RU224982U1 - Кабельный наконечник с термоиндикаторными свойствами - Google Patents
Кабельный наконечник с термоиндикаторными свойствами Download PDFInfo
- Publication number
- RU224982U1 RU224982U1 RU2024101650U RU2024101650U RU224982U1 RU 224982 U1 RU224982 U1 RU 224982U1 RU 2024101650 U RU2024101650 U RU 2024101650U RU 2024101650 U RU2024101650 U RU 2024101650U RU 224982 U1 RU224982 U1 RU 224982U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- sensitive material
- cable lug
- temperature
- base
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 382
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 76
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 76
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 76
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 64
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 61
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 49
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 claims description 48
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 claims description 47
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 44
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 43
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 41
- -1 aliphatic fatty acids Chemical class 0.000 claims description 36
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 34
- 239000012634 fragment Substances 0.000 claims description 30
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 22
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 20
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 20
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 16
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 15
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims description 14
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 12
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 12
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 claims description 11
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 claims description 9
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 9
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 9
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 claims description 8
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 claims description 8
- POOSGDOYLQNASK-UHFFFAOYSA-N tetracosane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC POOSGDOYLQNASK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims description 7
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims description 7
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 7
- UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N docosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O UKMSUNONTOPOIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O IPCSVZSSVZVIGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 5
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- UAUDZVJPLUQNMU-UHFFFAOYSA-N Erucasaeureamid Natural products CCCCCCCCC=CCCCCCCCCCCCC(N)=O UAUDZVJPLUQNMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- UAUDZVJPLUQNMU-KTKRTIGZSA-N erucamide Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCCCCC(N)=O UAUDZVJPLUQNMU-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 235000021357 Behenic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000021314 Palmitic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 235000021355 Stearic acid Nutrition 0.000 claims description 3
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 claims description 3
- 229940116226 behenic acid Drugs 0.000 claims description 3
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 3
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 3
- 229960000541 cetyl alcohol Drugs 0.000 claims description 3
- WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N n-Pentadecanoic acid Natural products CCCCCCCCCCCCCCC(O)=O WQEPLUUGTLDZJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 claims description 3
- GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N octadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCO GLDOVTGHNKAZLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O QIQXTHQIDYTFRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N octadecanoic acid Natural products CCCCCCCC(C)CCCCCCCCC(O)=O OQCDKBAXFALNLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 claims description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000008117 stearic acid Substances 0.000 claims description 3
- 239000001993 wax Substances 0.000 claims description 3
- NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N ytterbium Chemical compound [Yb] NAWDYIZEMPQZHO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 11
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 77
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 description 44
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 41
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 38
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 34
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 32
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 30
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 28
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 24
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 24
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 23
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 20
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 15
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 14
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 13
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 11
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 11
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 11
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 11
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000003570 air Substances 0.000 description 9
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 9
- 230000004044 response Effects 0.000 description 9
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 9
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000010616 electrical installation Methods 0.000 description 8
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 8
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 8
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 7
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 7
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 5
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 5
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 4
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 4
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 4
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 4
- MWRASSVFHMUKGR-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trichloropropan-2-yl dihydrogen phosphate Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)(C)OP(O)(O)=O MWRASSVFHMUKGR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 3
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 3
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229920001485 poly(butyl acrylate) polymer Polymers 0.000 description 3
- 229920001490 poly(butyl methacrylate) polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 3
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 3
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000000992 solvent dye Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000002966 varnish Substances 0.000 description 3
- DEIGXXQKDWULML-UHFFFAOYSA-N 1,2,5,6,9,10-hexabromocyclododecane Chemical class BrC1CCC(Br)C(Br)CCC(Br)C(Br)CCC1Br DEIGXXQKDWULML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 2-(3-phenylmethoxyphenyl)-1,3-thiazole-4-carbaldehyde Chemical compound O=CC1=CSC(C=2C=C(OCC=3C=CC=CC=3)C=CC=2)=N1 OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-6-methylphenol Chemical group [CH]OC1=CC=CC([CH])=C1O KXGFMDJXCMQABM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 2
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 2
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000009429 electrical wiring Methods 0.000 description 2
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 2
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 2
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 2
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 2
- VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N icosanoic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCC(O)=O VKOBVWXKNCXXDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000000113 methacrylic resin Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 2
- 229920006287 phenoxy resin Polymers 0.000 description 2
- 239000013034 phenoxy resin Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 229920000193 polymethacrylate Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 2
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 2
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- HLZKNKRTKFSKGZ-UHFFFAOYSA-N tetradecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCO HLZKNKRTKFSKGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 238000009281 ultraviolet germicidal irradiation Methods 0.000 description 2
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 1,1,1,3,3,3-hexafluoropropan-2-ol Chemical compound FC(F)(F)C(O)C(F)(F)F BYEAHWXPCBROCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000737 Duralumin Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000206672 Gelidium Species 0.000 description 1
- 229920000084 Gum arabic Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 1
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 1
- 229920002367 Polyisobutene Polymers 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- 229920001328 Polyvinylidene chloride Polymers 0.000 description 1
- 241000978776 Senegalia senegal Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000000205 acacia gum Substances 0.000 description 1
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 description 1
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 150000001338 aliphatic hydrocarbons Chemical group 0.000 description 1
- 239000012080 ambient air Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 238000004040 coloring Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- YTMRJBAHYSIRMZ-UHFFFAOYSA-N dioctylphosphinic acid Chemical compound CCCCCCCCP(O)(=O)CCCCCCCC YTMRJBAHYSIRMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- VPNOHCYAOXWMAR-UHFFFAOYSA-N docosan-1-amine Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCN VPNOHCYAOXWMAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 239000013013 elastic material Substances 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 1
- 239000000374 eutectic mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000026030 halogenation Effects 0.000 description 1
- 238000005658 halogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- ZIHQFABCKJJGNO-UHFFFAOYSA-K hexadecanoate lanthanum(3+) Chemical compound [La+3].CCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O ZIHQFABCKJJGNO-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- QWZBEFCPZJWDKC-UHFFFAOYSA-N hexadecanoyl hexadecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC QWZBEFCPZJWDKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012943 hotmelt Substances 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- HGPXWXLYXNVULB-UHFFFAOYSA-M lithium stearate Chemical compound [Li+].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O HGPXWXLYXNVULB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000010534 mechanism of action Effects 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 229920000205 poly(isobutyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920006122 polyamide resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 1
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 229920001610 polycaprolactone Polymers 0.000 description 1
- 239000004632 polycaprolactone Substances 0.000 description 1
- 238000006068 polycondensation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001195 polyisoprene Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 229920006264 polyurethane film Polymers 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 1
- 239000005033 polyvinylidene chloride Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229940012185 zinc palmitate Drugs 0.000 description 1
- GJAPSKMAVXDBIU-UHFFFAOYSA-L zinc;hexadecanoate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O GJAPSKMAVXDBIU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZDOGKNVADYFJHK-UHFFFAOYSA-L zinc;nonadecanoate Chemical compound [Zn+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O ZDOGKNVADYFJHK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
Abstract
Полезная модель относится к кабельным наконечникам. Технический результат заключается в обеспечении надежного контактного соединения с возможностью необратимой регистрации факта превышения заданной пороговой температуры для своевременного выявления дефектов контактного соединения. Кабельный наконечник включает металлическую токопроводящую часть, выполненную с возможностью крепления на жиле(ах) провода методом обжатия, и диэлектрическую часть, соединенную с токопроводящей частью. При этом диэлектрическая часть включает основу, выполненную с возможностью фиксации на проводе, имеющую диэлектрическую прочность не менее 3 кВ/мм и коэффициент теплопроводности не ниже 0,1 Вт/(м*К), на лицевую поверхность основы нанесен термочувствительный материал, необратимо изменяющий прозрачность при нагреве выше пороговой температуры, а минимальное расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части не превышает 10 мм. 19 з.п. ф-лы, 8 ил.
Description
Область техники, к которой относится заявленная полезная модель
Полезная модель относится к кабельным наконечникам, а именно к кабельным наконечникам, выполненным с возможностью необратимой регистрации факта нагрева выше пороговой температуры.
Уровень техники
Тепловой контроль состояния контактов и контактных соединений электроустановок является важной задачей при эксплуатации электрооборудования. Своевременное выявление дефектов контактов позволяет предотвращать аварийные ситуации, которые могут приводить к повреждению оборудования, возгораниям и пожарам. Избыточный нагрев контактов и контактных соединений в большинстве случаев связан с ростом переходного контактного сопротивления, который может происходить в процессе эксплуатации под влиянием различных факторов:
• уменьшение площади контактирования проводников;
• окисление поверхностей контактов или образование на них нагара;
• гальваническая несовместимость металлов соединяемых проводников;
• недостаточная приложенная сила сжатия при монтаже соединения;
• ослабление нажима в процессе эксплуатации;
• разрушение поверхности проводников из-за агрессивного воздействия химических веществ или электрохимического воздействия;
• механическое воздействие с последующим разбалтыванием контактного соединения и/или частичное извлечение провода из клеммы под воздействием приложенного усилия.
Методы контроля и испытания контактов и контактных соединений электротехнического оборудования и электротехнических устройств регламентируются нормативными документами, в частности, ГОСТ 17441-84 "Соединения контактные электрические. Правила приемки и методы испытания" и ГОСТ 10434-82 "Соединения контактные электрические. Классификация, общие технические требования", в которых раскрываются, в том числе, методы испытания разборных контактных соединений, снабженных кабельными соединителями на нагревание номинальным (длительно-допустимым) током, а также ускоренное испытание в режиме циклического нагревания.
Можно выделить два подхода к обеспечению общей безопасности контактных соединения электрооборудования:
- регулярная тепловая диагностика контактов и контактных соединений с применением тепловизора или необратимых термоиндикаторов для своевременного выявления и устранения дефектов;
- использование специальных устройств, позволяющих повысить надежность контактного соединения, например, клеммников, специальных соединителей, токопроводящих смазок или кабельных наконечников.
Кабельный наконечник (или "оконцеватель", "соединитель") представляет собой изделие специальной конструкции для установки на конец провода, включающее полый токопроводящий цилиндр фиксированного или переменного диаметра, на котором может быть закреплен изолирующий элемент, выполненный в форме диэлектрической трубки.
Использование кабельных соединителей позволяет повысить надежность эксплуатируемого контактного соединения за счет предотвращения роста переходного контактного соединения путем снижения внешнего воздействия на поверхность металлов (окисление, химическое и электрохимическое воздействие и др.), плотного обжима провода, увеличения площади контактирующих поверхностей проводников, а также ряда других причин.
Тем не менее, использование кабельных соединителей не позволяет полностью исключить возможность возникновения дефектов контактов и контактных соединений в процессе эксплуатации. К возникновению дефектов и связанному с ним пожароопасному нагреву могут приводить нарушения правил подбора кабельных наконечников (например несоответствие размера наконечника сечению провода или материалу проводника) или нарушение правил монтажа, например, недостаточное обжатие провода.
Для своевременного выявления таких дефектов целесообразно осуществлять регулярный тепловой контроль контактов.
Существующие методы диагностики, разработанные для выявления дефектов контактных соединений, основаны на выявлении фактов превышений установленных предельно допустимых температур контактных соединений. Однако, в случае использования кабельных наконечников, такие методы не являются в достаточной степени эффективными.
Одним из методов теплового контроля является тепловизионный контроль. Однако использование тепловизора для оценки состояния контактных соединений выполненных с использованием кабельных наконечников имеет ряд существенных сложностей.
Во-первых, при устройстве контактных соединений с использованием кабельных наконечников, место контакта проводников недоступно для осмотра, а изолирующий элемент наконечника, как правило, недостаточно плотно обжимает провод и значительно искажает реальную температуру нагрева. В силу этого определить точную температуру нагрева с помощью тепловизора не представляется возможным.
Во-вторых, кабельные наконечники используются только в электрических сетях напряжением до 1000 В, в которых использование тепловизора как инструмента тепловой малоэффективно, поскольку измерение температуры проводится только в момент проведения осмотра. В то же время максимальные температуры нагрева контактных соединений достигаются при максимальных токах нагрузки.
Кроме того, использование тепловизора предполагает осмотр оборудования, находящегося под напряжением, и связано с повышенной опасностью для персонала.
Более эффективным методом теплового контроля контактных соединений является термоиндикаторный контроль. Метод основан на использовании необратимых термоиндикаторов, которые представляют собой самостоятельные составы (лаки и краски) или устройства, фиксирующиеся на контролируемых элементах, и регистрирующие факты превышения пороговой температуры посредством изменения цвета. Однако при диагностировании контактных соединений, выполненных с использованием кабельных наконечников этот метод также имеет ряд особенностей, главная из которых заключается в необходимости размещения термочувствительного состава (то есть материала, изменяющего цвет) в максимальной близости от потенциального места нагрева (то есть места контактирования).
Для теплового контроля состояния контактных соединений наиболее широко используются термоиндикаторные наклейки.
Однако, в случае использования кабельных наконечников, использование термоиндикаторных наклеек не является эффективным. При возникновении дефекта контактного соединения нагрев возникает в месте контактирования. По мере удаления от места нагрева температура провода значительно снижается ввиду рассеивания тепла. Поэтому размещение термоиндикатора на проводе за пределами кабельного наконечника будет направлено на регистрацию нагрева провода, а не точки контактирования и не позволит получить достоверную информацию о температуре нагрева в месте контактирования.
При установке термоиндикаторных наклеек непосредственно на изолирующую часть кабельного наконечника также возможно значительное несоответствие регистрируемой термоиндикатором температуры и реальной температуры нагрева участка контактирования. Это связано не только со значительным измерением температуры по мере удаления от точки контакта, но и наличием большого количества теплоизолирующих слоев (изоляция провода, материал изолирующей части кабельного наконечника, клеевой слой, основа термоиндикатора и т.п.). Кроме того, установка термоиндикатор а на уже смонтированный кабельных наконечник может привести к ухудшению состояния контактного соединения из-за прилагаемого механического воздействия.
В некоторых случаях, размещение термоиндикаторных наклеек на контактные соединения, в целом, не представляется возможным, ввиду недостаточной площади контактного соединения, небольшого расстояния между элементами электрооборудования, и т.п..
Использование других типов термоиндикаторов также имеет ряд очевидных ограничений.
Термочувствительный состав, используемый в термоиндикаторных изделиях, может быть двух видов: обратимый (изменяющий внешний вид только в нагретом состоянии и возвращающий его при охлаждении) и необратимый (изменяющий внешний вид после превышения заданной температуры и сохраняющий его после охлаждения).
Особенностью обратимых термоиндикаторов является то, что они позволяют проинформировать только о текущем перегреве, то есть о том, не превышает ли температура пороговые значения в текущий момент времени, а не о максимальной температуре, до которой нагревался контролируемый элемент электрооборудования в момент максимальной нагрузки в течение всего срока эксплуатации.
В отличие от обратимых индикаторов, необратимые индикаторы позволяют не только выявить, но и зафиксировать факт превышения пороговой температуры в течение всего срока эксплуатации.
Важность использования именно необратимых термоиндикаторов, особенно в энергетике, раскрывается, в частности, в работе М.Ю. Львов, А.В. Лесив, "Термоиндикаторный контроль контактов и контактных соединений электрооборудования и линий электропередачи", Москва НТФ "Энергопрогресс", Энергетик", 2023. В статье М.Ю. Львов, д.т.н., С.Д. Никитина АО «ОЭК», Ю.Н. Львов, д.т.н. «НТЦ Россети ФСК ЕЭС», А.В. Лесив - ООО «ТермоЭлектрика», "О стандартизации требований к термоиндикаторному контролю состояния контактов и контактных соединений при эксплуатации электроустановок", "ЭНЕРГИЯ ЕДИНОЙ СЕТИ" №1 (68) 2023, где приведены типовые требования к термоиндикаторам, принципы их выбора и методология оценки состояний контактов и контактных соединений с помощью термоиндикаторов, разработанные на основе проведенных исследований и накопленного опыта эксплуатации. В качестве первого и главного требования к термоиндикаторам указывается необратимость термоиндикатора: "Для целей оценки состояния контактов и контактных соединений (контроля факта достижения установленной температуры при эксплуатации электроустановок) применяются только необратимые термоиндикаторы плавления".
Необратимые индикаторы нагрева можно классифицировать по принципу действия термочувствительного материала. Известны индикаторы, основанные на механическом разрушении термочувствительного элемента, на химической реакции компонентов термосостава или на фазовом переходе термочувствительного компонента. Использование термоиндикаторных составов, основанных на механическом разрушении термочувствительного элемента, ограничено в силу их особенностей, связанных с длительным временем срабатывания, а также невозможностью создавать при его использовании гибкое термоиндикаторное устройство, плотно прилегающее к контролируемой поверхности. Физико-химические аспекты при реакции компонентов термосостава вносят ряд ограничений в использование термоиндикаторов, основанных на химической реакции, поскольку такие термоиндикаторы не обладают достаточной точностью, имеют выраженную зависимость времени срабатывания от температуры и возможность возврата исходной окраски сработавшего индикатора после длительной выдержки при низкой температуре за счет обратимости реакций цветового перехода.
Отдельным недостатком индикаторов, основанных на механических или химических принципах, является то, что при деформации слоя термочувствительного элемента может происходить преждевременное срабатывание индикатора, а их первоначальное исполнение в виде устройств, обладающих отличной от плоской формой, не всегда возможно.
Наиболее точными являются необратимые индикаторы температуры, основанные на фазовом переходе, а именно на плавлении термочувствительного компонента. Поскольку в отличие от химической реакции температура фазового перехода не зависит от времени воздействия, такие индикаторы имеют наибольшую точность и способны длительно сохранять исходное состояние при температуре, незначительно меньшей пороговой.
Одними из известных из уровня техники вариантов исполнения термоиндикаторов, основанных на фазовом переходе термосостава, являются термоиндикаторные краски или лаки, которые могут быть нанесены на поверхность любой формы и размера без сильного механического воздействия на контролируемый элемент. Однако они обладают обладают рядом особенностей, существенно ограничивающим их применение, в том числе, делают их неэффективными при использовании для температурного контроля контактных соединений, оснащенных кабельными наконечниками:
- на краске невозможно указать температуру. При визуальном осмотре оборудования оператор может увидеть только факт превышения температуры, но не может определить численное значение превышенного порога. Для этого необходимо делать специальные записи;
- стекание индикаторной краски при превышении пороговой температуры. При воздействии повышенной температуры и расплавлении термочувствительного компонента краска может стекать с поверхности и попадать на открытые элементы электроустановки или подвижные элементы механизмов, что может привести к короткому замыканию или созданию изолирующей среды между контактами;
- невозможность нанесения равномерного и однородного слоя на поверхности сложной формы. Следствием этого является невозможность определения точной температуры контролируемого элемента, поскольку чем толще слой, тем выше разница между температурой поверхности и фазового перехода (срабатывания);
- низкая адгезия лаков и красок к поверхности контролируемых элементов, сложность нанесения краски на неадгезионные материалы (силикон, полиэтилен, фторопласт). Это приводит к тому, что состав легко отделяется от контролируемой поверхности при механических воздействиях;
- зависимость температуры срабатывания краски от химического состава поверхности, на которую она нанесена. Поскольку краска вступает в прямой контакт с материалом на который она наносится, в термоиндикаторную краску могут экстрагироваться различные вещества, в первую очередь, антипирены и пластификаторы. Такие вещества могут приводить к образованию эвтектических смесей с термоплавким компонентом или иным образом влиять на температуру срабатывания.
Таким образом, для повышения безопасности эксплуатации электрооборудования необходимо обеспечение надежности и максимально оперативного и достоверного выявления дефектов, сопровождающихся перегревами. Решение данной задачи может быть достигнуто использованием кабельного наконечника, обладающего свойствами термоиндикаторов.
Примером изделия, сочетающего в себе функцию кабельного наконечника и термоиндикаторные свойства, может служить устройство, известное из JP2009198201 А, дата публикации 03.09.2009 и представляющее собой термочувствительную часть, прикрепленную к корпусу, обеспечивающему тесный контакт с изолирующим колпачком, прикрепленным к электрическому клеммному фитингу, при этом раскрывается, что устройство обесцвечивается при нагревании. Корпус описываемого устройства может быть выполнен в форме цилиндра с продольной щелью или зазором, пружины, иметь элементы крепления, стягивающую часть или другие приспособления, обеспечивающие плотное прилегание к электрическим проводам. Термочувствительная часть включает в себя термочувствительное изменяющее цвет тело и прозрачную часть для детектирования цвета. При этом термочувствительная часть может иметь прикрепленный к ней клеевой слой, поставляться отдельно от корпуса и монтироваться на него путем приклеивания или другими способами. Использование устройства, состоящего из двух частей, каждая из которых может применяться независимо, снижает скорость регистрации перегревов за счет наличия дополнительного слоя основы термочувствительной части, отделяющего термохромный материал, реагирующий на изменение температуры, от контролируемого элемента. Кроме того, термохромный материал по описываемому изобретению является обратимым, что делает его неприменимым в энергетике, по причинам, описанным выше.
Другое подобное устройство, известное из KR102022029 В1, дата публикации 17.07.2019 и выбранное нами в качестве прототипа, представляет собой изоляционный колпачок обжимного наконечника для проводки, часть которого выполнена из поливинилхлорида и образована включением термокрасящего пигмента, позволяющего определить резкое изменение температуры между проводом и обжимным зажимом, а другая часть выполнена в виде беспаянной клеммы, улучшающей силу сцепления корпуса наконечника и контролируемых элементов электропроводки, причем части устройства могут перекрывать друг друга для улучшения силы сцепления между ними. В данном устройстве термокрасящий пигмент включен в материал, из которого изготовлена первая часть устройства, в результате чего при нагреве эта часть устройства изменяет цвет и сохраняет его при последующем охлаждении до нормальной температуры эксплуатации, а оператор, осуществляющий контроль элементов электропроводки, может определить факт нагрева этих элементов выше предельно допустимой температуры.
В документе не раскрываются вещества, использующиеся в качестве термокрасящих пигментов, а также линейные размеры, толщина устройства и отдельных его частей. В документе не раскрывается диапазон регистрируемых температур, а также точность их регистрации и скорость срабатывания устройства. Однако ввиду равномерного распределения термокрасящего пигмента в материале части устройства при возникновении перегрева контролируемых элементов для изменения окраски необходимо прогреть весь объем этой части устройства, что не позволит зафиксировать кратковременные перегревы контролируемых элементов, снизит точность регистрации перегревов и может привести к ложным несрабатываниям изделия.
Также использование термокрасящего пигмента, изначально распределенного по объему полимерного материала, существенно уменьшает возможности обработки данного материала, в частности, ограничивает использование таких методов, как литье, запекание и другие методы, связанные с повышением температуры, поскольку это приведет к преждевременному расплавлению пигмента.
Исходя из детально изученного нами уровня техники следует, что, несмотря на большой выбор кабельных наконечников и температурных индикаторов, различных как по механизму действия, так и по конструкционному исполнению, существует потребность в кабельном наконечнике, выполненным с возможностью необратимой регистрации факта нагрева контактного соединения выше пороговой температуры, который будет соответствовать требованиям, предъявляемым к термоиндикаторам, применяемым в энергетике:
- высокая точность, достоверность и скорость срабатывания;
- необратимость срабатывания;
- низкая горючесть и воспламеняемость;
- высокая электрическая прочность и диэлектрические свойства части основы;
- простота и безопасность установки, замены, демонтажа термоиндикатора и эксплуатация самого электрооборудования.
При этом, устройство, обладающее такими характеристиками, может быть использовано в любой другой области техники.
Тем самым, полезная модель направлена на создание кабельного наконечника, выполненного с возможностью необратимой регистрации факта нагрева контактного соединения выше пороговой температуры с необходимой в данной области техники точностью, скоростью и достоверностью, позволяющего своевременно выявлять дефекты контактных соединений.
Термины и определения, используемые в настоящей полезной модели "Провод" - это кабельное изделие, содержащее одну или несколько скрученных проволок или одну или более изолированных жил, поверх которых в зависимости от условий прокладки и эксплуатации может иметься легкая неметаллическая оболочка, обмотка и (или) оплетка из волокнистых материалов или проволоки, и не предназначенное, как правило, для прокладки в земле [ГОСТ 15845-80. Изделия кабельные. Термины и определения]. Применительно к настоящей полезной модели понятие "провод" включает в себя также неизолированные металлические токоведущие проволоки (жилы), одну или несколько скрученных вместе изолированных жил, заключенных в общую оболочку (кабели).
В соответствии с ГОСТ 14312-79 "Контакты электрические. Термины и определения" под "контактным соединением" понимается контакт электрической цепи, предназначенный только для проведения электрического тока и не предназначенный для коммутации электрической цепи при заданном действии устройства; под "контактом" понимается часть электрической цепи, предназначенная для коммутации и проведения электрического тока.
"Переходное сопротивление контакта (контактного соединения)" по ГОСТ 14312-79 означает электрическое сопротивление зоны контактирования, определяемое эффективной площадью контактирования и равное отношению падения напряжения на контактном переходе к току через этот переход.
"Метод обжатия (обжима, опрессовки, пресса, кримпа)" - это метод соединения провода или кабеля с кабельным наконечником, осуществляемый, как правило, с помощью гидравлического или ручного пресса (например, прессовочными клещами), при котором неизолированный проводник вставляется в металлическую токопроводящую часть кабельного наконечника, который затем сжимается вокруг него для образования прочного соединения.
Под термином "термочувствительный материал" понимается материал, который становится более прозрачным для по крайней мере части видимого света относительно исходного состояния при нагреве выше пороговой температуры, и не возвращается в исходное состояние после последующего охлаждения. Термочувствительный материал может состоять, например, из индивидуального органического соединения или соли органической кислоты, претерпевающих фазовый переход при достижении пороговой температуры, или из смеси веществ. Кроме того, термочувствительный материал может дополнительно включать связующее, представленное, например, органическими смолами, для лучшей адгезии термочувствительного материала на гибкой основе, и другие добавки.
Термин "пороговая температура" или "пороговое значение температуры" обозначает численное значение температуры, при котором происходит необратимое изменение свойств термочувствительного материала. В заявляемой полезной модели точность регистрации превышения пороговой температуры составляет 5°С.
Под термином "точность регистрации превышения пороговой температуры" понимается следующее:
1. До момента достижения устройством температуры, равной пороговой температуре соответствующего термочувствительного материала за вычетом значения заявленной точности, изменения прозрачности соответствующего термочувствительного материала и внешнего вида устройства не происходит.
2. При температуре, равной или превышающей пороговую температуру соответствующего термочувствительного материала плюс значение заявленной точности, соответствующий термочувствительный материал является прозрачным, а устройство приобретает внешний вид, отличный от исходного.
3. Точное значение температуры фазового перехода термочувствительного компонента находится внутри заявленного диапазона и дополнительно не устанавливается. Точность регистрации превышения пороговой температуры, определяемой настоящей полезной моделью, составляет 5°С.
"Фазовый переход" - это переход вещества из одной термодинамической фазы в другую при изменении внешних условий.
К термочувствительному материалу, который претерпел фазовый переход с увеличением прозрачности, в настоящей полезной модели применен термин "срабатывание". Устройство, в котором термочувствительный материал изменил прозрачность, обозначается как "сработавшее".
"Дефект" это несоответствие объекта требованиям, установленным документацией хотя бы по одному показателю.
Под "кабельным наконечником" (или "оконцевателем") понимается изделие специальной конструкции, включающее полый металлический цилиндр, фиксированного или переменного диаметра, на котором закреплен изолирующий элемент, выполненный в форме полимерной трубки. Кабельный наконечник предназначен для установки на конец провода для обеспечения надежного и безопасного контактного соединения.
Под "устойчивостью к возгоранию" понимается способность материала противодействовать горению под действием источника зажигания.
Термин "электрическая прочность" или "диэлектрическая прочность" определяет свойство данного материала или устройства выдерживать приложенное к нему электрическое напряжение. Другими словами, электрическая прочность это минимальная напряженность электрического поля, при которой наступает пробой устройства.
Термин "диэлектрический" означает свойство данного устройства выдерживать приложенное к нему электрическое напряжение, при этом минимальная напряженность электрического поля, при которой наступает пробой устройства, превышает электрическую прочность воздуха.
Термин "упругость" раскрывает способность твердого материала возвращаться в изначальную форму при упругой деформации, т.е. упругий материал деформируется после приложенной на него внешней силы, но восстанавливает начальную форму и размер после прекращения воздействия этой силы.
Термин "эластичность" раскрывает способность материала при изгибе вокруг цилиндрической поверхности повторять ее форму без потери функциональных свойств.
Термин "эластичная основа" и "эластичная защитная пленка" характеризуют материал основы или защитной пленки, относящийся к материалам, обладающим способностью изменять свою форму без разрыва под внешним воздействием.
"Микроструктура" - это пространственное взаиморасположение частиц или отдельных фаз материала, отражающее формы и ориентацию составляющих материал частиц. В отличие от химической структуры или наночастиц, микроструктура определяет только физические, оптические и механические свойства материала, но не влияет на химические свойства составляющих микроструктуру веществ. Применительно к настоящей полезной модели, под "необратимым изменением микроструктуры" понимается необратимое изменение физических, оптических или механических свойств материала относительно исходного состояния, сопровождающееся изменением его микроструктуры, то есть пространственного взаиморасположения частиц или отдельных фаз материала, их размера или формы вплоть до полного слиянии частиц и образования единой фазы.
Термин "твердая фаза" раскрывает структуру материала, содержащую частицы твердого вещества произвольной формы, каждая из которых имеет как минимум одну точку, грань или ребро, соприкасающуюся с соседней частицей и соединенных между собой таким образом, что каждый элемент твердой фазы может быть соединен с другим ее элементом единой ломаной линией, каждая точка которой находится внутри этой фазы. В зависимости от формы и размеров частиц твердого вещества непрерывная твердая фаза может иметь ячеистую, зернистую, волокнистую, кристаллическую или чешуйчатую структуру.
"Композитный материал" представляет собой многокомпонентный материал, изготовленный из двух или более компонентов с существенно различными физическими и/или химическими свойствами, сочетание которых приводит к появлению новых характеристик, отличных от характеристик отдельных компонентов. Применительно к настоящей полезной модели термин "композитные материалы" включает в себя полимерные композитные материалы, по меньшей мере одним из компонентов которых является полимерный материал, а также композитные материалы на основе керамики. Состав и структура композитных материалов, применяемых в настоящей полезной модели, могут быть различными, а их выбор зависит от конкретной решаемой задачи.
"Удельный коэффициент теплопроводности" (X) характеризует способность материалов проводить тепло от более нагретых участков к менее нагретым и измеряется в Вт/(м*К).
"Коэффициент теплоотдачи" (α) характеризует интенсивность теплообмена между поверхностью материала и окружающей средой. Коэффициент теплоотдачи показывает, какое количество тепла передается от единицы поверхности материала в окружающую среду в единицу времени при разности температур между поверхностью материала и окружающей средой в 1°С. Коэффициент теплоотдачи зависит от многих факторов: состава материала, свойств и формы его поверхности, наличие или отсутствие обдува и т.п.
Сущность полезной модели
Настоящая полезная модель создана для повышения безопасности эксплуатации электрооборудования, а именно предотвращения возгораний контактных соединений и организации надежного контактного соединения с возможностью выявления дефектов.
Задачей настоящей полезной модели является создание кабельного наконечника, который выполнен с возможностью необратимой регистрации факта нагрева выше пороговой температуры с необходимой в данной области техники точностью, скоростью и достоверностью.
Технический результат заявленной полезной модели заключается в повышении пожарной безопасности и электробезопасности при эксплуатации электрооборудования за счет обеспечения надежного контактного соединения с возможностью необратимой регистрации факта превышения заданной пороговой температуры для своевременного выявления дефектов контактного соединения.
Технический результат достигается за счет использования кабельного наконечника по настоящей полезной модели, выполненного с возможностью необратимой регистрации факта нагрева контактного соединения выше пороговой температуры, который включает: - металлическую токопроводящую часть, выполненную с возможностью крепления на жиле(ах) (неизолированном конце) провода методом обжатия; - диэлектрическую часть, соединенную с токопроводящей частью, при этом диэлектрическая часть включает основу, выполненную с возможностью фиксации на проводе, имеющую диэлектрическую прочность не менее 3 кВ/мм и коэффициент теплопроводности не ниже 0,1 Вт/(м*К), на лицевую поверхность которой нанесен термочувствительный материал, необратимо изменяющий прозрачность при нагреве выше пороговой температуры, а минимальное расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части (Δ1) не превышает 10 мм.
При установке кабельного наконечника по настоящей полезной модели на контактное соединение металлическая токопроводящая часть обеспечивает большую площадь контакта клеммы электрооборудования с неизолированной частью провода (жилой или жилами) за счет ее обжатия, что позволяет увеличить площадь контактирования, предотвратить рост переходного контактного сопротивления во времени и тем самым снизить риск возникновения дефекта, отказа или пожара. Благодаря наличию металлической токопроводящей части, устройство также может просто и безопасно устанавливаться на конце провода и надежно фиксировать его, в частности, в клеммах электротехнических устройств, на разборных контактных соединениях проводников с гнездовыми соединениями, на пружинных контактных соединениях и других элементах. При этом, при установке, замене и демонтаже термоиндикаторного кабельного наконечника не происходит механического воздействия на смонтированное контактное соединение и его разбалтывание.
Слоистая структура диэлектрической части кабельного наконечника, которая включает основу, изготовленную из диэлектрического материала, и нанесенный на нее термочувствительный материал, позволяет использовать различные методы изготовления диэлектрической части. Так, при изготовлении основы можно использовать не только формование, но и литье, спекание и другие методы, требующие нагревания до высоких температур, которые невозможно применять при вмешивании термочувствительного материала изначально в основу. Это значительно расширяет выбор используемых материалов основы, в том числе, позволяет использовать те, которые не адаптированы под формование, в частности, термопластичные полимеры (например, ПВХ), керамику и композитные материалы.
Термочувствительные материалы, наносимые на основу диэлектрической части, в этом случае, также могут выбираться из широкого круга соединений, не имея при этом ограничений, накладываемых вмешиванием термопигмента в основу.
Каждый из слоев диэлектрической части выполняет свои функции, сочетание которых невозможно достичь с использованием термопигмента, равномерно распределенного в материале основы.
Форма диэлектрической части наконечника позволяет уменьшить или полностью исключить возможность прикосновения к неизолированной части провода, включая распушившиеся жилы многожильного провода, при обслуживании электроустановки, а также замедлить окислительные процессы, приводящие к образованию оксидных пленок на поверхности контакта. Также наличие диэлектрической части позволяет сократить вероятность перекрытия распушившихся жил проводов и возникновения короткого замыкания.
Необходимые и достаточные свойства основы, такие как диэлектрическая прочность и коэффициент теплопроводности, должны обеспечивать пожарную безопасность и электробезопасность при использовании кабельного наконечника, а также быстрый прогрев основы для обеспечения возможности регистрации кратковременных перегревов.
Авторами настоящей полезной модели на основании проведенных исследований установлено, что для достижения заявленного технического результата оптимальными являются такие значение данных параметров: диэлектрическая прочность не менее 3 кВ/мм, коэффициент теплопроводности не ниже 0,1 Вт/(м*К).
Наличие термочувствительного материала на диэлектрической части наконечника обеспечивает возможность своевременного выявления дефектов контактных соединений, сопровождающихся нагревом, за счет необратимой регистрации факта превышения заданной пороговой температуры. Использование необратимого термочувствительного материала, действие которого основано на изменении прозрачности (а именно, на увеличении прозрачности) при превышении пороговой температуры, связано с необходимостью определения факта сверхнормативного нагрева контактного соединения в момент максимальных нагрузок, в том числе, кратковременных. Обратимые термочувствительные материалы или материалы, отличные от указанных по типу срабатывания, не могут быть использованы в рамках настоящего решения, так как не обеспечивают необходимые функциональные свойства устройства, в том числе необходимые значения точности, скорости и достоверности выявления перегревов.
Для достижения указанного заявителем технического результата, а также, для достижения регистрации факта нагрева выше пороговой температуры с достаточной точностью (в соответствии с действующими нормативными документами значение точности срабатывания термоиндикаторных материалов не должно превышать 10°С) важной характеристикой наконечника является минимальное расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части, поскольку при возникновении дефекта контактного соединения нагреву подвергается только пятно контакта на неизолированном конец провода, а по мере удаления от места нагрева тепло быстро рассеивается.
Расстояние, на котором происходит уменьшение температуры материала наконечника на 10°С, можно грубо оценить, исходя из закона теплопроводности Фурье и закона Ньютона-Рихмана.
В соответствии с законом теплопроводности Фурье отводимый поток тепла через единичную площадь в единицу времени будет пропорционален коэффициенту теплопроводности материала и градиенту температур:
где X - удельный коэффициент теплопроводности, a ΔT - изменение температуры на длине Δl.
Будем считать, что этот же поток тепла рассеивается в окружающую среду в соответствие с законом Ньютона-Рихмана прямо пропорционально разнице между температурой материала кабельного наконечника и температурой окружающего воздуха:
где α - коэффициент теплоотдачи между наконечником и окружающей средой (воздухом), Т - температура кабельного наконечника, Токр - температура окружающей среды.
Из данных соотношений, приравнивая два тепловых потока, для длины получаем следующее соотношение:
В качестве типового значения коэффициента теплоотдачи возьмем α равное 3 Вт/(м2*К). Коэффициент теплопроводности для материала основы примем равным 0,2 Вт/(м*К) (среднее значение коэффициента теплопроводности для полимерных материалов, композитных материалов и керамики). Будем считать температуру окружающей среды равной 20°С, а температуру наконечника равной 70°С. При данных параметрах градиент температур равный ΔТ=10°С будет соответствовать длине Δl≈13 мм.
На основании усреднения параметров кабельных наконечников, мест их установки, сред, в которых они используются, диапазона регистрируемых температур и т.д., известных авторам исходя из проведенных исследований и опыта в данной области техники, авторами настоящей полезной модели экспериментально установлено, что максимально допустимое значение минимального расстояния от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части (Δ1) не должно превышать 10 мм.
Таким образом, вся совокупность признаков, характеризующих кабельный наконечник, обладающий термоиндикаторным и свойствами, обеспечивает решение поставленной задачи и достижение указанного технического результата.
Кабельный наконечник предпочтительно имеет переменный диаметр, сужаясь в области металлической токопроводящей части, для обеспечения плотного контакта стенок кабельного наконечника и провода, как в части с изоляцией (в зоне диэлектрической части), так и в неизолированной части провода (в зоне металлической токопроводящей части). Металлическая часть может иметь сквозное отверстие или быть запаянной с одной стороны (удаленной от диэлектрической части). Отношение внутреннего диаметра основы диэлектрической части (D) к внутреннему диаметру металлической токопроводящей части (d) предпочтительно составляет от 1,1 до 2, что связано с толщиной изоляции провода. При соотношении данных диаметров больше двух не будет обеспечиваться достаточно плотное прилегание основы диэлектрической части кабельного наконечника к проводу, что может негативно повлиять на точность определения температуры нагрева контактного соединения и сказаться на безопасности эксплуатации электрооборудования. Отношение длины металлической токопроводящей части (L1) к длине основы диэлектрической части (L2) предпочтительно составляет от 0,5 до 1,5, предпочтительно от 1,0 до 1,5. Это связано с необходимостью изолирования распустившихся жил многожильных проводом провода, не попавших в металлическую токопроводящую часть при монтаже кабельного наконечника, для повышения электробезопасности и снижения риска короткого замыкания при касании жил противоположных фаз. При этом учитывается, что длина неизолированной части провода и его жил примерно равна длине металлической токопроводящей части. В зависимости от сечения контролируемых элементов внутренний диаметр основы диэлектрической части кабельного наконечника (внутренний диаметр сквозного сечения D) может составлять в частных случаях 1-25 мм. В этих случаях внутренний диаметр d металлической токопроводящей части может составлять предпочтительно 0,5-22,7 мм. Длина основы диэлектрической части (L2) кабельного наконечника, и, как следствие, длина сквозного отверстия в ней, предпочтительно составляет 3-25 мм и выбирается исходя из размеров контролируемых элементов, а также площади и расположения термочувствительного материала на внешней поверхности основы диэлектрической части. В этих случаях длина металлической токопроводящей части L1 может составлять предпочтительно 3-30 мм. Предпочтительно устройство выполнено с возможностью монтажа на электрические провода диаметром от 1 до 10 мм, без дополнительных элементов, за счет его конструктивных особенностей, что обеспечивает простоту и безопасность монтажа, замены и демонтажа, а также дополнительно повышает точность фиксации нагрева термочувствительным материалом.
В предпочтительных вариантах для плотного и надежного прилегания кабельного наконечника к проводу и простого и безопасного крепления на нем, основа диэлектрической части является упругой и/или эластичной. Также диэлектрическая часть может иметь продольный разрез, позволяющий удобно, быстро и безопасно зафиксировать кабельный наконечник на контролируемых элементах за счет упругих свойств материала.
В предпочтительных вариантах, площадь лицевой поверхности основы диэлектрической части составляет не менее 3 мм2, предпочтительно не менее 10 мм2, наиболее предпочтительно не менее 100 мм2 и выбирается исходя из сечения контролируемых элементов, места расположения кабельного наконечника, выполненного с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, и удаленности от точки осмотра. В частных случаях, площадь внешней поверхности основы диэлектрической части должна обеспечивать размещение участка термочувствительного материала площадью не менее 10 мм2 для упрощения визуальной регистрации превышения пороговой температуры. Обеспечение заметности, а также достоверности выявления локальных нагревов элементов электрооборудования также может быть достигнуто с помощью варианта исполнения устройства с площадью поверхности основы диэлектрической части, покрытой термочувствительным материалом, от 3 до 97% площади лицевой поверхности основы диэлектрической части, предпочтительно, не менее 30% площади лицевой поверхности основы диэлектрической части.
Для повышения скорости визуального перехода термочувствительного материала при превышении пороговой температуры, а также точности определения температуры нагрева, толщина основы диэлектрической части в зоне термочувствительного материала составляет не более 3 мм, предпочтительно, не более 2 мм. Использование основы с большей толщиной не позволяет обеспечить необходимую теплоотдачу проводника при эксплуатации электроустановок (воздушном охлаждении). При этом основа диэлектрической части может иметь как одинаковую толщину, так и меньшую толщину в зоне термочувствительного материала, в частности, в основе диэлектрической части может быть выполнено углубление для заполнения его термочувствительным материалом. Расположение термочувствительного материала в углублении позволяет уменьшить толщину основы диэлектрической части в зоне термочувствительного материала в некоторых случаях до 1 мм и менее, без потери прочностных характеристик самого устройства, что увеличивает скорость прогрева и, как следствие, срабатывания термочувствительного материала при перегреве. Также расположение термочувствительного материала в углублении защищает его от истирания при монтаже и предотвращает стекание расплавленного термочувствительного материала во время фазового перехода в зону контактирования с последующим возгоранием.
В предпочтительных вариантах осуществления термочувствительный материал выполнен с возможностью изменения прозрачности при нагреве до температуры, превышающей пороговую, в течение не более 5 секунд, предпочтительно не более 2 секунд. Это обусловлено тем, что толщина слоя термочувствительного материала и его структура в совокупности с толщиной основы диэлектрической части подбирается таким образом, чтобы позволять прогревать термочувствительный материал при возникновении кратковременных перегревов в период пиковой нагрузки и полностью переводить его в расплав с цветовым переходом «непрозрачный-прозрачный» в течение не более 5 секунд, предпочтительно не более 2 секунд.
В предпочтительных вариантах исполнения, термочувствительный материал необратимо изменяет прозрачность при нагревании в интервале, не превышающем 5°С, предпочтительно не превышающем 2°С, относительно указанной на устройстве пороговой температуры. В этом случае минимальное расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части также рассчитывается по приведенной выше формуле (3) с учетом требуемой точности срабатывания.
В предпочтительных вариантах диэлектрическая часть включает полимерные материалы, преимущественно галогенсодержащие полимеры, преимущественно содержащие структурное звено -CH2CHCl-, преимущественно поливинилхлорид, наиболее преимущественно литой поливинилхлорид, или керамические материалы, преимущественно фарфор, или композитные материалы, преимущественно текстолит.
В случае выполнения основы диэлектрической части из полимеров, материал основы предпочтительно выбирается таким образом, чтобы обеспечить одновременное выполнение следующих критериев:
- упругость, гибкость и эластичность, необходимые для плотного прилегания устройства к поверхностям контролируемых элементов электрооборудования, которые зачастую имеют сложную геометрию, с сохранением способности регистрировать перегрев с заявленной точностью;
- обеспечение необходимого прижатия и фиксации устройства для его надежной фиксации с сохранением плотного прилегания, в том числе, при вибрации, под действием различных факторов окружающей среды, механического воздействия, теплового расширения материала контролируемого элемента электрооборудования;
- обеспечение необходимого сцепления между защитной пленкой и термочувствительным материалом;
- устойчивость к воспламенению и способность к самозатуханию в случае воздействия открытого пламени. Воспламенение устройства, в свою очередь, может привести к пожару в электроустановке или возникновению электрической дуги;
- теплопроводность, достаточная для обеспечения быстрого прогрева устройства и термочувствительного слоя до пороговой температуры для достоверной и надежной регистрации кратковременных перегревов, а также отвода тепла от греющихся проводов и контактных соединений;
- низкая электропроводность, позволяющая устанавливать устройство не только на элементы электрооборудования, покрытые изоляционными материалами, но также и на контактные соединения без изоляции. Высокая электрическая прочность и диэлектрические свойства устройства в целом необходимы для обеспечения безопасного использования в электроустановках, двигателях или различных электрических механизмах. Отсутствие проводимости и высокое значение напряжения пробоя позволяет не допустить выход из строя электрических схем, возникновения короткого замыкания или зажигания электрической дуги при контакте термоиндикатора с открытыми токопроводящими элементами;
- сохранение исходной формы при нагревании, т.е. материалы полимерной диэлектрической части основы и защитной пленки не должны расплавляться до текущего состояния при нагревании до высоких температур, во избежание отделения термоиндикатора от провода, стекания размягченного материала и попадания его на элементы электрооборудования;
- обеспечение стабильного крепления на контролируемом элементе в широком диапазоне температур (температура разложения, предпочтительно, выше 150°С).
Наиболее подходящими полимерными материалами для этой цели являются галогенсодержащие полимеры, преимущественно поливинилхлорид. Полимерные материалы, в структуре которых присутствуют атомы галогенов, обладают одними из наиболее высоких показателей гибкости и эластичности среди известных полимеров. Введение атомов галогенов в использующиеся в качестве исходного сырья для полимеризации мономеры нарушает их симметрию и создает множество хиральных центров в полимере. Полимеризация или поликонденсация таких мономеров как друг с другом, так и с другими галогенсодержащими или не включающими атомы галогенов мономерами, приводит к образованию полимерных цепей с большим количеством стереоцентров. Регулярные полимеры, получаемые из негалогенированных мономеров без хиральных центров, склонны к образованию кристаллических структур, что снижает их эластичность, в то время как большое число диастереомеров, возникающих при галогенировании мономеров, придают галогенсодержащим полимерам стереохимическую неупорядоченность, которая предотвращает кристаллизацию. Таким образом, галогенсодержащие полимерные материалы обладают высокой эластичностью и гибкостью в силу особенностей химического строения, обусловленных наличием атомов галогенов в структуре полимеров. Кроме того, галогенсодержащие материалы обладают хорошей адгезией и низкой горючестью, что служит дополнительным обеспечением безопасности эксплуатации заявленного устройства и электрооборудования, на котором оно размещено.
Исходя из этого, в предпочтительных вариантах осуществления диэлектрическая часть кабельного наконечника, является упругой и эластичной и включает в себя галогенсодержащие полимеры, преимущественно содержащие структурное звено -CH2CHCl-, преимущественно поливинилхлорид, наиболее преимущественно литой поливинилхлорид.
Выполнение основы диэлектрической части из керамических материалов обеспечивает кабельный наконечник повышенной прочностью и долговечностью, а также увеличивает срок эксплуатации устройства, благодаря высокой степени стойкости керамики к механическим воздействиям, воздействиям химических веществ и воздействию влаги. Кроме того, керамические изделия не подвержены коррозии, не горят и не выделяют веществ повышенного класса опасности, что также положительно сказывается на безопасности эксплуатации кабельных наконечников с керамической основой диэлектрической части.
Использование композитных материалов в качестве материала основы диэлектрической части позволяет придать кабельному наконечнику высокую жесткость, что может быть необходимо в случаях, требующих надежной и точной фиксации направления провода. Композитные материалы также обладают высокой стабильностью при эксплуатации в экстремальных условиях и имеют высокие прочностные характеристики, что позволяет увеличивать срок эксплуатации устройства. Кроме того, композитные материалы имеют небольшой удельный вес.
Термочувствительный материал может быть покрыт прозрачной по крайней мере для части видимого света эластичной защитной пленкой, что дополнительно защищает термочувствительный материал и сам кабельный наконечник от внешних воздействий окружающей среды, влажности, УФ-облучения и механических повреждений, увеличивает срок службы устройства и не дает термочувствительному материалу стекать во время фазового перехода.
Эластичная защитная пленка может быть прикреплена к устройству за счет сплавления (приваривания), клея или других известных из уровня техники способов. Защитная пленка выполнена предпочтительно из поливинилхлорида, наиболее предпочтительно литого поливинилхлорида, с учетом свойств данных материалов, описанных выше.
Металлическая токопроводящая часть, может быть выполнена из алюминия, меди или их сплавов и в ряде случаев иметь луженое покрытие для защиты от образования оксидной пленки. Выбор материалов токопроводящей части обусловлен их высокой электро- и теплопроводностью, высокой относительной коррозионной стойкостью, а также устойчивостью к внешним воздействиям, таким как температура, ультрафиолетовое облучение, химическое воздействие. Кроме того, металл токопроводящей части должен быть мягким для обеспечения возможности крепления на проводах обжимным методом, но при этом пластичным, чтобы избежать растрескивания и разламывания в процессе установки.
В частных вариантах исполнения диэлектрическая часть кабельного наконечника может быть использована для маркировки элементов электрооборудования или иметь численное обозначение. Например, диэлектрическая часть может иметь цвет, соответствующий установленным правилам маркировки элементов электрооборудования. Также лицевая поверхность диэлектрической части может содержать цифровую, цветовую или иную маркировку, в частности, надпись, содержащую цветовую, буквенную, цифровую или буквенно-цифровую маркировочную информацию. В одном из случаев надпись может отражать значение регистрируемой пороговой температуры, а также содержать информацию о дате окончания срока эксплуатации устройства.
Перечисленные выше признаки служат для придания кабельному наконечнику, выполненному с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, свойств элементов маркировки электрооборудования, что также дополнительно обеспечивает безопасность эксплуатации оборудования, на котором размещаются подобные устройства, ввиду следующего. В случае контактных соединений, проводов или узлов электрооборудования речь идет о небольших поверхностях, которые, с одной стороны, требуют маркировки, а с другой стороны - температурного контроля. Однако, использование сразу двух типов устройств: устройств для маркировки И устройств для регистрации превышения температуры по отдельности, зачастую, не представляется возможным, ввиду недостаточного места на контролируемой поверхности, а также необходимости учета снижения температуры нагрева по мере удаления от точки контроля. Использование же только кабельного наконечника, выполненного с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, без маркировки может привести к неверному определению дефектного узла. Тем самым, использование кабельного наконечника, сочетающего в себе свойства маркировочного устройства, а также свойства температурных индикаторов, положительно скажется на безопасности эксплуатации электрооборудования.
Для увеличения заметности как самого кабельного наконечника, так и факта его срабатывания, на элементах оборудования, в том числе труднодоступных для осмотра ввиду больших размеров установок, расположения установок на открытом воздухе или по причине осуществления осмотра в плохих погодных условиях и в условиях недостаточной видимости, в темное время суток с помощью фонаря, а также для осмотра оборудования без искусственного освещения и окон, и, как следствие, дополнительного увеличения безопасности эксплуатации оборудования, диэлектрическая часть может обладать светоотражающими свойствами или быть окрашена с использованием вещества, обладающего люминесцентными свойствами.
В частных случаях, диэлектрическая часть может быть окрашена с использованием вещества, выполненного с возможностью необратимо изменять цвет при нагревании.
Использование при окраске диэлектрической части веществ, выполненных с возможностью необратимо изменять цвет при нагревании до температуры, ниже пороговой температуры основного термочувствительного материала, например, на 10-30°С, позволяет проинформировать персонал о риске возникновения аварийного дефекта в дальнейшем, и тем самым, обеспечивает возможность его предотвращения, при должном реагировании персонала, ответственного за данное оборудование. Так, срабатывание такого вещества, при отсутствии срабатывания основного термочувствительного материала, свидетельствует о наличии перегрева оборудования, не достигшего предельно допустимых значений, соответствующих пороговой температуре основного термочувствительного материала, и необходимости его осмотра с целью выявления и устранения неполадок, которые в дальнейшем могли бы привести к развитию уже аварийного дефекта. Таким образом, наличие вещества, выполненного с возможностью необратимо изменять цвет при нагревании, до температуры, ниже пороговой температуры основного термочувствительного материала, в частности, на 10-30°С, дополнительно повышает безопасность эксплуатации как заявленного устройства, так и оборудования в целом.
Диэлектрическая часть кабельного наконечника полностью или частично может быть окрашена с использованием красителей, выполненных с возможностью обратимо изменять цвет при нагревании. К примеру, на лицевую поверхность основы может быть нанесен слой термочувствительной краски, обладающей вышеуказанными свойствами.
Использование красителей, выполненных с возможностью обратимо изменять цвет при нагревании, позволяет проинформировать персонал о перегревах в момент осмотра. Нагрев наконечника в момент осмотра свидетельствует, что оборудование находится в аварийном режиме в ТЕКУЩИЙ момент и может быть источником повышенной опасности. При этом основной термочувствительный материал, необратимо изменяющий прозрачность при превышении пороговой температуры, информирует персонал о фактах перегрева, происходивших ДО момента осмотра. Таким образом, наличие вещества, выполненного с возможностью обратимо изменять цвет при нагревании, дополнительно повышает безопасность эксплуатации как заявленного кабельного наконечника, так и оборудования в целом.
В предпочтительных вариантах осуществления принцип работы термочувствительного материала, необратимо изменяющего прозрачность при нагреве выше пороговой температуры, заключается в плавлении термочувствительного компонента. Предпочтительно термочувствительный материал в исходном состоянии является непрозрачным по крайней мере для части видимого света, например, имеет белый цвет, а при нагреве выше пороговой температуры происходит необратимое увеличение прозрачности с проявлением цвета диэлектрической части основы. В частных случаях, диэлектрическая часть под термочувствительным материалом может быть окрашена в черный цвет, что при использовании термочувствительного материала, имеющего в исходном состоянии белый цвет, обеспечивает цветовой переход с максимальной контрастностью "белый-черный", что дополнительно увеличивает заметность сработавшего кабельного наконечника и, как следствие, повысит безопасность эксплуатации контролируемых элементов электрооборудования.
Использование термочувствительного материала, основанного на плавлении, сопровождающимся необратимым увеличением прозрачности относительно исходного состояния при нагреве до пороговой температуры, дополнительно обеспечивает и усиливает такие свойства как:
- необратимость визуального эффекта срабатывания;
- высокая скорость срабатывания устройства;
- сохранение исходного состояния при температуре, незначительно меньшей пороговой;
- необходимая точность определения температуры срабатывания, вне зависимости от времени воздействия температуры.
Пороговая температура может быть выбрана из диапазона 50-210°С, преимущественно 50°С, 55°С, 60°С, 70°С, 80°С, 90°С, 100°С, 110°С, 120°С, 130°С, 140°С, 150°С. Наносимый термочувствительный материал выбирается, исходя из выбранного для регистрации порогового значения температуры, который, в свою очередь, регламентируется типовыми инструкциями, а также определяется типом материалов контактирующих поверхностей в контактном соединении, классом напряжения электрооборудования, а также классом изоляции и другими параметрами.
В частных случаях, термочувствительный материал в исходном состоянии имеет микроструктуру, включающую твердую фазу и пустоты, образующие непрерывную газовую фазу, объемная доля которой составляет не менее 10%, и выполнен с возможностью необратимо изменять свой внешний вид при достижении указанной пороговой температуры за счет разрушения микроструктуры термочувствительного материала, сопровождающегося сплавлением частиц твердого органического вещества, уменьшением объемной доли пустот и увеличением его прозрачности с проявлением цвета основы.
Использование термочувствительного материала с пустотами позволяет увеличить срок эксплуатации, дополнительно повысить достоверность определения перегрева за счет невозможности агрегирования частиц твердого вещества через газовую фазу и исключить возможность возврата материала в исходное состояние после срабатывания за счет необратимого изменения микроструктуры, что также положительно влияет на безопасность эксплуатации как кабельного наконечника, так и самого оборудования. При плавлении термочувствительного материала, содержащего пустоты, происходит необратимое изменение исходной микроструктуры материала с уменьшением доли пустот в нем, связанное со сплавлением частиц твердого органического вещества и с уменьшением площади границ раздела фаз "твердое-газ" за счет необратимого выхода содержащегося в пустотах газа на поверхность и расслаивания газовой и негазовой сред. В результате при дальнейшем охлаждении твердое органическое вещество кристаллизуется уже без пустот, тем самым необратимо изменяется прозрачность (увеличивается относительно исходного состояния) материала по меньшей мере для части видимого света, создавая визуальный эффект изменения внешнего вида устройства с высокой контрастностью, чем обеспечивается высокая достоверность регистрации превышения температуры выше заданного значения. Предпочтительно, доля пустот термочувствительного материала после нагрева выше порогового значения температуры уменьшается не менее, чем в 2 раза относительно исходного состояния, что дополнительно увеличивает контрастность цветового перехода кабельного наконечника при превышении порогового значения температуры.
Твердая фаза термочувствительного материала может включать органическое вещество, содержащее структурный фрагмент CnH(2n+1), где n≥5 и преимущественно выбранное из группы: жирные алифатические кислоты, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥12; соли жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥5; алканы, содержащие не менее 20 атомов углерода; диалкилфосфиновые кислоты, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥5; амиды жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥5; ангидриды жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥10; жирные алифатические спирты, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥14; жирные алифатические амины, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥17; нитрилы жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥19.
Использование в качестве органического вещества твердой фазы термочувствительного материала органических соединений, в состав которых входит одна или более алифатическая углеводородная цепь CnH(2n+1) с n≥5, способствует образованию кристаллической упаковки, в которой вытянутые структурные фрагменты линейных углеводородов ориентируются параллельно друг другу (А.И. Китайгородский, Молекулярные кристаллы, М.: Наука, 1971 г.). Благодаря тому, что частицы твердого органического вещества формируются в виде волокон, чешуек или плоских или вытянутых кристаллов, то есть имеют двухмерную структуру, термочувствительный материал образует собой особую микроструктуру, способную к изгибу и растяжению без деформации и потери функциональных свойств.
Также использование твердых органических соединений, в состав которых входят неполярные алифатические фрагменты, дополнительно способствует увеличению значений электрической прочности кабельного наконечника в целом, поскольку такие жирные алифатические производные обладают хорошими диэлектрическими свойствами.
В частных случаях, органическое вещество твердой фазы термочувствительного материала выбрано из группы: пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, бегеновая кислота, тетракозан, эрукамид, стеариновый спирт, цетиловый спирт, полиэтилен, воск, парафин, соли насыщенных жирных карбоновых кислот редкоземельных металлов, в частности лантана, иттрия, иттербия, скандия.
В частных случаях микроструктура термочувствительного материала дополнительно содержит прозрачное по крайней мере для части видимого света полимерное связующее, температура фазового перехода которого выше температуры фазового перехода твердого органического вещества. В этом случае термочувствительный материал содержит границы раздела фаз «твердое-прозрачное твердое-газ», при плавлении также происходит необратимое изменение микроструктуры материала, в результате которой уменьшается число пустот относительно исходного состояния за счет выхода содержащегося в них газа на поверхность материала и происходит расслаивание газовой и негазовой сред, в результате чего наблюдается уменьшение площади контакта твердой фазы и пустот, т.е. уменьшение площади границ раздела фаз.
Предпочтительно, объемное содержание твердой фазы в термочувствительном материале составляет не более 90 об.%. Другими словами, термочувствительный материал содержит не менее 10 об.% пустот, заполненных газовой фазой (воздухом).
Полимерное связующее в предпочтительных вариантах присутствует в термочувствительном материале в количестве 1-30 об.%. В частных случаях полимерное связующее покрывает каждую отдельную структурную частицу твердого органического вещества, обеспечивая его "глазирование". Связующее выбирается таким образом, чтобы обеспечить смачиваемость, но не растворение, частиц твердого органического вещества в полимерном связующем. Благодаря этому при "глазировании" зерен, кристаллов, волокон, чешуек или конгломератов указанных частиц происходит дополнительный захват газа, в среде которого формируется термочувствительный материал, и его распределения между "глазированными" связующим частицами твердого органического вещества.
В предпочтительных вариантах, термочувствительный материал, в том числе за счет его микроструктуры, выполнен с возможностью регистрации локальных перегревов поверхности за счет изменения прозрачности только той части термочувствительного материала, которая нагревалась выше пороговой температуры и сохранения исходного цвета термочувствительного материала, который не был нагрет выше пороговой температуры, при неравномерном нагревании.
Краткое описание чертежей
Полезная модель будет более понятна из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:
Фиг. 1 - Трехмерная модель (1а, в) и фронтальный вид (1б) кабельного наконечника, выполненного с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, который включает металлическую токопроводящую часть (1а, в с открытым отверстием, 1б с запаянным отверстием) и диэлектрическую часть переменного диаметра (1а, б без разреза, 1в с продольным разрезом), на часть лицевой поверхности основы которой, нанесен термочувствительный материал (1а по всей окружности, в виде кольца, 1б, 1в в виде прямоугольного участка) с показанными линейными размерами (длиной) металлической токопроводящей и диэлектрической частей, а также минимальным расстоянием от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части (Δ1) (1б).
Фиг. 2 - Вид в разрезе кабельного наконечника, выполненного с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, который включает металлическую токопроводящую часть (2а с открытым отверстием, 2б, 2в с запаянным отверстием) и диэлектрическую часть (2а, б без разреза, 2в с продольным разрезом), на часть лицевой поверхности основы которой, нанесен термочувствительный материал (2а по всей окружности, в виде кольца, 2б, в в виде прямоугольного участка в углублении, выполненном в материале диэлектрической части), с окрашиванием основы диэлектрической части черной краской в зоне термочувствительного материала и защитным слоем, с показанными внутренними диаметрами металлической токопроводящей и диэлектрической частями (2в).
Фиг. 3 - Вид кабельного наконечника, выполненного с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, с размещенным проводом с неизолированным концом.
Фиг. 4 - Разборное контактное соединение проводника, оконцованного кабельным наконечником, выполненным с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, в гнездовом выводе.
Фиг. 5 - Кабельный наконечник с открытым отверстием, выполненный с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, основа диэлектрической части которого обладает светоотражающими и/или люминесцентными свойствами, с окрашиванием основы черной краской в области термочувствительного материала, и указанием значения пороговой температуры в этой области: (а) - первоначальный вид кабельного наконечника, (б) - кабельный наконечник со сработавшим термочувствительным материалом после нагрева контролируемой поверхности выше порогового значения температуры, (в) - вид кабельного наконечника после охлаждения.
Фиг. 6 - Кабельный наконечник с запаянным отверстием, выполненный с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, с окрашиванием основы черной краской в области термочувствительного материала, и указанием значения пороговой температуры в области, свободной от термочувствительного материала, а также с обратимым термочувствительным материалом нанесенным на свободную от необратимого термочувствительного материала поверхность основы диэлектрической части: (а) - первоначальный вид кабельного наконечника, (б) - кабельный наконечник со сработавшими термочувствительными материалами после нагрева контролируемой поверхности выше пороговых значений температуры термочувствительных материалов, (в) - вид кабельного наконечника после охлаждения ниже пороговой температуры обратимого термочувствительного материала.
Фиг. 7 - Кабельный наконечник, выполненный с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, основа диэлектрической части которого в зоне термочувствительного материала окрашена окрашена в черный цвет: (а) - первоначальный вид кабельного наконечника, (б) - кабельный наконечник с частично сработавшим термочувствительным материалом после точечного нагрева контролируемой поверхности выше порогового значения температуры с изменением прозрачности только той области термочувствительного материала, которая была подвержена нагреву выше пороговой температуры, при сохранении непрозрачной области данного материала в его остальной зоне, которая не подвергалась нагреву.
Фиг. 8 - Микроструктура термочувствительного материала с частицами органического вещества в виде чешуек и их конгломератов, связующим и пустотами, образующими непрерывную газовую фазу, до срабатывания (а) и после срабатывания (б).
Подробное описание чертежей
На фиг.1 представлена трехмерная модель (1а, в) и фронтальный вид (1б) кабельного наконечника, выполненного с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, который включает металлическую токопроводящую часть 6 с круглым сечением (фиг.1а, в с открытым отверстием, фиг.1б с запаянным отверстием) и диэлектрическую часть 1', основа 1 которой имеет круглое сечение переменного диаметра (фиг.1а, 1б без разреза, фиг.1в с продольным разрезом 15), а на часть лицевой поверхности основы 1 которой нанесен термочувствительный материал 2 (фиг.1а по всей окружности, в виде кольца, фиг.1б, 1в в виде прямоугольного участка), с показанными линейными размерами (длиной) металлической токопроводящей и диэлектрической частей, а также расстоянием от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части (1б).
На фиг.2 представлен вид в разрезе кабельного наконечника, выполненного с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, который включает металлическую токопроводящую часть 6 (фиг.2а с открытым отверстием, фиг.2б, 2в с запаянным отверстием) и диэлектрическую часть (фиг.2а, 2б без разреза, фиг.2в с продольным разрезом 15), на часть лицевой поверхности основы 1 которой нанесен термочувствительный материал 2 (фиг.2а по всей окружности, в виде кольца, фиг.2б, 2в в виде прямоугольного участка в углублении, выполненном в материале основы 1 диэлектрической части), с окрашиванием основы 1 диэлектрической части черной краской 3 в зоне термочувствительного материала 2 и защитным слоем 5 (фиг.2а, 2в), с показанными внутренними диаметрами металлической токопроводящей и диэлектрической частями (2в).
На фиг.3 представлен вид кабельного наконечника, выполненного с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, который включает металлическую токопроводящую часть 6 и диэлектрическую часть, на часть лицевой поверхности основы 1 которой нанесен термочувствительный материал 2, с размещенным проводом, при этом в основе 1 диэлектрической части размещается изолированная часть провода 12, а в металлической токопроводящей части размещается неизолированный конец провода (жилы) 11.
На фиг.4 представлено разборное контактное соединение проводника 12, оконцованного кабельным наконечником, выполненным с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, который включает металлическую токопроводящую часть 6 и диэлектрическую часть, на часть лицевой поверхности основы 1 которой нанесен термочувствительный материал 2, в гнездовом выводе 13, снабженным винтом 14.
На фиг.5 представлен кабельный наконечник, выполненный с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, с открытым концом металлической токопроводящей части 6, основа 1 диэлектрической части которого обладает светоотражающими и/или люминесцентными свойствами, с окрашиванием основы 1 черной краской 3 в области термочувствительного материала 2, и указанием значения пороговой температуры 4 в этой области, с демонстрацией необратимости термочувствительного материала: (а) - первоначальный вид кабельного наконечника, (б) - кабельный наконечник со сработавшим термоиндикаторным материалом после нагрева контролируемой поверхности выше порогового значения температуры, (в) - вид кабельного наконечника после охлаждения.
На фиг.6 представлен кабельный наконечник, выполненный с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, с открытым концом металлической токопроводящей части 6, основа 1 диэлектрической части которого покрыта обратимым термочувствительным составом в области, свободной от термочувствительного материала 2, с окрашиванием основы 1 черной краской 3 в области термочувствительного материала 2, и указанием значения пороговой температуры 4 в области, свободной от термочувствительного материала 2, с демонстрацией необратимости термочувствительного материала и обратимости изменения цвета обратимого термочувствительного состава (зеленый-красный-зеленый): (а) - первоначальный вид кабельного наконечника, (б) - кабельный наконечник со сработавшим термоиндикаторным материалом после нагрева контролируемой поверхности выше пороговых значений температуры необратимого термочувствительного материала и обратимого термочувствительного состава, (в) - вид кабельного наконечника после охлаждения ниже пороговой температуры обратимого термочувствительного материала, с возвращением первоначальной окраски обратимого термочувствительного состава.
На фиг.7 представлен кабельный наконечник, выполненный с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, основа 1 диэлектрической части которого в зоне термочувствительного материала 2 окрашена в черный цвет 3: (а) - первоначальный вид кабельного наконечника, (б) - кабельный наконечник с частично сработавшим термочувствительным материалом после точечного нагрева контролируемой поверхности выше порогового значения температуры с изменением прозрачности только той области 9 термочувствительного материала, которая была подвержена нагреву выше пороговой температуры, при сохранении непрозрачной области данного материала в его остальной зоне, которая не подвергалась нагреву.
На фиг.8 представлена микроструктура термочувствительного материала 2 с частицами органического вещества 7, выполненными в виде чешуек и их конгломератов, связующим 10 и пустотами 8, образующими непрерывную газовую фазу, до нагрева (а) и микроструктура термочувствительного материала 2 с уменьшенной долей пустот 8 и с увеличенной кажущейся плотностью, после выхода газовой фазы на поверхность, и с частицами 7, подвергшимися сплавлению и утратившими первоначальную форму, после нагрева выше порогового значения температуры (б).
Осуществление полезной модели
Общая технология изготовления устройства.
Кабельный наконечник включает токопроводящий металлический фрагмент 6, выполненный, в частности, из меди, алюминия или их сплавов, для надежного и плотного крепления кабельного наконечника на неизолированном конце провода 11 методом обжима, а также для обеспечения высокой тепло- и электропроводности. В ряде случаев токопроводящий металлический фрагмент может иметь луженое или иное покрытие для защиты от образования оксидной пленки. Токопроводящий металлический фрагмент 6 может иметь сквозное отверстие или быть запаянным с одной стороны (удаленной от диэлектрической полимерной части). Предпочтительно токопроводящий металлический фрагмент имеет круглое сечение, однако не ограничивается им.
В качестве основы 1 диэлектрической части 1' заявленного устройства могут быть использованы полимерные материалы, преимущественно галогенсодержащие полимерные материалы, в частности, хлорсодержащие полимеры, например, сополимеры винилхлорида, а именно: сополимер С-15 (сополимер винилхлорида и винилацетата), сополимер ВХВД-40 (сополимер винилхлорида и винилиденхлорида), поливинилхлорид (ПВХ), литой ПВХ, а также поливинилиденфторид PVDF, фторопласт М-40, а также полиэфиры с добавками 6,5% гексабромциклододекана или полиэфиры, модифицированные 15% трихлоризопропилфосфата. Кроме того, могут быть использованы керамические материалы, преимущественно фарфор. Также в ряде вариантов может применяться другие виды виды керамических материалов или стекла. Могут быть использованы композитные материалы, преимущественно текстолит. В частных случаях могут применяться стеклопластики, углепластики, керметы и другие композитные материалы. Указанные материалы обладают необходимой прочностью, придают устройству устойчивость к возгоранию и имеют диэлектрическую прочность не менее 3 кВ/мм и коэффициент теплопроводности не ниже 0,1 Вт/(м*К). В случае использования полимерных материалов, устройство также приобретает характерные им эластичность, упругость и гибкость. Также для удобства крепления кабельного наконечника на проводе диэлектрическая часть может иметь продольный разрез.
В Таблице 1 приведены некоторые характеристики основы диэлектрической части 1'. Выбор конкретного значения основывается, в частности, на типе, размере и размещении контролируемого оборудования, а также его удаленности от точки осмотра.
Основа диэлектрической части предпочтительно имеет круглое сечение, однако не ограничивается им. Для уменьшения толщины основы диэлектрической части в зоне термочувствительного материала, а также для обеспечения сохранности этого материала, основа диэлектрической части может содержать углубление (фиг.2б,в), в котором размещается необратимый термочувствительный материал 2.
В некоторых вариантах выполнения основа 1 диэлектрической части 1' может обладать светоотражающими свойствами или может быть окрашена с использованием вещества, обладающего люминесцентными свойствами, для увеличения заметности как самого устройства, так и факта его срабатывания, что служит дополнительному увеличению безопасности эксплуатации оборудования. Также, в частных случаях, диэлектрическая часть может быть окрашена для возможности использования заявленного термоиндикатор а для цветовой маркировки фаз электрооборудования (кабелей, монтажных проводов, жгутов и других элементов электрооборудования), причем цвет диэлектрической части 1' выбирается в соответствии с ГОСТ 28763-90, устанавливающего, в частности, цветовую маркировку в области электротехники. Цвет не влияет на визуальную регистрацию превышения пороговых температур поверхности оборудования, однако обеспечивает маркировку устройства, необходимую для повышения общей безопасности эксплуатации оборудования.
В частных случаях, основа 1 диэлектрической части 1' может быть окрашена с использованием вещества, выполненного с возможностью необратимо изменять цвет при нагревании. Присутствие дополнительного вещества, выполненного с возможностью необратимо изменять цвет при нагревании до температуры, ниже пороговой температуры основного термочувствительного материала, в частности, на 10-30°С, позволяет детектировать перегрев оборудования, не достигшего предельно допустимых значений, и, как следствие, обеспечить предотвращение возникновения аварийного дефекта.
Также, основа 1 диэлектрической части 1' может быть окрашена с использованием вещества, выполненного с возможностью обратимо изменять цвет при нагревании (фиг.6). К примеру, на лицевую поверхность может быть нанесен слой термочувствительной краски, обладающей вышеуказанными свойствами. Присутствие вещества, выполненного с возможностью обратимо изменять цвет при нагревании, позволяет проинформировать персонал не только о превышении порогового значения температуры в прошлом, но и о перегревах в момент осмотра.
В частных случаях, область основы 1 диэлектрической части 1' под термочувствительным материалом может быть окрашена в черный цвет 3, что при использовании термочувствительного материала, имеющего в исходном состоянии белый цвет, обеспечивает цветовой переход с максимальной контрастностью "белый-черный".
Токопроводящая металлическая часть 6 и диэлектрическая часть 1' соединяются с образованием единой конструкции на предприятии-изготовителе.
Диэлектрическая часть 1' и, в первую очередь, термочувствительный материал 2 может быть покрыт защитной полимерной пленкой 5. В качестве защитной пленки также могут применяться полимерные материалы, преимущественно галогенсодержащие полимеры, в частности, ПВХ-пленки, или полиуретановые пленки, модифицированные 15% трихлоризопропилфосфата. Однако необходимо учитывать, что в случае использования их для защитной пленки, они должны обладать прозрачностью по крайней мере для части видимого света.
Приготовление термочувствительного материала.
Предпочтительно, твердая фаза термочувствительного материала 2 включает органическое вещество, содержащее структурный фрагмент CnH(2n+1), где n≥5: жирные алифатические кислоты, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥12; соли жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥5; алканы, содержащие не менее 20 атомов углерода; диалкилфосфиновые кислоты, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥5; амиды жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥5; ангидриды жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥10; жирные алифатические спирты, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥14; жирные алифатические амины, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥17; нитрилы жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты CnH(2n+1) с n≥19, например, пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, бегеновая кислота, тетракозан, эрукамид, стеариновый спирт, цетиловый спирт, полиэтилен, воск, парафин, соли насыщенных жирных карбоновых кислот редкоземельных металлов, в частности лантана, иттрия, иттербия, скандия, или их смесь с температурой плавления, отличающейся от пороговой температуры не более чем на 5°С.
В предпочтительных вариантах исполнения объемное содержание в термочувствительном материале твердой фазы, включающей органическое вещество, составляет не более 90 об.%, наиболее предпочтительно, не более 50 об.%.
Органическое вещество подбирается таким образом, чтобы при достижении пороговой температуры в интервале не более 5°С, предпочтительно не более 2°С, оно плавилось с визуальным переходом непрозрачный-прозрачный в течение не более 5 секунд, предпочтительно не более 2 секунд.
В различных вариантах выполнения органическое вещество твердой фазы термочувствительного материала подбирается таким образом, что пороговая температура может быть выбрана из диапазона от 50°С до 210°С, в частных случаях, порог температуры выбран из группы: 50°С, 55°С, 60°С, 70°С, 80°С, 90°С, 100°С, 110°С, 120°С, 130°С, 140°С, 150°С.
Для изготовления термочувствительного материала твердую фазу, включающую органическое вещество, измельчают на шаровой мельнице до размера 2-3 мкм, последовательно добавляют жидкую фазу, представленную водой или органическим растворителем с температурой кипения менее 180°С, и размешивают полученную суспензию, при этом преимущественно, в этот период обеспечивается периодическое диспергирование смеси с доступом воздуха до получения постоянной плотности смеси. Жидкая фаза, предпочтительно, представляет собой воду или органический растворитель, растворимость в которой твердой фазы термочувствительного материала не превышает 10 г/кг.
В предпочтительных вариантах изобретения жидкую фазу добавляют в количестве от 50 об.% до 90 об.%.
Разница плотностей жидкой фазы и твердой фазы предпочтительно составляет менее 0,2 г/см3. С этой целью жидкая фаза может быть выбрана из группы: изопропанол, вода, метанол, 1-пропанол, изобутанол, монометиловый эфир этиленгликоля, 1-бутанол, ацетонитрил, уксусная кислота, гексан, гептан, 1,1,1-трифторэтанол, 1,1,1,3,3,3-гексафторизопропанол, диметилформамид, этанол, бутилацетат, вода, ацетон, толуол или их смеси, но не ограничиваются ими.
При таком методе получения, полученный термочувствительный материал 2 предпочтительно представлен двумя непрерывными фазами: твердой 7 и газовой 8. При этом, твердая фаза 7 представлена частицами, преимущественно ориентированными параллельно поверхности основы 1.
При этом, полученный термочувствительный материал 2 в исходном состоянии является непрозрачным по крайней мере для части видимого света и в исходном состоянии включает твердую фазу 7 и пустоты 8, заполненные газовой фазой, объемная доля которых в исходном состоянии составляет не менее 10 об.%, а при нагревании выше соответствующего порогового значения температуры происходит необратимое изменение микроструктуры термочувствительного материала 2, сопровождающегося сплавлением частиц твердого органического вещества, уменьшением доли пустот, предпочтительно в 2 или более раза (фиг.8), и увеличением его прозрачности с проявлением цвета основы, а при последующем охлаждении до 20°С и выдержке при этой температуре в течение по меньшей мере одного месяца, преимущественно одного года и более, прозрачность термочувствительного материала не возвращается до исходных значений.
В зависимости от природы твердой фазы 7 и органического вещества, входящего в ее состав, вид получающихся частиц твердой фазы 7 может представлять собой зерна, кристаллы, волокна, чешуйки или конгломераты указанных частиц.
В частных случаях термочувствительный материал 2 дополнительно содержит прозрачное по крайней мере для части видимого света полимерное связующее 10, температура фазового перехода которого выше температуры фазового перехода органического вещества твердой фазы 7. В этом случае измельченную твердую фазу суспендируют в растворе прозрачного по крайней мере для части видимого света связующего в жидкой фазе. В предпочтительных вариантах полезной модели связующее присутствует в получаемом термочувствительным материале в количестве 1-30 масс. %, для обеспечения эффекта глазирования частиц твердого органического вещества.
В частных случаях, прозрачное полимерное связующее выбрано из фенолформальдегидной смолы, бутилметакриловой смолы, меламинформальдегидной смолы, поливинилбутираля, полибутилметакрилата, полиизобутилметакрилата, поли бутилакрилата, феноксисмолы, полистирольно-акриловой эмульсии, полиолефина, полистирола, полиакрилата, полиэфирсульфона, полиэтилена, полипропилена, полистирола, поливинилиденфторида, политетрафторэтилена, полиэфирсульфона, полиизопрена, полипропилена, полибутадиена, полиизобутилена, поливинилацетата, полиметакрилата, этилцеллюлозы, поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, поликарбоната, поликапролактона, полиэтилентерефталатной смолы, полибутилентерефталатной смолы, полиамидной смолы, поливинилиденфторида, полиэфира, полиэфирных смол, гидроксиэтилцеллюлозы, метилцеллюлозы, этилцеллюлозы, нитроцеллюлозы, карбоксиметилцеллюлозы, желатина, агар-агара, казеина, гуммиарабика, поливинилового спирта, полиэтиленоксида или их смесей.
На лицевую поверхность диэлектрической части 1' кабельного наконечника, в некоторых случаях, наносили надпись 4 с информацией о пороговой температуре. В частных случаях, помимо пороговой температуры наносилась также информация о дате окончания срока эксплуатации. В одном из вариантов исполнения на поверхность кабельного наконечника, в том числе, на диэлектрическую часть может быть нанесен рисунок, предназначенный для маркировки фаз или узлов электротехнического оборудования, содержащий графическую, численную или текстовую информацию.
В общем виде процесс нанесения термочувствительного материала 2 включает в себя этапы нанесения на отдельные участки непрозрачной основы 1 диэлектрической части 1' одного или более слоя суспензии частиц твердой фазы в жидкой фазе, удаления жидкой фазы из нанесенных слоев суспензии, а также покрытия лицевой поверхности заготовки прозрачным защитным слоем 5.
Для получения микроструктуры нанесенного термочувствительного материала 2, включающей твердую фазу 7 и пустоты 8, заполненные газовой фазой, объемная доля которых в исходном состоянии составляет не менее 10%, и обеспечивающей необратимое изменение внешнего вида при достижении пороговой температуры, которое сопровождается оплавлением частиц твердой фазы, уменьшением доли пустот и увеличением его прозрачности с проявлением цвета основы 1 диэлектрической части 1', можно использовать, в частности, следующие приемы на ранее раскрытых этапах способа:
- по меньшей мере один из вышеуказанных этапов способа (нанесение суспензии частиц твердого органического вещества в жидкой фазе, удаление жидкой фазы из нанесенных слоев суспензии, покрытие лицевой поверхности заготовки прозрачным защитным слоем) проводится при давлении ниже атмосферного.
- проводится не менее 3 циклов нанесения слоев суспензии частиц твердой фазы в жидкой фазе и удаления жидкой фазы из нанесенных слоев этой суспензии, при этом нанесение суспензии частиц твердой фазы в жидкой фазе производят методом, выбираемым из группы: трафаретная печать, флексографская печать, тампонная печать, шелкография, с получением микроструктуры термочувствительного материала, частицы твердой фазы в котором ориентированы преимущественно параллельно плоскости поверхности основы.
Удаление жидкой фазы из нанесенных слоев суспензии частиц твердой фазы в жидкой фазе или из каждого слоя в отдельности может проводиться как при давлении ниже атмосферного, так и при атмосферном давлении, в зависимости от выбранного способа изготовления устройства.
Давление ниже атмосферного, в частных случаях получения устройства, может быть использовано как сразу после нанесения каждого отдельного слоя суспензии твердого органического вещества в жидкой фазе, так и на этапе сушки (т.е. удаления жидкой фазы) необходимого количества нанесенных слоев суспензии твердого органического вещества в жидкой фазе. В этом случае происходит спонтанное высвобождение жидкой фазы из объема материала (последовательно из каждого слоя или из всего объема материала) с образованием большего числа неструктурированных пустот.
Послойное нанесение суспензии твердой фазы в жидкой фазе также может обеспечить получение заявленного устройства. В этом случае после нанесения термочувствительного материала, устройство сушат, выбирая режим удаления жидкой фазы из нанесенных слоев суспензии, предпочтительно, при температуре (20±2)°С в течение 10 минут в атмосфере воздуха, затем процедуру послойного нанесения повторяют до получения необходимой толщины покрытия. Формирование микроструктуры, включающей частицы твердой фазы и большой доли пустот, заполненных газовой фазой, происходит слой за слоем. Желаемой микроструктуры также удается достичь за счет применения разбавленной суспензии частиц твердой фазы в жидкой фазе (разбавление более 50%), поскольку в большом объеме будет проходить ориентация чешуек нужным образом и их оседание в упорядоченном виде (принцип "закрытых жалюзи", при соблюдении которого будет достаточно тонкого слоя чешуек для перекрытия цвета основы), в отличие от использования более концентрированных суспензий. Другим фактором, влияющим на скорость и характер осаждения частиц твердой фазы, является относительная разница плотностей растворителя и частиц твердой фазы. При наличии большой разницы плотностей (более 0,2 г/см3) частицы твердой фазы будут оседать из суспензии слишком быстро по принципу открытых жалюзи, не обеспечивая достаточной укрывистости. При сравнимых плотностях или при разнице плотностей менее 0,2 г/см3 будет наблюдаться медленное оседание частиц твердой фазы с образованием необходимой упорядоченной микроструктуры материала и соблюдением принципа закрытых жалюзи.
Таким образом, соблюдение принципа закрытых жалюзи при формировании микроструктуры термочувствительного материала позволяет получать материал, микроструктура которого в исходном состоянии имеет преимущественную ориентацию частиц твердой фазы параллельно поверхности полимерной диэлектрической части основы и защитного покрытия.
При нанесении суспензии частиц твердой фазы в жидкой фазе, область лицевой поверхности основы 1 диэлектрической части 1' устройства, на которую не должен попасть термочувствительный материал 2, заклеивают полиэтиленовой пленкой. На незакрытую область основы 1 диэлектрической части 1' равномерно наносят слой суспензии частиц твердой фазы в жидкой фазе одним из описанных выше приемов или другими методами, обеспечивающими формирование описываемой микроструктуры.
В преимущественных вариантах исполнения толщина слоя термочувствительного материала составляет не более 800 мкм, предпочтительно не более 450 мкм, наиболее предпочтительно не более 150 мкм. Использование указанной толщины слоя термочувствительного материала способствует его срабатыванию со скоростью менее 5 секунд, преимущественно менее 2 секунд, при нагреве выше пороговой температуры. Это обусловлено тем, что такая толщина слоя материала в совокупности с толщиной основы диэлектрической части позволяет прогревать термочувствительный материал при возникновении кратковременных перегревов в период пиковой нагрузки и полностью переводить его в расплав с цветовым переходом «непрозрачный-прозрачный» в течение менее 5 секунд, а также обеспечивает необходимую теплоотдачу при воздушном охлаждении работающих устройств.
Площадь поверхности основы 1 диэлектрической части 1' кабельного наконечника, покрытой термочувствительным материалом 2, предпочтительно составляет от 3 до 97% площади лицевой поверхности основы 1 диэлектрической части 1', предпочтительно, не менее 30% площади лицевой поверхности основы 1 диэлектрической части 1', что позволяет выявлять сработавшие устройства с дальнего расстояния, а также позволяет выявлять точечные нагревы 9 большой поверхности установок.
Следует отметить, что заявленная полезная модель не ограничивается использованием только одного термочувствительного материала, и при необходимости кабельный наконечник, выполненный с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, может быть дополнен различными термочувствительными материалами для определения превышения нескольких пороговых температур.
На заключительном этапе приготовления термочувствительный материал может быть покрыт прозрачной по крайней мере для части видимого света эластичной защитной пленкой 5, которая защищает материал и само устройство от внешних воздействий окружающей среды, влажности, УФ-облучения и механических повреждений, увеличивает срок службы устройства и не дает термочувствительному материалу стекать во время фазового перехода. Таким образом, устройство выполнено с возможностью регистрации превышения пороговой температуры токопроводящих элементов на открытом воздухе.
В некоторых вариантах полезной модели между защитной пленкой 5 и диэлектрической частью 1' может быть выполнен зазор или в прозрачной защитной пленке 5 могут быть выполнены микроотверстия, позволяющие газовой фазе после превышения регистрируемой температуры выходить за пределы устройства. Предпочтительно, прозрачная защитная пленка 5 выбирается из прозрачных эластичных полимеров.
В предпочтительных вариантах, термочувствительный материал 2 выполнен с возможностью регистрации локальных перегревов поверхности за счет изменения цвета только той части термочувствительного материала 9, которая нагревалась выше пороговой температуры и сохранения исходного цвета термочувствительного материала, который не был нагрет выше пороговой температуры, при неравномерном нагревании.
Принцип работы устройства.
Кабельный наконечник, выполненный с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, который включает металлическую токопроводящую часть 6, выполненную с возможностью крепления на неизолированном конце провода 11 методом обжатия; диэлектрическую часть 1' со сквозным отверстием, на лицевую поверхность основы 1 которой нанесен термочувствительный материал 2, необратимо изменяющий прозрачность при нагреве выше пороговой температуры, таким образом, чтобы минимальное расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части Δl не превышало 10 мм. Указанный наконечник устанавливают на поверхность электрического провода 12, с обеспечением плотного прилегания устройства за счет обжатия токопроводящей металлической части 6 и свойств материала основы 1 диэлектрической части 1', предпочтительно без дополнительных крепежных элементов, и фиксируется в клеммы электротехнических устройств, на разборные контактные соединения проводников с гнездовыми соединениями, на пружинные контактные соединения и другие элементы электрооборудования. Такое крепление кабельного наконечника обеспечивает повышение безопасности эксплуатации электрооборудования за счет обеспечения надежного контактного соединения элементов, с возможностью необратимой регистрации факта превышения заданной пороговой температуры и, как следствие, своевременного выявления дефектов контактного соединения.
Вне зависимости от варианта исполнения кабельного наконечника, выполненного с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, а также типа контролируемого элемента и крепления к нему, принцип работы устройства существенно не изменяется.
Кабельный наконечник, выполненный с возможностью регистрации превышения пороговой температуры, с нанесенным термочувствительным материалом 2 работает следующим образом. Нанесенный термочувствительный материал 2 в исходном состоянии и до момента нагрева до пороговой температуры является непрозрачным по крайней мере для части видимого света и, в преимущественных вариантах полезной модели, имеет белый цвет. До момента нагрева всей поверхности кабельного наконечника или отдельных его участков, расположенных под термочувствительным материалом 2, до порогового значения температуры термочувствительный материал 2 остается непрозрачным по крайней мере для части видимого света, тем самым сохраняется первоначальный вид кабельного наконечника. При нагреве поверхности выше пороговой температуры термочувствительного материала 2 на всей поверхности термочувствительного материала 2 или преимущественно на нагретом участке 9 термочувствительного материала 2, соответственно, происходит необратимое разрушение микроструктуры термочувствительного материала 2, сопровождающегося сплавлением частиц твердой фазы 7, уменьшением доли пустот 8 и, как следствие, увеличением прозрачности. При этом происходит увеличение кажущейся плотности материала. Термочувствительный материал 2 с измененной микроструктурой является прозрачным и проявляет цвет основы 1 диэлектрической части 1' под данным материалом или цвет краски 3, нанесенной на нее в зоне термочувствительного материала. При последующем охлаждении контролируемой поверхности термочувствительный материал 2 или его часть 9 остается прозрачным и внешний вид кабельного наконечника не возвращается в первоначальное состояние. Тем самым обеспечивается возможность визуальной регистрации превышения температуры выше порогового значения температуры, как в момент перегрева, так и по истечению длительного времени.
При точечном нагреве контролируемой поверхности прозрачная зона 9 образуется только в той области термочувствительного материала 2, которая была подвержена нагреву выше пороговой температуры, при сохранении непрозрачной области данного материала в его остальной зоне, которая не подвергалась нагреву.
На лицевую сторону диэлектрической части 1' может быть нанесено численное значение пороговой температуры 4, в частных случаях значение пороговой температуры может быть нанесено в зоне, свободной от термочувствительного материала 2, но рядом с ним (фиг.6), или на основу 1 диэлектрической части 1' под термочувствительным материалом 2 (фиг.5), в последнем случае, при превышении температуры выше порогового значения, после необратимого изменения микроструктуры термочувствительного материала 2, проявляется цвет основы 1 диэлектрической части 1' и численное значение пороговой температуры 4. В частных вариантах реализации диэлектрическая часть может быть черной, а термочувствительный материал в исходном непрозрачном состоянии может иметь белый цвет. При этом после превышения температуры выше порогового значения наблюдается изменение внешнего вида термоиндикатора с максимальной контрастностью "белый-черный", что дополнительно обеспечивает заметность сработавшего термоиндикатора и облегчает его визуальное выявление. Аналогичному назначению служит реализация кабельного наконечника, при которой основа диэлектрической части имеет цвет, отличный от черного, а в зоне под термочувствительным материалом 2, имеющим белый цвет в исходном состоянии, нанесена краска черного цвета 3. В этом случае также при срабатывании термочувствительного материала наблюдается цветовой переход "белый-черный".
В случае кабельного наконечника, герметично покрытого эластичным прозрачным защитным слоем 5 при атмосферном давлении, в момент срабатывания в результате разрушения микроструктуры термочувствительного материала 2 и расслаивания газовой и негазовой сред на поверхности защитного слоя 5 будет образовываться пузырь, который уменьшается при охлаждении устройства. При использовании термоиндикатора с герметичным защитным слоем 5 и давлением внутри пустот 8 термочувствительного материала 2 ниже атмосферного не будет наблюдаться образование пузыря на поверхности защитного слоя 5 при превышении пороговой температуры, благодаря тому, что давление газовой фазы внутри пустот 8, создаваемое на этапе получения заготовки термоиндикатор а при нанесении защитного слоя 5, в исходном состоянии ниже атмосферного и компенсирует тепловое расширение газа, высвобождающегося при разрушении микроструктуры термочувствительного материала 2. В других вариантах осуществления кабельного наконечника для недопущения возникновения пузыря при превышении пороговой температуры между прозрачным защитным слоем и основой может быть выполнен зазор или в защитном слое могут быть выполнены микроотверстия, обеспечивающие возможность выхода выделяющегося при срабатывании газа.
Варианты исполнения кабельного наконечника, в которых в состав термочувствительного материала 2 входят частицы твердой фазы 7, пустоты 8 и связующее 10, имеют схожий принцип работы. При превышении температуры выше порогового значения происходит сплавление частиц 7, "глазированных" связующим 10, с высвобождением газовой фазы и разделением газовой и негазовой сред, в результате чего также происходит необратимое разрушение микроструктуры термочувствительного материала 2, сопровождающееся уменьшением доли пустот 8 и, как следствие, увеличением прозрачности материала.
Таким образом, все варианты исполнения кабельного наконечника имеют принцип работы, основанный на необратимом разрушении микроструктуры термочувствительного материала 2, сопровождающейся сплавлением частиц твердой фазы 7, уменьшением доли пустот 8 и, как следствие, увеличением прозрачности материала и необратимым изменением внешнего вида термоиндикатора. Причем при охлаждении кабельного наконечника и термочувствительного материала внешний вид не возвращается до исходного состояния, преимущественно снижение прозрачности термочувствительного материала до исходных значений не происходит при охлаждении до 20°С и выдержке при этой температуре в течение по меньшей мере одного месяца, преимущественно одного года и более.
Тем самым, при визуальном осмотре кабельного наконечника может достоверно и с высокой точностью (в диапазоне +/-10°С, предпочтительно +/-5°С, наиболее предпочтительно +/-2°С, относительно указанной на кабельном наконечнике пороговой температуры) и скоростью (не более 5 секунд, преимущественно не более 2 секунд) регистрироваться факт превышения температуры всей поверхности или ее локального участка выше порогового значения, что помогает выявлению дефектов контактного соединения.
Ниже представлены предпочтительные варианты осуществления заявленной полезной модели, которые являются иллюстрирующими и никак не ограничивают объем испрашиваемой правовой охраны.
Пример 1. Общая технология изготовления устройства
Приготовление термочувствительного материала: 100 г вещества с температурой плавления, соответствующей пороговой температуре регистрации в интервале 5°С, измельчили до размера 2-3 микрон, последовательно добавили 300 г воды, метанола, этанола, изопропанола, этиленгликоля, монометилового эфира этиленгликоля, ацетонитрила или их смесей или 3-33% раствора связующего в воде, метаноле, этаноле, изопропаноле, этиленгликоле, монометиловом эфире этиленгликоля, ацетонитриле или их смесях и размешали до однородной массы. Суспензию сразу использовали для нанесения состава.
Металлический токопроводящий элемент кабельного наконечника предпочтительно выполняли из меди, алюминия или их комбинаций в виде трубки, внутри которой выполнено сквозное или запаянное с одного конца отверстие. Основа диэлектрической части предпочтительно выполняли из полимерных материалов, преимущественно галогенсодержащих полимеров, а также керамических или композитных материалов, обладающих устойчивостью к возгоранию, электрической прочностью не менее 3 кВ/мм и коэффициентом теплопроводности не ниже 0,1 Вт/(м*К). Основу диэлектрической части выполняли в виде полой трубку толщиной предпочтительно не более 2 мм со сквозным отверстием длиной предпочтительно 3-25 мм и диаметром преимущественно 1-25 мм для закрепления на проводах, предпочтительно диаметром от 1 до 10 мм, без дополнительных элементов крепления. При этом диаметр сквозного отверстия может быть как постоянным, так и переменным. В некоторых случаях отношение диаметра сквозного отверстия основы диэлектрической части к диаметру сквозного отверстия металлической токопроводящей части составляет от 1,1 до 2. При этом, отношение длины металлической токопроводящей части к длине диэлектрической части, в частных случаях, составляет от 0,5 до 1,5.
Токопроводящая часть крепится к диэлектрической части с образованием единой конструкции на предприятии-изготовителе. В случае выполнения основы из полимерных материалов, диэлектрическая часть также является эластичной и/или имеет продольный разрез.
Если это необходимо, то на основу диэлектрической части с помощью сольвентных красителей наносят информационные элементы, например, содержащие значение пороговой температуры срабатывания в градусах Цельсия.
Область диэлектрической части, на которую не должен попасть термочувствительный материал, заклеили полиэтиленовой пленкой. На свободную от пленки область методом шелкографии нанесли термочувствительный материал в 5-7 слоев. При этом расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части не превышает параметр Δl, рассчитанный по формуле (3) с учетом коэффициента теплопроводности используемых материалов основы диэлектрической части и пороговой температуры выбранного термочувствительного материала. Между нанесениями состав сушили в вакуумной камере либо в термостате при температуре, не выше температуры срабатывания состава. После полного высыхания термочувствительного материала пленку убирали. В исходном состоянии термочувствительный материал имеет белый цвет.
Пример 2.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали н-докозиламин с температурой фазового перехода 65°С, в качестве растворителя использовали метанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 15 мм и длиной 25 мм из ПВХ Oramask 831 черного цвета, обладающей толщиной 2 мм, по способу, описанному в примере 1. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 5 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 10 мм, длину 15 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 7, между нанесениями состав сушили в вакуумной камере при 100 мм рт ст и 20°С в течение одного часа. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,6 мм, а его площадь составила 30% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства.
Пример 3.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали докозаннитрил с температурой фазового перехода 55°С, в качестве связующего использовали поливинилбутираль, а в качестве растворителя - смесь метанола с метиловым эфиром этиленгликоля (50/50 об.%). Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 1 мм и длиной 3 мм, выполненную из фторопласта М-40 красного цвета и обладающей толщиной 0,2 мм, по способу, описанному в примере 1. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 1 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 1 мм, длину 3 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 7, между нанесениями состав сушили в термостате при температуре 40°С в течение трех часов. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,8 мм, а его площадь составила 97% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,15 мм.
Пример 4.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали 1-тетрадеканол с температурой фазового перехода 40°С, в качестве связующего использовали меламиноформальдегидную смолу, а в качестве растворителя -смесь метанола с изобутанолом (90/10 об.%). Суспензию наносили методом шелкографии на основу с переменным внутренним диаметром сквозного отверстия от 5 до 10 мм и длиной 25 мм, выполненную из сополимера винилхлорида и винилацетата красного цвета, обладающей толщиной 0,2 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне термочувствительного материала до его нанесения наносили численное значение пороговой температуры, а также черную краску. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 7 мм. Токопроводящая часть выполнена из алюминия, имеет диаметр 5 мм, длину 25 мм и закрытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в течение 24 часов при комнатной температуре. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,2 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из полиуретана, модифицированного 15% трихлоризопропилфосфата, толщиной 0,15 мм.
Пример 5.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали эрукамид с температурой фазового перехода 80°С, в качестве связующего использовали поливинилбутираль, а в качестве растворителя этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 10 мм и длиной 25 мм, выполненную из сополимера винилхлорида и винилиденхлорида зеленого цвета со светоотражающими свойствами, обладающей толщиной 0,35 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне термочувствительного материала до его нанесения наносили численное значение пороговой температуры, а также черную краску, а в зоне, свободной от термочувствительного материала нанесена информация о сроке эксплуатации. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 10 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 5 мм, длину 30 мм и закрытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в вакуумной камере при 100 мм.рт.ст и 20°С в течение одного часа. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,4 мм, а его площадь составила 3% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства.
Пример 6.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали ангидрид пальмитиновой кислоты с температурой фазового перехода 60°С, в качестве связующего использовали полибутилметакрилат, а в качестве растворителя -этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 2 мм и длиной 10 мм, выполненную из поливинилиденфторида, окрашенную краской оранжевого цвета с люминесцентными свойствами, обладающей толщиной 0,15 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне термочувствительного материала до его нанесения наносили черную краску, а в зоне, свободной от термочувствительного материала наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 5 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 1 мм, длину 5 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в термостате при температуре 70°С в течение трех часов. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,2 мм, а его площадь составила 30% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,05 мм.
Пример 7.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали н-гексадецил-н-пентилгидрогенфосфат с температурой фазового перехода 40°С, в качестве связующего использовали желатин, а в качестве растворителя изопропанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 5 мм и длиной 20 мм, выполненную из полиэфира, модифицированного 6,5% гексабромциклододекана, желтого цвета, обладающей толщиной 0,3 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне термочувствительного материала до его нанесения наносили численное значение пороговой температуры, а также черную краску. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 10 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 5 мм, длину 20 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 6, между нанесениями состав сушили в течение 24 часов при комнатной температуре. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,5 мм, а его площадь составила 30% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,05 мм.
Пример 8.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали капронат иттрия с температурой фазового перехода 55°С, в качестве связующего использовали феноксисмолу, а в качестве растворителя - этиленгликоль. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 15 мм и длиной 30 мм, выполненную из ПВХ Oramask 831 черного цвета, обладающей толщиной 5 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 9 мм. Токопроводящая часть выполнена из дюралюминия, имеет диаметр 10 мм, длину 10 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 6, между нанесениями состав сушили в вакуумной камере при 100 мм.рт.ст и 20°С в течение одного часа. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,5 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства.
Пример 9.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали стеарат лития с температурой фазового перехода 210°С, в качестве связующего использовали полиэтилен, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 5 мм и длиной 25 мм, выполненную из ПВХ Oramask 831 черного цвета, обладающей толщиной 0,5 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 2 мм. Токопроводящая часть выполнена из стали, имеет диаметр 2 мм, длину 10 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в термостате при температуре 60°С в течение трех часов. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,35 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,15 мм.
Пример 10.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали капронат цинка с температурой фазового перехода 150°С, в качестве связующего использовали поликарбонат, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 5 мм и длиной 25 мм, выполненную из текстолита коричневого цвета, обладающей толщиной в области термочувствительного материала 0,45 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 4 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 5 мм, длину 15 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в течение 24 часов при комнатной температуре. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,4 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,02 мм.
Пример 11.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали пальмитат цинка с температурой фазового перехода 140°С, в качестве связующего использовали нитроцеллюлозу, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 5 мм и длиной 25 мм, выполненную из ПВХ Oramask 831 черного цвета, обладающей толщиной 0,4 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 3 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 3 мм, длину 10 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 6, между нанесениями состав сушили в вакуумной камере при 100 мм.рт.ст и 20°С в течение одного часа. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,45 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,03 мм.
Пример 12.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали нонадеканоат цинка с температурой фазового перехода 130°С, в качестве связующего использовали поливинилиденфторид, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 5 мм и длиной 30 мм, выполненную из фарфора белого цвета, обладающей толщиной 0,5 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры, а зону под термочувствительным материалом покрывали черной краской. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 5 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 2 мм, длину 20 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в термостате при температуре 60°С в течение трех часов. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,3 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,15 мм.
Пример 13.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали капронат лантана с температурой фазового перехода 120°С, в качестве связующего использовали полибутилакрилат, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 1 мм и длиной 3 мм, выполненную из ПВХ Oramask 831 черного цвета, обладающей толщиной 0,8 мм и имеющей продольный разрез, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 0,5 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 1 мм, длину 3 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в течение 24 часов при комнатной температуре. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,4 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,1 мм.
Пример 14.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали нонадецинат лантана с температурой фазового перехода 110°С, в качестве связующего использовали полиэфирсульфон, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 5 мм и длиной 25 мм, выполненную из ПВХ Oramask 831 черного цвета, обладающей толщиной 1,0 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 5 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 2 мм, длину 15 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в вакуумной камере при 100 мм.рт.ст и 20°С в течение одного часа. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,25 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,15 мм.
Пример 15.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали пальмитат лантана с температурой фазового перехода 100°С, в качестве связующего использовали этилцеллюлозу, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 10 мм и длиной 25 мм, выполненную из ПВХ Oramask 831 черного цвета, обладающей толщиной 0,75 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 6 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 8 мм, длину 25 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в вакуумной камере при 100 мм.рт.ст и 20°С в течение одного часа. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,3 мм, а его площадь составила 50% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,15 мм.
Пример 16.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали бегенат иттрия с температурой фазового перехода 90°С, в качестве связующего использовали полиметакрилат, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 20 мм и длиной 20 мм, выполненную из ПВХ Oramask 831 черного цвета, обладающей толщиной 0,85 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 7 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 15 мм, длину 20 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 6, между нанесениями состав сушили в термостате при температуре 40°С в течение трех часов. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,55 мм, а его площадь составила 50% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,02 мм.
Пример 17.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали диоктилфосфиновую кислоту с температурой фазового перехода 80°С, в качестве связующего использовали поликарбонат, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 5 мм и длиной 20 мм, выполненную из ПВХ Oramask 831 черного цвета, обладающей толщиной 0,65 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 9 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 3 мм, длину 15 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 7, между нанесениями состав сушили в течение 24 часов при комнатной температуре. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,75 мм, а его площадь составила 50% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,03 мм.
Пример 17.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали эйкозановую кислоту с температурой фазового перехода 70°С, в качестве связующего использовали полибутилакрилат, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 5 мм и длиной 20 мм, выполненную из ПВХ Oramask 831 черного цвета, обладающей толщиной 0,1 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 3 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 5 мм, длину 20 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в вакуумной камере при 100 мм.рт.ст и 20°С в течение одного часа. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,15 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,05 мм.
Пример 18.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали каприлат иттербия с температурой фазового перехода 60°С, в качестве связующего использовали полибутилметакрилат, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 1 мм и длиной 3 мм, выполненную из ПВХ Oramask 831 черного цвета с углублением в области термочувствительного материала, обладающей толщиной 1,5 мм и толщиной в углублении 1,0 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 0,5 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 1 мм, длину 5 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 5, между нанесениями состав сушили в течение 24 часов при комнатной температуре. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,25 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,15 мм.
Пример 19.
В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали тетракозан с температурой фазового перехода 50°С, в качестве связующего использовали поливинилбутираль, а в качестве растворителя - этанол. Суспензию наносили методом шелкографии на основу с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 5 мм и длиной 20 мм, выполненную из ПВХ OraJet 3106SG черного цвета с углублением в области термочувствительного материала, обладающей толщиной 0,55 мм и толщиной в углублении 0,25 мм, по способу, описанному в примере 1, причем в зоне, свободной от термочувствительного материала, наносили численное значение пороговой температуры. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 2 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 5 мм, длину 10 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 7, между нанесениями состав сушили в вакуумной камере при 100 мм.рт.ст и 20°С в течение одного часа. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,75 мм, а его площадь составила 90% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,05 мм.
Пример 20.
Область основы с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 10 мм и длиной 20 мм, выполненной из ПВХ OraJet 3951 черного цвета, на которую будет нанесен термочувствительный материал, заклеили защитной полиэтиленовой пленкой, свободную область покрыли пигментированной желтой термокраской Tempilaq с температурой обратимого изменения цвета 113°С. После высыхания краски защитную полиэтиленовую пленку сняли и с помощью сольвентных красителей на поверхность основы, содержащей термокраску, нанесли численное значение пороговой температуры. Толщина основы, содержащей термокраску, составила 0,45 мм. Затем защитную полиэтиленовую пленку наклеили на область, на которую не должен попасть термочувствительный материал, нанесли термосостав методом шелкографии в 7 слоев. После полного высыхания слоя, защитную пленку сняли. В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали капронат цинка с температурой фазового перехода 150°С, в качестве связующего использовали бутилметакриловую смолу, а в качестве растворителя - этанол. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 3 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 5 мм, длину 20 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 6, между нанесениями состав сушили в термостате при температуре 40°С в течение трех часов. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,6 мм, а его площадь составила 70% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной эластичной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,05 мм.
Пример 21.
Область основы с постоянным внутренним диаметром сквозного отверстия 10 мм и длиной 25 мм, выполненной из ПВХ Oramask 831 красного цвета, на которую будет нанесен термочувствительный материал, заклеили защитной полиэтиленовой пленкой, свободную область покрыли пигментированной желтой термокраской Hallcrest SC с температурой необратимого изменения цвета 80°С. После высыхания краски защитную полиэтиленовую пленку сняли и с помощью сольвентных красителей на поверхность основы, содержащей термокраску, нанесли численное значение пороговой температуры. Толщина основы, содержащей термокраску, составила 0,55 мм. Затем защитную полиэтиленовую пленку наклеили на область, на которую не должен попасть термочувствительный материал, покрыли эту область сольвентным черным красителем и нанесли термосостав методом шелкографии в 6 слоев. После полного высыхания слоя, защитную пленку сняли. В качестве вещества для приготовления термочувствительного материала по примеру 1 использовали капронат лантана с температурой фазового перехода 120°С, в качестве связующего использовали фенолформальдегидную смолу, а в качестве растворителя - этанол. Расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части составило 10 мм. Токопроводящая часть выполнена из меди, имеет диаметр 8 мм, длину 30 мм и открытое отверстие. Число слоев термочувствительного материала составило 6, между нанесениями состав сушили в вакуумной камере при 100 мм.рт.ст и 20°С в течение одного часа. Толщина слоя термочувствительного материала составила 0,45 мм, а его площадь составила 30% площади лицевой поверхности диэлектрической части основы устройства. Устройство покрывали прозрачной эластичной защитной пленкой, выполненной из ПВХ, толщиной 0,15 мм.
Указанные примеры не ограничивают заявленную полезную модель, однако, наглядно раскрывают частные случаи осуществления заявленной полезной модели, а также подтверждают достижение технического результата, связанного с обеспечением повышения пожарной безопасности и электробезопасности при эксплуатации электрооборудования за счет обеспечения надежного контактного соединения с возможностью необратимой регистрации факта превышения заданной пороговой температуры для своевременного выявления дефектов контактного соединения, путем необратимой регистрации факта превышения элементом электрооборудования заданной пороговой температуры устройством, которое удобно и надежно монтировать на провода и другие элементы электрооборудования.
Полезная модель была раскрыта выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления полезной модели, не меняющие ее сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, полезную модель следует считать не ограниченной по объему приведенными описанием и примерами.
Claims (23)
1. Кабельный наконечник, выполненный с возможностью регистрации факта нагрева выше пороговой температуры, который включает:
- металлическую токопроводящую часть, выполненную с возможностью крепления на жиле(ах) провода методом обжатия;
- диэлектрическую часть, соединенную с токопроводящей частью,
при этом диэлектрическая часть включает основу, выполненную с возможностью фиксации на проводе, имеющую диэлектрическую прочность не менее 3 кВ/мм и коэффициент теплопроводности не ниже 0,1 Вт/(м*К), на лицевую поверхность которой нанесен термочувствительный материал, необратимо изменяющий прозрачность при нагреве выше пороговой температуры, а минимальное расстояние от термочувствительного материала до металлической токопроводящей части не превышает 10 мм.
2. Кабельный наконечник по п.1, в котором диэлектрическая часть включает полимерные материалы, преимущественно галогенсодержащие полимеры, преимущественно содержащие структурное звено -СH2СHCl-, преимущественно поливинилхлорид, наиболее преимущественно литой поливинилхлорид, или керамические материалы, преимущественно фарфор, или композитные материалы, преимущественно текстолит.
3. Кабельный наконечник по п.1, в котором диэлектрическая часть является эластичной и/или имеет продольный разрез.
4. Кабельный наконечник по п.1, в котором площадь лицевой поверхности основы диэлектрической части составляет не менее 3 мм2, предпочтительно не менее 10 мм2.
5. Кабельный наконечник по п.1, в котором отношение внутреннего диаметра основы диэлектрической части к внутреннему диаметру металлической токопроводящей части составляет от 1,1 до 2, а отношение длины металлической токопроводящей части к длине основы диэлектрической части составляет от 0,5 до 1,5.
6. Кабельный наконечник по п.1, в котором основа диэлектрической части имеет сквозное отверстие с внутренним диаметром 1-25 мм и длиной 3-25 мм.
7. Кабельный наконечник по п.1, в котором толщина основы диэлектрической части составляет не более 2 мм.
8. Кабельный наконечник по п.1, отличающийся тем, что термочувствительный материал находится в углублении, выполненном в материале, из которого изготовлена основа диэлектрической части, а толщина основы диэлектрической части в зоне углубления не превышает 1 мм.
9. Кабельный наконечник по п.1, в котором металлическая токопроводящая часть выполнена из алюминия, меди или их сплавов.
10. Кабельный наконечник по п.1, отличающейся тем, что диэлектрическая часть может быть использована для маркировки элементов электрооборудования и (или) содержит цифровую, цветовую или иную маркировку, в том числе указывающую на значение регистрируемой пороговой температуры.
11. Кабельный наконечник по п.1, в котором диэлектрическая часть обладает светоотражающими свойствами или окрашена с использованием вещества, обладающего люминесцентными свойствами.
12. Кабельный наконечник по п.1, в котором диэлектрическая часть по меньшей мере частично окрашена с использованием вещества, выполненного с возможностью обратимо изменять цвет при нагревании.
13. Кабельный наконечник по п.1, в котором термочувствительный материал покрыт прозрачной по крайней мере для части видимого света эластичной защитной пленкой, выполненной предпочтительно из поливинилхлорида, наиболее предпочтительно из литого поливинилхлорида.
14. Кабельный наконечник по п.1, в котором термочувствительный материал в исходном состоянии окрашен в белый цвет, а при увеличении прозрачности термочувствительного материала происходит визуальный цветовой переход белый-черный.
15. Кабельный наконечник по п.1, в котором термочувствительный материал в исходном состоянии имеет микроструктуру, включающую твердую фазу и пустоты, образующие непрерывную газовую фазу, объемная доля которой в термочувствительном материале составляет не менее 10 об.%, и выполнен с возможностью необратимо изменять свой внешний вид при достижении пороговой температуры за счет разрушения микроструктуры термочувствительного материала, сопровождающегося сплавлением частиц твердой фазы, уменьшением объемной доли пустот и увеличением его прозрачности с проявлением цвета диэлектрической части.
16. Кабельный наконечник по п.15, в котором твердая фаза термочувствительного материала включает органическое вещество, содержащее структурный фрагмент СnH(2n+1), где n ≥ 5 и преимущественно выбранное из группы: жирные алифатические кислоты, содержащие структурные фрагменты СnH(2n+1) с n ≥ 12; соли жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты СnH(2n+1) с n ≥ 5; алканы, содержащие не менее 20 атомов углерода; диалкилфосфиновые кислоты, содержащие структурные фрагменты СnH(2n+1) с n ≥ 5; амиды жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты СnH(2n+1) с n ≥ 5; ангидриды жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты СnH(2n+1) с n ≥ 10; жирные алифатические спирты, содержащие структурные фрагменты СnH(2n+1) с n ≥ 14; жирные алифатические амины, содержащие структурные фрагменты СnH(2n+1) с n ≥ 17; нитрилы жирных алифатических кислот, содержащие структурные фрагменты СnH(2n+1) с n ≥ 19, предпочтительно, выбрано из группы: пальмитиновая кислота, стеариновая кислота, бегеновая кислота, тетракозан, эрукамид, стеариновый спирт, цетиловый спирт, полиэтилен, воск, парафин, соли насыщенных жирных карбоновых кислот редкоземельных металлов, в частности лантана, иттрия, иттербия, скандия.
17. Кабельный наконечник по п.15, в котором объемное содержание твердой фазы в термочувствительном материале составляет не более 90 об.%.
18. Кабельный наконечник по п.1, в котором термочувствительный материал содержит прозрачное по крайней мере для части видимого света полимерное связующее в количестве 1-30 об.%.
19. Кабельный наконечник по п.1, в котором термочувствительный материал выполнен с возможностью изменения прозрачности при нагреве до температуры, превышающей пороговую предпочтительно в интервале, не превышающем 5°С, предпочтительно не превышающем 2°С относительно пороговой температуры, и в течение не более 5 секунд, предпочтительно не более 2 секунд.
20. Кабельный наконечник по п.1, отличающийся тем, что при неравномерном нагревании происходит изменение прозрачности только той области термочувствительного материала, которая была нагрета выше пороговой температуры.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU224982U1 true RU224982U1 (ru) | 2024-04-11 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009198201A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Systec:Kk | 感温変色体付設具 |
| JP2010066078A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Systec:Kk | 感温変色体付設具 |
| KR102022029B1 (ko) * | 2018-11-07 | 2019-09-17 | 최동선 | 비가역성을 가진 색상가변형 배선용 압착단자의 절연캡 및 이 절연캡의 제조방법 |
| CN111366266A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-03 | 广东电网有限责任公司 | 一种电缆终端头变色示温装置 |
| RU209892U1 (ru) * | 2021-08-17 | 2022-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Кабельный Завод "ЭКСПЕРТ-КАБЕЛЬ" | Кабельное изделие, изменяющее цвет в зависимости от температуры |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009198201A (ja) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Systec:Kk | 感温変色体付設具 |
| JP2010066078A (ja) * | 2008-09-09 | 2010-03-25 | Systec:Kk | 感温変色体付設具 |
| KR102022029B1 (ko) * | 2018-11-07 | 2019-09-17 | 최동선 | 비가역성을 가진 색상가변형 배선용 압착단자의 절연캡 및 이 절연캡의 제조방법 |
| CN111366266A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-07-03 | 广东电网有限责任公司 | 一种电缆终端头变色示温装置 |
| RU209892U1 (ru) * | 2021-08-17 | 2022-03-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Кабельный Завод "ЭКСПЕРТ-КАБЕЛЬ" | Кабельное изделие, изменяющее цвет в зависимости от температуры |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU213269U1 (ru) | Устройство маркировки элементов электрооборудования для регистрации максимальной температуры перегрева поверхности оборудования | |
| PL206744B1 (pl) | Ogranicznik przepięć | |
| KR100721637B1 (ko) | 감온변색성 전선 케이블 피복용 조성물 및 이를 이용한감온변색성 전선 케이블 | |
| EP2404351A1 (en) | Overhead power connector integrity assessment by application of thermal history detectors | |
| RU224982U1 (ru) | Кабельный наконечник с термоиндикаторными свойствами | |
| RU224780U1 (ru) | Кабельный наконечник с возможностью необратимой регистрации нагрева выше нескольких пороговых температур | |
| CN105331199A (zh) | 一种电力产品可视测温、绝缘方法 | |
| US20080210453A1 (en) | Water-Soluble Polymer Coating for Use on Electrical Wiring | |
| CN108535570B (zh) | 一种电缆负载测量装置及测量方法 | |
| DE19936218B4 (de) | Temperaturempfindlicher Sensor zur Positionierung in den Statorwicklungen eines Elektromotors | |
| RU223356U1 (ru) | Термоиндикаторная клипса для регистрации кратковременных перегревов | |
| RU223350U1 (ru) | Галогенсодержащая термоиндикаторная клипса | |
| RU209892U1 (ru) | Кабельное изделие, изменяющее цвет в зависимости от температуры | |
| RU223351U1 (ru) | Термоиндикаторная клипса на несколько пороговых температур | |
| JP5298799B2 (ja) | 電力ケーブルの課通電試験方法 | |
| DE202015005175U1 (de) | Elektrisches Kabel mit thermochromen Substanzen enthaltender Isolierschicht | |
| RU219296U1 (ru) | Устройство для регистрации превышения пороговой температуры | |
| CN103854796B (zh) | 一种可恢复式线型防湿感温电缆 | |
| RU220377U1 (ru) | Необратимый термоиндикатор | |
| RU213149U1 (ru) | Устройство маркировки электрооборудования для регистрации перегрева узлов электрооборудования | |
| RU221997U1 (ru) | Необратимая термоиндикаторная наклейка | |
| RU218896U1 (ru) | Светоотражающее устройство для регистрации перегревов поверхностей оборудования | |
| RU218752U1 (ru) | Светоотражающее устройство маркировки оборудования для регистрации превышения пороговых температур поверхности оборудования | |
| CN100353463C (zh) | 一种热敏变色绝缘制品 | |
| CA1106020A (en) | Corrosion resistant urd cable |