ГЕРМЕТИЗИРОВАННЫЙ ВВОД Российский патент 2005 года по МПК H01B17/26 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к распределительным устройствам электротехнических установок, в первую очередь высоковольтным.

Широко известны различные проходные керамические изоляторы, оснащенные токоведущими системами [1].

Эти проходные изоляторы в электротехнических установках, в том числе в комплектных распределительных устройствах, выполняют функции вводов, соединяющих внешние и внутренние стороны этих установок. Одним из важнейших требований к вводам является обеспечение их герметичности, т.е. исключение попадания влаги внешней среды внутрь закрытых комплектных устройств.

В качестве прототипа предлагаемого изобретения принят герметизированный многоамперный ввод [2], в котором токоведущая система состоит из тонкостенных последовательно включенных: внешнего контактного вывода с кольцевой опорной поверхностью крепления, имеющего тот же уклон внутрь, что и торцевая поверхность изолятора; трубчатой центральной контакт-детали, имеющей отбортовку наружу, образующую также кольцевую опорную поверхность крепления, и внутреннего контактного вывода со своей опорной поверхностью, причем внешний контактный вывод и трубчатая центральная контакт-деталь своими кольцевыми опорными поверхностями плотно сжаты между собой и внешней торцевой поверхностью изолятора с помощью грибообразного прижима, расположенного по оси изолятора и имеющего плоскую или седлообразную кольцевую опорную поверхность.

Основным недостатком выбранного прототипа является то, что конструктивное решение узла герметизации требует высокой точности изготовления, а также хорошей самоустанавливаемости и строгого центрирования прижима, между поверхностями неизбежно появление местных зазоров, что создает возможность проникновения влаги.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является усиление их герметизации, снижение расхода проводниковых и вспомогательных материалов, уменьшение габаритов вводов, а также развитие вводов по параметрам.

Для решения этой задачи во вводе, содержащем проходной изолятор с центральным отверстием, внешняя торцевая поверхность которого выполнена с уклоном внутрь, токоведушую систему, состоящую из последовательно включенных: внешнего контактного вывода с кольцевой опорной поверхностью крепления, закрывающего одновременно центральное отверстие изолятора; трубчатой центральной тонкостенной контакт-детали, имеющей с одной ее стороны отбортовку во внешнюю сторону под тем же углом, что и торцевая поверхность изолятора, образующую кольцевую опорную поверхность крепления и являющуюся с другой ее стороны внутренним контактным выводом ввода, причем внешний контактный вывод и трубчатая центральная тонкостенная контакт-деталь своими кольцевыми опорными поверхностями плотно сжаты между собой и внешней торцевой поверхностью изолятора с помощью центрального подпружиненного стержня с шарнирным механизмом, опирающегося через консоли внутренней опоры ввода на внутренний торец изолятора, в центральной зоне кольцевой отбортованной под углом рабочей контактирующей поверхности трубчатой центральной тонкостенной контакт-детали симметрично относительно ее оси выполнена круговая, замкнутая по кольцу волнообразная выпуклость с одинаковой по периметру кольца высотой, имеющая в любом радиальном сечении ввода форму поверхности, плавноизменяющуюся в местах перехода от плоскости к выпуклости с минимально возможным радиусом по условиям технологичности в основании выпуклости и максимальным конструктивно возможным радиусом на вершине волнообразной выпуклости при конструктивно возможно большей ширине части выпуклости с этим максимальным радиусом в пределах принятой ширины отбортовки. Дополнительно в токоведушую систему ввода могут быть введены один или более параллельно работающие тонкостенные токоведущие элементы, расположенные внутри центральной трубчатой контакт-детали и имеющие свои контактирующие поверхности совместно с внешним и внутренним контактными выводами. Внешний контактный вывод ввода может быть снабжен по наружному диаметру жестко закрепленным с ним закрытым с внешнего торца защитным цилиндром, расположенным с зазором относительно диаметра контактного вывода и относительно равного ему диаметра изолятора с размещением в зазоре эластичной, дополнительно герметизирующей верхнюю часть ввода защитной прокладки. Дополнительно контактные выводы ввода могут быть снабжены переходными пластинами медь-алюминий.

Нам не известны такие герметизированные вводы.

В предлагаемом конструктивном решении ввода его герметизация достигается выполнением на отбортованной кольцевой поверхности токоведущей контакт-детали ввода выпуклости, расположенной в центре вдоль отбортованной поверхности на ее ширине, равной ширине скоса изолятора, на которую контакт-деталь опирается, что позволяет при приложении соответствующего контактного нажатия получить замкнутый след или, применительно к контактной терминологии, замкнутую по окружности эффективную кольцевую упругую площадку контактирования, которая позволяет максимально снизить тепловые потери при протекании тока через такое контактное соединение за счет соответствующего снижения сопротивления контакта, полностью стабилизировать переходное сопротивление стягивания контакта во вводах, изготавливаемых по одним чертежам, свести это сопротивление к минимуму и за счет образования плотного замкнутого по окружности эффективного кольца контактирования практически исключить проникновение через это кольцо внешней влаги внутрь ввода, т.е. достигнуть герметизации ввода.

Выполнение же в центральной зоне на конусной плоской опорной отбортованной поверхности контакт-детали одинаковой по высоте на всем ее периметре выпуклости с минимальным технологически возможным радиусом в основании выпуклости и максимально конструктивно возможной ширине выпуклости с наибольшим возможным радиусом на ее вершине в поперечном направлении лишь усиливает соответственно отмеченные положительные стороны ввода.

Для увеличения токопропускной способности герметизированного ввода дополнительно в его токоведушую систему вводятся один или более параллельно работающие тонкостенные токоведущие элементы, которые расположены внутри центральной трубчатой контакт-детали и имеют свои контактирующие поверхности совместно с внешним и внутренним контактными выводами. Расположение параллельно работающих тонкостенных токоведуших элементов внутри центральной трубчатой контакт-детали позволяет повысить параметры ввода по току, сохраняя прежние вводы.

Для усиления герметизации ввода его внешний контактный вывод снабжается по наружному диаметру жестко закрепленным с ним закрытым с внешнего торца защитным цилиндром, который расположен с зазором относительно диаметра контактного вывода и относительно равного ему диаметра изолятора с размещением в зазоре эластичной, дополнительно герметизирующей верхнюю часть ввода защитной прокладки.

Для подсоединения ко вводу подводящих алюминиевых шин контактные выводы ввода снабжаются переходными пластинами медь-алюминий. Такие пластины, в которых медная и алюминиевая части сварены встык, подсоединяются к контактным выводам медной частью и исключают электрохимическую коррозию, имеющую место при контакте медных токоведущих элементов с алюминиевыми.

На фиг.1 показано в качестве примера простейшее конструктивное решение предлагаемого ввода, на фиг. 2 показаны проекции ввода на большие номинальные токи с дополнительными средствами герметизации.

Герметизированный ввод (фиг.1) содержит проходной изолятор 1, установленный на стенке 2 распределительного устройства с помощью элементов механического крепления 3, на котором смонтирована токоведущая система, состоящая из последовательно установленных на внешнем торце изолятора трубчатой центральной контакт-детали 4 с помощью отбортованной под углом во внешние стороны ее частью 5 с волнообразной выпуклостью 6 и внешнего контактного вывода 7. В полость 8, образованную волнообразной выпуклостью 6 трубчатой центральной контакт-детали 4 и внешней торцевой поверхностью 9 проходного изолятора 1, введена эластичная уплотняющая прокладка 10. Центральный подпружиненный стержень 11 обеспечивает прижим внешнего контактного вывода 7 к волнообразной выпуклости 6 и ее упругую деформацию. Шарнирный механизм 12, установленный между внешним контактным выводом 7 и центральным подпружиненным стержнем 11, служит достижению самоустанавливаемости внешнего контактного вывода 7 на волнообразной выпуклости 6. Само нажатие достигается с помощью внутренней опоры 13, пружины 14 и натяжной гайки 15. Трубчатая центральная контакт-деталь 4 с помощью продольных шлицов 16, выполненных на части ее длины с внутреннего конца, расчленена на два параллельных работающих внутренних контактных вывода 17, которым придана плоская форма.

На фиг.2 показана проекция ввода с дополнительно введенным параллельно работающим тонкостенным токоведущим элементом 18, защитным цилиндром 19 и эластичной прокладкой 20. К внешнему контактному выводу 7 подсоединена переходная пластина медь-алюминий 21 ее средней медной частью 22, а алюминиевые части 23 переходной пластины становятся алюминиевыми выводами ввода.

Литература

1. ГОСТ 20454-85. Изоляторы керамические проходные на напряжение свыше 1000 В. - М.: Госстандарт, 1985, с.4-5.

2. Прототип: патент №2163040 от 10.02.2001 г. Герметизированный многоамперный ввод.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к распределительным устройствам электротехнических установок, в первую очередь высоковольтным. Техническим результатом является усиление герметизации, снижение расхода проводниковых и вспомогательных материалов, уменьшение габаритов вводов, а также развитие вводов по параметрам. Герметизированный ввод, содержащий проходной изолятор (1) с центральным отверстием, внешняя торцевая поверхность которого выполнена с уклоном внутрь, токоведущую систему, состоящую из последовательно включенных внешнего контактного вывода (7) с кольцевой опорной поверхностью крепления, закрывающего одновременно центральное отверстие изолятора, трубчатой центральной тонкостенной контакт-детали (4), имеющей с одной ее стороны отбортовку (5) во внешнюю сторону под тем же углом, что и торцевая поверхность изолятора, образующую кольцевую опорную поверхность крепления и являющуюся с другой ее стороны внутренним контактным выводом (17) ввода, причем внешний контактный вывод (7) и трубчатая центральная тонкостенная контакт-деталь (4) своими кольцевыми опорными поверхностями плотно сжаты между собой и внешней торцевой поверхностью изолятора с помощью центрального подпружиненного стержня (11) с шарнирным механизмом (12), опирающегося через консоли внутренней опоры (13) ввода на внутренний торец изолятора, имеет в центральной зоне кольцевой отбортованной под углом рабочей контактирующей поверхности трубчатой центральной тонкостенной контакт-детали (4) выполненную симметрично относительно ее оси круговую, замкнутую по кольцу волнообразную выпуклость (6) с одинаковой по периметру кольца высотой, имеющую в любом радиальном сечении ввода форму поверхности, плавноизменящуюся в местах перехода от плоскости к выпуклости с минимально возможным радиусом по условиям технологичности в основании выпуклости и максимальным конструктивно возможным радиусом на вершине волнообразной выпуклости при конструктивно возможно большей ширине части выпуклости с этим максимальным радиусом в пределах принятой ширины отбортовки. Дополнительно в токоведущую систему ввода могут быть введены один или более параллельно работающие тонкостенные токоведущие элементы, расположенные внутри центральной трубчатой контакт-детали и имеющие свои контактирующие поверхности совместно с внешним и внутренним контактными выводами. Внешний контактный вывод ввода может быть снабжен по наружному диаметру жестко закрепленным с ним закрытым с внешнего торца защитным цилиндром, расположенным с зазором относительно диаметра контактного вывода и относительно равного ему диаметра изолятора с размещением в зазоре эластичной, дополнительно герметизирующей верхнюю часть ввода защитной прокладки. Дополнительно контактные выводы ввода снабжены переходными пластинами, имеющими среднюю медную часть, а алюминиевые их части являются выводами ввода. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Герметизированный ввод, содержащий проходной изолятор с центральным отверстием, внешняя торцевая поверхность которого выполнена с уклоном внутрь, токоведущую систему, состоящую из последовательно включенных: внешнего контактного вывода с кольцевой опорной поверхностью крепления, закрывающего одновременно центральное отверстие изолятора; трубчатой центральной тонкостенной контакт-детали, имеющей с одной ее стороны отбортовку во внешнюю сторону под тем же углом, что и торцевая поверхность изолятора, образующую кольцевую опорную поверхность крепления, и являющейся с другой ее стороны внутренним контактным выводом ввода, причем внешний контактный вывод и трубчатая центральная тонкостенная контакт-деталь своими кольцевыми опорными поверхностями плотно сжаты между собой и внешней торцевой поверхностью изолятора с помощью центрального подпружиненного стержня с шарнирным механизмом, опирающегося через консоли внутренней опоры ввода на внутренний торец изолятора, отличающийся тем, что в центральной зоне кольцевой отбортованной под углом рабочей контактирующей поверхности трубчатой центральной тонкостенной контакт-детали симметрично относительно ее оси выполнена круговая замкнутая по кольцу волнообразная выпуклость с одинаковой по периметру кольца высотой, имеющая в любом радиальном сечении ввода форму поверхности, плавно изменящуюся в местах перехода от плоскости к выпуклости с минимально возможным радиусом по условиям технологичности в основании выпуклости и максимальным конструктивно возможным радиусом на вершине волнообразной выпуклости при конструктивно возможно большей ширине части выпуклости с этим максимальным радиусом в пределах принятой ширины отбортовки.2. Ввод по п.1, отличающийся тем, что дополнительно в его токоведущую систему введены один или более параллельно работающие тонкостенные токоведущие элементы, расположенные внутри центральной трубчатой контакт-детали и имеющие свои контактирующие поверхности совместно с внешним и внутренним контактными выводами.3. Ввод по любому из пп.1 и 2, отличающийся тем, что внешний контактный вывод снабжен по наружному диаметру жестко закрепленным с ним закрытым с внешнего торца защитным цилиндром, расположенным с зазором относительно диаметра контактного вывода и относительно равного ему диаметра изолятора с размещением в зазоре эластичной дополнительно герметизирующей верхнюю часть ввода защитной прокладки.4. Ввод по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что дополнительно его контактные выводы снабжены переходными пластинами, имеющими среднюю медную часть, а алюминиевые их части являются выводами ввода.