контактное соединение

Формула изобретения

Контактное соединение, состоящее из шин, установленных внахлест, скрепленных между собой при помощи болтового соединения, отличающееся тем, что часть крепежных отверстий используют для установки проводящих втулок, в которых с обоих торцов по образующей выполнены прорези на длину меньше половины длины проводящей втулки, а внутри проводящих втулок помещают шпильки с набором чередующихся плоских и тарельчатых шайб.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области ошиновки электролизеров химической промышленности и цветной металлургии и может быть использовано в вышеуказанной отрасли.

Известно контактное соединение ошиновки электролизеров, в котором токопроводы устанавливаются внахлест и стягиваются крепежными болтами (Электрическая часть станций. Москва, 1951 г. Под. Ред. Глазунова. Гл.3, пар.3-5). При этом контактирующие поверхности соприкасаются максимум в трех контактных точках и площадь соприкосновения зависит от давления при затягивании болтов,

Известно устройство А.С. №1681587, в котором при болтовом соединении шин на один из торцов ошиновки накладывается сварной шов.

Недостаток этого изобретения - сварка тяжелой ошиновки из цветных металлов, медь-медь, алюминий-алюминий, алюминий-медь, сталь-медь. Это изобретение не распространяется на ошиновку электролизеров, в которых в качестве анода используется графит.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение потерь электрической энергии за счет уменьшения переходного сопротивления в контактных соединениях, которое достигается увеличением площади соприкосновения контактирующих пар при болтовом соединении без применения сварки.

Технический результат достигается тем, что шины устанавливают внахлест, а затем скрепляют между собой при помощи болтового соединения. Для снижения потерь электрической энергии часть крепежных отверстий используется для установки устройств, обеспечивающих плотное соприкосновение боковых поверхностей отверстий шин с проводящей втулкой.

На чертеже изображено контактное соединение.

Проводящая втулка 1 с наружным диаметром, меньшим диаметра крепежных отверстий. В проводящей втулке с обоих торцов по образующим выполнены прорези на длину меньше половины длины проводящей втулки. Чередующиеся прорези образуют проводящие ламели, которые имеют возможность перемещаться при механическом воздействии в направлении, перпендикулярном оси проводящей втулки.

Внутри проводящей втулки помещена шпилька 2 с набором чередующихся шайб плоских 3 и тарельчатых 4, с обоих концов шпильки имеются втулки 5 и гайки 6.

Устройство работает следующим образом.

При вращении гаек 6 происходит деформация тарельчатых шайб 4 с увеличением наружного диаметра. Тарельчатые шайбы распирают проводящую втулку 1, перемещая ламели в направлении, перпендикулярном оси проводящей втулки 1, и плотно прижимая к боковым поверхностям отверстий контактирующих шин, тем самым обеспечивая необходимое контактное нажатие, уменьшение переходного сопротивления и снижение потерь электрической энергии.

Снижение потерь электрической энергии Q=Q_б-Q_р,

где Q_б - потери электрической энергии в контактном соединении без использования проводящей втулки;

Q_р - потери электрической энергии с использованием проводящей втулки.

При замене части крепежных болтов на проводящие втулки снижение потерь электрической энергии составляет

где I - ток нагрузки на контактное соединение;

R_б - переходное сопротивление контактного соединения без проводящих втулок;

К₁ , К₂ - коэффициент перераспределения тока в контактном соединении с проводящими втулками К ₁<1, К₂<1;

- коэффициент ослабления стяжки контактного соединения с проводящими втулками;

R_Л - общее сопротивлении контактного перехода одной ламели;

n - количество ламелей;

R_СК - сопротивление сплошного кольца проводящей втулки в центре между прорезями с разных торцов.

Проведены стендовые испытания модуля контактного соединения электролизера с током нагрузки 5000 А.

Падение напряжения на контактном соединении при четырех стяжных болтах до установки проводящей втулки составило 38·10^-3 В, что соответствует переходному сопротивлению в контактном соединении 7,6·10^-6 Ом.

После установки двух проводящих втулок по диагонали контактного соединения вместо крепежных болтов падение напряжения на контактном соединении составило 16·10^-3 В, что соответствует 3,2·10^-6 Ом.

Экономия электрической энергии в сутки при работе ртутного электролизера током нагрузки 400·10³ А с токоподводом из 80 модулей с использованием проводящих втулок составит 294 кВт·час