РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ КОРОБКА

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при прокладке электрических проводов и кабелей с напряжением более 100 В в качестве распределительной коробки, или, как еще называют такое устройство, - раздаточной коробки, ответвительной коробки, мультиконнектора.
Большинство применяющихся в России и в Венесуэле распределительных коробок используют скрутку проводов.
Однако в нормативных документах, регламентирующих правила выполнения электромонтажных работ, в частности - ПУЭ (Правила устройства электроустановок), ясно сказано о запрете на соединение проводов методом скрутки.
Пункт 2.1.21. ПУЭ: Соединение, ответвление и оконцевание жил проводов и кабелей должны производиться при помощи опрессовки, сварки, пайки или сжимов (винтовых, болтовых и т.п.) в соответствии с действующими инструкциями.
Таким образом, ПУЭ разрешает всего 4 вида соединений проводов, и скрутки без пайки среди них нет (кроме случаев, когда скрутка предварительная, например, перед пайкой или сваркой). Ни один пожарный инспектор не одобрит электроустановку, если коммутация ее проводов выполнена обычными скрутками.
Пайка или сварка существенно увеличивают время монтажа, процедура эта гораздо более продолжительная, чем с использованием клеммников - нужно снять изоляцию с проводов, облудить каждый провод, если это пайка, подключить паяльник, после изолировать все провода лентой. Необходимость перекоммутировать провода (напр., добавить провод) создает определение трудности: снять изоляцию, снова паять провод (варить). Поэтому современные конструкции производителей электротехнического оборудования используют технические решения, основанные на распределительных коробках с клеммниками.
Наиболее часто в современных распределительных коробках используются винтовые клеммные зажимы - клеммники, токоподводящие элементы которых изготавливают из меди и ее сплавов, а в качестве материала их корпусов применяются полиэтилен, полиамид, поликарбонат, полипропилен.
Известны такие распределительные коробки: К9505, 5 полюсов, «HENSEL», Германия; KPK 2701 02, KPK 2702 02, «HEGEL», Германия; Abox 025, «Spelsberg», Германия; KR 97/L (с крышкой KO 97 V/1 и клеммником SP-96), «KOROS KOLIN»; и др.
Однако распределительные коробки со стандартизированными клеммниками имеют ряд недостатков. Это большое количество подвижных соединений внутри клеммных зажимов или немалое число изогнутых проводов, размещенных внутри пространства распределительной коробки, что уменьшает надежность монтажа. Если использовать клеммники с небольшим количеством соединительных контактов, то приходится устанавливать по два провода в одно гнездо, что резко уменьшает качество и надежность монтажа, увеличивает его сложность и время, а если использовать клеммники с большим количеством соединительных контактов, чем практически требуется, то увеличивается число незадействованных бесполезных узлов, что повышает габариты раздаточной коробки в целом. Кроме того, клеммники в этих распределительных коробках неподвижно закреплены на дне корпуса, что препятствует удобному монтажу проводов из-за близко расположенных стенок корпуса.
Поэтому рационально часть подвижных узлов заменить неподвижными, при этом обеспечить раздачу ответвленных проводов преимущественно в ортогональных направлениях.
Известна распределительная коробка, содержащая корпус, выполненный из изоляционного материала, имеющий основание, на поверхности которого размещена по крайней мере одна четырехсторонняя ячейка, предназначенная для расположения в ней контактного элемента, выполненного из электропроводящего материала, поперечные стороны каждой из четырехсторонних ячеек имеют высоту, меньшую высоты продольных сторон, и предназначены для размещения на их верхних поверхностях контактного элемента, имеется средство для фиксации положения контактного элемента относительно основания в направлении, параллельном поверхности основания и продольным сторонам четырехсторонней ячейки, в виде выполненного в изоляционном материале во внутреннем пространстве этой ячейки по крайней мере одного отверстия, ось которого преимущественно перпендикулярна поверхности основания, каждая четырехсторонняя ячейка содержит средство для фиксации положения контактного элемента в этой ячейке в направлении, параллельном внутренним боковым поверхностям четырех сторон четырехсторонней ячейки, размещенное на внутренних боковых поверхностях продольных сторон указанной ячейки на расстоянии от верхней поверхности каждой поперечной стороны четырехсторонней ячейки, обеспечивающем размещение контактного элемента между верхними поверхностями поперечных сторон четырехсторонней ячейки и указанным средством, отличающийся тем, что каждая четырехсторонняя ячейка выполнена съемной, на поверхности основания в месте размещения каждой четырехсторонней ячейки выполнен по крайней мере один выступ, расположенный во внутреннем пространстве четырехсторонней ячейки, в указанном выступе выполнено по крайней мере одно отверстие, ось которого преимущественно перпендикулярна поверхности основания, для фиксации положения контактного элемента относительно основания в направлении, параллельном поверхности основания и продольным сторонам четырехсторонней ячейки, а каждая четырехсторонняя ячейка и каждый выступ снабжены средством для фиксации положения четырехсторонней ячейки относительно основания в направлении, перпендикулярном поверхности основания. (RU, U1, №19229, автор Попов В.Г, опубл. 10.08.2001).
Это устройство имеет сложную конструкцию и неудобно при монтировании проводов.
Более простым устройством - ближайшим аналогом заявленному техническому решению является полезная модель того же автора. Распределительная коробка, содержащая корпус, выполненный диэлектрическим, крышку, закрывающую корпус, по меньшей мере, одну ячейку, выполненную из изолирующего материала, установленную в корпусе и предназначенную для раздачи проводов, клеммные зажимы, выполненные винтовыми и установленные в ячейке с возможностью сжима проводов винтами. (RU, U1, №4865, опубл. 08.06.1996).
Распределительная коробка в этом устройстве содержит корпус из изоляционного материала, имеющий основание с одним центром симметрии, например, выполненное в форме круга, вокруг центра симметрии основания расположены попарно симметрично относительно этого центра четырехсторонние прямоугольные ячейки, предназначенные для закрепления на них контактных элементов из электропроводящего материала, симметричные и параллельные одна другой ячейки одной пары расположены под прямым углом к симметричным и параллельным одна другой ячейкам другой пары, в каждой из ячеек имеется по крайней мере одно отверстие, предназначенное, в частности, для фиксации в ячейке контактного элемента, а с двух противоположных сторон каждой ячейки расположены выступы, над средней частью каждой из ячеек выполнена перемычка, соединяющая между собой вышеупомянутые выступы ячейки и расположенная над ячейкой на высоте, не меньшей толщины располагаемого на ячейке контактного элемента.
Ограничениями этого устройства являются симметричность конструкции и ее сложность, поскольку используются четыре симметричные ячейки, расположенные на периферии корпуса; неудобство монтажа, т.к. в одной ячейке используется только два клеммных зажима. Такая распределительная коробка может быть использована для раздачи проводов в сетях охранной и пожарной сигнализации, связи и проводного вещания при напряжениях до 60 В, но применять ее в сетях электротехнического и электроустановочного оборудования при напряжениях выше 100 В нецелесообразно, поскольку для раздачи в известном устройстве два провода должны быть подсоединены к одному клеммному зажиму, что резко ухудшает качество и надежность монтажа для оборудования электрических энергических сетей.
Решаемая полезной моделью задача - улучшение технико-эксплуатационных характеристик.
Технический результат, который получен при выполнении заявленной полезной модели - упрощение устройства, повышение надежности электрического соединения и удобство монтажа.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известной распределительной коробке, содержащей корпус, выполненный диэлектрическим, крышку, закрывающую корпус, по меньшей мере, одну ячейку, выполненную из изолирующего материала, установленную в корпусе и предназначенную для раздачи проводов, клеммные зажимы, выполненные винтовыми и установленные в ячейке с возможностью сжима проводов винтами, согласно заявленному устройству ячейка имеет шесть клеммных зажимов - по три для раздачи двух проводов, три клеммных зажима электрически соединены и расположены в ячейке вдоль одной оси, а три других клеммных зажима электрически соединены и расположены в ячейке вдоль другой параллельной оси, при этом первый клеммный зажим, расположенный в ячейке вдоль одной оси, смещен по этой оси относительно первого клеммного зажима, расположенного вдоль другой параллельной оси.
Возможен дополнительный вариант выполнения устройства, в котором целесообразно, чтобы клеммные зажимы были электрически соединены проводником, расположенным внутри ячейки.
Для этого варианта в качестве проводника может быть использован провод, пластина или трубка.
Также возможен дополнительный вариант выполнения устройства, в котором целесообразно, чтобы второй клеммный зажим, расположенный вдоль одной оси, был размещен в ортогональной плоскости напротив первого клеммного зажима, расположенного вдоль другой параллельной оси, а расстояние между вторым и третьим клеммными зажимами, расположенными вдоль одной оси, было выбрано равным расстоянию между первым и вторым клеммными зажимами, расположенными вдоль другой параллельной оси.
Для этого варианта рационально, чтобы:
- первый клеммный зажим, расположенный вдоль одной оси, был смещен относительно нее к периферии ячейки, и третий клеммный зажим, расположенный вдоль другой параллельной оси, был смещен относительно нее к периферии ячейки, второй и третий клеммные зажимы расположены на одной оси, а первый и второй клеммные зажимы расположены на другой параллельной оси;
- в крышке были выполнены отверстия, соответствующие местоположению винтов, по меньшей мере, четырех клеммных зажимов - второго и третьего клеммного зажима, расположенных на одной оси, и первого и второго клеммного зажима, расположенных на другой параллельной оси.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:
- корпус был выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда или цилиндра;
- ячейка была выполнена съемной;
- ячейка была снабжена соединительными винтами для ее крепления к дну корпуса;
- крышка была снабжена винтами для ее крепления;
- ячейка была выполнена разъемной по плоскости, проходящей через упомянутые одну и другую параллельные оси.
Указанные преимущества полезной модели, а также ее особенности поясняются с помощью варианта ее выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг.1 изображает заявленную распределительную коробку без крышки, вид сверху;
Фиг.2 - то же, что фиг.1, фрагмент, вид спереди;
Фиг.3 - разрез А-А на фиг.1, фрагмент;
Фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2;
Фиг.5 - узел клеммного зажима, схематично;
Фиг.6 - вид на крышку.
Распределительная коробка (фиг.1-4) содержит корпус 1, выполненный диэлектрическим, крышку 2 (фиг.6), закрывающую корпус 1 (фиг.1-4), по меньшей мере одну ячейку 3, выполненную из изолирующего материала, установленную в корпусе 1 и предназначенную для раздачи проводов 4 и 5. Клеммные зажимы 6 (фиг.1-3, 5) выполнены винтовыми и установлены в ячейке 3 с возможностью сжима проводов 4 и 5 винтами, соответственно. Ячейка 3 имеет шесть клеммных зажимов 6 - по три для раздачи двух проводов 4, 5. Три клеммных зажима 6 (A, B, C) электрически соединены и расположены в ячейке 3 вдоль одной оси, а три других клеммных зажима 6 (D, E, F) электрически соединены и расположены в ячейке 3 вдоль другой параллельной оси. Первый клеммный зажим 6 (A), расположенный в ячейке вдоль одной оси, смещен по этой оси относительно первого клеммного зажима 6 (D), расположенного вдоль другой параллельной оси.
Клеммные зажимы 6 электрически соединены проводником 7, расположенным внутри ячейки 3 (фиг.3, 4).
В качестве проводника 7 может быть использован провод или пластина (на фиг.3, 4 не показано), преимущественно выполненные из меди или ее сплавов.
В качестве проводника 7 может быть использована трубка, преимущественно выполненная из меди или ее сплавов.
Второй клеммный зажим 6 (B), расположенный вдоль одной оси, размещен в ортогональной плоскости напротив первого клеммного зажима 6 (D), расположенного вдоль другой параллельной оси. Расстояние между вторым (B) и третьим (C) клеммными зажимами 6, расположенными вдоль одной оси, выбрано равным расстоянию между первым (D) и вторым (E) клеммными зажимами 6, расположенными вдоль другой параллельной оси (фиг.1, 4). Это дополнительно обеспечивает удобство монтажа.
Кроме того, (фиг.4) первый (A) клеммный зажим 6, расположенный вдоль одной оси, может быть смещен относительно нее к периферии ячейки 3, и третий (F) клеммный зажим 6, расположенный вдоль другой параллельной оси, смещен относительно нее к периферии ячейки 3. Второй (B) и третий (C) клеммные зажимы 6 расположены на одной оси, а первый (D) и второй (E) клеммные зажимы расположены на другой параллельной оси. Такое небольшое смещение к периферии и размещение клеммных зажимов 6 позволяет удобнее монтировать в них провода.
В крышке 2 (фиг.6) выполнены отверстия 8, соответствующие местоположению винтов, по меньшей мере, четырех клеммных зажимов 6 - второго (B) и третьего (C) клеммного зажима 6, расположенных на одной оси, и первого (D) и второго (E) клеммного зажима 6, расположенных на другой параллельной оси (фиг.1, 4).
Корпус 1 может быть выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда (фиг.1) или в виде цилиндра (на фигурах не показано), или в виде другой объемной фигуры, что в отличие от ближайшего аналога не является принципиальным.
Ячейка 3 выполнена съемной (фиг.1, 3) для удобства монтажа.
Ячейка 3 снабжена (фиг.1) соединительными винтами 9 для крепления ячейки 3 к дну корпуса 1.
Крышка 2 (фиг.6) также снабжена винтами 10 для ее крепления к ячейке 3.
Для неподвижного монтажа проводника 7 ячейка 3 выполнена разъемной по плоскости, проходящей через упомянутые одну и другую параллельные оси.
Монтаж и работа распределительной коробки (фиг.1-4) осуществляется следующим образом.
Сначала монтируют сборку проводников 7 с клеммными зажимами 6 (фиг.3, 5). Соединения осуществляют пайкой, ультразвуковой или электроискровой сваркой и т.п.
Ячейка 3 выполнена съемной. Верхняя разъемная часть ячейки 3 разъединена. Вставляют сборку проводников 7 с клеммными зажимами 6 в посадочные места и смыкают разъемную часть ячейки 3. Верхняя и нижняя части ячейки могут быть соединены винтами (на фигурах не показаны) или скреплены клеем для полиэтилена, полиамида, поликарбоната или полипропилена.
Затем монтируют оголенные концы проводов 4 и 5 в клеммных зажимах 6 (A) и (D), закручивая соответствующие винты. Если провода 4 и 5 многожильные, то их концы предварительно скручивают и опаивают. Монтаж удобно проводить вне корпуса 1, чтобы не мешали его стенки. Подсоединяют к клеммным зажимам 6 (B), (C), (E) и (F) провода, как показано на фигуре 1. Устанавливают ячейку 3 в направляющих стойках (фиг.1-4) и крепят к дну корпуса 1 соединительными винтами 9.
Заявленная распределительная коробка может быть использована как для внутреннего (скрытого в стене), так и для наружного (открытого) монтажа, и крепится к стене в соответствии с действующими правилами.
После установки на стене надевается крышка 2 на корпус 1, которая крепится винтами 10. Кроме того, крышка 2 может быть установлена на корпусе 1 защелкивающимися приспособлениями. Отверстия 8 (фиг.6) выполнены в крышке 2 для того, чтобы можно было без снятия крышки 2 подкрутить винты клеммных зажимов 6 (B), (C), (D) и (E), что дополнительно облегчает контроль монтажных соединений в процессе эксплуатации распределительной коробки. Такие же отверстия 8 могут быть выполнены в местах расположения винтов клеммных зажимов 6 (A) и (F).
На фигурах 1 и 3 для простоты чтения чертежа показаны вторые клеммные зажимы 6 (B) и (E), входные отверстия (гнезда) которых направлены вдоль осей. Однако специалистам понятно, что эти клеммные зажимы 6 могут быть повернуты вокруг на 90°. Это позволяет исключить изгиб провода, ответвленного от клеммного зажима 6 (E), и уменьшить угол изгиба провода, ответвленного от клеммного зажима 6 (B). Кроме того, в качестве вторых клеммных зажимов 6 (B) и (E) могут быть использованы проходные клеммные зажимы (например, типа K9502/Z, «Nylblock», производитель «Legrand», Россия), позволяющие дополнительно ответвить еще два провода в направлении, противоположном показанному на фиг.1.
Специалистам понятно, что в корпусе 1 может быть установлена не одна, а несколько ячеек 3, что увеличивает количество разветвлений. Так, например, при использовании двух ячеек 3 можно осуществить промышленное трехфазное ответвление: трех проводов для трех фаз и общего провода.
Заявленная распределительная коробка обладает свойством обратимости: провода 4 и 5 могут быть подсоединены как к первым клеммным зажимам 6 (A) и (D), так и к третьим клеммным зажимам 6 (C) и (F).
Из-за того что три клеммных зажима 6 (A, B, C) электрически неподвижно соединены проводником 7 и расположены в ячейке 3 вдоль одной оси, а три других клеммных зажима 6 (D, E, F) электрически тоже неподвижно соединены и расположены в ячейке 3 вдоль другой параллельной оси, причем первый клеммный зажим 6 (A), расположенный в ячейке вдоль одной оси, смещен по этой оси относительно первого клеммного зажима 6 (D), расположенного вдоль другой параллельной оси, удается:
1) упростить устройство за счет уменьшения количества подвижных соединений и внутренних проводов в распределительной коробке;
2) повысить надежность электрического соединения за счет уменьшения числа клеммных зажимов 6 и использования неподвижных проводников 7;
3) улучшить удобство монтажа за счет соответствующего пространственного разнесения клеммных зажимов 6.
Наиболее успешно заявленная распределительная коробка промышленно применима при прокладке и ответвлении электрических проводов и кабелей для напряжений более 100 В.