SU1379837A1

SU1379837A1 - Контактное соединение плоских шин

Info

Publication number: SU1379837A1
Application number: SU864103136A
Authority: SU
Inventors: Людмила Владимировна Автономова; Юрий Андреевич Литвиненко; Валерий Львович Хавин
Original assignee: Харьковский политехнический институт им.В.И.Ленина
Priority date: 1986-08-18
Filing date: 1986-08-18
Publication date: 1988-03-07

Abstract

Изобретение относитс к элек тротехнике. Цель изобретени - повышение надежности электрического контакта и расширение функциональных возможностей. Указанна цель достигаетс выполнением концов шин 1 в виде цилиндрической поверхности , направл юща которой представл ет собой кубическую параболу со смещенными относительно друг друга ветв ми, причем точки перегиба ветвей лежат в плоскости симметрии шин. Это позвол ет избежать перегрев в зоне контакта и снизить вли ние концентраторов механических напр жений при сжатии зажимом,2, 1 ил.

Description

(Л

00

со сх оо

1

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл разъемного соединени сильноточных плоских шин.

Цель изобретени - повышение надежности электрического контакта и расширение функциональных возможностей .

На чертеже показано контактное соединение плоских шин (при соотношении 1/S 5, где 1 - длина контактного соединени , 5 - толщина шины),

Соединение содержит шины 1 из провод щего материала (медь, алюминий ), зажим 2, сжатый силой Р. Там же показано распределение тока по шине 3, полученное с помощью расчета на ЭВМ двумерной задачи электропроводности дл посто нных токов при идеальном контакте и вид силовых линий 4 внешнего магнитного пол .

Градиент плотности тока у искривленной поверхности проводников, как следует из теоремы Гаусса, определ етс уравнением

1 3i ,1.1 j Эп

|-).

Rj

(О

плотность тока; нормаль к поверхности проводника;

главные радиусы кривизны поверхности.

дл ци3i Учитыва то, что nVj ,

линдрической поверхности один из главных радиусов равен бесконечности (), как и у рассматриваемой поверхности контакта,получаем

1---Л-. (2)

10

15

20

25

30

35

798372

ленной поверхности, а j - средн плотность тока в рассматриваемом сечении шины.

По экспериментальным данным дл контйктного соединени плоских шин при 1/5 5 плотность тока в угловых точках соединени превышает в 1,4 раза среднюю плотность тока в шине. Учитыва , что

(3)

где dQ - тепловыделение;

dT приращение температуры в

элементарном объеме шины, получаем, что в стационарном режиме температура в угловых точках примерно в 2,0 раза превьш1ает среднюю теу- пературу нагрева шин, вызванного джо- улевыми потер ми. К тепловыделению в угловых точках контактного соединени добавл етс также теловыде- ление непосредственно в зоне контакта (температура в зоне контакта дл больших токов примерно в два раза превышает среднюю температуру шин).

В случае выполнени профил щин в виде кубической параболы (более точно радиоидальной спирали, которую в технических устройствах замен ют ее аппроксимацией - кубической параболой ) радиус кривизны обратно пропорционален X, где X - поперечна координата.

В начальной точке (), и локальный перегрев не что следует из (1) и ческой параболы

Rj +00 возникает, (3). Дп куби40

-i-Y 6а

(4)

где

У - продольна координата; а - посто нна , завис ща от длины контактного соединени , радиус кривизны контактирующих по

Дл пр мого угла в известном контактном соединении R, +0 и, следовательно , j - оо , в реальшох устройствах пр мой угол имеет скругление, радиус кривизны которого определ етс качеством обработки поверхности . Поскольку вли ние углов в плоском соединении шин на распределение TokoB носит локальный характер, то, полага , что j выравниваетс на рассто нии не менее RI при S RI, найдем, что JMOKJ,

1.4JO, где

wo КС

- плотность тока на искривверхностей

R,

а

Средн плотность тока j в сечении шины убывает пропорционально -.

л

Из выражений (1) и (2) следует, что плотность тока у искривленной поверхности будет всегда меньше, чем средн плотность тока при Y 0. Таким образом, выполнение профил шины по кубической параболе позвол ет избежать локального перегрева на искривленной поверхности и воз3

можности сваривани шин в зоне контакта .

Плавна поверхность перехода позвол ет снизить вли ние концентраторов механических напр жений, которое особенно существенно в угловых точках стыка по сравнению с известными устройствами в 1,5 раза, и тем самым повысить механическую прочность соединени дл эквивалентных толщин шин.

Соосное размещение шин позвол ет уменьшить искажение однородного внешн го магнитного пол вокругтоковедущих шин и, следовательно, примен ть предлагаемое контактное соединение плоских шин в качестве разъемных соединений в разборных электромагнитных системах дл создани магнитного пол заданной конфигурахдаи.

Технико-экономическа эффективность предлагаемого контактного соединени плоских шин обусловлена тем, что без существенного усложнени конструкции путем выполнени концевых частей шин в виде цилиндрической поверхности, направл юща которой кубическа парабола, в зоне разъема достигаетс снижение температуры локального перегрева в сое10

798374

динении в 2,0 раза и тем самым обеспечиваетс возможность повышени мощности электромагнитных систем термо дерных установок, что эквивалентно увеличению напр женности магнитного пол примерно в 1,5 раза по услови м нагрева. Контактное соединение может быть использовано в замковых устройствах дл соединени секций мощных электромагнитных систем , примен емых в исследовани х физики плазмы и термо дерного синтеза.

Claims

J5 Формула изобретени

Контактное соединение плоских шин, содержащее две одинаковые токоведущие шины, соединенные внахлест зажимом, отличающеес тем, что, с целью повьппени надежности электрического контакта путем снижени локальных температур перегрева, механических и термоупругих напр жений и расширени функциональньгх возможностей , концы шин вьшолнены в виде цилиндрической поверхности, направл юща которой представл ет собой кубическую параболу со смещенными друг относительно друга ветв ми, причем точки перегиба ветвей лежат в плоскости симметрии шин.

20

25

30