ОПОРА С ДВОЙНОЙ ОБОЛОЧКОЙ ИЗ СВИТОЙ ЛЕНТЫ ДЛЯ ПОДВЕСКИ ПРОВОДОВ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ Российский патент 2013 года по МПК E04H12/18 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при строительстве и ремонте опор высотой от 15 до 40 м для воздушных линий (ВЛ) электропередачи напряжением 35-500 кВ, а также для мачт молниеотводов, антенн и т.п.

Уровень техники

В настоящее время на ВЛ 35-500 кВ применяются, как правило, решетчатые стальные опоры, опоры на железобетонных (ж/б) центрифугированных стойках высотой до 26 м и стальные многогранные опоры [1].

Стальные решетчатые опоры обладают множеством существенных недостатков [1], из которых наиболее значимыми являются трудоемкость процесса сборки и сложность технологии установки опоры, не исключающей риски.

В отношении ж/б центрифугированных опор следует в первую очередь отметить следующие недостатки [1]:

- качество изготовления ж/б стойки практически невозможно контролировать и сложно диагностировать;

- большой вес опоры (вес одноцепной ж/б опоры 110 кВ примерно в 2,5 раза больше, чем стальной);

- транспортирование ж/б опор возможно только с использованием специальных транспортных средств (сцепки платформ, опоровозов);

- в процессе транспортирования и погрузочно-разгрузочных работ велика вероятность разрушения стоек;

- применение ж/б стоек ограничивается, с одной стороны, введением в действие Правил устройства электросетей -7, в которых существенно возросли требования к строящимся ВЛ, связанные с более реальным учетом климатических нагрузок, региональных особенностей трасс, ужесточением требований по надежности и безопасности, с другой стороны, весом и транспортными затратами;

- для выполнения необходимых требований по экологии (электрические и магнитные поля, акустические шумы) и по электромагнитной совместимости (радио- и телевизионные помехи) высота опор ВЛ напряжением 220-500 кВ в ряде случаев должна быть не менее 30 м, что невозможно обеспечить с помощь ж/б стоек (максимальная длина ж/б стойки не превышает 26 м);

- низкая ремонтопригодность (старение ж/б стоек проявляется в образовании и развитии продольных и поперечных трещин в железобетоне, оголении рабочей арматуры, коррозии арматуры, а эффективных и качественных способов ремонта нет). Имеются различные конструкции заявленных на изобретение или запатентованных опор [2-7], которые практически не используются.

В последнее время изготовлены опытные образцы, проведены испытания и аттестация стальных многогранных промежуточных опор [1] для ВЛ 35-110 кВ производства ОАО «Опытный завод «Гидромонтаж» и ДЗМК «Метако».

Стальная многогранная опора [8], Патентообладатель ОАО "Опытный завод «Гидромонтаж», изготавливается из стального листа толщиной 4-6 мм секциями заданной длины. Образование граней на конусной образующей поверхности опоры требует сложной и дорогостоящей технологии раскроя и штамповки листового проката, возникают отходы. Длина секций такова, что все равно для их перевозки требуется опоровоз - длинномер. Сама сборка и сварка конусных секций на земле является сложной операцией, поскольку необходимо обеспечивать соосность секций.

Ближайшим прототипом патентоспособного изделия среди опор является патент US 3451182 A [9] «A collapsible pole» (перевод с англ. - раскладной столб, опора). Столб вытягивается из рулона ленты. Раскладной столб [9] в себя включает одну плоскую ленту одинакового поперечного сечения, которая свернута в спираль и за счет сил трения между витками ленты соединена по винтовой линии вдоль оси столба механически с помощью ряда внешне ориентированных выдавленных выступов на кромке ленты. Механическое соединение на выступах трудоемко и не делает всю конструкцию прочной и пригодной выполнять функцию опор для ВЛ 35-500 кВ.

Сущность изобретения

Опора с двойной оболочкой из свитой ленты для подвески проводов лини электропередачи в состояниях возведенном, см. фиг.1, и сложенном, см. фиг.2, состоит из следующих основных элементов:

- наконечника 1 с устройствами для крепления траверс, молниеотвода и технологических приспособлений для монтажа (возведения опоры),

- из наружной конической трубы 2 из витков ленты, соединенных неразъемно по винтовой линии вдоль опоры (например, с помощью сварки, клея и т.п.),

- из внутренней конической трубы 3 из витков ленты, соединенных внахлест плотно по винтовой линии вдоль опоры,

- сосудов 4 с вспенивающимся и отвердивающим наполнителем,

- патрубков 5 для заполнения межтрубного зазора в опоре наполнителем,

- клапанов 6 для управления моментом заполнения наполнителем,

- тяг 7 для открытия клапанов,

- наполнителя 8 пористого и отвердевшего после заполнения внутренней полости опоры,

- фланца 9 для крепления к фундаменту. В установленном состоянии внутри опоры оставляют пустые сосуды из-под наполнителя и систему патрубков для автоматического заполнения зазора между оболочками опоры наполнителем.

В транспортируемом виде опора с двойной оболочкой из свитой ленты для подвески проводов лини электропередачи сложена в рулон, см. Фиг.2. Сосуды заполнены наполнителем в жидкой фазе под давлением газа.

Установка опоры производится путем:

- крепления рулона ленты посредством фланца к фундаменту,

- вытягивания внутренней и наружной лент за наконечник с регулируемой подкруткой в направлении скрутки рулона и обратно с одновременным поджатием и торможением вытянутой части наружной ленты в виде оболочки опоры технологическими приспособлениями,

- соединения наружной оболочки опоры по винтовой линии вытянутых витков ленты с на хлестком в неразъемную конусную трубу (например, с помощью клея сварки, клепок и т.п.),

- заполнения через патрубоки полости между оболочками вытянутой части опоры отвердевающим наполнителем объемным расходом больше чем скорость вытягивания ленты умноженной на площадь поперечного сечения зазора между оболочками опоры на уровне сопел патрубков,

- получения избыточным давлением наполнителя предварительно напряженного состояния оболочек опоры при полностью вытянутом ее состоянии.

Промышленная применимость

Изобретение может быть применено в строительстве и ремонте электрических сетей. Изобретение обеспечивает повышение эксплуатационной надежности и работоспособности опор воздушных линий электропередачи 0,4-500 кВ за счет требуемой прочности, применения современных технологий и материалов. В качестве лент, образующих внутренную и наружную конусные поверхности опоры может применяться стальная, стеклопластиковая или пластиковая, что предопределяет ресурс работы опоры. Витки внутренней ленты не соединяют по винтовой линии в неразъемную оболочку. Процесс установки опоры может быть легко автоматизирован с использованием легкой транспортной техники, поскольку: вес опоры в 10-ки раз меньше ж/б, габаритные размеры опоры в сложенном состоянии несоизмеримо малы по сравнению с другими типами опор, а технология монтажа опоры на месте установки чрезвычайно проста - простое вытягивание лены из рулона.

Применение опор из свитой ленты позволит значительно сократить стоимость и время строительства новых линий электропередачи и ремонта действующих.

Список цитируемой литературы:

1. Создание и внедрение стальных многогранных опор для ВЛ 35-500 кВ. ЦЕЛЕВАЯ ПРОГРАММА. Бизнес-единицы «Сети» ОАО РАО «ЕЭС России».

2. Патент RU 2307223 C1 от 27.09.2007 на изобретение "Опора для подвески проводов воздушных линий электропередачи".

3. US 3270480 A, 06.09.1966.

4. US 3865498 A, 11.02.1975.

5. RU 2248434 C1, 20.03.2005.

6. RU 2005866 C1, 15.01.1994.

7. SU1679023 A1, 23.09.1991.

8. Заявка №2003134575/03 от 28.11.2003 г. на патент изобретения "Стальная многогранная опора ЛЭП".

9. Патент US 3451182 A, 24.06.1969, МПК E04H 12/18.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано при строительстве и ремонте опор высотой от 15 до 40 м для воздушных линий электропередачи напряжением 35-500 кВ, а также для мачт систем молнии защиты, антенн и т.п. Технический результат: повышение эксплуатационной надежности и работоспособности опор, сокращение стоимости и времени строительства. Опора с двойной оболочкой из свитой ленты для подвески проводов линий электропередачи содержит свободностоящую, по крайней мере, одну стойку в виде конической трубы из витков ленты, вытягиваемой при возведении из рулона и соединенной по винтовой линии вдоль опор. В возведенном состоянии опора состоит из двух конических труб из витков лент, которые соединены по винтовой линии вдоль каждой трубы. Конические трубы в возведенной опоре размещены одна в одну соосно с зазором, заполненным отвердевающим наполнителем. Наружная коническая труба имеет неразъемное соединение между витками ленты, а внутренняя коническая труба имеет соединение витков ленты внахлест плотно. У опоры сверху имеется наконечник, соединенный с внутренней и наружной конической трубами устройствами для крепления траверс (для подвески проводов), молниеотвода и технологических приспособлений для возведения (монтажа) опоры. Опора снизу имеет фланец, соединенный с внутренней и наружной коническими трубами, предназначенный для крепления к фундаменту. Опора имеет сосуды с вспенивающимся и отвердевающим наполнителем, патрубки для заполнения наполнителем зазора между коническими трубами, клапаны для управления моментом заполнения наполнителем и тяги для открытия клапанов. До возведенного состояния опора находится в сложенном состоянии, в котором имеются все перечисленные выше элементы опоры, но ленты находятся на фланце свернутыми в рулоны. Опора обладает свойством возведения из сложенного состояния путем вытягивания сверху за наконечник. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Опора с двойной оболочкой из свитой ленты для подвески проводов линий электропередачи, содержащая в возведенном состоянии свобод нестоящую, по крайней мере, одну стойку в виде конической трубы из витков ленты, вытягиваемой при возведении из рулона и соединенной по винтовой линии вдоль опоры, отличающаяся тем, что в возведенном состоянии опора состоит из двух конических труб из витков лент, которые соединены по винтовой линии вдоль каждой трубы, что конические трубы в возведенной опоре размещены одна в одну соосно с зазором, заполненным отвердевающим наполнителем, что наружная коническая труба имеет неразъемное соединение между витками ленты, а внутренняя коническая труба имеет соединение витков ленты внахлест плотно, что у опоры сверху имеется наконечник, соединенный с внутренней и наружной коническими трубами и устройствами для крепления траверс (для подвески проводов), молниеотвода и технологических приспособлений для возведения (монтажа) опоры, что опора снизу имеет фланец, соединенный с внутренней и наружной коническими трубами, предназначенный для крепления к фундаменту, что опора имеет сосуды с вспенивающимся и отвердевающим наполнителем, патрубки для заполнения наполнителем зазора между коническими трубами, клапаны для управления моментом заполнения наполнителем и тяги для открытия клапанов, что до возведенного состояния опора находится в сложенном состоянии, в котором имеются все перечисленные выше элементы опоры, но ленты находятся на фланце свернутыми в рулоны, что опора обладает свойством возведения из сложенного состояния путем вытягивания сверху за наконечник.

2. Опора с двойной оболочкой из свитой ленты для подвески проводов линий электропередачи по п.1, отличающаяся тем, что между коническими трубами по их длине (высоте опоры) зазор делают разным и его определяют из расчета требуемой прочности на изгиб слоеной конструкции стенки опоры для заданной высоты.

3. Опора с двойной оболочкой из свитой ленты для подвески проводов линий электропередачи по п.1, отличающаяся тем, что сосуды содержат жидкий вспенивающийся и отвердевающий наполнитель под давлением газа до возведения опоры и находятся на фланце в зазоре между рулонами лент, а после возведения опоры сосуды остаются на фланце пустыми.

4. Опора с двойной оболочкой из свитой ленты для подвески проводов линий электропередачи по п.1, отличающаяся тем, что опора имеет соединенные с наконечником опоры и клапаном для подачи наполнителя тяги, которые включают подачу наполнителя в зазор между конусными трубами в момент начала вытягивания опоры.