способ изготовления электрического соединения и электрический соединитель

Формула изобретения

1. Способ изготовления электрического соединения, заключающийся в том, что в изоляторах устанавливают два вида сопрягаемых токопроводящих элементов с контактными поверхностями, отличающийся тем, что начальную часть контактной поверхности одного из видов токопроводящих элементов выполняют в виде резистивного слоя, при этом электрическое сопротивление резистивного слоя уменьшают до нуля от места первоначального контакта в направлении возможного относительного перемещения при соединении.

2. Электрический соединитель, содержащий изоляторы, установленные в них с возможностью относительного перемещения и сопряжения контактными поверхностями токопроводящие элементы двух видов, отличающийся тем, что начальная часть контактной поверхности одного вида токопроводящих элементов выполнена в виде резистивного слоя, убывающего по сопротивлению до нуля от места первоначального контакта в направлении возможного относительного перемещения при соединении.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрооборудовании.

Известен способ изготовления электрического соединения в разъемных контактных соединениях, заключающийся в том, что его выполняют в виде цангового зажима, причем осевое усилие, обеспечивающее необходимое давление в месте соединения, осуществляется за счет веса электрического аппарата, подвешивая его непосредственно к хвостовой части гибкого токопровода цанговой розетки, ламели которой, опираясь на кольцевую обойму, зажимают неподвижный контакт [1].

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает безыскровое соединение разъемов при их контакте. Кроме того, он относительно сложен в реализации.

Искрение при контакте приводит к широкополосным помехам как в электрической сети, так и в окружающем соединение пространстве, а также выгоранию элементов соединения в месте первоначального контакта.

Известен также способ изготовления электрического соединения, реализованный в электрическом соединителе, заключающийся в том, что две ответные части выполняют каждую в своем корпусе в виде спирали из полосы, которую располагают наклонно к оси соединителя [2].

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает безыскрового соединения. Кроме того, практическая реализация способа относительно сложна.

Решаемой задачей является обеспечение безыскрового соединения при одновременном упрощении.

Указанная задача решается тем, что в способе изготовления электрического соединения, заключающемся в том, что в изоляторах устанавливают два вида сопрягаемых токопроводящих элементов с контактными поверхностями, начальную часть контактной поверхности одного из видов токопроводящих элементов выполняют в виде резистивного слоя, причем электрическое сопротивление резистивного слоя уменьшают до нуля в направлении возможного относительного перемещения при соединении.

Способ реализуется предлагаемым электрическим соединителем.

Известна травмобезопасная электрическая розетка, содержащая корпус из изоляционного материала, в полости которого установлены контактные элементы, запирающее устройство и блокировка, на корпусе установлен выключатель, она имеет также два кнопочных включателя блокировки, дополнительный выключатель, электромагнитный контактор, а запирающее устройство состоит из двух Г-образных рычагов [3].

Недостатком этого устройства является то, что оно не устраняет искрение в цепи, поскольку остается искрение между контактами включателя и блокировки. Кроме того, устройство относительно сложно в реализации.

Известен электрический соединитель, содержащий две ответные части, каждая из которых состоит из корпуса, на поверхности которых расположены контакты, выполненные в виде спирали, причем контакт выполнен из полосы, контактируемая поверхность которой расположена наклонно к оси соединителя [2].

Недостатком этого соединителя является то, что он не обеспечивает безыскрового соединения контактирующих элементов и относительно сложен.

Решаемой задачей является устранение искрения при электрическом соединении контактирующих элементов при одновременном упрощении конструкции.

Это достигается тем, что в электрическом соединителе, содержащем изоляторы, установленные в них с возможностью относительного перемещения и сопряжения контактными поверхностями токопроводящие элементы двух видов, начальная часть контактной поверхности одного вида токопроводящих элементов выполнена в виде резистивного слоя, убывающего по сопротивлению до нуля от места первоначального контакта в направлении возможного относительного перемещения при соединении.

На чертеже представлен предлагаемый электрический соединитель, где а - случай покрытия резистивным слоем гнезда, б - штыря.

Электрический соединитель содержит установленные в изоляторах 1, 2 сопрягаемые токопроводящие элементы - штырь (вилка) 3 и гнездо (розетка) 4 с ответным контактом. Начальная часть контактной поверхности (например, на половину длины) гнезда 4 покрыта резистивным слоем 5, толщина которого максимальна в месте первоначального контакта при соединении и уменьшается по толщине до нуля к середине.

Сопротивление в месте первоначального контакта соединителей определяется рабочим напряжением и задается достаточно большим для исключения искрения при контакте, т.е. является практически изолятором при рабочем напряжении.

Сопротивление резистивного слоя уменьшается с его толщиной [4]. Например, окись алюминия Аl₂О₃ толщиной 50 мкм выдерживает напряжение 350 В [4]. В качестве резиста можно использовать, например, оксид цинка или резистивный состав, предложенный в [5]. Покрывать можно или штырь (вилку), или гнездо (розетку). Поскольку до сих пор приборы выпускаются с электрическими соединителями без такого покрытия, рекомендуется покрывать розетки. Нанесение резистивного слоя возможно любым известным способом, например окислением материала токопроводящего элемента, напылением, приклеиванием и т.д. [4, 5].

Возможно также выполнение сопрягаемого элемента из двух отдельных частей - резистивного и проводника, соединенных любым известным способом, например прессованием.

Соединитель работает следующим образом. При первоначальном контакте ввиду большого сопротивления при контакте искрение не появляется. При введении штыря в гнездо штырь скользит по контактной поверхности, при этом толщина резистивного слоя и, следовательно, сопротивление резистивного слоя уменьшаются до нуля на середине длины, остается только сопротивление контакта, и при дальнейшем движении остается только сопротивление полного контакта и соединение работает как обычно.

После первоначального контакта соединитель работает как аналог реостата, неподвижным контактом которого является гнездо с резистивным покрытием, а подвижным - штырь. Такое соединение наиболее эффективно при подключении индуктивной нагрузки.

Такое соединение в бытовых условиях является и травмобезопасным, например даже при попытке проникнуть в розетку сила тока будет увеличиваться пропорционально перемещению и на некотором этапе превысит болевой порог, не достигая при этом смертельного уровня (убивает, как известно, не напряжение, а ток, протекающий по телу).

Таким образом, предложенный способ и соединитель устраняют искрение при контакте, кроме того, предложенное техническое решение существенно проще аналогов.

Литература

1. Способ электрического контактирования в разъемных контактных соединениях. Патент России 2121739, М.кл.⁶ Н 01 R 13/193, приоритет от 26.03.97, опубликовано 10.11.98, бюл. 31.

2. Электрический соединитель. А. с. СССР 892539, М.кл⁶. Н 01 R 13/28, приоритет от 07.04.80 г., опубликовано 23.12.81 г.

3. Травмобезопасная электрическая розетка. А. с. СССР 1695425, М.кл⁶. Н 01 R 13/44, приоритет от 24.02.89 г., опубликовано 30.11.91 г., бюл. 44.

4. Гальванотехника. Справочник. / Под ред. проф. А.М. Гинберга и др. - М.: Металлургия, 1987 г., с. 502, 504.

5. Способ изготовления заготовок для высоконелинейных резисторов. А.с. СССР 924767, М. кл⁶. Н 01 С 17/00, приоритет от 18.07.80 г., опубликовано 30.04.82, бюл. 16.