Дроссельная перемычка

дроссельная перемычка
Полезная модель относится к средствам для электрического соединения дроссель-трансформаторов с рельсами и может быть использована на железной дороге при эксплуатации электрического железнодорожного транспорта.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой дроссельной перемычке является дроссельная перемычка (см. свидетельство на полезную модель РФ № 11769, М. кл. B61L 1/00, от 15.07.99 г., опубл. 16.11.99г.), содержащая токопровод и контактный элемент.
Токопровод известной дроссельной перемычки выполнен в виде сталеалюминиевого провода, который присоединяется к контактному элементу с помощью припоя.
Известная дроссельная перемычка имеет высокие электрические потери, что обуславливает ее недостаточную эксплуатационную надежность, и требует высоких энергетических и материальных затрат на ее изготовление, что обуславливает ее высокую себестоимость.
Это объясняется тем, что площадь контакта сталеалюминиевого провода с контактным элементом небольшая, что обуславливает возрастание сопротивления и повышение температуры в месте их соединения. Учитывая то, что величина тока достигает 200-500 А, температура повышается значительно, что приводит к расплавлению припоя и перегоранию перемычки. Между оголенными сталеалюминиевыми проводами возникают поля рассеяния, которые вызывают дополнительные электрические потери.
Дроссельная перемычка обычно имеет элемент крепления, выполненный в виде медной шины, а сталеалюминиевый провод выполняют в виде навитой на стальной сердечник алюмршиевой проволоки. В месте контакта алюминия и меди, имеющих противоположные электрические потенциалы, создается высокое переходное сопротивление, вызывающее локальное повышение температзфы и, как следствие, дестабилизацию электричесьсих характеристик. Известная дроссельная перемычка низкотехнологична в производстве, так как алюминий является сложным для припаивания металлом. Присзпгствующая на поверхности алюминиевой проволоки окисная пленка препятствует припаиванию и имеет температуру плавления 2050°С. Поэтому при припаивании используют флюсы на основе хлористых или фтористых солей калия, натрия, лития, разрушающие окисную пленку, но способствующие возникновению коррозии паяного соединения. Прочность на отрыв паянных с флюсом соединений низкая. Чтобы исключить использование флюса, можно проводить паяние в парах магния в присутствии аргона или под вакуумом. Это требует высоких энергетических и материальных затрат, связанных с использованием специального оборудования, что обуславливает высокую себестоимость перемычки. При припаивании от действия высокой температуры в металле происходят структурные изменения, а надежность контакта в большой мере зависит от качества припаивания.
В основу заявляемого технического решения поставлена задача усовершенствования дроссельной перемычки, в которой путем нового выполнения элементов и новых связей между элементами обеспечивается снижение электрических потерь, что приводит к повышению эксплуатационной надежности, снижение энергетических и материальных затрат на ее изготовление, за счет чего снижается себестоимость перемычки.
КИМ решением, новым является то, что токопровод выполнен в виде, по крайней мере, одной электропроводной стальной ленты.
Новым также является то, что электропроводная стальная лента имеет цинковое покрытие.
Новым является и то, что токопровод выполнен в виде двух или больше электропроводных стальных лент.
Новым является и то, что электропроводные стальные ленты соединены бандажом.
Между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом суш;ествует следуюш;ая причинно-следственная связь.
Токопровод, выполненный в виде электропроводной стальной ленты, имеет большую площадь контакта с выполненным в виде медной шины контактным элементом. Благодаря этому не происходит значительного роста сопротивления в месте их контакта, что способствует получению стабильных электрических характеристик при работе дроссельной перемычки. Сталь и медь имеют близкий электрический потенциал, что исключает возникновение переходного сопротивления и обеспечивает стабильность электрических характеристик. При выполнении токопровода в виде электропроводной стальной ленты не возникают поля рассеяния, что исключает дополнительные электрические потери. Электропроводная стальная лента прикрепляется к медной шине с помощью болтов. Такое крепление является надежным и исключает возможность нарушения контакта между токопроводом и контактным элементом. Оно не требует припаивания или сваривания, благодаря чему не происходят изменения структуры металла в месте контакта, а его надежность не зависит от качества припаивания или сваривания.
Достижению технического результата способствует также то, что электропроводная стальная лента имеет цинковое покрытие, защищающее токопровод от коррозии и обеспечивающее его электрическую изоляцию. Это дает возможность изготавливать токопровод в виде двух или больше электропроводных стальных лент при сохранении его эксплуатационной надежности. Количество электропроводных стальных лент при изготовлении дроссельной перемычки выбирают в зависимости от величины мощности, которую необходимо передавать от дроссель-трансформатора к рельсам. Электропроводные стальные ленты соединяют бандажом, чтобы обеспечить жесткость конструкции и избежать возникновения вибрации лент, что также способствует повышению эксплуатационной надежности дроссельной перемычки. В качестве бандажа может быть использована, например, металлическая проволока.
Таким образом, заявляемая дроссельная перемычка имеет низкие электрические потери, что обеспечивает высокую эксплуатационную надежность, и является технологически простой в изготовлении, что позволяет с)лщественно уменьшить энергетические и материальные затраты при ее производстве, за счет чего снижается ее себестоимость.
Сущность заявляемого технического решения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена дроссельная перемычка, обпщй вид, вид сбоку, на фиг. 2 - то же самое, вид сверху.
Дроссельная перемычка содержит токопровод 1, соединенный одним концом с контактным элементом 2 с помощью болтов 3. Второй конец токопровода 1 снабжен штепселем 4 для присоединения дроссельной перемычки к рельсу. Токопровод 1 выполнен в виде электропроводной стальной ленты, или двух и больше стальных лент, наложенных одна на одну и соединенных между собою бандажом 5. Стальные ленты имеют цинковое покрытие. Контактный элемент 2 предназначен для присоединения к дроссель-трансформатору и выполнен в виде медной шины.
Заявляемое техническое решение является промышленно применимым для серийного изготовления.
Изготавливают заявляемую дроссельную перемычку таким образом.
Стальную полосу, например, из стали СтЗ, толщиной 0,5 мм, нарезают на ленты пшриной 45 мм и длиной 1250-3850 мм, на которые наносят цинковое покрытие. Может быть также использована стальная полоса с нанесенным цинковым покрытием. Толщина покрытия составляет 30 мкм. На одном конце лент выполняют отверстия для крепления токопровода 1, выполненного из одной или больше таких лент, к контактному элементу 2, выполненному в виде медной пшны. Второй конец токопровода 1 снабжают штепселем 4. Стальные ленты токопровода 1 соединяют бандажом 5, выполненным, например, из металлической проволоки.
Испытания заявляемой полезной модели показали, что она имеет высокую эксплуатационную надежность, ресурс работы дроссельной перемычки значительно выше, чем в известных. При этом при ее изготовлении нет необходимости в использовании сложного специального оборудования, а энергетические и материальные затраты ьшзкие, что обуславливает ее невысокую себестоимость.
Авторы-заявителиА.Д. Ляховец
О.В. Залевский С.В. Заславец
Патентный поверенный Украины (свид. № 107) И.И. Чудновская