Электрический контактный мостик

1 Предлагаемое изобретение относится к электроаппаратостроению, а именно к разъединителям и различным выключателям постоянного и переменного тока, преимущественно многоамперным. Электрические контактные мостики (ЭКМ) широко используются для замыкания и размыкания различных токопроводов, что осуществляется с помощью одного или нескольких электропроводных тел той или иной формы, например, в виде ламелей [1, с.157] под действием прижимных устройств (обычно это устройства пружинного типа. Важнейшей характеристикой ЭКМ является активное сопротивление R, которое, как правило, удовлетворяет соотношению(индекс N указывает на общий случай контактирования тела с обеими частями разомкнутого токопровода в N точках - речь идет не о математических, а о физических точках, имеющих некоторые усредненные размеры, зависящие от материалов контактирующих поверхностей, их шероховатости, контактного давления и др.). Наиболее тяжелый случай работы ЭКМ соответствует N=2, когда каждая из частей разомкнутого токопровода контактирует с телом лишь в одной точке. Согласно (1) в этом частном случаеRRKN2RK2/N RK2 ,т.е. в случае (2) ЭКМ имеет максимальное сопротивление, а, значит, и наивысший нагрев. Один из основных способов снижения сопротивления ЭКМ основан на применении n параллельно включаемых тел, например, ламелей [1, с.157,159]. Так какN/2n1,(4) то при увеличении числа n возрастет и число N точек контактирования, в результате чего снижается сопротивление (3). Однако практические возможности повышения числа n, а, значит, и снижения R, существенно ограничены, что является следствием конструктивных ограничений на минимальную установочную ширину для одного тела с прижимным устройством. Эта ширина тем больше, чем выше требуемое контактное нажатие. В многоамперных ЭКМ она оценивается величиной порядка 30 мм [1, с.157159]. Указанное ограничение присуще любому ЭКМ, в том числе и наиболее близкому по технической сущности к заявляемому решению [2]. Последнее содержит разомкнутый токопровод иn1 электропроводныx тел, например, клиновидной формы, замыкающих токопровод под действием прижимных устройств. При этом уголскоса под клин контактных поверхностей 2 токопровода целесообразно выбирать из условия [2]./2arcctg K,(5) где К - коэффициент трения контактирующих поверхностей тела и токопровода. Однако, вышеупомянутая причина и в данном случае не позволяет реализовать условие n1, что, в свою очередь, согласно (2) - (4) практически исключает возможность радикального снижения сопротивления R. Для радикального его снижения необходимо в каждом электропроводном теле радикально увеличить число контактных точек, т.е. реализовать условиеN1. Задачей настоящего изобретения является создание ЭКМ, у которого в каждом из n1 электропроводных тел число контактных точекN1, т.е. ЭКМ с радикально уменьшенным активным сопротивлением, а значит и нагревом. Решение указанной задачи достигается тем, что (п.1) в известном ЭКМ, содержащем разомкнутый токопровод и n1, например, клиновидных электропроводных тел, замыкающих токопровод под действием прижимных устройств, эти тела подразделены на механически не связанные между собой электропроводные слои, каждый из которых замыкает токопровод,при этом со стороны упомянутых устройств тела снабжены адаптерами, распределяющими прижимные усилия устройств между всеми электропроводными слоями каждого тела. В частности (п.2), адаптер может быть выполнен в виде некоторой пластины, покрытой упругим слоем со стороны электропроводного тела. При этом как пластина, так и упругий слой не обязательно являются однородными, т.е. они могут иметь углубления, пазы, отверстия, крепежные узлы и т.д. В свою очередь, упругий слой (как однородный, так и неоднородный) может быть выполнен из резины (п.3) или сетки (п.4), например, металлической либо пластмассовой. Кроме того (п.5) со стороны прижимного устройства каждое тело может быть снабжено пазами, перпендикулярными его слоям, а крайние слои - и отверстиями, расположенными под пазами, адаптер состоит из пластины с параллельными ребрами и упругих проволок с загнутыми концами, при этом проволоки лежат в указанных пазах, а ребра пластины расположены между слоями тела и опираются на проволоки,загнутые концы которых зафиксированы в указанных отверстиях. На фиг. 1 и фиг. 2 представлена соответствующая п.1 формулы изобретения конкретная конструктивная схема ЭКМ с одним (n=1) клиновидным электропроводным телом 1, замыкающим токопровод 2 с угломскоса под клин обеих контактных поверхностей, удовлетворяющим соотношению (5). При этом прижимное устройство (на рисунках не показано) воз 3 действует с усилием Р на адаптер 3. В свою очередь, адаптер распределяет данное усилие между всеми no электропроводными слоями 4, на которые подразделено тело (для определенности на фиг. 2 число no=7). Слои механически не связаны друг с другом, т.е. имеют некоторую свободу перемещений друг относительно друга. Конструктивно это может быть реализовано,например, так: в теле поперек его слоев просверлено, например, два сквозных отверстия,через которые пропущены две оси меньшего диаметра, чем у отверстий, при этом для поддержания практической параллельности слоев между собой они разделены тонкими шайбами,нанизанными на оси (указанные отверстия, оси и шайбы на рисунках не показаны). На фиг. 3 и фиг. 4 соответственно п.2 формулы изобретения показаны конструктивные схемы адаптеров, выполненных в виде пластин 5, покрытых однородным (фиг. 3) и неоднородным (фиг. 4) упругими слоями 6, которые, в частности, могут быть выполнены из резины (п. 3) или из сетки (п. 4). На фиг. 5 и фиг. 6 показан ЭКМ, реализующий конструктивную схему фиг. 1 в соответствии с п.5 формулы изобретения. В данном случае адаптер состоит из пластины 5 с параллельными ребрами 5' и упругих проволок 6 с загнутыми концами, зафиксированными в отверстиях 7 крайних слоев, при этом проволоки лежат в пазах 8 всех no слоев (в данном случаеno=6). ЭКМ работает следующим образом. Благодаря наличию адаптера 3 (фиг. 1 и фиг. 2) или 5-5'-6 (фиг. 5 и фиг. 6) усилие Р прижимного устройства распределяется между всеми no слоями 4 тела 1. При этом вследствие наличия относительной свободы перемещений слоев каждый из них прижимается к контактным поверхностям токопровода 2, в результате чего для тока i образуется участок цепи с радикально уменьшенным сопротивлением R. Действительно, у прототипа в самом неблагоприятном случае (N=2) оно имеет максимальную величину (2). При использовании же заявляемого решения в самом неблагоприятном случае по аналогии с (4) число N=2no, так что согласно (3) сопротивление будет иметь максимальную величину RRK2/no, т.е. в no раз меньшую, чем у прототипа. Поскольку конструкции, соответствующие фиг. 2 и фиг. 6, допускают вполне многослойную практическую реализацию (no1),то это свидетельствует о решении поставленной задачи создания ЭКМ с радикально уменьшенным активным сопротивлением. Другим важным достоинством заявляемого решения является то, что в случае применения клиновидных слоистых тел 1 и выполнении угла 4 скоса под клин (фиг. 1 и фиг. 5) удовлетворяющим соотношению (5), у ЭКМ сохраняется уникальное свойство /2/, заключающееся в снижении активного сопротивления при возрастании токовых и тепловых нагрузок. Заявляемое решение уже аппробировано на ЗАО "ВЗВА" (г. Великие Луки) путем его применения при модернизации серийно выпускаемого разъединителя РВК - 10/2000 [1, с.149]. В новой конструкции разъединителя применен ЭКМ с двумя клиновидными телами (n=2), каждое из которых состоит из пяти электропроводных слоев (no=5). Адаптеры выполнены по конструктивной схеме фиг. 4 с упругим слоем из резины. Благодаря радикальному уменьшению активного сопротивления ЭКМ масса меди в новой конструкции разъединителя по сравнению с указанным аналогом уменьшилась в 2,5 раза. Это подтверждает высокую эффективность заявляемого решения и возможность создания на его основе уникальных электрических аппаратов нового поколения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Электрический контактный мостик, содержащий разомкнутый токопровод и электропроводное тело, замыкающее токопровод с помощью прижимного устройства, отличающийся тем, что электропроводное тело состоит из механически несвязанных между собой электропроводных слоев, каждый из которых замыкает токопровод, при этом со стороны прижимного устройства электропроводное тело снабжено адаптером, распределяющим прижимные усилия между всеми электропроводными слоями. 2. Мостик по п.1, отличающийся тем, что адаптер выполнен в виде пластины, покрытой упругим слоем со стороны электропроводных тел. 3. Мостик по п.2, отличающийся тем, что упругий слой выполнен из резины. 4. Мостик по п.2, отличающийся тем, что упругий слой выполнен в виде сетки. 5. Мостик по п.1, отличающийся тем, что со стороны прижимных устройств электропроводное тело снабжено пазами, перпендикулярными его слоям, адаптер состоит из пластины с параллельными ребрами и упругих проволок с загнутыми концами, при этом проволоки лежат в пазах, ребра пластины расположены между электропроводными слоями и опираются на проволоки, а крайние электропроводные слои снабжены расположенными под пазами отверстиями, в которых зафиксированы загнутые концы проволок.