ЗАЗЕМЛЯЮЩИЙ ЗАЖИМ Российский патент 2005 года по МПК H01R4/66 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к зажимам переносных заземлений, используемым для заземления отключенных проводов воздушных линий электропередачи.

Известен (1) заземляющий зажим, содержащий электродинамический контур, образованный планками, расположенными одна вдоль другой, контактный узел, размещенный в нижней части электродинамического контура, захват для улавливания заземляемого провода, выполненный на нижнем конце одной из планок электродинамического контура. Верхние концы планок контура соединены гибкой токопроводящей перемычкой. В точке соединения гибкой перемычки со второй планкой электрически подсоединена планка спуска, которая расположена вдоль второй планки электродинамического контура и электроизолирована от нее ниже точки соединения. На нижнем конце планки спуска размещена клемма для подсоединения заземляющего провода.

Данный заземляющий зажим конструктивно сложен из-за сравнительно большой номенклатуры входящих в него изделий. Сложен зажим и в технологическом плане из-за необходимости электроизолирования планки спуска и выполнения гибкого соединения планок электродинамического контура и планки спуска.

Известен (2) также заземляющий зажим, содержащий электродинамический контур, образованный расположенными одна вдоль другой планками из упругого ферромагнитного материала, контактный узел, образованный верхними концами планок и включающий в себя параллельные контакт-детали с контактами, причем часть этих контакт-деталей выполняет по совместительству роль ограничителя перемещения заземляемого провода и захвата для его улавливания, верхний конец одной из планок электродинамического контура выполнен в виде вилки, зубья которой отогнуты в сторону другой планки и образуют с верхним концом второй планки участки с накрест расположенными продольными осями планок, при этом накрест расположенный конец одной из планок огибает аналогичный конец другой планки, клемму для подсоединения заземляющего провода, размещенную на нижнем конце одной из планок, а место электрического и механического соединения нижних концов планок расположено ниже контактного узла (прототип).

Основной недостаток конструкции зажима, взятого за прототип, заключается в низкой эффективности применения электродинамического контура при компенсации электродинамических усилий сужения, возникающих в контактах в режиме короткого замыкания. Это объясняется следующим. При протекании по зажиму тока короткого замыкания каждая из планок электродинамического контура может быть представлена в виде балки с неравномерно распределенной (в общем случае) по длине балки нагрузкой, причем каждая такая балка имеет по своим концам точки опоры: с одного конца балки - это контакты контакт-деталей контактного узла и заземляемого провода, а с другого - точки соединения планок между собой. Результирующее усилие электродинамического взаимодействия планок, отнесенное к одной планке, будет приложено примерно к середине той части каждой планки, непосредственно представляющей электродинамический контур, хотя и имеет положительную тенденцию к некоторому смещению точки приложения каждой равнодействующей в сторону контактного узла - по мере увеличения диаметров заземляемых проводов. Однако поскольку разброс диаметров заземляемых проводов не так уж и велик, то и величина смещения точки приложения каждой равнодействующей будет также незначительна. В конечном итоге, даже несмотря на эффективность собственно электродинамического контура, эффективность его использования в целях компенсации электродинамических усилий сужения в контактах зависит от длины плеча, определяемого расстоянием от точки приложения равнодействующих до точек механического и электрического контакта планок с заземляемым проводом. Как видно из конструкции зажима, взятого за прототип, в эту длину плеча входит как "полезное" расстояние, определяемое половиной длины планок собственно электродинамического контура, так и "бесполезное" расстояние - расстояние от места накрест расположенных планок электродинамического контура до ограничителя перемещения заземляемого провода (это расстояние всегда несколько меньше на величину радиуса конкретно заземляемого провода). Эффективность применения электродинамического контура будет тем выше, чем больше будут смещены точки приложения равнодействующих к планкам электродинамического контура в сторону контактного узла.

Целью настоящего изобретения является максимально возможное повышение эффективности всего электродинамического контура в целом и повышение эффективности его применения в заземляющем зажиме при погашении электродинамических усилий сужения, возникающих в контактах в аварийном режиме.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в конструкцию известного заземляющего зажима, содержащего электродинамический контур, образованный расположенными одна вдоль другой планками из упругого ферромагнитного материала, контактный узел, образованный верхними концами планок и включающий в себя параллельные контакт-детали с контактами, при этом часть контакт-деталей выполняет по совместительству роль ограничителя перемещения заземляемого провода и захвата для ею улавливания, одна из планок электродинамического контура в своей верхней части выполнена в виде вилки, зубья которой отогнуты в сторону другой планки и образуют с верхним концом второй планки участки с накрест расположенными продольными осями планок, при этом накрест расположенный конец одной из планок огибает аналогичный конец другой планки, клемму для подсоединения заземляющего провода, размещенную на нижнем конце одной из планок, а место электрического и механического соединения нижних концов планок расположено ниже контактного узла, внесено существенное конструктивное изменение, заключающееся в том, что планка, выполненная в виде вилки с отогнутыми зубьями, снабжена дополнительным зубом, который является геометрическим продолжением самой планки, от места оснований отогнутых зубьев в сторону контактного узла и вдоль другой планки, образуя дополнительный электродинамический контур.

Достижение поставленной цели за счет изменения конструкции известного заземляющего зажима объясняется следующим.

Введение в конструкцию известного зажима дополнительного зуба равносильно введению дополнительного электродинамического контура, который в режиме короткого замыкания действует согласно с уже существующим электродинамическим контуром. Дополнительный зуб рассматривается как ферромагнитная стенка, а часть противолежащей планки зажима (от места накрест расположенных планок до ограничителя перемещения заземляемого провода) как проводник с током (3, с.47). В этом случае сила взаимодействия проводника и стенки рассматривается как сила взаимодействия между двумя проводниками с тем же током, но находящимися на удвоенном расстоянии друг от друга. Последнее обстоятельство обусловливает повышенную эффективность дополнительного контура за счет увеличения численного значения коэффициента формы к_ф (4, с.104-105), а следовательно, и повышенную эффективность составного электродинамического контура в целом. Таким образом, точка приложения суммарного результирующего усилия к каждой планке (от двух электродинамических контуров) существенно переместится по направлению к контактному узлу, что как раз и обеспечивает повышенную эффективность компенсации электродинамических усилий отброса контактов и стабилизацию переходного сопротивления контактов в режиме короткого замыкания. В конечном итоге, результат внесенного в существующий зажим конструктивного изменения - повышенная сохранность заземляемых проводов и контакт-деталей самого зажима и невозможность сброса с проводов всего переносного заземления в целом в аварийном режиме.

Предлагаемый заземляющий зажим схематично представлен чертежами на фиг.1-3.

На фиг.1 показан общий вид заземляющего зажима;

На фиг.2 - то же, вид слева;

На фиг.3 показан общий вид заземляющего зажима в рабочем положении, совместно с заземляемым проводом, вид слева.

Заземляющий зажим состоит из электродинамического контура, образованного упругими ферромагнитными планками 1 и 2, расположенными одна вдоль другой, контактного узла, образованного верхними концами планок 1 и 2, состоящего из параллельных и снабженных контактами контакт-деталей 3. Верхняя часть планки 2 выполнена в виде вилки, зубья 4 которой отогнуты в сторону планки 1, образуя с ней участки с накрест расположенными продольными осями планок, при этом накрест расположенный конец одной из планок огибает аналогичный конец другой планки. Контакт-детали 3, принадлежащие планке 1, выполняют по совместительству роль ограничителя перемещения 5 заземляемого провода и захвата 6 для его улавливания. Электрическое и механическое соединение нижних концов планок 1 и 2 произведено посредством хвостовика 7 и находится ниже контактного узла. На нижнем конце одной из планок размещена клемма 8 для подсоединения заземляющего провода. Планка 2, кроме зубьев 4, снабжена также дополнительным зубом 9, который является геометрическим продолжением планки 2 в сторону контактного узла, причем продольные оси дополнительного зуба 9 и самой планки 2 совпадают между собой.

Заземляющий зажим после улавливания захватом 6 заземляемого провода движением сверху вниз устанавливается на заземляемый провод, что фиксируется ограничителем перемещения 5. При протекании по зажиму тока короткого замыкания электродинамические усилия взаимодействия между планками 1 и 2 являются результатом не только действия электродинамического контура уже известного зажима (прототип), но и результатом действия дополнительного электродинамического контура, образованного дополнительным зубом 9 и противолежащей частью планки 1 с током (от места накрест расположенных планок до ограничителя перемещения 5). Результирующая усилий от действия составного контура, приложенная к каждой планке, будет существенно смещена по направлению к контактному узлу, предотвращая тем самым ослабление расчетного контактного нажатия в режиме короткого замыкания, не говоря уже о предотвращении самопроизвольного отброса контактов.

На фиг.3 приняты следующие обозначения: P₁ - результирующая электродинамических усилий взаимодействия планок существующего электродинамического контура; Р₂ - результирующая электродинамических усилий взаимодействия планок дополнительного электродинамического контура; Р₃ -результирующая электродинамических усилий взаимодействия планок составного электродинамического контура.

В предлагаемом зажиме контактная пара "зажим - заземляемый проводник" отличается более надежным электрическим контактом при любом уровне тока короткого замыкания.

Использованная литература

1. SU 1814121, 07.05.1993.

2. RU 2169974 С2, 27.06.2001.

3. А.А.Чунихин. Электрические аппараты. - М.: Энергоатомиздат, 1988, с.47.

4. Руководящие указания по расчету токов короткого замыкания и выбору электрооборудования. РД 153-34.0-20.527-98. - М.: "Издательство НЦ ЭНАС", 2002, с.104-105.

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к зажимам переносных заземлений, которые используются для заземления отключенных проводов воздушных линий электропередачи. Зажим содержит в себе электродинамический контур, составленный из двух контуров, основного и дополнительного, что не только повышает эффективность собственно составного электродинамического контура, но и обеспечивает высокую эффективность его применения в целях стабилизации переходного сопротивления контактной пары "зажим - заземляемый провод" в аварийном режиме, т.к. дополнительный контур в конструкции заявленного зажима выполнен "по месту", в функционально оправданной близости от контактного узла. 3 ил.

Заземляющий зажим, содержащий электродинамический контур, образованный расположенными одна вдоль другой планками из упругого ферромагнитного материала, контактный узел, образованный верхними концами планок и включающий в себя параллельные контакт-детали с контактами, при этом часть контакт-деталей выполняет по совместительству роль ограничителя перемещения заземляемого провода и захвата для его улавливания, одна из планок электродинамического контура в своей верхней части выполнена в виде вилки, зубья которой отогнуты в сторону другой планки и образуют с верхним концом второй планки участки с накрест расположенными продольными осями планок, при этом накрест расположенный конец одной из планок огибает аналогичный конец другой планки, клемму для подсоединения заземляющего провода, размещенную на нижнем конце одной из планок, а место электрического и механического соединения нижних концов планок расположено ниже контактного узла, отличающийся тем, что планка, выполненная в виде вилки с отогнутыми зубьями, снабжена дополнительным зубом, который является геометрическим продолжением самой планки, от места оснований отогнутых зубьев в сторону контактного узла и вдоль другой планки, образуя дополнительный электродинамический контур.