СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ УЗЕЛ ДЛЯ ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ Российский патент 2005 года по МПК H01R13/52 H02B13/00 

Предмет изобретения

Настоящее изобретение относится к соединительному узлу для элементов электрических распределительных устройств, в частности к системе стыковки элементов или модулей электрических распределительных устройств, предназначенных для использования в системах распределения электроэнергии и трансформаторных станциях, в которой для стыковки или взаимосвязи между элементами используется независимый соединительный элемент, который в качестве промежуточной части вводится в отдельные гнезда, предусмотренные для этой цели в каждом из элементов и оборудованные электропроводящими выводами, которые требуется соединить.

Предметом изобретения является стыковочная система или соединительный узел между элементами, являющимися частью рабочего и защитного оборудования систем распределения электроэнергии и трансформаторных станций, отличающаяся тем, что непосредственная стыковка или соединение происходит так, чтобы постоянно поддерживать механическую герметичность и электрическую изоляцию соединения, и, таким образом, предотвращать утечку защитного газа, который обычно используется в таком типе оборудования, во время операции соединения или стыковки.

Предпосылки изобретения

В Европейском Патенте №0520933 дано описание стыковочной системы для стыковки модулей распределительной аппаратуры в трансформаторных и им подобных станциях, где каждый из модулей или элементов имеет соответствующие гнезда, которые совместно с уплотнительной прокладкой формируют герметичную стыковку, при этом каждое гнездо в меньшей или внутренней части имеет отверстие для закрепления контактного вывода.

Более того, в данном Европейском Патенте, описано как с каждой парой гнезд, расположенных друг напротив друга и соответствующих двум соседним модулям, взаимодействует, в качестве промежуточной части, изолирующий корпус, имеющий форму усеченного с двух сторон конуса, внутренняя часть которого представляет собой металлическую трубку, внутрь которой вставлено множество электропроводящих штыревых деталей, предназначенных для стыковки контактных выводов каждого элемента. Вышеуказанные электропроводящие штыревые части стягиваются вокруг контактных клемм с помощью пружин или колец, расположенных по их периферии.

Между электропроводящими деталями и металлической трубкой, расположенными внутри внешнего изолирующего корпуса, расположен ряд эластичных лент, которые допускают определенную поперечную подвижность этих электропроводящих деталей с целью предотвращения возможных ошибок выравнивания между контактными выводами как в случае смещения стыкуемых гнезд, так и самих элементов.

Описание изобретения

В предлагаемом соединительном узле для элементов электрических распределительных устройств первое усовершенствование состоит в том, что электропроводящие детали установлены в радиальных каналах, выполненных в электропроводящем кольце, внешний диаметр которого по существу соответствует внутреннему диаметру внешнего изолирующего корпуса. Пучок электропроводящих деталей закрепляется внутри изолирующего корпуса за счет хорошего контакта между вышеупомянутым электропроводящим кольцом и самим корпусом, однако имеется возможность поворота, чтобы вышеуказанный пучок электропроводящих деталей мог перемещаться радиально для стыковки с контактными выводами, расположенными внутри гнезд, даже в том случае, когда они не выровнены.

Электропроводящие детали имеют центральный паз длиной меньше ширины канала в кольце, в который вставлена каждая электропроводящая деталь, позволяющий радиальное перемещение последних внутри кольца в момент, когда соединительный узел состыковывается с соответствующим контактным выводом. Вышеуказанные электропроводящие детали прижимаются к кольцу за счет нескольких круговых пружин, предотвращая любое перемещение в продольном направлении, которое может повлечь выпадение этих электропроводящих деталей.

Другое усовершенствование состоит с том, что внешний изолирующий корпус соединительного узла выполнен из эластичного материала, обладающего большой способностью к деформации и позволяющего ему подстраиваться к соответствующим гнездам в случае их отклонения от соосного положения, и, таким образом, гарантируя оптимальное механическое уплотнение между соединительным элементом и гнездами.

Более того, можно отметить, что внутри вышеупомянутого эластичного корпуса расположены две металлические трубки, установленные на каждом конце корпуса, обеспечивающие определенную жесткость корпуса для хорошего уплотнения с гнездами. Внутренние трубки имеют меньшую длину, чем корпус, и, таким образом, оставляют центральную часть для установки электропроводящего кольца, содержащего электропроводящие детали. Эти внутренние жесткие металлические трубки эластичного корпуса делают невозможным сильное несовпадение между эластичным корпусом и гнездами из-за чрезмерной деформации корпуса, которая может быть вызвана неправильным монтажом гнезда, и которая увеличивает вероятность существования точек отсутствия контакта между гнездами и корпусом, и, таким образом, создающих плохие герметизирующие возможности.

Другое усовершенствование соединительного узла предполагает колпачок который стыкуется с гнездами в случае, когда в электрическом соединении нет необходимости. Колпачок предусмотрен для герметичной и электрически изолированной закупорки гнезда и контакта, расположенного в нижней его части.

Усовершенствование колпачка состоит в достижении хорошей механической и электрической изоляции, и для этого используется конструкция, подобная вышеописанному соединительному элементу, с корпусом из изолирующего материала и внутренним металлическим стаканом. Этот стакан обеспечивает электрический контакт, а также определенную жесткость, которая совместно с эластичностью внешнего корпуса обеспечивает хорошую герметизацию.

В дополнение вышеупомянутый металлический стакан содействует созданию равнопотенциального пространства внутри самого колпачка, что предотвращает частичный разряд. Для этого в нижней части вышеупомянутого стакана предусмотрено отверстие, через которое проходит небольшой выступ из полупроводникового материала, который входит в соприкосновение с выводом соответствующего элемента и приводит патрон к тому же потенциалу, что имеет соединительный вывод. Данный выступ должен быть выполнен из гибкого материала, чтобы компенсировать возможные изменения длины и, таким образом, гарантировать хороший электрический контакт.

Вышеупомянутый колпачок укомплектован вторым металлическим стаканом, который совместно с внутренним стаканом составляет емкостной делитель, и через металлическую клемму внешнего стакана можно подключать щуп для измерения напряжения на шине.

Дальнейшее усовершенствование состоит в том, что три гнезда элемента объединяются с помощью трехфазной металлической пластины, действующей как экран, перенаправляющий электрическое поле в гнезда и, таким образом, предотвращающий его концентрацию на периферии. Трехфазная пластина, заделанная в гнезда, имеет незначительный изгиб, который направляет электрическое поле через внутреннюю часть гнезда.

Краткое описание чертежей

Для более полного понимания сущности данного изобретения, в соответствии с предпочтительным примером его практической реализации, ниже приводится подробное описание изобретения со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

Фигура 1 изображает узел, который включает независимый соединительный элемент, предназначенный для стыковки с соответствующим гнездом;

фигура 2 - поперечный разрез соединительного элемента, а также вид сбоку в разрезе двух гнезд, подлежащих стыковке, а также относящихся к ним контактных выводов;

фигура 3 - вид спереди электропроводящего кольца, в которое вставлены полупроводниковые части, соосно установленные внутри внешнего эластичного корпуса;

фигура 4 - вид в разрезе колпачка, предназначенного для последующей установки на гнездо, в соответствии с вариантом воплощения данного изобретения;

фигура 5 - вид спереди колпачка, изображенного на предыдущей фигуре;

фигура 6 - вид сверху трех гнезд одного элемента, объединенных с помощью трехфазной металлической пластины;

фигура 7 - поперечный разрез трехфазной металлической пластины, изображенной на предыдущей фигуре, а также соответствующего гнезда.

Предпочтительное воплощение данного изобретения

Каждый независимый соединительный элемент, изображенный на фигурах 1 и 2, для своего соединения с двумя последовательными гнездами, содержит эластичный изоляционный корпус (1) в виде усеченного с двух сторон конуса, внутри которого вставлена пара металлических трубок (2). Их общая суммарная длина меньше длины корпуса (1) и оставляет промежуточную зону для установки электропроводящего кольца (3), имеющего множество радиальных каналов (4), в которые вставлены штыревые электропроводящие детали (5). Их суммарный внешний диаметр, а также диаметр вышеуказанного проводящего кольца (3), равен внутреннему диаметру эластичного корпуса (1), при этом кольцо (3) закреплено в центральной части корпуса (1), и вставлено между торцами металлических трубок (2) внутри корпуса (1). Пучок, сформированный различными электропроводящими деталями (5), соединенными и установленными в радиальных каналах (4) проводящего кольца (3), прочно удерживается непосредственно внутри эластичного корпуса (4) посредством точного контакта между кольцом (3) и внутренней поверхностью корпуса (1). Однако существует возможность для электропроводящих деталей (5) поворачиваться относительно корпуса (1), так что эта конструкция может быть сдвинута радиально и соединена с контактными выводами (6), расположенными внутри соответствующих гнезд (7), даже в случае, когда они не выровнены.

Эти электропроводящие детали (5) имеют центральный паз (8), который обеспечивает размещение каждой электропроводящей детали (5) в соответствующих каналах (4) проводящего кольца (3). И, таким образом, допускается радиальный сдвиг этих электропроводящих деталей (5) в момент, когда соединительная конструкция состыковывается с соответствующими выводами, несмотря на их отклонение в случае, когда выводы не выровнены.

Когда электропроводящие детали (5) установлены в требуемом положении в кольце (3), и соответствующие пружины (9) охватывают или установлены по внешней периферии на концах деталей этих электропроводящих частей (5), они будут плотно прижатыми к кольцу (3) и любой сдвиг в продольном направлении будет невозможен, что предотвращает возможность их выпадения.

Что касается металлических трубок (2), которые вставлены внутрь эластичного корпуса (1), то они предназначены для обеспечения определенной жесткости, которая гарантирует хорошее уплотнение с гнездами (7).

Что касается колпачка, показанного на фигурах 5 и 6, предназначенного для установки в гнезда (7) в случае, когда в электрическом соединении нет необходимости, вышеуказанный колпачок герметично закрывает гнездо и электрически изолирует контактный вывод, расположенный в его нижней части. Необходимо отметить, что для достижения хорошей механической герметичности и электрической изоляции, вышеупомянутый колпачок, обозначенный в общем случае позицией 10, имеет конфигурацию, аналогичную описанному ранее соединительному элементу. Таким образом, изолирующий корпус (10) так же эластичен и внутри него предусмотрен металлический стакан (11) посредством которого устанавливается электрический контакт, и который обеспечивает заданную жесткость, которая, в комбинации с эластичностью внешнего корпуса колпачка (10), гарантирует хорошую герметичность.

В нижней части вышеупомянутого стакана (11) предусмотрено отверстие, через которое проходит небольшой выступ (12) из полупроводникового материала, который входит в соприкосновение с выводом (6) элемента, приводящий стакан (11) и пространство внутри него к тому же потенциалу, что имеет вывод. Данный выступ (12) должен быть выполнен из гибкого материала, чтобы компенсировать возможные изменения длины и гарантировать хорошее соединение с соответствующим контактным выводом.

Более того, колпачок (10) на своей внешней стороне содержит второй металлический стакан (13), который, совместно с вышеупомянутым стаканом (11) составляет емкостной делитель, который через металлическую клемму (14) внешнего стакана (13) позволяет подключать щуп для измерения напряжения на шине.

Вышеуказанный колпачок (10) закреплен на элементе, в закрытом положении, с помощью плоской металлической пластины (15), которая имеет пару овальных отверстий (16) для винтов или других подходящих средств крепежа.

Что касается гнезд (7) как таковых, установленных на соответствующем элементе, видно, что три гнезда одного элемента, как показано на фигуре 6, связаны трехфазной металлической пластиной (17), которая выполняет роль экрана и ослабляет поля в гнездах (7), предотвращая концентрирование вышеуказанных полей на периферии. Вышеуказанная трехфазная металлическая пластина (17) заделана в гнезда (7) и объединяется с ними непосредственно в процессе формовки, а также крепится к элементу с помощью сварки по всему ее периметру. Вышеуказанная пластина (17) также имеет незначительный изгиб (18) в той ее части, которая заделана в соответствующее гнездо (7), направляющий электрическое поле внутрь этого гнезда.

Изобретение относится к области электротехники. Соединительный узел включает независимый соединительный элемент, вставленный в гнезда, которые соединены с модульными элементами, являющимися частью рабочего и защитного оборудования трансформаторных станций и систем распределения электроэнергии. Каждый соединительный элемент включает внешний эластичный корпус, внутри которого смонтировано электропроводящее кольцо, в котором соосно установлено множество электропроводящих частей, проходящих через каналы в кольце. Вышеуказанные электропроводящие детали формируют пучок с возможностью его осевого смещения и поворота в кольце, что делает возможным их монтаж и стыковку с соответствующими соединительными контактными выводами, предусмотренными в гнездах, и относятся к каждому из соседних элементов. Технический результат - предотвращение утечки защитного газа во время операции стыковки путем повышения механической герметичности и электрической изоляции соединения. 5 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Соединительный узел для элементов электрических распределительных устройств, применяемый для модульных элементов рабочего и защитного оборудования в трансформаторных станциях и системах распределения электроэнергии, предназначенный для обеспечения механической герметичности и электрической изоляции, включающий независимый соединительный элемент, выполненный с возможностью введения в гнезда, предварительно соединенные с элементами электрических распределительных устройств и имеющие соответствующие контактные выводы, при этом независимый соединительный элемент включает пучок электропроводящих деталей для стыковки с контактными выводами гнезд, и средство, обеспечивающее возможность смещения электропроводящих деталей для случаев, когда контактные выводы не выровнены, при этом на тот случай, когда нет необходимости в электрическом соединении, предусмотрен колпачок, стыкуемый с гнездом для электрической изоляции контактного вывода, отличающийся тем, что независимый соединительный элемент включает внешний корпус (1), выполненный из эластичного материала, внутри и частично снаружи которого предусмотрен полупроводник для обеспечения лучшего регулирования электрического поля; пару металлических трубок (2), общая длина которых меньше длины внешнего корпуса (1), расположенных в внешнем корпусе по краям так, что обеспечено свободное пространство центральной части внешнего корпуса (1); пучок электропроводящих деталей (5), соосно закрепленных в соответствующих каналах (4) в металлическом электропроводящем кольце (3), вставленном в внешний корпус (1), при этом электропроводящее кольцо (3) расположено в центральной части между концами металлических трубок (2), прочно удерживающих кольцо (3) в корпусе (1), причем между электропроводящими деталями (5) и металлическими трубками (2) имеется достаточное пространство для определенного поворота пучка электропроводящих деталей (5) для возможности их смещения, когда соединяемые контактные выводы (6) не выровнены.2. Соединительный узел по п.1, отличающийся тем, что в элекропроводящих деталях (5) выполнен центральный паз (8), высота которого меньше высоты каналов (4), выполненных в электропроводящем кольце (3), что оставляет свободное пространство между электропроводящими деталями (5) и внутренней поверхностью трубок (2) и позволяет радиальное перемещение этих электропроводящих деталей (5) внутри электропроводящего кольца (3), когда происходит состыковка с контактными выводами, а также поворот вышеуказанных электропроводящих деталей (5) внутри корпуса в случаях, когда контактные выводы не выровнены.3. Соединительный узел по п.1 или 2, отличающийся тем, что на внешних частях электропроводящих деталей (5) установлены пружины (9), прижимающие пучок электропроводящих деталей (5) к электропроводящему кольцу (3), которые, совместно с пазами в электропроводящих деталях (5) препятствуют смещению электропроводящих деталей (5) в продольном направлении и, соответственно, их выпадению.4. Соединительный узел по пп.1-3, отличающийся тем, что колпачок (10) включает внешний изолирующий корпус, выполненный из эластичного материала, на внутренней и внешней поверхности которого предусмотрены полупроводники для лучшего регулирования электрических полей, и содержит внутренний металлический стакан (11), обеспечивающий заданную жесткость и герметичность в сочетании с эластичностью корпуса колпачка (10), при этом вышеуказанный металлический стакан (11) обеспечивает создание равнопотенциального пространства внутри колпачка (10), предотвращая частичную разрядку, для этого в его нижней части выполнено отверстие, через которое проходит небольшой выступ (12), выполненный из гибкого полупроводникового материала, входящий в контакт с соответствующим контактным выводом и приводящий стакан (11) и его внутреннее пространство к тому же потенциалу, что имеет контактный вывод, с обеспечением хорошего контакта с соответствующим выводом.5. Соединительный узел по п.4, отличающийся тем, что колпачок (10) на своей внешней части имеет второй металлический стакан (13), который совместно с внутренним стаканом (11) образует емкостный делитель, позволяющий подключать щуп для замера напряжения на шине с помощью металлической клеммы (14), соединенной с внешним стаканом (13), при этом вышеуказанный колпачок (10) снабжен плоской металлической пластиной (15) с эллиптическими отверстиями (16) для герметичности крепления к элементу электрического распределительного устройства.6. Соединительный узел по п.5, отличающийся тем, что три гнезда (7) одного элемента объединены с помощью трехфазной металлической пластины (17), непосредственно заделанной в сами гнезда (7) и имеющей незначительный изгиб (18) для перенаправления электрического поля внутрь самого гнезда (7), причем трехфазная металлическая пластина (17) объединена гнездами (7) непосредственно в процессе формовки.