186787. lajstromszámú szabadalom • Erősáramú dugaszolható csatlakozó
1 186.787 2 A találmány tárgya erősáramú dugaszolható csatlakozó, melynél az érintkezőin dák újszerű kialakítása lehetővé teszi az áramvezetés során ébredő elektrodinamikus erőhatások jobb kihasználását. A dugaszolható csatlakozókkal szemben támasztott fontosabb követelmények: 1. Valamely áramsín rendszerben alkalmazva, az ilyen készülék kihúzásával, illetve betolásával a villamos kapcsolat gyors oldását, illetve létesítését kell biztosítani mind a fázis sínek, mind a nullavezető sínek, mind a védővezető sínek csatlakozási pontjainál. 2. Az áramsín rendszer mentén — és a készülék cserélhető egyedei vonatkozásában is — ki kell egyenlítenie a tűréshatáron belüli egyedi méreteltéréseket. 3. A specifikációtól függően néhány száz vagy akár néhány ezer árammentes kihúzást és betolást a műszaki paraméterek számottevő romlása nélkül kell elviselnie. 4. Állandó üzemben — esetleg hónapokon át — viselnie kell a névleges árammal való terhelést, a megengedettnél nem nagyobb átmeneti veszteséggel. 5. Az üzemi előírás szerinti késleltetés tartamára el kell viselnie a zárlati áramokat és a zárlat áramcsúcsában fellépő elektrodinamikus erőhatásokat. Az ismert dugaszolható csatlakozó típusoknál e követelmények nem teljesíthetők maradéktalanul és egyben gazdaságosan. Leginkább az olyan típus közelíti meg e követelmények kielégítését, melynél a galvanikusan összekapcsolandó két vezetővéget — szimmetriasíkot közrefogó,egymással szemben tükör - szimmetrikusan elrendezett és rugalmasan összekapcsolt — két érintkezőhíd fogja közre, melynek mindkét végén egy-egy érintkezőcsúcs van kialakítva. Az ilyen típusú csatlakozónál a késes csatlakozók ismert mechanizmusa valósul meg. Üres állapotban a rugóerő maximálisan egymáshoz közelíti a szembenfekvő két érintkezőhidat, s így azok szembenfekvő érintkezőcsúcsai vagy közvetlen érintkezésben felfekszenek egymáson, vagy olyan közel kerülnek egymáshoz, hogy a köztük lévő légrés jóval kisebb,mint a csatlakozó névleges mérettartománya szerinti legvékonyabb vezetővég vastagsága (vastagságon a szimmetriasíkra merőleges kíteijedést értjük a szembenfekvő két érintkezőcsúcs között). Ha most a vezetővéget a rugóerő ellenében betoljuk a szembenfekvő érintkezőcsúcsok közé (illetve a csatlakozót rátoljuk a vezetővégre) legalább annyira, hogy a vezetővég kellő biztonsággal belógjon a két érintkezőhíd közötti, a vezetővég vastagságát meghaladó szélességű légrésbe, akkor a két érintkezőhíd az érintkezőcsúcsoknál — az előírt minimális érintkezőnyomást meghaladó rugalmas nyomóerővel — felfekszik a vezetővég alsó és felső lapján. Ilyen típusú csatlakozót ír le a 167.690. lsz. magyar szabadalmi le írás. Mind az ezzel a típussal végzett kísérleteink, mind számos más, ennél kevésbé kedvező típussal végzett vizsgálataink szerint a megoldások közös hátránya, hogy megbízható üzemi feltételek csak akkor érhetők el, ha igen nagy a kifejtett rugóerő. Ez a nagy rugóerő erősen koptatja a felületi ezüstréteget és ennek megfelelően csökken az érintkezők élettartama. Az ép ezüstfelület elengedhetetlen .hiszen — mint említettük — hosszantartó állandó üzemre szolgáló készülékekről van szó. Javít ugyan a helyzeten kemény ezüstözés alkalmazása, de ez drágítja a gyártástechnológiát, amellett erősebb felmelegedéseknél (túlterhelés, zárlat) hamar kilágyul a réteg; hosszabb üzem után még szobahőmérsékleten is várható kilágyulás. A kemény ezüstözés további hátránya a roszszabb vezetőképesség, az átmeneti veszteségek növekedése . Megvizsgáltuk az ismert ilyen megoldásoknál fennálló üzemi körülményeket. Technológiai megfontolásból általában 4-6 mm vastag rézlemezekből,kivágással készítik az elemi érintkezőhidakat. Az érintkezőfelületen utánborotválást végeznek, hogy biztosítsák a lemez élének kielégítő (vonal mentén folytonos) felfekvését. Megfelelően nagy rugóerő alkalmazása esetén így az átmeneti ellenállás kellően kicsi lesz. Zárlatnál az egymással párhuzamos érintkezőlemezekben ébredő vonzerő részben kompenzálja az érintkezőcsúcsoknál fellépő szűkületi taszítóerőt, a fennmaradó részt a nagy rugóerő egyenlíti ki, melyet oly nagyra kell választani, hogy emellett a megfelelő érintkezőnyomást is biztosítsa, ilyen mechanizmus mellett azonban már a legkisebb gyártási pontatlanság — pl. az összekötendő sínek kismértékű elcsavarodása — megbontja a vonalas (tulajdonképpen szalagmenti) folytonos érintkezést és megnőnek a lokális átmeneti ellenállások. Megnő az érintkező felületek fajlagos felületi nyomása is, gyorsítva az ezüst lekopását és megnőnek a zárlati áramszűkületi erőhatások is. A találmány alapja az a megfontolás, hogy ha lemondunk a vonalmenti, szalagmenti folytonos érintkezésről és kellő eredő felületű pontszerű érintkezésekkel hozzuk létre a szükséges vezetési keresztmetszetet, akkor jóval kisebb rugónyomással is elérhető az átmeneti ellenállás minimalizálása és ha járulékosan kihasználjuk az érintkezőhidak lemezeit kialakítása során az üzemi áram ébresztette elektrodinamikus erőket, akkor az áram növekedésekor ébredő taszítóerőket még nagyobb mértékben az elektrodinamikus erőhatásokkal kompenzálhatjuk és gyakorlatilag csak az érintkezőnyomáshoz szükséges rugóerőt kell kifejteni. Már önmagában az érintkezőhíd olyan idomú kialakítása is, mely lehetővé teszi az elektrodinamikus erőhatások jobb hasznosítását, csökkenti a rugónyomás szükséges mértékét és ezért a találmány szerinti csatlakozó alapvető új jellemzője az, hogy a szimmetriasíkra merőleges, a csatolandó vezetővégek hossztengelyét magában foglaló síkra vetített idomot tekintve, új módon sajátos alakúra képezzük ki az érintkezőhidat. A felismerés teljes mértékű hasznosítását akkor nyeijük.ha ezenkívül az érintkezőhidat nem összefüggő fémtömbből készítjük, hanem lemezeit vezetőként: egymás mellett elrendezett, egyező idomú érintkezőelemek összeszerelésével. A találmány szerinti csatlakozó alakját jobb követhetőség kedvéért szerelt állapotban újuk le azon jellemzőkkel, melyek felismerhetők akkor is, amikor még annak egyik oldalába sincs bevezetve a kapcsolandó vezetővég, figyelembe véve természetesen a csatlakozó névleges mérettartományából adódó geometriai méreteket. A szerelt csatlakozó ezen állapotát üres állapotnak nevezzük. Ebben az állapotban a csatlakozó szimmetriasíkja az a sík, mely egyenlő vastagságú vezetővégek két oldal felőli behelyezése esetén egybeesik a vezetővégek — egymásban folytatódó, a vezetők vastagságát felező — felezősíkjával. Ezt a szimmetriasíkot foga közre tükörszimmetrikus elrendezésben a két szembenfekvő érintkezőhíd. Az érintkezőhidak két végén érintkezőcsúcsok vannak 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
