ЗАЖИМ ДЛЯ РЕМОНТА ПРОВОДОВ ВОЗДУШНЫХ ЛИНИЙ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ И СПОСОБ ЕГО УСТАНОВКИ Российский патент 2020 года по МПК H02G7/05 H02G1/14 

Группа изобретений относится к области электроэнергетики, а именно к линейным зажимам, предназначенным для ремонта в частности сталеалюминиевых, алюминиевых или медных неизолированных проводов воздушных линий электропередачи (далее - ВЛЭП), имеющих повреждения жил и монтируемых в частности обжимом (прессованием). Технические решения позволяют осуществить как аварийный ремонт, так и текущее обслуживание линий электропередач.

В процессе эксплуатации ВЛЭП отмечаются различного рода повреждения провода, в частности расплетание жил провода, повреждение его поверхности под действием вибрационных колебаний, внешних силовых воздействий и т.д. Такие повреждения могут привести как к повышению сопротивления провода и уменьшению эффективности электропередачи, а так и к возникновению серьезных аварийных ситуаций. Заявляемый зажим и способ его установки позволяют устранить дефекты ВЛЭП, которые в дальнейшем могли спровоцировать серьезные повреждения и аварийные ситуации.

В настоящее время ремонт поврежденных или полностью разрушенных участков проводов ВЛЭП осуществляют путем установки в соответствующих местах специальных соединительных зажимов, которые фиксируют провод, предупреждая его дальнейшее расплетание и/или повреждение с восстановлением электропроводности участка. Их использование позволяет компенсировать увеличение сопротивления, возникающее при повреждении жил провода.

Из уровня техники известен ряд решений, использующих две половины трубы, предназначенные для ремонта повреждений, с их обжатием специальным инструментом. Соединение полутруб происходит за счет выполненных на их контактных поверхностях соединительных элементов типа «шип - паз» различной формы.

Например, известна труба для ремонта линии электропередачи [CN 206992615 U, приор. 12.05.2017, опубл. 09.02.2018, H02G 1/14, H02G 1/16], каждая из полутруб которой содержит паз с одной стороны и шип с другой, соответствующие друг другу.

Также известна ремонтная труба для линии электропередач [CN 202121260 U, приор. от 16.06.2011, опубл. 18.01.2012, H01R 4/20, H02G 1/14, H02G 7/00], полутрубы которой полностью идентичны и содержат на каждом конце паз и шип одновременно, такие, что пазы одной трубы соответствуют шипу другой.

Известен ремонтный зажим [RU 2285991, приор. от 27.05.2005, опубл. 20.10.2006, МПК (2006.01) H02G 7/08, H01R 4/20] в виде двух одинаковых полутруб из специального желобообразного профиля, на каждой из которых с одной стороны выполнен паз, а с другой - соответствующий выступ, которые могут быть выполнены различной формы от многогранника до овала. При сборке одна из полутруб устанавливается на провод ВЛЭП, а вторая надвигается сверху, при этом выступы входят в свои пазы и зажим собирается, образуя трубу, во внутренней полости которой находится провод. Затем производят прессовку шестигранными матрицами.

Известные устройства требуют для обеспечения предусмотренного их конструкцией соединения довольно высокой точности при расположении полутруб относительно друг друга во время монтажа, что может быть затруднено при осуществлении работ на высоте.

Технической проблемой, на решение которой направлена группа изобретений, является создание простого конструктивно, в использовании и изготовлении зажима, позволяющего осуществить ремонт ВЛЭП. Конструкция сопряжения составных частей такого устройства должна упрощать его монтаж при осуществлении работ на ВЛЭП, сводя к минимуму операции, которые в таких условиях могут быть затруднены.

Технический результат, достигаемый группой изобретений, заключается в упрощении конструкции и снижении трудоемкости изготовления зажима, упрощении и ускорении операций по его установке на проводе, а также повышении качества фиксации поврежденных жил провода ВЛЭП.

Заявляемый ремонтный зажим для проводов ВЛЭП содержит выполненные из электропроводящего материала кожух и седло, причем длина седла превышает длину кожуха. Седло выполнено из желобообразного профиля, а кожух - в виде полого цилиндра, участок которого удален в сегменте, соответствующем диаметру провода. При этом седло и кожух выполнены такими, что седло своей наружной поверхностью может быть вставлено в кожух с возможностью перемещения, а размещенный в седле провод прилегает к внутренним поверхностям седла и кожуха после поворота последнего.

Сопряжение кожуха и седла происходят без использования пазов сложной формы, что позволяет упростить изготовление, а также монтаж зажима, формируя при этом средство надежной фиксации поврежденных жил с компенсацией электропроводности.

Прилегание провода к внутренним поверхностям седла и кожуха может быть обеспечено выполнением утолщения на дне желоба седла. Величина утолщения выбирается такой, что центр окружности днища желоба отстоит от центра окружности наружной поверхности желоба на величину Δ, которая составляет , где D - наружный диаметр желоба, d - диаметр провода.

Для более удобного удержания седла при монтаже по крайней мере с одной стороны на выступающем за кожух участке седла выполнены лыски.

На внутренней поверхности седла выполнены поперечные канавки, которые при установке с использованием электропроводящих клеящих или отверждающихся веществ (эпоксидные смолы, герметики), заполняющих донную часть желоба, при перемещении провода от верхнего края желоба до его дна, вытесняются в верхнюю часть желоба, что позволяет распределить вещества равномерно, в том числе улучшая электрический контакт между проводом и кожухом.

Способ установки ремонтного зажима включает:

- подведение раскрытого зажима к поврежденному участку провода до упора провода в дно желоба седла,

- поворот кожуха до закрытия им провода,

- фиксацию провода в зажиме.

Фиксация провода в зажиме может быть выполнена путем механического опрессовывания (обжатием) либо с использованием токопроводящих клеящих или отверждающихся веществ, либо сочетанием механического опрессования и клеящих или отверждающихся веществ. При использовании комбинированного способа фиксации провода вещества наносят на внутреннюю поверхность кожуха и седла перед механическим опрессовыванием, которое должно быть произведено до отвердевания веществ.

Сущность решения поясняется чертежами, на которых изображено:

- на фиг. 1 - общий вид зажима перед монтажом,

- на фиг. 2 - зажим в разрезе с установленным проводом и открытым кожухом,

- на фиг. 3 - зажим в разрезе с установленным проводом и закрытым кожухом (после поворота кожуха),

- на фиг. 4 - общий вид зажима с закрытым кожухом и установленным проводом.

Для подтверждения возможности реализации группой изобретений своего назначения и достижения заявленного технического результата рассмотрим варианты их исполнения.

Заявляемый ремонтный зажим представляет собой конструкцию, состоящую из двух элементов, седла 1 и кожуха 2, предназначенных для сопряжения друг с другом. Для восстановления электропроводности при установке зажима на поврежденный провод 3 элементы зажима выполнены из электропроводящего материала, преимущественно из алюминия.

Внутренний элемент - седло 1 выполнено из желобообразного профиля, причем его наружная поверхность - в виде цилиндра с наружным диаметром менее внутреннего диаметра кожуха 2. При этом наружный диаметр седла 1 должен быть таким, чтобы обеспечивалась возможность установки седла 1 внутрь кожуха 2, как показано на фиг. 1-4. Глубина желоба седла 1 выполняется такой, чтобы внутренняя поверхность кожуха 2 после его поворота соприкасалась с установленным в седле 1 проводом 3 (см. фиг. 3). Ширина желоба седла 1 определяется диаметром провода 3.

Внешний элемент - кожух 2 представляет собой полый цилиндр, в котором удален металл в сегменте, размеры которого соответствуют диаметру провода 3, то есть длина хорды сегмента выполнена такой, чтобы провод 3 проходил через полученное отверстие в кожухе 2. Кожух 2 должен иметь внутренний диаметр такой, чтобы седло 1 входило в кожух 2 достаточно плотно, но обеспечивая свободное перемещение как по оси, так и вращательное (например, с посадкой скольжения), а верхняя поверхность провода 3, установленного в седле 1, после поворота кожуха 2 должна прилегать к внутренней поверхности кожуха 2.

То есть седло 1 и кожух 2 выполняются такой формы и размеров, чтобы установленный в зажим провод 3 прилегал как к внутренним поверхностям седла 1, так и к внутренней поверхности кожуха 2 после его поворота.

Для обеспечения прилегания провода 3 к внутренним поверхностям седла 1 и кожуха 2 на дне желоба седла 1 выполнено утолщение, за счет которого провод 3 смещается вверх от центра окружности наружной поверхности седла 2. Утолщение выполнено таким, что центр окружности днища желоба седла 1 отстоит от центра окружности наружной поверхности желоба седла 1 на величину Δ, которая рассчитывается как: , где D - наружный диаметр желоба седла 1, d - диаметр провода 3. То есть расстояние от дна желоба седла 1 до внутренней поверхности кожуха 2 в закрытом его состоянии равно диаметру провода 3.

Плотное прилегание провода 3 к внутренним поверхностям седла 1 и кожуха 2 обеспечивает эффективность как его фиксации в зажиме, так и компенсации электропроводности. Требования к плотности посадки могут быть снижены при использовании обжима (опрессовки) и/или соединения элементов зажима электропроводящими клеящими или отверждающимися веществами (например, эпоксидными смолами).

Длина зажима определяется по длине отсутствующих жил на поврежденном проводе 3. При этом длина седла 1 больше длины кожуха 2, что повышает удобство удержания седла 1 зажима при монтаже зажимным инструментом в процессе поворота кожуха 2 для создания полного охвата.

Для повышения устойчивости удержания зажима и соответственно для повышения надежности и упрощения его установки на выступающих за кожух 2 участках седла 1 могут быть выполнены лыски 4. Размещение единственной пары лысок 4 на одном из краев седла 1 может быть достаточно при ручной установке зажима с захватом его сбоку (с одной стороны).

При обнаружении повреждений жил проводов ВЛЭП или их разрыва монтаж зажима на поврежденный участок провода осуществляется следующим образом.

Перед монтажом зажим поступает на провод 3 в собранном виде (см. фиг. 1, 2). Для этого седло 1 вставляют в кожух 2 и устанавливают так, что вырез в кожухе 2 совмещен с желобом седла 1, чтобы обеспечить беспрепятственное прохождение провода 3 внутрь зажима, то есть в раскрытом виде.

Перед установкой зажима на провод 3 все вышедшие из провода 3 жилы по возможности должны быть установлены на место или обрезаны.

Зажим подводят к поврежденному участку провода 3 снизу до упора провода 3 в дно желоба седла 1. Седло 1 удерживают, используя его выступающие боковые части, кожух 2 поворачивают относительно седла 1 на угол 120-180° до закрытия провода 3 в зажиме.

Затем производят фиксацию провода 3 в зажиме для обеспечения устойчивого крепления поврежденных жил и всего пучка провода 3, что в последующем позволит обеспечить эффективную компенсацию электропроводности.

Возможны различные варианты фиксации, среди которых:

1. Традиционное механическое опрессовывание (обжим) провода 3 на участке с поврежденными жилами для лучшего прилегания зажима и восстановления электропроводности.

2. Фиксация провода 3 с применением токопроводящих клеящих или отверждающихся веществ (клей, эпоксидная смола и др.) Вещества наносятся на внутреннюю поверхность зажима и при установке распределяются по жилам провода 3, обеспечивая восстановление электропроводности на поврежденном участке и фиксацию расплетенных жил. Смазка препятствует проникновению влаги в пространство между двумя деталями, что улучшает электрические свойства и коррозионную стойкость места ремонта провода 3.

3. Комбинированный способ, предполагающий нанесение токопроводящих веществ с последующим механическим опрессованием, которое должно быть выполнено до момента, когда произойдет отвердевание (схватывание) вещества. Позволяет получить наилучший результат за счет сочетания преимуществ двух способов фиксации провода 3 в зажиме.

Для эффективной фиксации провода 3 в зажиме с применением клеящих или отверждающихся веществ на внутренней поверхности седла 1 и/или кожуха 2 могут быть выполнены канавки 5, способствующие распределению этого вещества по поверхности зажима для лучшей его фиксации на поврежденном проводе 3 и наиболее эффективного восстановления электропроводности. Предпочтительно, канавки 5 выполнены поперечными на внутренней поверхности седла 1. При установке провода 3 клеящие или отверждающиеся вещества вытесняются по канавкам 5 вверх, тем самым выталкивая излишки клея в верхнюю часть провода 3, закрытую кожухом 2, улучшая контакт между кожухом 2 и проводом 3. А также смазывается внутренняя поверхность седла 1 при его повороте.

Использование дополнительных способов фиксации элементов зажима (обжим и склеивание) за счет компенсации зазоров позволит дополнительно упростить изготовление зажима из-за снижения требований к точности посадки его элементов.

Таким образом использование зажима позволяет восстановить электропроводность линии и обеспечить надежность ее работы за счет электропроводности элементов зажима.

Заявляемая группа изобретений позволяет упростить операции по монтажу зажима на проводе ВЛЭП за счет применения простой и надежной конструкции зажима. В частности, при установке зажима производится поворот кожуха на угол не более 180° относительно седла. Использование проводящего зажима позволяет устранить повышение сопротивления, произошедшее с повреждением жил. При этом зажим прост и удобен в изготовлении и установке. Благодаря простой конструкции и отсутствию пазов сложной формы седло и кожух легко сопрягаются друг с другом, что позволяет упростить и ускорить установку зажима. При этом форма сопряжения элементов зажима позволяет создать их устойчивое соединение между собой и надежно зафиксировать провод.

Группа изобретений может быть применена для ремонта проводов ВЛЭП с повреждениями жил и позволяет упростить изготовление, конструкцию зажима, упростить и ускорить монтаж. Зажим содержит выполненные из электропроводящего материала седло и кожух, причем длина седла больше длины кожуха. Седло выполнено из желобообразного профиля, а кожух в виде полого цилиндра, участок которого удален в сегменте, соответствующем диаметру провода. Седло наружной поверхностью вставляется в кожух с возможностью перемещения. Провод должен иметь возможность соприкасаться как с внутренней поверхностью седла, так и с внутренней поверхностью кожуха. Способ установки зажима включает подведение зажима к проводу до его упора в дно желоба седла, поворот кожуха до закрытия провода и фиксацию провода в зажиме. Для фиксации используют обжатие либо наносят токопроводящие клеящие или отверждающиеся вещества, либо сочетают эти способы. Изобретение обеспечивает ускорение установки зажима на проводе и повышает качество фиксации проводов. 2 н. и 7 з.п. ф-лы,4 ил.

1. Ремонтный зажим для проводов воздушных линий электропередачи, содержащий выполненные из электропроводящего материала кожух и седло, причем длина седла превышает длину кожуха, седло выполнено из желобообразного профиля, а кожух - в виде полого цилиндра, участок которого удален в сегменте, соответствующем диаметру провода, при этом седло и кожух выполнены такими, что седло своей наружной поверхностью может быть вставлено в кожух с возможностью перемещения, а размещенный в седле провод прилегает к внутренним поверхностям седла и кожуха после поворота последнего.

2. Зажим по п. 1, отличающийся тем, что на дне желоба седла выполнено утолщение.

3. Зажим по п. 2, отличающийся тем, что утолщение выполнено таким, что центр окружности днища желоба отстоит от центра окружности наружной поверхности желоба на величину Δ, которая , где D - наружный диаметр желоба, d - диаметр провода.

4. Зажим по п. 1, отличающийся тем, что по крайней мере с одной стороны на выступающем за кожух участке седла выполнены лыски.

5. Зажим по п. 1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности седла выполнены поперечные канавки.

6. Способ установки ремонтного зажима по п. 1, включающий:

- подведение раскрытого зажима к поврежденному участку провода до упора провода в дно желоба седла,

- поворот кожуха до закрытия им провода,

- фиксацию провода в зажиме.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что для фиксации провода выполняют механическое опрессовывание.

8. Способ по любому из пп. 6 или 7, отличающийся тем, что для фиксации провода используют токопроводящие отверждающиеся или клеящие вещества.

9. Способ по п. 7, отличающийся тем, что перед установкой на провод на внутреннюю поверхность седла и кожуха наносят токопроводящие отверждающиеся или клеящие вещества, причем механическое опрессовывание производится до их отвердевания.