Железнодорожный кабельный ящик

Полезная модель относится к коммутации электрических сетей, в частности к соединению кабелей железнодорожных цепей, и может быть использована в транспортной промышленности.
Известна клеммная коробка, содержащая крышку и корпус, изготовленные из металла, и узел заземления крышки и корпуса, при этом внутри корпуса смонтированы контактные элементы [RU49385, дата публикации: 10.11.2005 г., МПК: H02G 15/10; H02G 3/08;].
Известен кабельный ящик, содержащий металлические крышку и корпус, и узел заземления крышки и корпуса, при этом внутри корпуса смонтированы контактные элементы [RU14408, дата публикации: 20.07.2000 г., МПК: H02G 15/02;].
Недостатком известных технических решений является их низкая электробезопасность, обусловленная возможностью поражения электрическим током обслуживающего персонала при контакте с металлическим корпусом или крышкой корпуса в случае выхода из строя узла заземления или невозможности выполнения заземления устройства.
В качестве прототипа выбран кабельный ящик, содержащий металлическую крышку, корпус, изготовленный из диэлектрического материала, и узел заземления крышки, при этом внутри корпуса смонтированы контактные элементы [RU178371, дата публикации: 02.04. 2018 г., МПК: H02G 15/06;].
Преимуществом прототипа является его более высокая электробезопасность, обусловленная тем, что корпус выполнен из диэлектрического материала, что снижает риск поражения обслуживающего персонала электрическим током. Однако недостатком прототипа также остаются его неудовлетворительные показатели электробезопасности, поскольку остается риск поражения обслуживающего персонала электрическим током через токопроводящую крышку, так как заземление крышки узлом заземления, установленным на корпусе, не исключает возможный выход из строя соединительного элемента и потерю электрического контакта между узлом заземления и крышкой. При этом также не исключена возможность поражения электрическим током от вышедшего из строя контактного элемента, который ввиду отсутствия электрического контакта через корпус с узлом также является источником опасности. При условии высокого электрического напряжения возможно негативное влияние электрического тока на организм человека не только при касании элементов кабельного ящика, но и через воздушную среду ввиду образования электрической дуги и электрического пробоя. Представленная конструкция кабельного ящика негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках устройства и может привести к человеческим жертвам.
Техническая проблема, на решение которой направлена полезная модель, заключается в необходимости улучшения эксплуатационных характеристик железнодорожного кабельного ящика.
Технический результат, на достижение которого направлена полезная модель, заключается в повышении электробезопасности железнодорожного кабельного ящика.
Сущность полезной модели заключается в следующем.
Железнодорожный кабельный ящик содержит крышку, корпус, изготовленный из диэлектрического материала, и узел заземления, при этом внутри корпуса закреплены контактные элементы. В отличие от прототипа крышка выполнена из диэлектрического материала, контактные элементы закреплены на пластине из токопроводящего материала, а узел заземления подключен к этой пластине.
Крышка выполнена из диэлектрического материала, что в совокупности с корпусом, изготовленным из диэлектрического материала, повышает электробезопасность железнодорожного кабельного ящика за счет отсутствия в нем токопроводящих свойств и необходимости в заземлении крышки. В качестве диэлектрического материала могут быть представлены полимерные материалы, например, полипропилен, поливинилхлорид, фторопласт, либо композиционные материалы на основе стекловолокна.
Контактные элементы обеспечивают возможность соединения проводов внутри кабельного ящика. В качестве контактных элементов могут быть представлен клеммник, клеммные колодки, проходные клеммы, клеммные блоки, зажимные клеммы, винтовые зажимы и пр.
Контактные элементы смонтированы на пластине из токопроводящего материала, что обеспечивает возможность централизованного заземления всех контактных элементов. При этом в качестве токопроводящего материала могут быть использованы металлы, например, сталь, медь или алюминий, или токопроводящий композит на основе углеродного волокна. Толщина токопроводящей пластины может составлять от 1 до 8 мм, что снижает риск ее проплавления, повышая электробезопасность кабельного ящика и обеспечивая его необходимую ресурсоемкость. Контактные элементы могут быть закреплены на пластине, а пластина может быть закреплена в корпусе любыми известными разъемными или неразъемными способами. При этом в случае использования клеммника в качестве такой пластины может быть представлена панель клеммника.
Узел заземления обеспечивает возможность создания проводящего контура между пластиной из токопроводящего материала и грунтом или контуром заземления, который может быть представлен кабельной токопроводящей трубой. Узел заземления может быть представлен шпилькой или болтом с гайками, закрепленными в отверстии корпуса, либо рейкой или зажимом, закрепленным внутри корпуса. Подключение узла заземления к пластине из токопроводящего материала может обеспечиваться плетеным проводником, плоским шлейфом, проводом, выполненным из меди, алюминия или стали, которые могут быть покрыты изоляционным материалом. При этом наиболее предпочтительным вариантом подключения узла заземления к пластине из токопроводящего материала является металлическая скоба, за счет использования которой снижается риск возникновения дефекта в контуре заземления и повышает электробезопасность кабельного ящика.
Корпус может быть подвижно соединен с крышкой посредством петель. При этом место соединения крышки и корпуса может содержать эластичное уплотнение. Корпус содержит отверстия для ввода кабелей, при этом он может быть снабжен фланцами и содержать герметичные кабельные муфты, что снижает риск попадания внутрь корпуса влаги и повышает электробезопасность кабельного ящика.
Дополнительно для повышения электробезопасности железнодорожного кабельного ящика корпус может содержать щиток, прикрывающий место соединения крышки и корпуса, что снижает риск попадания внутрь корпуса влаги, которая может способствовать короткому замыканию внутри устройства. Щиток может быть закреплен на корпусе любыми известными средствами разъемного или неразъемного соединения.
Дополнительно для повышения электробезопасности железнодорожного кабельного ящика корпус может содержать предохранительные трубы для ввода кабелей, выполненные из токопроводящего материала, а узел заземления может быть подключена к этим трубам.
Полезная модель может быть выполнена из известных материалов с помощью известных средств, что свидетельствует о соответствии полезной модели критерию патентоспособности «промышленная применимость».
Полезная модель характеризуется ранее неизвестными из уровня техники существенными признаками, заключающимися в том, что:
– крышка выполнена из диэлектрического материала, что даже при условии касания проводами крышки внутри устройства исключает возможность создания проводящего контура через крышку.
– контактные элементы закреплены на пластине из токопроводящего материала, а узел заземления подключен к этой пластине, что обеспечивает возможность централизованного заземления контактных элементов и позволяет создать проводящий контур между контактными элементами или кабелем и контуром заземления в случае выхода одного из них из строя или замыкания кабеля на пластину.
Совокупность существенных признаков полезной модели исключает возможность создания токопроводящего контура через крышку и позволяет создать токопроводящий контур между контактными элементами и грунтом или контуром заземления, за счет чего при замыкании кабеля на крышку или в случае дефекта или намокания контактного элемента снижается риск или полностью исключается возможность получения электрической травмы обслуживающим персоналом. Благодаря этому обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении электробезопасности железнодорожного кабельного ящика, тем самым улучаются его эксплуатационные характеристики.
Полезная модель характеризуется ранее неизвестной из уровня техники совокупностью существенных признаков, что свидетельствует о ее соответствии критерию патентоспособности «новизна».
Полезная модель поясняется следующими фигурами.
Фиг.1 – Кабельный ящик, изометрия.
Фиг.2 – Кабельный ящик с открытой крышкой, изометрия
Фиг.3 – Кабельный ящик, крышка снята, вид спереди.
Фиг.4 – Кабельный ящик со щитком, прикрывающим место соединения крышки и корпуса, изометрия.
Для иллюстрации возможности реализации и более полного понимания сути полезной модели ниже представлен вариант ее осуществления, который может быть любым образом изменен или дополнен, при этом настоящая полезная модель ни в коем случае не ограничивается представленным вариантом.
Железнодорожный кабельный ящик содержит крышку 1 и корпус 2, изготовленные из стеклопластика, узел 3 заземления и металлические кабельные вводы 4. Корпус 1 внутри содержит металлическую пластину 5 (панель клеммника), на которой смонтированы контактные элементы 6 клеммника для соединения кабелей, при этом узел 3 заземления подключен к металлической пластине 5 скобой 7 и к кабельному вводу 4. При этом в некоторых вариантах исполнения корпус 2 содержит щиток 8, прикрывающий место соединения крышки 1 и корпуса 2.
Полезная модель работает следующим образом.
В процессе эксплуатации железнодорожного кабельного ящика за счет скобы 7, узла 3 и ввода 4 обеспечивается создание заземляющего контура металлической пластины 5, что в случае дефекта контактных элементов 6 или кабелей снижает риск поражения электрическим током обслуживающего персонала. При этом в случае дефекта кабеля и примыкания его проводов к крышке 1 также исключается возможность замыкания провода и крышки и снижается риск поражения обслуживающего персонала электрическим током. За счет щитка 8, прикрывающего место соединения крышки 1 и корпуса 2 снижается риск попадания внутрь корпуса влаги, что также в дальнейшем снижает риск возникновения короткого замыкания и/или поражения обслуживающего персонала электрическим током.
Таким образом обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в повышении электробезопасности железнодорожного кабельного ящика, тем самым улучаются его эксплуатационные характеристики.