Кабельный коллектор для подвода сверхсильных импульсных токов к магниту Советский патент 1992 года по МПК H02G15/02 

Изобретение относится к импульсной технике и технической физике и используется в физическом эксперименте, связанном с облучением фотоэмульсий в сильном импульсном магнитном поле

Известно электрическое соединительное устройство, предназначенное для соединения жил кабелей, представляющее из себя цилиндр, составленный из набора изоляционных шайб, между которыми располагаются контактные кольца, а к ним поджимаются жилы соединяемых кабелей. Пучки соединяемых жил кабелей проложены внутри цилиндра 1

Такое устройство не может быть использовано для соединения десятков и сотен кабелей из-за чрезмерного увеличения его диаметра. Затруднительно осуществить токосъем с оплеток кабелей, не ясна конструкция электродов, к которым возм ожно

подключение нагрузки, отсутствует компенсация пондеромоторных сил,

Известна также конструкция кабельного коллектора, в котором использованы последовательно-параллельно включенные гофрированные шины. За счет этого удалось существенно снизить расталкивание шины усилия, упростить конструкцию бандажей

2.

Недостатком конструкции является ее нетехнологичность, связанная со сложностью укладки между пазами гофрированных шин многослойной изоляции, состояние которой трудно контролировать визуально. Устройство очень громоздко, ведь само наличие шин связано с необходимостью развить периметр коллектора, по которому возможно подключение большого числа кабелей.

Выполнить изоляцию существенно проще в полосковой системе, состоящей из чеV|

сл

СА СЛ СО

о

тырех одинаковых коробчатых секций, к каждой из которых подключено около сотни кабелей и сборных шин для соединения с соленоидом. Прижатие верхней шины к нижней осуществляется массивным грузом из стальных плит. Каждая из четыре коллекторных секций обеспечивает механическое удержание токоподводящих шин при помощи металлических ферм, поджимающих шины через изоляционные балки с отверстиями, в которые пропущены разделанные кабели 3.

Надежность секции снижается из-за, того что изоляция закладывается внутрь коробчатой шины с щитами по всем четырем вйутренним поверхностям короба и может быть повреждена, например, центральной жилой какого-то кабеля. Затруднен доступ k клицам - это самостоятельные узлы, предназначенные для сбора тока с нескольких кабелей и их механического удержания

При необходимости увеличения числа подключаемых кабелей, в конструкциях 2 и 3 потребуются значительнее переделки. Система громоздка, что приводит1 к удли1- нению соединительных кабелей.

Цель изобретения - упрощение конструкции ттри одновременнбм повышении надежности и технологичности сборки

Поставленная цель достигается тем, что токоведущие шины выполнены в виде коак- сиально установленных цилиндров, образо- ванных набором стянутых в осевом направлении кольцевых клиц, каждый цилиндр разделен поперечной плоскостью разъема на две половины, имеющие на обращенных одна к другой поверхностях сим- метрично расположенные радиальные пазы, образующие при сочленении отверстия для размещения и крепления проводников кабелей, при этом узел подключения к нагрузке выполнен в виде двух фланцев, 4 имеющих систему пазов и выступов, причем торцовая поверхность первого фланца, соединенного с внутренним цилиндром, выполнена с выступами, имеющими на одной половине торца высоту, превышающую высоту выступов на другой половине, выступы размещены в сквозных пазах второго фланца, соединенного с внешним цилиндром, с размещением их концевых участков за пределами этого фланца с образованием одного электрода, а второй электрод образован выступами второго фланца.

Предлагаемая конструкция коллектора значительно проще не только в изготовлении (практически только токарные и сверлильные работы), но и проще в сборке, причем есть возможность наращиёать коллектор в обеих направлениях без его переделок, если нужно увеличить число подключаемых кабелей Кроме того, можно визуально контролировать изолирующий промежуток и кабели между цилиндрами В

условиях физического эксперимента в данной конструкции пучок частиц высокой энергии может беспрепятственно проходить вдоль оси коллектора в рабочий объем магнита и при необходимости далее к другим установкам.

Существенное снижение объема и массы коллектора позволяет уменьшить длины соединительных кабелей. Кроме того, коак- сиально расположенные цилиндры хорошо

выдерживают радиальное растяжение и сжатие без дополнительных бандажей только за счет необходимой для токосъема толщины цилиндров. Существенно упрощена не только сборка, но и подтягивание клиц

(колец), а также замена отдельных кабелей в процессе эксплуатации системы

На фиг 1-3 изображен кабельный коллектор, общий вид, разрез

Коллектор содержит подводящий кабель 1 кольцо 2 внешнего цилиндра, внешний фланец 2 токосборника, внутренний фланец 4 токосборника кольцо 5 внутреннего цилиндра, изоляционную плиту б, шпильку 7, изолирующий компаунд 8

Токоподводящие кабели 1 собираются в группы. Число кабелей в группе равно числу радиальных пазов, выполненных в кольцах 2 внешнего цилиндра, так, что обеспечивается электрический контакт оплеток кабелей и их механическое удержание Крайнее внешнее кольцо поджато к внешнему фланцу 3 токосборника, внутри которого замоно- личен компаундом внутренний фланец 4 токосборника, поджатый к крайнем кольцу

5 внутреннего цилиндра, в котором также имеются радиальные отверстия Поджатие колец между собой и фланцами осуществляется с помощью изоляционной плиты 6 шпильками 7, ввернутыми во внешний фланец.

Параметры коллектора улучшены за счет того, что после зажатия кабелей наружными и внутренними кольцами на поверхности между кольцами нанесено

диэлектрическое покрытие, что повышает допустимое напряжение на коллекторе при минимальной его индуктивности, которая может быть еще уменьшена после введения в промежутки между кабелями изолированных токопроводящих призм.

Коаксиальный кабельный коллектор, к которому подключено 144 кабеля РК 50-11- 11, был установлен на пучке частиц высокой энергии для облучения ядерных фотоэмульсии в сильном магнитном поле Было проведепо около ста цихлов формирования импульса тока более 1 Ма с периодом 250 мкс, при этом индуктивность коллектора составляет 15 нГн.

Формула изобретения Кабельный коллектор для подвода сверхсильных импульсных токов к магниту, содержащий две токовздущие шины, установленные с образованием постоянного изоляционного зазора между ними и имеющие отверстия, множество коаксиальных кабелей, наружные проводники которых размещены в отверстиях одной из шин и электрически соединены с нею, а их внут- ренние проводники электрически соединены с второй шиной и установлены в ее отверстиях, средства скрепления элементов коллектора и узел подключения к магниту, включающий два изолированных друг от друга электрода, выполненных с возможностью эпектрического соединения с магни- том с обеспечением плоскопараллельного подвода тока, каждый из которых соединен с одноименной шиной, отличающий- с я тем, что, с целью упрощения конструкции при одновременном повышении надежности и технологичности сборки, токоведу- щие шины выполнены в виде коаксиально установленных цилиндров, образованных набором стянутых в осевом направлении кольцевых кяиц, каждый цилиндр разделен поперечной плоскостью разъема на половины, имеющие на обращенных одна к другой поверхностях, симметрично расположенные радиальные пазы, образующие при сочленении отверстия для размещения и крепления проводников кабелей, при этом узел подключения к нагрузке выполнен в виде двух фланцев, имеющих систему пазов и выступов, причем торцовая поверхность первого фланца, соединенного с внутренним цилиндром, выполнена с выступами. имеющими на одной половине торца высоту, превышающую высоту выступов на другой половине, выступы размещены в сквозных пазах второго фланца, соединенного с внешний цилиндром, с размещением их концевых участков за пределами этого фланца с образованием одного электрода, а второй электрод образован выступами второго фланца

Сущность изобретения: устройство содержит два толстостенных коаксиальных цилиндра, собранных из кольцевых клиц, имеющих пазы для закрепления подходящих кабелей. Крайние кольца соединены с токосборником. который выполнен в виде двух жестко скрепленных посредством изоляции фланцев с системой прорезей и выступов, причем внутренний фланец токосборника своими выступами входит в прорези внешнего фланца таким образом. что его выступы образуют верхний электрод, а выступы внешнего фланца - нижний электрод. 3 ил. СО

Фиг/

6-5

Фиг.З