РАСПОРКА-ГАСИТЕЛЬ ДЛЯ ПРОВОДОВ РАСЩЕПЛЕННОЙ ФАЗЫ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2008 года по МПК H02G7/12 

Настоящее изобретение относится к области электроэнергетики, в частности к распоркам-гасителям, предназначенным для закрепления на проводах расщепленных фаз воздушных линий электропередачи.

Провода воздушных высоковольтных линий электропередачи должны предохранятся от возможных колебаний, вызываемых ветром. Наиболее подвержены колебаниям расщепленные провода, которые воспринимают все виды динамических воздействий: вибрацию, интенсивную пляску и субколебания. Используемые в практической деятельности дистанционные распорки решают следующие задачи:

- сохраняют пространственный разнос между расщепленными проводами (в местах установки распорок) в заданных пределах при всех условиях эксплуатации;

- предотвращают в пролетах между зажимами физический контакт расщепленных проводов;

- выдерживают механические нагрузки во время монтажа, технического обслуживания, эксплуатации и прохождения токов короткого замыкания;

- не допускают повреждения расщепленного провода при заданных условиях эксплуатации.

Известна дистанционная распорка для проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи, корпус которой выполнен в виде упругого элемента (троса) различной конфигурации, закрепляемого посредством зажимов на проводах расщепленной фазы [1].

Указанная дистанционная распорка работает исключительно как элемент, обеспечивающий заданное расстояние между расщепленными проводами, и конструкция распорки не рассчитана на работу в качестве гасителя колебаний проводов воздушной линии электропередачи.

Известна также распорка-гаситель для проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи, содержащая корпус, тяги, закрепленные на корпусе, выполненные в виде упругого элемента по числу проводов расщепленной фазы, и ограничители перемещения тяг с внутренними отверстиями, установленные на тягах друг за другом с зазором между ними, при этом ограничители перемещения упругих элементов выполнены в виде цилиндрических сегментов со скругленными торцевыми поверхностями, одна из которых выполнена выпуклой, а другая - вогнутой, и установлены так, что каждые два соседних сегмента имеют выпуклую и вогнутую смежные торцевые поверхности, причем распорка снабжена соединительной втулкой, предназначенной для создания предварительного натяга упругих элементов, установленной в месте стыка упругих элементов [2].

Данная распорка, обеспечивая повышение надежности линии путем гашения вибрации и субколебаний, в то же время не способна подавлять пляску проводов, что в значительной мере снижает эффективность ее функционального действия; кроме того, конструкция этой распорки-гасителя чрезвычайно усложнена, в частности, из-за применения ограничителей перемещения упругих элементов, выполняемых в виде цилиндрических сегментов или шаров.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является распорка-гаситель для проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи, содержащая тяги, выполненные в виде упругого элемента по числу проводов расщепленной фазы и закрепленные одним концом в зажимах, установленных на проводах расщепленной фазы [3].

Эта распорка относится к типу эластичных распорок, демпфирующие свойства которых целиком зависят от характеристик упругого элемента. Однако конструктивно распорка выполнена таким образом, что, обладая хорошими гасящими способностями в отношении вибрации и субколебаний, она не обеспечивает гашение пляски проводов. Кроме того, распорка не обладает достаточной жесткостью, что отрицательно скажется на условиях надежной работы при действии токов короткого замыкания (провода напрямую соединяются друг с другом упругими элементами и при коротком замыкании за счет возникающих больших сжимающих сил до 1,5 тонн на один провод расщепленной фазы они могут схлестываться между собой).

Авторы ставили перед собой задачу достижения технического результата путем разработки эластичной полужесткой распорки-гасителя для двух и более проводов расщепленной фазы воздушных линий электропередачи, простой по конструктивному исполнению и технологичной в процессе производства, обладающей хорошими демпфирующими свойствами в части защиты проводов от действия вибрации, субколебаний и пляски. Этот конкретный технический результат был достигнут в предложенной распорке-гасителе для проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи, характеризуемой новой совокупностью существенных конструктивных признаков, которая приведена в нижеследующей формуле изобретения: «распорка-гаситель для проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи, содержащая тяги, выполненные в виде упругого элемента по числу проводов расщепленной фазы и закрепленные одним концом в зажимах, установленных на проводах расщепленной фазы; распорка снабжена втулками, установленными на упругих элементах по направлению их продольных осей, жестко скрепленными друг с другом на одном конце в центре распорки, являющемся центром расщепленной фазы линии, и спрессованными в нескольких точках на упругих элементах, при этом диаметр каждого упругого элемента выбирается меньшим диаметра втулок на величину Δ=1÷3 мм, а каждая упомянутая втулка устанавливается на упругом элементе с зазором l от зажима распорки, равным l=1÷3 мм, для обеспечения изгибных деформаций упругих элементов при колебаниях расщепленных проводов фазы линии; упругий элемент каждой тяги выполнен в виде многопроволочного преформированного стального троса; количество проволок в тросе выбрано в пределах до 19 штук; на одной из плашек зажимов распорки закреплен консольный элемент с грузом на конце, предназначенный для защиты от пляски расщепленных проводов фазы воздушной линии электропередачи, при этом продольная ось консольного элемента расположена под углом к продольной оси упругого элемента; консольный элемент выполнен в виде троса; консольный элемент выполнен в виде жесткого стержня; масса груза, закрепленного на конце консольного элемента, выбирается в пределах 2÷4 кг».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 - общий вид распорки-гасителя для двух проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи, выполненной согласно настоящему изобретению, вид вдоль проводов линии; на фиг.2 - то же, что на фиг.1 - для трех проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи; на фиг.3 - то же, что на фиг.1 - для четырех проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи; на фиг.4 - то же, что на фиг.1 - для пяти проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи; на фиг.5 - то же, что на фиг.1 - для шести проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи; на фиг.6 - то же, что на фиг.1 - для восьми проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи; на фиг.7 - то же, что на фиг.1 - вариант распорки-гасителя с дополнительным консольным элементом для гашения пляски.

Заявляемая распорка-гаситель для проводов 1 расщепленной фазы воздушной линии электропередачи состоит из тяг и зажимов. Тяги выполняются в виде упругих элементов 2, количество которых соответствует числу проводов 1 расщепленной фазы линии. В качестве упругого элемента 2 берется многопроволочный стальной трос (канат), который находится в преформированном (с предварительно заданной формой) состоянии, причем число проволок троса выбирается до 19 штук. Зажимы распорки состоят из корпуса 3 с пазом 4 для укладки в него провода 1, плашки 5 и крепежного болта 6 с гайкой 7.

Один конец 8 каждого упругого элемента 2 жестко закрепляется (например, посредством прессования) в корпусе 3 соответствующего зажима распорки. Вторым концом 9 каждый упругий элемент 2 вводится в отверстие втулки 10 (например, металлической) и в нескольких точках 11 запрессовывается в ней, при этом необходимо, чтобы втулка 10 была направлена строго по продольной оси 12 упругого элемента 2. Втулки 10 скрепляются между собой в центре 13 распорки, который является центром расщепленной фазы линии, независимо от числа составляющих (проводов) в расщепленной фазе. В окончательном варианте втулки 10 отстоят от корпусов 3 зажимов на определенное расчетное расстояние l=1÷3 мм, причем диаметр d упругого элемента 2 выбирается меньшим диаметра отверстия d_вт втулки 10 примерно на 1÷3 мм с таким расчетом, чтобы на длине втулки 10 упругий элемент 2 располагался с определенным зазором Δ от нее (втулки).

Для обеспечения эффективного гашения пляски проводов 1, часто возникающей на линиях в условиях действия интенсивных ветра и гололеда, к одной из плашек 5 зажимов распорки крепится консольный элемент 14 с грузом 15 на его конце. В качестве консольного элемента 14 может быть гибкий элемент (трос или канат) либо жесткий стержень. В пролете линии на каждой следующей распорке консольный элемент 14 с грузом 15 устанавливается в направлении, противоположном предыдущему консольному элементу.

Изобретение работает следующим образом.

Изготовленная распорка-гаситель монтируется на проводах расщепленной фазы воздушной линии электропередачи, для чего в пазы 4 корпусов 3 укладываются расщепленные провода 1, накрываются плашками 5 и затягиваются болтами 6 с гайками 7 с заданным значением усилия затяжки зажима распорки на проводе линии. Для районов прохождения воздушных линий электропередачи, подверженных действию интенсивной пляски (районы с высокой ветровой и гололедной активностью), к одной из плашек 5 крепится консольный элемент 14 с грузом 15, закрепленным на его конце.

За счет того что на упругих элементах 2 спрессованы втулки 10 с диаметром, близким к диаметру троса 2, распорка действует как жесткая система, обеспечивающая заданное расчетное расстояние между проводами 1 в расщепленной фазе; даже в условиях действия короткого замыкания, когда возникают большие сжимающие усилия (до 1,5 тонн), такая система не допускает схлестывания расщепленных проводов 1. В то же время предложенная конструкция работает как демпферная система из-за демпфирующих свойств упругих элементов 2, расположенных с некоторой свободой (зазор порядка 1÷3 мм) вдоль втулок 10. При возникновении колебаний в пролетах линии, например вибраций или субколебаний, упругие элементы 2 из-за наличия свободного промежутка l между ними и корпусами 3 зажимов, а также зазора Δ от стенок втулок 10, имеют возможность изгиба, сопровождающегося относительным смещением проволок в повивах тросов 2 и заметным рассеиванием части энергии в виде тепла на трущихся между собой проволочках тросов 2. В случае возникновения пляски на проводах линии консоль 14 с грузом 15, закрепленная на плашке 5 зажима распорки, представляет собой эксцентричную конструкцию, действующую как гаситель пляски, поскольку консоль 14 с грузом 15 воздействуют на крутильные колебания фазы расщепленных проводов 1 и таким образом обеспечивают эффективное гашение пляски проводов.

Предложенная распорка-гаситель для проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи сочетает в себе свойства жестких и эластичных распорок и помимо функции поддержания расстояния между проводами в фазе обеспечивает эффективное гашение вибрации, субколебаний и пляски. По своим эксплуатационным качествам в части гашения вибрационных колебаний она не уступает лучшим известным образцам демпферных распорок, но, кроме того, позволяет гасить пляску проводов и по стоимости значительно ниже демпферных распорок.

Источники информации

1. Патент Республики Италия №504267, класс IX, опубликован 10 декабря 1954 г.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР «Распорка-гаситель для проводов расщепленной фазы (варианты)» №1185471, класс Н02G 7/12, 7/14, опубликовано 15.10.85 г. Бюллетень №38.

3. Заявка РСТ «Spacer Dampers» №WO 96/01968, класс H02G 7/12, опубликована 01.02.96 г.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в качестве распорок-гасителей для проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи. Распорка-гаситель выполняется в виде упругих элементов (2), на концах (8) которых жестко закреплены корпуса (3) зажимов, в чьих пазах (4) посредством плашек (5) крепятся провода (1) расщепленной фазы воздушной линии электропередачи. В качестве тяг (2) используются многопроволочные стальные канаты (тросы) с числом проволок в пределах 19 штук. На упругие элементы (2) надеваются и закрепляются в нескольких точках (11) металлические втулки (10), которые одним концом скрепляются между собой в центре (13), являющемся центром расщепленной фазы линии. Втулки (10) отстоят от корпусов (3) зажимов на небольшое расстояние l=1÷3 мм, и их диаметр d_вт выбирается больше диаметра упругих элементов (2) на величину Δ=1÷3 мм. Распорка благодаря металлическим втулкам (10), жестко закрепленным на тягах (2), работает как жесткая система, обеспечивая заданное расстояние между проводами (1), и действует, как демпфер, так как упругие тяги (2) имеют свободу изгиба. К одной из плашек (5) зажима распорки крепится консольный элемент с грузом на его конце. Распорка-гаситель при достаточно простой конструкции обеспечивает эффективное гашение колебаний проводов, возникающих на воздушных линиях электропередачи. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Распорка-гаситель для проводов расщепленной фазы воздушной линии электропередачи, содержащая тяги, выполненные в виде упругого элемента по числу проводов расщепленной фазы и закрепленные одним концом в зажимах, установленных на проводах расщепленной фазы, отличающаяся тем, что распорка снабжена втулками, установленными на упругих элементах по направлению их продольных осей, жестко скрепленными друг с другом на одном конце в центре распорки, являющемся центром расщепленной фазы линии, и опресованными в нескольких точках на упругих элементах, при этом диаметр каждого упругого элемента выбирается меньшим диаметра втулок на величину Δ=1÷3 мм, а каждая упомянутая втулка устанавливается на упругом элементе с зазором l от зажима распорки, равным l=1÷3 мм, для обеспечения изгибных деформаций упругих элементов при колебаниях расщепленных проводов фазы линии.2. Распорка по п.1, отличающаяся тем, что упругий элемент каждой тяги выполнен в виде многопроволочного преформированного стального троса.3. Распорка по п.1, отличающаяся тем, что количество проволок в тросе выбрано в пределах до 19 штук.4. Распорка по п.1, отличающаяся тем, что на одной из плашек зажимов распорки закреплен консольный элемент с грузом на конце, предназначенный для защиты от пляски расщепленных проводов фазы воздушной линии электропередачи, при этом продольная ось консольного элемента расположена под углом к продольной оси упругого элемента.5. Распорка по п.1, отличающаяся тем, что консольный элемент выполнен в виде троса.6. Распорка по п.1, отличающаяся тем, что консольный элемент выполнен в виде жесткого стержня.7. Распорка по п.1, отличающаяся тем, что масса груза, закрепленного на конце консольного элемента, выбирается в пределах 2÷4 кг.