Высоковольтный однополюсный штепсельный разъем. Высоковольтные разъемы конструкция

Высоковольтный соединитель

Изобретение относится к высоковольтной технике, к элементам электрооборудования, а именно к соединителям. Может быть использовано для соединения высоковольтных цепей вторичного электропитания смежных подвижных объектов. Высоковольтный соединитель содержит контактные устройства, между которыми размещен проводник с наконечниками. Новым является выполнение соединителя из двух разъемных взаимозаменяемых частей с однозначностью сочленения. Проводник из двух частей, связанных дополнительными контактными устройствами, выполнен из одного или нескольких гибких высоковольтных кабелей. Поддерживающее устройство обеспечивает изгибы проводника в горизонтальной плоскости с помощью направляющих, в пазах которых расположен подвижный палец, связанный с проводником. Высоковольтный соединитель обеспечивает соединение высоковольтной цепи смежных подвижных объектов. 1 ил.

Изобретение относится к высоковольтной технике, к элементам электрооборудования, а именно к соединителям и может быть использовано для соединения высоковольтных цепей вторичного электропитания смежных объектов.

Известны высоковольтные соединители, серийно выпускаемые промышленностью, например ВВТ 20, которые состоят из блочной и кабельной частей и высоковольтного провода между ними. Однако подобные соединители имеют большие габариты из-за громоздкой конструкции. Кроме того, соединители ВВТ 20 служат исключительно для соединения высоковольтных цепей неподвижных объектов. Известен соединитель подвижных объектов, описанный в авторском свидетельстве СССР N 1028790, МПК E 02 3/18, 1981 г. Известное устройство для соединения гибкими электроносителями подвижных объектов используется в горнотранспортном, подъемно-транспортном машиностроении для связи взаимно перемещающихся объектов. Гибкие электроносители закреплены на плоской цепи, звенья которой соединены шарнирами, позволяющими изгибаться и скручиваться цепи в определенных пределах. Это предохраняет электроносители от повреждения при соединении ими подвижных относительно друг друга объектов. Однако известный гибкий соединитель рассчитан на небольшие электрические нагрузки и не может использоваться на рабочие напряжения 20-25 кВ. Эксплуатационные возможности таких соединителей ограничены. Из всех известных соединителей наиболее близким к заявляемому изобретению является "Высоковольтный соединитель" по патенту Российской Федерации N 2036542, MПК6 H 01 R 15/00 с приоритетом от 10.10.95 г., БИ N 5 от 27.05.95 г. Известный высоковольтный соединитель содержит два контактных устройства, каждое из которых включает в себя гнездо и диэлектрический корпус. Между этими контактными устройствами расположен штыревой соединитель - проводник в виде жесткого металлического стержня с жестким диэлектрическим покрытием, вокруг штыревого соединителя расположен уплотнитель из эластичного диэлектрического материала в форме цилиндра, усеченного с обоих концов. Контактные устройства охвачены втулкой, выполненной в виде соединительного патрубка. На внутренней поверхности выступа втулки выполнен кольцевой паз, в котором размещено разрезное кольцо. При вращении втулки происходят сжатие уплотнителя и сближение двух контактных устройств, между которыми расположен неразъемный металлический жесткий проводник. При этим создается электрический контакт между гнездами контактных устройств и вилками-наконечниками на двух концах проводника. Благодаря конструкции диэлектрической втулки и разрезного кольца, а также наличия уплотнителя происходит надежное неподвижное сочленение высоковольтных цепей смежных объектов. Известный высоковольтный соединитель (прототип) может быть использован в неразъемных системах, например в высоковольтной системе вторичного электропитания, в которой применено последовательное соединение высоковольтных транспортно-выпрямительных модулей, жестко закрепленных, фиксированных на каркасе. Контактные устройства модулей попарно соосны. Однако такая конструкция известного высоковольтного соединителя не позволяет использовать его для присоединения к высоковольтной цепи подвижных смежных объектов. Сущность заявляемого технического решения заключается в следующем. Совокупность существенных признаков составляет новое средство: гибкий высоковольтный разъемный соединитель, который обеспечивает достижение технического результата. Производится соединение высоковольтных цепей смежных подвижных объектов разъемным соединителем, гибкий проводник которого отрабатывает в горизонтальной плоскости все взаимные перемещения объектов в сочлененном рабочем состоянии при электрической нагрузке 20-25 кВ и токе 1,5 тыс. ампер. Конструкция обеспечивает взаимозаменяемость разъемных частей соединителя, однозначность сочленения, фиксацию расчлененного положения. Заявляемый высоковольтный соединитель, как и прототип, содержит проводник с наконечниками, расположенный между контактными устройствами. В отличие от прототипа высоковольтный соединитель состоит из двух разъемных взаимозаменяемых частей, а проводник выполнен гибким, две части которого имеют наконечники и соединены дополнительными контактными устройствами. При этом проводник может быть из одного или нескольких высоковольтных гибких кабелей. Гибкий проводник расположен горизонтально в поддерживающем устройстве между двумя параллельными направляющими с продольными пазами, в которых размещен связанный с проводником подвижный палец. Через направляющие поддерживающего устройства проходит ось, закрепленная на площадке. На этой же площадке установлены ограничители углового перемещения поддерживающего устройства, фиксатор жесткого крепления проводника и контактное устройство, связанное с наконечником проводника. Сама площадка крепится к объекту на высоковольтных изоляторах. Сопоставительный анализ признаков заявляемого соединителя с признаками прототипа показывает, что существенными отличительными признаками являются следующие: - выполнение соединителя из двух взаимозаменяемых частей; - выполнение проводника гибким; - расположение проводника в поддерживающем устройстве в горизонтальной плоскости; - наличие направляющих с продольными пазами для перемещения по ним пальца, скрепленного с проводником; - вращение направляющих на оси, закрепленной на изолированной площадке, на которой также укреплены фиксатор проводника и контактное устройство; - наличие ограничителей углового перемещения поддерживающего устройства, обеспечивающих отклонение в обе стороны на неравные углы, меньше чем 90o. Анализ других известных технических решений /аналогов/ в исследуемой области техники и в смежных областях позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками предлагаемого высоковольтного соединителя, и признать изобретение соответствующим критерию "существенные отличия". Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом, на котором изображена функциональная схема предлагаемого высоковольтного соединителя, состоящего из 2-х взаимозаменяемых частей. Предлагаемый соединитель, как и прототип, содержит высоковольтный проводник 1 с наконечниками, расположенный между контактными устройствами 2. В отличие от прототипа предлагаемый соединитель выполнен из двух взаимозаменяемых частей. Две части высоковольтного проводника 1 связаны дополнительными контактными устройствами 3. Высоковольтный проводник 1 может быть выполнен из одного или нескольких высоковольтных кабелей. Проводник 1 каждой части соединителя выполнен гибким и расположен в поддерживающем устройстве 4. Поддерживающее устройство 4 образовано двумя параллельными направляющими 5 с продольными пазами, в которых размещен подвижный палец 6, связанный с проводником 1, например, хомутом. Направляющие 5 поддерживающего устройства 4 скреплены осью 7, расположенной на изолированной площадке 8. На этой же площадке 8 установлены ограничители 9 углового перемещения поддерживающего устройства 4, фиксатор 10 проводника 1 и контактное устройство 2, связанное с наконечником проводника 1. Сочленение высоковольтной цепи двух подвижных объектов с помощью заявляемого высоковольтного соединителя осуществляется следующим образом. Каждая из двух частей высоковольтного соединителя расположена на площадке, которая закреплена на подвижном объекте. Сочленение гибких проводников 2-х частей высоковольтного соединителя производится в обесточенном состоянии. Поддерживающие устройства 4 сочленяемых частей соединителя позволяют гибкому проводнику 1 отрабатывать в горизонтальной плоскости все взаимные перемещения смежных объектов. Ограничители 9 углового перемещения поддерживающего устройства 4 установлены на площадке 8 так, что углы отклонения не равны между собой и каждый не более 90o. Это исключает возможность перекидывания гибкого проводника в противоположную сторону. Свободно подвешенный в горизонтальной плоскости гибкий проводник 1, соединенный с пальцем 6, совершающим продольные и вращательные перемещения в пазах 2-х направляющих 5 поддерживающего устройства 4, изгибается без нагрузок и натяжений. При этом обеспечивается безопасность от пробоев на корпус объекта, т. к. отсутствует провисание в вертикальной плоскости. Исключаются изломы проводника, которые могли бы произойти при неоднократном изгибе с перекидыванием в противоположную сторону. Поддерживающее устройство каждой части соединителя обеспечивает не только перемещения проводника в горизонтальной плоскости при взаимном перемещении смежных объектов, но также и гарантированный для безопасности зазор между проводником и объектом в вертикальной плоскости. Технико-экономическая эффективность заявляемого изобретения заключается в расширении эксплуатационных возможностей путем сочленения высоковольтных цепей смежных подвижных объектов разъемным высоковольтным соединителем, гибкий проводник которого свободно подвешен в горизонтальной плоскости без нагрузок и натяжений. Обеспечивается надежность и безопасность соединения с помощью заявляемого высоковольтного соединителя Шестуна. На предприятии был выполнен действующий макет заявляемого высоковольтного соединителя и проведены расчеты, подтвержденные испытаниями. В настоящее время проводится конструкторская разработка высоковольтного соединителя для присоединения к высоковольтной цепи смежных вагонов электроподвижного состава, например, ЭПС "Сокол". Высоковольтный соединитель выполнен из двух одинаковых частей (разъемов). Каждый разъем содержит проводник из 2-х высоковольтных кабелей марки ВВТ20 с наконечниками. Перемещения проводника в горизонтальной плоскости обеспечиваются поддерживающим устройством, установленным на площадке с тремя изоляторами, которые прикрепляются к крыше вагона. Поддерживающее устройство имеет прикрепленное к площадке основание, в котором на резьбе установлена ось. На оси на подшипниках расположены направляющие с продольными пазами для пальца. Гибкие высоковольтные кабели помещены между направляющими и связаны хомутом с пальцем, который перемещается в продольных пазах направляющих. Хомут служит для фиксации кабелей. Заявляемый высоковольтный соединитель выгодно отличается от всех известных аналогов тем, что он одновременно является разъемным и высоковольтным, а гибкий проводник изгибается в горизонтальной плоскости. Имеется возможность применить его для присоединения к высоковольтной цепи электроподвижного состава, например, ЭПС "Сокол", т.е. там, где существуют жесткие ограничения рабочих размеров в вертикальной плоскости.

Формула изобретения

Высоковольтный соединитель, содержащий проводник с наконечниками, расположенный между контактными устройствами, отличающийся тем, что высоковольтный соединитель выполнен из двух разъемных взаимозаменяемых частей, проводники которых связаны между собой дополнительными контактными устройствами, при этом в каждой из частей соединителя проводник выполнен гибким из одного или нескольких высоковольтных кабелей и расположен горизонтально в поддерживающем устройстве между двумя параллельными направляющими, в продольных пазах которых размещен подвижный палец, связанный с проводником, причем через направляющие поддерживающего устройства проходит ось, закрепленная на изолированной площадке, на которой размещены также ограничители углового перемещения поддерживающего устройства, фиксатор жесткого крепления проводника и контактное устройство, связанное с наконечником проводника, причем площадка на высоковольтных изоляторах установлена на подвижном объекте.

РИСУНКИ

Рисунок 1

www.findpatent.ru

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при конструировании высоковольтных однополюсных штепсельных разъемов, применяемых в качестве коммутационных устройств радиоэлектронной аппаратуры, с гибкими выводами из высоковольтных проводов.

Технический результат заключается в обеспечении компактности, пылебрызгозащищенности, электропрочности разъема, надежности электрического и механического контакта элементов изделия.

Для достижения технического результата в заявляемом техническом решении высоковольтного однополюсного штепсельного разъема в кольцевой проточке контактного элемента выполнен сегментарный вырез, проходящий через контактное отверстие с образованием прямоугольного окна, перекрываемого упругим обжимающим элементом. При этом штепсель содержит наконечник, высоковольтный кабель и герметизирующий эластичный изолятор.

В теле наконечника выполнено отверстие для высоковольтного кабеля, переходящее в монтажное отверстие для его жилы, а также кольцевая проточка и паз, проходящий через монтажное отверстие.

Жила высоковольтного кабеля при выходе из монтажного отверстия в паз размещена в кольцевой проточке и жестко зафиксирована пайкой к наконечнику.

Кабель фиксируется в наконечнике обжимом, при этом наконечник взаимодействует с корпусом через герметизирующий эластичный изолятор. Штепсель зафиксирован в гнезде накидной гайкой. Во внутренний фланец накидной гайки установлено уплотнительное кольцо.

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована при конструировании высоковольтных однополюсных штепсельных разъемов, используемых в качестве коммутационных устройств радиоэлектронной аппаратуры с гибкими выводами из высоковольтных проводов.

Из уровня техники известно устройство высоковольтной розетки (Авторское свидетельство 839932, 1981 г., МПК: Н01R 13/11, Н01R 9/00), содержащей корпус с отверстиями, контакт, расположенный в полости корпуса, выполненный в виде пластины с отверстиями, расположенными соосно отверстиям корпуса, а также пружинное гнездо и изоляционную втулку. Контакт расположен в полости корпуса, при этом гнездо жестко связано с контактом, а изоляционная втулка расположена в корпусе соосно одному из отверстий контакта.

Недостатком данного устройства является недостаточная электропрочность при повышенной влажности из-за размещения контактных пластин в открытых каналах.

Известен способ заделки конца многоволоконного кабеля (Авторское свидетельство 1365214, 1989 г., МПК: Н02G 1/12), включающий его облуживание и обжим в электропроводящем наконечнике. Обжим производят по изолированным жилам кабеля, после чего обрезают часть наконечника с образованием косого среза, а затем облуживают наконечник, включая торец среза.

Недостатком данного устройства является сложность крепления наконечника в розетке, отсутствие электроизоляции наконечника и герметизации кабеля.

Известно устройство (Свидетельство на полезную модель РФ 16223, H01R 24/18, 2000 г.) - однополюсный штепсельный разъем, включающий штепсель и гнездо, содержащее корпус, контактный элемент внутри корпуса, элемент крепления его к изделию. На поверхности корпуса выполнен фиксирующий элемент, взаимодействующий с фиксирующим элементом отверстия и втулки, контактирующей с внутренней поверхностью изделия и элементом крепления, при этом длина фиксирующего элемента втулки больше или равна длине корпуса с фиксирующим элементом, выступающего за внутреннюю поверхность изделия. Конфигурация взаимодействующих фиксирующих элементов обеспечивает фиксацию гнезда и изделия.

Недостатками данного устройства являются отсутствие пылебрызгозащищенности контактного элемента гнезда и штепселя с кабелем, недостаточно надежный электрический и механический контакт гнезда со штепселем.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому техническому решению является устройство (Патент на полезную модель РФ 33266, H01R 24/18, 2003 г.) - однополюсный штепсельный разъем, включающий штепсель и гнездо, содержащее корпус, контактный элемент внутри корпуса, втулку, элемент крепления его к изделию.

Контактный элемент зафиксирован во втулке и выполнен с центральным отверстием в виде усеченного конуса в верхней его части, а также прорезями и кольцевой проточкой на внешней поверхности с размещенным в ней упругим обжимающим элементом. Втулка взаимодействует с корпусом через изолятор - вкладыш, а корпус выполнен в виде цилиндра с фланцем с криволинейной поверхностью и размещенной на нем крышкой. Крышка взаимодействует с герметизирующей прокладкой, причем между внутренней поверхностью втулки и наружной поверхностью контактного элемента выполнен кольцевой зазор на длине равной или более длины прорези контактного элемента.

Недостатком данного устройства является недостаточная пылебрызгозащищенность, электропрочность, надежность электрического и механического контакта гнезда со штепселем.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое техническое решение, заключается в обеспечении компактности, пылебрызгозащищенности, электропрочности разъема, надежности электрического и механического контакта элементов изделия.

Технический результат достигается приведенными ниже конструкцией изделия и технологическими приемами.

Сущность полезной модели поясняется чертежами (Фиг.1 - Фиг.9), где:

Фиг.1 - общий вид устройства высоковольтного однополюсного штепсельного разъема;

Фиг.2 - общий вид гнезда;

Фиг.3 - сечение гнезда штепсельного разъема;

Фиг.4 - общий вид контактного элемента;

Фиг.5 - общий вид упругого обжимающего элемента;

Фиг.6 - общий вид штепселя;

Фиг.7 - общий вид наконечника;

Фиг.8 - общий вид контактного элемента с упругим обжимающим элементом;

Фиг.9 - общий вид наконечника с кабелем.

Высоковольтный однополюсный штепсельный разъем состоит из гнезда 1 (Фиг.1, 2), штепселя 2 (Фиг.1), накидной гайки 3 (Фиг.1) и уплотнительного кольца 4 (Фиг.1).

Гнездо 1 содержит корпус 5 (Фиг.3), выполненный в виде цилиндрической стойки из электроизоляционного материала, состоящий из верхней 6 (Фиг.1, 2, 3) резьбовой и нижней 7 (Фиг.2, 3) цилиндрической частей, разделенных фланцем 8 (Фиг.2, 3). Внутренняя поверхность корпуса 5 выполнена ступенчатой. Верхняя часть внутренней поверхности 9 (Фиг.2, 3) корпуса 5, выполнена в виде боковой поверхности усеченного конуса с галтельными переходами и ободком 10 (Фиг.2, 3) на верхнем торце. Нижняя часть внутренней поверхности корпуса 5 выполнена в виде ступенчатого цилиндрического отверстия 11 (Фиг.3), в которых с жесткой фиксацией установлен контактный элемент 12 (Фиг.3, 4, 8)

В теле контактного элемента 12 со стороны верхней торцевой поверхности выполнено контактное отверстие 13 (Фиг.3, 4, 8) цилиндрической формы с радиусным галтельным переходом 14 (Фиг.3, 4, 8), а в нижней части - хвостовик 15 (Фиг.2, 3, 4, 8).

В верхней части контактного элемента 12 выполнены кольцевая проточка 16 (Фиг.4) и сегментарный вырез 17 (Фиг.4), проходящий через контактное отверстие 13 с образованием прямоугольного в плане окна.

В кольцевой проточке 16 контактного элемента 12 установлен упругий обжимающий элемент 18 (Фиг.3, 8), выполненный в виде разрезного пластинчатого сегмента с лепестками 19 (Фиг.5), частично перекрывающими контактное отверстие 13. Радиус сегмента меньше радиуса кольцевой проточки 16.

Штепсель 2 включает в себя наконечник 20 (Фиг.6, 9), высоковольтный кабель 21 (Фиг.6, 9) и герметизирующий эластичный изолятор 22 (Фиг.6).

Наконечник 20 выполнен цилиндрическим с контактным штырем 23 (Фиг.7, 9) на одном торце. Контактный штырь 23 имеет сферическую торцевую поверхность 24 (Фиг.7, 9). Со стороны другого торца наконечника 20 выполнено отверстие 25 (Фиг.7) для высоковольтного кабеля 21, переходящее в монтажное отверстие 26 (Фиг.7, 9) меньшего диаметра для его жилы 27 (Фиг.6, 9).

В средней части наконечника 20 выполнены кольцевая проточка 28 (Фиг.7, 9), размерами превышающая диаметр жилы 27 высоковольтного кабеля 21, и паз 29 (Фиг.7, 9), проходящий через монтажное отверстие 26.

Высоковольтный кабель 21 с удаленной на торце изоляцией и жилой 27, предварительно облуженной, устанавливают в отверстие 25 наконечника 20 до упора торца его изоляции во внутренний торец 30 (Фиг.6) отверстия 25 и выхода жилы 27 из монтажного отверстия 26 в паз 29.

При выходе из монтажного отверстия 26 жилу 27 изгибают и укладывают в проточку 28 с образованием разрезного кольца. Затем производится пайка всей поверхности проводов облуженой жилы 27 внутри монтажного отверстия 26, в кольцевой проточке 28 и в пазу 29.

В верхней части наконечника 20 производят обжим в виде кольцевой канавки 31 (Фиг.9), фиксирующий в нем высоковольтный кабель 21.

На наконечник 20 с зафиксированным высоковольтным кабелем 21 и припаянной жилой 27 установлен герметизирующий эластичный изолятор 22, закрывающий торцевую поверхность 32 (Фиг.7, 9) наконечника 20 со стороны контактного штыря 23, место запайки жилы 27 и часть поверхности высоковольтного кабеля 21.

Герметизирующий эластичный изолятор 22 выполнен ступенчатым в виде хвостовика 33 (Фиг.6) и контактного хвостовика 34 (Фиг.6), имеющих различную длину, направленных в противоположные стороны и разделенных цилиндрическим фланцем 35 (Фиг.6). Конфигурация контактного хвостовика 34 выбирается идентичной конфигурации верхней части внутренней поверхности 9 корпуса 5, например, в форме усеченного конуса, как показано на чертежах. Длина контактного хвостовика 34 выбирается большей, чем глубина верхней части внутренней поверхности 9 корпуса 5 на величину сжатия (усадки) материала герметизирующего эластичного изолятора 22, возникающего при стыковке гнезда 1 и штепселя 2.

Штепсель 2 фиксируется в гнезде 1 при помощи накидной гайки 3 с внутренней резьбой и внутренним фланцем 36 (Фиг.1), навинчивающейся на верхнюю резьбовую часть 6 корпуса 5.

Уплотнительное кольцо 4 из электроизоляционного материала установлено между внутренним фланцем 36 накидной гайки 3 и торцевой поверхностью цилиндрического фланца 35 герметизирующего эластичного изолятора 22.

Для технологичности монтажа/демонтажа накидная гайка 3 имеет на внешней поверхности выступы.

Электрический контакт гнезда 1 с изделием, например, с обмоткой трансформатора, осуществляется посредством высоковольтного провода 37 (Фиг.1), припаиваемого к хвостовику 15 контактного элемента 12. Механическое крепление и электропрочность обеспечиваются последующей заливкой объема электроизолирующим компаундом 38 (Фиг.1).

Сборка высоковольтного однополюсного штепсельного разъема осуществляется следующим образом. Высоковольтный кабель 21 с удаленной на конце изоляцией и облуженой жилой 27 устанавливают в отверстие 25 наконечника 20 до упора среза изоляции кабеля во внутренний торец 30 отверстия 25 и выхода жилы 27 из монтажного отверстия 26 в паз 29. При выходе из монтажного отверстия 26 жилу 27 изгибают и размещают в проточке 28 таким образом, что она образует разрезное кольцо, что дает возможность произвести последующую пайку всей поверхности проводов жилы 27 внутри монтажного отверстия 26, в проточке 28 и в пазу 29. Такой способ пайки обеспечивает практически абсолютное электрическое соединение всей поверхности облуженного участка жилы 27 с перечисленными элементами наконечника 20 с минимальным омическим сопротивлением.

В верхней части наконечника 20 производят обжим, в виде кольцевой канавки 31 с радиусной торцевой поверхностью, для повышения надежности механического скрепления наконечника 20 с высоковольтным кабелем 21.

На наконечник 20 с зафиксированными жилой 27 и высоковольтным кабелем 21 устанавливается герметизирующий эластичный изолятор 22, например из резины, закрывающий торцевую поверхность 32 наконечника 20 со стороны контактного штыря 23, место запайки жилы 27 и часть поверхности высоковольтного кабеля 21.

В кольцевую проточку 16 контактного элемента 12 устанавливают упругий обжимающий элемент 18, выполненный в виде разрезного пластинчатого сегмента с лепестками 19, причем внутренний радиус сегмента меньше радиуса кольцевой проточки 16. Лепестки 19 частично перекрывает контактное отверстие 13 контактного элемента 12.

Контактный элемент 12 с установленным упругим обжимающим элементом 18 размещают в ступенчатом цилиндрическом отверстии 11 корпуса 5 с жесткой фиксацией, например развальцовкой.

При стыковке штепселя 2 с гнездом 1 на хвостовик 33 герметизирующего эластичного изолятора 22 предварительно устанавливают уплотнительное кольцо 4 до его упора в верхнюю торцевую поверхность цилиндрического фланца 35.

Верхняя часть внутренней поверхности 9 корпуса 5 и верхняя торцевая поверхность контактного элемента 12 с галтельным переходом 14 являются центрирующими элементами при стыковке наконечника 20 с контактным отверстием 13 контактного элемента 12. Центрированию также способствует торцевая поверхность 24 контактного штыря 23 наконечника 20, выполненная в виде полусферы, которая при входе в контактное отверстие 13 контактного элемента 12 разжимает лепестки 19 упругого обжимающего элемента 18, обеспечивая надежный электрический контакт.

Для фиксации штепселя 2 в гнезде 1 используют накидную гайку 3, имеющую для технологичности монтажа выступы на наружной поверхности.

Так как длина контактного хвостовика 34 больше глубины верхней части внутренней поверхности 9 корпуса 5, при сборке исключается наличие зазора между их взаимодействующими поверхностями. При этом также исключается наличие зазора между торцевой поверхностью цилиндрического фланца 35 герметизирующего эластичного изолятора 22 и ободком 10 корпуса 5.

При навинчивании на гнездо 1 накидная гайка 3 своим внутренним фланцем 36 взаимодействует с уплотнительным кольцом 4 и посредством его с торцевой поверхностью цилиндрического фланца 35 герметизирующего эластичного изолятора 22.

Материалы накидной гайки 3, уплотнительного кольца 4 и герметизирующего эластичного изолятора 22 выбраны таким образом, что сила трения между торцевой поверхностью цилиндрического фланца 35 герметизирующего эластичного изолятора 22 и уплотнительным кольцом 4 больше, чем между последним и поверхностью внутреннего фланца 36 накидной гайки 3, что позволяет исключить сдвиг герметизирующего эластичного изолятора 22 при завинчивании накидной гайки 3, обеспечивая его прямолинейное перемещение без перекосов.

К хвостовику 15 контактного элемента 12 припаивают высоковольтный провод 37, например, вывод обмотки высоковольтного трансформатора, с последующей заливкой объема электроизолирующим компаундом 38.

Герметичность конструкции высоковольтного однополюсного штепсельного разъема, выбор материалов позволяют обеспечить высокую пылебрызгозащищенность, надежное механическое и электрическое крепление, высокую электропрочность, малогабаритность устройства и исключают поверхностный пробой соединения.

Примером использования высоковольтного однополюсного штепсельного разъема может служить разработанный на предприятии заявителя высоковольтный малогабаритный однополюсной штепсельный разъем с проводом высоковольтным монтажным теплостойким с комбинированной изоляцией на различное напряжение. В качестве такого провода может быть использован провод типа ПВМК по ТУ 16-505.614-79 различных диаметров для работы при рабочем напряжении до 6кВ или в цепях питания электронной аппаратуры с пульсирующим напряжением до 40кВ.

Изготовление высоковольтного однополюсного штепсельного разъема не требует уникальных материалов и специальных технологий, поэтому он может быть многократно воспроизведен в промышленном производстве.

1. Высоковольтный однополюсный штепсельный разъем, содержащий штепсель и гнездо, включающее корпус, контактный элемент внутри корпуса, выполненный с контактным отверстием и кольцевой проточкой на внешней поверхности, с размещенным в ней упругим обжимающим элементом, отличающийся тем, что упругий обжимающий элемент выполнен в виде разрезного сегмента с лепестками, а в кольцевой проточке контактного элемента выполнен сегментарный вырез, проходящий через контактное отверстие с образованием окна, перекрываемого лепестками упругого обжимающего элемента, при этом штепсель состоит из наконечника, кабеля и герметизирующего эластичного изолятора, причем с одного торца наконечника выполнен контактный штырь, с другого - отверстие для кабеля, переходящее через ступень в монтажное отверстие, в средней части наконечника выполнены кольцевая проточка и паз, проходящий через монтажное отверстие, внутри которого размещена жила кабеля, которая при выходе из монтажного отверстия размещена в кольцевой проточке и жестко зафиксирована пайкой к наконечнику, при этом кабель зафиксирован в наконечнике обжимом, а на наконечник установлен герметизирующий эластичный изолятор, содержащий два хвостовика, один из которых контактный, разделенных фланцем, причем длина контактного хвостовика больше, чем глубина верхней части внутренней поверхности корпуса гнезда, при этом штепсель зафиксирован в гнезде накидной гайкой, а между ее внутренним фланцем и торцевой поверхностью фланца герметизирующего эластичного изолятора установлено уплотнительное кольцо.

2. Разъем по п.1, отличающийся тем, что контактное отверстие в торцевой поверхности контактного элемента выполнено с галтельным переходом.

3. Разъем по п.1, отличающийся тем, что торцевая поверхность контактного штыря наконечника выполнена в виде полусферы.

4. Разъем по п.1, отличающийся тем, что запайка жилы в наконечнике выполнена внутри монтажного отверстия, в кольцевой проточке и в пазу.

5. Разъем по п.1, отличающийся тем, что герметизирующий эластичный изолятор закрывает торцевую поверхность наконечника со стороны контактного штыря, место запайки жилы и часть поверхности высоковольтного кабеля.

6. Разъем по п.1, отличающийся тем, что материалы накидной гайки, уплотнительного кольца и герметизирующего эластичного изолятора выбраны таким образом, что сила трения между торцевой поверхностью цилиндрического фланца герметизирующего эластичного изолятора и уплотнительным кольцом больше, чем между последним и поверхностью внутреннего фланца накидной гайки.

7. Разъем по п.1, отличающийся тем, что накидная гайка для удобства монтажа имеет на наружной поверхности выступы.

poleznayamodel.ru

6 Разъемы

Разъем (соединитель) это электромеханическое устройство, предназначенное для электрического соединения между собой узлов, блоков, приборов и кабелей.

Условно-графическое обозначение разъемов приведено на рис.6.1.

Электрическое соединение цепей в разъемах осуществляется контактными парами, состоящими из гнезда и штыря (рис.6.2). Для создания электрического соединения штырь должен входить в гнездо или соприкасаться с ним. Необходимое усилие для соединения контактной пары создается пружинами. Контактные пары объединяются в законченную конструкцию, состоящую из определенного числа контактов. Каждый разъем состоит из вилки с контактными штырями и розетки с контактными гнездами. К хвостовикам контактных пар припаиваются, обжимаются или «закусываются» жилы кабеля.

К разъемам предъявляются следующие требования: малое переходное сопротивление контактов, высокая надежность, низкое усилие для соединения и разъединения частей разъема, высокая износоустойчивость, герметичность.

6.1 Классификация разъемов

Классификация разъемов осуществляется по ряду признаков.

По виду соединяемых электрических цепей разъемы подразделяются на:

Низкочастотные – это разъемы, предназначенные для работы в электрических цепях переменного и импульсного тока частотой до 3 МГц.
Радиочастотные – это разъемы, предназначенные для соединения радиочастотных трактов с волновым сопротивлением 50 или 75 Ом.
Комбинированные - это разъемы, предназначенные для одновременного соединения низкочастотных, радиочастотных и импульсных цепей.

По величине напряжения, приложенного к контактам разъема, разъемы подразделяются на:

Низковольтные – это разъемы, предназначенные для работы в электрических цепях напряжением до 1,5 кВ.
Высоковольтные – это разъемы, предназначенные для работы в электрических цепях напряжением свыше 1,5 кВ.

По конструктивным особенностям разъемы подразделяются на:

Цилиндрические – имеющие круглую форму корпуса.
Прямоугольные – имеющие прямоугольную форму корпуса.

По особенностям установки разъемы подразделяются на:

Приборные – это разъемы, предназначенные для электрического соединения приборов и блоков и устанавливаемые на корпусе прибора.
Кабельные – это разъемы, устанавливаемые на кабеле.
Межблочные – это разъемы, предназначенные для соединения или разъединения блоков при их ремонте.
Платные - это разъемы, предназначенные для установки в них печатных плат.
Для печатного монтажа - это разъемы, предназначенные для установки в печатных платах.

По особенностям сочленения частей цилиндрические разъемы подразделяются на:

Байонетные – соединение частей разъема осуществляется с помощью байонетного соединения.
Врубные – соединение частей разъема осуществляется с помощью трения контактных групп или частей корпуса.
Резьбовые – соединение частей разъема осуществляется с помощью накидной гайки.
Самозапирающиеся – соединение частей разъема осуществляется с помощью фиксаторов, расположенных на корпусе.

По особенностям сочленения внешней части прямоугольные разъемы подразделяются на:

Для объемного монтажа – на хвостовики контактных пар напаиваются, обжимаются или «закусываются» жилы кабеля.
Для печатного монтажа – хвостовики контактных пар впаиваются в печатную плату.
Для печатно-объемного монтажа - хвостовики контактных пар можно впаивать в печатную плату или на хвостовики контактных пар можно напаивать, обжимать или «закусывать» жилы кабеля.

По степени защиты от внешней среды разъемы подразделяются на:

Негерметичные – контакты разъема не защищены от влияния внешней среды.
Герметичные – контакты разъема защищены от влияния внешней среды.

studfiles.net

Высоковольтный герметичный электрический разъем

Использование: электротехника, электрогидравлика, разрядные контуры генератора импульсных токов , Сущность изобретения: разъем содержит элементы замкового уплотнения в виде последовательности из по крайней мере двух валиков 9 в виде клина одинакового сечения и такого же количества канавок 10 с сечением, геометрически подобным сечению валиков 9, попарно-концентрично расположенных на наружной поверхности 11 вилки и внутренней поверхности 12 розетки. Поверхности 11 и 12 выполнены коническими, угол между основанием валиков 9 и образующей поверхности вилки более 90°, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности за счет повышения герметичности 3 ил. а S

СС1ОЗ СОВЕТСКИХ

ОЗЛИЛ

РЕСПУБЛИК рц Н 01 Р 4/54

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1UnU g

Фиг 2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4676399/07 (22) 11.04.89 (46) 30.05,92. Бюл. К- 20 (71) Проектно-конструкторское бюро электрогидравлики АН УССР (72) И.ф. Красуцкий, Н.В. Рудюк,. . А.А. Мирошниченко и С.И, Красуцкая (53) 621.315.684(088;8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 834950, кл. H 05 К 7/12, 1981, Авторское свидетельство СССР . В 989628, кл..Н 01 R 17/12, 1983. (54) ВЫСОКОВОЛЬТНЬЙ ГЕРМЕТИЧНЫИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РАЗЪЕМ (57) Испольаование: электротехника, электрогидравлика, разрядные контуры

В генератора импульсных токов. Сущность

„,Я0„„17375 1 А I

2 изобретения: разъем содержит элементы замкового уплотнения в виде последовательности нз по крайней мере двух валиков 9 в виде клина одинакового сечения и такого же количества канавок

10 с сечением, геометрически подобным сечению валиков 9, попарно-концентрнчно расположенных на. наружной поверхности 11 вилки и внутренней поверхности 12 розетки. Поверхности 11 и 12 выполнены коническими, угол между основанием валиков 9 и образующей поверхности вилки более 90, что обеспечивает повышение эксплуатационной надежности за счет повышения герметичности. 3 ил, И

173750

Изобретение относится к электротехнике, в честности к герметичным электрическим разъемам для подключения малогабаритного высоковольтного заряд5 ного устройства к разрядному контуру генератора импульсных токов (ГИТ) электрогидравлической установки, работающей на принципе электрического разряда в жидкости. 1О

Известно соединительное устройство, содержащее набор конических, расположенных одна в другой эластичных втулок, на внутренних и внешних поверхностях которых выполнены соответст- 5 венно кольцевые пазы и выступы.

Однако известное устройство имеет низкую герметичность сочлененных втулок и поэтому не может быть применено в высоковольтном разъеме для подкгюче- уо ния, например, малогабаритного высоковольтного зарядного устройства к разрядному контуру ГИТ электрогидравлической установки, поскольку этот недостаток является причиной перекры- д тия по поверхности высокого напряжения, что приводит к выходу из строя конструкции разъема и всей установки в целом.

Недостатком известного устройства также является низкая его надежность в эксплуатации при повьппенной вибРации и ударных нагрузках, т.е. при . возникновении в процессе эксплуатации незначительных осевых усилий от вибрации и ударных нагрузок пластичные 35 втулки имеют возможность расстыковываться. Это объясняется тем, что выступы и соответственно охватывающие их пазы выполнены в виде сферы, в которой отсутствует стопорящий эффект, при котором усилие расстыковки должно существенно превьппать усилие их.сочленения (стыковки), что отрицательно влияет на применение известного устройства в приборном составе высоковольтного оборудования ГИТ злектрогидравлической установки.

Наиболее близким к предлагаемому является высоковольтный герметичный электрический разъем, состоящий из двух частей: вилки и розетки, каждая из которых содержит корпус с элементами крепления и герметизации кабеля, контактные элементы и расположенные между ними конические эластичные изоляторы с элементами уплотнения.

Недостатком известной конструкции является низкая ее надежность из-за

1 Д отсутствия н ней герметичности после сочленения обеих частей разъема, Этот недостаток обусловлен появлением гофр на поверхности стыкуемых частей разъема в результач е воздействия в процессе эксплуатации, возникающего, например от вибрации и ударных нагрузок, Появлени гофр на поверхности состыкованных частей разъема также обусловлено одинаковой твердостью материала эластичных изоляторов и отрицательно сказывается на сроке службы и надежности, поскольку гофры являются определяющей причиной разгерметизации и возникновения поверхностного перекрытия высокого напряжения. Таким образом, этот недостаток разъема препятствуют применению его, например, в приборном составе специального высоковольтного малогабаритного ГИТ электрогидравлической установки, рабочее напряжение которой превышает 10 кВ.

Кроме того, к недостаткам известного разъема относится наличие в нем неэффективного узла фиксации и уплотнения стыкуемых частей разъема, что исключает применение его, например, в приборном составе высоковольтного ГИТ электрогидравлической установки, повьппенная вибрация и ударные нагрузки которой являются нормой.

Целью изобретения является повышение эксплуатационной надежности, Поставленная цель достигается тем, что в высоковольтном герметичном электрическом разъеме, со тоящем из двух элементов, выполненных из эластичного изоляционного материала в ви- . де вилки и ррзетки, содержащих крепежные и контактные элементы с герметизацией кабеля (провода), элементы замкового уплотнения в виде валиков и канаьок, попарно-концентрично расположенные на стыкуемых поверхностях: на наружной вЂ” вилки; на внутренней вЂ” розетки, поверхности вилки и розетки вы-. полнены коническими, на наружной roaepxvgc v вилки выполнена последовательность из по крайней мере двух валиков в форме клина одинакового сечения, а на внутренней поверхности. розетки выполнена последовательность из такого же количества канавок с сече» кием, геометрически подобным сечению валиков, причем геометрические размеры валиков превьппают размеры канавок, а угол между основанием вали1737581 ков и образующей .стыкуемой поверхности вилки более 90 о

Такое выполнение позволяет создать монолитную, малогабаритную простую конструкцию разъема с надежной фиксацией стыкуемых элементов разъема, обеспечивающейся за счет выполнения на наружной поверхности конического эластичного изолятора вилки валиков, охваченных соответствующими канавками, выполненными на внутренней конической поверхности эластичного изолятора розетки. Такое сочленение позволяет применять данную конструкцию разъема в приборном составе высоковольтного малогабаритного ГИТ электрогидравлической установки и обеспечивает надежную работу не только конструкции предлагаемого разъема, но и всей установки в целом в условиях работы при повышенной вибрации и ударных нагрузках. С помощью предлагаемой конструкции разъема исключается самопроизвольное разъединение (расстыковка) частей разъема, а также разгерметизация и, как следствие, JJc1раняется поверхностное перекрытие высокого напряжения стыкуемых частей разъема между собой, обеспечивая надежную эксплуатацию высоковольтного оборудования ГИТ с рабочим напряжением свьппе 10 кВ.

Тот факт, что геометрические размеры валиков превьппают размеры канавок, создает условия, при которых обеспечивается воэможность простоты и удобства стыковки (расстыковки) частей (элементов) разъема в условиях эксплуатации, что важно и крайне необходимо при эксплуатационном обслуживании, проведении регламентных осмотров и выполнении ремонтных работ как в заводских условиях, так и в условиях эксплуатации при замене оборудования. Кроме того, такое соотношение .геометрических размеров валиков .и канавок создает условия защелки, замкового эффекта стыкуемых частей (элементов) разъема. Благодаря тому, что жесткость эластичного материала канавок розетки меньше жесткости эластичного материала клиновиднях ва.-. ликов вилки, облегание валиков ластичным материалом канавки происходит без гофр и неровностей, что является гарантией герметичности стыкуемых частей (элементов) разъема и обеспечивает высокую электрическую прочность изоляции разъема, а также ° позволяет применять предлагаемую конструкцию разъема в приборном составе, например, высоковольтного ГИТ, рабочее напряжение которого превьппает 10 кВ.

Угол между основанием валиков и образующей стыкуемой поверхности вилки более 90 обеспечивает условия замо кового эффекта, защелки стыкуемых частей (элементов) разъема и, как следствие, усилие расстьпсовки (разъединения) превышает усилие стыковки (сочленения), поскольку основание, например, валиков пересекает образующую стыкуемой поверхности вилки под углом, превьппающим 90, однако учитыО вая, что общая конусность вилки выбирается такой, при которой всегда

2р обеспечивается усилие стыковки значительно меньшее, чем- расстыковки, то указанный тупой угол клиновидного валика, как обычно, незначительно отличается от прямого угла, что в конечном итоге и обеспечивает замковьпЪ эффект валиков и канавок, выполненных соответственно на наружной и внутренней поверхностях вилки и розетки и таким образом исключает самопроизвольное расчленение (разъединение)-частей (элементов) разъема в процессе экс.-. луатации при повышенной вибрации и ударных нагрузках, увеличивая надежность и срок службы предлагаемой конструкции разъема в 1,3-1,5 .раза, З5 На фиг. 1 изображен высоковольтный герметичный электрический разъем в сочлененном положении, продольный разрез; на фиг. 2 вЂ” разъем в расстыкованном положении, продольный разрез; . на, фиг, 3 вЂ” схема расположения элементов замкового уплотнения на эластичной конической поверхности вилки, Высоковольтный герметичный электрический разъем (фиг. 1 и 2) состоит Hs

4 двух элементов, выполненных иэ эластичного изоляционного материала в виде вилки 1 и розетки 2, содержащих ,корпус 3, гайку 4, упорную шайбу 5, уплотиителвное кольцо 6, контактные . элементы 7 и 8, элементы замкового уплотнения в виде валиков 9 и канавок

10, попарно-концентрично расположенные на стыкуемых поверхностях: на наружной 11 - вилки 1, на внутренней

12 - розетки 2, Поверхности 11 и 12 вилки 1 и розетки 2 соотметственно выполнены коническими. Ба наружной поверхности. 1 1 вилки 1 выполнена

173 последовательность из по крайней мере

1 двух валиков 9 и форме клина одинакового сечения, а на внутренней поверхности 12 розетки 2 - последовательность из такого же количества канавок 10 с сечением, геометрически подобным сечению валиков 9, Угол между основанием 13 валиков 9 и образующей 14 стыкуемой поверхности вилки. 1 более 90 (фиг. 3).

Высоковольтный герметичный электрический разъем работает следующим образом.

До сочленения вилки 1 и розетки 2 необходимо со стороны резьбовой части каждого корпуса 3 в его отверстие 15 установить токопроводный кабель 16 с нанизанными на него поочередно со стороны наконечника 17 гайкой 4, упорной шайбой 5 и уплотнительным кольцом 6. В корпусе 3 указанные детали аккуратно устанавливают в обратной последовательности. Затем заворачивают гайку 4. Вилку 1 и розетку 2 стыкуют (сочленяют) с помощью небольmoro встречного усилия правой и левой руки, крикладываемого к вилке 1 и розетке 2 со стороны кабеля 16 до появления щелчка. Это значит, что валики 9 на стыкуемой поверхности 11 вилки 1 вошли в соответствующие канавки 10 розетки 2, а между контактными элементамн 7 и 8 и наконечником 17 кабеля 16.произошло надежное контактирование. Разъем готов к эксплуата» ции, Применение предлагаемой конструкции высоковольтного герметичного электрического разъема позволяет повысить удобство обслуживания, значительно улучшить ремонтопри одность, а также создать условия замены деталей и узлов в условиях эксплуатации без разборки

7581 8 и демонтажа других элементов высоковольтного оборудования, например, высоковольтных малогабаритных ГИТ элект5 рогидравлической установки что позУ воляет сократить технологическое время- по сравнению с прототипом. на 15 18 „

Предлагаемая конструкция разъема . по сравнению с прототипом при одной и той же мощности и величине напряжения в условиях эксплуатации при повышенной вибрации и ударных нагрузках позволяет увеличи ь надежность и срок службы в 1,3-1,5 раза.

Формула изобретения

Высоковольтный герметичный электрический разъем, состоящий из двух

2О элементов, выполненных из эластичного ,изоляционного материала в виде вилки. и розетки, содержащих крепежные и контактные элементы с герметизацией кабеля (провода), элементы замкового

25 уплотнения в виде валиков и канавок, попарно концентрично расположенные на стыкуемых поверхностях: на наруж Ь ной вЂ” вилки, на внутренней - розетки, отличающийся тем, что, с

З© целью повышения эксплуатационной надежности, поверхности вилки и розетки выполнены коническими, на наружной поверхности вилки выполнена последовательность иэ по крайней мере двух валиков в Форме клина одинакового сеЗэ чення, а на внутренней поверхности розетки выполнена последовательность из такого же количества канавок с сечением, геометрически подобным сечению валиков, причем геометрические размеры валиков превышают размеры канавок, а угол между основанием валиков и образующей стыкуемой поверхности

«юикк более 90 .

1737581

Составитель И. Красуцкий

Техред A,Кравчук Корректор Л.Пилипенко

Редактор А, Лежнина

Заказ 1899 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосквар Ж-35у Раушскан ыабеу да 4/5!

Производственно-издательский комбинат Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Высоковольтный герметичный электрический разъем

www.findpatent.ru

разъем высоковольтный многофазный - патент РФ 2311709

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам высоковольтных многофазных разъемов. Технический результат - повышение надежности работы разъема. В высоковольтном многофазном разъеме, состоящем из двух взаимоответных частей, вилки и розетки, содержащих корпус, токоведущие контакты и проходные изоляторы в каждой из частей разъема выполнены в виде диафрагмы, имеющей изолирующие элементы вокруг каждого из токоведущих контактов разъема. Изолятор каждой из частей разъема выполнен из эластичного полимерного изоляционного материала, преимущественно кремнийорганической резины, с внутренним армированием пластиной из твердого изоляционного материала, преимущественно стеклоэпоксидного листа. Отверстия под токоведущие контакты в армирующей пластине выполнены диаметром, равным внешнему диаметру изолирующих элементов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. разъем высоковольтный многофазный, патент № 2311709

Рисунки к патенту РФ 2311709

Изобретение относится к области электротехники, а именно к устройствам высоковольтных многофазных разъемов.

Известны однофазные высоковольтные разъемы, в которых изоляторы целиком выполнены из эластичных материалов. Применение таких разъемов в многофазных соединениях не целесообразно в связи с громоздкостью и дороговизной получаемой конструкции [1].

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является устройство высоковольтного многофазного разъема, состоящего из розетки и вилки с элементами крепления кабеля и монолитными проходными изоляторами, имеющими изолирующие элементы для обеспечения опережающего перекрытия зазора при соединении, а также контакты, закрепленные в изоляторах [2]. В указанном соединителе проходной изолятор целиком изготовлен из изоляционного материала, обеспечивающего необходимую механическую и электрическую прочность изолятора.

Однако такая конструкция изолятора обладает тем недостатком, что закрепленные на изоляторе токоведущие контакты не имеют никакой возможности относительного перемещения, крайне желательного для обеспечения правильного вхождения токоведущих контактов контактной пары при их соединении. Отсутствие такой возможности перемещения может привести к поломке или некачественному соединению контактов разъема.

Целью настоящего изобретения является исключение указанного недостатка и повышение надежности работы разъема.

Указанная цель достигается тем, что в разъеме высоковольтном многофазном, состоящем из двух взаимоответных частей, вилки и розетки, содержащих корпус, токоведущие контакты и проходные изоляторы в каждой из частей разъема, выполненные в виде диафрагмы, имеющей изолирующие элементы вокруг каждого из токоведущих контактов разъема, изолятор каждой из частей разъема выполнен из эластичного полимерного изоляционного материала, преимущественно кремнийорганической резины, с внутренним армированием пластиной из твердого изоляционного материала, преимущественно стеклоэпоксидного листа. Отверстия под токоведущие контакты в армирующей пластине выполнены диаметром, равным внешнему диаметру изолирующих элементов.

На фиг.1 показан общий вид состыкованного разъема, а на фиг.2 изображены две проекции изолятора.

Вилка 1, розетка 2, изолятор 3 в виде диафрагмы 4, имеющей площадки 5 с отверстиями для крепления токоведущих контактов 6 и изолирующие элементы 7 вокруг каждого отверстия для крепления токоведущих контактов 6 разъема, обеспечивающие необходимую электрическую прочность изоляции между токоведущими контактами 6 разъема, изготовлены из эластичного полимерного изоляционного материала, преимущественно кремнийорганической резины, с внутренним армированием пластиной 8 из твердого изоляционного материала, преимущественно стеклоэпоксидного листа. При этом отверстия в армирующей пластине под токоведущие контакты 6 могут быть выполнены диаметром, равным внешнему диаметру изолирующих элементов 7.

Целесообразно, чтобы внешний диаметр изолирующих элементов 7 с одной стороны диафрагмы 4 был меньше внутреннего диаметра изолирующих элементов 7, расположенных на другой стороне диафрагмы 4, настолько, чтобы это позволило вставить изолирующие элементы 7 одного изолятора 3 в изолирующие элементы 7 другого изолятора 3. Кроме того, изоляторы 3 в полуразъемах целесообразно устанавливать так, чтобы изолирующие элементы 7, имеющие больший диаметр, в одном полуразъеме располагались бы в сторону стыкующихся концов токоведущих контактов 6, а во втором полуразъеме - в сторону присоединяемых к нему кабелей, в результате чего при стыковке полуразъемов изолирующие элементы 5 входят друг в друга, а их геометрические размеры обеспечивают герметизацию соединения каждой контактной пары 6 отдельно. Это позволит унифицировать изоляторы 3 и тем самым снизить расходы на производство разъемов.

При соединении двух частей разъема сначала входят друг в друга изолирующие элементы 7, обеспечивая опережающее перекрытие зазора, далее соединяются между собой контактные пары 6. Эластичные площадки 5 обеспечивают облегчение совпадения осей контактных пар, армирующая пластина 8 обеспечивает необходимую жесткость, а смыкание торцов изолирующих элементов 7 и плоскостей ответных изоляторов 3 обеспечивает герметизацию контактных пар 6. Таким образом, эластичные площадки 5 позволяют контактам 6 смещаться относительно друг друга, облегчая тем самым сборку разъема, и в то же время обеспечивают надежную электрическую изоляцию, исключая возможность поверхностного пробоя по армирующей пластине 8.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №1288794, кл. Н01R 13/52, публ. 1987.

2. Патент Российской Федерации №2098899, кл. Н01R 13/52, публ. 1997 (прототип).

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Разъем высоковольтный многофазный, состоящий из двух взаимоответных частей, вилки и розетки, содержащих корпус, токоведущие контакты и проходные изоляторы в каждой из частей разъема, выполненные в виде диафрагмы, имеющей изолирующие элементы вокруг каждого из токоведущих контактов разъема, отличающийся тем, что изолятор каждой из частей разъема выполнен из эластичного полимерного изоляционного материала, преимущественно кремнийорганической резины, с внутренним армированием пластиной из твердого изоляционного материала, преимущественно стеклоэпоксидного листа.

2. Разъем по п.1, отличающийся тем, что отверстия под токоведущие контакты в армирующей пластине выполнены диаметром, равным внешнему диаметру изолирующих элементов.

www.freepatent.ru

Высоковольтный электрический соединитель

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для соединения высоковольтных цепей. Высоковольтный электрический соединитель содержит две взаимоответные части, каждая из которых содержит корпус, контактный элемент и расположенный между корпусом и контактным элементом изолятор. Корпус первой части соединителя содержит упругий элемент и установлен в дополнительный корпус с возможностью радиального перемещения относительно него. Дополнительный корпус первой части соединителя и корпус второй части соединителя выполнены с возможностью фиксирования на внешних основаниях. Сопрягающиеся поверхности корпусов обеих частей соединителя выполнены с возможностью их предварительного позиционирования, а поверхность сопряжения каждого изолятора образована в результате вращения, по крайней мере, одного тела вращения относительно оси соединителя. Технический результат - создание компактного высоковольтного соединителя с высокой надежностью соединения его взаимоответных частей, имеющих возможность взаимного позиционирования при стыковке. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для соединения высоковольтных цепей.

Известен высоковольтный электрический соединитель (А. с. SU №1746447 приоритет от 18.06.90, «Высоковольтный электрический соединитель», авторы В.И. Орлов, Р.К. Денисов, Л.В. Курьян, О.В. Гуськов, МПК5: H01R 13/52, опубликовано 07.07.92. Бюл. №25), состоящий из двух частей, сжатие которых между собой обеспечивается накидной гайкой и пружиной, а каждая часть соединителя содержит корпус с элементами крепления кабеля, контактными элементами и расположенные между корпусами и контактными элементами изоляторы, образующие поверхности сопряжения которых имеют форму тела вращения. Место сопряжения взаимодействующих частей изоляторов выполнено в виде усеченного конуса со сферическими поверхностями усечения, направленными в одну сторону. Причем радиус сферической поверхности усечения изолятора вилки меньше радиуса сферической поверхности изолятора розетки, а вышеупомянутые изоляторы в месте расстыковки выполнены из разнородных материалов, исключающих адгезию и диффузию.

В данном соединителе, который является наиболее близким к заявляемому, недостатками являются отсутствие возможности позиционирования его частей при стыковке, что делает невозможным объединение таких соединителей на одном основании.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание высоковольтного электрического соединителя с возможностью одновременного использования его с аналогичными высоковольтными электрическими соединителями, при установке одноименных взаимоответных частей каждого из них на соответствующих основаниях.

Технические результаты, на достижение которых направлено изобретение, заключаются в возможности позиционирования взаимоответных частей соединителя, повышение надежности.

Данные технические результаты достигаются тем, что в высоковольтном электрическом соединителе, содержащем две взаимоответные части, каждая из которых содержит корпус, контактный элемент и расположенный между корпусом и контактным элементом изолятор, при этом корпус первой части соединителя содержит упругий элемент, новым является то, что корпус первой части соединителя установлен в дополнительный корпус с возможностью радиального перемещения относительно него, при этом дополнительный корпус первой части соединителя и корпус второй части соединителя выполнены с возможностью фиксирования на внешних основаниях, причем сопрягающиеся поверхности корпусов обеих частей соединителя выполнены с возможностью предварительного их позиционирования, а поверхность сопряжения каждого изолятора образована в результате вращения, по крайней мере, одного тела вращения относительно оси соединителя.

За счет выполнения сопрягающихся поверхностей корпусов обеих частей соединителя с возможностью предварительного их позиционирования, а также применения дополнительного корпуса и установки в него корпуса первой части соединителя с возможностью его радиального перемещения относительно дополнительного корпуса позволяет позиционировать взаимоответные части соединителя при стыковке.

Применение изоляторов, поверхность сопряжения каждого из которых образована в результате вращения, по крайней мере, одного тела вращения относительно оси соединителя, позволяет увеличить путь пробоя без увеличения габаритов, что повышает надежность высоковольтного соединителя, а также обеспечивает позиционирование взаимоответных частей соединителя при стыковке.

Выполнение дополнительного корпуса первой части соединителя и корпуса второй части соединителя с возможностью фиксирования на внешних основаниях позволяет одновременно использовать его с аналогичными высоковольтными электрическими соединителями, при установке одноименных взаимоответных частей каждого из них на соответствующих основаниях.

На чертеже представлен пример конструкции заявляемого высоковольтного электрического соединителя (соединитель в сборе, продольный разрез).

Высоковольтный электрический соединитель состоит из первой (гнездовой) и второй (штыревой) взаимоответных частей.

Штыревая часть содержит корпус 1, контактный элемент (штыревой контакт) 2, соединенный с зафиксированным в корпусе 1 высоковольтным проводом, и изолятор 3, расположенный между корпусом 1 и контактным элементом 2.

Гнездовая часть содержит корпус 4, дополнительный корпус 5, контактный элемент 6 (гнездовой контакт), соединенный с зафиксированным в корпусе 4 высоковольтным проводом, изолятор 7, расположенный между корпусом 4 и контактным элементом 6, упругий элемент (пружину) 8.

Корпус 4 установлен в дополнительный корпус 5 с возможностью его радиального перемещения относительно дополнительного корпуса 6. Это обеспечивается тем, что корпус 4 и дополнительный корпус 5 гнездовой части установлены соосно, причем между корпусом 4 и дополнительным корпусом 5 выполнен зазор. В дополнительном корпусе 5 выполнена полость, а на внешней поверхности корпуса 4 выступ, который установлен в полости элемента 5. При этом глубина и ширина полости дополнительного корпуса 5 больше высоты и ширины выступа элемента 4. В полости, между стенкой дополнительного корпуса 5 и выступом корпуса 4 установлена пружина 8. Пружина 8 намотана на корпус 4. Пружина 8 поджимает корпус 4 к дополнительному корпусу 5 в продольном направлении.

Дополнительный корпус 5 гнездовой части соединителя и корпус 1 штыревой части соединителя могут быть зафиксированы на общих основаниях соединителей соответственно (на чертеже не показано).

Сопрягающиеся внешняя поверхность корпуса 4 гнездовой части и внутренняя поверхность корпуса 1 штыревой части выполнены цилиндрическо-конической формы. Форма внешней поверхности корпуса 4 гнездовой части имеет коническую часть, переходящую в цилиндрическую, а внутренняя поверхность корпуса 1 штыревой части имеет цилиндрическую форму, переходящую в коническую в направлении, обратном встречному осевому перемещению частей соединителя при стыковке, что обеспечивает предварительное позиционирование взаимоответных частей высоковольтного электрического соединителя.

Поверхности сопряжения изоляторов 7 и 3 гнездовой и штыревой частей соответственно образованы в результате вращения, по крайней мере, одного тела вращения относительно оси соединителя и могут быть образованы в результате вращения прямого и обратного конусов относительно оси соединителя соответственно.

Высоковольтный электрический соединитель работает следующим образом.

При сочленении штыревой и гнездовой частей высоковольтного электрического соединителя происходит предварительное позиционирование конической части корпуса 4 гнездовой части относительно цилиндрической части корпуса 1 штыревой части.

При дальнейшем встречном осевом перемещении происходит позиционирование (центровка) штыревой части соединителя относительно гнездовой части за счет радиального перемещения корпуса 4 относительно дополнительного корпуса 5 гнездовой части.

При этом прямая коническая поверхность изолятора 7 гнездовой части соединителя сопрягается с обратной конической поверхностью изолятора 3 штыревой части. И наоборот, обратная коническая поверхность изолятора 7 сопрягается с прямой конической поверхностью изолятора 3.

Был изготовлен опытный образец, в котором одновременно сочленялись семь гнездовых частей соединителей, расположенных на общем основании, с семью штыревыми частями соединителей, расположенных на другом основании. Каждый высоковольтный соединитель выдержал испытательное напряжение 8,5 кВ. Корпусные детали высоковольтного соединителя были выполнены из сплава Д16 ГОСТ 4784-97, штыревая часть - из латуни Л63 ГОСТ 15527-2004, гнездовая часть - из бронзы БрБ2 ГОСТ 18175-78, изоляторы - из фторопласта Ф-4 ТУ 6-05-041-547-85.

1. Высоковольтный электрический соединитель, содержащий две взаимоответные части, каждая из которых содержит корпус, контактный элемент и расположенный между корпусом и контактным элементом изолятор, при этом корпус первой части соединителя содержит упругий элемент, отличающийся тем, что корпус первой части соединителя установлен в дополнительный корпус с возможностью радиального перемещения относительно него, при этом дополнительный корпус первой части соединителя и корпус второй части соединителя выполнены с возможностью фиксирования на внешних основаниях, причем сопрягающиеся поверхности корпусов обеих частей соединителя выполнены с возможностью предварительного их позиционирования, а поверхность сопряжения каждого изолятора образована в результате вращения, по крайней мере, одного тела вращения относительно оси соединителя.

2. Высоковольтный электрический соединитель по п. 1, отличающийся тем, что поверхности сопряжения изоляторов образованы в результате вращения прямого и обратного усеченных конусов относительно оси соединителя.

www.findpatent.ru