ЗАЩИТНЫЙ ПРОТЕКТОР Российский патент 2002 года по МПК H02G7/14 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к защитным протекторам, предназначенным для предохранения полых проводов типа ПА в шлейфах спусков от сборных шин подстанций к электрическим аппаратам от разрушения вследствие воздействий, вызываемых порывами ветра.

В практике электроэнергетического строительства достаточно широкое распространение (особенно за рубежом) получили протекторы спирального типа, монтируемые на проводах воздушных линий электропередачи или самонесущих кабелях линий связи. Такие протекторы предназначаются для защиты проводов и кабелей от усталостных повреждений, вызываемых колебаниями различного вида, например вибрацией, субколебаниями, пляской и т.п. Они устанавливаются около поддерживающих зажимов, в зонах подвески гасителей вибрации, рядом с балластами, в шлейфах аппаратных спусков и других опасных местах.

Известен протектор для воздушных линий электропередачи, предназначенный для защиты провода от вибрации и других колебаний, например, в местах его выхода из соединительного зажима, выполненный в виде набора проволочных спиралей, навитых в месте установки соединительного зажима и на прилегающие к нему участки провода [1].

Этот протектор практически не пригоден для защиты полых алюминиевых проводов больших диаметров, например типа ПА, которые используются в шлейфах аппаратных спусков, из-за своей недостаточной жесткости и, как следствие этого, малоэффективности защиты от разрушений проволок провода при низкочастотных колебаниях.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является протектор для воздушных линий электропередачи, предназначенный для защиты проводов от вибрации и колебаний, выполненный в виде набора проволочных спиралей заданной длины и шага [2].

Однако настоящий защитный протектор не может быть использован для защиты алюминиевых полых проводов типа ПА в шлейфах аппаратных спусков, так как он не обеспечивает эффективную защиту таких проводов от повреждений при возникновении низкочастотных колебаний, вызываемых ветровыми воздействиями. Это происходит из-за того, что при установке такого протектора на алюминиевый полый провод в шлейфах аппаратных спусков воздушных линий электропередачи не достигается требуемая в этих случаях величина изгибной жесткости проволочных спиралей протектора и, кроме того, эта изгибная жесткость неравномерно распределяется по всей длине протектора (в разных точках длины протектора ее величина различна). Помимо всего, из-за специфической формы проволочных спиралей протектор трудно (или просто невозможно) монтировать на шлейфы спусков от сборных шин подстанций к электрическим аппаратам и на шлейфы воздушных линий электропередачи.

Авторы и заявитель стояли перед технической задачей - разработать протектор спирального типа, позволяющий надежно защитить алюминиевый полый провод в шлейфах указанных выше спусков от разрушения качаниями и низкочастотными колебаниями, которые зачастую интенсивно развиваются в условиях действия сильных ветровых нагрузок, причем протектор должен быть технологичен в изготовлении, прост в монтаже и достаточно дешев, чтобы он мог свободно конкурировать с продукцией аналогичного функционального назначения.

Положительный технический результат в заявленном варианте был достигнут за счет совокупности существенных конструктивных признаков нового защитного протектора, которая приводится ниже в формуле изобретения.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на фиг.1, а) приведен общий вид защитного протектора, смонтированного на алюминиевом полом проводе и выполненного согласно настоящему изобретению, а также общие более детальные виды концевых участков данного протектора (фиг.1, б, в), на фиг.2 - фото провода ПА 640 с защитным протектором, выполненным согласно настоящему изобретению.

Защитный протектор, выполненный согласно настоящему изобретению представляет собой набор (комплект), составленный из нескольких проволочных спиралей 1, которые имеют расчетные значения длины, шага и диаметра. Спирали 1 навиваются на провод 2 шлейфа спуска от сборных шин к аппарату подстанций и на корпус 3 аппаратного зажима, используемого для присоединения шлейфа к выводу аппарата выключателя, трансформатора напряжения и т. д. Длина (L_каз) концевой части 4 протектора, которая располагается на корпусе 3 аппаратного зажима, определяется расчетным путем и выбирается по отношению к длине (L_aп) проволочных спиралей 1, навитых на алюминиевый полый провод 2, в пределах: L_ап/L_каз= 2,5-3,5. Эта длина (L_каз) ограничена длиной цилиндрической части 5 корпуса 3 аппаратного зажима, в которой закрепляется опрессованием конец полого провода 2. На концевой части 6 протектора, монтируемой на проводе 2, предусматривается установка экрана в виде двух полувтулок 7, а на концевой части 5 протектора закрепляются ленточные бандажи 8 с замковыми приспособлениями 9. Полувтулки 7 выполняются по форме конусного стакана, имеющего цилиндрическое основание 10 и конусную часть 11. Конусные части 11 полувтулок 7 заводятся под концы проволочных спиралей 1 и жестко закрепляются ими на проводе 2; при этом на цилиндрические основания 10 полувтулок 7 проволочные спирали 1 не навиваются. Внутренний диаметр (D_сп) проволочных спиралей 1 выбирается в определенной зависимости от диаметра (D_пр) алюминиевого полого провода 2, а именно, это отношение находится в оптимальных границах, равных величине D_сп:D_пр=(0,9-0,95). Проволочные спирали 1 могут навиваться на провод 2 как по направлению навивки его спиральных профилей, так и против. Диаметр проволоки спиралей 1 зависит от величины диаметра алюминиевого полого провода 2, в частности диаметр проволоки спиралей 1 составляет 1/25 - 1/12 от диаметра провода 2. Кроме того, длина защитного протектора также зависит от величины диаметра алюминиевого полого провода 2 и составляет от 10 до 50 ди метров провода 2. Оптимальные границы их соотношений лимитируются жесткостью спиральной проволоки, от значения которой будет зависеть надежность закрепления протектора на проводе и его работоспособность как защитного устройства.

Протектор монтируется следующим образом.

На определенном расстоянии от корпуса 3 аппаратного зажима по метке на алюминиевый полый провод 2 устанавливают друг против друга две полувтулки 7. Затем, придерживая их рукой, навивают первую проволочную спираль 1 на провод 2 так, чтобы она плотно ложилась на конусные части 11 полувтулок 7, провод 2 и цилиндрическую часть 5 корпуса 3 аппаратного зажима (на цилиндрические основания 10 проволочная спираль не навивается). Аналогичным путем навивают остальные проволочные спирали 1 из расчетного комплекта, набирая весь протектор. Проволочные спирали 1 следует навивать плотно одна к другой без зазоров и перегибов. После того как все входящие в определенный расчетным путем набор проволочные спирали 1 навиты на провод 2, концевая часть 4 проволочных спиралей 1, уложенная на цилиндрическую часть 5 корпуса 3 аппаратного зажима, стягивается последовательно ленточными бандажами 8 (например, тремя) и жестко фиксируется замковыми приспособлениями 9. Расстояния между ленточными бандажами 8 подбираются экспериментально. На этом процесс монтажа протектора заканчивается.

Заявляемый защитный протектор надежно защищает алюминиевый полый провод, используемый в спусках шлейфов линий электропередачи, в местах выхода провода из корпуса аппаратного зажима, то есть там, где провод наиболее сильно подвержен процессу разрушения от действия раскачиваний и колебаний при сильных ветровых нагрузках. Испытания показали, что провод с защитным протектором данной конструкции в таких спусках остается неповрежденным значительно дольше (увеличение ресурсной стойкости в ~10 раз) по сравнению с алюминиевым полым проводом без защитного протектора или с известными конструкциями защитных протекторов (увеличение ресурсной стойкости в 2-5 раз). Применение этого достаточно простого по конструкции, технологичного в изготовлении и удобного в монтаже защитного протектора позволяет существенно увеличить срок безаварийной эксплуатационной службы полых проводов типа ПА, широко используемых в спусках шлейфов к электрическим аппаратам на подстанциях высокого напряжения.

ЗАО "Электросетьстройпроект" подготовило заявляемые защитные протекторы к серийному выпуску.

Источники информации
1. Каталог филиала американской фирмы PLP APRESA, г. Севилья (Испания), 1979 г., стр. 32.

2. Заявка на изобретение ЗАО "Электросетьстройпроект" 9126218/09 "Протектор для воздушных линий электропередачи" с приоритетом от 15 декабря 1999 года.

Изобретение относится к линейной арматуре спирального типа и может быть использовано в шлейфах спусков от сборных шин подстанций для защиты полых алюминиевых проводов таких шлейфов от разрушения, которые вызываются действием ветровых нагрузок. Протектор набирается из спиралей, образующих прядь, которая навивается на провод и часть корпуса аппаратного зажима. С одной стороны прядь стягивается ленточными бандажами и замками, а с другой под прядь заводятся полувтулки. Длина и внутренний диаметр проволочных спиралей, а также диаметр проволоки спиралей пряди выбираются в определенной зависимости от диаметра провода, что позволяет обеспечить нужную жесткость протектора и оптимальное распределение ее по всей длине провода. Это в конечном счете дает возможность получить хорошие защитные характеристики заявляемого протектора. Технический результат: повышение надежности защиты. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Защитный протектор для аппаратных шлейфов спусков от гибких сборных шин подстанций высокого напряжения, предназначенный для защиты шлейфов от раскачиваний и колебаний, выполненный в виде набора проволочных спиралей заданной длины и шага, отличающийся тем, что концевая часть проволочных спиралей, уложенная на цилиндрическую часть корпуса аппаратного зажима, снабжена двумя или тремя ленточными бандажами с замковыми приспособлениями, смонтированными поверх проволочных спиралей и цилиндрической части корпуса аппаратного зажима, концевая часть проволочных спиралей, расположенная на полом проводе, снабжена экраном в виде, по крайней мере, двух полувтулок, выполненных по форме конусного стакана и установленных на проводе так, что их конусные части на всю свою длину заходят под проволочные спирали, при этом отношение длин проволочных спиралей, навитых на участок алюминиевого полого провода, прилегающего к корпусу аппаратного зажима, и цилиндрическую часть корпуса аппаратного зажима, равно L_ап: L_каз = (2,5-3,5), отношение внутреннего диаметра проволочных спиралей к наружному диаметру алюминиевого полого провода составляет D_сп: D_пр = 0,9-0,95, диаметр проволоки проволочных спиралей выбирается в пределах 1/25-1/12 от диаметра алюминиевого полого провода и длина проволочных спиралей защитного протектора выбирается равной в пределах от 10 до 50 диаметров провода, где L_ап - длина проволочных спиралей, навитых на участок алюминиевого полого провода, прилегающего к цилиндрической части корпуса аппаратного зажима, L_каз - длина проволочных спиралей, навитых на цилиндрическую часть корпуса аппаратного зажима, D_сп - внутренний диаметр проволочных спиралей, D_пр - наружный диаметр алюминиевого полого провода. 2. Протектор по п. 1, отличающийся тем, что проволочные спирали навиты против направления навивки спиральных профилей алюминиевого полого профиля.