АППАРАТНЫЙ ЗАЖИМ ШТЫРЕВОЙ ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ

Аппаратный зажим штыревой высоковольтный предназначен для присоединения проводов и жесткой ошиновки к медным выводам электротехнических устройств, выполненных в виде штыря [H02G 15/02].
Известен патент RU 2255403 на «АППАРАТНЫЙ ЗАЖИМ», опубликовано: 27.06.2005.
Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в качестве аппаратных зажимов, обеспечивающих присоединение проводов к выводам аппаратов распределительных устройств. Зажим имеет алюминиевый корпус и контактную лапку. На контактную лапку накладывается дополнительная пластина 5 из алюминия, плакированного медью. Толщина медного слоя находится в пределах 0,05-0,4 мм, при этом соотношение толщины медного слоя к толщине алюминиевого слоя 6 составляет 1-60. Это позволяет обеспечить существенное увеличение срока службы аппаратного зажима (не менее 20 лет); если в результате действия электрохимической коррозии алюминиевый слой и медный слой изнашиваются, то дополнительная пластина просто заменяется на новую и аппаратный зажим эксплуатируется дальше.
Известен патент RU 2334330 нa «АППАРАТНЫЙ ЗАЖИМ», опубликовано: 20.09.2008.
опрессов.
Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в качестве аппаратных зажимов, с помощью которых выполняются ответвления от проводов воздушных линий электропередачи и присоединения проводов к выводам аппаратов распределительных устройств подстанций. Зажим имеет алюминиевый корпус (2) с закрепленным в нем проводом (1) и контактную лапку (3) из алюминия с поверхностным слоем на ней меди. Для снижения металлоемкостных характеристик зажима оптимизированы его конструктивные размеры, а именно площадь поперечного сечения корпуса, длина опрессования корпуса (2) на проводе. Принимая во внимание допуски на прокат и механическую обработку зажима, К провода (1) в корпусе (2) берется в пределах 4-16% при оптимальном значении 7%. Предлагаемые аппаратные зажимы характеризуются низкими металлоемкостью и стоимостью за счет их оптимальной конструктивной проработки.
Известен патент RU 2524520 на «АППАРАТНЫЙ ЗАЖИМ», опубликовано: 27.07.2014.
Изобретение относится к электроэнергетике и используется в качестве аппаратных зажимов для выполнения ответвления от проводов воздушных линий электропередачи и присоединения проводов к выводам аппаратов распределительных устройств подстанций. Зажим состоит из корпуса 1 с отверстием 14 под провод 3 и контактной лапки 2. Зажим выполняется с дополнительным дренажным сквозным отверстием диаметром d=1÷20 мм в полости переменного сечения перехода корпуса 1 в контактную лапку 2. При изготовлении корпуса 1 из стандартной круглой трубы или специального профиля стенка 5 дренажного сквозного отверстия 6 расположена на расстоянии n1=0÷80 мм, измеряемом от точки 7, где заканчивается полость переменного сечения 8 перехода корпуса 1 в контактную лапку 2. При изготовлении корпуса 1 из прутка стенка 9 дренажного сквозного отверстия 10 расположена на расстоянии n2=1÷35 мм, измеряемом от точки 11, где заканчивается конусная часть 12 полости 13 переменного сечения перехода корпуса 1 в контактную лапку 2, образованная при механической обработке отверстия 14 под провод 3 в корпусе 1 зажима. Изобретение обеспечивает высокую эксплуатационную надежность при работе зажима на открытом воздухе в условиях увлажнения.
Известен патент RU 2337446 нa «АППАРАТНЫЙ ЗАЖИМ», опубликовано: 27.10.2008.
опресс.с.
опресс.к.
пр.min
пр.min
опресс.с.
опресс.к.
k
л
1
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в качестве аппаратных зажимов для присоединения проводов к аппаратам распределительных устройств подстанций. Техническим результатом является снижение материалоемкости, стоимости и высокая степень унификации. Зажим состоит из алюминиевой контактной лапки (1) с цилиндрическим стержнем (2) на одной из ее сторон, вставляемым в корпус (3) и спрессовываемым матрицей в зоне опрессования l=l. Для полых проводов (9) цилиндрический стержень (6) контактной лапки (7) выполняется со ступенчатым переходом (в) шириной b=2÷4 мм; высота h1 и ширина b1 ступеньки при этом равны: h1=l,5÷2,5 мм и b1=2,5÷4,5 мм. Для увеличения контактной поверхности корпуса (3) на стержне (2) могут быть выполнены треугольные проточки (4) с высотой h при угле наклона треугольного зуба проточки α=30-60°, определяемой из соотношения h=(0,075÷0,15)⋅d, где d - минимальный диаметр провода (9) из группы монтируемых в аппаратном зажиме. Длина опрессования полого провода (9) рассчитывается по следующему соотношению: l=(0,45÷0,65)⋅l, а длина корпуса (8) зависит от длины стержня 6 и определяется по такому соотношению: L=(0,85÷0,95)⋅L. Для линий с расщепленными проводами цилиндрический стержень 6 изогнут под углом α=35-55° относительно продольной оси (1) 1 контактной лапки (7).
Известен патент RU 2262787 нa «АППАРАТНЫЙ ЗАЖИМ», опубликовано: 20.10.2005.
Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в качестве аппаратных зажимов, обеспечивающих присоединение проводов к выводам аппаратов распределительных устройств. Зажим имеет алюминиевый корпус 1 и контактную лапку 2. На контактную лапку наносится слой меди 4 толщиной более 450 мкм с показателем шероховатости в пределах значений 20÷320 мкм; медный слой 4 наносится на алюминиевую контактную лапку 2 посредством газоплазменной струи, в которой расплавляется при высокой температуре и высоком давлении медная проволока; медь на одну треть своей толщины на молекулярном уровне входит в слой алюминия. Такой способ напыления позволяет получить плотный слой меди на алюминиевой подложке высокой твердости, что дает возможность обеспечить хороший электрический контакт аппаратного зажима в течение длительного срока его эксплуатации; слой меди 4 практически не истирается из-за высокой твердости и большой толщины при периодических чистках поверхности контактной лапки 2, когда необходимо снимать окисную пленку. Срок службы данного аппаратного зажима доходит до 20÷25 лет.
Алюминиевые лапки, плакированные медью, имеют высокое сопротивление и плохую токопроводимость при оледенении, более низкую, чем из материалов на основе медных сплавов, например латуни.
Наиболее близким аналогом является контактный зажим НН на высоковольтный трансформатор производства НПО «Энергокомплект» [http://www.ek21.ru/production/kompl-tran/zagim/], опубл.: 09.04.2016. Токосъемные контактные зажимы изготавливаются методом литья из латуни марки ЛС-59 (которая обладает низким сопротивлением и обеспечивает хорошую электропроводность) с последующей мехобработкой. При необходимости на плашечные зажимы наносят покрытие олово-висмута (O-Bi) для наилучшей связи токопроводимости и лучшей изоляции с внешними источниками, тем самым снижая потери на нагрев.
Зажимы аппаратные штыревые высоковольтные состоят из нескольких элементов: основание; контактная лапка; скоба; стягивающие болты. Контакт и скоба зажимов выполняются из латуни (сплав меди с цинком, отличающийся высокой прочностью).
Недостатком прототипа и иных известных зажимов являются:
- неравномерное обжатие штыря провода при охвате скобой и стягивании ее зажимными болтами, поскольку обжим происходит либо в узком месте, либо с широким охватом, но с прижимом с одной стороны;
- высокий риск повреждения покрытия зажима при оледенении и, как результат, усиление сопротивления в зоне лапки и токопотери; связано это с тем, что в зажимах сквозного типа, где штырь выходит через скобу, а не упирается в корпус, при оледенении между штырем и контактной лапкой нарастает лед, который при распирании о выходящий конец штыря провода портит покрытие лапки;
- если же используется зажим, где штырь упирается в корпус, то попавшая влага накапливается на конце штыря, а при замерзании выталкивает конец провода из зажима, что чревато выпадением провода из зажима при перепадах температур из минуса в плюс и обратно.
Задачей полезной модели является устранение указанных недостатков.
Техническим результатом является снижение риска повреждения покрытия зажима при оледенении, исключение возможности выпирания провода из зажима при оледенении, равномерное обжатие штыря провода при охвате скобой. Также зажим может использоваться как соединительный.
Указанный технический результат достигается за счет того, что заявлен зажим аппаратный штыревой высоковольтный, состоящий из основания, контактной лапки, скобы, стягивающих болтов, причем контакт и скоба зажимов выполнены из сплава на основе меди с покрытием, отличающийся тем, что корпус зажима имеет полуцилиндрическую выемку под укладку штыря провода, а также четыре сквозных отверстия под стягивающие болты, причем для обжима использовано две скобы, каждая из которых выполнена с полуцилиндрическими выемками и имеет по два отверстия под стягивающие болты; контактная лапка зажима отклонена относительно корпуса под углом в направлении той стороны корпуса, которой противоположна выемка, а в основании корпуса, в направлении контактной лапки, выполнено углубление большего радиуса, чем радиус выемки в корпусе, при этом место сочленения контактной лапки и основания зажима имеет по бокам ребра жесткости. Предпочтительно зажим и скобы выполнены из бронзы или латуни. Предпочтительно покрытие зажима и скоб выполнено на основе олова, которое нанесено методом электрохимического оловянирования.
Краткое описание чертежей
На Фиг. 1 показан внешний вид зажима в разных ракурсах.
На Фиг. 2 показан принцип фиксации штыря провода в зажиме.
На Фиг. 3 показан пример соединения зажимов друг с другом.
На Фиг. 4 показан пример использования зажима как соединительного.
На Фиг. 5 показаны элементы зажима в разобранном виде.
На чертежах: 1 - основание зажима, 2 - скоба, 3 - контактная лапка, 4 - выемка в основании зажима, 5 - выемка в скобе, 6 - отверстия под стягивающие болты в скобе, 7 - отверстия под стягивающие болты в основании зажима, 8 - углубление в направлении контактной лапки, выполненное большего радиуса, чем радиус выемки в корпусе, 9 - ребро жесткости, 10 - стягивающие болты, 11 - отверстия для фиксации контактной лапки, 12 - провод.
Осуществление полезной модели
Снижение риска повреждения оловянного покрытия зажима при оледенении обеспечивается тем, что используются (см. Фиг. 1, Фиг. 5) корпус зажима 1 и скобы 2 с выемками 4 и 5 соответственно, которые обеспечивают продольный длинный обжим провода 12 (см. Фиг. 2) и равномерный его охват по кругу. Использование изолированных скоб 2 позволяет исключить накопление влаги внутри обжатой части провода 12. Если оледенение и происходит, то между скобами 2, что не влияет на процесс снижения качества обжима и токопроводимость.
Снижение риска повреждения покрытия зажима при оледенении обеспечивается также тем, что контактная лапка 3 зажима отклонена относительно корпуса 1 под углом в направлении той стороны корпуса, которой противоположна выемка 4, а в основании корпуса, в направлении контактной лапки 3, выполнено углубление 8 большего радиуса, чем радиус выемки 4 в корпусе.
Таким образом, снижение риска повреждения покрытия зажима при оледенении обеспечивается изолированием штыря 12 обжатого провода от прямого взаимодействия нарастающего на нем льда с какими-либо частями корпуса 1 зажима или контактной лапки 3, что исключает повреждение льдом оловянного покрытия.
Исключение возможности выпирания провода 12 из зажима 1 при оледенении достигается общей конструкцией зажима, при которой корпус зажима 1 и две скобы 2 имеют выемки 4 и 5; контактная лапка зажима 3 отклонена относительно корпуса под углом в направлении той стороны корпуса, которой противоположна выемка 4, а в основании корпуса, в направлении контактной лапки, выполнено углубление 8 большего радиуса, чем радиус выемки 4 в корпусе.
Т.е. сквозное прохождение штыря 12 при обжиме скобами и исключение накопления влаги в зоне обжима, которая позволяет льду выталкивать штырь, обеспечивают исключение возможности выпирания провода из зажима при оледенении.
Равномерное обжатие штыря провода 12 при охвате скобой обеспечивается тем, что корпус зажима 1 имеет полуцилиндрическую выемку 4 под укладку штыря провода, а также для обжима использовано две скобы 2, каждая из которых выполнена с полуцилиндрическими выемками 5.
За счет отклонения контактной лапки 3 зажима относительно корпуса 1 под углом, а также за счет того, что в основании корпуса, в направлении контактной лапки, выполнено углубление 8 большего радиуса, чем радиус выемки в корпусе, оледенение вокруг выступающего конца штыря не создает давление на основание зажима 1 и лапку 3, тем самым не ослабляя степень его обжатия.
Контактная лапка 3 несет большую нагрузку. Поэтому наличие ребер жесткости 9 по бокам в месте сочленения контактной лапки 3 и основания зажима 1 необходимо для формирования прочности зоны сочленения контактной лапки из-за ее отклонения относительно корпуса зажима под углом.
Отверстия 6 в зажиме и отверстия 7 в скобах, через которые пропускают стягивающие болты 10, позволяют наряду с болтами обеспечивать само назначение - функцию обжатия скобами штыря провода 12 на зажиме.
Использование зажима как соединительного достигается благодаря наличию двух скоб 2, каждая из которых может обжимать 1 провод (см. Фиг. 4). Отклонение контактной лапки 3 зажима относительно корпуса под углом в этом случае также необходимо, поскольку провода 12 идут с двух сторон, и без отклонения контактной лапки один из проводов при оледенении будет распирать лапку, создавая силу выталкивания из скобы, что чревато возможностью выпадения провода из обхвата.
В контактной лапке выполнены отверстия 11 для соединительных болтов, которыми (см. Фиг. 3) зажимы соединяют друг с другом, образуя параллельные направления протяжки проводов.
Контакт и скоба зажима могут быть выполнены как из меди, так и ее сплавов, например из бронзы или латуни.
Зажим и скобы выполнены на основе сплавов меди, например из бронзы или латуни, что обеспечивает хорошую токопроводимость.
Покрытие зажима и скоб может быть выполнено на основе олова. Покрытие наносят посредством электрохимического оловянирования, которое выполняют в несколько этапов:
- обезжиривание поверхности химическое специальной композицией;
- промывка в горячей воде с последующей промывкой в холодной технической проточной воде;
- травление химическое в серной кислоте;
- промывка в холодной технической проточной воде;
- оловянирование электрохимическое;
- промывка в горячей воде с последующей промывкой в холодной технической проточной воде;
- продувка сжатым воздухом;
- сушка в сушильном шкафу.
Такой принцип нанесения покрытия обеспечивает более высокую надежность и сохранность зажима в рабочем состоянии более 30 лет.