183819. lajstromszámú szabadalom • Nagy vezetőképességű villamos kötéssel ellátott árammegszakító
1 183 819 2 A találmány tárgya nagy vezetőképességű villamos kötéssel ellátott árammegszakító, előnyösen a megszakító, vagy hasonló villamos szerkezet kör keresztmetszetű szárának egy villamos vezető felületre vagy egy állandó kivezetésre való rögzítéséhez. Megszakító berendezéseket, és különösen a vákuumos árammegszakítókat villamos rendszerek, berendezések vagy villamos hálózatok szabályozásánál, valamint megfelelő védelemmel való ellátásnál szokás többek között alkalmazni . A megszakítók, különösen pedig a vákuumos megszakítók egymástól leválasztott érintkezőket tartalmaznak, amelyek egy szigetelő házban vannak elhelyezve. Általában az egyik érintkező rögzítetten van elhelyezve, mind a házhoz, mind pedig egy külső vezetékhez, amely külső vezeték azután a szabályozni vagy vezérelni kívánt áramkörrel van összekötve. A másik érintkező pedig elmozdíthatóan van kiképezve. Vákuumos megszakítók esetében a mozgó érintkező rendszerint egy kör keresztmetszetű szárral van ellátva, amelynek egyik vége a vákuumon belül van az érintkezőhöz csatlakoztatva, másik vége pedig a mozgó érintkező szárat működtető mechanizmussal van összekapcsolva. A vákuumot a külső tartománytól egy megfelelően vákuumtömített harmonika kialakítás választja el. Ez a harmonika az érintkezőszár elmozdulásakor megnyúlik, de egyúttal biztosítja, hogy a megfelelő vákuumtömítés ekkor is megmaradjon. A gyakorlati tapasztalatok azt mutatták, hogy a kör keresztmetszetű érintkezőszár a legelőnyösebb a harmonikával való összekapcsolásra. Az érintkező száron van továbbá az a szerkezeti elrendezés kialakítva, amelynek segítségével a szár a külső áramkörrel össze van kapcsolva. Gyakori eset, hogy a külső áramkör közvetlenül van az érintkezőszárra kapcsolva. Ennek abból a szempontból van jelentősége, mivel minden esetben biztosítani kell azt, hogy azon a keresztmetszeten, ahol a villamos áram folyik megfelelő érintkezés jöjjön létre az érintkező és a külső áramkör között, mégpedig a lehető legkisebb átmeneti ellenállás mellett. A legelterjedtebb módszer az, amikor az érintkezőszárat egy megfelelő hajlékony, jó villamosán vezető anyagból, például rézből készült sodrattal kapcsoljuk a külső áramkörhöz. Erre ismertet példákat az US 3 941 959 sz., az US 4 091 251 sz., az US 4 025 886 sz., valamint az US 3 941 959 sz. szabadalmi leírás. A fentieknek közös hátránya azonban, hogy a vezetőnek vagy a mechanikai vagy a villamos paramétereivel van probléma. Villamos szempontból különös jelentőséggel bír az átmeneti ellenállás, mechanikai szempontból pedig a megfelelő hajlékonyság, általánosságban pedig az egyszerű szerelhetőségnek és a lehető legkisebb anyagi ráfordításnak van különös jelentősége. Abban az esetben például, ha egyetlen vezetéket, tehát nem sodratot alkalmaznak, azt tapasztalták, hogy ez a vezeték mindössze három egymástól független, viszonylag nagyon kis felületen fekszik fel az érintkezőszáron. Ez a vezető teljes keresztmetszetéhez viszonyítva egy igen kis érték. Ez tehát a gyakorlatban azt jelenti, hogy viszonylag nagy felületet kell egy viszonylag vastag vezetővel összekötni, valamint további csavarok segítségével kell az érintkező felület nagyságát megnövelni a megfelelően kis átmeneti ellenállás elérése céljából. Ha azonban egy vastag keresztmetszetű vezeték helyett összkeresztmetszetét tekintve ugyanakkora keresztmetszetet, de több vékonyabb sodratból képezünk, és csavarokkal erősítünk össze, két összekapcsolódó felület így lényegesen nagyobb lesz, mint az előző esetben volt, és az eredő ellenállás sem lesz nagyobb. Vagyis, ha a villamos összekapcsolást a mozgó érintkezőszár és egy rögzített kivezetés között úgy valósítjuk meg, hogy több, egymástól független érintkezőfelületekkel rendelkező sodratot alkalmazunk, amelyek egymástól függetlenül vannak a szár felületével érintkeztetve, akkor egyrészt a vezeték flexibilitása is megnő, másrészt pedig a mozgó érintkezőszár felülete is nagyobb területen fog a csatlakozással érintkezni. Ami a költségeket illeti, azok kis mértékben meg fognak nőni, hiszen nem egy vezetéket kell csak összekapcsolni. Ezért lenne előnyös, egy olyan érintkező szerkezet, amely több párhuzamos felület összekapcsolásával biztosítja a mozgó érintkezőszár és a rögzített villamos érintkező közötti villamos kapcsolatot. Az US 3 941 959 sz. szabadalmi leírásban említett merev összekötő vezeték is azért olyan hátrányos, mert csak három ponton fekszik fel lényegében az érintkező. Ugyanakkor az összekapcsoló szerkezet mérete, súlya az áramvezetőképességhez képest túlságosan nagy. A cél tehát az, hogy olyan érintkezést valósítsunk meg a mozgó érintkezőszár és a rögzített csatlakozó között, amelynél az összekapcsolás egyszerű, és ahol több független vezető van párhuzamosan kapcsolva, amelyeknek mindegyike három ponton fekszik fel, ugyanakkor a kapcsolat elég merev ahhoz, hogy az átmeneti ellenállás és az érintkezés megfelelő legyen, továbbá, hogy a villamos vezetők szigetelése minden esetben eleget tegyen a szigetelésükkel szemben támasztott követelményeknek, valamint az átfolyó áram hatására keletkező hőt is elbírja. A találmány tárgya egy olyan megszakító rendszer, amely tartalmaz egy megszakítót, amely megszakító egymástól leválasztott érintkezőkkel van ellátva, és az egyik érintkező össze van kapcsolva egy külső villamos csatlakozóval, amely villamos csatlakozó előre meghatározott keresztmetszettel ellátott érintkezőszár, ehhez a külső szárhoz van egy további külső csatlakozó kapcsolva, amelyet lényegében egy sík lemez képez, amely sík lemezben ugyanolyan alakú ny ílás van kiképezve, mint amilyen a szár keresztmetszete, de a keresztmetszetének a területe kisebb, mint a szár keresztmetszetének területe, továbbá a nyílás pereme mentén hornyok vannak kiképezve, amelyek a lemezből mintegy fülként állnak ki, amely fülek a lemez síkjából is kiállnak, amikor a szárat a nyílásba helyezzük. A szárat ezután egy nyomólemez segítségével ebbe a nyílásba benyomjuk, és így biztosítjuk a megfelelő nyomóerővel létrejövő érintkező felületeket. A találmány egyik előnyös kiviteli alakjában a villamos berendezés egy tengelyirányban elhelyezett szárat foglal magába, amely szár általában kör keresztmetszetű. A vezető elem a szárhoz van kapcsolva. A vezető elem rendszerint egy sík lemez, amelyben középen egy köralakú nyílás van kialakítva, amely nyílás átmérője kisebb, mint a szár keresztmetszetének átmérője. Ez a nyílás hornyokkal van ellátva, amelyek lehetővé teszik fülek kialakítását a nyílás pereme mentén, és amely fül a vezető elem síkjából kiáll, amikor a szárat ebbe a nyílásba helyezzük. Egy további nyomólemez van még a szárra elhelyezve, amelynek feladata az, hogy a vezető, érintkező lemezt megfelelően erősen nyomja rá a szárra, és ezáltal összeszerelt állapotban egy szorosan illesztett kötés jöjjön létre a szár és a vezető között a nyomólapra kifejtett nyomás segítségével. Több vezető elem, és esetenként több nyomólemez vagy ezeknek egymással váltakozva történő alkalmazásával a mozgó érintkező és a csatlakozó kivezetés közötti átmeneti ellenállás értéke kellőképpen kis értékűre csökkenthető le, ugyanakkor biztosítva van az is, hogy a kapcsolat kellőképpen rugalmas legyen, valamint az élettartama megbízható5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
