[发明专利]电气设备接头专用垫圈

说明书

技术领域

本发明涉及设备电连接领域，具体的说是一种电气设备接头专用垫圈。

背景技术

接头发热一直是影响电气设备和电网安全可靠运行的重要因素之一。尤其在夏季，发热缺陷占总缺陷的35%以上，电气设备大部分裸露在室外运行，在长期运行中，接头受到温度变化、污秽覆盖、风雨雪雾等自然力作用，再加上设计缺陷、施工不当等因素，均会造成接头连接处松动，从而导致接触面接触不良，电阻变大，引起接头的局部发热、温度升高，若未及时制止此类隐患的发展，其结果是因恶性循环引起连接点烧断造成事故，对变电站乃至电网的正常运行造成不可预计的危害。

电气设备的接头处一般是将端子套环套接在紧固螺栓上，然后通过紧固螺栓拧紧到端子螺柱上，通过紧固螺栓的螺母将端子套环压接在端子螺柱上，从而实现端子套环与端子螺柱之间的电连接。为了保证连接的牢靠性，紧固螺栓的螺母与端子套环之间还可套接普通垫圈或弹簧垫圈。通过对电气设备接头发热原因的调查分析发现，紧固压力过大是导致接头发热的一个重要原因，当螺母压力超过某个临界压力值时，若材料强度不够，继续增加压力后会引起接触面变形，出现局部翘曲，使得有效接触面减少，接触电阻增大，导致发热，在接头发热后，紧固螺栓膨胀，导致接头处松动，引起接触面接触电阻进一步增大，传统垫圈往往无法提供补偿力，造成恶性循环，最终损坏设备。

基于上述缺陷，本发明致力于研制一种新型热敏垫圈，其可以补偿接头处的热膨胀现象，通过精确的受力分析并依据热膨胀原理来改善现有的垫圈结构，最终达到解决接头发热难题的目的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电气设备接头专用垫圈，该垫圈结构简单、加工方便、能有效降低接头部位发热并能避免因热膨胀引起的螺栓松动现象。

为解决上述技术问题，本发明的电气设备接头专用垫圈包括中间开设通孔的环形本体，其结构特点是所述环形本体的周圈边沿间隔环设多个外伸板且各外伸板与环形本体为一体结构，各外伸板分别向下弯折形成弧状且具有弹性的支撑脚，环形本体的边沿还连接有向下弯折的限位支脚且限位支脚与环形本体为一体结构，限位支脚底端部的水平高度大于支撑脚底端部的水平高度。

采用上述结构，中间的通孔用于穿装紧固螺栓，多个支撑脚的底端支撑在端子导体的接触面上，端子导体的接触面一般为端子套环的上表面，当紧固螺栓拧紧在位于最底端的端子螺柱上时，各支撑脚发生弹性形变并将端子套环下压，使端子套环紧紧压靠在端子螺柱上，从而使两者形成可靠的电连接。利用支撑脚的弹性，可以有效控制螺栓的紧固力，同时也能避免螺栓松动现象。限位支脚起到了限位的作用，当限位支脚的底端接触到导体接触面时，则表明支撑脚已达到预设的形变量，即螺栓的紧固力已达到预设值，通过限位支脚的限位作用，可有效避免紧固力过大导致接触面形变的现象，也即避免了因接触面形变而引起的发热现象。

所述支撑脚底端以及限位支脚底端的棱角部位均为圆滑过渡。采用圆滑过渡可避免过分突出的棱角部位将端子导体的表面划伤，也即避免导体的局部电阻增大而导致的发热现象。

所述外伸板的宽度自其与环形本体的连接端向其外伸端逐渐增大。外伸板的外伸端宽度增加，可保证底端部支撑的更加稳固，从而保证接头部位结构的稳定性。

各外伸板形成多个环设在环形本体周圈的间隙，限位支脚在每一个间隙均设置一个。限位支脚仅设置一个即可起到限位指示的作用，但是，在实际使用中，由于受到端子安装空间或环境的影响，各支撑脚的弹性形变有可能不同步，即可能有几个支撑脚不能正常发生弹性形变，如果唯一的一个限位支脚刚好位于这几个支撑脚之间的话，会使得垫圈失去了限位指示作用，因此，限位支脚在周圈设置多个，从而使得限位支脚的限位指示作用更加可靠，同时也能提高垫圈的稳定性并避免垫圈发生偏斜。

对于支撑脚的数量可根据实际情况设置三至五个，优选的设置四个，即外伸板等间隔环设四个。

所述支撑脚底端部距离环形本体顶面的垂直高度与限位支脚底端部距离环形本体顶面的垂直高度的差值为垫圈的轴向压缩量，该轴向压缩量满足弹性垫圈压缩性能公式。

优选的，专用垫圈为由主动层和被动层压接为一体形成的双金属层结构，主动层在上、被动层在下且主动层的热膨胀系数大于被动层。采用膨胀系数不同的双金属层结构，当垫圈受热膨胀后，主动层的形变大于被动层的形变，从而使得支撑脚整体向下进一步弯曲变形，即支撑脚的曲率增大，支撑脚的弹力增加，从而提供了额外的弹力以补偿紧固螺栓受热膨胀产生的松动现象，保证电连接的可靠性，避免端子虚接引起局部电阻变大现象，从根本上解决了接头部位发热的问题。