергию от любого другого оборудования. Дополнительно все системы распределения энергии, используемые в критически важных центрах обработки данных и других расположениях, требуют, чтобы непрерывное распределение энергии на многочисленные приборы было способно обеспечить контроль характеристик энергоснабжения, как на месте, так и удаленно.
«Непрерывная шинная система распределения электроэнергии» (НШСРЭ) данного изобретения обеспечивает альтернативу напольным блокам распределения электроэнергии (БРЭ) с подсоединенными под полом кабелями или воздушной линией, которые традиционно используются для распределения электроэнергии в критически важных центрах обработки данных и похожих расположениях. Вместо этого НШСРЭ настоящего изобретения может быть смонтирована воздушной линией или на стене, а также по желанию под съемным полом, так чтобы обеспечивалась непрерывная поставка энергии для оборудования или электрошкафа. Конфигурация системы, закрепленной воздушной линией или на стене, позволяет пользователю/установщику быстро вставить или переносить сменные блоки подключения к электрической сети на случай сбоя в подаче электроэнергии для дополнительного или заменного оборудования, а также быстро снимать электрические отводы для ремонта или замены, если требуется.
Системы распределения электроэнергии в форме шинной проводки или дорожки широко известны. Например, дорожки часто используются для распределения электроэнергии к приборам освещения в т.н. системах светильников с изменяемым направлением освещения. Другие примеры включают системы распределения электроэнергии, раскрытые в патентах США №№5336097; 5449056; 6039584; 6105741; 6296498; 6521837; 6517363; 6805226; 7374444; 7468488; и 7470861; а также в публикации патента США №2008/0302553, которые представляют только небольшую часть патентов и патентных публикаций, направленных на системы распределения электроэнергии с использованием дорожек или шинной проводки. Однако большинство из предыдущих систем с шинной проводкой или дорожкой не подходят для критически важных приложений из-за отсутствия должной защиты и функций контроля, как результат, операторы критически важных центров обработки данных и сходных расположений продолжают доверять в основном кабельной разводке под полом и подузлам распределения, способным обеспечить необходимый контроль.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Соответственно, целью данного изобретения является обеспечить систему распределения электроэнергии для расположений и оборудования, требующих непрерывного электропитания, которая также может быть адаптирована для обеспечения защитных и/или контролирующих функций, подходящих для критически важных приложений (хотя система распределения электроэнергии по данному изобретению может также использоваться для некритичных приложений со всеми описанными в данном документе защитными и/или контролирующими функциями или без них).
Дополнительной целью данного изобретения является обеспечение системы распределения электроэнергии, которая может быть закреплена воздушной линией или на стене, а также под полом, для удобного доступа к сменным блокам подключения к электрической сети.
Согласно предпочтительному варианту осуществления данного изобретения система распределения электроэнергии находится в форме «непрерывной шинной системы распределения электроэнергии» или НШСРЭ, которая может обеспечивать электроэнергию для заряжающего оборудования в любом месте вдоль ее длины, и включает два основных компонента: корпус шинопровода с токопроводящими проводниками, которые могут быть закреплены на стене, потолке или под полом, и сменный блок подключения к электрической сети, который может закрепляться на корпусе шинопровода в любом месте по его длине.
Корпус шинопровода предпочтительного варианта включает оболочку, изоляторы и два или несколько проводников, которые имеют различную допустимую нагрузку по току. Для того чтобы увеличить длину корпуса шинопровода, корпус предпочтительно смонтирован так, что многочисленные корпуса могут соединяться между собой с использованием соединительных узлов, которые включают кулачок, клин или подобные устройства для обеспечения контакта в соединительном узле, чтобы зацепить шину в корпусах, которые образуют соединения в форме прямой, «90 градусов», «Т», «X» или других соединений для придания формы НШСРЭ, чтобы соответствовать компоновке оборудования, что позволяет всем проводникам в соответствующих корпусах соединяться друг с другом одновременно.
В предпочтительном варианте мощность подается в корпус шинопровода при помощи блока подключения электропитания, который может подсоединяться к корпусу шинопровода для соединения системы распределения с источником энергоснабжения, и который может содержать автоматические прерыватели или другие защитные устройства, и/или другие субмодули, такие, как, но не ограничиваясь ими, схемами управления блоком питания и температурой, источники постоянного тока, трансформаторы, инвертор/преобразователь напряжения или инвертор/преобразователь частоты. НШСРЭ может или иметь несимметричное питание с электропитанием от блока подключения электропитания, или быть синхронизированной по центру с питанием от блока подключения электропитания через соединение типа «Т».
Так же как вышеперечисленные соединения корпуса сменный блок подключения к электрической сети предпочтительного варианта использует кулачковую систему (или похожие механизмы или устройства для увеличения контакта), которая позволяет узлам электрически соединяться одновременно со всеми фазовыми проводами внутри корпуса шинопровода НШСРЭ. В дополнение, электрические отводы могут включать автоматические прерыватели или другие защитные устройства, и/или подмодули такие как, но не ограничиваясь, схемы управления блоком питания и температурой, источники постоянного тока, трансформаторы, переключатели без разрыва тока, инвертор/преобразователь напряжения или инвертор/преобразователь частоты.
Благодаря использованию кулачковой системы для увеличения контакта при подключении электрических отводов к корпусу шинопровода согласно предпочтительному варианту, предпочтительный корпус шинопровода имеет преимущество, заключающееся в том, что ему не требуется вращения механической структуры сменного блока подключения к электрической сети после установки для установления электрического соединения, как другим продуктам, таким образом, снижается возможность неправильной установки или чрезмерного износа во время постоянно повторяющихся операций по соединению и перемещению.
В дополнение к проводникам источника питания, корпус шинопровода предпочтительного варианта может дополнительно быть разработан с возможностью «голой» оптоволоконной полосы для вставки внутрь корпуса для того, чтобы поймать ИК (инфракрасный) сигнал или сигналы другой частоты оптического диапазона от электроники в сменных блоках подключения к электрической сети в любом месте вдоль корпуса для сетевой передачи информации через блок подключения электропитания корпуса и/или один или несколько проводных или беспроводных устройств подключения к сети, подключенных к или включенных в один или более корпус.
Наконец, в дополнение к сменным блокам подключения к электрической сети предпочтительного варианта, специалистам в данной области техники будут очевидны другие типы съемных устройств подведения/снятия тока, которые могут быть установлены в корпус шинопровода, при этом корпус и сменные блоки подключения к электрической сети показанного узла не обязательно должны использоваться вместе. Например, для улучшения механической устойчивости и структуры НШСРЭ, съемные устройства подведения/снятия тока могут быть включены, чтобы дать возможность НШСРЭ противостоять механическому воздействию, относящемуся к крайней степени сверхтока или режиму короткого замыкания. С другой стороны, кулачковая система может использоваться для закрепления сменных блоков подключения к электрической сети, но не соединений или подблока подключения электропитания. Эти и другие вариации предпочтительного варианта планируются к включению в пределах объема изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Фиг.1 представляет собой изометрическую проекцию, показывающую корпус шинопровода, созданный в соответствии с принципами предпочтительного варианта данного изобретения.
Фиг.1а представляет собой поперечную профильную проекцию корпуса шинопровода с Фиг.1.
Фиг.2 представляет собой изометрическую проекцию узла стыковых соединений шинопровода, созданного в соответствии с принципами предпочтительного варианта данного изобретения.
Фиг.2а представляет собой изометрическую проекцию узла стыковых соединений шинопровода, который может быть помещен в корпус шинопровода с фиг.1.
Фиг.2b представляет собой изометрическую проекцию в перспективе, изображающую конструкцию корпуса шинопровода на фиг.2 и 2а. Перспектива - это схематическое изображение структурной схемы, показывающей основные элементы источника питания, к которым могут быть применены принципы предпочтительного варианта изобретения.
Фиг.3 представляет собой профильную проекцию, показывающую корпус шинопровода с фиг.1 и его внутреннюю опорную конструкцию.
Фиг.3а представляет собой изометрическую проекцию, показывающую корпус шинопровода и внутренней опорной конструкции, показанной на фиг.3
Фиг.4 представляет собой изометрическую проекцию сменного блока подключения к электрической сети, созданного в соответствии с принципами предпочтительного варианта изобретения.
Фиг.4а представляет собой поперечную профильную проекцию сменного блока подключения к электрической сети с фиг.4.
Фиг.4b представляет собой увеличенную изометрическую проекцию участка соединения сменного блока подключения к электрической сети с фиг.4.
Фиг.4с представляет собой вид с боку заземляющих пружин, используемых в сменном блоке подключения к электрической сети с фиг.4.
Фиг.4d представляет собой изометрическую проекцию, показывающую установку сменного блока подключения к электрической сети с фиг.4 в корпус шинопровода с фиг.1.
Фиг.4е представляет собой вид сверху сменного блока подключения к электрической сети с фиг.4, показывая каким образом подпружиненные штыри удлиняются за счет действия кулачка.
Фиг.4f представляет собой вид сзади подузлов распределения электроэнергии и опорного сменного блока подключения к электрической сети с фиг.4.
Фиг.4g представляет собой изометрическую проекцию варианта сменного блока подключения к электрической сети с фиг.4, который не только включает множество защитных приборов, но и множество штепсельных розеток.
Фиг.4h представляет собой изометрическую проекцию задней части сменного блока подключения к электрической сети с фиг.4g.
Фиг.4i представляет собой изометрическую проекцию снизу сменного блока подключения к электрической сети с фиг.4g.
Фигуры 5, 5а и 5b представляют собой изометрические проекции, показывающие соответственно соединительные узлы типа "Т", "X" и 90 градусов, созданные в соответствии с принципами предпочтительного варианта изобретения.
Фиг.6 представляет собой изометрическую проекцию подблока подключения электропитания к корпусу, созданного в соответствии с принципами предпочтительного варианта изобретения, показанного с сопряженным соединением.
Фиг.7 представляет собой изометрическую проекцию одного их многих возможных применений для НШСРЭ, составленной из, по меньшей мере, некоторых из компонентов, показанных на фигурах 1-6.
ДЕТАЛЬНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Фиг.1 и 1а показывают корпус шинопровода с изолированными проводниками тока высокого напряжения или шинами 3 в соответствии с предпочтительным вариантом изобретения. Корпус шинопровода на фиг.1 включает четыре основных компонента: кожух или оболочку 1; изоляторы 2; проводники тока высокого напряжения или шины 3 и компоненты связи, включающие сигнальные соединители 4 и кабель 7. Кожух или оболочка 1 может включать рифленые желобки 6 тянущиеся вдоль верха и по сторонам от корпуса для закрепления или для обеспечения защиты от электромагнитных помех в форме плоских пластин (не показано), сделанных из магнитопроводящего материала, такого как мю-металл, и/или монтажных плит (не показано), сделанных из магнитопроводящего материала для закрепления желобков к стене или потолку.
В дополнение, кожух 1 корпуса шинопровода может быть обеспечен гнездом 9, и/или углублениями, канавками, бороздками, выточками и т.п. для помещения изоляторов и/или сигналопередающих компонентов. Сигналопередающие компоненты могут располагаться в отдельном углублении, тянущемся вдоль длины кожуха, и закрываться необязательными крышками для пазов 8 для безопасности или защиты от электромагнитных помех, с сигнальными соединителями 4, соединенными друг с другом при помощи кабеля 7, который тянется вдоль углубления для сигнального компонента. Соединители 4 и кабель 7 могут быть приспособлены для переноса электрических сигналов или для оптоволоконной связи.
В дополнение или вместо пластин защиты от электромагнитных помех, кожух 1 может быть изготовлен или отштампован из любого материала, являющегося допустимым проводником тока или магнитного потока. Проводник тока станет щитом для помех электрического поля, если же материал кожуха магнитопроводящий, он станет щитом для магнитных полей.
Кожух 1, показанный на фиг.1, имеет сложное поперечное сечение из штампованного материала. Однако специалистам в данной области техники очевидно, что поперечное сечение может быть простым прямоугольным поперечным сечением с проводниками, закрепленными держателями или в любой другой конфигурации, при условии, что обеспечивается сквозное отверстие в днище корпуса для возможности вставки сменного блока подключения к электрической сети, как описано ниже применительно к фиг.4 и 4a-4i.
Хотя четыре проводника тока высокого напряжения или шины 3 показаны на фиг.1 и 1а, специалистам в данной области техники очевидно, что изобретение не ограничивается установкой четырех шин или определенной формой, размерами и конфигурации изображенных проводников. В дополнение, проводники могут быть приспособлены для однофазного питания, двухполюсного питания, двухполюсного питания с нейтралью или трехфазного питания с незаземленной нейтралью или без нее или питания постоянного тока. Более того, конструкция изоляторов 2 может варьировать для возможности размещения различных проводников, до тех пор, пока плотность изолятора обеспечивает достаточное расстояние между проводниками 3 и кожухом 1 для предотвращения образования электрической дуги на примере заземленного проводящего кожуха.
Согласно описываемому примеру осуществления, использование индивидуальных изоляторов вместо сплошного изолятора является предпочтительным, так как это предотвращает образование электрической дуги от одного проводника до другого, хотя сплошной изолятор может быть заменен не выходя за пределы объема изобретения. Если электрическая дуга образуется, она появляется между проводником и заземленным кожухом, и, как правило, напряжение проводник-кожух меньше, чем напряжение проводник-проводник.
Фиг.2, 2а и 2с показывают соединительный узел 11, используемый для соединения корпусов шинопроводов согласно предпочтительному варианту изобретения. Изображенный соединительный узел адаптирован для соединения корпусов, имеющих четыре проводника тока высокого напряжения или шины, как показано на фиг.1 и 1а, но может аналогично быть адаптирован для соединения корпусов с различным количеством и конструкциями проводников или шин, как описано выше.
Как показано на фиг.2а, один конец рамы 12 соединительного узла 11 приспособлен для вставки в конец первого корпуса шинопровода 1, а противоположный конец узла соединения приспособлен для вставки в конец второго корпуса шинопровода (не показан) для расширения НШСРЭ до желаемой длины путем соединения корпусов вместе. Каждый соединительный узел включает множество гибких токопроводящих штырей 13, равных по количеству числу проводников 3 в корпусах шинопроводов, которые требуется соединить. Когда соединительный узел вставлен в кожух 1 корпуса шинопровода, как показано на фиг.2а, тогда токопроводящие штыри 13, показанные на фиг.2 и 2b, увеличиваются при помощи механизмов или устройств для увеличения контакта, таких как кулачки 14, описанные более подробно ниже, для зацепления проводников 3 с целью проведения питания между соответствующими проводниками 3 соединяемых друг с другом корпусов. Хотя механизм или устройство для увеличения контакта показан на фигуре как используемые кулачки, очевидно, что другие устройства для перемещения проводников, такие как клиновидные устройства для вкладки, могут заменить показанные кулачки.
Токопроводящие штыри 13 располагаются в выточках по обеим сторонам корпуса 12 соедининительного узла, причем корпус 12 соединительного узла, сделан из электроизоляционного материала для электрической изоляции соответствующих токопроводящих штырей 13 и имеющих форму для вхождения в корпус 1 соответствующего корпуса шинопровода. Форма корпуса 12 будет зависеть от формы корпуса шинопровода, в который должен вставляться соединительный узел 11, а также от формы и конфигурации токопроводящих штырей 13, которые, в свою очередь, будут зависеть от конфигурации проводников 3 корпуса шинопровода. Как показано на фиг.2 с, дополнительный электроизоляционный материал 16 может быть добавлен для увеличения расстояния между токопроводящими штырями для обеспечения дополнительной защиты от образования электрической дуги. В дополнение, как показано на фиг.2 с, токопроводящие штыри 13 могут быть в форме проводящих полос, которые зажимаются к добавленным изоляторам 16 и/или корпусам 12 соединительного узла при помощи прижимных держателей 17.
Для того чтобы обеспечить хорошее электрическое соединение между токопроводящими штырями 13 соединительного узла и проводниками 3 корпуса шинопровода, кулачки 14 предпочтительного варианта имеют такую форму, чтобы заставить штыри 13 расширяться в направлении, перпендикулярном вставке, и в стороне от корпуса 12 соединительного узла для того, чтобы прочно зацепить проводники 3 корпуса шинопровода после того, как блок соединения вставлен в корпус шинопровода. При зацеплении проводников 3 штырями 13 после вставки предотвращается излишнее изнашивание штырей, а также облегчается вставка соедининительного узла в корпус шинопровода. Последующее сцепление штырей 13 и проводников 3 может, в дополнение для гарантирования хорошего электрического соединения, помочь зафиксировать соединительный узел внутри соответствующего корпуса, хотя такая фиксация может быть ненужной, так как соответствующие корпуса будут закреплены на общей поверхности с соединительными узлами, захваченными между ними.
Как показано на фиг.2b, кулачки 14 могут дополнительно включать вставки 18 для облегчения вращения кулачков, следующего за вставкой соединительного узла в корпус шинопровода, хотя специалистам в данной области техники будет очевидно, что могут быть использованы другие средства для вращения кулачков, такие, как неразъемные ручки, пазы для отвертки и т.д. Точная форма профиля и размеры кулачков 14 будут зависеть от величины давления, оказываемого на токопроводящие штыри 13, и могут быть точно определены квалифицированным специалистом.
В дополнение соединительный узел может включать подузел 17, содержащий компоненты и/или электронику для контроля тока или защиты, и соединители, не показаны, могут быть использованы для соединения прядей оптоволокна и/или проволочного кабеля между секциями корпуса шинопровода. Электрические соединения могут также обеспечиваться на каждом конце модуля штырей для создания возможности измерения перепадов напряжения, а датчики температуры прикреплены напрямую к токопроводящим штырям 3, соединения измерения перепадов напряжения и датчики температуры, соединенные с интегральной цепью напряжения и/или цепью контроля температуры, находящиеся в электронной части и расположенные для связи с сетью, выносным индикатором или комплексным индикатором. В качестве варианта, ИК или другие типы дистанционного датчика температуры могут быть встроены для контроля температуры штырей и напрямую связываться с сетью или электроникой в подузле 19.
Фиг.3 и 3а показывают внутреннее механическое опорное устройство 23 для вставки в корпус шинопровода в необходимом расположении для обеспечения дополнительной механической опоры при предпочтительном осуществлении изобретения. Опорные устройства 23 установлены для предотвращения деформации проводников из-за сил, генерируемых токами высокого напряжения в случае короткого замыкания, и приспособлены для установки в эксплуатации или на производстве. Как показано, механическое опорное устройство 23 включает опорную стойку 24 и поперечные выдвижные шинки 25, которые зацепляют проводники 3 для предотвращения их внутренней деформации. Опорное устройство может быть перемещено в корпус путем его вставки в открытый конец участка до обрыва или соединения с другими блоками, и закреплено нижней плитой 22, хотя в пределах объема изобретения варьировать форму и конфигурацию опоры различными способами, не выходящими за пределами объема изобретения, включая обеспечение конструкции, которая вращается или отводит в сцепление с проводниками 3 после вставки в корпус. Так как опорное устройство разработано для подключения проводников 3 для предотвращения деформации, опорное устройство должно быть сделано из материала, не являющегося токопроводящим.
Фиг.4 и 4a-4i показывают сменный блок подключения к электрической сети с не входящей в базовый комплект цепью преобразования энергии и/или контрольными цепями в подузле согласно предпочтительному варианту осуществления исследования. Как и расположение соединений, показанных на фиг.2, 2а и 2с, соединение в цепи питания использует подпружиненные штыри 36, которые выдвигаются с помощью механизма или устройства, увеличивающего контакт, такого, как узел распределительного вала 47, описанный ниже, для обеспечения контакта с проводниками 3 в корпусе шинопровода, и вследствие этого облегчения вставки сменного блока подключения к электрической сети к корпусу шинопровода, сокращая изнашиваемость и обеспечивая хорошее электрическое соединение.
Специалистам в данной области техники очевидно, что число и расположение токопроводящих подпружиненных штырей 36 должно соответствовать числу и расположению проводников 3 в корпусе шинопровода, которые могут варьироваться, как описано выше, так что сменный блок подключения к электрической сети может быть вставлен в любое место по длине корпуса шинопровода. В дополнение, каждый из блоков подпружиненных штырей, соответствующих шине или проводнику 3 может состоять из четырех отдельных подпружиненных штырей, как показано на фиг.4, может включать меньше или больше четырех штырей или проводящих элементов, или может состоять из одного проводящего элемента.
После того, как узел сменных блоков подключения к электрической сети вставлен в корпус шинопровода, узел распределительного вала 47, включая отдельные кулачки 43, вращается для выдвижения подпружиненных штырей 36, как показано на фиг.4е, и контактирует с проводниками корпуса шинопровода. Это позволяет сменным блокам подключения к электрической сети проиллюстрированных вариантов осуществления располагаться и прочно соединяться в любом месте по длине корпуса шинопровода.
Как показано на фиг.4 и 4a-4g, предпочтительный узел сменных блоков подключения к электросети может быть, в качестве примера, но не ограничиваясь, составлен из трех подузлов: опорный подузел 38; подузел распределения 40; подузел электроники 42 (интеграция подузлов в единый узел или только два подузла также находится в пределах объема изобретения). Как проиллюстрировано, опорный подузел 38 в значительной мере плоской формы для вставки в корпус шинопровода и включает множество токопроводящих штырей 36, закрепленных на передней и задней частях опоры, в то время как подузел распределения 40 является параллельно-трубовидной оболочкой или оболочкой в форме ящика, содержащей электрические розетки 50, и примыкает к параллельно-трубовидному или в форме ящика подузлу электроники 42 как лучше всего показано на фиг.4. Как лучше всего показано на фиг.4f и 4h, опорный подузел 38 закреплен на подузле распределения 40, к которому отверстие на верху подузла распределения обеспечивает канал для распределительного вала 41 в подузел распределения 40, где у пользователя будет к нему доступ для вращения вала. Конечно, показанные формы соответствующих подузлов не являются ни в коем случае ограничивающими, за исключением того, что опорный подузел 38 должен быть скомпонован таким образом, чтобы вставляться в корпус шинопровода.
Как показано на фиг.4а, многочисленные кулачки или внецентровые элементы 43 кулачкового механизма 47 зафиксированы на распределительном валу 41 и расположены так, чтобы прижимать и соответственно выдвигать соответствующие штыри 36 на каждой стороне опорного подузла 38, когда распределительный вал 41 вращается, после того как сменный блок подключения к сети электропитания вставлен в корпус шинопровода. На показанной конфигурации, монтажник может использовать инструмент, такой, как гаечный ключ для вращения распределительного вала и установления электрического соединения между подпружиненными штырями 36 и проводниками 3 после того, как сменный блок подключения к сети электропитания установлен на корпус шинопровода. В качестве варианта, в пределах объема изобретения можно обеспечить захватные устройства или ручки или другие механизмы для облегчения вращения вала 41. Кронштейн 44, показанный на фиг.4, может быть использован для закрепления съемного блока подключения к сети электропитания к корпусу шинопровода до вращения распределительного вала 41, хотя кронштейн можно не использовать и/или заменить другими средствами или механизмами для прикрепления съемного блока подключения к сети электропитания к корпусу шинопровода. В качестве варианта кронштейн 44а показан на фиг.4g-4i.
Из соображений безопасности, заземленные подпружиненные штыри 35, показанные детально на фиг.4d, обеспечивают для установления заземленного соединения между корпусом шинопровода и съемным блоком подключения к сети электропитания до того, как токопроводящие штыри 36 установят контакт с потенциально высоковольтными проводниками 4 корпуса шинопровода.
Также, как показано на фиг.4g-4i, предохранительное запорное устройство в форме зажимного ползунка 49 с удлинителем, который зацепляет зажимной кулачок 51 на распределительном валу 41, может быть включено для предотвращения вращения распределительного вала 41 для втягивания или выдвигания штырей 36, если зажимной ползунок 49 не передвинут в «открытое» или разблокированное положение. Зажимной ползунок 49 может выдвигаться снаружи подузла распределения 40, так что он становится досягаемым снаружи подузла, как показано на фиг.4е и 4g. Другие подходы для предотвращения случайного перемещения сменного блока подключения к сети электропитания с корпуса шинопровода включают, но не ограничиваются ими, включение анкера, присоединенного к ползунку и расположенного для прикрытия монтажных клемм, Относящихся к кронштейну 44, так что монтажные клеммы не могут быть повернуты без «открытия» защитного устройства.
Как показано на фиг.4 и 4e-4g, съемная крышка 43 на распределительном и/или электронном подузлах 40 может быть изготовлена из любого материала, включая ИК, РЧ или оптически прозрачный материал. Производство ИК прозрачного материала имеет преимущество возможности для пользователя облегчить ИК контроль температуры. С дугой стороны, использование РЧ прозрачного материала допускает беспроводную передачу через крышку, в то время, как использование оптически прозрачного материала позволяет принимающему устройству волоконно-оптической сети располагаться напротив или близко к крышке для приема оптически передаваемых данных. В обоих случаях корпус шинопровода с фиг.1 может иметь прядь оптических волокон без оболочки, вставленную для получения оптически или ИК передаваемых данных от сменного блока подключения к сети электропитания, с оптическими или ИК передатчиками вставленными в узел сменных блоков подключения к сети электропитания для передачи/получения данных, обработанных при контроле электрических схем внутри электронного подузла. Многочисленные передатчики/приемные устройства могут быть закреплены для дублирования каналов или для кодирования или уплотнения каналов связи.
Как показано на фиг.4, необязательная антенна 57 может быть закреплена на подузле электроники 42 для беспроводной РЧ передачи данных. Если она закреплена сверху подузла электроники 42 в положении, показанном на фиг.4, сигналы будут преимущественно передаваться/получаться внутри полости корпуса шинопровода, защищая таким образом сигнал от внешних помех или исходящих помех. Многочисленные антенны могут быть установлены для дублирования каналов или для кодирования или уплотнения каналов связи.
Как показано на фиг.4 и 4d-4i, подузел распределения 40 узла сменного блока подключения к сети электропитания может содержать прерыватели цепи 52, штепсельные розетки 50, разъединители с предохранителем и/или любые другие защитные устройства, активируемые током или электроэнергией, количество и расположение которых может зависеть от количества и расположения проводников 3 в корпусе шинопровода. Защитные устройства могут соединяться с соединителем или портом, или с кабелем 44, который выходит через изоляционную шайбу 50 для соединения с токоприемником или приемниками.
В дополнение, как показано на фиг.4b, подузел опоры 40 также может включать датчики тока, контактные и бесконтактные датчики температуры 58, 59, которые могут посылать внешние сигналы или сигналы к внутренним электронным участкам. Встроенные датчики напряжения могут выть встроены или прикреплены к проводникам для обнаружения уровня напряжения проводника и/или сменного блока подключения к сети электропитания. Все данные могут быть показаны на дисплее, установленном на подузле электроники 42 или передаваться проводным или беспроводным способом в удаленное расположение.
Примеры электронных цепей или компонентов, которые могут содержаться в подузле электроники 42 включают, но не ограничиваются:
- модули для контроля и сбора данных о напряжении, температуре, индивидуальном распределении компонентов тока, индивидуальных или общих параметров электроэнергии и/или односторонней, одновременной двусторонней или многоканальной связи,
- модули преобразования энергии, такие как: преобразователи/инверторы переменного тока в постоянный, источники питания постоянного тока
преобразователи/инверторы, компоненты аккумулятора энергии, безобрывные переключатели, регуляторы напряжения в линии или другие цепи/компоненты преобразования энергии.
Логическое питание постоянного тока для электроники может быть получено из электроэнергии, поставляемой из проводников корпуса шинопровода 3 или из внешних источников через сигнальные кабели 46. Наконечники для проводной, беспроводной или оптоволоконной связи могут находиться в подузле электроники 42 в качестве автономного сменного блока или быть включены в электронный и/или распределительный подузлы любого сменного блока подключения к сети электропитания.
Как описано выше в связи с фиг.1 и 1а, корпус шинопровода 1 имеет соединители 4, расположенные через промежутки по длине кожуха. В качестве результата, соединители и соответствующие проводники могут образовать сеть передачи данных, к которой через соответствующие соединители и сигнальные кабели 45 и 46 может быть подключен сменный блок подключения к сети электропитания. Второй комплект соединителей и кабель могут быть вставлены во вторую полость 8, показанную на фиг.1 и 1а, для кодирования или многоканальной передачи. Как показано на фиг.4g, оптические или ИК передатчики/приемники 52 могут также быть вставлены в днище узла сменного блока подключения к сети электропитания для передачи данных в напольный шкаф или из него.
После того, как сменные блоки подключения к сети электропитания вставлены в корпус шинопровода, отверстие между сменными блоками подключения к сети электропитания могут быть закрыты самофиксирующимися крышками 38. Крышки могут сдвигаться относительно друг друга так, что отверстие любого размера между блоками подключения к сети электропитания может быть закрыто. Материал крышки может при желании быть токопроводящим и/или магнитопроводящим материалом для радиочастотной защиты или защиты от электромагнитных помех.
Фиг.5, 5а и 5b показывают варианты корпуса шинопровода с фиг.1 и 1а, на которых корпусы образуют узлы "Т", "Х" и 90 градусов, которые вместе с основным линейным узлом с Фиг.1 и 1а позволяют монтажнику создать уникальные конфигурации НШСРЭ для соответствия схеме соединений оборудования, снабжаемого энергией. Кроме различных форм узлов, показанных на фиг.5, 5а и 5b, внутренняя схема узлов остается прежней, с каждым узлом, приспособленным для соединения с другим узлом при помощи соединительного узла, показанного на фиг.2, 2а и 2b, и получения блока подключения к сети электропитания такого, как показанный на фиг.4 и 4a-4g, а также на фиг.5b.
Фиг.6 показывает пример блока подключения к корпусу согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения. Блок может по желанию включать два интегрированных подузла: подузел входной мощности 68 и подузел электроники 67, хотя подузлы могут быть объединены в единый узел.
Подузел входной мощности включает отсек 71, приспособленный для размещения прерывателей цепи или других защитных устройств и проиллюстрирован как включающий четыре проводника, хотя большее или меньшее количество проводников может быть вставлено, как сказано выше, в связи с корпусом шинопровода. Подузел входной мощности может также включать датчики тока, напряжения, температуры и/или питания.
Как и в случае с блоками подключения к сети электропитания, блок подключения может включать необязательную антенну 70 для беспроводной связи, необязательные ИК, оптические или другие передатчики/приемники для связи, необязательные соединители для проводной связи и/или видимые индикаторы, так чтобы пользователь мог определить, не отсоединился ли прерыватель цепи или предохранитель, или другое устройство «открыто» или «закрыто». Клеммы 76 и выходные отверстия 77 могут быть обеспечены для кабельного соединения или соединения с защитными устройствами. Оптические или ИК передатчики/приемники могут быть вставлены в днище узла блоков подключения к сети электропитания для передачи данных в напольный шкаф или из него, в то время, как антенна 70 может быть приспособлена для передачи собранных данных, которые были сжаты в короткую очередь для уменьшения помех. Множество антенн могут быть закреплены для резервирования, кодирования или многоканальной передачи. Если используются оптоволоконные прядь (пряди) 69, прядь (пряди) 69 и соединитель (соединители) могут подводиться к распределительной коробке от блока подключения для соединения внешнего модуля или к внутреннему участку электроники 67. Логическое питание постоянного тока для электроники может быть получено из электроэнергии, поставляемой от проводников участка входной мощности или от внешних источников через один из сигнальных кабелей.
Корпусы подузлов блока подключения, показанные на фиг.6, могут быть сделаны из металла, ИК или оптически прозрачного материала или другого материала, и блок подключения может также включать клеммы 76 для закрепления кабелей и/или другого оборудования, а также выходные отверстия для кабелей 77 и другие конструкции или детали, традиционно включаемые в распределительную коробку. Отдельная крышка (не показана) может быть подвижно соединена с подузлом входной мощности 68 при помощи крепежных отверстий 75, или модуль может включать дверь для обеспечения доступа к защитным устройствам и содержащейся там электронике. Предпочтительно, участок соединения 78, имеющий конфигурацию, сходную с корпусом шинопровода вытягивается из подузла входной мощности, так что корпус шинопровода может быть присоединен к блоку подключения соответствующим соединительным узлом 11, показанным на фиг.2, 2а и 2b.
Наконец, фиг.7 иллюстрирует возможное применение НШСРЭ предпочтительного варианта в типичном центре обработки данных с напольным оборудованием. Как показано на фиг.7, одна секция корпуса шинопровода 98 НШСРЭ, включающая сростки кабелей 93, закреплена на потолке при помощи стержней 83, тогда как другая секция корпуса шинопровода 91 закреплена на стене, хотя может быть использована любая комбинация расположений на потолке, стенах и/или полу. Два блока подключения соединены друг с другом при помощи участка "90 градусов" 90. В качестве варианта, блоки могут быть соединены вместе при использовании проводников, соединяющих два блока подключения.
Традиционно заряжающее оборудование расположено на полу неравномерно. Однако, благодаря уникальной возможности узлов сменных блоков подключения к сети электропитания к закреплению в любом месте по длине корпуса шинопровода, расположение заряжающего оборудования не имеет значения.
Фиг.7 показывает четыре из многих возможных конфигураций узлов блоков подключения к сети электропитания, которые возможны благодаря принципам изобретения, как указано далее:
- В первой конфигурации, заряжающий шкаф 86 получает питание при помощи многочисленных ответвлений кабеля электропитания 84, которые подключаются в штепсельные розетки блока подключения к сети электропитания 101, соответствующего, например, тому, который показан на фиг.4g-4i, который был вставлен в корпус 98, соответствующий показанному на фиг.1 и 1а.
- Во второй конфигурации, заряжающий шкаф 87 получает питание, используя ответвление, неподвижно закрепленное в узле блоков подключения к сети электропитания 102, а сигнальное ответвление используется для связи или других небольших сигнальных функций, электрическое и сигнальное ответвление показаны на фиг.7 посредством ссылки 83.
- В третьей конфигурации, заряжающий шкаф 88 получает питание при помощи многочисленных ответвлений кабеля электропитания 85, подводящему питание к трехфазному источнику энергии и неподвижно закрепленному в узле сменных блоков подключения к электрической сети 3.
- Наконец, в четвертой проиллюстрированной конфигурации заряжающий шкаф 89 получает питание при помощи питания постоянного тока, использующего двухпроводной ответвляющий кабель 99, неподвижно закрепленный в узле блоков подключения к сети электропитания 80, постоянный ток генерируется выпрямителем, установленным в подузле электроники в узле блоков подключения к сети электропитания, и каналом связи 94, например, через ИК-связь, обеспечивающуюся между узлом блоков подключения к сети электропитания и заряжающим шкафом.
Во всех проиллюстрированных конфигурациях, узлы блоков подключения к сети электропитания могут иметь автономные индикаторы, встроенные на соответствующие подузлы электроники и могут иметь защиту от сверхтоков и устройства, контролирующие параметры электроэнергии.
НШСРЭ в данном применении получает энергию из напольного шкафа 96 через, например, изоляционную трубу 103 и блока подключения 97. Блок подключения может содержать устройство защиты от сверхтоков и/или контроля параметров электроэнергии, а также автономный индикатор всех данных НШСРЭ и может передавать данные посредством РЧ-канала 82 в шкаф 96. В дополнение, индикатор, вмонтированный в стену 94, может быть включен для отображения всех данных сети.
Таким образом, достаточно подробно описан предпочтительный вариант осуществления данного изобретения и варианты осуществления изобретения для понимания специалистами в данной области техники изготовления и использования данного изобретения, тем не менее, очевидно, что многочисленные варианты и модификации проиллюстрированного осуществления могут быть сделаны, не выходя за пределы формулы изобретения. Соответственно, изобретение не ограничивается описанными выше примерами и прилагаемыми фигурами, но должно определяться исключительно в соответствии с предложенной формулой изобретения.