ДАТЧИК ПЕРЕГРЕВА КОНТАКТНОЙ ДЕТАЛИ СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ

Полезная модель относится к устройствам диагностики контактов в сильноточной аппаратуре в качестве компонента систем диагностики пожарной опасности и может быть использовано, в частности, в электрооборудовании судовых электроэнергетических систем.
Для диагностики контактов силового электрооборудования с целью пожарной профилактики используют тепловизоры (Российское акционерное общество Энергетики и электрификации «ЕЭС России». Департамент стратегия развития и научно-технической политики. Основные положения. Методики инфракрасной диагностики электрооборудования ВЛ. РД 153-34.0-20.363-99) [аналог].
Основным недостатком тепловизионной диагностики контактов силового электрооборудования при использовании на судах является необходимость задействования непосредственно во время обследования всех основных потребителей электроэнергии для обеспечения номинальных токовых нагрузок на обследуемые контактные соединения. В судовых электроэнергетических системах тепловизионный контроль неприменим, так как по условиям эксплуатации корпуса электрооборудования во время эксплуатации должны быть закрыты крышками. Кроме того, тепловизионный контроль не учитывает температуру окружающей среды, а регистрирует только абсолютную температуру контактного соединения, что недостаточно для судового электрооборудования, эксплуатируемого в изменяемых климатических условиях, в то время, как для диагностики необходима не абсолютная температура контактного соединение, а превышение его температуры над температурой окружающей среды.
Наиболее близким по технической сущности и принятым за прототип является датчик перегрева контактной детали силового электрооборудования, содержащий пару лепестков, закрепленных одними концами на этой контактной детали параллельно друг другу, выполненных из термобиметалла с направленными в сторону этой контактной детали активными слоями. Лепестки установлены замыкаемыми при нагреве противоположными концами. Закрепление первого лепестка, выполнено с образованием теплового и электрического контакта с диагностируемой контактной деталью. Закрепленный конец второго лепестка, отделен от закрепленного конца первого лепестка электро-теплоизолятором и снабжен контактным выводом. Замыкаемые концы лепестков расположены на расстоянии друг от друга, соответствующем величине смещения конца первого лепестка от его температурной деформации при регистрируемом уровне температуры перегрева контактной детали. [Патент РФ №2647995].
Однако этому устройству присущи недостатки, заключающиеся в отсутствии учета влияния температуры окружающей среды. ГОСТ 10434-82 регламентирует не абсолютную величину нагрева контактного соединения, а величину перегрева над температурной окружающей среды, в то время как известное устройство, в прочем как и все другие известные индикаторы температуры контактных соединений (на основе термочувствительных красок, термисторов и т.п.), регистрируют только абсолютную температуру контактных соединений. При колебаниях температуры окружающей среды в пределах, регламентируемых нормативными требованиями к электрооборудованию, (например, Российским морским регистром судоходства от -25 до +45°C), ошибка индикации сопоставима с самой диагностируемой величиной перегрева.
Предлагаемое техническое решение решает задачу обеспечения точности систем пожарной сигнализации, а, следовательно, повышение вероятности предупреждения пожарной опасности корабельного электрооборудования за счет повышения точности индикации перегрева контактного соединения с учетом влияния температуры окружающей среды, диапазон которой перекрывает большую часть допустимого диапазона температур перегрева контактного соединения ограниченного требованиями ГОСТ 10434-82 (порядка 95-110°C).
Поставленная задача решается тем, что в датчике перегрева контактной детали силового электрооборудования, содержащем пару лепестков, закрепленных одними концами на этой контактной детали параллельно друг другу, выполненных из термобиметалла с направленными в сторону этой контактной детали активными слоями и замыкаемыми при нагреве противоположными концами, в котором закрепление первого лепестка, выполнено с образованием теплового и электрического контакта с диагностируемой контактной деталью, закрепленный конец второго лепестка, отделен от закрепленного конца первого лепестка электро-теплоизолятором, и снабжен контактным выводом, а замыкаемые концы лепестков расположены на расстоянии друг от друга, соответствующем величине смещения конца первого лепестка от его температурной деформации при регистрируемом уровне температуры перегрева контактной детали, имеются следующие отличия: между лепестками, от места их скрепления до замыкаемых концов, расположена гибкая теплоизолирующая прокладка, по ширине превышающая ширину лепестков. Незакрепленный конец, по меньшей мере, одного из лепестков отогнут от его поверхности в сторону незакрепленного конца противоположного лепестка до перекрытия толщины электроизолирующей прокладки.
Расположение гибкой электро-изолирующей прокладки позволяет перекрыть тепловое воздействие нагретой контактной детали и контактирующего с ней лепестка на второй лепесток за счет перекрытия конвенционных потоков нагретого воздуха и излучения с их поверхности, благодаря чему второй лепесток деформируется только от воздействия температуры окружающий среды. Этим обеспечивается индикация не абсолютной температуры контактного соединений, а повышение точности индикации требуемого стандартами превышения температуры контактной детали над температурой окружающей среды, что обеспечивает точность систем пожарной сигнализации.
Все перечисленные признаки являются существенными и достаточными для обеспечения точности систем пожарной сигнализации, а, следовательно, достижения поставленной задачи - повышения вероятности предупреждения пожарной опасности корабельного электрооборудования.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на Фиг. 1 показано устройство диагностики контактов силового электрооборудования при отсутствии перегрева контакта и при нормальной температуре окружающей среды;
на Фиг. 2 - тоже, при повышенной температуре окружающей среды и при отсутствии перегрева контакта;
на Фиг 3 - тоже, при нормальной температуре окружающей среды и при перегреве контакта;
на фиг 4 - тоже, при перегреве контакта и при повышенной температуре окружающей среды.
Датчик перегрева контактной детали 1 силового электрооборудования, содержит пару лепестков 2 и 3, закрепленных одними концами на этой контактной детали 1 параллельно друг другу (Фиг. 1).
Лепестки 2 и 3 выполнены из термобиметалла с направленными в сторону контактной детали 1 активными слоями и замыкаемыми при нагреве противоположными концами. Закрепление лепестка 2 на контактной детали 1 выполнено с образованием теплового и электрического контакта с диагностируемой контактной деталью 1 через металлическую шайбу 4. Закрепленный конец лепестка 3, отделен от закрепленного конца лепестка 2 электро-теплоизолирующей шайбой 5, и снабжен контактным выводом 6 для подключения индикатора напряжения 7, входящего к комплект системы диагностики электрооборудования, например, подключаемым к формирователю аварийного сигнала системы диагностики. Замыкаемые концы лепестков 2 и 3 расположены на расстоянии друг от друга, соответствующем величине смещения конца лепестка 2 от его температурной деформации при регистрируемом уровне температуры перегрева контактной детали 1. Между лепестками 2 и 3, по длине от места их скрепления до замыкаемых концов, расположена гибкая электро-теплоизолирующая прокладка 8, по ширине превышающая ширину этих лепестков. Незакрепленные концы лепестков 2 и 3 отогнуты от их поверхности по направлению друг к другу в сторону смежного незакрепленного конца до перекрытия толщины электро-теплоизолирующей прокладки 8.
При изменении температуры окружающей среды, лепестки 2 и 3 деформируются в одну сторону. Расстояние между их концами остается приблизительно неизменным (Фиг. 2).
При недопустимом превышении температуры контактной детали 1 над нормальной температурой окружающей среды, лепесток 2, нагреваемый за счет теплового контакта с ней, деформируется, изгибаясь в столону лепестка 3. Лепесток 3 при этом не деформируется из-за перекрытия прокладкой 8 путей передачи тепла путем конвекции и излучения (Фиг. 3). При этом происходит контактирование между лепестками 2 и 3
При превышении или понижении температуры контактной детали 1 над повышенной температурой окружающей среды лепесток 3 отгибается в соответствующую сторону компенсируя это воздействие без контактирования. Контактирование лепестков 2 и 3 происходит только при превышении температуры контактной детали 1 над фактической температурой окружающей среды. (Фиг. 4).
Гибкость электро-теплоизолирующей прокладки 8 не препятствует деформации лепестков 2 и 3, а ее экранирующее действие существенно повышает точность диагностирования перегрева этой контактной детали 1, на порядок снижая зависимость индикации температуры перегрева контакта от температуры окружающей среды.
Предложение позволяет за счет увеличения точности диагностирования температуры перегрева контактов существенно повысить качество работы системы сверхраннего предупреждения пожароопасного состояния судового электрооборудования.