УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕСКИ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 1995 года по МПК H02G7/05 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к воздушным линиям электропередачи, и представляет собой устройство для подвески проводов и тросов воздушных линий электропередачи к промежуточным опорам.

Известны крепления проводов к поддерживающим гирляндам изоляторов на промежуточных опорах больших переходов, выполненные в лодочках поддерживающих зажимов, как это имеет место на переходе ВЛ 230 кВ через Внутреннее море Сето в Японии [1] При этом, однако, необходимо увеличивать прочность высоких промежуточных опор в расчете на одностороннее тяжение проводов, закрепленных в лодочках поддерживающих зажимов болтовыми зажимными устройствами, в случае обрыва провода в смежном пролете.

В дальнейшем для снижения веса и стоимости высоких промежуточных опор бронзовые, сталебронзовые и стальные провода, использовавшиеся на больших переходах, подвешивались свободно в роликовых подвесах [2] Проволоки этих проводов обладают достаточно большой твердостью и переходы, сооруженные с этими проводами, подвешенными в роликовых подвесах, успешно эксплуатируются до сих пор.

Вместе с тем для снижения стоимости проводов на больших переходах было предложено использовать высокопрочные провода комбинированной конструкции на основе алюминия и алюминиевых сплавов с мощным стальным сердечником [3] Однако проволоки из алюминия и его сплавов обладают относительно низкой твердостью и при подвеске их свободно в роликах разрушаются через 1-2 мес вследствие "раскатывания" алюминиевых проволок до полного их разрыва.

В настоящее время при сооружении больших переходов через реки, водохранилища, ущелья применяются тяжелые сталеалюминиевые провода высокой механической прочности с мощным стальным сердечником. Типовым примером является провод АС 500/336 с отношением площади поперечного сечения алюминиевой части провода к площади сечения стального сердечника, равным 1,49. Для реализации указанных переходов используют высокие промежуточные опоры, рассчитанные в основном на вертикальные нагрузки на провода. За промежуточными опорами по обе стороны от переходного пролета устанавливаются низкие концевые анкерные опоры, рассчитанные на горизонтальные нагрузки от тяжения высокопрочных сталеалюминиевых проводов, подвешиваемых в переходном пролете к промежуточным опорам (схема такого перехода обозначается К-П-П-К или А-П-П-А анкер промежуточная и промежуточная анкер).

Переходный пролет между промежуточными опорами, как правило, имеет длину от 1000 до 2000 м, а протяженность пролетов между концевыми и промежуточными опорами составляет 200-300 м.

Для подвески сталеалюминиевых проводов на промежуточных опорах применяются роликовые подвесы [2] На участках подвешивания провода на нем устанавливаются секционные защитные муфты типа МЗ из алюминиевых труб. Эти муфты защищают верхние алюминиевые повивы проводов. Для предотвращения смещения защитных муфт в пролет при эксплуатации перехода концевые секции опрессовываются.

Температурные изменения длины проводов в пролетах с учетом существенной разницы в длинах основного переходного пролета (П-П) и смежных с ним пролетов (А-П) вызывают перетягивание проводов из пролета в пролет, которое происходит без увеличения горизонтальных нагрузок на высокие промежуточные опоры за счет перекатывания проводов по роликовым подвесам.

Изменения температуры окружающего воздуха происходят относительно медленно, и соответственно перетягивание провода из пролета в пролет происходит постепенно с малыми скоростями. Однако в связи со стремлением снизить вес высоких и дорогих промежуточных опор и в особенности при увеличении высоты этих опор возрастает их гибкость. Оказалось, что при сильных ветрах опоры имеют тенденцию к раскачиванию их вершин, к которым на гирляндах изоляторов подвешены провода и грозозащитные тросы. Собственная частота колебаний составляет один период за несколько секунд.

При указанном раскачивании провода, подвешенные в роликовых подвесах, начинают перекатываться в динамическом режиме, причем скорость их перекатывания в роликах зависит от частоты и амплитуды колебаний вершины опоры. Такой интенсивный динамический режим перекатывания сталеалюминиевых проводов в роликовых подвесах приводит к разрушению муфт типа МЗ.

Таким образом, основным недостатком применяемого в настоящее время технического решения прототипа [3] является возможность аварийного разрушения защитных муфт и проводов при сильных ветрах и температурных изменениях окружающей среды.

В связи с этим возникла необходимость внесения в конструкцию принципиальных изменений, повышающих надежность ее работы.

Предметом изобретения является устройство для подвески проводов и тросов воздушных линий электропередачи к промежуточным опорам, содержащее поддерживающую гирлянду изоляторов с подвешенным к ней через арматуру роликовым подвесом и средство, препятствующее повреждению проводов в роликовом подвесе, и отличающееся тем, что средство, препятствующее повреждению проводов в роликовом подвесе, выполнено в виде балки-направляющей, установленной на роликовом подвесе, с прикрепленными к ней поддерживающими зажимами для крепления проводов (тросов).

В этой конструкции под нагрузкой происходит перекатывание роликов по стальным балкам-направляющим, что минимизирует нагрузки на провод (трос) и соответственно повышает надежность работы устройства.

Предлагаемое устройство имеет развитие в части предпочтительного выполнения зажимов, предназначенных для крепления провода (троса).

Согласно изобретению устройство имеет развитие, характеризующееся тем, что поддерживающие зажимы выполнены в виде двух лодочек, снабженных глухим креплением в них провода нажимными плашками и болтами и закрепленных на шарнирных соединениях под балкой-направляющей к ее концам.

Другое развитие предложенного устройства характеризуется тем, что поддерживающие зажимы выполнены в виде установленного сверху на балку-направляющую комплекта опорных плашек, в которых болтами закреплен провод. Это позволяет снизить строительную высоту гирлянды изоляторов.

При закреплении поддерживающих зажимов сверху к балке-направляющей другим отличием устройства является то, что к концам балки-направляющей закреплены башмаки с желобами, радиус профиля которых в поперечном сечении соответствует радиусу монтируемого провода, а радиус для схода провода вдоль его оси в продольном сечении равен 5-15 радиусам провода. Это обеспечивает плавный сход провода в пролет.

Дополнительным отличительным признаком конструкции является то, что башмаки с желобами закреплены к концам балки-направляющей верхними болтами через пазы, открытые в сторону роликового подвеса, а в торце балки-направляющей установлен нижний болт с прочностью, ограниченной заданным усилием вдоль оси провода. Это позволяет снизить нагрузки на промежуточную опору в аварийном режиме.

Так, в случае обрыва провода в смежном пролете и при проскальзывании провода по роликам балки-направляющей с закрепленным на ней проводом башмак от удара по нему роликов срывается с креплений и балка с проводом улетает в пролет, не создавая дополнительной нагрузки на промежуточную опору.

Еще одним отличием конструкции с зажимами, установленными сверху на балке-направляющей, согласно изобретению является то, что балка-направляющая выполнена в виде двутавра (рельса) в поперечном сечении, а ролики подвеса установлены при этом попарно внутри впадин двутавра и сопряжены с нижними плоскостями верхней полки двутавра.

На фиг. 1 изображена конструкция, в которой зажимы выполнены в виде двух лодочек, прикрепленных к концам балки-направляющей на шарнирах, а провод фазы закреплен в этих зажимах под балкой-направляющей; на фиг. 2 конструкция, в которой зажимы выполнены в виде нажимных плашек и болтов, закрепленных вместе с проводом на верхней средней части балки-направляющей; на фиг. 3 представлена балка-направляющая, имеющая вид двутавра (профиль рельса), во впадинах которого установлены попарно ролики подвеса, сопрягаемые с нижними поверхностями верхней полки двутаврового профиля, поперечное сечение; на фиг. 4 показан вид А на фиг. 3; на фиг. 5-8 башмак с креплением к концу балки-направляющей ограниченной прочности заделки.

Устройство для подвески провода 1 воздушной линии электропередачи (фиг. 1, 2) содержит поддерживающую гирлянду изоляторов 2, роликовый подвес 3, подвешенный через арматуру 4 к гирлянде изоляторов 2. На роликовом подвесе 3 установлена изогнутая в вертикальной плоскости по радиусу балка-направляющая 5. На балке-направляющей закреплены зажимы 6 для крепления провода 1. Как показано на фиг. 1, зажимы 6 могут быть выполнены в виде лодочек, которые закрепляются к концам балки-направляющей 5 через шарнирные соединения 7. В устройстве, показанном на фиг. 2, провод 1 закреплен сверху на балке-направляющей 5 с помощью плашечных болтовых зажимов 6. Для обеспечения плавного схода провода 1 в пролет к концам балки-направляющей 5 закреплены башмаки 8 с желобами, выполненными по радиусу (см. также фиг. 5-8).

Радиус r_б желоба башмака в поперечном сечении выполняется равным или несколько большим радиуса r_о монтируемого провода, а радиус R изгиба желоба вдоль оси провода в сторону его схода в пролет выполняется равным 5-15 радиусам провода r_о.

Башмак 8, изготовленный из алюминиевого сплава, может быть закреплен с помощью верхних болтов 9, установленных в пазах 10, к балке-направляющей 5 и нижними болтами 11 через тонкую пластину 12 к торцу этой балки. При таком закреплении обеспечивается достаточно надежное крепление башмака к балке-направляющей 5 в нормальном эксплуатационном режиме воздушной линии электропередачи. В случае аварийной ситуации при обрыве провода в смежном пролете происходит проскальзывание балки-направляющей 5 по роликам подвеса 3. От удара роликов подвеса по башмаку 8 последний срывается с торца балки-направляющей за счет разрушения пластины 12 и вырыва по пазам 10 из под болтов 9. После срыва башмака 8 с торца балки-направляющей 5 оборванный провод с закрепленной на нем балкой-направляющей свободно падает в пролет и в это время на опору действует только небольшая нагрузка, равная прочности крепления башмака болтом 11 на торце балки-направляющей, величина которой не превышает допустимой по прочности промежуточной опоры.

Для повышения устойчивости подвески проводов балка-направляющая 5, на которой сверху установлены поддерживающие зажимы 6, может иметь в поперечном сечении профиль двутавра (фиг. 4), а ролики подвеса 3 при этом установлены попарно внутри впадин двутавра 5 и сопряжены с нижними плоскостями верхней полки двутавра. Провод 1 надежно закреплен в зажимах 6, и за счет этого при использовании предложенного технического решения отпадает необходимость в установке на сталеалюминиевых проводах защитных муфт типа МЗ, что позволяет упростить производство монтажных работ при сооружении перехода и их стоимость.

При монтаже провода 1 на нем определяется место установки и закрепления поддерживающего устройства (положение оси симметрии гирлянды изоляторов 2). На проводе 1 по обе стороны от оси симметрии гирлянды изоляторов 2 закрепляются зажимы 6, после чего на балке-направляющей 5 устанавливается роликовый подвес 3, который через арматуру 4 присоединяется к гирлянде изоляторов 2, которая затем вместе с устройством для подвески провода 1 и смонтированным в нем проводом поднимается и закрепляется к траверсе промежуточной опоры.

Величина перемещений проводов из переходного и смежных пролетов для средней полосы России с перепадом температур от +40 до -40^оС составит примерно 1 м в каждую сторону от положения, соответствующего среднегодовой температуре региона. При этом балка-направляющая должна иметь длину около 3,5 м. При указанных размерах масса известного роликового подвесного устройства типа 2П6Р-30-2 для двух проводов АЖС 500/336, примененного на переходе ВЛ 330 кВ через Днепродзержинское водохранилище, составляет свыше 1100 кг. Масса подвесного устройства, выполненного в соответствии с изобретением, не превышает 900 кг.

Технический результат от применения предлагаемой конструкции выражается в повышении надежности работы устройства вследствие перекатывания под нагрузкой стальных или чугунных роликов по стальным направляющим, а также в упрощении производства монтажных работ при сооружении перехода и уменьшении их стоимости за счет того, что монтируемый провод надежно закреплен в зажимах, установленных на балке-направляющей, и отпадает необходимость в установке на сталеалюминиевых проводах защитных муфт типа МЗ.

Изобретение относится к электротехнике. Устройство содержит поддерживающую гирлянду изоляторов на промежуточных опорах с присоединенными к ней через арматуру роликовым подвесом. Введение балки-направляющей, установленной на роликовом подвесе, и зажимов проводов, закрепленных к балке-направляющей, обеспечивает перекатывание роликов по стальной балке-направляющей, что минимизирует нагрузки на провод и соответственно повышает надежность работы устройства. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДВЕСКИ ПРОВОДОВ И ТРОСОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ к промежуточным опорам, содержащее поддерживающую гирлянду изоляторов с подвешенным к ней через арматуру роликовым подвесом и средство, препятствующее повреждению проводов в роликовом подвесе, отличающееся тем, что средство, препятствующее повреждению проводов в роликовом подвесе, выполнено в виде балки-направляющей, установленной на роликовом подвесе, с прикрепленными к ней поддерживающими зажимами для крепления проводов. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поддерживающие зажимы выполнены в виде двух лодочек, снабженных глухим креплением в них провода нажимными плашками и болтами и закрепленных на шарнирных соединениях под балкой-направляющей к ее концам. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поддерживающие зажимы выполнены в виде установленного сверху на балку-направляющую комплекта опорных плашек, в которых болтами закреплен провод. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что к концам балки-направляющей закреплены башмаки с желобами, радиус профиля которых в поперечном сечении соответствует радиусу монтируемого провода, а радиус для схода провода вдоль его оси в продольном сечении равен 5 15 радиусам провода.

Устройство по п.4, отличающееся тем, что башмаки с желобами закреплены к концам балки-направляющей верхними болтами через пазы, открытые в сторону роликового подвеса, а в торце балки-направляющей установлен нижний болт с прочностью, ограниченной заданным усилием вдоль оси провода.