ЗАЖИМ ДЛЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОММУТАЦИОННЫХ АППАРАТОВ Российский патент 2007 года по МПК H01R4/48 

Изобретение относится к области электротехники, в частности к контактным резьбовым соединениям токоведущих частей в схемах электроснабжения. Преимущественно может использоваться в коммутационных аппаратах на класс напряжения 0,4 кВ.

Известно устройство для создания зажимного соединения (заявка GB №2132422, МКИ 3 H 01 R 4/40, 11/24, опубликованная в сборнике "Изобретения стран мира", выпуск 120, №16/1985) с помощью двух, удлиненных, отстоящих друг от друга на определенном расстоянии захватов, которые на одном конце шарнирно соединены шпилькой (см. чертеж аналога). На другом конце захватов имеется винтовое регулировочное приспособление, с помощью которого изменяют расстояние между захватами. В части, расположенной в центральной части захватов, зажимают выводную контактную стойку. Выводной зажим снабжен выступом для подключения соединительного провода.

Данное устройство не позволяет решить задачу повышения надежности зажима коммутационного аппарата, потому что удлиненные захваты, соединенные шпилькой, не смогут создать достаточного усилия на провод для обеспечения надежного токоведущего соединения.

В качестве прототипа заявляемого устройства зажима принят зажимной элемент коммутационного аппарата (экон. патент DD №221883, МКИ 4 H 01 R 4/48, опубликованный в сборнике "Изобретения стран мира", выпуск 120, №23/1985), включающий зажимной элемент из согнутой пружинной стальной ленты, снабженный резьбовым отверстием для зажимного винта и контактную зажимную пластину для создания токоведущего соединения.

Признаками прототипа, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: выполняющий роль хомута зажимной элемент из согнутой пружинной стальной ленты, снабженный резьбовым отверстием для зажимного винта, и контактная зажимная пластина, выполняющая роль зажимного элемента заявляемого устройства.

Недостатком прототипа является неспособность создания надежного соединения токоведущих частей зажима из-за того, что контактные поверхности зажимного элемента из согнутой пружинной стальной ленты и зажимной пластины не создадут необходимого давления на силовой провод, по причине отсутствия дополнительных составляющих нормальных усилий контактных поверхностей зажима к проводу.

Изобретение направлено на повышение надежности контактных резьбовых соединений токоведущих частей в схемах электроснабжения.

Технический результат изобретения заключается в предотвращении возгорания контактного токоведущего соединения за счет повышения надежности зажима коммутационного аппарата путем увеличения нормального давления контактных поверхностей зажима к проводу.

Технический результат достигается тем, что зажим для электрических коммутационных аппаратов, содержащий хомут, зажимной элемент и зажимной винт, согласно изобретению зажимной элемент и хомут выполнены с равноудаленными контактными поверхностями. Каждая из контактных поверхностей зажимного элемента и хомута содержит, по меньшей мере, две грани, образующие двугранный угол, при этом гребень, образованный двугранным углом зажимного элемента, расположен напротив впадины, образованной двугранным углом хомута. Возможно выполнение контактной поверхности зажимного элемента в виде двух двугранных углов, образующих два гребня, а контактная поверхность хомута выполнена в виде двух двугранных углов, образующих два гребня, при этом контактная поверхность хомута выполнена в виде двух двугранных углов, образующих впадины. Величина двугранного угла контактных поверхностей зажимного элемента и хомута составляет, например, от 75 до 90°.

Выполнение зажимного элемента и хомута с равноудаленными (эквидистантными друг другу) контактными поверхностями, то есть ответными друг другу, позволяет увеличить нормальное давление контактных поверхностей зажима к проводу, что позволяет уменьшить переходное сопротивление токоведущего соединения, снизить механическую нагрузку на зажимной винт и улучшить температурный режим вводной части коммутационного аппарата.

Выполнение контактной поверхности зажимного элемента в виде двух двугранных углов, образующих два гребня, а контактной поверхности хомута в виде двух двугранных углов, образующих две впадины, позволит повысить надежность зажима в случае необходимости использования проводов сечением до 2,5 мм², например, 1; 1,5; 2,5 мм².

Возможно изменение величины двугранного угла контактных поверхностей зажимного элемента и хомута в пределах от 75 до 90°, что позволяет изменить величину нормальных усилий контактных поверхностей зажима к проводу. При значениях двугранного угла, превышающих 90°, величина нормального усилия контактных поверхностей зажима к проводу будет недостаточной для создания надежного токоведущего соединения. При значениях двугранного угла, меньших 75°, величина нормального усилия контактных поверхностей зажима к проводу будет избыточной, что приведет к значительной деформации провода на гребне зажимного элемента, следовательно, при данных условиях невозможно достижение технического результата заявляемого устройства.

Отличием заявляемого устройства от прототипа является выполнение равноудаленных контактных поверхностей зажимного элемента и хомута, ответными друг другу, каждая из которых содержит, по меньшей мере, две грани, образующие двугранный угол, при этом гребень, образованный двугранным углом зажимного элемента, расположен напротив впадины, образованной двугранным углом хомута.

Это доказывает соответствие заявляемого устройства критерию "новизна".

Усилие Р, создаваемое зажимным винтом, создает нормальное усилие 2N поверхностей элементов зажима к проводу (см. пояснительный чертеж на фиг.7 и 8) , при α=45° . Следовательно, нормальное усилие N контактных поверхностей зажима к проводу будет в 1,4 раза больше усилия Р, создаваемого зажимным винтом. Увеличение в 1,4 раза нормального усилия N контактных поверхностей зажима к проводу приводит к снижению нагрузки на резьбовое соединение в целом и к уменьшению переходного сопротивления токоведущего соединения и, как следствие, к уменьшению температуры контактов зажима. Таким образом, улучшение температурного режима токоведущего соединения и снижение нагрузки на резьбовое соединение позволяет повысить надежность зажима и, как следствие, предотвратить возгорание вводной части коммутационного аппарата.

Известен винтовой зажим (заявка JP №60-41428, МКИ 4 H 01 R 4/42, опубликованная в сборнике "Изобретения стран мира", выпуск 120, №8/1986), содержащий зажимной винт, на который надевают прижимную планку, обеспечивающую прижатие провода. На нижней поверхности планки в каждом из ее четырех углов образованы зубья, продольное направление которых перпендикулярно проводу. Зубья имеют прижимную поверхность, на которой сформированы зубчатые части, расположенные под наклоном относительно провода.

Отличие данного устройства от заявляемого в том, что зубчатая контактная поверхность планки имеет меньшие впадины и располагается только по четырем углам планки, также отсутствует ответная контактная поверхность, как в заявляемом устройстве, следовательно, данная конструкция зажима не позволяет достичь технического результата заявляемого устройства по сумме причин: зубчатая поверхность планки обеспечивает надежную фиксацию провода в зажиме, но не позволяет увеличить нормальное давление контактных поверхностей элементов зажима к проводу; из-за отсутствия ответной контактной поверхности не возможно достижение технического результата заявляемого устройства.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где представлено на

- фиг.1 схематично вид сверху зажима с одним гребнем зажимного элемента;

- фиг.2 схематично вид сбоку зажима с одним гребнем зажимного элемента;

- фиг.3 схематично вид сбоку зажима с одним гребнем зажимного элемента в зажатом положении;

- фиг.4 схематично вид сверху зажима с двумя гребнями зажимного элемента;

- фиг.5 схематично вид сбоку зажима с двумя гребнями зажимного элемента;

- фиг.6 схематично вид сбоку зажима с двумя гребнями зажимного элемента в зажатом положении;

- фиг.7 направление сил в прототипе;

- фиг.8 направление сил в заявляемом устройстве.

Зажим для электрических коммутационных аппаратов содержит зажимной элемент 1, выполненный из согнутой пружинной стальной ленты, который снабжен резьбовым отверстием для зажимного винта 2, и хомут 3 для создания токоведущего соединения. Зажимной элемент 1 и хомут 3 выполнены с равноудаленными контактными поверхностями, то есть эквидистантными (параллельными друг другу), каждая из которых содержит, по меньшей мере, две грани, образующие двугранный угол. При этом гребень, образованный двугранным углом зажимного элемента 1, расположен напротив впадины, образованной двугранным углом хомута 3. Противолежащие грани зажимного элемента 1 и хомута 3 параллельны друг другу.

Возможно выполнение зажимного элемента 1 в виде двух двугранных углов, что позволяет зажимать провода сечением 1,5; 2; 5 мм².

Устройство работает следующим образом.

Между зажимным элементом 1 и хомутом 3 помещается провод 4. При затяжке винта 2 зажима коммутационного аппарата происходит деформация провода 4 по профилю зажимного элемента 1 и хомута 3, при этом создается нормальное усилие контактных частей зажима к проводу (см. пояснительный чертеж на фиг.7 и 8), которое позволяет уменьшить переходное сопротивление токоведущего соединения и снизить механическую нагрузку на зажимной винт. В процессе эксплуатации при значительных токовых нагрузках в результате увеличения нормального давления зажимного элемента 1 и хомута 3 к проводу 4 исключается вероятность возгорания вводной части коммутационного аппарата, температура такого токоведущего соединения не будет превышать допустимых значений.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к контактным резьбовым соединениям токоведущих частей в схемах электроснабжения. Преимущественно может использоваться в коммутационных аппаратах на класс напряжения 0,4 кВ. Зажим для электрических коммутационных аппаратов содержит зажимной элемент и хомут, выполненные с равноудаленными контактными поверхностями. Каждая из контактных поверхностей содержит, по меньшей мере, две грани, образующие двугранный угол, при этом гребень, образованный двугранным углом зажимного элемента, расположен напротив впадины, образованной двугранным углом хомута. Возможно выполнение контактной поверхности зажимного элемента в виде двух двугранных углов, образующих два гребня, а контактной поверхности хомута в виде двух двугранных углов, образующих впадины. Величина двугранного угла контактных поверхностей зажимного элемента и хомута составляет, например, от 75 до 90°. Технический результат изобретения заключается в предотвращении возгорания контактного токоведущего соединения за счет повышения надежности зажима коммутационного аппарата путем увеличения нормального давления контактных поверхностей зажима к проводу. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Зажим для электрических коммутационных аппаратов, содержащий хомут, зажимной элемент и зажимной винт, отличающийся тем, что зажимной элемент и хомут выполнены с равноудаленными контактными поверхностями, каждая из которых содержит, по меньшей мере, две грани, образующие двугранный угол, при этом гребень, образованный двугранным углом зажимного элемента, расположен напротив впадины, образованной двугранным углом хомута.2. Зажим по п.1, отличающийся тем, что контактная поверхность зажимного элемента выполнена в виде двух двугранных углов, образующих два гребня, контактная поверхность хомута выполнена в виде двух двугранных углов, образующих впадины.3. Зажим по п.1, отличающийся тем, что величина двугранного угла контактных поверхностей зажимного элемента и хомута составляет, например, от 75 до 90°.