СИЛЬНОТОЧНАЯ КОНТАКТНАЯ СИСТЕМА

Устройство относится к электротехнике, в частности, к сильноточному аппаратостроению и может быть использовано при разработке сильноточных выключателей и разъединителей.
Существует сильноточная контактная система (СКС), содержащая верхний подвижный мостик и расположенные между ними неподвижные контакты, имеющие углубления, в которых размещены пористые прокладки, закрепленные на дне углубления кольцами, а на нижних поверхностях подвижного мостика выполнены контактные выступы, расположенные напротив упомянутых углублений [1].
Недостатком этой конструкции (СКС) являются: ограниченный срок эксплуатации, большой расход жидкого металла, вследствии открытого исполнения углублений, ведущего к преждевременному окислению жидкого металла, особенно в агрессивных средах электролизных цехов предприятий химической промышленности, разбрызгивание жидкого металла во время коммутаций, включений-отключений (В-O) и потери электроэнергии.
Известна СКС содержащая неподвижные контакты, имеющие углубления, в которых размещены пористые прокладки, пропитанные жидким металлом и закрепленные на дней углубления кольцами, диэлектрическую плиту с отверстием, неподвижный мостиковый контакт, контактирующий элемент, скользящие контакты, прижимные кольцеобразные пружины, траверсу, связанную с прижимным приспособлением [2].
Недостатками этой конструкции СКС являются: сухой скользящий контакт, который значительно снижает эффективность конструкции т.к. при любых технологическим ухищрениях (покрытие, чистота поверхностей, материал и т.д.) таком контакте происходит искрение и подгорание последнего, что имеет последствия увеличения потерь электроэнергии и сокращения срока эксплуатации.
Целью полезной модели являются: увеличение срока эксплуатации, экономия жидкого металла и электроэнергии.
Поставленная цель достигается тем, что в СКС имеющей скользящий и разрывной контакты, выполненными подвижными и взаимодействующими с неподвижными контактами, находящимися в углублениях, снабженных пористыми прокладками, смоченных жидким металлом и закрепленных кольцами, шины, диэлектрическую плиту и прижимное приспособление дополнительно введено углубление с пористыми прокладками, закрепленных кольцами, уплотнительные элементы, ось и поворотный механизм, причем углубление неподвижных контактов размещены друг относительно друга горизонтально, поверхность их взаимодействующая с прокладками смоченными жидким металлом, так же взаимодействует с дополнительными уплотнительными элементами, скользящий контакт посажен на дополнительную ось и выполнен вращающемся вокруг нее, скользящие и разрывные контакты соединены между собой с шиной и взаимодействуют с прижимным приспособлением с одной стороны и поворотным механизмом с другой.
На представленном чертеже (Фиг.1) изображена предлагаемая СКС. Он состоит из скользящего контакта 1, разрывного контакта 2, оси 3, дополнительных уплотнительных элементов 4, 5, расположенных между шинами 6 и 7, и диэлектрической плитой 8, в которых расположен шток 9, с роликами 10 и 11, выполненных из изоляционного материала, поворотного механизма 12, состоящего из оси 13 и эксцентрика 14, разворачивающего скользящий контакт 1 в углубления 15 с пористыми прокладками 16, пропитанных жидким металлом 17, и закрепленных прижимной кольцеобразной пружиной 18. Скользящий контакт 1, в свою очередь соединен с разрывным контактом 2, шиной 19 взаимодействующей с прижимным приспособлением 20, выполненным например в виде пластинчатой пружины, с одной стороны и роликом 10 штока 9 поворотного механизма 12, причем разрывной контакт 2 во включенном состоянии размещен в углублении 21 с пористыми прокладками 22 пропитанных жидким металлом 23, которые закреплены прижимной кольцеобразной пружиной 24.
Описываемая СКС работает следующим образом. На Фиг.1 СКС изображена во включенном состоянии - основной режим эксплуатации. Электрический ток между шинами 6 и 7 протекает через жидкометаллические контакты 15,17, 22, 23 углублений 15, 21 скользящий контакт 1 шину 19 разрывной контакт 2. При этом уплотнительные элементы 4 и 5 образуют надежную защиту жидкометаллических контактов 15, 17, 22, 23 от окружающей среды, чем способствуют увеличению срока эксплуатации СКС.
Для выключения СКС необходимо поворотный механизм 12, состоящий из эксцентрика 14, соединенного неподвижно с осью 13, развернуть на 180 градусов. Ролик 11, передаст вращательное движение эксцентрику 14 и поступательное движение штока 9, кулачковый механизм. Ролик 9 перейдет в крайне верхнее положение и воздействует на шину 19, повернет на скользящий контакт 1 на оси 3 на заданный угол, а разрывной контакт 2 отсоединиться от жидкометаллического неподвижного контакта 22, 23. (Положение контактов обозначено штриховой линией). Прижимное приспособление 20 обеспечивает кинематическое замыкание системы контакты 1, 2 и шина 19 с поворотным механизмом 12, чем обеспечивается надежность системы во включенном и выключенном состояниях. В предполагаемом устройстве за счет устранения сухого контакта, который удалось заменить жидкометаллическим, унифицировав его конструкцию с разрывным контактом удалось получить, по сравнению с прототипом [2], более долговечную и надежную систему, в которой жидкий металл надежно изолирован от воздействия окружающей среды и практически не расходуется. Кроме того, снижение переходного сопротивления контактов приводит к экономии электроэнергии и предоставляет возможность реализовать сильноточные, до 200 кА и более, контактные системы, что обеспечивает значительный экономический выигрыш от использования данной конструкции.
Она может быть, использована, например, в системах обеспечения непрерывного технологического процесса производства хлора и каустической соды в электролизных цехах предприятий химической промышленности, где прибыль от эксплуатации одного выключателя может составить от 100000 до 150000 долларов США в год (с учетом интенсификации технологических процессов и повышения надежности и долговечности технической системы электролиза).
Соответственно, при расширении сферы применения СКС в металлургии, нефтехимии и др. прибыли могут существенно увеличены, а с выходом на международный рынок они могут иметь весьма существенную величину.