Гнучкий струмопідвід

1. Гнучкий струмопідвід, переважно для відкритих феросплавних печей, що включає пази в наконечниках, отвори в наконечниках і пакетах стрічок, при цьому кожен наконечник і пакети стрічок з'єднані разом за допомогою стержнів шляхом прикладання до них деформуючого зусилля, приєднання наконечников до виводів трансформатора й печі, який відрізняється тим, що частина стрічок у кожному пакеті виконана з алюмінію або з алюмінієвого сплаву, а інша частина, щонайменше C2 2 (19) 1 3 відників, що з'єднують. Гнучкий струмопідвід приєднаний за допомогою наконечників до виводів трансформатора й печі. (Патент на винахід України. UA № 46047. "Спосіб з'єднання провідників". H01R43/00 від 10.03.1998 р.). Зазначені аналоги й прототип мають загальний недолік - низьку корозійну стійкість У зв'язку із присутністю вологи (тому незахищені алюмінієві стрічки по прототипі не можна застосовувати через утворення гальванічної пари з міддю й наступної корозії алюмінію) і двоокису вуглецю в колошниковому газі, що відходить (при температурі 200 °С і вище) відкритої феросплавної печі, поверхня мідних дротів або стрічок у гнучкому струмопідводі сильно окиснюється. При цьому товщина оксидної плівки досягає 0,15-0,3 мм, що приводить до зменшення (звуженню) площі поперечного перерізу кожного окремого дроту, стрічки й струмопідводу в цілому на 20-60 % і різкому збільшенню електричного опору. Зі зростанням активного опору збільшуються втрати, тобто кількість виділюваної теплової енергії й температура струмопідводу ще більше підвищується. При температурі понад 100 °С інтенсивність корозії збільшується при впливі на мідь агресивних компонентів колошникового газу (водень, вуглекислий газ, речовини, які утримують сірку у зваженому стані й ін.). Тому що гнучкий струмопідвід короткої мережі прохолоджується тільки на башмаку й наконечнику, то в його середній частині температура має максимальне значення (на 30-60 °С вище). При високій температурі й впливі агресивних компонентів феросплавного газу корозія досягає міжкристалічного рівня, і приводить до розпадання часток і руйнування структури металу (що більш характерно для середньої частини струмопідводу). При цьому термін служби гнучкого струмопідводу різко скорочується, внаслідок руйнування й відгорання окремих пасом, стрічок, що приводять до аварійних ситуацій. Крім того, вартість гнучких струмопідводів з дефіцитної міді досить висока. У прототипу для з'єднання провідників великих перетинів необхідне запресовування декількох стержнів великого діаметра, що вимагає потужного гідравлічного преса 200-300 т. Запресовування окремих стержнів мало продуктивне і неефективне. В основу винаходу поставлене завдання створити такий гнучкий струмопідвід, у якому нове взаємне розташування провідників, нове їхнє виконання й нові зв'язки між провідниками дозволили б збільшити корозійну стійкість, зменшити втрати, збільшити термін служби, зменшити матеріалоємність і вартість гнучкого струмопідводу. Поставлене завдання вирішується тим, що в гнучкому струмопідводі, переважно для відкритих феросплавних печей, що включає пази в наконечниках, отвори в наконечниках і пакетах стрічок, при цьому кожен наконечник і пакети стрічок з'єднані разом з допомогою стержнів шляхом додатка до них деформуючого зусилля, приєднання наконечників до виводів трансформатора й печі, відповідно до винаходу стрічки покриті термостійкою ізоляцією, а пакети стрічок у кожному наконечнику розташовані в перетині по вершинах трикутника. 93315 4 Переваги пропонованого гнучкого струмопідвода полягають у тім, що завдяки виконанню стрічок з термостійкою ізоляцією, збільшується стійкість до корозії гнучких струмопідводів зі стрічок, що працюють при підвищеній температурі (у діапазоні 200-300 °С), що зменшує поверхневий ефект й ефект близькості й електричні втрати, а також збільшує термін служби струмопідвода. Завдяки тому, що пакети стрічок у кожному наконечнику розташовані в перетині по вершинах трикутника, зменшується індуктивність й ефект близькості, за рахунок більше рівномірного розподілу полів й їхнього взаємного впливу, що знижує втрати. Крім того, поліпшується повітряне охолодження пакетів стрічок, тому що вони більше рознесені в просторі, що також знижує втрати. Термостійка ізоляція може бути виконана із кремнеорганічного лаку. Стрічки в кожному пакеті можуть бути виконані з алюмінію або з алюмінієвого сплаву. Частина стрічок у кожному пакеті може бути виконана з алюмінію або з алюмінієвого сплаву, а інша частина, щонайменше,одна нижня стрічка виконана з більше міцного провідникового матеріалу, наприклад, з міді, латуні, що дозволяє використати струмопідвід при підвищених температурах, коли міцність алюмінієвих стрічок падає (можлива їхня повзучість навіть під власною вагою) і навантаження в кожному пакеті несе на собі нижня стрічка. При цьому майже в 2 рази зменшується вага гнучкого струмопідвода при еквівалентному навантаженні, значно зменшується і його вартість. Стрічки в пакетах з алюмінію або з алюмінієвого сплаву й мідних стрічок можуть бути виконані товщиною 0,4-0,8 мм, що додатково зменшує поверхневий ефект й ефект близькості, і отже електричні втрати. Пакети стрічок у наконечнику можуть бути розташовані в перетині по вершинах рівностороннього трикутника, що також зменшує індуктивність й ефект близькості. Бічні краї двох пакетів стрічок, що прилягають до підстави трикутника, можуть бути розташовані в одній площині із площиною наконечника, зверненої до виводів трансформатора або печі, ще дозволяє зменшити активний опір струмопідвода й вагу наконечників. Бічні краї двох пакетів стрічок, що прилягають до підстави трикутника, можуть бути розташовані в одній площині із площиною наконечника, зверненої у сторону протилежну від виводів трансформатора або печі, що дозволяє зменшити взаємну індуктивність окремих галузей струмопідвода. Кожен стержень може бути виконаний з отвором для додатка деформуючого зусилля на рівні холодного зварювання по всій довжині стержня. При цьому для розвальцьовування стержнів не потрібно дороге потужне обладнання, тому що використається звичайний прес. Збільшується надійність з'єднання, тому що розвальцьовування відбувається рівномірно по всій довжині кожного стержня. Винахід схематично проілюстрований на фігурах 1-3. На фіг. 1 показаний гнучкий струмопідвід 5 на виді зверху, на фіг. 2 теж на виді попереду в перетині В-В, а на фіг. 3 теж на виді F збоку. На фігурах: 1-стрічки з алюмінію або з алюмінієвого сплаву, покриті термостійкою ізоляцією, 2стрічка з міді, покрита термостійкою ізоляцією, 3наконечник; 4-стержень; 5-отвір у стержні. На фігурах стрічки 1,2 покриті термостійкою ізоляцією, а пакети стрічок 1,2 у наконечнику 3 розташовані в перетині по вершинах трикутника. Приклад. У мідних наконечниках 3 (фіг. 1-3) виконані три пази шириною рівній ширині пакета стрічок 1, 2 таким чином, щоб пакети стрічок 1, 2 у наконечнику 3 були розташовані в перетині по вершинах рівностороннього трикутника, при цьому бічні краї двох пакетів стрічок 1, 2 (на фіг. 3 вони позначені римськими цифрами І, II), що прилягають до підстави трикутника, були розташовані в одній площині із площиною наконечника 3, зверненої до виводів трансформатора й печі (на фіг. умовно не показані). У наконечниках 3 свердлять чотири отвори, виготовляють стержні 4 (з алюмінію або міді пресуванням, литтям й/або на токарському верстаті), а в алюмінієвих стрічках 1 і мідній стрічці 2, покритих термостійкою ізоляцією із кремнеорганічного лаку, виконують два отвори штампуванням. Потім роблять зборку наконечників 3 і пакетів стрічок 1,2 разом із шістьома стержнями 4. Варто сказати, що 93315 6 на фіг. 3 видно, що в пакетів І, II між чотирма стержнями 3 утворене два пустотілих отвори, які створюють економію міді в наконечнику 3 і знижують його вагу. Після цього в отвори 5 стержнів 4 вставляють із двох сторін пуансони (на фіг. умовно не показані) і прикладають до них деформуюче зусилля на рівні холодного зварювання, тобто порядку 120 кг/мм2, на пресі. Потім роблять приєднання наконечників 3 до виводів трансформатора й печі (на фігурах умовно не показані). Варто сказати, що пакети стрічок 1, 2 можуть бути різної товщини й різної ширини залежно від потужності печі й струмопідвода. На фіг. 1 наконечник 3 показаний з більшими округленнями на краях, також як і пакети стрічок 1, 2 мають округлення або зрізи (фіг. 1), що зв'язано зі специфікою роботи з'єднання, тому що струми перетікають до круглих стержнів 4 теж по закруглених траєкторіях, і тому краї пакетів стрічок 1, 2 і кути наконечників 3 не працюють, якщо звичайно це не погіршує охолодження, наприклад, стрічок 1, 2 в особливо важких умовах роботи печей. Цим знижується вага струмопідводу. Стержні 4 для запресовування повинні бути корозійностійкими, а тому після запресовування їх покривають захисним покриттям, наприклад, термостійким кремнеорганічним лаком. 7 Комп’ютерна верстка В. Мацело 93315 8 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601