УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ОТТЯЖЕК ОПОР ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2005 года по МПК G01L5/04 

Изобретение относится к области электроэнергетики и более конкретно к устройствам для измерения натяжения оттяжек опор воздушных линий электропередачи при их строительстве и эксплуатации.

Известно устройство для измерения натяжения каната, содержащее щеки, три опоры для каната, средняя из которых связана с датчиком силы, и вторичный прибор; при этом средняя опора выполнена в виде сегмента с двумя линейками, расположенными под углом прогиба каната, а крайние - в виде сектора с выпуклой сферической поверхностью в центре и неподвижно связанного со щеками сферического подпятника, соответственно соединенных между собой гибким элементом [1].

Хотя известное устройство обеспечивает достаточно хорошую точность измерения, следует отметить, что оно конструктивно выполнено очень сложно и многоэлементно (три опоры - две подвижных и одна неподвижная с линейками, датчик, измерительный блок); это, в частности, затрудняет работу с таким устройством в полевых условиях, например, на воздушных линиях электропередачи во время их строительства и эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является устройство для измерения натяжения оттяжек опор воздушных линий электропередачи, содержащее раму с, по меньшей мере, тремя опорными элементами, два из которых расположены по концам рамы, а третий - посередине ее, на одном из указанных концевых опорных элементов установлено нажимное приспособление, а против среднего опорного элемента расположен стрелочный индикатор перемещений, шкала которого отградуирована на усилия, возникающие в оттяжках [2].

Это известное устройство для измерения натяжения оттяжек имеет следующие существенные недостатки:

- усилие натяжения каната оттяжки определяется в данном устройстве исходя из известной величины стрелы прогиба каната на участке между опорными элементами, при этом усилие, необходимое для создания прогиба, достигается грузовым винтом, что позволяет обеспечивать точность измерения только при больших стрелах прогиба каната; в условиях сильно натянутых канатов оттяжек это устройство мало эффективно;

- использование грузового винта затруднено также при тяжелых условиях окружающей среды, а именно: при гололеде, изморози, снеге, высокой влажности и т.п.;

- кроме того, выполнение опорных элементов в виде секторов затрудняет их ориентацию относительно прядей каната в продольном направлении, что в свою очередь приводит к снижению точности измерения.

Авторы ставили перед собой задачу разработки эффективного в работе, простого по конструкции и в эксплуатации, а также дешевого по цене устройства для измерения натяжения оттяжек опор воздушных линий электропередачи. Это достигается за счет использования в заявляемом техническом решении совокупности существенных конструктивных признаков, в частности: устройство для измерения натяжения оттяжек опор воздушных линий электропередачи, содержащее раму с, по меньшей мере, тремя опорными элементами, два из которых расположены по концам рамы, а третий - посередине ее, на одном из указанных концевых опорных элементов установлено нажимное приспособление, а против среднего опорного элемента расположен стрелочный индикатор перемещений, шкала которого отградуирована на усилия, возникающие в оттяжках; рама выполнена в виде трубы прямоугольного поперечного сечения, с обоих концов закрытой левой и правой заглушками с прикрепленными к ним щеками, на которых закреплены концевые опорные элементы, представляющие собой установочные ролики, нажимное приспособление выполнено в виде рычага с ручкой, а опорный элемент, расположенный посередине рамы, выполнен в форме роликового эксцентрика со шкалой диаметров каната, закрепленного на кронштейне под рамой таким образом, что вертикальная ось роликового эксцентрика находится на вертикальной оси стрелочного индикатора перемещений, установленного посередине рамы, при этом рама снабжена упорной балкой квадратного поперечного сечения, шарнирно закрепленной своими концами в левой и правой заглушках и проходящей внутри нее по горизонтальной оси симметрии, причем оба конца упорной балки выполнены в виде стержней круглого сечения, диаметр которых выбирается, по крайней мере, в два раза меньше ширины стороны квадрата поперечного сечения упорной балки, так что жесткость стержневых концов упорной балки оказывается в 25÷30 раз меньше жесткости ее квадратного сечения; один из указанных стержней упорной балки имеет резьбовую нарезку и закреплен в резьбовом отверстии заглушки жестко в направлении горизонтальной оси симметрии упорной балки, а второй стержень упорной балки закреплен в заглушке свободно в продольном направлении.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - общий вид предложенного устройства для измерения натяжения оттяжек опор воздушных линий электропередачи, выполненного согласно настоящему изобретению; на фиг.2 - вид по стрелкам на фиг.1; на фиг.3 - отдельный общий вид упорной балки предложенного устройства; на фиг.4 - левая и правая заглушки с вырезами крепления в них стержней круглого сечения упорной балки предложенного устройства, выполненного по 2-му пункту формулы изобретения.

Устройство для измерения натяжения оттяжек (канатов) 1 опор воздушных линий электропередачи состоит из рамы 2, установочных роликов 3 (например, двух), натяжного роликового эксцентрика 4 со шкалой 5 диаметров каната 1, стрелочного индикатора усилий 6 и рычага 7 с ручкой 8. Рама 2 представляет собой прямоугольную трубу, закрытую с двух сторон левой и правой заглушками 9 и 10. Внутри рамы 2 проходит упорная балка 11 квадратного профиля, концы 12, 13 которой длиной 25 мм делаются круглыми; они обеспечивают шарнирное крепление в заглушках 8, 9, так как их жесткость меньше жесткости упорной балки 11 в 30 и более раз; это достигается за счет того, что момент инерции концов 12, 13 круглого сечения по сравнению с моментом инерции упорной балки 11 квадратного сечения при их соотношении поперечных размеров, например, один к двум также уменьшается приблизительно в 30 раз.

Как вариант один конец 12 упорной балки 11 имеет резьбу и ввинчивается в резьбовое отверстие 14 заглушки 8, при этом второй конец 13 упорной балки 11 свободно закрепляется в отверстии 15 заглушки 9. К заглушкам 8, 9 крепятся щеки 16, на которых на пальцах 17 свободно закрепляются установочные ролики 3. Левая заглушка 8 выполняется с рычагом 7 и ручкой 8. Стрелочный индикатор перемещений 6, отградуированный на усилия в канате 1, закрепляется с помощью гайки 18 сверху рамы 2 как раз посередине ее, а под рамой 2 по вертикальной оси симметрии 19 на кронштейне 20 закреплен роликовый эксцентрик 4 со шкалой 5 диаметров канатов 1.

Предлагаемое устройство характеризуется следующими параметрами:

измеряемое усилие: 0-10,0 т;

- цена деления шкалы усилий по канату: 100 кг;

- погрешность измерения: не более ±2%;

- диаметр измеряемого каната: 13,0-22,5 мм;

- база измерения: 600 мм,

- допустимая температура эксплуатации: +50--60°С;

- габариты: 625×320×60 мм;

- вес устройства: 3,5 кг;

- индикация: стрелочная.

Работа с устройством производится одним человеком следующим образом:

Штангенциркулем, который должен входить в комплект поставки, определяется диаметр каната 1 оттяжки; роликовый эксцентрик 4 устанавливается так, чтобы метка на роликовом эксцентрике 4 совпадала с диаметром каната 1 оттяжки на шкале 5 (для промежуточных значений диаметров каната 1 положение указателя определяется линейной интерполяцией), и фиксируется в установленном положении болтом 21; канат 1 оттяжки заводится между установочными роликами 3 и роликовым эксцентриком 4, при этом рычаг 7 нажимного приспособления должен располагаться под углом меньше 90° по отношению к раме 2 устройства, которое в свою очередь располагается в вертикальной плоскости сверху или снизу каната 1 и в данном состоянии устанавливается на нулевое положение вращением шкалы 5 индикатора 6; рычаг 7 ручкой 8 перемещается в положение под углом 90° относительно рамы 2 и производится отчет по шкале 5 индикатора перемещений 6; измерения повторяются три раза перемещением устройства по канату 1 на 5-10 см по его длине. Натяжение определяется по среднему значению отчетов; после измерений производится демонтаж устройства.

Предложенное устройство для измерения натяжения оттяжек опор воздушных линий электропередачи имеет существенные преимущества по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения. Принцип действия устройства основывается на том, что измеряются упругие деформации рамы по прогибу от действия сосредоточенных сил, создаваемых роликами и эксцентриком; благодаря выбранному варианту шарнирного крепления концов упорной балки, во время процесса измерения изгибающий момент рамы не передается на упорную балку, которая остается неподвижной (не деформируется), и этим достигается точное измерение прогиба рамы (в пределах 1÷2%) на индикаторе перемещений, отградуированном через усилия.

Кроме того, устройство просто по конструкции, удобно при эксплуатации, состоит из набора доступных технологичных с точки зрения изготовления деталей, а также может работать в широком диапазоне изменяющихся условий окружающей среды.

В настоящее время устройство прошло всесторонние испытания и изготавливается в Филиале “ОАО Инженерный Центр ЕЭС” “Фирма ОРГРЭС”.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР № 375502, G 01 L 5/04, заявлено 07.12.1970. Бюллетень № 16.

2. Авторское свидетельство СССР № 643762, G 01 L 5/04, заявлено 17.12.1976. Бюллетень № 3.

Изобретение относится к измерительным устройствам и может быть использовано для измерения натяжения оттяжек опор воздушных линий электропередачи. Устройство содержит раму в виде трубы прямоугольного поперечного сечения с тремя опорными элементами. Два из них установлены по концам рамы, а третий - посередине ее, причем концевые опорные элементы представляют собой установочные ролики, а опорный элемент посередине рамы выполнен в виде роликового эксцентрика со шкалой диаметров каната. Против среднего опорного элемента расположен стрелочный индикатор перемещений. Вертикальная ось роликового эксцентрика находится на вертикальной оси стрелочного индикатора перемещений. На одном из концевых опорных элементов установлено нажимное приспособление, выполненное в виде рычага с ручкой. Технический результат заключается в возможности быстрой настройки устройства на работу с изделиями разной массы. 1 з.п.ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для измерения натяжения оттяжек опор воздушных линий электропередачи, содержащее раму с, по меньшей мере, тремя опорными элементами, два из которых расположены по концам рамы, а третий посередине ее, на одном из указанных концевых опорных элементах установлено нажимное приспособление, а против среднего опорного элемента расположен стрелочный индикатор перемещений, шкала которого отградуирована на усилия, возникающие в оттяжках, отличающееся тем, что рама выполнена в виде трубы прямоугольного поперечного сечения, с обоих концов закрытой левой и правой заглушками с прикрепленными к ним щеками, на которых закреплены концевые опорные элементы, представляющие собой установочные ролики, нажимное приспособление выполнено виде рычага с ручкой, а опорный элемент, расположенный посередине рамы, выполнен в форме роликового эксцентрика со шкалой диаметров каната, закрепленного на кронштейне под рамой таким образом, что вертикальная ось роликового эксцентрика находится на вертикальной оси стрелочного индикатора перемещений, установленного посередине рамы, при этом рама снабжена упорной балкой квадратного поперечного сечения, шарнирно закрепленной своими концами в левой и правой заглушках и проходящей внутри нее по горизонтальной оси симметрии, причем оба конца упорной балки выполнены в виде стержней круглого сечения, диаметр которых выбирается, по крайней мере, в два раза меньше ширины стороны квадрата поперечного сечения упорной балки, так что жесткость стержневых концов упорной балки оказывается в 25-30 раз меньше жесткости ее квадратного сечения.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что один из указанных стержней упорной балки имеет резьбовую нарезку и закреплен в резьбовом отверстии заглушки жестко в направлении горизонтальной оси симметрии упорной балки, а второй стержнень упорной балки закреплен в заглушке свободно в продольном направлении.