СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ ДВУХ ГАЗОИЗОЛИРОВАННЫХ ВЫСОКОВОЛЬТНЫХ БЛОКОВ Российский патент 2003 года по МПК H01R13/53 

Настоящее изобретение связано с соединительным устройством для выполнения электрического подключения между двумя блоками, содержащими высоковольтные электрические переключатели и заключенными в два герметично закрытых металлических корпуса, заполненных изолирующим газом, роль которого, как правило, выполняет гексафторид серы, и содержит:
соединительный контакт, связанный своими противоположными концами с парой вставок, изготовленных из проводящего материала и установленных посредством запрессовывания в изолирующих втулках, закрепленных герметичным образом в двух расположенных рядом друг с другом отверстиях, выполненных в металлических компонентах двух корпусов, изолирующий рукав, изготовленный из гибкого эластомерного материала, окружающий коаксиальным образом соединительный контакт и соединительные вставки и имеющий две концевые части в форме усеченного конуса, плотно прилегающие к внутренней поверхности втулок в местах сопряжении,
и средства для упрочнения изолирующего рукава в зонах соединения соединительного контакта со вставками, позволяющие предотвратить внутренние электрические пробои.

Известные устройства упомянутого выше типа описываются в материалах патента Франции за номером 1362997 и патентов ЕP за номерами 199249, 199208 и 520933. В этом случае соединительный контакт изготавливается либо в виде продолговатого трубчатого элемента, соединенного с соединительными вставками, либо в виде набора контактов типа штыря и гнезда, располагающихся в центральной зоне. Рукав, изготовленный из гибкого эластомерного материала, может быть упрочнен за счет использования проводящей металлической трубки, выполняемой коаксиальным образом вокруг соединительного контакта. Хорошо известная конструкция подобного типа оказывается весьма удобной для использования совместно с двумя блоками, имеющими правильно ориентированные друг относительно друга соединительные вставки, что требует обеспечения весьма небольших допусков в процессе их изготовления. В случае не совсем правильного осевого совмещения втулок и вставок подобное электрическое соединение будет подвергаться заметным механическим воздействиям, что может приводить к преждевременному износу соединительного устройства.

Целью настоящего изобретения является создание надежного соединительного устройства для выполнения электрических соединений между двумя высоковольтными блоками, характеризующимися большим диэлектрическим сопротивлением.

Соединительное устройство в соответствии с настоящим изобретением отличается тем, что соединительный контакт выполняется в виде жесткого центрального стержня, изготовленного из проводящего материала и имеющего размер вдоль оси, приблизительно соответствующий расстоянию разнесения для двух блоков, и двух воспринимающих контактов в форме тюльпана, закрепленных на противоположных концах центрального стержня и выступающих на всю длину расположения концевых частей в форме усеченного конуса, рукава и средств упрочнения.

В соответствии с одним из примеров реализации настоящего изобретения упрочняющие средства содержат внутреннюю основу, на которой формируется изолирующий рукав, последнее посредством напрессовывания на основу гибкого эластомерного материала, при этом материал основы является проводящим и характеризуется более высокими показателями жесткости, чем материал рукава. Толщина внутренней основы, окружающей стержень соединительного контакта, выполняется меньшей в центральной части для сохранения хороших показателей гибкости рукава на случай не совсем правильного осевого совмещения вставок.

В соответствии с другим предпочтительным примером реализации настоящего изобретения средства упрочнения формируются посредством установки без радиального зазора цилиндрических воспринимающих контактов в форме тюльпана внутри рукава, в непосредственном контакте с внутренней поверхностью рукава, которая покрывается изнутри слоем из проводящей краски, что позволяет обеспечить равномерное распределение электрического поля. Два воспринимающих контакта в форме тюльпана закрепляются на шаровых шарнирах, установленных на противоположных концах центрального стержня соединительного контакта.

Другие преимущества, свойства и признаки настоящего изобретения станут более очевидными из приводящегося ниже подробного описания трех примеров его реализации, которые не носят ограничительного характера по отношению к объему изобретения и рассматриваются со ссылками на сопутствующие черхежи, на которых изображено следующее:
На фиг.1 схематично показан вид поперечного сечения соединительного устройства в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг.2 показан вид, идентичный виду на фиг.1, но для случая альтернативного варианта реализации настоящего изобретения.

На фиг. 3 проиллюстрирован еще один альтернативный вариант реализации настоящего изобретения.

Обратимся теперь к фиг.1, где показано соединительное устройство 10 в условиях обеспечения полной электрической изоляции и присутствия направленного электрического поля между двумя высоковольтными блоками переключателей. Активная часть каждого блока переключателя встроена в герметично закрытый металлический корпус, содержащий изолирующий газ, роль которого на практике, как правило, выполняет воздух или гексафторид серы SF6. Соединение выполняется со стороны каждого из корпусов посредством использования двух металлических компонентов 12, 14 и должно носить герметичный характер во избежание утечек газа.

Соединительное устройство 10 включает подвижный соединительный контакт 16, выполненный из трех частей и включающий жесткий проводящий центральный стержень 18, на противоположных концах которого закрепляются два воспринимающих контакта в форме тюльпана 20, 22. Подвижный контакт 16 заключен в рукав 24, выполненный из гибкого эластомерного материала и закрепленный в двух полых втулках 26, 28 однополюсного или трехполюсного типа, изготовленных из эпоксидной смолы. Рукав 24, изготовленный из эластомерного материала, снабжен также двумя концевыми частями в форме усеченного конуса, приводящимися в контакт с втулками 26, 28, а также промежуточной соединительной частью с уменьшенным размером поперечного сечения.

Втулки 26, 28 закреплены соответственно на компонентах корпусов 12, 14, при этом крепление осуществляется либо с помощью нескольких винтов, либо с помощью гайки 30. Необходимая герметичность для каждого корпуса обеспечивается за счет использования прижимающейся к корпусу кольцевой прокладки 32. Проводящие вставки 34, 36 устанавливаются посредством запрессовывания в каждую из втулок 26, 28 и обеспечивают соединение между подвижным контактом 16 и электрической шиной соседних блоков, при этом по этой вставке протекает электрический ток заданной величины. Каждая вставка 34, 36 снабжается контактом конической формы для облегчения операции стыковки контактов, последнее даже в том случае, когда условия совмещения двух блоков оказываются далекими от идеальных.

Втулки 26, 28 могут включать металлические экраны, покрытые эпоксидной смолой, что способствует улучшению распределения электрического поля в условиях протекания электрического тока.

Для предотвращения электрических пробоев в местах установки соединительного устройства 10 концевые части в форме усеченного конуса, рукава 24 обжимаются втулками 26, 28 вдоль поверхности их сопряжения 38. С этой целью рукав 24 должен быть упрочнен за счет использования соответствующих средств упрочнения, действующих по внутреннему диаметру и на всем участке сопряжения со втулками 26, 28.

В примере, проиллюстрированном на фиг.1, механическое упрочнение обеспечивается за счет выполнения посредством напрессовывания рукава 24 из гибкого эластомерного материала на основе 40, изготовленной из твердого эластомерного материала. Основа 40 характеризуется меньшей толщиной в центральной части, что позволяет сохранить хорошую гибкость для всей конструкции.

Эластомерный материал рукава 24 является изолирующим, тогда как материал основы 40, наоборот, является проводящим. Проводящий стержень 18 соединительного контакта 16 пребывает под потенциалом основы 40, поскольку круговые выступы 42 последней приводятся в контакт с цилиндрической боковой поверхностью центрального стержня 18.

Размер этой центральной части (стержня) 18 приблизительно соответствует размеру промежуточной соединительной части рукава 24.

Заземленный полупроводящий слой 44 наносится посредством осаждения или напрессовывания на внешнюю поверхность промежуточной части рукава 24, так чтобы образовать конструкцию с направленным полем, нечувствительную к внешним воздействиям.

Два воспринимающих контакта в форме тюльпана 20, 22 подвижного контакта 16 закрепляются на двух противоположных концах стержня 18 таким образом, чтобы обеспечивалась возможность перемещения в случае, когда два блока неоптимальным образом располагаются друг по отношению к другу.

Обратимся теперь к фиг.2, где средства упрочнения рукава 24 выполнены в виде воспринимающих цилиндрических контактов в форме тюльпана 20, 22, закрепленных по внутреннему диаметру без радиального зазора внутри рукава 24 в целях упрочнения последнего. Два воспринимающих контакта в форме тюльпана 20, 22 закрепляются предпочтительным образом на шаровых шарнирах 46, 48, установленных на противоположных концах проводящего стержня 18 подвижного контакта 16.

Внутренняя поверхность рукава 24 в соответствии с примером реализации, проиллюстрированным на фиг.2, покрыта слоем проводящей краски 50 для обеспечения равномерного распределения электрического поля в условиях протекания электрического тока по подвижному соединительному контакту 16.

В рамках двух примеров реализации, проиллюстрированных на фиг.1 и 2, жесткая центральная часть 18 соединительного контакта 16 несколько превышает размер, соответствующий расстоянию разнесения для двух блоков.

В соответствии с фиг.3 рукав упрочняется за счет использования трубок 54, 56, которые изготавливаются из изолирующего или проводящего материала и на которые подается потенциал фазы, при этом упомянутые трубки выполняются по обе стороны от рукава 24 посредством запрессовывания или армирования в эластомерном материале.

Изобретение предназначено для выполнения электрического подключения между двумя высоковольтными газоизолированными блоками переключателей и содержит изолирующий рукав, коаксиально окружающий соединительный контакт, выполненный в виде жесткого центрального стержня, на котором закреплены два воспринимающих контакта в форме тюльпана. Размер стержня соответствует расстоянию между двумя блоками, а каждый воспринимающий контакт в форме тюльпана выступает на всю длину концевых частей рукава внутрь втулок, имеющих форму внутренней поверхности, аналогичную форме поверхности усеченных концевых частей. Технический результат - повышение надежности соединения и срока службы. 5 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Соединительное устройство для электрического соединения двух блоков, содержащих высоковольтные электрические переключатели, заключенные в два металлических корпуса, заполненных изолирующим газом, как правило, гексафторидом серы, содержащее соединительный контакт, связанный своими противоположными концами с парой вставок, изготовленных из проводящего материала и запрессованных в изолирующие втулки, установленные герметичным образом в двух расположенных рядом друг с другом отверстиях, выполненных в металлических компонентах двух корпусов, изолирующий рукав, изготовленный из гибкого эластомерного материала, коаксиально окружающий соединительный контакт и соединительные вставки и имеющий две концевые части в форме усеченного конуса, сопряженные своими поверхностями с внутренними поверхностями втулок, имеющими аналогичную форму, средства для упрочнения изолирующего рукава в зонах соединения соединительного контакта со вставками для предотвращения внутренних электрических пробоев, отличающееся тем, что соединительный контакт выполнен в виде жесткого центрального стержня, изготовленного из проводящего материала и имеющего размер вдоль оси, соответствующий расстоянию разнесения для двух блоков, и двух воспринимающих контактов в форме тюльпана, закрепленных на противоположных концах центрального стержня и выступающих на всю длину концевых частей в форме усеченного конуса рукава и средств упрочнения. 2. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что средства упрочнения включают внутреннюю основу, на которой выполняется посредством напрессовывания изолирующий рукав из гибкого эластомерного материала, при этом материал основы является проводящим и характеризуется большей жесткостью по сравнению с эластомерным материалом рукава. 3. Соединительное устройство по п.2, отличающееся тем, что толщина основы задается меньшей в центральной части, окружающей стержень соединительного контакта, для сохранения гибкости рукава в случае несоответствия позиций осей вставок. 4. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что средства упрочнения формируются посредством установки без осевого зазора цилиндрических воспринимающих контактов в форме тюльпана внутри рукава в контакте с его внутренней поверхностью, которая покрывается слоем проводящей краски для обеспечения равномерного распределения электрического поля. 5. Соединительное устройство по п.1, отличающееся тем, что два воспринимающих контакта в форме тюльпана закрепляются на противоположных концах центрального стержня соединительного контакта на шаровых шарнирах. 6. Соединительное устройство по п. 1, отличающееся тем, что средства упрочнения содержат трубки из изолирующего или проводящего материала, которые выполняются с обеих сторон рукава посредством запрессовывания или армирования в эластомерном материале.