Апаратний затискач з контролем якості контактної поверхні під напругою та струмом

Реферат: Апаратний затискач з контролем якості контактної поверхні під напругою та струмом, що складається з корпусу та контактної пластини, з'єднаних болтами чи гвинтами, з додатковою функцією для надійного контролю температури, причому до апаратного затискача прикріплений теплопровід із матеріалу з високими теплопровідними характеристиками U-подібної форми, в пазу теплопроводу змонтовано сигнальний диск із ізоляційного матеріалу з яскравим забарвленням і термочутливий елемент із матеріалу з ефектом пам'яті форми у вигляді гофрованої пластини, один кінець якої закріплений в периферійній зоні сигнального диска, другий кінець зафіксований в базовій частині теплопроводу таким чином, щоб при спрацюванні термочутливого елемента сигнальний диск виходив за межі теплопроводу. UA 83996 U (54) АПАРАТНИЙ ЗАТИСКАЧ З КОНТРОЛЕМ ЯКОСТІ КОНТАКТНОЇ ПОВЕРХНІ ПІД НАПРУГОЮ ТА СТРУМОМ UA 83996 U UA 83996 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв електротехніки і може використовуватися в електричних мережах та електричних апаратах. Відомий апаратний затискач, який використовується для приєднання проводів до виводів апаратів і трансформаторів [Дрекцер Н.Н., Василенко Ю.С. Многоамперные контактные соединения. -Л.: Энергоатомиздат, 1987-128 с.]. Недоліками зазначеного пристрою є те, що затискач може бути причиною аварійного порушення електропостачання. За прототип вибрано апаратний затискач, що складається з корпусу та контактної пластини, з'єднаних болтами чи гвинтами з додатковою функцією для надійного контролю температури [А.с. СРСР № 762072, опубл. 07.09.80, Бюл. № 33. H01R 11/00]. Недоліками прототипу є те, що зазначений пристрій має обмежене застосування, оскільки елемент для контролю температури досить складний, має суттєві габарити і дорогий. Застосування ж рідкокристалічних індикаторів не дає ефекту - затискачі як всередині приміщень, так і зовні покриті, як правило, шаром пилу. В основу корисної моделі поставлено задачу створення апаратного затискача з контролем якості контактної поверхні під напругою та струмом, сигналізуючи перегрівання струмоведучих елементів, що знаходяться під напругою. Поставлена задача вирішується тим, що в апаратному затискачі з контролем якості контактної поверхні під напругою та струмом, що складається з корпусу та контактної пластини, з'єднаних болтами чи гвинтами, з додатковою функцією для надійного контролю температури, який відрізняється тим, що до апаратного затискача прикріплений теплопровід із матеріалу з високими теплопровідними характеристиками U-подібної форми, в пазу теплопроводу змонтовано сигнальний диск із ізоляційного матеріалу з яскравим забарвленням і термочутливий елемент із матеріалу з ефектом пам'яті форми у вигляді гофрованої пластини, один кінець якої закріплений в периферійній зоні сигнального диска, другий кінець зафіксований в базовій частині теплопроводу таким чином, щоб при спрацюванні термочутливого елемента сигнальний диск виходив за межі теплопроводу. Причинно-наслідковий зв'язок між запропонованими ознаками і технічним результатом. В комутаційній апаратурі як високовольтній, так і напругою до 1 кВ, одним із основних елементів є контактна система. Контактна поверхня складається з окремих точок, по яких і проходить струм. В процесі роботи контактна поверхня покривається плівкою окислів, яка збільшує опір контакту. А це призводить до підвищення температури, що дозволяє побічним шляхом, контролюючи температуру затисків, зробити висновок про стан контактних поверхонь та величину перехідного опору. Якщо не припинити вказаний процес, контакт може вийти з ладу, і порушиться електропостачання. Для сигналізації критичного нагрівання контактів використовують термоплівочні покажчики, в останній час навіть тепловізори. Але всі вказані типи покажчиків характеризуються низькою надійністю та недостовірністю результатів. Тепловізор може з високою точністю виміряти температуру контакту в момент перевірки. Через значні трудозатрати повторна перевірка можлива після тривалого часу. Крім того, тепловізором не користуються під час атмосферних опадів, в туман. Сигналізатор перегрівання контактних з'єднань, що спрацьовує з високим ступенем надійності, може бути створений при використанні матеріалу з ефектом пам'яті форми (ЕПФ). Для сплавів з ефектом "пам'яті форми" характерна наделастичність (гумоподібна поведінка). Цей ефект проявляється, якщо мартенситне перетворення відбувається під дією зовнішнього навантаження. В результаті спостерігається значна деформація сплаву. При цьому величина зворотної деформації на порядок вище, ніж у кращих пружинних матеріалів. Сплави з ЕПФ мають надвисоку циклічну міцність. Вони витримують значні знакозмінні навантаження. "Довговічність" виробів із сплавів з ЕПФ може бути в тисячі разів вищою, ніж у традиційних матеріалів. Циклічна стійкість забезпечується особливим механізмом мартенситного перетворення, що не супроводжується порушенням міжатомних зв'язків. Не відбувається накопичення дефектів структури, які призводять до виникнення тріщин та руйнувань. Ефект пам'яті форми характерний для всіх сплавів, в яких перетворення у вихідну фазу після деформації протікає по мартенситному механізму. Вироби зі сплаву нагрівають для переходу у високотемпературну модифікацію і в цьому стані їм надають визначену форму. Потім сплав охолоджується нижче критичної температури і переходить в іншу, низькотемпературну фазу. Таке перетворення нагадує термопружне мартенситне перетворення. Якщо виріб із сплаву в мартенситному стані піддати повторній пластичній деформації (допускається ступінь деформації до 6 % і більше), а потім його нагріти, переводячи знову у високотемпературну модифікацію, то завдяки зворотному мартенситному перетворенню 1 UA 83996 U 5 10 15 20 25 30 35 40 він прийме свою первинну форму, що була надана йому при першій деформації у стані високотемпературної модифікації. Для порівняння подібних матеріалів наведено основні характеристики нітинолу - 55 (55 % Ni): нітинол - 55 має температуру плавлення 1292 °C, 2 7 магнітну проникність менше 1,002, межа міцності 870 Н/мм , межа витривалості на базі 10 2 циклів 490 Н/мм . Цей матеріал характеризується здатністю у вузькому температурному інтервалі ±10°К переходити з одного фазного стану (пластичного) в інший фазний стан (надпружний) і навпаки. Температура фазового перетворення визначається складом сплавів та їх термообробкою. Завдяки тому, що нітинол має високу межу витривалості, добре демпфує вібрацію, слабо окислюється при нагріванні, із цього матеріалу можна виконувати елементи затискача апаратного. Технічна суть запропонованого затискача пояснюється кресленнями, на яких зображено: Креслення - апаратний затискач з контролем якості контактної поверхні під напругою та струмом. Затискач апаратний складається з корпусу 2 (креслення) та контактної пластини, з'єднаних болтами 4 (креслення). До корпусу 2 (креслення) апаратного затискача прикріплений теплопровід 3 (креслення 1) із матеріалу з високими теплопровідними характеристиками Uподібної форми, в пазу теплопроводу змонтовано сигнальний диск 1 (креслення) із ізоляційного матеріалу з яскравим забарвленням і термочутливий елемент із матеріалу з ефектом пам'яті форми у вигляді гофрованої пластини, один кінець якої закріплений в периферійній зоні сигнального диска 1 (креслення), другий кінець зафіксований в базовій частині теплопроводу 3 (креслення) таким чином, щоб при спрацюванні термочутливого елемента сигнальний диск 1 (креслення) виходив за межі теплопроводу 3 (креслення). Температура зворотного мартенситного перетворення матеріалу з ефектом пам'яті форми дорівнює максимальній допустимій температурі апаратного затискача. При пошкодженні затиска температура його починає підвищуватися, теплопровід 3 (креслення) нагрівається і температура елементу із матеріалу з ЕПФ підвищується. При досягненні температури зворотного мартенситного перетворення матеріал елемента різко змінює свої характеристики і намагається набути форму, яку він мав при виготовленні, і випрямляється із значним зусиллям, виводячи сигнальний диск 1 (креслення) за межі теплопроводу 3 (креслення). При цьому відкривається яскрава поверхня сигнального диска 1 (креслення), сигналізуючи про приховану несправність затиска. Після відключення електрообладнання, температура затиска знижується, матеріал з ЕПФ втрачає свої пружні властивості, але у вихідне становище самостійно не повертається. Це суттєва перевага пристрою, оскільки несправність обладнання виявляється експлуатаційним персоналом в зручний час. Повернення сигнального диска 1 креслення в паз теплопроводу 3 (Фіг. 1) здійснюється при виконанні ремонтних робіт. Конструкція апаратного затискача з контролем якості контактної поверхні під напругою та струмом відзначається високою технологічністю. Для виготовлення термочутливого елемента можна використати смугу з нітинолу після прокатки без додаткової обробки. Цей елемент не втрачає своїх властивостей, навіть у випадку повного пошкодження контакта. Висока корозійна стійкість нітинолу забезпечує термін служби в межах 30 років. Витрати термочутливого матеріалу незначні, на один затискач декілька грамів. А тому додаткові затрати можуть окупитися за один рік. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 Апаратний затискач з контролем якості контактної поверхні під напругою та струмом, що складається з корпусу та контактної пластини, з'єднаних болтами чи гвинтами, з додатковою функцією для надійного контролю температури, який відрізняється тим, що до апаратного затискача прикріплений теплопровід із матеріалу з високими теплопровідними характеристиками U-подібної форми, в пазу теплопроводу змонтовано сигнальний диск із ізоляційного матеріалу з яскравим забарвленням і термочутливий елемент із матеріалу з ефектом пам'яті форми у вигляді гофрованої пластини, один кінець якої закріплений в периферійній зоні сигнального диска, другий кінець зафіксований в базовій частині теплопроводу таким чином, щоб при спрацюванні термочутливого елемента сигнальний диск виходив за межі теплопроводу. 2 UA 83996 U Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3