СОЕДИНИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО ПРИБОРА
CONNECTING DEVICE FOR SWITCH-GEAR APPARATUS

Настоящее раскрытие относится к соединительному устройству для распределительного прибора, в частности, к соединительному устройству, пригодному для соединения подвижного проводящего вывода коммутационного устройства, в частности, прерывателя цепи, со стационарным проводящим выводом распределительного прибора.
В области среднего напряжения известно использование узла тюльпанообразного контакта для электрического соединения подвижного проводящего вывода, предусмотренного на выдвижном прерывателе цепи, со стационарным проводящим выводом распределительного устройства.
Известный узел тюльпанообразного контакта содержит опорную раму, которая образована парой звездообразных фланцев, параллельных друг другу и расположенных на расстоянии друг от друга и прикрепленных друг к другу стержневыми элементами. Узел тюльпанообразного контакта содержит множество различных и разделенных контактных пальцев, которые входят в гнездовые части, образованные на звездообразных фланцах и отжимаются от последних посредством спиральных пружин, проходящих в форме кольца вокруг центральной оси опорной рамы. На контактных пальцах образованы подходящие внешние канавки, для размещения и удержания спиральных пружин в надлежащем положении. В другом типе узла тюльпанообразного контакта опорная рама содержит вместо пары звездообразных фланцев жесткий опорный основной элемент, с которым контактные пальцы соединены через большее количество спиральных пружин и соответствующих анкерных элементов. Поэтому, такой узел тюльпанообразного контакта содержит довольно большое количество различных соединенных между собой компонентов, каждый из которых изготовлен по специальной технологии.
Каждый контактный палец проходит параллельно вышеупомянутой центральной оси и содержит переднюю контактную часть для съемного зацепления со стационарным контактным штырем распределительного устройства и заднюю контактную часть, предназначенную для поддержания в контакте с проводящим кронштейном перемещаемого прерывателя цепи.
Передняя контактная часть и задняя контактная часть имеют прямоугольные поперечные сечения и плоские контактные поверхности и тангенциально контактируют с искривленной поверхностью, соответственно, стационарного контактного штыря и проводящего кронштейна. Это означает, что часть переднего контакта и часть заднего контакта соприкасается, соответственно, со стационарным контактным штырем и проводящим кронштейном в одиночных локальных контактных зонах. Для повышения возможности электропередачи, был предложен дополнительный тип узла тюльпанообразного контакта, упомянутый в прошлом, который содержит большее количество контактных пальцев, по сравнению с обсуждаемым выше типом узла тюльпанообразного контакта, и который увеличивает количество зон электрического контакта со стационарным контактным штырем и с проводящим кронштейном. В этом типе контактные пальцы распределены вокруг центральной оси попарно, и каждый контактный палец обладает меньшей толщиной по сравнению с выше обсуждаемыми контактными пальцами. Тем не менее, такой узел тюльпанообразного контакта является даже конструктивно более сложным с, по сравнению с ранее обсуждаемым узлом тюльпанообразного контакта, из-за высокого количества различных взаимосвязанных компонентов. Кроме того, высокое количество контактных пальцев подразумевает наличие больших поверхностей, подлежащих обработке для удовлетворения требованиям по проводимости, и это означает повышение затрат на изготовление, что делает этот узел тюльпанообразного контакта достаточно дорогим.
Поэтому, все варианты узла тюльпанообразного контакта, обсуждаемые выше, включают в себя значительное количество различных деталей, которые механически соединены между собой, образуя, таким образом, большое число переходных зон, которые, как оказалось, имеют достаточно критическое значение, когда дело касается требований к рассеиванию тепла, возможностей электропередачи и механическому сопротивлению.
Представляется желательным усовершенствовать устройства электрического соединения, в частности, путем обеспечения технического решения, которое является крайне упрощенным в конструктивном отношении и дешевым в изготовлении, и которое в то же время обеспечивает возможность получения соединения с повышенными характеристиками проводимости и высокой механической надежностью.
Дополнительной задачей является обеспечение решения, которое способно снизить любые сложности, связанные с несоосностью, и любая локализация и изменчивость контактного сопротивления в электрическом соединении.
В документе EP 2434508A1 раскрывается электрическое контактное устройство для применений при среднем и высоком напряжении, сод кольцевой блок, состоящий из контактных пальцев, расположенных по кругу и направленных вдоль оси, причем контактные пальцы прикреплены к дистальному концу контактного рычага, при этом отдельные контактные пальцы прикреплены один к другому на внешней стороне внутренней стороны общего опорного кольца.
чашеобразной часть
Документ EP 1632969 A2 раскрывает аппарат для переключения и разъединения линейного типа, содержащий верхнее устройство для передачи тока, фиксированный верхний контакт, электрически подключенный к верхнему устройству, нижнее устройство для передачи тока, скользящий нижний контакт, электрически подключенный к нижнему устройству и контактную трубку, перемещаемую между замыкающим положением и положением отсоединения; верхний контакт содержит тюльпанообразный контакт с лепестками, направленными вниз, пружиной для сжатия лепестков и обеспечения хорошего электрического контакта с проводящей трубкой, опорной ю, стержнем, контактной втулкой и контактной шайбой.
Вышеприведенные задачи достигаются за счет соединительного устройства, как указано в прилагаемой формуле изобретения и описано в настоящей работе.
Настоящее изобретение также охватывает коммутационное устройство, в частности, прерыватель цепи, содержащий один или более таких соединительных устройств и распределительное устройство, эквивалентно называемое термической панелью или коробкой или распределительным щитом, содержащим такое коммутационное устройство.
Характеристики и преимущества настоящего изобретение будут видны из описания и из формулы изобретения.
Со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
Фиг. 1 - перспективное изображение примерного варианта соединительного устройства;
Фиг. 2 - вид спереди соединительного устройства на Фиг. 1;
Фиг. 3 - перспективное изображение варианта соединительного устройства согласно изобретению в соответствии с приведенным п. 1 формулы изобретения;
Фиг. 4 и 5 - соответственно продольный разрез и вид сбоку соединительного устройства на Фиг. 1;
Фиг. 6 - поперечный разрез, взятый по плоскости VI-VI на Фиг. 4;
Фиг. 7 - поперечный разрез, взятый по плоскости VII-VII на Фиг. 4;
Фиг. 8 - поперечный разрез, взятый по плоскости VIII-VIII на Фиг. 4;
Фиг. 9 и 10 - продольные разрезы дополнительных соответствующих вариантов соединительного устройства;
Фиг. 11 - вид сбоку, показывающий прерыватель цепи, снабженный соединительными устройствами, в рабочей конфигурации вставления в распределительном устройстве;
Фиг. 12 - прерыватель цепи согласно Фиг. 11 в положении извлечения.
Со ссылкой на прилагаемые фигуры показано соединительное устройство 1, которое является особо пригодным для неограниченного использования в области средних напряжений, где, в целях настоящей заявки, термин среднее напряжение относится к применениям в диапазоне от 1 кВ до нескольких десятков кВ, например, 52 кВ. Соединительное устройство 1 пригодно для монтажа на полюсном выводе 6 коммутационного устройства 30, такого как прерыватель 30 цепи, в частности, выдвижной прерыватель 30 цепи, помещенный в распределительный прибор 2. Такой прерыватель 30 цепи - без ограничения – например, представляет собой тип, который опирается на тележку, которая может перемещаться из положения извлечения относительно распределительного прибора 2, в котором подвижный проводящий вывод отсоединяют от стационарного проводящего вывода, такого как элемент 4 в виде контактной шпильки, по направлению к положению вставления в распределительном приборе 2, в котором подвижный проводящий вывод соединяют с соответствующим стационарным элементом 4 в виде контактной шпильки.
В нижеследующем описании дается ссылка на соединительное устройство 1, которое прикреплено к полюсному выводу 6 прерывателя 30 цепи. Однако, в дополнительном альтернативном применении это возможно для соединительного устройства 1, собираемого на стационарном полюсном выводе, предусмотренном на стационарном участке распределительного прибора для приема и зацепления с подвижным проводящим элементом  в виде контактной шпильки, предусмотренном на выдвижном прерывателе 30 цепи. Иными словами, соединительное устройство 1 может в равной мере функционировать как стационарный контакт или как подвижный контакт.
Как показано на прилагаемых Фигурах, соединительное устройство 1 содержит монтажную концевую часть 5 для механического соединения с полюсным выводом 6 и несколькими пальцевыми выступами 10, пригодными для электрического вхождения в контакт с элементом 4 в виде контактной шпильки. Пальцевые выступы 10 расположены по кругу вокруг продольной оси 16, отграничивая, таким образом, связующую полость 15 для приема элемента 4 в виде контактной шпильки. В частности, пальцевые выступы 10 распределены вокруг продольной оси 16 равномерно под углом.
Все пальцевые выступы 10 вместе образуют тюльпанообразную кластерную конфигурацию 50, расположенную на одном конце соединительного устройства 1, напротив монтажной концевой части 5. Тюльпанообразная кластерная конфигурация 50 подразделена и состоит из множества тюльпанообразных кластерных частей 3, каждая из которых содержит один или более пальцевых выступов 10.
Иными словами, группа из определенного количества пальцевых выступов 10, например, двух или трех или другого желаемого количества, образует соответствующую тюльпанообразную кластерную часть 3.
Соединительное устройство 1 содержит, для каждой тюльпанообразной части 3, проводящую передающую часть 7, пригодную для передачи, когда в конфигурации зацепления электрический ток течет от элемента 4 в виде контактной шпильки  к вышеупомянутому полюсному выводу 6. Проводящие передающие части 7, в частности, имеют форму удлиненных проволочных элементов, которые выступают консолью из соответствующей базовой части 8 монтажной концевой части 5.
Каждая тюльпанообразная часть 3 вместе с соответствующей проводящей передающей частью 7 и с соответствующей базовой частью 8 установлены цельно друг с другом таким образом, что они образуют соответствующую цельную часть 9. В вариантах, показанных на Фигурах 1, 9 и 10, цельные части 9 установлены цельно друг с другом таким образом, что они вместе образуют одноблочное тело 11 соединительного устройства 1. С другой стороны, согласно альтернативным вариантам соединительное устройство 1 образовано любым желаемым количеством различных и разделенных цельных частей 9, которые адаптированы таким образом, чтобы они были связаны друг с другом для образования одного скомпонованного тела. В примерном, неограничивающем варианте согласно изобретению, показанному на Фигуре 3, соединительное устройство 1 образовано четырьмя цельными частями 9, которые сконфигурированы в виде различных протяженных элементов, предназначенных для компоновки друг с другом для создания единого тела соединительного устройства 1. В данном случае, каждая цельная часть 9 содержит два пальцевых выступа 10, составляющих единое целое си выступающих из общей базовой части 8.
Однако, вместо трех, соединительное устройство 1 также может содержать другое желаемое количество цельных частей 9.
Поэтому, соединительное устройство 1 может быть получено в виде устройства в виде одной части (вариант, показанный на Фиг. 1), или в виде устройства в виде нескольких частей согласно примерному варианту на Фиг. 3 согласно изобретению.
Все эти различные альтернативные варианты имеют следующий общий технический признак: от каждого свободного конца пальцевых выступов 10 до соответствующей базовой части 8 в монтажной концевой части 5 нет ни переходных зон, ни различных связанных компонентов, а только одиночная цельная часть из материала (т.е., цельная часть 9), которая проходит по всей длине соединительного устройства 1. Иными словами, в отличие от уровня техники, тюльпанообразные устройства, которые включают в себя различные взаимно связанные компоненты, и каждый обладает специальной функцией (т.е., пальцевую часть, обладающую функцией контакта, опорную раму, спиральные пружины и передающий электропроводящий кронштейн), в соединительном устройстве 1 каждая цельная часть 9 выполняет все необходимые функции. Иными словами, каждая цельная часть 9 является самонесущей, самостоятельно эластично смещаемой и работает на приведение в контакт элемента 4 в виде контактной шпильки и передачи электрического тока.
Во всех вариантах, соединительное устройство 1, благодаря своей конструктивной простоте, пригодно для предпочтительного легкого изготовления из металлического листа. В частности, соединительное устройство 1 получают путем воздействия на металлический лист операциями резания, прокатки и фальцовки.
В частности, соединительное устройство 1 получают из алюминиевого и/или медного металлического листа.
Во всех вышеупомянутых вариантах соединительное устройство 1 действует как встроенный контакт, имеющий контактный кронштейн и кластерную конструкцию, полученную в одном куске, в отличие от тюльпанообразных систем согласно уровню техники, которые включают в себя различные и разделенные контактные пальцы, задние контактные части которых поддерживаются в контакте с другим проводящим кронштейном.
Каждый пальцевый выступ 10 содержит зону гибкой полосы 13, включенную в соответствующую проводящую передающую часть 7, и контактный изогнутый конец 14, который адаптирован для вхождения в контакт с элементом 4 в виде контактной шпильки. Зона гибкой полосы 13 сконфигурирована для эластичного изгибания при относительном зацеплении при вставлении элемента 4 в виде контактной шпильки  в связующую полость 15. Путем надлежащего выбора геометрического параметра of зоны 13 изгибающейся полосы, такого как толщина и/или профиль поперечного сечения и/или длина, достигают желаемой/требуемой гибкости для пальцевого выступа 10. Кроме того, пальцевые выступы 10 отделены друг от друга удлиненными зазорами 22, простирающимися от монтажной концевой части 5 до переднего конца 27 соединительного устройства 1. Удлиненные зазоры 22, в сочетании с пригодной геометрией зоны гибкой полосы s 13, обеспечивают требуемую упругую гибкость для пальцевых выступов 10 и обеспечивают возможность пальцевым выступам 10 изгибаться и перемещаться друг от друга при их радиальном и центробежном удаляющемся движении.
Удлиненные зазоры 22 также обладают функцией усиления теплоотводящего действия.
Каждый контактный изогнутый конец 14 выступает по направлению к продольной оси 16 в связующей полости 15.
Контактный изогнутый конец 14 содержит внутреннюю искривленную поверхность 17, которая адаптирована для усиления упругой деформации пальцевого выступа 10 при осуществлении направления элемента 4 в виде контактной шпильки для облегчения вставления последней в связующую полость 15. В частности, каждый контактный изогнутый конец 14 содержит на внутренней искривленной поверхности 17 переднюю ведущую зону, наклоненную к продольной оси 16, и сконфигурированную для обеспечения направления элемента 4 в виде контактной шпильки. Передние ведущие зоны все вместе образуют на тюльпанообразной кластерной конфигурации 50 ленту 31 вставления в виде усеченного конуса, которая улучшает вставление элемента 4 в виде контактной шпильки в связывающую полость 15.
Как лучше всего показано, например, на Фиг. 5, внутренняя искривленная поверхность 17 имеет выпуклый профиль согласно плоскости, параллельной упомянутой продольной оси 16. Как показано на Фигуре 8, внутренняя искривленная поверхность 17 имеет вогнутый профиль согласно плоскости, которая пересекается с продольной осью 16. Вогнутый профиль имеет радиус изгиба, который выбран согласно внешнему радиусу изгиба элемента 4 в виде контактной шпильки для достижения большой поверхности контакта в конфигурации взаимного зацепления.
Такой вогнутый профиль внутренней искривленной поверхности 17 преимущественно обеспечивают контактные изогнутые концы 14 для эффективного согласования с цилиндрической поверхностью элемента 4 в виде контактной шпильки. Достигается крупная зона контакт между соединительным устройством 1 и элементом 4 в виде контактной шпильки, которая, как правило, повышает способность к электропроводимости, а также минимизирует повышение и концентрацию температуры под действием тока.
На каждом конкретном изогнутом конце 14 получена внешняя поверхность 18 желобка, сконфигурированная для приема вспомогательного эластичного элемента 19, выполненного для осуществлении направления пальцевых выступов 10 по направлению к положению взаимного радиального сжимания.
Каждый пальцевый выступ 10 может быть сконфигурирован для автономного направления его самого по направлению к продольной оси 16. Однако, вспомогательный эластичный элемент 19 дополнительно способствует удержанию пальцевых выступов 10, в частности, контактных изогнутых концов 14 прижатыми к элементу 4 в виде контактной шпильки при оптимальных условиях давления. Поскольку вспомогательный эластичный элемент 19 дополнительно прижимает контактные изогнутые концы 14 к элементу 4 в виде контактной шпильки, сопротивление контакта дополнительно снижается, предотвращается локальный перегрев, и сохраняется целостность материала.
Поэтому, соединительное устройство 1 имеет внешний продольный профиль, который простирается от монтажной концевой части 5 с прямой частью 25, параллельной продольной оси 16, и углубленной части 28, расположенной далеко от монтажной концевой части 5, т.е., расположенной вблизи переднего конца 27. Иными словами, внешний диаметр соединительного устройства поддерживается постоянным на уровне первого значения, которое является максимальным значением, на протяжении всех проводящих передающих частей 7, и имеет второе значение на упомянутой углубленной части 28, которое меньше, чем упомянутое первое значение. Соединительное устройство 1, таким образом, как выясняется, имеет форму полого цилиндрического тела, которое снабжено снаружи желобчатой зоной переднего конца.
Как уже было упомянуто, эта геометрическая конфигурация обеспечена для предпочтительного осуществления соединительного устройства 1 посредством уже работающего металлического листа. Каждая зона соединительного устройства 1 может быть получена, например, с использованием металлического листа, уже подвергнутого холодной обработки. Например, цилиндрическая форма соединительного устройства 1 может быть получена путем прокатки металлического листа, тогда как контактные изогнутые концы 14 и, таким образом, внешняя желобчатая поверхность 18 и внутренняя искривленная выпуклая поверхность 17 может быть получена путем локальной фальцовки металлического листа. В отличие от тюльпанообразных систем согласно уровню техники, здесь нет необходимости в проведении дорогостоящих операций механической обработки для получения желобков на пальцевых элементах, что, таким образом, упрощает процесс изготовления, с последующим сбережением времени и затрат.
Путем обработки металлического листа получено соединительное устройство 1, имеющее толщину, которая является одинаковой в каждой его зоне. В частности, толщина поддерживается постоянной вдоль всех пальцевых выступов 10, обеспечивая, таким образом, повсюду одинаковые электрические характеристики 1, такие как однородные характеристики сопротивления контакта. Улучшенные и однородные характеристики электрической проводимости на протяжении всего соединительного устройства 1 достигаются без каких-либо нежелательных локальных явлений повышения электрического сопротивления, которое может вызвать термическое напряжение материала.
Также можно предпочтительно избежать повышения концентрации механических напряжений в соединительном устройстве 1, усталостная прочность которого также повышается.
На монтажной концевой части 5 согласно варианту, показанной на Фигуре 10, получают выпуклую пригоночную поверхность 20, которая пригодна для согласования с вогнутым приемным гнездом 21, обеспечиваемым на полюсном выводе 6. Сконфигурированная таким образом выпуклая пригоночная поверхность 20, зацепляющаяся с соответствующим вогнутым приемным гнездом 21, обеспечивает коррекцию поворотного движения соединительного устройства 1 относительно элемента 4 в виде контактной шпильки  для облегчения его относительного зацепления и преодоление любых проблем, связанных с несоосностью. Поэтому, путем связывания выпуклой монтажной концевой части 5 с вогнутым приемным гнездом 21 через пригодный элемент механического соединения, получают желаемый уровень относительной свободы поворота, как указано стрелками 32, что облегчает зацепление прерывателя 30 цепи в положении вставления в распределительном приборе 2.
Согласно возможному варианту, показанное на Фиг. 9, соединительное устройство 1 дополнительно содержит упорно-опорный элемент 23 для пальцевых выступов 10. В частности, упорно-опорный элемент 23 помещен в связующую полость 15 и, действуя в качестве опоры, принимает пальцевые выступы 10, когда соединительное устройство 1 отсоединено от элемента 4 в виде контактной шпильки. Иными словами, пальцевые выступы 10 могут быть предварительно упруго нагружены таким образом, чтобы они опирались о такой упорно-опорный элемент 23 в положении извлечения прерывателя 30 цепи, и для отсоединения от такого упорно-опорного элемента 23, только в момент зацепления элемента 4 в виде контактной шпильки с контактными изогнутыми концами 14, выдавливая, таким образом, последний к радиально удаленному положению.
Со ссылкой на Фиг. 9, соединительное устройство 1 в дополнительном варианте, который может быть скомбинирован с любым ранее описанным вариантом, содержит элемент 24 контроля смещения, сконфигурированный для передачи избыточного смещения пальцевого выступа 10 к дополнительному пальцевому выступу 10, который установлен на противоположной стороне. Элемент 24 контроля смещения, в частности, содержит кольцевой элемент 24, который снаружи расположен вокруг пальцевых выступов 10. В ходе функционирования, если элемент 4 в виде контактной шпильки, из-за возможной значительной несоосности, взаимодействует в основном только с частью тюльпанообразной кластерной конфигурации 50, высокая эластичная деформация, которая в ином случае могла бы возникать на такой части, ослабляется кольцевым элементом 24, который, таким образом, передает и распределяет ее к противоположной части тюльпанообразной кластерной конфигурации 50. Таким образом, по существу все контактные изогнутые концы 14 следуют за движением кольцевого элемента 24 и достигают положения самоцентрирования и выравнивания относительно элемента 4 в виде контактной шпильки.
Соединительное устройство 1, благодаря вышеописанной конфигурации, может быть предпочтительно быстрее собрано и пригнано, по сравнению с системами согласно уровню техники, и оно не требует никаких конкретных и усложненных инструментов для установки.
Из вышеприведенного описания, очевидно, что соединительное устройство 1 выглядит структурно простым и надежным решением для достижения эффективной электропередачи в распределительном приборе. Это решение обеспечивает успешное решение проблем, связанных с несоосностью в соединении, благодаря очень гибким пальцевым выступам 10.
Цельная конструкция всего соединительного устройства 1 или каждой тюльпанообразной части 3 обеспечивается для предотвращения локализации и изменчивости в сопротивлении контакта, в частности, благодаря постоянству толщины.
Благодаря цельной конфигурации, достигается очень сильное уменьшение количества механически взаимно соединенных частей, и, таким образом, переходных зон, что означает общее улучшение условий, связанных с перегревом, способности к электропередаче и свойств механического сопротивления.
Соединительное устройство 1 также оказалось более дешевым и более надежным техническим решением, по сравнению с устройствами согласно уровню техники. Точнее говоря, благодаря отличительным признакам вышеописанной структурной конфигурации, для получения соединительного устройства 1 применительно к тюльпанообразным устройствам согласно уровню техники необходимо меньшее количество проводящего материала.
Возможны модификации или изменения соединительного устройства 1, все из которых находятся в рамках объема идеи изобретения, раскрываемой в прилагаемой формуле изобретения; любые детали могут быть заменены на технически эквивалентные элементы.
Один или более вышеописанных элементов могут иметь различную форму и/или они могут быть различно расположены, и т.д.
Материалы, до тех пор, пока они совместимы с конкретным использованием, а также отдельные компоненты, могут быть любыми согласно требованиям и уровню техники.