УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА КАБЕЛЯ Российский патент 1994 года по МПК H02G3/22 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к взрывобезопасному электрооборудованию, в частности рудничному.

Известно предохранительное устройство для штепсельного разъема, которое содержит изолирующее основание и штыревой контакт, а также изоляционную оболочку, размещенную таким образом, что в разомкнутом состоянии она прикрывает контакт, находящийся под напряжением. В результате исключается прикосновение к токоведущим частям извне и между ними [1] .

Недостатком известного устройства является низкая надежность изделия ввиду малой механической прочности оболочки, а также быстрого старения материала, из которого она изготовлена, так как в процессе эксплуатации оболочка длительное время находится в сжатом состоянии.

Известно также устройство с предохранительным колпаком для электрического соединения телескопического типа, содержащее штепсельный колпак, который вдвигается в розеточный колпак до соединения штепселя с розеткой. При обратном движении предохранительные колпаки распрямляются и прикрывают оголенные штыревые контакты штепселя и розетки [2] .

Недостатком этого устройства является низкая безопасность, связанная с тем, что при механическом повреждении расположенных вне вводной камеры колпаков контакты оказываются оголенными и представляют опасность для обслуживающего персонала.

Известен электрический соединитель, состоящий из двух размещенных в различных корпусах частей, одна из которых содержит контакт, выполненный в виде винта, а другая - в виде взаимодействующей с ним гайки, а также расположенную между взаимодействующими торцами корпусов эластичную прокладку [3] .

Недостатком данного соединения является отсутствие изоляции соединяемых частей при разъединенном их положении, что приводит к загрязнению рабочих поверхностей винта и гайки и не обеспечивает электробезопасного соединения при наличии напряжения на одной из частей контакта даже при неаварийном их разъединении.

Известна конструкция электрического соединителя, выбранного в качестве прототипа, содержащего два диэлектрических корпуса, гайку, размещенную в одном из корпусов, и винт - в другом. Корпус с винтом снабжен эластичным диэлектрическим гофрированным защитным элементом, имеющим форму стакана с дном. Корпус с гайкой соединен с прокладкой. Дно стакана и прокладка имеют крестообразную прорезь со створками. Для соединения кабелей необходимо сжать гофрированный стакан, вставить винт в прорезь прокладки и осуществить механическое и электрическое соединение винта с гайкой [4] .

Недостатком известного электрического соединителя является недостаточная электробезопасность, вследствие чего не исключена возможность поражения электрическим током обслуживающего персонала, а также возникновения пожара или взрыва от искры во время выдергивания кабеля, находящегося под напряжением во взрывоопасной среде.

Цель изобретения - отключение питающего напряжения при выдергивании кабеля из устройства.

Для этого устройство для ввода кабеля, содержащее корпус с проходными изоляторами в количестве, соответствующем количеству жил кабеля, и эластичной уплотняющей манжетой, снабжено жестко закрепленной на стенках корпуса с обеспечением электрического контакта с последним перегородкой из электропроводного материала, имеющей высоту, равную глубине корпуса, при этом в перегородке выполнены отверстие, предназначенное для взаимодействия с самой короткой жилой кабеля, и окно, в котором размещен диэлектрический вкладыш, имеющий отверстия в количестве, соответствующем количеству остальных жил кабеля. Наличие перегородки из электропроводного материала с отверстием для самой короткой жилы кабеля обеспечивает упреждающий контакт этой жилы с перегородкой, а значит и с заземленной оболочкой электрооборудования, что приводит к срабатыванию защитного отключения до выхода оголенной жилы из устройства в окружающую среду. Таким образом, кабель отключается раньше, чем происходит выход его жил во внешнюю среду. Высота перегородки равна глубине корпуса для предотвращения сборки устройства без продевания жил кабеля через отверстия, выполненные в перегородке, так как в этом случае невозможно закрыть крышку. Наличие диэлектрического вкладыша с отверстиями для остальных жил кабеля обеспечивает исключение замыкания между оголенными жилами кабеля и корпусом в начальный момент аварийного выдергивания кабеля, т. е. пока короткая жила не касается перегородки и не создает условия для аварийного автоматического отключения.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство с одним кабельным вводом; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2; на фиг. 4 - пример выполнения устройства с двумя кабельными вводами; на фиг. 5 - разрез В-В на фиг. 4; на фиг. 6 - пример выполнения устройства с четырьмя кабельными вводами.

Устройство содержит корпус 1 и проходные изоляторы 2 в количестве, соответствующем числу жил кабеля 3. Ввод корпуса 1 оснащен эластичной уплотняющей манжетой 4. Перегородка 5 из электропроводного материала соединена с внутренними стенками корпуса 1 посредством сварного шва 6 либо болтового соединения или путем пайки. В перегородке 5 выполнены отверстие 7 для самой короткой жилы кабеля 3 и окно 8 с диэлектрическим вкладышем 9, имеющим отверстия 10 для остальных жил кабеля. Корпус 1 имеет также крышку 11.

Устройство работает следующим образом.

При выдергивании жил кабеля 3 из корпуса 1 устройства самая короткая из жил, проходя через отверстие 7, первая касается оголенным концом перегородки 5, имеющей электрический контакт через шов 6 и корпус 1 с заземленной оболочкой электрооборудования. В том случае, если оборудование работает в сети с изолированной нейтралью, такой режим квалифицируется как режим утечки тока на землю, поэтому происходит общее отключение кабеля защитным реле утечки, которым снабжен каждый питающий фидер. Если же оборудование работает в сети с глухозаземленной нейтралью, такой режим квалифицируется как однофазное замыкание на землю. В этом случае срабатывает защита от коротких замыканий.

Устройства, изображенные на фиг. 4 и 6, при аварийном случайном извлечении кабеля из корпуса обеспечивают безопасность аналогичным образом.

Расчет народнохозяйственного эффекта производят по формуле
Э_нх= Ц_б.н(a-1)-(± ΔC+K_н·ΔK)+ + (К-K) , где Ц_б.и - цена базового изделия;
а - коэффициент эквивалентности единицы нового изделия к единице базового, 1,42;
Δ С - увеличение себестоимости производства единицы нового изделия;
К_н - нормативный коэффициент экономической эффективности, равный 0,15;
Δ К - удельные капитальные затраты, связанные с созданием нового изделия;
Ц_б'-Ц_н' - годовые текущие издержки у потребителя при использовании нового изделия по сравнению с базовым, равные нулю;
Р_ам - доля отчислений на амортизацию, 0,2;
Е_н' - нормативный коэффициент у потребителя, 0,12;
К_б'-К_н' - дополнительные капитальные вложения у потребителя при использовании нового образца, равные нулю.

После подстановки значений параметров в исходную формулу получаем величину годового экономического эффекта на одну установку
Э_нх= 0.305(1.42-1)-(0.030+0.15·0.5)+ +0= 0.0231
Преимущества предлагаемого устройства заключаются в исключении взрывов, пожаров и электропоражений при аварийном выдергивании жил кабеля из контактного соединения при расположении электрооборудования как в воздухе, так и во взрывоопасной, например метано-воздушной, среде.

(56) Патент ФРГ N 3223494, кл. H 01 R 13/44, 1983.

Патент США N 4721475, кл. H 01 R 13/44, 1988.

Авторское свидетельство СССР N 615558, кл. H 01 R 13/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР N 1030895, кл. H 01 R 13/44, 1983.

Использование: в взрывобезопасном рудничном электрооборудовании. Сущность изобретения: устройство содержит корпус с проходными изоляторами в количестве, соответствующем числу жил кабеля, эластичную уплотняющую манжету и перегородку из электропроводного материала с отверстием 7 и окном 8 с диэлектрическим вкладышем 9, имеющим отверстия 10. При выдергивании кабеля самая короткая жила, проходя через отверстие 7, первая касается оголенным концом перегородки, высота которой равна глубине корпуса. Перегородка имеет электрический контакт с заземленной оболочкой электрооборудования, поэтому при выдергивании кабеля происходит отключение питающего напряжения, что исключает взрывы, пожары и электропоражения при использовании устройства. 6 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА КАБЕЛЯ, содержащее корпус с проходными изоляторами в количестве, соответствующем количеству жил кабеля, и эластичной уплотняющей манжетой, отличающееся тем, что оно снабжено жестко закрепленной на стенках корпуса с обеспечением электрического контакта с последним перегородкой из электропроводного материала, имеющей высоту, равную глубине корпуса, при этом в перегородке выполнено отверстие, предназначенное для взаимодействия с самой короткой жилой кабеля, и окно, в котором размещен диэлектрический вкладыш, имеющий отверстия в количестве, соответствующем количеству остальных жил кабеля.