ОПОРА ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2003 года по МПК E04H12/24 

Изобретение относится к строительству линий электропередачи и может быть использовано на линиях от 0,4 до 35 кВ.

Известна опора линии электропередачи, содержащая стойку и оголовок, соединенные между собой, при этом оголовок выполнен из двух траверс с укосинами, верхняя снабжена изолирующими кожухами на концах, а на нижней установлены штыревые изоляторы для проводов /1/.

Недостатками известной конструкции являются сложность изготовления и монтажа, большой расход материала, недостаточное обеспечение защиты птиц.

Известна опора линии передачи ВЛ 10-20 кВ с изолированными проводами, включающая стойку и закрепленную на ней металлическую траверсу с откосами для крепления на стойке изоляторов с пазом для провода, на котором надета полиэтиленовая втулка, укрепленная спиралью /2/.

Недостатками такой линии являются громоздкость и большая материалоемкость, необходимость частого ремонта из-за разрушения фарфоровых изоляторов при ударе, воздействия электрической дуги, обстреле, сложность технологии изготовления, монтажа и эксплуатации, опасность для птиц.

Наиболее близким техническим решением является ВЛ, включающая стойку и присоединенный к ней крепежными элементами оголовок из электроизоляционного бетона, армированного стеклопластиковыми стержнями в виде трех лучевых профилей траверсы с металлическими наконечниками для крепления проводов /3/.

Недостатками этого решения являются сложность узлов крепления траверс и проводов, покрытых изоляцией, громоздкость и сложность конструкции, недостаточная защита от повреждения изоляции проводов.

Техническая задача заключается в упрощении конструкции и снижении ее материалоемкости за счет использования высокопрочных материалов с электрической прочностью и объемным сопротивлением, обеспечивающими безопасную длительную эксплуатацию линий электропередачи и конструкций опор, траверс или оголовков.

Поставленная задача решается таким образом, что в опоре линии электропередачи с изолированными проводами, включающей стойку, оголовок с элементами из электроизоляционного композиционного материала и расположенные на нем металлические элементы крепления проводов, согласно изобретению оголовок выполнен в виде конструкции стержней из пластика на основе минеральных и/или химических волокон с прочностью на растяжение 60-2000 МПа, электрической прочностью 40-70 кВ/см и объемным сопротивлением 10¹²-10¹⁵Ом•см, а элементы крепления проводов - в виде снабженных полимерными прокладками разрезных втулок, жестко закрепленных на стержнях оголовка посредством металлических патрубков. Оголовок выполнен в виде траверсы из пары горизонтально расположенных стержней с металлическими наконечниками, соединенных со стойкой металлическими укосинами, а элементы крепления проводов размещены по длине стержней. Или оголовок выполнен в виде Т-образной траверсы из пластикового стержня с выполненными в виде металлических патрубков наконечниками, соединен со стойкой укосинами, а элементы крепления проводов размещены по центру и на концах стержня. Или оголовок выполнен в виде колпака из соединенных в пространственную конструкцию вертикальных, горизонтальных и наклонных пластиковых стержней, а элементы крепления проводов закреплены на стержнях посредством металлических патрубков в торце и боковых сторонах оголовка. Или стойка выполнена из электроизоляционного композиционного материала с пластиковой арматурой, а оголовок - в виде обхватывающих верхнюю часть стойки обручей из пластиковых стержней, а элементы крепления проводов закреплены на обручах оголовка. При этом вдоль стойки могут быть пропущены пластиковые стержни, охваченные обручами. Или оголовок выполнен в виде колпака из электроизоляционного бетона, охваченного обручами из пластикового стержня, а элементы крепления проводов размещены на обручах оголовка. Или оголовок выполнен в виде расположенных на стойке с шагом трех колец из электроизоляционного бетона, каждый из которых охвачен обручем из пластикового стержня, а элементы крепления проводов закреплены на обручах оголовка. Или оголовок выполнен в виде трехлучевой траверсы из пластикового стержня с наконечниками в виде металлических патрубков, а элементы крепления проводов размещены на концах лучей траверсы. Стержни выполнены из пластика на основе базальтового волокна, и/или стекловолокна, и/или арамидного волокна. Кроме того, стержни между элементами крепления снабжены электроизолирующими ребрами.

Предлагаемая опора линий электропередачи отличается от известной тем, что оголовок выполнен в виде конструкции стержней из пластика на основе минеральных и/или химических волокон прочностью на растяжение 60-2000 МПа, электрической прочностью 40-70 кВ/см и объемным сопротивлением 10¹²-10¹⁵Ом•см, а элементы крепления проводов в виде снабженных полимерными прокладками разрезных втулок, жестко закрепленных на стержнях оголовка посредством металлических патрубков. Оголовок может быть выполнен в различных вариантах: в виде траверсы из пары горизонтально расположенных стержней с металлическими наконечниками, соединенных со стойкой металлическими укосинами посредством хомутов, а металлические патрубки с элементами крепления проводов размещены по длине стержней на одном уровне; в виде Т-образной траверсы из пластикового стержня с металлическими наконечниками, а элементы крепления проводов размещены по центру и на концах стержня; в виде колпака из соединенных в пространственную конструкцию вертикальных, горизонтальных и наклонных пластиковых стержней, а элементы крепления проводов размещены в торце и боковых сторонах оголовка. Или стойка выполнена из электроизоляционного композиционного материала с пластиковой арматурой, например фиброполимербетона, а оголовок - в виде обхватывающих верхнюю часть стойки обручей из пластиковых стержней, а элементы крепления проводов размещены на обручах оголовка. При этом вдоль стойки могут быть пропущены пластиковые стержни, охваченные обручами. Или оголовок выполнен в виде колпака из электроизоляционного бетона, охваченного обручами из пластиковых стержней, или из расположенных на стойке с шагом трех колец из электроизоляционного бетона, каждый из которых охвачен обручем из пластикового стержня, а элементы крепления проводов размещены на обручах оголовка. Или оголовок выполнен в виде трехлучевой траверсы из пластикового стержня с наконечниками в виде металлических патрубков, а элементы крепления проводов размещены на концах лучей траверсы. Стержни выполнены из пластика на основе базальтового волокна, и/или стекловолокна, и/или арамидного волокна. Кроме того, стержни между элементами крепления снабжены электроизолирующими ребрами, например, с силиконовым покрытием.

Выбор материала для выполнения оголовка обеспечивает оптимальные прочностные характеристики и электрические параметры, характеризующие безопасную работу линии. При этом конструктивные решения выполнения оголовков позволяют максимально снизить материалоемкость и упростить монтаж линий и доставку комплектующих элементов.

Выполнение оголовка в виде траверсы из пары горизонтально расположенных стержней с металлическими наконечниками обеспечивает горизонтальное размещение проводов на одном уровне.

Выполнение Т-образной траверсы из пластикового стержня с металлическими наконечниками позволяет упростить конструкцию за счет уменьшения количества металлических элементов крепления.

Выполнение оголовка в виде колпака из пластиковых стержней, размещенного в верхней части стойки, позволяет создать объемную, легкую конструкцию повышенной электробезопасности, которая просто монтируется.

Выполнение оголовка в виде обхватывающих верхнюю часть стойки обручей из пластиковых стержней обеспечивает жесткость конструкции, при этом ее можно усилить путем пропуска вдоль стойки пластиковых стержней или разместить с шагом по высоте три кольца из электроизоляционного бетона, каждый из которых охвачен обручем.

Кроме того, из пластикового стержня можно выполнить трехлучевую траверсу с металлическими наконечниками. При этом, располагая рационально металлические патрубки по длине траверсы, определяют месторасположение проводов, обеспечивая самоликвидацию однофазной электрической дуги.

Помимо этого, для увеличения длины пути утечки и повышения электрической прочности между элементами крепления проводов по длине траверсы выполнены электроизолирующие ребра, например, с силиконовым покрытием.

На фиг.1 представлена опора линии электропередачи (вариант 1 с оголовком в виде траверсы из пары горизонтальных стержней); фиг.2 - 1-1 фиг.1; фиг.3 - узел А фиг. 1 с пластиковыми стержнями, снабженными электроизолирующими ребрами; фиг. 4 - опора (вариант 2 с оголовком в виде Т-образной траверсы); фиг. 5 - опора (вариант 3 с оголовком в виде колпака из пластиковых стержней); фиг. 6 - опора (вариант 4 - с оголовком в виде обручей из пластиковых стержней); фиг.7 - опора (вариант 5, то же, что и вариант 4, с пропущенными под обручи продольными пластиковыми стержнями); фиг.8 - опора (вариант 6 с оголовком в виде колпака из электроизоляционного бетона, охваченного обручами из пластикового стержня; фиг.9 - опора (вариант 7 с оголовком в виде трех колец из электроизоляционного бетона, охваченных обручами из пластиковых стержней); фиг.10 - опора (вариант 8 с оголовком в виде трехлучевой траверсы из пластикового стержня).

Опора линии электропередачи состоит из стойки 1 и оголовка 2, выполненного в виде пространственной конструкции стержней 3 из пластика на основе минеральных, химических волокон с элементами крепления проводов 4, жестко закрепленных на пластиковых стержнях 3. Элементы крепления проводов 4 выполнены в виде снабженных полимерными прокладками 5 разрезных втулок 6, которые жестко закреплены посредством металлических патрубков 7 на стержнях 3.

Вариант 1 (см. фиг.1). Оголовок 2 выполнен в виде траверсы из пары горизонтально расположенных стержней 3 с металлическими наконечниками 8. Траверса соединена с бетонной стойкой 1 металлическими укосинами 9 посредством хомутов 10. На стержнях 3 по длине размещены патрубки 7, к которым приварены втулки 6 с полимерными прокладками 5. Провода 11 размещены на одном уровне во втулках 6.

Вариант 2 (см. фиг.4). Оголовок 2 выполнен в виде Т-образной траверсы из одного пластикового стержня 3 с металлическими наконечниками 8, соединенной со стойкой 1 укосинами 9. Элементы крепления проводов 4 размещены по центру и на концах стержня и закреплены в центре стержня посредством патрубка 7, а на концах - на наконечниках 8.

Вариант 3 (см. фиг.5). Оголовок 2 выполнен в виде колпака 12 из соединенных вертикальных, горизонтальных и наклонных пластиковых стержней 3, закрепленных на стойке 1 посредством хомутов 10. Металлические патрубки 7 для монтажа элементов 4 крепления проводов 11 размещены на торце и боковых гранях оголовка 2.

Вариант 4 (см. фиг.6). Стойка 1 выполнена из электроизоляционного бетона с пластиковой арматурой, например из фибробетона. Оголовок 2 выполнен в виде трех обручей 13 из пластиковых стержней, охватывающих верхнюю часть стойки 1. Металлические патрубки 7 с элементами 4 крепления проводов 11 закреплены на обручах 13 оголовка 2. Для повышения жесткости вдоль стойки 1 под обручами 13 пропущены дополнительно пластиковые стержни 14 (см. фиг.7).

Вариант 5 (см. фиг.8). Оголовок 2 выполнен в виде колпака 12 из электроизоляционного бетона, охваченного обручами 13 из пластикового стержня 3. Металлические патрубки 7 с элементами 4 крепления проводов 11 закреплены на обручах 13 оголовка 2.

Вариант 6 (см. фиг. 9). Оголовок 2 выполнен в виде трех колец 15 из электроизоляционного бетона, каждый из которых охвачен обручем 13 из пластикового стержня 3. Металлические патрубки 7 с элементами 4 крепления проводов 11 закреплены на обручах 13 оголовка 2.

Вариант 7 (см. фиг.10). Оголовок 2 выполнен в виде трехлучевой траверсы из пластиковых стержней 3 с металлическими наконечниками 8 в виде металлических патрубков. Элементы 4 крепления проводов 11 закреплены на наконечниках концов лучей траверсы.

Стержни во всех вариантах могут быть для повышения прочности выполнены с электроизолирующими ребрами 16 между элементами 4 крепления проводов 11, например, из силикона.

В качестве химических и минеральных волокон при изготовлении пластиковых стержней используют базальтовые, стекло-, арамидные и другие волокна.

Монтаж линии электропередачи осуществляют путем установки опор, изготовленных в заводских условиях. Либо на пикет поставляют отдельно стойки и оголовки, которые соединяют посредством хомутов на месте монтажа линии.

Стойки изготавливают из железобетона в заводских условиях по стандартной технологии или сваривают из металлических профилей.

Оголовок собирают из пластиковых стержней 3 с образованием пространственной конструкции в соответствии с представленными на чертеже вариантами. На стержнях 3 крепят металлические патрубки 7 и наконечники 8, к которым присоединяют элементы 4 крепления проводов с изоляционной прокладкой 5. После этого оголовок соединяют со стойкой посредством хомутов 10.

Свойства и составы используемых материалов для изготовления элементов опоры линии электропередачи представлены в таблице.

Источники информации
1. SU Авторское свидетельство 1078014, кл. Е 04 Н 12/24, БИ 9, 1984 г.

2. Стандарты ISO 9001:1994 EH ISO 9001:1994 SFS EEN ISO 9001:1994.

3. SU Авторское свидетельство 1213164, кл. Е 04 Н 12/24, БИ 7, 1986 г. (прототип).

Изобретение относится к строительству, в частности к линиям электропередачи от 0,4 до 35 кВ. Опора линии электропередачи с изолированными проводами включает стойку, оголовник с элементами из электроизоляционного композиционного материала и расположенные на нем металлические элементы крепления проводов. Оголовник выполнен в виде конструкции стержней из пластика на основе минеральных и/или химических волокон с прочностью на растяжение 60-2000 МПа, электрической прочностью 40-70 кВ/см и объемным сопротивлением 10¹²-10¹⁵ Ом•см, а элементы крепления проводов - в виде снабженных полимерными прокладками разрезных втулок, жестко закрепленных на стержнях оголовка посредством металлических патрубков. 10 з.п. ф-лы, 1 табл., 10 ил.

1. Опора линии электропередачи с изолированными проводами, включающая стойку, оголовник с элементами из электроизоляционного композиционного материала и расположенные на нем металлические элементы крепления проводов, отличающаяся тем, что оголовок выполнен в виде конструкции стержней из пластика на основе минеральных и/или химических волокон с прочностью на растяжение 60-2000 МПа, электрической прочностью 40-70 кВ/см и объемным сопротивлением 10¹²-10¹⁵ Ом•см, а элементы крепления проводов - в виде снабженных полимерными прокладками разрезных втулок, жестко закрепленных на стержнях оголовка посредством металлических патрубков. 2. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что оголовок выполнен в виде траверсы из пары горизонтально расположенных пластиковых стержней с металлическими наконечниками, соединенных со стойкой металлическими укосинами посредством хомутов, а элементы крепления проводов размещены по длине стержней. 3. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что оголовок выполнен в виде Т-образной траверсы из пластикового стержня с выполненными в виде металлических патрубков наконечниками, соединенной со стойкой укосинами, а элементы крепления проводов размещены по центру и на концах стержня. 4. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что оголовок выполнен в виде колпака из соединенных в пространственную конструкцию вертикальных, горизонтальных и наклонных пластиковых стержней, а элементы крепления проводов закреплены на стержнях посредством металлических патрубков в торце и боковых сторонах оголовка. 5. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что стойка выполнена из электроизоляционного композиционного материала с пластиковой арматурой, оголовник - в виде обхватывающих верхнюю часть стойки обручей из пластиковых стержней, а элементы крепления проводов закреплены на обручах оголовка. 6. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что вдоль стойки пропущены пластиковые стержни, охваченные обручами. 7. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что оголовник выполнен в виде колпака из электроизоляционного бетона, охваченного обручами из пластикового стержня, а элементы крепления проводов размещены на обручах оголовка. 8. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что оголовник выполнен в виде расположенных на стойке с шагом трех колец из электроизоляционного бетона, каждый из которых охвачен обручем из пластикового стержня, а элементы крепления проводов размещены на обручах оголовка. 9. Опора по п. 1, отличающаяся тем, что оголовник выполнен в виде трехлучевой траверсы из пластикового стержня с наконечниками в виде металлических патрубков, а элементы крепления проводов размещены на концах лучей траверсы. 10. Опора по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что стержни выполнены из пластика на основе базальтового волокна, и/или стекловолокна, и/или арамидного волокна. 11. Опора по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что стержни между элементами крепления снабжены электроизолирующими ребрами.