КОМПЕНСАТОР ТОКОВЕДУЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована для компенсации термических расширений, механических нагрузок и облегчения условий присоединения шин жестких участков токопроводов к другим токоведущим элементам, например, выводам трансформатора или подвижным электродам короткой сети силового оборудования, в том числе энергетического, металлургического и машинах контактной сварки.
Известен компенсатор токоведущих элементов (Справочник «Короткие сети и электрические параметры дуговых электропечей» под редакцией Я.Б.Данциса, Г.М.Жилова, Москва, «Металлургия», 1987 г, стр.91-94, рис.11.17.-I)-прототип, выполненный из набора медных лент, расположенных одна над другой и закрепленных между собой на концевых участках, имеющих сквозные отверстия для крепления к токоведущим элементам.
От нагрева или длительного хранения контактные поверхности медного компенсатора и шины покрываются окисной пленкой. В результате чего повышается переходное контактное сопротивление, что приводит к подгоранию контактной поверхности и соответственно короткому межремонтному сроку службы компенсатора т.к. в этом случае необходимо производить зачистку контактов и протяжку крепежа.
При закреплении медных лент между собой на концевых участках компенсатора при помощи пропаивания образуются дополнительные слои низкотемпературного припоя ПОС-40, которые имеют более низкую электропроводность.
Кроме того, компенсатор имеет недостаточную прочность концевых участков, что при транспортировке и установке компенсатора в электрическую цепь, а именно в шинный мост приводит к возникновению механических повреждений самих концевых участков и контактных поверхностей этих участков.
Полезная модель позволяет увеличить срок службы компенсатора в условиях повышенных температур 60-100° эксплуатации путем уменьшения переходного контактного сопротивления за счет соединения каждой из контактных пластин с концевым участком, а медных лент между собой посредством диффузионной сварки в вакууме и нанесения на контактную поверхность контактной пластины слоя серебра, а так же предотвращения образования окисной пленки при его хранении. Кроме того, увеличивается прочность концевых участков за счет наличия контактных пластин.
При наличии контактной пластины с дополнительно покрытой слоем серебра на поверхности, расположенной относительно контактной поверхности с противоположной стороны пластины т.е. посеребренной с двух сторон еще в большей степени уменьшается переходное контактное сопротивление контактного слоя.
Для обеспечения различных условий эксплуатации и схем подключения, а так же возможности использования многочисленных видов токоведущих элементов компенсатор снабжен двумя, тремя или четырьмя контактными пластинами.
Это достигается в компенсаторе токоведущих элементов, выполненном из набора медных лент, расположенных одна над другой и закрепленных между собой на концевых участках, имеющих сквозные отверстия для крепления к токоведущим элементам.
Новым является то, что он снабжен, по крайней мере, одной контактной пластиной, выполненной из меди, расположенной на поверхности концевого участка и повторяющей его контур, контактная пластина имеет отверстия, соответствующие отверстиям для крепления к токоведущим элементам, выполненным на концевом участке и контактную поверхность, покрытую слоем серебра, при этом каждая контактная пластина соединена с концевым участком, а медные ленты закреплены между собой посредством диффузионной сварки в вакууме.
Контактная пластина может быть дополнительно покрыта слоем серебра на поверхности, расположенной относительно контактной поверхности с противоположной стороны пластины.
Компенсатор может исполняться с двумя контактными пластинами, расположенными с двух сторон концевого участка или так, что каждая из пластин располагается на соответствующем концевом участке.
Компенсатор может быть изготовлен с тремя контактными пластинами, две из которых расположены с двух сторон одного концевого участка и одна на поверхности другого концевого участка.
Компенсатор может быть снабжен четырьмя контактными пластинами, расположенными попарно с двух сторон каждого концевого участка.
Полезная модель направлена на решение задачи увеличения срока службы компенсатора, при его хранении и эксплуатации в условиях повышенных температур.
Снабжение компенсатора, по крайней мере, одной контактной пластиной, выполненной из меди, расположенной на поверхности концевого участка и имеющей контактную поверхность, покрытую слоем серебра, а так же соединения каждой из контактных пластин с концевым участком, а медных лент между собой посредством диффузионной сварки в вакууме позволяет уменьшить при эксплуатации переходное контактное сопротивление и обеспечивает возможность эксплуатации компенсатора в условиях повышенных температур 60-100°С.
При хранении компенсатора, имеющего посеребренную контактную поверхность контактной пластины продолжительное время не образуется окисная пленка, тем самым увеличивается срок его службы. При эксплуатации по сравнению с прототипом снижается степень увеличения переходного сопротивления от окисления контактной поверхности.
Наличие контактной пластины закрепленной на контактных частях компенсатора обеспечивает увеличение прочности контактных частей (концевых участков), что снижает количество механических повреждений получаемых при его транспортировке и установке в электрическую цепь.
Все эти факторы позволяют увеличить срок службы компенсатора.
Контактная пластина имеет контур, повторяющий контур концевого участка на котором она закреплена и отверстия, соответствующие отверстиям для крепления к токоведущим элементам, выполненным на концевом участке, что обеспечивает надежное крепление токоведущих элементов к контактной пластине и соответственно концевому участку компенсатора.
Контактная пластина может быть дополнительно покрыта слоем серебра на поверхности, расположенной относительно контактной поверхности с противоположной стороны пластины, т.е. посеребрена с двух сторон. При соединении контактной пластины с концевым участком компенсатора посредством выкуумно-диффузионной сварки для ее проведения необходима более низкая температура по сравнению со сваркой меди с медью. Это происходит за счет образования на границе слоев серебра и меди более легкоплавкого соединения. Более низкая температура вакуумно-диффузионной сварки слоя серебра контактной пластины с поверхностью медного компенсатора обеспечивает создание гладкой посеребренной контактной поверхности контактной пластины, что приводит к уменьшению сопротивления контактной наружной поверхности.
В зависимости от различных условий эксплуатации, видов токоведущих элементов и схем подключения к компенсатору он может быть снабжен двумя, тремя и четырьмя контактными пластинами. Каждая пластина может состоять из двух и более частей.
В случае использования двух пластин они могут быть расположены с двух сторон одного концевого участка или по одной на каждом концевом участке.
При установке трех контактных пластин, две из них закрепляют с двух сторон одного концевого участка, а третью на втором концевом участке компенсатора.
При выполнении четырех контактных пластин они располагаются попарно с двух сторон каждого концевого участка.
На фиг.1 изображен общий вид компенсатора шинного моста с четырьмя контактными пластинами
На фиг.2 изображен компенсатор шинного моста с четырьмя контактными пластинами в аксонометрии
На фиг.3 изображен компенсатор шинного моста с двумя контактными пластинами, расположенными на одном концевом участке в аксонометрии
На фиг.4 изображен компенсатор шинного моста с двумя контактными пластинами, расположенными на разных концевых участках в аксонометрии
На фиг.5 изображен компенсатор шинного моста с тремя контактными пластинами в аксонометрии
Компенсатор токоведущих элементов, например служащий для присоединения шин жестких участков токопроводов к выводам трансформатора состоит из набора медных лент 1, расположенных одна над другой и закрепленных между собой на концевых участках 2. Медную ленту, например, с толщиной 0,1-0,3 мм наматывают нужными количествами слоев и придают заданную форму средней гибкой части компенсатора. Габариты компенсатора задаются конструктивными требованиями. Далее для придания жесткости по концам компенсатора его концевые участки 2 соединяют посредством установки в машину вакуумно-диффузионной сварки и сваривают. Каждый концевой участок 2 приобретает вид пластины. На концевых участках имеются сквозные отверстия 3 для крепления к токоведущим элементам. Отверстия могут быть выполнены различной конфигурации, например круглые, овальные, многоугольные и пр., что обусловлено условиями крепления и формой крепежа. Компенсатор снабжен, по крайней мере, одной контактной пластиной 4, например, с толщиной 0,1-5 мм, выполненной из меди, расположенной на поверхности концевого участка 2 и повторяющей его контур. Наличие контактной пластины 4 закрепленной на концевых участках 2 компенсатора обеспечивает увеличение их прочности, что снижает количество механических повреждений получаемых при его транспортировке и установке в электрическую цепь.
Контактная пластина 4 компенсатора и концевой участок 2 выполнены с длиной «L» и шириной «В», обозначены на (фиг.1, 2). Контактная пластина 4 соединена с концевым участком 2 посредством диффузионной сварки в вакууме и представляют собой единый узел крепления.
Каждая контактная пластина 4 соединена с концевым участком 2, а медные ленты 1 закреплены между собой посредством диффузионной сварки в вакууме.
Контактная пластина 4 имеет отверстия для крепления к токоведущим элементам соответствующие отверстиям 3 выполненным в концевом участке 2.
Практически, исходя из технологической целесообразности отверстия 3 для крепления к токоведущим элементам выполняются в концевом участке 2, с закрепленной на нем контактной пластиной 4, как в единой детали.
Контактная пластина 4 на контактной поверхности, покрыта слоем серебра 5, например гальваническим методом, что при хранении снижает степень увеличения переходного сопротивления от окисления контактной поверхности.
Кроме того, целесообразно покрыть слоем серебра 6 поверхность, расположенную относительно контактной поверхности с противоположной стороны пластины 4 т.е. посеребрить ее с двух сторон. Каждый слой серебра имеет толщину примерно 6-20 мкм. При посеребрении контактной пластины с двух сторон, еще в большей степени уменьшается переходное контактное сопротивление контактного слоя.
Т.о. полезная модель позволяет увеличить срок службы компенсатора в условиях повышенных температур 60-100°С эксплуатации. Кроме того, увеличивается прочность концевых участков за счет наличия контактных пластин.
Для обеспечения различных условий эксплуатации и схем подключения, а так же возможности использования многочисленных видов токоведущих элементов компенсатор снабжается двумя, тремя или четырьмя контактными пластинами 4.
Компенсатор может быть снабжен двумя контактными пластинами 4. В этом случае они могут быть расположены с двух сторон одного концевого участка 2 (фиг.3) или по одной на каждом концевом участке 2 (фиг.4).
При установке трех контактных пластин 4, две из них закрепляют с двух сторон одного концевого участка 2, а третья на втором концевом участке (фиг.5).
При выполнении четырех контактных пластин 4 (фиг.1,2) они располагаются попарно с двух сторон каждого концевого участка 2.
Каждая из контактных пластин 4 может быть выполнена составной из двух и более частей.
Устройство работает следующим образом.
Компенсатор является токоведущим элементом и как показано на фиг.1 и фиг.2 имеет четыре контактных пластины 4. Он служит для присоединения шин жестких участков токопроводов к выводам трансформатора. К одному из концов, т.е. концевых участков 2, снабженных с двух сторон контактными пластинами 4 посредством крепежа, установленного в отверстия 3 крепятся две токоведущие шины (на фиг. не показаны). К другому концу крепятся жесткий участок шины и выводы трансформатора (на фиг. не показаны). Концевые участки 2 компенсатора служат для стыковки токоведущих элементов.
При нагревании токоведущих элементов до 60-100°С и соответственно компенсатора, возникающих от разных эксплутационных факторов, например при пропускании тока больших величин порядка 800 А-30000 А происходит разогрев и линейное расширение токоведущих элементов, а так же их вибрация. Гибкая средняя часть компенсатора компенсирует линейные расширения и гасит вибрацию, пропуская электрический ток.
Компенсатор может быть использован как гибкий контакт, например в машинах контактной сварки.
Снабжение компенсатора, по крайней мере, одной контактной пластиной 4, выполненной из меди, расположенной на поверхности концевого участка 2 и имеющей контактную поверхность, покрытую слоем серебра 5, а так же соединения каждой из контактных пластин 4 с концевым участком 2, а медных лент 1 между собой посредством диффузионной сварки в вакууме позволяет уменьшить при эксплуатации переходное контактное сопротивление и обеспечивает возможность эксплуатации компенсатора в условиях повышенных температур 60-100°С.