ОПОРА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 1999 года по МПК E04H12/00 

Изобретение относится к строительству, а именно к сооружению линий электропередач и связи.

Известна опора, образованная пластиковым корпусом, армированная вертикальными и охватывающими их спиральными элементами, выполненными в виде жгутов из "пластмассы", армированной стекловолокном (см. патент СССР N 784804, Мкл. E 04 H 12/00, публ. 1980 г.).

Недостатком известной опоры является большая материалоемкость и пониженная прочность при работе на изгиб.

Наиболее близкой к заявленной является опора линий электропередач, содержащая мачту, образованную расположенными вдоль образующих тела вращения наклонными скрещивающимися прямолинейными стойками, и траверсу для монтажа проводов (см. авторское свидетельство СССР N 969869, Мкл. E 04 H 12/00, 82).

Недостатком известной опоры является большая масса, так как стойки выполнены из железобетона, низкая технологичность изготовления и прочность. Кроме того, траверса выполнена заодно целое со стойками, поэтому ее элементы работают на изгиб, что приводит к необходимости увеличивать массу для обеспечения требуемой жесткости.

Целью изобретения является снижение массы и повышение технологичности.

Сущность изобретения заключается в том, что в опоре линии электропередач, содержащей мачту, образованную расположенными по замкнутой поверхности скрещивающимися элементами, и связанную с ней соединительным узлом траверсу для установки проводов, согласно изобретению, скрещивающиеся элементы образованы лентой из композиционного материала, включающей в себя волокнистый наполнитель и связующий компонент, причем в местах скрещивания лента соединена связующим компонентом.

Изобретение отличается также тем, что мачта образована по высоте соединенными между собой, секциями, каждая из которых включает в себя каркас и два фланца с пазами на наружной поверхности, в которых расположены петли указанной ленты, соединяющие указанные скрещивающиеся элементы.

Изобретение отличается также тем, что соединительный узел образован соединенным с фланцами переходником, с по меньшей мере двумя шарнирными узлами, каждый из которых включает в себя закрепленную в корпусе переходника обечайку с внутренней сферической поверхностью, в которой установлено с возможностью поворота кольцо с наружной сферической поверхностью, на которой выполнены пазы для укладки ленты из композиционного материала, которой образована траверса, выполненная в виде сетчатой оболочки.

Кроме того, траверса образована по меньшей мере двумя связанными с фланцами секции мачты балками в виде сетчатой оболочки, свободными концами связанными с дополнительными балками для образования многогранника.

Траверса в соответствии с изобретением может быть образована соединенными одними концами с фланцами одной из секций мачты балками, другие концы которых попарно связаны между собой и с кольцом жесткости, при этом кольцо жесткости может быть соединено растяжками с грунтом.

Изобретение проиллюстрировано на чертежах, где:
на фиг. 1 изображена опора линии электропередач (ЛЭП) на оттяжках;
на фиг. 2 - изображена опора ЛЭП на подножниках;
на фиг. 3 - опора ЛЭП с увеличенным диаметром нижней секции;
на фиг. 4 - фрагмент секции опоры в виде сетчатой оболочки с вертикальными и кольцевыми скрещивающимися элементами;
на фиг. 5 - то же, с сетчатой оболочкой с наклонными и кольцевыми скрещивающимися элементами;
на фиг. 6 - то же, с сетчатой оболочкой с наклонными скрещивающимися элементами;
на фиг. 7 - место I на фиг. 1;
на фиг. 8 - место II на фиг. 2;
на фиг. 9 - место III на фиг. 3;
на фиг. 10 - изображено место соединения секций опоры посредством переходного кольца;
на фиг. 11 - то же, с несколькими переходными кольцами;
на фиг. 12 - место соединения двух фланцев секции посредством переходного фланца;
на фиг. 13 - место соединения секций опоры посредством конического переходного фланца;
на фиг. 14 - вариант соединения фланцев секций штифто-шпилечным соединением;
на фиг. 15 - то же, болтовым соединением;
на фиг. 16 - соединения секций посредством хомута;
на фиг. 17 - соединение секций посредством дополнительных фланцев;
на фиг. 18 - соединение секций посредством внутренней втулки;
на фиг. 19 - крепление траверсы к опоре при помощи двух хомутов;
на фиг. 20 - крепление траверсы к внутренней перемычке опоры;
на фиг. 21 - крепление траверсы к наружной части опоры при помощи двух накладок;
на фиг. 22 - крепление траверсы при помощи клея;
на фиг. 23 - крепление траверсы посредством переходника;
на фиг. 24 - сечение А-А на фиг. 23;
на фиг. 25 - опора ЛЭП с траверсой повышенной жесткости;
на фиг. 26 - опора ЛЭП с траверсой повышенной жесткости на оттяжках;
на фиг. 27 - соединение фланца с сетчатой оболочкой с вертикальными и кольцевыми скрещивающимися элементами;
на фиг. 28 - то же с наклонными элементами.

Опора ЛЭП содержит мачту 1 и траверсу 2, связанные между собой соединительным узлом 3. Мачта 1 опоры и траверса 2 могут быть выполнены из намотанного композиционного материала, который обеспечивает высокую удельную прочность (в 2-5 раз выше, чем у металлов), высокую коррозионную стойкость в агрессивных средах и условиях всеклиматики, высокую технологичность конструкции, умеренную стоимость при серийном производстве, теоретически неограниченную сырьевую базу (применительно к стеклонаполнителям).

Первый фактор обусловлен спецификой структурной организации такого материала, при которой основную нагрузку воспринимает высокопрочный волокнистый наполнитель (например, в виде нитей, жгутов, ровницы), ориентированный в объеме по направлению действия максимальных напряжений. Оптимально выбирая направления укладки наполнителя, можно в широком диапазоне управлять прочностными и жесткостными параметрами создаваемой конструкции и, следовательно, ее массой и материалоемкостью.

Высокая коррозионная стойкость конструкции связана с невосприимчивостью компонентов материала к воздействию агрессивной среды.

Изготовление конструкции в большинстве случаев происходит за одну технологическую операцию.

На практике наибольшее применение получили три вида КМ: стеклопластики, органопластики и углепластики. Соответственно для этих материалов армирующими наполнителями являются стеклянные, полимерные и углеводные волокна, различающиеся по своим свойствам по уровню физико-механических, электрических, химических и других характеристик.

Полимерное связующее для этих волокон может быть одним и тем же или различаться некоторой модификацией с целью обеспечения высокой связи с волокном и увеличения термостойкости.

Намоточный стеклопластик может быть, например, на основе стеклоткани (ТСУ8-3-ВМ-78) и связующего ЭХД-У или на основе ровинга РВМН10-1260-80 и связующего ЭХД-МК.

Мачта и траверса выполняются в виде оболочки вращения методом намотки или укладки в пазы вращающейся оправки предварительно пропитанного или пропитываемого в процессе намотки наполнителя. В качестве связующего используют различные синтетические смолы, которые при последующей термической обработке становятся жесткой матрицей для наполнителя. Наполнителем и связующим образована многослойная лента, из которой выполнена сетчатая оболочка со скрещивающимися элементами 4. Могут быть получены различные варианты сетчатых оболочек: с расположением скрещивающихся элементов вертикально, по дуге окружности и наклонно (фиг. 4-6), причем в месте скрещивания соединение осуществляется за счет наполнителя.

Каждая из перечисленных структур или схем обладает определенными эксплуатационными, экономическими, прочностными и жесткостными характеристиками. Например, оболочка, выполненная по схеме фиг. 4 обладает высокой жесткостью на изгиб, но имеет меньшую крутильную жесткость, по схеме фиг. 6 хорошее сопротивление кручению, но имеет меньшую изгибную жесткость, по схеме фиг. 5 обладает высокой и крутильной и изгибной четкостью.

Мачта может быть выполнена по высоте из отдельных секций, каждая из которых включает в себя сетчатый каркас 5 из композиционного материала и два фланца 6 для соединения с фланцем другой секции.

Фланцы выполнены с пазами на наружной поверхности, в которых расположены витки ленты для закрепления фланца к каркасу. В зависимости от структуры намотки пазы выполняются наклонными или прямыми, а витки ленты охватывают выступы между пазами, причем каждым витком охвачен соответствующий выступ. Фланцы секций могут соединяться посредством переходного кольца 7 болтовым соединением, шпилечным соединением 9 или болтовым соединением через переходный фланец 10, а также штифто-шпилечным соединением через конический переходный фланец 11.

Секции одного диаметра могут стыковаться посредством болтового 8 или штифто-шлилечного соединения 9, а также хомутами 12, дополнительными фланцами 13 или внутренней втулкой 14.

Применение в конструкциях опор полимерных композиционных материалов практически не сказывается на особенностях крепления опоры: могут быть использованы углубления в пробуренную скважину с последующей засыпкой, в этом случае предполагается использовать сплошную обечайку 15 с целью исключения смятия грунта или крепление секций опор через анкерные болты 16 и фланцевое соединение с железобетонными подушками 17.

Большую сложность представляет собой задача крепления траверс. Возможно крепление траверсы к мачте, как это представлено на фиг. 19-21. Например, в местах соединения с мачтой участки траверсы выполнены сплошными с кольцевой канавкой, в которой расположены хомуты (фиг. 19), причем этот участок может быть расположен в середине траверсы для соединения с внутренней перемычкой опоры (фиг. 20). Сплошные участки могут быть соединены с мачтой с помощью накладок или на клею (фиг. 21, 22).

Наиболее предпочтительным является вариант крепления траверс с двумя сферическими опорами, который исключает изгибающие нагрузки на траверсу, создавая только растягивающие и сжимающие нагрузки. В соответствии с этим вариантом фланцы 6 секций мачты соединяются с переходником, в корпусе 18 которого закреплены обечайки 19 с внутренней сферической поверхностью, в каждой из которых установлено с возможностью поворота кольцо 20 с наружной сферической поверхностью, на которой выполнены пазы для укладки ленты траверсы, что обеспечивает жесткое соединение кольца 20 с траверсой, между обечайками 19 может быть расположена распорная втулка 21.

Для повышения жесткости траверсы она может быть выполнена из связанных с балкой 22 траверсы дополнительных балок 23, которые связаны одними концами между собой, например, посредством стыковочного узла 24, и с фланцами секций мачты, образуя многогранники различной формы.

Траверса может быть выполнена в виде балок 24, соединенных попарно с фланцами секции, между собой и с кольцом 25, которое может быть связано растяжками с грунтом.

Изобретение относится к строительству, а именно к сооружению линий электропередач и связи. Техническим результатом является снижение массы и повышение технологичности. Опора линии электропередач включает в себя траверсу и мачту, образованные сетчатой обечайкой из композиционного материала, полученной путем намотки волокнистого наполнителя на оправку и скрепления его связующим. Мачта может быть выполнена из отдельных секций, каждая из которых образована связанными витками ленты с сетчатым каркасом и фланцами для соединения с фланцами смежной секции. Для соединения траверсы с мачтой между секциями устанавливается переходник с подшипниковыми узлами, каждый из которых включает в себя закрепленную в корпусе переходника обечайку с внутренней сферической поверхностью, в которой установлено с возможностью поворота кольцо с наружной сферической поверхностью, на которой выполнены пазы для укладки ленты из композиционного материала, которой образована сетчатая оболочка траверсы. При выполнении балок траверсы в виде сетчатой оболочки возможны различные варианты соединения балок для получения пространственных конструкций повышенной жесткости. 4 з.п. ф-лы, 28 ил.

1. Опора линии электропередачи, включающая мачту, образованную расположенными по замкнутой поверхности скрещивающимися элементами, и соединенную с ней соединительным узлом траверсу для закрепления проводов, отличающаяся тем, что скрещивающиеся элементы выполнены в виде ленты из композиционного материала с волокнистым наполнителем, причем в местах скрещивания ленты соединены связующими компонентами. 2. Опора по п.1, отличающаяся тем, что мачта по высоте образована соединенными между собой секциями, каждая из которых имеет два фланца с пазами на наружной поверхности для размещения петель лент, соединяющих скрещивающиеся элементы. 3. Опора по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что траверса выполнена в виде сетчатой оболочки из лент из композиционного материала, а узел соединения мачты и траверсы - в виде связанного с фланцами переходника по крайней мере с двумя шарнирными узлами, каждый из которых имеет закрепленную в корпусе переходника обечайку с внутренней сферической поверхностью и установленное внутри обечайки с возможностью поворота кольцо с наружной сферической поверхностью, на котором образованы пазы для укладки лент из композиционного материала. 4. Опора по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что траверса образована из соединенных с фланцем секций мачты по крайней мере двух балок в виде сетчатых оболочек, связанных свободными концами с дополнительными балками с образованием многогранника. 5. Опора по п.1, отличающаяся тем, что траверса образована из соединенной с каждым фланцем секции мачты пары балок, связанных свободными концами с дополнительной парой балок и с кольцом жесткости, соединенным с грунтом посредством растяжек.