Высоковольтный соединитель

 

Изобретение относится к высоковольтной технике, к элементам электрооборудования, а именно к соединителям. Может быть использовано для соединения высоковольтных цепей вторичного электропитания смежных подвижных объектов. Высоковольтный соединитель содержит контактные устройства, между которыми размещен проводник с наконечниками. Новым является выполнение соединителя из двух разъемных взаимозаменяемых частей с однозначностью сочленения. Проводник из двух частей, связанных дополнительными контактными устройствами, выполнен из одного или нескольких гибких высоковольтных кабелей. Поддерживающее устройство обеспечивает изгибы проводника в горизонтальной плоскости с помощью направляющих, в пазах которых расположен подвижный палец, связанный с проводником. Высоковольтный соединитель обеспечивает соединение высоковольтной цепи смежных подвижных объектов. 1 ил.

Изобретение относится к высоковольтной технике, к элементам электрооборудования, а именно к соединителям и может быть использовано для соединения высоковольтных цепей вторичного электропитания смежных объектов.

Известны высоковольтные соединители, серийно выпускаемые промышленностью, например ВВТ 20, которые состоят из блочной и кабельной частей и высоковольтного провода между ними. Однако подобные соединители имеют большие габариты из-за громоздкой конструкции. Кроме того, соединители ВВТ 20 служат исключительно для соединения высоковольтных цепей неподвижных объектов.

Известен соединитель подвижных объектов, описанный в авторском свидетельстве СССР N 1028790, МПК E 02 3/18, 1981 г. Известное устройство для соединения гибкими электроносителями подвижных объектов используется в горнотранспортном, подъемно-транспортном машиностроении для связи взаимно перемещающихся объектов. Гибкие электроносители закреплены на плоской цепи, звенья которой соединены шарнирами, позволяющими изгибаться и скручиваться цепи в определенных пределах. Это предохраняет электроносители от повреждения при соединении ими подвижных относительно друг друга объектов. Однако известный гибкий соединитель рассчитан на небольшие электрические нагрузки и не может использоваться на рабочие напряжения 20-25 кВ. Эксплуатационные возможности таких соединителей ограничены.

Из всех известных соединителей наиболее близким к заявляемому изобретению является "Высоковольтный соединитель" по патенту Российской Федерации N 2036542, MПК⁶ H 01 R 15/00 с приоритетом от 10.10.95 г., БИ N 5 от 27.05.95 г.

Известный высоковольтный соединитель содержит два контактных устройства, каждое из которых включает в себя гнездо и диэлектрический корпус. Между этими контактными устройствами расположен штыревой соединитель - проводник в виде жесткого металлического стержня с жестким диэлектрическим покрытием, вокруг штыревого соединителя расположен уплотнитель из эластичного диэлектрического материала в форме цилиндра, усеченного с обоих концов. Контактные устройства охвачены втулкой, выполненной в виде соединительного патрубка. На внутренней поверхности выступа втулки выполнен кольцевой паз, в котором размещено разрезное кольцо.

При вращении втулки происходят сжатие уплотнителя и сближение двух контактных устройств, между которыми расположен неразъемный металлический жесткий проводник. При этим создается электрический контакт между гнездами контактных устройств и вилками-наконечниками на двух концах проводника.

Благодаря конструкции диэлектрической втулки и разрезного кольца, а также наличия уплотнителя происходит надежное неподвижное сочленение высоковольтных цепей смежных объектов.

Известный высоковольтный соединитель (прототип) может быть использован в неразъемных системах, например в высоковольтной системе вторичного электропитания, в которой применено последовательное соединение высоковольтных транспортно-выпрямительных модулей, жестко закрепленных, фиксированных на каркасе. Контактные устройства модулей попарно соосны.

Однако такая конструкция известного высоковольтного соединителя не позволяет использовать его для присоединения к высоковольтной цепи подвижных смежных объектов.

Сущность заявляемого технического решения заключается в следующем.

Совокупность существенных признаков составляет новое средство: гибкий высоковольтный разъемный соединитель, который обеспечивает достижение технического результата. Производится соединение высоковольтных цепей смежных подвижных объектов разъемным соединителем, гибкий проводник которого отрабатывает в горизонтальной плоскости все взаимные перемещения объектов в сочлененном рабочем состоянии при электрической нагрузке 20-25 кВ и токе 1,5 тыс. ампер. Конструкция обеспечивает взаимозаменяемость разъемных частей соединителя, однозначность сочленения, фиксацию расчлененного положения.

Заявляемый высоковольтный соединитель, как и прототип, содержит проводник с наконечниками, расположенный между контактными устройствами.

В отличие от прототипа высоковольтный соединитель состоит из двух разъемных взаимозаменяемых частей, а проводник выполнен гибким, две части которого имеют наконечники и соединены дополнительными контактными устройствами. При этом проводник может быть из одного или нескольких высоковольтных гибких кабелей. Гибкий проводник расположен горизонтально в поддерживающем устройстве между двумя параллельными направляющими с продольными пазами, в которых размещен связанный с проводником подвижный палец. Через направляющие поддерживающего устройства проходит ось, закрепленная на площадке. На этой же площадке установлены ограничители углового перемещения поддерживающего устройства, фиксатор жесткого крепления проводника и контактное устройство, связанное с наконечником проводника. Сама площадка крепится к объекту на высоковольтных изоляторах.

Сопоставительный анализ признаков заявляемого соединителя с признаками прототипа показывает, что существенными отличительными признаками являются следующие: - выполнение соединителя из двух взаимозаменяемых частей; - выполнение проводника гибким; - расположение проводника в поддерживающем устройстве в горизонтальной плоскости; - наличие направляющих с продольными пазами для перемещения по ним пальца, скрепленного с проводником; - вращение направляющих на оси, закрепленной на изолированной площадке, на которой также укреплены фиксатор проводника и контактное устройство; - наличие ограничителей углового перемещения поддерживающего устройства, обеспечивающих отклонение в обе стороны на неравные углы, меньше чем 90^o.

Анализ других известных технических решений /аналогов/ в исследуемой области техники и в смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками предлагаемого высоковольтного соединителя, и признать изобретение соответствующим критерию "существенные отличия".

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема предлагаемого высоковольтного соединителя, состоящего из 2-х взаимозаменяемых частей.

Предлагаемый соединитель, как и прототип, содержит высоковольтный проводник 1 с наконечниками, расположенный между контактными устройствами 2.

В отличие от прототипа предлагаемый соединитель выполнен из двух взаимозаменяемых частей. Две части высоковольтного проводника 1 связаны дополнительными контактными устройствами 3. Высоковольтный проводник 1 может быть выполнен из одного или нескольких высоковольтных кабелей. Проводник 1 каждой части соединителя выполнен гибким и расположен в поддерживающем устройстве 4. Поддерживающее устройство 4 образовано двумя параллельными направляющими 5 с продольными пазами, в которых размещен подвижный палец 6, связанный с проводником 1, например, хомутом. Направляющие 5 поддерживающего устройства 4 скреплены осью 7, расположенной на изолированной площадке 8. На этой же площадке 8 установлены ограничители 9 углового перемещения поддерживающего устройства 4, фиксатор 10 проводника 1 и контактное устройство 2, связанное с наконечником проводника 1.

Сочленение высоковольтной цепи двух подвижных объектов с помощью заявляемого высоковольтного соединителя осуществляется следующим образом.

Каждая из двух частей высоковольтного соединителя расположена на площадке, которая закреплена на подвижном объекте.

Сочленение гибких проводников 2-х частей высоковольтного соединителя производится в обесточенном состоянии.

Поддерживающие устройства 4 сочленяемых частей соединителя позволяют гибкому проводнику 1 отрабатывать в горизонтальной плоскости все взаимные перемещения смежных объектов.

Ограничители 9 углового перемещения поддерживающего устройства 4 установлены на площадке 8 так, что углы отклонения не равны между собой и каждый не более 90^o. Это исключает возможность перекидывания гибкого проводника в противоположную сторону.

Свободно подвешенный в горизонтальной плоскости гибкий проводник 1, соединенный с пальцем 6, совершающим продольные и вращательные перемещения в пазах 2-х направляющих 5 поддерживающего устройства 4, изгибается без нагрузок и натяжений. При этом обеспечивается безопасность от пробоев на корпус объекта, т. к. отсутствует провисание в вертикальной плоскости. Исключаются изломы проводника, которые могли бы произойти при неоднократном изгибе с перекидыванием в противоположную сторону.

Поддерживающее устройство каждой части соединителя обеспечивает не только перемещения проводника в горизонтальной плоскости при взаимном перемещении смежных объектов, но также и гарантированный для безопасности зазор между проводником и объектом в вертикальной плоскости.

Технико-экономическая эффективность заявляемого изобретения заключается в расширении эксплуатационных возможностей путем сочленения высоковольтных цепей смежных подвижных объектов разъемным высоковольтным соединителем, гибкий проводник которого свободно подвешен в горизонтальной плоскости без нагрузок и натяжений. Обеспечивается надежность и безопасность соединения с помощью заявляемого высоковольтного соединителя Шестуна.

На предприятии был выполнен действующий макет заявляемого высоковольтного соединителя и проведены расчеты, подтвержденные испытаниями. В настоящее время проводится конструкторская разработка высоковольтного соединителя для присоединения к высоковольтной цепи смежных вагонов электроподвижного состава, например, ЭПС "Сокол".

Высоковольтный соединитель выполнен из двух одинаковых частей (разъемов). Каждый разъем содержит проводник из 2-х высоковольтных кабелей марки ВВТ20 с наконечниками. Перемещения проводника в горизонтальной плоскости обеспечиваются поддерживающим устройством, установленным на площадке с тремя изоляторами, которые прикрепляются к крыше вагона.

Поддерживающее устройство имеет прикрепленное к площадке основание, в котором на резьбе установлена ось. На оси на подшипниках расположены направляющие с продольными пазами для пальца.

Гибкие высоковольтные кабели помещены между направляющими и связаны хомутом с пальцем, который перемещается в продольных пазах направляющих. Хомут служит для фиксации кабелей.

Заявляемый высоковольтный соединитель выгодно отличается от всех известных аналогов тем, что он одновременно является разъемным и высоковольтным, а гибкий проводник изгибается в горизонтальной плоскости. Имеется возможность применить его для присоединения к высоковольтной цепи электроподвижного состава, например, ЭПС "Сокол", т.е. там, где существуют жесткие ограничения рабочих размеров в вертикальной плоскости.

Формула изобретения

Высоковольтный соединитель, содержащий проводник с наконечниками, расположенный между контактными устройствами, отличающийся тем, что высоковольтный соединитель выполнен из двух разъемных взаимозаменяемых частей, проводники которых связаны между собой дополнительными контактными устройствами, при этом в каждой из частей соединителя проводник выполнен гибким из одного или нескольких высоковольтных кабелей и расположен горизонтально в поддерживающем устройстве между двумя параллельными направляющими, в продольных пазах которых размещен подвижный палец, связанный с проводником, причем через направляющие поддерживающего устройства проходит ось, закрепленная на изолированной площадке, на которой размещены также ограничители углового перемещения поддерживающего устройства, фиксатор жесткого крепления проводника и контактное устройство, связанное с наконечником проводника, причем площадка на высоковольтных изоляторах установлена на подвижном объекте.

РИСУНКИ

Рисунок 1