ДИОДНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК B60M5/00 

Изобретение относится к устройствам защиты опор контактной сети и сооружений электрофицированных железных дорог постоянного тока от разрушения блуждающими токами.

Наиболее близким по технической сущности является принятый в качестве прототипа диодный заземлитель, в металлическом корпусе которого размещены три кремневых вентиля, включенные параллельно так, что их аноды электрически присоединены к крышке цилиндрического корпуса, а изогнутые выводы катодов к общему проводнику, выполненному в виде центрального стержня из материала, хорошо проводящего электрический ток. Стержень пропущен через втулку из электрически изолирующего материала и выведен наружу для электрического присоединения к рельсу. Корпус имеет цилиндрическую форму с неразъемной торцевой стенкой с одной стороны и съемной крышкой с другой. Крышка крепится к корпусу посредством болтов. Наружный вывод центрального стержня имеет резьбу для гайки, служащей для закрепления этого стержня на втулке. Снаружи цилиндрического корпуса предусмотрены ушки с отверстиями для крепления корпуса диодного заземлителя на защищаемой конструкции.

Существенным недостатком прототипа является сложность подбора полупроводниковых вентилей схожих по параметрам, так как в случае их различия один из трех окажется в более тяжелых условиях эксплуатации и может привести к разрыву цепи или пробою одного из вентилей. Для предотвращения этого в прототипе предусмотрен третий резервный диод, хотя для работы заземлителя достаточно двух. Ясно, что для размещения трех мощных полупроводниковых диодов и их элементов крепления друг с другом, центральным стержнем и корпусом и с учетом того, что выводы катодов, закрепленные на общем стержне должны быть удалены от корпуса на расстояние, исключающее пробой этого промежутка, необходимо иметь достаточно просторный корпус, увеличивающий габариты заземлителя.

Целью изобретения является повышение надежности срабатывания диодных заземлителей, уменьшение габаритов конструкции и снижение стоимости изготовления, а также затрат труда на их установку и ремонт.

Указанная цель достигается тем, что полупроводниковый диод таблеточного типа с номинальным током например 2000 А зажимается между соосными электродами, первый из которых электрически связан с внутренней поверхностью корпуса, а второй снабжен резьбой и выведен наружу через центральное резьбовое отверстие электроизолирующей крышки. Второй электрод с помощью гайки при установке заземлителя соединяется с резьбовым концом одного из контактных стержней. Для предохранения от воздействия осадков корпус заземлителя выполнен куполообразным с дискообразной крышкой. Каждый из электродов снабжен кольцевым выступом для фиксирования диода, в котором предусмотрены соответствующие кольцевые канавки. Благодаря этому обеспечивается надежное заземление при пробое изолятора на опоре или другом сооружении электрофицированной железной дороги.

На чертеже изображен предлагаемый диодный заземлитель.

Диодный заземлитель содержит полупроводниковый диод 1 таблеточного типа, например серии ДЛ 153-2000, зажатый между соосно установленными электродами 2 и 3. Верхний электрод 2 электрически связан с внутренней поверхностью металлического корпуса 4 куполообразной формы, который может быть электрически соединен с контактным стержнем 5, например группового троса контактной сети. Для этого соединения в корпусе 4 сверху выполнена глухая резьбовая выемка 6 в шестиграммном выступе 7, служащего в качестве гайки для гаечного ключа при монтаже заземлителя. Верхний электрод 2 имеет центральный цилиндрический резьбовой конец 8 для закрепления в глухой резьбовой выемке 9 металлического корпуса 4 и создания электрического контакта с последним. Между выемками 6 и 9 оставлена перемычка 10 для предотвращения проникновения влаги внутрь корпуса заземлителя. Электроды 2 и 3 снабжены кольцевыми выступами 11 и 12 для размещения их в кольцевых канавках на обращенных к ним поверхностях диода 1. Диаметры канавок отличаются друг от друга, также как и кольцевых выступов 11 и 12, поэтому диод 1 может быть установлен и закреплен в корпусе только при условии совпадения кольцевых выступов с канавками, что предотвращает ошибочное подключение диода 1 к электрическим выводам защищаемой конструкции. Электроизолирующая крышка 13 может быть изготовлена из карболита и имеет верхнюю часть в форме диска с центральным резьбовым отверстием 14 для соединения с резьбовым концом второго электрода 3, выступающего наружу из резьбового отверстия 14 для электрического контакта с контактным стержнем 15, закрепляемым на электроде 3 с помощью гайки 16. Для прочного закрепления контактного стержня 15 и крышки 13 на корпусе 4 на крышке снизу выполнен квадратный выступ 17 для гаечного ключа, с помощью которого также ввинчивают или вывинчивают крышку 13, на цилиндрической части которой, имеющей форму диска, предусмотрена резьба для фиксации крышки 13 на внутренней кромке расширенной части корпуса, снабженной резьбой. В центральной части электрода 2 снизу сделан вырез 18 для лезвия отвертки, посредством которой осуществляют крепление электрода 2 в глухой резьбовой выемке 9, выполненной в суженной части корпуса 4 по его центральной оси, как и противоположная выемка 6. Электроды 2 и 3 могут быть изготовлены из алюминия, а контактные стержни 5 и 15 из нержавеющей стали.

Сборка и разборка описанного диодного заземлителя может легко быть осуществлена в полевых условиях посредством двух гаечных ключей и отвертки.

Применение диодной защиты должно производится в полном соответствии с Правилами технического обслуживания и ремонта контактной сети и Инструкцией по защите сооружений от коррозии, причем необходимо тщательно проследить за правильностью подключения полярности полупроводникового диода 1, так как если перепутать контактные стержни 5 и 15 при их монтаже с проводами защищаемой конструкции, то вместо ее защиты произойдет увеличение коррозионного воздействия. Верхний контактный стержень 5 должен быть присоединен к положительному выводу защищаемой цепи, например групповому тросу, а нижний контактный стержень 15 к рельсовому проводу.

При пробое изолятора на опоре контактной сети или на сооружении срабатывает диодный заземлитель и ток короткого замыкания будет отведен на тяговый рельс, что вызовет срабатывание контрольного механизма на тяговой подстанции.

При нормальных условиях работы опоры контактной сети ее металлические конструкции защищены от воздействия блуждающих токов из рельсовой цепи из-за большого сопротивления диода 1, установленного в анодной или знакопеременной зонах. Несмотря на то, что по габаритам описанный диодный заземлитель меньше прототипа в два раза, он гарантирует надежность заземления.

Использование: устройства защиты опор контактной сети и сооружений электрифицированных железных дорог постоянного тока от разрушения блуждающими токами. Сущность изобретения: для повышения надежности заземления, уменьшения габаритов конструкции, снижения стоимости изготовления и затрат труда на установку и ремонт полупроводниковый диод таблеточного типа с номинальным током, например в 2000 А, зажимается между соосными электродами. Верхний электрод через металлическую часть корпуса куполообразной формы электрически соединен с контактным стержнем, укрепленным в центральном отверстии снаружи корпуса, а нижний электрод с контактным стержнем, смонтированным на диэлектрическом диске. Для предотвращения попадания влаги внутрь корпуса предусмотрена перемычка между глухими соосно размещенными отверстиями с резьбой для установки верхнего электрода и конца контактного стержня. 1 ил.

ДИОДНЫЙ ЗАЗЕМЛИТЕЛЬ, содержащий полупроводниковый диод, размещенный в металлическом корпусе и укрепленный между электродами, первый из которых электрически связан с внутренней поверхностью корпуса, а второй снабжен резьбой и выведен наружу через центральное резьбовое отверстие электроизолирующей крышки с возможностью соединения гайкой с резьбовым концом одного из контактных стержней, отличающийся тем, что корпус выполнен куполообразным, крышкодискообразной, а анод таблеточным, электроды снабжены кольцевыми выступами и установлены соосно друг с другом по обе стороны диода с возможностью введения своих выступов в кольцевые канавки на обращенных к ним поверхностях последнего, в суженной части корпуса по его центральной оси с противоположных сторон стенки выполнены глухие резьбовые выемки с возможностью ввертывания в них резьбовых концов первого электрода и другого контактного стержня, на цилиндрической части крышки и внутренней кромке расширенной части корпуса выполнена резьба с возможностью фиксации крышки в корпусе.