ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ ПЛАВКИЙ ПРЕДОХРАНИТЕЛЬ

Полезная модель относится к области электротехники, касающейся конструкции высоковольтных плавких предохранителей.
7
Известен высоковольтный плавкий предохранитель по патенту ЕПВ №0123331, заявл. 12.03.1984 г., МПК Н01Н 85/16, содержащий трубчатый изоляционный корпус с установленными на противоположных концах чашеобразными токоведущими колпачками и помещенными внутри корпуса плавкими элементами и сыпучим дугогасящим наполнителем. Соединение плавкой вставки с колпачком осуществляется посредством тороидальной токопроводящей пружины, надетой на конец опорной трубки. Уплотнение колпачков на корпусе предохранителя осуществляется резиновым кольцом по торцу корпуса и обкаткой краев колпачка. Недостатком такой конструкции является высокая трудоемкость при изготовлении предохранителя и малая надежность в связи с наличием внутреннего прижимного электрического контакта посредством тороидальной пружины. который со временем окисляется, что приводит к выгоранию этого контакта.
Известен также высоковольтный плавкий предохранитель по патенту США №4506249, заявл. 08.09.1983 г., МПК Н01H 85/16, содержащий изоляционный корпус с металлическими контактными колпачками на противоположных концах, внутри которого расположен изоляционный каркас с навитыми на нем плавкими элементами. Внутреннее пространство корпуса предохранителя заполнено дугогасящим гранулированным материалом. К противоположным концам изоляционного каркаса механически прикреплены перпендикулярно продольной оси переходные металлические пластины, которые с одной стороны электрически соединены
с плавкими элементами, а с другой стороны электрически соединены с контактными колпачками. Существенным недостатком такого предохранителя является сложность конструкции и низкая эксплуатационная надежность в связи с наличием в электрической цепи предохранителя дополнительного токоведущего элемента (переходной пластины) и дополнительных контактных соединений, которые, как известно, являются ненадежными элементами.
Наиболее близким к заявляемому предохранителю является высоковольтный плавкий предохранитель по патенту Украины на полезную модель №3654, заявл. 15.12.2004 г., МПК Н01Н 85/02. Предохранитель содержит трубчатый изоляционный корпус с чашеобразными металлическими контактными колпачками, установленными на его противоположных концах. Внутри корпуса предохранителя размещены плавкие элементы и сыпучий дугогасящий материал. Между контактными колпачками и корпусом предохранителя запрессованы уплотнительные резиновые прокладки. Токоведущие выводы плавких элементов проходят через отверстия в резиновых прокладках и электрически соединены с внутренней поверхностью контактных колпачков. Недостатком известной конструкции является низкая эксплуатационная надежность и сложность сборки предохранителя. Это связано с тем, что при сборке предохранителя отсутствует возможность визуальной проверки качества электрического соединения выводов плавких элементов с внутренней поверхностью контактных колпачков. При плохом контакте колпачок и само соединение перегреваются выше допустимой величины при номинальном токе, что приводит к преждевременному перегоранию плавких элементов и даже к разрушению всего предохранителя.
В основу технического решения поставлена задача усовершенствования плавкого предохранителя путем нового выполнения элементов, а также новых связей между элементами, что позволяет улучшить качество электрического соединения контактируемых
поверхностей, в результате чего обеспечивается высокая эксплуатационная надежность и удобство сборки плавкого предохранителя.
Поставленная задача решается тем, что в известном высоковольтном плавком предохранителе, содержащем трубчатый корпус, чашеобразные контактные колпачки, установленные на противоположных концах корпуса, внутри которого размещены плавкие элементы и сыпучий дугогасящий материал, при этом плавкие элементы соединены с внутренней поверхностью контактных колпачков посредством токоведущих выводов, а между контактными колпачками и корпусом расположены уплотнительные прокладки, новым, согласно техническому решению, является то, что в торцевой и/или цилиндрической и/или сопряженной с ними поверхностях контактных колпачков выполнено не менее одного сквозного отверстия, причем в отверстиях размещен токопроводящий материал, а выводы плавких элементов расположены непосредственно под отверстиями в колпачках.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков предохранителя и достигаемым техническим результатом состоит в следующем.
Выполнение технологических сквозных отверстий в торцевой, цилиндрической и сопряженной с ними поверхностях, а также расположение выводов плавких элементов непосредственно под отверстиями позволяет визуально оценить качество электрического соединения выводов плавких элементов с внутренней поверхностью контактных колпачков, обеспечить надежный контакт между ними и удобство сборки предохранителя. Кроме того, улучшение электрического контакта вышеуказанных элементов обеспечивается за счет размещения (запаивания) токопроводящим материалом отверстий, выполненных в контактных колпачках после их напрессовки на корпус предохранителя, что гарантирует высокую эксплуатационную надежность предохранителя.
Сущность технического решения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид плавкого предохранителя - поперечное сечение, на фиг.2-7 - общий вид контактных колпачков - поперечное сечение (варианты выполнения отверстий).
Заявляемый плавкий предохранитель содержит трубчатый корпус 1, выполненный из изоляционного материала, например, из керамики, чашеобразные контактные колпачки 2, установленные на торцевых частях корпуса 1 (вторая противоположная концевая часть предохранителя выполнена идентично и на фиг.1 не показана). Между контактными колпачками 2 и корпусом 1 предохранителя запрессована уплотнительная резиновая прокладка 3, толщина которой больше величины зазора между внутренней поверхностью колпачка 2 и наружной поверхностью корпуса 1. В корпусе 1 на изоляционном каркасе 5 намотаны плавкие элементы 5, между которыми размещен дугогасящий материал 6, например, песок.
Изоляционный каркас 4 может отсутствовать, а плавкие элементы 5, намотанные в виде спирали, могут размещаться непосредственно в среде дугогасящего материала 6.
Плавкие элементы 5 снабжены токоведущими выводами 7, которые пропущены через отверстие 8 в резиновой прокладке 3 и электрически соединены с внутренней поверхностью контактных колпачков 2 путем сжатия или оплавления. В металлических контактных колпачках 2 выполнены сквозные отверстия 9, которые расположены непосредственно над выводами 7 контактных колпачков 2. В отверстиях 9 размещен (впаян) легкоплавкий токопроводящий материал 10, например, олово, таким образом, что он обеспечивает видимый контакт вывода 7 плавкого элемента 5 с колпачком 2 предохранителя. Отверстия 9 могут быть размещены на разных поверхностях колпачка 2, например, на торцевой, цилиндрической и сопряженной с ними поверхностях, одновременно или в различных их сочетаниях (фиг.2-7). Количество отверстий 9 зависит от габаритов предохранителя.
Высоковольтный плавкий предохранитель работает следующим образом.
Предохранитель монтируется в защищаемой электроустановке (на фиг.1 не показана), при этом внешние электрические цепи соединяются с контактными колпачками 2. Ток протекает от внешней цепи через первый колпачок 2, токопроводящий материал 10, размещенный в отверстиях 9, и токоведущие выводы 7 к плавким элементам 5 и снимается со второго колпачка (на фиг.1 не показан). При протекании номинального тока плавкие элементы 5 проводят электрический ток без расплавления. Предохранитель допускает нагрузку номинальным током в продолжительном режиме. В случае недопустимых перегрузок по току или при протекании через предохранитель тока короткого замыкания плавкие элементы 5 расплавляются, а электрическая дуга гасится в дугогасящем материале 6. При этом отключается аварийный ток.
Использование заявляемой полезной модели позволит за счет более качественного контактного соединения плавкого элемента с колпачками увеличить срок службы предохранителя при нагрузке номинальным током в 1,5-2 раза, а также уменьшить трудоемкость изготовления и удешевить предохранитель в целом.
Промышленная применимость заявляемой полезной модели подтверждается возможностью изготовления заявляемого высоковольтного плавкого предохранителя из известных материалов на известном оборудовании при использовании известных технологий, например, штамповка, точечная контактная сварка, вибрационное уплотнение песка.