摘要：电力设备发热的主要原因是接触电阻增大，THMG智能合金垫片可以有效降低接触电阻，从而降低设备故障发生的几率。现首先介绍智能合金垫片的发展历史背景，然后对其工作原理、特性、使用方法和现实应用进行了较为全面而深入的探讨。
关键词：THMG合金垫片；工作原理；特性；应用
0 引言
电网中运行的电气设备均是利用各种接头及导线连接到一起的，而这些接头及导线负责负荷电流的承载及流动，是电力维护和检修的关键部位，主要包括变压器高低压套管接头、开关柜母线接头、并沟线夹、设备线夹、变压器导电杆等。电气设备运行安全性受接头发热故障影响严重，导致接头发热故障的主要原因有接头安装工艺不当、热胀冷缩引起接头压力低、振动导致螺栓松动等。究其关键，主要是接触电阻增大导致设备故障，因此减少和规避电力设备接头发热可通过降低接头接触电阻来实现，因此必须研发和选择相应材料来让接头在发热初期就能有效提升接触压力，促使相关接触面达到实际运行要求，实现降低接触电阻的目的。
THMG合金垫片是能够实现形状记忆效应的材料（Shape Memory Alloys，简称SMA）。它可以在电气接头发热时产生相应的回复力，明显提升接头处的接触压力，进而降低接触电阻，确保电气设备安全运行。本文主要介绍了THMG智能合金垫片的工作原理、特性、使用方法和技术参数，并验证了其节能和安全作用。
1 智能合金垫片的发展历史背景
1980年前后，随着材料科学的发展，智能材料的概念开始风靡全球。所谓智能材料，就是要求材料体系信息处理、驱动和感知集于一体，成为如同生物材料那样具备智能属性的材料，具备自修复、自适应、自诊断和自感知的功能。
形状记忆合金因为稳定的性能、显著的驱动作用，成为智能材料中的宠儿。欧美日等国在智能材料的研发和应用方面居于世界前列，积累和沉淀了丰富的经验，以日本为例，每年关于形状记忆合金的专利多达1 000多项，应用领域涉及生活用品、能源、生物医学、航空航天、汽车、机械制造、机器人、自动控制、仪器仪表、化学、运输、机械和电气等。
2 THMG智能合金垫片记忆效应的呈现过程
对于晶体材料来说，其形状记忆效应的呈现过程主要如下：具备相应形状的母样样品，从AF以上冷却到MF成为马氏体之后，把马氏体在MF以下变形，一旦加热到AF之上，材料就会自动回复到母相时的状态，材料就具有相应记忆效应。通常情况下，记忆效应主要包括单程形状记忆效应、双程形状记忆效应和全程记忆效应，如此一来，就对应产生了单程记忆合金、双程记忆合金和全程记忆合金等。
3 THMG智能合金垫片的工作原理
THMG智能合金垫片的工作原理如图1所示。
图1 THMG智能合金垫片的工作原理
图1呈现出了智能合金垫片安装的初始状态、安装后的状态以及使用过程中的状态。一旦接头温度超过智能垫片的相变温度，那么智能垫片就会自动产生回复力，让接头连接更加紧固，从而有效避免了接头发热故障对电网正常、安全运行带来的影响。
4 智能合金垫片的特性
智能合金垫片有着诸多的特性优势，主要包括：
（1）实时控制：随着电气温度的逐渐升高，智能合金垫片逐渐由马氏体向母相形变，螺栓螺母压紧导体的压力会越来越大，使两导体接触面越来越紧，增大了接触面面积，有效减小了接头接触电阻。
（2）安全节能：如果外在环境导致接头处温度大于智能合金垫片的相变温度，接头处接触电阻较之于普通垫片大幅下降，从而能明显缓解接头发热情况，实现安全节能的效果。
（3）经久耐用：在抗疲劳性、耐腐蚀性、超弹性、机械性能等方面均明显好过普通垫片的性能。
（4）记忆特性。
5 THMG智能垫片的使用方法
智能合金垫片要和普通弹垫配合使用。
THMG智能垫片各组成部件如图2所示。
图2 THMG智能垫片组成部件
1—智能合金垫片2—非标平垫3—连接导体4—平垫5—弹垫6—螺母7—螺栓
THMG智能垫片适用于所有螺栓固定的电路部位。智能合金垫片需要配合非标平垫使用，保护连接导体。有必要时，
6 智能合金垫片的现实应用
以电力行业为例，随着产品设计的多样化、制造水平的提升，经过长时间的研发，生产和制造出了适用于国网电力领域的记忆合金智能垫片，利用记忆合金的记忆性、耐腐蚀性等，解决长期困扰国网的过流连接点发热问题，将此类发热问题在源头予以解决。
接头发热会导致电网或用电客户安全事故发生。记忆合金智能垫片是一种集传感和执行于一体的智能化垫片，可以根据温度变化，输出不同的弹力，降低接头接触电阻，改善电流流过接头时常出现的接头发热现象。
7 结语
THMG智能合金垫片可以在电气接头发热时产生相应的回复力，明显提升接头处的接触压力，进而降低接触电阻，确保电气设备安全稳定运行。随着技术的进步和生产工艺的发展，智能合金垫片必将在更多领域的应用中取得更为长足的发展和进步。
