УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ПРОВОДОВ НА ОПОРЕ ВОЗДУШНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ 6÷35 кВ Российский патент 2009 года по МПК H02G7/20 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам (оголовкам) для закрепления проводов на стойке опоры воздушной линии электропередачи 6-35 кВ.

Известна опора высоковольтной линии с треугольным расположением фаз, содержащая стойку, основную траверсу, на концах которой установлены крюки со штыревыми изоляторами, вертикальную штангу со штыревыми изоляторами и защитную траверсу с изолированными концами, установленную над основной траверсой; защитная траверса установлена на вертикальной штанге на расстоянии, равном изоляционному расстоянию линии от основной траверсы, и выполнена с нижней и верхней заграждающими скобами, расположенными по обеим сторонам стойки и прикрепленными средними частями к вертикальной штанге, при этом длина защитной траверсы больше расстояния между изоляторами основной траверсы на величину двойного изоляционного расстояния линии, а общая длина плеч защитной траверсы между точками закрепления верхней заграждающей скобы равна расстоянию между изоляторами основной траверсы [1].

Данная опора, в частности верхняя часть (оголовок) ее стойки, сконструирована с таким расчетом, чтобы обеспечить эффективную защиту от перекрытия фазной изоляции птицами. Решение этой задачи приводит к значительному усложнению и удорожанию конструкции опоры. В тех случаях, где защита от посадки птиц на опоры линий не требуется, применение этой известной опоры нецелесообразно.

Наиболее близким техническим решением по отношению к предложенному является устройство для закрепления проводов на опоре воздушной линии электропередачи 6÷35 кВ, содержащее установленный на вершине стойки опоры оголовок и фазные изолирующие элементы [2].

Это известное техническое решение имеет следующие существенные недостатки:

- узлы крепления проводов с использованием штыревых фарфоровых и стеклянных изоляторов не обеспечивают должной надежности из-за подверженности проявлениям вандализма, низкой механической прочности на изгиб узла «изолятор + колпак + штырь», которая фактически определяется не прочностью изолятора (12,5 кН), а прочностью штыря, и недостаточностью электрической прочности особенно при воздействии грозовых перенапряжений с крутым фронтом и воздействием рабочего напряжения на загрязненный и увлажненный изолятор;

- большие габариты и масса оголовка узла крепления проводов; например, вес оголовка без изоляторов достигает 30 кг, а с установкой изоляторов - до 40 кг. В то же время длина траверсы оголовка, выполняемого из стального уголка (как правило, 100×100×8 мм), оказывается порядка 1,2 м и закреплена на стойке опоры перпендикулярно воздушной линии;

- узел крепления такой конструкции требует значительных временных и трудовых затрат при монтаже.

Заявитель и авторы ставили перед собой задачу создания новой конструкции узла крепления проводов на промежуточной опоре воздушной линии электропередачи напряжением 6÷35 кВ, которая характеризовалась бы преимуществами по сравнению с техническими решениями аналогичного назначения в части более высокой надежности работы, меньших линейных габаритов и весовых характеристик, а также возможности обеспечения полной заводской готовности узла с целью сокращения затрат при монтаже. Этот конкретный положительный технический результат был достигнут в данном изобретении за счет новой совокупности существенных конструктивных признаков, зафиксированной в нижеследующей формуле изобретения, а именно: «устройство для закрепления проводов на опоре воздушной линии электропередачи 6÷35 кВ, содержащее установленный на вершине стойки опоры оголовок и закрепленные на нем фазные изолирующие элементы; оголовок представляет собой каркасную конструкцию Т-образной формы, состоящую из имеющей Г-образное сечение траверсы с наклоненными заплечиками и узла крепления устройства к стойке опоры, при этом фазные изолирующие элементы закреплены на траверсе веерообразно таким образом, что изолирующий элемент средней фазы расположен вертикально, а изолирующие элементы крайних фаз расположены под углом α к горизонтали, зависящим от величины нормируемого воздушного промежутка L между соседними проводами, строительной высоты Н используемых фазных изолирующих элементов, длины s горизонтального участка траверсы, длины b каждого из наклоненных заплечиков траверсы и определяемым из соотношения:

2H²(1-sinα)+H(b+s)cosα+0,5bs sinα+0,25(s²+b²)-L²=0;

в качестве фазных изолирующих элементов использованы линейные опорные стержневые фарфоровые изоляторы; в качестве фазных изолирующих элементов использованы линейные опорные стержневые композитные изоляторы; при установке его на стойке деревянной опоры узел крепления траверсы к стойке опоры выполнен в виде вертикально расположенных вдоль стойки уголков, скрепляемых между собой поперечными связями и закрепляемых на стойке опоры сквозными болтами; при установке его на железобетонной опоре узел крепления траверсы к стойке опоры выполнен в виде двух стальных полос, скрепленных двумя полухомутами и закрепляемых на стойке опоры сквозным болтом; при установке его на многогранной стальной опоре узел крепления траверсы к стойке опоры выполнен в виде решетчатой конструкции, состоящей из вертикальных стальных полос, соединенных в верхней части стойки опоры с траверсой, а в нижней части - накладками, причем число n упомянутых полос выбирается из следующего соотношения: 4≤n≤N, где N - число граней стойки опоры».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид устройства для закрепления проводов на опоре воздушной линии электропередачи 6÷35 кВ, выполненного согласно настоящему изобретению, вариант установки устройства на стойке деревянной опоры; на фиг.2 - то же, что на фиг.1, вариант установки устройства на стойке железобетонной опоры; на фиг.3 - то же, что на фиг.1, вариант установки устройства на многогранной стальной опоре.

Устройство для закрепления проводов 1 на опоре воздушной линии электропередачи 6÷35 кВ состоит из закрепляемого на вершине стойки опоры (не показаны) оголовка 2 с фазными изолирующими элементами (изоляторами), например, изолятор 3 средней фазы и изоляторы 4, 5 двух крайних фаз. В качестве фазных изолирующих элементов 3, 4, 5 могут быть применены линейные опорные стержневые фарфоровые изоляторы (например, ИЛОК 10) или специально разработанные линейные опорные стержневые полимерные (композитные) изоляторы.

Оголовок 2 вместе с фазными изолирующими элементами 3, 4, 5 представляют собой моноблок, то есть трехфазную изолирующую конструкцию полностью заводского изготовления, готовую без каких-либо преобразований для установки на воздушной линии электропередачи. Оголовок 2 выполняется в виде Т-образной каркасной конструкции и состоит из укороченной траверсы 6 с Г-образной формой сечения, на верхней горизонтальной части которой закреплена плоская пластина 7 с наклоненными заплечиками 8, 9 и узла крепления 10 траверсы 6 к стойке опоры. При этом провода 1 линии закрепляются на фазных изолирующих элементах 3, 4, 5 по типу веерного расположения - изолятор 3 средней фазы расположен вертикально на плоской пластине 7 траверсы 6, а изоляторы 4, 5 крайних фаз на наклоненных заплечиках 8, 9 плоской пластины 7, соответственно. Угол α к горизонтали 11 изоляторов 4, 5 проводов 1 крайних фаз зависит от величины нормируемого воздушного промежутка L между соседними проводами, строительной высоты Н используемых фазных изолирующих элементов (изоляторов) 3, 4, 5, длины s горизонтального участка траверсы 6, длины b каждого из наклоненных заплечиков 8, 9 траверсы 6 и определяется из следующего соотношения:

2H²(1-sinα)+H(b+s)cosα+0,5bs sinα+0,25(s²+b²)-L²=0.

Варианты исполнения узла крепления 10 траверсы 6 к стойке опоры зависят от типа опор, применяемых на воздушной линии электропередачи. При установке узла 10 на стойке деревянной опоры он выполняется в виде вертикально располагаемых вдоль стойки опоры уголков 12, скрепляемых между собой поперечными связями 13 и фиксируемых на стойке опоры сквозными болтами 14. При установке узла 10 на железобетонной опоре он выполняется в виде двух стальных полос 15, скрепляемых двумя полухомутами 16, а к стойке опоры крепящихся сквозным болтом 17. При установке на многогранной стальной опоре узел крепления 10 траверсы 6 к стойке опоры выполняется в виде решетчатой конструкции, состоящей из вертикальных стальных полос 18, которые сваркой крепятся к траверсе 6 и накладками 19 к нижней части стойки опоры. Число n полос 18 решетчатой конструкции зависит от числа N граней стойки опоры и выбирается из такого соотношения: 4≤n≤N.

Устройство для закрепления проводов на опоре воздушной линии электропередачи 6÷35 кВ изготавливается целиком вместе с фазными изолирующими элементами (изоляторами) на заводе-изготовителе и в таком собранном виде поставляется на воздушную линию электропередачи, где устанавливается на опоре.

Новая конструкция устройства для закрепления проводов на опоре воздушной линии электропередачи 6÷35 кВ обеспечивает снижение металлоемкости узла крепления за счет веерной конструкции оголовка с использованием стержневых композитных изоляторов; кроме того, применение в такой конструкции устройства линейных композитных стержневых изоляторов позволяет существенно повысить его надежность работы, снизить габариты и массу; разработка технического решения, обеспечивающего полную заводскую готовность единого трехфазного изолирующего узла («моноблока») дает возможность проводить монтаж устройства на стойке опоры по упрощенной технологии, который ограничивается только установкой и затяжкой болтов крепления. Габаритные размеры и ориентация в пространстве каркасной конструкции предлагаемого устройства позволяет обеспечить оптимальное расположение фазных изолирующих элементов (изоляторов) с точки зрения воздействующих на них усилий в нормальном и аварийном состоянии работы воздушной линии электропередачи. Особенности условий работы линейных изоляторов, заключающиеся в обеспечении возможности закрепления на них стандартными вязками гибкого провода, защищенного изоляцией, обеспечиваются конструктивным исполнением заявляемого устройства, так как его механическая прочность достаточна как при вертикальном (изолятор средней фазы), так и при практически горизонтальном (изоляторы крайних фаз) расположении изоляторов. В настоящее время идет освоение серийного производства устройств для закрепления проводов на опоре воздушной линии электропередачи 6÷35 кВ, выполняемых по настоящему изобретению.

Источники информации

1. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1078014 «Опора высоковольтной линии с треугольным расположением фаз», класс Е04Н 12/24, приоритет от 17.06.82 г., опубликовано 07.03.84 г. Бюллетень №9.

2. Описание изобретения к авторскому свидетельству СССР №1537786 «Оголовок опоры линии электропередачи», класс Е04Н 12/24, приоритет от 12.01.88 г., опубликовано 23.01.90 г. Бюллетень №3.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для закрепления проводов воздушных линий электропередачи 6÷35 кВ. Устройство выполнено в виде моноблока, полностью изготавливаемого на заводе-изготовителе и состоящего из оголовка 2 и фазных изолирующих элементов 3, 4, 5. Оголовок 2 представляет собой Т-образную каркасную конструкцию в виде укороченной траверсы 6 с плоской пластиной 7 и наклоненными заплечиками 8, 9. Провода 1 закрепляются на изоляторах 3, 4, 5 веерным образом, а именно: провод 1 средней фазы 3 расположен вертикально, а провода 1 крайних фаз 4,5 - под углом α к горизонтали 11. Величина угла α определяется из соотношения: 2Н²(1-sinα)+H(b+s)cosα+0,5bs sinα+0,25(s²+b²)-L²=0, где L - величина нормируемого воздушного промежутка между соседними проводами 1; Н - строительная высота используемых изоляторов, s - длина горизонтального участка траверсы 6, b - длина каждого из наклоненных заплечиков 8, 9 траверсы 6. В зависимости от типа опоры, на которую монтируется предлагаемое устройство, соответственно, выполняется узел крепления 10 траверсы 6. Технический результат состоит в существенном снижении затрат на монтаж, повышении надежности в эксплуатации и уменьшении стоимости устройства, выполненного в виде компактного моноблока, полностью собранного на заводе-изготовителе. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для закрепления проводов на опоре воздушной линии электропередачи 6÷35 кВ, содержащее установленный на вершине стойки опоры оголовок и закрепленные на нем фазные изолирующие элементы, отличающееся тем, что оголовок представляет собой каркасную конструкцию Т-образной формы, состоящую из имеющей Г-образное сечение траверсы с наклоненными заплечиками и узла крепления устройства к стойке опоры, при этом фазные изолирующие элементы закреплены на траверсе веерообразно таким образом, что изолирующий элемент средней фазы расположен вертикально, а изолирующие элементы крайних фаз расположены под углом α к горизонтали, зависящим от величины нормируемого воздушного промежутка L между соседними проводами, строительной высоты Н используемых фазных изолирующих элементов, длины s горизонтального участка траверсы, длины b каждого из наклоненных заплечиков траверсы и определяемым из соотношения:
2Н²(1-sinα)+H(b+s)cosα+0,5bs sinα+0,25(s²+b²)-L²=0.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве фазных изолирующих элементов использованы линейные опорные стержневые фарфоровые изоляторы.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве фазных изолирующих элементов использованы линейные опорные стержневые композитные изоляторы.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при установке его на стойке деревянной опоры узел крепления траверсы к стойке опоры выполнен в виде вертикально расположенных вдоль стойки уголков, скрепляемых между собой поперечными связями и закрепляемых на стойке опоры сквозными болтами.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при установке его на железобетонной опоре узел крепления траверсы к стойке опоры выполнен в виде двух стальных полос, скрепленных двумя полухомутами и закрепляемых на стойке опоры сквозным болтом.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при установке его на многогранной стальной опоре узел крепления траверсы к стойке опоры выполнен в виде решетчатой конструкции, состоящей из вертикальных стальных полос, соединенных в верхней части стойки опоры с траверсой, а в нижней части - накладками, причем число n упомянутых полос выбирается из следующего соотношения: 4≤n≤N, где N - число граней стойки опоры.