КОНТАКТНОЕ СОЕДИНЕНИЕ

Полезная модель относится к области ошиновки электролизеров химической промышленности, цветной металлургии, силовой преобразовательной техники и может быть использовано в вышеуказанных отраслях.
Известно контактное соединение ошиновки электролизеров, в котором токопроводы устанавливаются внахлест и стягиваются крепежными болтами (Соединения контактные электрические. Москва. 1993 г. Под. Ред. Дзекцера. Н.Н., пар. 1-2). При этом контактирующие поверхности соприкасаются максимум в трех контактных точках, и площадь соприкосновения зависит от давления при затягивании болтов, что увеличивает переходное сопротивление.
За прототип принято устройство А.С. №118800 2012 г., в котором при болтовом соединении шин для снижения контактного сопротивления часть крепежных отверстий используется для установки болтов, которые имеют утолщение в виде усеченного конуса, обеспечивающих разрушение окисных пленок. Недостатком этого изобретения является недолговечность конструкции, которая обусловлена деформацией краев шин при его использовании.
Техническим результатом предполагаемой полезной модели является снижение потерь электрической энергии и долговечность конструкции, которые достигаются разрушением окисных пленок на контактирующих поверхностях и увеличением площади соприкосновения контактных пар без механических воздействий на края шин.
Технический результат достигается тем, что шины устанавливают внахлест, а затем скрепляют между собой при помощи крепежных болтов, в каждой из шин на контактирующих поверхностях в плоскости перпендикулярной оси крепежных болтов выполнены полуцилиндрические отверстия таким образом, что при стягивании крепежных болтов они образуют цилиндрическое отверстие, в котором нарезается резьба и вворачивается болт из материала контактирующих шин.
На фиг. 1 изображено контактное соединение: а) вид сверху, б) вид слева, где 1 - контакирующие шины, 2 - крепежные болты и 3 - болт, выполненный из материала контакирующих шин 1 и расположен равноудалено между двумя парами крепежных болтов 2, в плоскости перпендикулярной оси болта.
Контактирующие шины 1 стянуты крепежными болтами 2 (на фиг. 1б показаны условно) таким образом, что образуется сквозной цилиндрический канал, в котором нарезана резьба и ввернут болт 3 из материала контактирующих шин 1.
В рабочем состоянии контактное соединение стянуто крепежными болтами 2 до упора. Болт 3 ввернут в сквозной цилиндрический канал в плоскости перпендикулярной оси крепежных болтов.
Устройство работает следующим образом.
В процессе эксплуатации контактного соединения в условиях агрессивной среды и повышенной температуры увеличивается переходное сопротивление контактного соединения за счет возникновения окисных пленок на контактных поверхностях. При достижении сопротивления критической величины (устанавливается экспериментально) болт 3, выполненный из материала контактирующих шин 1 поворачивается на 90°, происходит разрушение окисных пленок в межконтактном промежутке между болтом 3 и контактирующими поверхностями 1. При этом происходит снижение контактного сопротивления.
При использовании предполагаемого изобретения в катодной ошиновке ртутных электролизеров с контактными парами медь-медь снижение потерь электрической энергии
∂
n
ΔА=(P-P)t, [Дж]
∂
n
где Pt - потери электрической энергии до использования дополнительного токопровода в контактном соединении, Pt - потери электрической энергии после использования дополнительного токопровода в контактном соединении, t - расчетное время.
H
Проведены стендовые испытания модуля контактного соединения электролизера с током нагрузки l=5000 А.
-3
-6
∂
Падение напряжения на контактном соединении при стандартном болтовом соединении составило 54·10 В, что соответствует переходному сопротивлению R=10,8·10 Ом.
-3
-6
∂
После применения предлагаемого контактного соединения падение напряжения составило 47·10 В, что соответствует переходному сопротивлению R=9,4·10 Ом.
3
2
H
∂
n
Экономия электрической энергии в сутки при работе ртутного электролизера током нагрузки 5·10 А и токоподводом из n=80 модулей при использовании предлагаемого контактного соединения составляет ΔQ=I (R-R)·nt=160 КВт·час.
При использовании контактного соединения с большим числом болтов, ввернутых перпендикулярно оси крепежных болтов, снижение переходного сопротивления в контактном соединении изменяется пропорционально.