СИСТЕМА ФИКСАЦИИ ДЛЯ ПОЛЮСОВ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЕЙ СРЕДНЕГО ИЛИ ВЫСОКОГО НАПРЯЖЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК H01H9/48 

Настоящее изобретение относится к системе фиксации для полюсов переключателей, изоляторов, автоматических выключателей (АВ) и общераспространенных устройств среднего или высокого напряжения, имеющих изолирующий корпус, содержащий отверстия, в которые ввинчиваются винты с целью фиксации устройства на опоре или на дополнительном корпусе согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения.

Уровень техники

Изоляционные детали в АВ или коммутационных устройствах должны быть прикреплены к другим деталям. Для этого часто используются винты. Для обеспечения надежной резьбы для указанных винтов в изоляционных деталях часто применяются дюбели. Дюбели прочно закрепляются на изоляционных деталях, например, путем прикреливания или отливки как одно целое.

Можно также сэкономить на дюбелях и использовать винты, которые формируют или нарезают резьбу непосредственно в изоляционном материале.

Изоляционные детали в автоматических выключателях или коммутационных устройствах среднего и высокого напряжения подвержены воздействию электрических полей. В зависимости от геометрии токоведущих, заземленных и изоляционных деталей, электрическое поле обычно бывает неоднородным. И наоборот, области высокой напряженности электрического поля могут возникать в пограничных областях между изолирующей средой и проводниками, например, в областях, где заканчивается изоляционная деталь и начинается воздушная среда на поверхности электропроводящей детали, часто называемых "тройными точками". Такие высокие напряженности электрического поля могут приводить к частичным разрядам, что приводит к уменьшению срока службы оборудования.

Дюбели могут иметь внешнюю поверхность с относительно большими радиусами кривизны и без острых кромок. Если дюбель выполнен из электропроводного материала (например, меди), напряженность электрического поля в месте перехода дюбеля к изоляционной детали может быть относительно низкой. Поскольку в данном месте перехода отсутствует воздух, напряжённость поля материала изоляционной детали (например дюрапласта, BMC (объемный формовочный материал) или термопласта) можно использовать для создания компактной конструкции коммутационного устройства.

Если дюбели не используются, винты ввинчиваются непосредственно в изоляционный материал. Винты, которые обычно выполняются из электропроводного материала, например, стали, имеют резьбу с относительно острыми кромками. Эти кромки будут повышать интенсивность электрического поля по сравнению интенсивностью, возникающей при гладкой поверхности дюбелей. Кроме того, для ввинчивания винта изоляционная деталь содержит отверстие, которое не полностью заполняется ввинчиваемым винтом. Таким образом, в области с высокой напряженностью электрического поля будет присутствовать газ. Частичные разряды могут происходить с такой интенсивностью, что это будет неприемлемо с точки зрения обеспечения безопасной работы автоматических выключателей или коммутационных устройств.

Задача изобретения

Соответственно, задачей настоящего изобретения является создание механически оптимизированной фиксации полюсного элемента и/или автоматического выключателя, оптимизированной также по характеристике электрической прочности диэлектрика.

Раскрытие изобретения

С целью выполнения поставленной задачи настоящим изобретением предлагается делать внутреннюю поверхность отверстия электропроводной, например, посредством нанесения на неё электропроводного слоя. Вставляемый винт будет электрически соединен с этим электропроводным слоем, и затем с электрическим потенциалом Земли, так что эффективной поверхностью для электрического поля будет отверстия, а не поверхность винта. Кроме того, электрического поля в газе уже не будет. Таким образом, предотвращается возникновение тройных точек.

Для того чтобы сделать внутреннюю поверхность отверстия электропроводной, предлагается наносить электропроводный лак на указанную поверхность. В качестве электропроводящего компонента в данном электропроводном лаке можно использовать частицы серебра, меди или графита.

При необходимости, предлагается активировать поверхность перед нанесением лака с целью повышения прочности сцепления лака с поверхностью и долговременной надежности лакового покрытия. Такая активация может осуществляться, например, плазменной обработкой, обработкой открытым пламенем или химической обработкой.

Другие предпочтительные варианты реализации настоящего изобретения раскрываются в прилагаемой формуле изобретения.

На прилагаемых чертежах показан возможный вариант реализации настоящего изобретения:

Фиг. 1 – существующий уровень техники, с использованием дюбеля;

Фиг. 2 – существующий уровень техники, без использования дюбеля;

Фиг. 3 – первый вариант реализации настоящего изобретения.

На Фиг. 1 изображен обычно применяемый дюбель 2, прочно закрепленный в изоляторе 1. Винт 3 прикрепляет изолятор к электропроводной пластине заземления 4, потенциал которой равен электрическому потенциалу Земли. Электрический потенциал пластины 4 обозначен утолщенной линией 5. Другой электрический потенциал показан утолщенной линией 6. Линия 5 в области, обращенной к линии 6, имеет сравнительно большой радиус кривизны на верхней стороне дюбеля 2. На боковых краях изолятора 1 на линии 5 имеются тройные точки 7, но поскольку эти точка расположены на относительно большом расстоянии от линии 6, и поскольку ситуация с этими точками является одинаковой для всех прилагаемых чертежей, они не будут рассматриваться настоящим изобретением.

На Фиг. 2 показан способ крепления, используемый в существующем уровне техники, при котором винт 3 вставляется или ввинчивается непосредственно в отверстие 8 изоляционного материала 1. Линия 5 в данном случае показывает контур винта 3, направленный к другому электрическому потенциалу - электрическому потенциалу линии 6. За острыми кромками 9 на резьбе винта имеются дополнительные тройные точки 10, подверженные воздействию другого электрического потенциала. Здесь могут возникать частичные разряды, в первую очередь, в случае, когда общие размеры малы по сравнению с приложенным напряжением.

На Фиг. 3 показано техническое решение, предлагаемое настоящим изобретением. Благодаря повышенной проводимости отверстия 8, линия 5 теперь проходит по сравнительно большому радиусу отверстия 8. Возникновение тройных точек в области вокруг винта 3 предотвращается. Острые кромки резьбы винта также присутствуют, но это не является критичным с "электрической" точки зрения, поскольку они ограждены заземляющей пластиной 4 и областью 11 отверстия 8, подвергающейся большему воздействию.

Электропроводный слой на внутренней поверхности отверстия 8 должен быть электрически соединен с потенциалом пластины 4, который может быть, например, потенциалом Земли или любым другим потенциалом. Такое соединение может быть реализовано с помощью электропроводного винта и/или путем прижатия пластины 4 к электропроводной области на торце отверстия 8. В последнем случае предлагаемый принцип работает также и с непроводящими винтами.

Помимо изоляторов, предлагаемый способ может применяться к литым деталям всех типов в автоматических выключателях или коммутационных устройствах среднего напряжения, например, в изолирующих втулках или полюсах.

В качестве электропроводного материала может использоваться слой металла, электропроводный лак или токопроводящая фольга.

Ссылочные позиции

1 Изолятор

2 Дюбель

3 Винт

4 Пластина

5 Утолщенная линия

6 Линия

7 Тройные точки

8 Отверстие

9 Острые кромки

10 Тройные точки

11 Подвергающаяся воздействию область

Изобретение относится к системе фиксации для полюсов переключателей, изоляторов, автоматических выключателей (АВ) и общераспространенных устройств среднего или высокого напряжения, имеющих изолирующий корпус, содержащий отверстия, в которые ввинчиваются винты с целью фиксации устройства на опоре или на дополнительном корпусе согласно ограничительной части п.1 формулы изобретения. С целью достижения механически оптимизированной фиксации полюсного элемента и/или автоматического выключателя, оптимизированной также по характеристике электрической прочности диэлектрика, внутренние поверхности указанных отверстий покрыты электропроводными слоями таким образом, что они покрывают внутреннюю поверхность отверстия по меньшей мере частично, и доходят до выходного торца отверстия и электрически соединены или могут быть соединены с потенциалом земли или другим электрическим потенциалом. Техническим результатом является создание механически оптимизированной фиксации полюсного элемента и/или автоматического выключателя. 3 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Система фиксации для полюсов переключателей, изоляторов, автоматических выключателей или общераспространенных устройств среднего или высокого напряжения, содержащих изолирующий корпус, содержащий отверстия, в которые вкручены винты с целью фиксации указанного устройства на опоре или на дополнительном корпусе,

отличающаяся тем, что внутренние поверхности указанных отверстий покрыты электропроводным слоем или слоями таким образом, что указанные электропроводный слой или слои покрывают внутреннюю поверхность отверстия по меньшей мере частично, при этом электропроводные слои проходят до выхода из отверстий и электрически соединены или выполнены с возможностью соединения с потенциалом земли.

2. Система фиксации для полюсов переключателей, изоляторов, автоматических выключателей или общераспространенных устройств среднего или высокого напряжения, содержащих изолирующий корпус, содержащий отверстия, в которые вкручены винты с целью фиксации указанного устройства на опоре или на дополнительном корпусе,

отличающаяся тем, что отверстия содержат дюбели, вставленные и зафиксированные в отверстиях, при этом внутренняя или внешняя поверхности указанных дюбелей покрыта электропроводным слоем или слоями таким образом, что указанные электропроводные слои проходят до выхода из отверстий и электрически соединены или выполнены с возможностью соединения с потенциалом земли.

3. Система фиксации для полюсов переключателей, изоляторов, автоматических выключателей или общераспространенных устройств среднего или высокого напряжения, содержащих изолирующий корпус, содержащий отверстия, в которые вкручены винты с целью фиксации указанного устройства на опоре или на дополнительном корпусе,

отличающаяся тем, что по меньшей мере внешние поверхности указанных винтов покрыты электропроводным слоем или слоями таким образом, что указанные электропроводные слои доходят до выхода из отверстия и электрически соединены или выполнены с возможностью соединения с потенциалом земли.

4. Система фиксации по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что электропроводные слои являются электропроводными лаковыми покрытиями.

5. Система фиксации по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что электропроводные слои являются электропроводными металлическими слоями.

6. Система фиксации по п. 1, или 2, или 3, отличающаяся тем, что электропроводные слои являются токопроводящей фольгой.

7. Система фиксации по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что электропроводный слой или слои соединены не с потенциалом земли, а с другим электрическим потенциалом.

8. Система фиксации по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что перед нанесением электропроводного слоя поверхность подвергается активации.