Спосіб з’єднання провідників

Спосіб з'єднання провідників, переважно із різнорідних матеріалів, який включає підготовку поверхні зєднуваних провідників та прикладення до них деформуючого зусилля, який відрізняється тим, що розміщують провідники внахльост, виконують в них отвори, у які без зазорів вставляють та запресовують, принаймні, один стержень, матеріал та переріз якого вибирають, щонайменше, еквівалентним за струмовим навантаженням з'єднуваним провідникам Винахід відноситься до електротехніки, а саме, до способів з'єднання провідників, до конструкцій контактних з'єднань, використовуваних для з'єднання струмопідводів електропечей, стрілочних переведень на електрифікованих залізницях, та інше Відомий спосіб з'єднання дуговим зварюванням гнучких струмопідводів з мідних стричок з мідними наконечниками, яки застосовуються на феросплавних електропечах [Л1] Недоліком вказаного способу є складність, а то і неможливість зварювання пакета тонких мідних стрічок (0,2 - 0,3мм) із-за їх підгорання Пакети алюмінієвих стрічок будь-яких товщин взагалі неможливо зварювати з мідними наконечниками із-за великого перепаду температур плавлення алюмінію та МІДІ Відомий спосіб з'єднання паянням гнучких кабелів із дроту або мідної стрічки з мідними наконечниками [Л2] Але відомий спосіб складен та екологічно шкідлив, особливо при паянні алюмінію Він не дозволяє з'єднувати пакети алюмінієвих стрічок з потужними мідними наконечниками феросплавних печей При перегріві наконечників (поганий контакт, відсутність охолоджуючей води) припой розм'якшується та відбувається "виповзання" жили із наконечника, тобто вихід із строю кабелів, що охолоджуються водою Прототипом є спосіб холодного зварювання встик двох провідників пластин з МІДІ та алюмінію перетином 10 х 1000мм, по якому з'єднуючи пластини по місцю стику спочатку старанно очищують, обезжирюють розчином (спирт, ацетон), скальпують, переважно, металевими щітками, а потім до них прикладають значне механічне зусилля перпендикулярно плоскості з'єднання достатнє для деформації провідників в МІСЦІ з'єднання [ЛЗ] Проте вказаний спосіб має недоліки Він досить складний, тому то потребує спеціального обладнання та оснащення, яке мінливе в залежності від форми і габаритів провідників Переріз з'єднуючих провідників обмежений та складає 1000мм2 Для з'єднання провідників великих перерізів потрібно ще більш потужне обладнання Цим способом неможливо з'єднувати провідники одного перерізу, але різної форми, наприклад, (квадрат, з прямокутником, прямокутник з кругом) Крім того, вказаним способом неможливо з'єднувати громіздкі деталі, наприклад, Г- подібні МІДНІ наконечники (вагою до 20кг) феросплавних електропечей з гнучкими струмопідводами у вигляді 4-х пакетів перетином 1600мм2 кожний із алюмінієвих стрічок або алюмінієвих стрічок з мідним, або другим покриттям В основу винаходу покладена задача здійснити такий спосіб з'єднання провідників, по якому нове розташування провідників і нове виконання операцій по ПІДГОТОВЦІ поверхней з'єднуючих провідників та створюванню деформуючого зусилля дозволило би спростити спосіб, збільшити надійність з'єднування, розширити сфери його застосування та діапазон з'єднуючих провідників по формата по габаритам Поставлена задача вирішується тим, що по способу з'єднання провідників, переважно з різно О о (О 46047 рідних матеріалів, включаючему підготовку поверхні з'єднуваних провідників та прикладання до них деформуючого зусилля, згідно винаходу розміщують провідники внахльост, виконують в них отвори, у яки без зазорів уставляють та запресовують, принаймні, один стержень, матеріал та переріз якого, вибирають, щонайменше, еквівалентним за струмовим навантаженням з'єднуваним провідникам Переваги запропонованого способу полягають в тому, що, завдяки розташуванню провідників внахльост, не потрібно спеціальне дороге обладнання Для запресовування стержнів використовується звичайний прес Отвори виконують на свердлувальному верстаті При засвердлуванні отворів робиться одночасно й зачистка поверхней з'єднуваних провідників Крім того, збільшується надійність з'єднання На приклад, при з'єднуванні холодним зварюванням встик двох провідників у вигляди пластин 100 х 10 струмоз'єм буде робиться по перерізу 1000мм2 При з'єднуванні таких самих пластин запропонованими способом внахльост при використовуванні для з'єднування 4-х стержнів 0 = 18мм загальним перерізом 3,14*182 ,n_ л 2 х4 = 1017мм площа струмоз єма стержнів з кожної пластини буде дорівнювати 3,14 х 18 х 10 х 4 = 2260мм2, тобто 2260 /1000 = 2,26 разів більше ніж при холодному зварюванні Спосіб з'єднування двох провідників проілюстроване схематично на фіг 1 - 8 На фіг 1 та 2 на виді спереду та збоку показаний варіант з'єднування кабеля з повітряним охолодженням із пакетів стрічок з наконечником На фіг 3 та 4 ран розріз А-А та переріз В-В, на яких схематично зображене варіант з'єднувателя електротягового для залізниці На фіг 5 та 6 на виді спереду та збоку показаний варіант з'єднування кабеля з повітряним охолодженням із пакетів стрічок з Г-подібним наконечником для феросплавної печі На фіг 7 та 8 на виді збоку та спереду показаний варіант з'єднування кабеля, що охолоджується водою, з пакета стрічок з наконечником На фігурах кабель 1 із пакетів мідних або алюмінієвих стрічок з'єднай з наконечником 2 з МІДІ або алюмінію за допомогою стержнів 3 На пакети 1 стрічок (фиг 1) зверху установлены пластини 4 із більш міцного матеріалу, наприклад, з латуні На фіг 3, 4 кабель 1 виконаний із сталеалюмінієвого проводу, який с боку наконечника 2 виконаний плоским, хоч може бути круглим або іншої форми На фіг 5, 6 при виконуванні наконечника 2 з алюмінію для зміцнення можуть бути установлені пластини 4 По запропонованому способу з'єднують провідники 1 та 2, переважно з різнорідних матеріалів МІДІ та алюмінію На фіг 3 та 4 сталеалюмінієвий провід з'єднують із стальним наконечником 2 Провідники 1 та 2 розташовують внахльост з таким наміром щоб розмістилась необхідна КІЛЬКІСТЬ стержнів 3 в один, два ряди або по одному (як на фіг 4) в залежкості від перерізу та форми провідників 1 та 2 В провідниках 1 та 2 в пластинах 4 виконують отвори свердлуванням або фрезеруванням В залежності від товщини наконечників отвори виконують наскрізні або глухі (фіг 3 - 6) В отворі 3 без зазорів уставляють, по крайній мірі, один стержень 3 Зі стержнів 3 необхідно віддалить окісну плівку, якщо їх давно виготовили Після цього стержні 3 запресовують на пресі Довжину стержнів 3 (при наскрізних отворах) вибирають більшій висоти з'єднуючих провідників, бо при запресовці їх довжина скорочується на величину осідання Матеріал та переріз стержнів 3 вибирають, щонайменше, еквівалентним за струмовим навантаженням з'єднуваним провідникам 1 та 2 Приклад Для з'єднання кабеля 1 з алюмінієвих стрічок перерізом 1600мм2 (еквівалентний переріз по МІДІ 1000мм2) з мідним наконечником при використанні мідних стержнів 0 = 16, S = 200мм2 їх необхідно 1000 / 200 = 5шт При схемі з'єднання на фіг 1 - 3, 7-8 стержнів достатньо Зшт, бо один з провідників розщеплен на два та переріз стержнів подвоюється, тобто S = 200 х 3 х 2 = 1200мм2 більї, ніж переріз по МІДІ 1000мм2 Для з'єднання цих самих провідників, але стержнями з алюмінію, їх переріз необхідно збільшити При 0 = 20мм, S = 314мм2 загальний переріз стержнів 314 х З х 2 - 1884мм2 більш, ніж переріз по алюмінію 1600мм2 При холодному зварюванні встик для з'єднання пластин з МІДІ та алюмінію 10 х ЮО.тобто 1000мм2, необхідна зварювальна машина зусиллям 120т з питомим тиском 120кГ/мм2 Для запресування мідного стержня 200мм2 з таким же питомим тиском, необхідне зусилля 12 х 200 = 24т, тобто можливо використовувати невеликий прес Оскільки при запресовці стержнів хід поршня усього кілька міліметрів, то ця операція достатньо продуктивна По запропонованому способу при використовуванні, наприклад, алюмінієвих стрічок з мідним покриттям на кінцях пакетів, тобто в містах приєднання по плоскості нахльоста з мідним наконечником, значно збільшується площа контакту провідників, при ньому може бути зменшена КІЛЬКІСТЬ стержнів на ЗО - 50% Перехідний електричний опір в з'єднанні практично відсутен, що забезпечує СТІЙКІСТЬ та надійність контакту між провідниками 46047 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71