СПОСОБ УСТАНОВКИ И СИСТЕМА ДЛЯ ВОЗДУШНЫХ ПРОВОДОВ Российский патент 2020 года по МПК H02G1/04 H02G7/05 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Данное изобретение относится в целом к воздушной передаче энергии. В частности, настоящее изобретение относится к способам и системам для установки или ремонта проводов, таких как, например, кабели для линий контактной сети для поездов, воздушные высоковольтные кабели для передачи энергии и распределения энергии, а также к проводам, полученным таким образом.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Оголенные кабели, подвешенные между двумя или более точками подвеса, становятся длиннее при повышении температуры. В результате возникает дополнительное провисание кабелей, что может иметь неприятные последствия. Кабели могут нагреваться прямым солнечным светом или другим тепловым излучением. В случае проводов нагрев также является прямым следствием джоулевых потерь тепла, вызванных электрическим током.

Если провисание кабеля станет сильнее, может случиться, что высота просвета под проводом станет слишком малой (высоковольтные кабели, линии контактной сети для поездов), или что натяжение в проводе станет слишком слабым (линии контактной сети для поездов, крепежный кабели).

В случае воздушных высоковольтных проводов данная проблема возникает, в частности но не исключительно, у высокотемпературных проводов. Непосредственным решением для высоковольтных кабелей является использование проводов с зазором, в которых сердечник и оболочка кабелей разделены воздушным зазором. Однако установка этих кабелей сопровождается крайне специфическими проблемами, вследствие чего время установки кабеля увеличивается, и ремонт становится очень сложной задачей.

В US 4,568,794 описан способ подвешивания провода с зазором, с использованием зажима. В CH 179219, JP-01185119 и EP 2367247 описан зажим для провода.

Таким образом, существует потребность в надежных и эффективных способах установки проводов, таких как высоковольтные кабели, и в способах ремонта разрывов указанных проводов.

РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение направлено на усовершенствование способов и систем установки и/или ремонта проводов для воздушных соединений для передачи энергии.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в усовершенствовании способов и систем установки и/или ремонта проводов, таких как, например, линии контактной сети для поездов, воздушные высоковольтные кабели для передачи или распределения энергии, и для других областей применения.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что данные способы и системы позволяют легко обнаружить и отремонтировать разорванные кабели.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что длина кабеля, подлежащего замене при разрыве, ограничена.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что вспомогательные элементы, необходимые для установки кабеля, представляют собой простые механические компоненты, которые могут быть изготовлены с использованием стандартных способов изготовления.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что провод может быть установлен за то же время, что и обычный провод, в результате чего устраняются потери времени, связанные с установкой проводов с зазором.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что провод может быть установлен с неограниченным длинами.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что ремонт провода упрощается настолько, что он может быть выполнен так же легко, как и ремонт обычных проводов.

Указанная проблема решается с помощью изделия или способа согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Настоящее изобретение относится к способу установки провода для воздушной передачи энергии, с обеспечением наличия провода с удлиненным сердечником и удлиненной оболочкой, расположенной вокруг удлиненного сердечника, причем способ включает в себя этап обеспечения неподвижности удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике в положении, которое при установке или фиксации не находится на концах провода. Неподвижность осуществляется посредством по меньшей мере одного зажимного элемента или стопора. Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что разность натяжений между сердечником и оболочкой провода распределена по более коротким длинам кабеля. Также преимуществом настоящего изобретения является то, что данный способ может быть применен к различным типам проводов.

Способ также может включать в себя этап обеспечения неподвижности или фиксации посредством по меньшей мере двух зажимных элементов и/или стопоров, не расположенных на концах провода во время изготовления провода. Указанные по меньшей мере два зажимных элемента и/или стопора могут быть расположены по существу на равном расстоянии друг от друга по длине провода. В качестве альтернативы, указанные два зажимных элемента и/или стопора также могут быть расположены не на равном расстоянии по длине провода. Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что длина провода, который должен быть заменен при разрыве, может быть выбрана путем изменения количества зажимных элементов.

Этап обеспечения неподвижности или фиксации удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике в положении не на концах провода может быть выполнен во время изготовления провода.

Провод может иметь воздушный зазор между удлиненным сердечником и удлиненной оболочкой.

Для обеспечения неподвижности или фиксации во время изготовления удлиненный сердечник сначала натягивают.

В полученном проводе в ненатянутом состоянии оболочка может быть смещена от сердечника посредством наполнителя в зазоре между сердечником и оболочкой, или оболочка может состоять из набора проволок, сформированных так, что проволоки не соприкасаются.

При обеспечении неподвижности или фиксации во время изготовления удлиненный сердечник в этом случае сначала не должен быть натянут.

Этап обеспечения неподвижности или фиксации удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике в положении не на концах провода может быть выполнен во время установки провода.

Обеспечение неподвижности может включать в себя применение стопора, расположенного на сердечнике. Обеспечение неподвижности может включать в себя применение зажима, расположенного на оболочке. Способ может включать в себя этапы, на которых:

- зажимают провод на первом конце для фиксации удлиненного сердечника и удлиненной оболочки,

- натягивают удлиненный сердечник на втором конце провода посредством временного зажима до достижения висения провода на нужной высоте,

- после того, как удлиненная оболочка пришла в состояние покоя, фиксируют удлиненную оболочку на удлиненном сердечнике, например, с помощью фиксированного стопора на оболочке или на сердечнике, или свободного или временного зажима, или путем установки временного зажима на оболочке для удерживания кабеля под натяжением,

- отрезают кабель по длине и

- размещают концевой зажим для окончательной фиксации провода на втором конце.

Обеспечение неподвижности или фиксация удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике в положении не на концах провода может быть выполнено после того, как удлиненная оболочка пришла в состояние покоя.

В полученном проводе в ненатянутом состоянии оболочка может быть смещена от сердечника посредством наполнителя в зазоре между сердечником и оболочкой, или оболочка может состоять из набора проволок, сформированных так, что проволоки не соприкасаются, при этом способ может включать в себя этапы, на которых:

- зажимают провод на первом конце для фиксации удлиненного сердечника и удлиненной оболочки,

- захватывают удлиненную оболочку на втором конце и отрезают провод на надлежащую длину,

- окончательно зажимают удлиненный сердечник и удлиненную оболочку на втором конце провода и натягивают провод до достижения соприкосновения проволок оболочки.

Упомянутая выше фиксация посредством по меньшей мере одного зажимного элемента в положении не на концах провода может быть выполнена перед подвешиванием провода или после натяжения провода.

В обоих случаях провода могут быть установлены без предварительного натяжения. Однако способы могут также включать в себя этап первого натяжения.

В полученном проводе в ненатянутом состоянии оболочка может быть смещена от сердечника посредством наполнителя в зазоре между сердечником и оболочкой, при этом способ может включать в себя этапы, на которых:

- зажимают провод на первом конце для фиксации удлиненного сердечника и удлиненной оболочки,

- захватывают удлиненную оболочку на втором конце и отрезают провод на надлежащую длину,

- окончательно зажимают удлиненный сердечник и удлиненную оболочку на втором конце провода и натягивают провод до момента, пока оболочка не будет проходить параллельно сердечнику.

В полученном проводе в ненатянутом состоянии оболочка, состоящая из набора проволок, может быть выполнена так, что проволоки не соприкасаются, при этом способ может включать в себя этапы, на которых:

- зажимают провод на первом конце для фиксации удлиненной оболочки к удлиненному сердечнику,

- захватывают удлиненную оболочку на втором конце и отрезают провод на надлежащую длину, окончательно зажимают удлиненный сердечник и удлиненную оболочку на втором конце провода и натягивают провод до достижения точного соприкосновения проволок оболочки.

Способ также может включать в себя следующее: разматывание провода, захватывание удлиненной оболочки и сердечника и натяжение провода до достижения точного соприкосновения проволок оболочки, для определения нужной длины провода, и отрезание провода на нужную длину в ненатянутом состоянии.

Перед определением нужной длины провода оболочка и сердечник могут быть зафиксированы после натяжения посредством втулки.

Упомянутая выше фиксация посредством по меньшей мере одного зажимного элемента в положении не на концах провода может быть выполнена перед натяжением провода или после натяжения провода.

Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение также может относиться к способу ремонта разрыва провода для воздушной передачи энергии, причем провод содержит различные зажимные элементы на проводе, не расположенные на концевых точках подвеса провода, при этом способ включает в себя этап замены части провода между зажимными элементами, между которыми в проводе произошел разрыв.

Способ ремонта также может включать в себя этапы, на которых:

- удаляют поврежденную часть провода и

- размещают новую часть провода между двумя зажимными элементами. Данная часть провода может быть заранее подготовлена с соединительным элементом (прижатым) как на конце, так и по длине, с предварительно натянутым сердечником или с ослабленными проволоками, или с наполнителем, смещающим проволоки к наружной стороне.

Настоящее изобретение также относится к проводу для воздушной передачи энергии, причем провод содержит

- удлиненный сердечник и удлиненную оболочку, расположенную вокруг удлиненного сердечника,

- по меньшей мере один зажимной элемент, который при использовании провода зажат на проводе так, что удлиненный сердечник и удлиненная оболочка прикреплены друг к другу с помощью зажимного элемента, при этом указанный по меньшей мере один зажимной элемент не расположен на концах провода.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что разность натяжений между сердечником и оболочкой провода разделена по более коротким длинам кабеля. Это означает, что полные разности натяжений разделены на меньшие разности натяжений, распределенные по более коротким длинам.

Провод может содержать множество зажимных элементов, зажатых на проводе во время использования провода, т.е. после натяжения и подвешивания провода, и не расположенных на концах провода, причем данное множество зажимных элементов расположено по существу на равном расстоянии друг от друга по длине провода. В качестве альтернативы, зажимные элементы также могут быть не расположены на равном расстоянии друг от друга.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что максимальная длина провода, который должен быть заменен при разрыве, ограничена длиной между двумя зажимными элементами.

Удлиненная оболочка может состоять из материала, выбранного из группы, включающей в себя медь, медный сплав, алюминий или алюминиевый сплав, при этом удлиненный сердечник состоит из материала, выбранного из группы, включающей в себя инвар (железоникелевый сплав), композиционный материал с металлической матрицей, композиционный материал с полимерной матрицей, металл или сталь.

Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что этот способ может применяться независимо от используемых материалов.

Между сердечником и оболочкой может быть выполнен воздушный зазор. Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что способы и системы могут быть применены к значительному классу проводов с воздушным зазором между сердечником и оболочкой, известных как проводы с зазором.

Удлиненная оболочка может содержать один или более слоев проводящих проволок.

По меньшей мере один из слоев проводящих проволок может содержать проволоки трапециевидной или Z-образной формы.

Вокруг оболочки могут быть расположены дополнительные слои так, что проводом образован кабель.

Согласно дополнительному аспекту настоящее изобретение относится к зажимному элементу для использования с проводом для воздушной передачи энергии, причем зажимной элемент выполнен с возможностью фиксации, в удаленном от концов провода положении, удлиненного сердечника провода и удлиненной оболочки провода, расположенной вокруг удлиненного сердечника.

Согласно одному аспекту настоящее изобретение также относится к применению описанного выше зажимного элемента для распределения разностей натяжений между сердечником и оболочкой по разным частям провода.

Частные и предпочтительные аспекты изобретения включены в прилагаемые независимые и зависимые пункты формулы изобретения. Признаки зависимых пунктов могут быть произвольно комбинированы с признаками независимых пунктов и с признаками других зависимых пунктов, и не только так, как указано в формуле изобретения.

Эти и другие аспекты изобретения поясняются далее в описании со ссылками на вариант (варианты) осуществления изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На фиг. 1-3 показаны три способа размещения провода для воздушной передачи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 4 показан зажимной элемент на оболочке в установленном состоянии согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 5 показан зажимной элемент на сердечнике, имеющий винтовую резьбу для последующего привинчивания ушка. Согласно вариантам осуществления настоящего изобретения диаметр зажимного элемента меньше внутреннего диаметра гильзы постоянного прижимного зажима, так что он может быть сдвинут в любое время установки.

На фиг. 6 показан зажимной элемент согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 7 показано опциональное ушко согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения.

На фиг. 8-12 показаны различные способы размещения провода для воздушной передачи согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Чертежи являются исключительно схематичными и неограничивающими. Для наглядности на чертежах размеры некоторых компонентов могут быть увеличены и не показаны в масштабе.

Цифровые обозначения в формуле изобретения не должны интерпретироваться как ограничивающие объем правовой охраны. На разных чертежах одинаковые цифровые обозначения относятся к одинаковым или эквивалентным элементам.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже описаны частные варианты осуществления настоящего изобретения со ссылками на конкретные чертежи, однако изобретение не ограничено ими, но ограничено исключительно формулой изобретения. Описанные чертежи являются чисто схематичными и не ограничивающими. Для наглядности на чертежах размеры некоторых компонентов могут быть увеличены и не изображены в масштабе. Размеры и относительные размеры иногда могут не соответствовать реальной практической реализации изобретения.

Кроме того, термины "первый", "второй", "третий" и т.п.в описании и формуле изобретения используются для различения эквивалентных элементов и необязательно для описания порядка по времени, в пространстве, по приоритету или каким-либо другим способом. Следует понимать, что используемые таким образом термины при определенных обстоятельствах могут быть взаимозаменяемыми, и что варианты осуществления изобретения, описанные в данном документе, подходят для работы в порядках, отличных от порядков, описанных или показанных в данном документе.

Кроме того, термины "верх", "низ", "над", "до" и т.п.используются в описании и формуле изобретения в иллюстративных целях и необязательно для описания относительных положений. Следует понимать, что используемые таким образом термины при определенных обстоятельствах могут быть взаимозаменяемыми, и что варианты осуществления изобретения, описанные в данном документе, также подходят для работы в ориентациях, отличающихся от ориентаций, описанных или показанных в данном документе.

Следует отметить, что термин "содержит", используемый в формуле изобретения, не должен интерпретироваться как ограниченный описанным ниже; данный термин не исключает других элементов или этапов. Его следует интерпретировать как указывающий на наличие определенных признаков, значений, этапов или компонентов, на которые дана ссылка, однако он не исключает наличия или добавления одного или более других признаков, значений, этапов или компонентов, или их групп.Таким образом, объем выражения "устройство, содержащее средства А и В", не должен ограничиваться устройствами, состоящими только из компонентов А и В. Это означает, что в настоящем изобретении лишь А и В являются существенными компонентами устройства.

В данном документе ссылка на "один вариант осуществления" или "вариант осуществления" означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанные в связи с данным вариантом осуществления, включены по меньшей мере в один вариант осуществления настоящего изобретения. Таким образом, выражения "в одном варианте осуществления" или "в варианте осуществления", используемые в разных местах данного документа, необязательно должны относиться в каждом случае к одному и тому же варианту осуществления, но вполне могут это делать. Кроме того, в одном или более вариантов осуществления конкретные признаки, конструкции или характеристики могут быть комбинированы любым подходящим способом, как будет понятно специалисту в данной области техники на основе данного документа.

Аналогично, следует понимать, что в описании примерных вариантов осуществления изобретения различные признаки изобретения иногда группируются вместе в одном варианте осуществления, чертеже или описании, чтобы упростить раскрытие и способствовать пониманию одного или более различных аспектов изобретения. Данный способ раскрытия не должен обозначать, что изобретение требует больше признаков, чем явно указано в каждом пункте формулы изобретения. Скорее, как отражено в настоящей формуле изобретения, аспекты изобретения заключаются не во всех признаках одного описанного выше варианта осуществления. Таким образом, формула изобретения, приведенная после подробного описания, явно включена в данное подробное описание, причем каждый пункт формулы изобретения самостоятельно является отдельным вариантом осуществления настоящего изобретения.

Кроме того, хотя некоторые варианты осуществления, описанные в данном документе, содержат определенные признаки, включенные в другие варианты осуществления, считается, что комбинации признаков различных вариантов осуществления находятся в пределах объема правовой охраны изобретения и образуют различные варианты осуществления, как будет понятно специалисту в данной области техники. Например, в приведенной ниже формуле изобретения любой из описанных вариантов осуществления может быть использован в любой комбинации.

В настоящем описании раскрываются многочисленные конкретные детали. Следует также понимать, что варианты осуществления изобретения могут быть реализованы без данных конкретных деталей. В других случаях хорошо известные способы, конструкции и технические средства подробно не представлены для краткости данного описания.

Когда варианты осуществления настоящего изобретения относятся к сердечнику или к "проводам с зазором", дается ссылка на провод с центральным сердечником, который обычно представляет собой усиливающий элемент, механически отделенный от охватывающего элемента, который обычно представляет собой проводящий материал.

Согласно первому аспекту настоящее изобретение относится к способу размещения провода для воздушной передачи энергии. Данный способ обычно является предпочтительным для установки проводов для передачи энергии, таких как высоковольтные кабели. Данный способ также особенно подходит для проводов, основанных на принципе использования зазора, в которых между сердечником и оболочкой провода выполнен воздушный зазор, хотя варианты осуществления этим не ограничены. В вариантах осуществления настоящего изобретения на первом этапе обеспечивают наличие провода с удлиненным сердечником и удлиненной оболочкой, окружающей удлиненный сердечник. Он может быть получен путем изготовления или приобретения уже изготовленного провода. Способ также включает в себя фиксацию удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике в положении, которое не находится на концах провода, посредством по меньшей мере одного зажимного элемента.

Таким образом, в наиболее общем смысле настоящий вариант осуществления включает в себя способ размещения провода, в котором по меньшей мере один зажим помещают в положение, которое не находится в данный момент времени на конце кабеля.

В некоторых вариантах осуществления фиксация удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике может быть выполнена во время изготовления провода. Это имеет место, например, в вариантах осуществления, в которых разница растяжения и/или сдвига между сердечником и оболочкой уже заранее поглощается одним или другим механизмом в проводе или его процессом, так что зажимы, не расположенные на концах, обеспечивают дополнительные надежные точки фиксации, в которых деформация оболочки и сердечника ограничена из-за разницы растяжения. В данных вариантах осуществления деформация оболочки и сердечника из-за разницы растяжения и сдвига равномерно распределена по длине провода. Одним из примеров такого провода является провод, в котором пространство между оболочкой и сердечником заполнено упругим материалом, который смещает оболочку наружу, когда провод не натянут, но который заполняет требуемое расстояние между оболочкой и сердечником так, что оболочка не имеет выпуклостей относительно сердечника, или, если используется множество проволок, так, что проволоки соприкасаются друг с другом, причем сердечник находится под требуемым натяжением, т.е. натяжением, которому должен подвергаться сердечник, когда он установлен. Другим примером является провод, в котором оболочка состоит из набора проводящих проволок, причем данные проволоки не соприкасаются, когда провод не подвергается механическому натяжению, однако при этом проволоки точно соприкасаются и формируют по существу закрытую оболочку, когда провод находится под механическим натяжением, т.е. механическим натяжением, которому подвергается провод, когда он установлен. В других вариантах осуществления зажимы также могут быть размещены во время изготовления провода, однако для этого во время изготовления провода сердечник сначала подвергают механическому натяжению, как если бы провод был установлен.

В некоторых вариантах осуществления используют по меньшей мере один зажим после изготовления провода, т.е. при установке провода.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения применяется множество зажимов, не расположенных на концах провода. Данное множество зажимов может находиться на равных расстояниях друг от друга, например, равноудалено, или может находиться на определенных расстояниях, с учетом, например, точек крепления провода к опорам или башенным опорам установки, и/или с учетом, например, распорных систем, удерживающих различные провода на расстоянии друг от друга, и т.д. Кроме того, может быть преднамеренно выбрано размещение зажимов не на равных расстояниях друг от друга, например, чтобы не вводить дополнительный характерный резонанс. В качестве иллюстрации ниже более подробно описываются различные частные примеры вариантов осуществления, хотя изобретение не ограничено ими.

В первом наборе вариантов осуществления раскрыт способ, в котором размещение кабеля включает в себя этапы, схематически показанные на фиг. 1. Способ 100 здесь включает в себя первый этап обеспечения 110 наличия провода с удлиненным сердечником и удлиненной оболочкой. Примером такого провода может быть, например, провод с зазором, хотя варианты осуществления этим не ограничены. Обеспечение 110 наличия такого провода может включать в себя изготовление такого провода, или, в качестве альтернативы, приобретение провода со склада для использования готового провода. Второй этап 120 включает в себя зажимание провода на первом конце для фиксации удлиненного сердечника и удлиненной оболочки. Для этого может быть использован стандартный концевой зажим, уже используемый в существующих техниках установки. Как правило, такой концевой зажим может быть предусмотрен для подвешивания провода в концевой точке, где используется провод. В качестве альтернативы может быть использован соединительный элемент, соединяющий два кабеля вместе. В качестве другой альтернативы может быть использован стопор, прижатый там. Установка двух концов одновременно может быть симметричной относительно центрального зажима или стопора.

На третьем этапе 130 удлиненный сердечник натягивают вблизи второго конца провода посредством временного зажима до достижения висения провода на нужной высоте. Для этого может быть использован временный зажим, который, например, немного короче концевого зажима. В качестве альтернативы также может быть использован более длинный зажим.

На четвертом этапе 140 после того, как удлиненная оболочка пришла в состояние покоя, обеспечивают неподвижность оболочки относительно сердечника посредством зажима. Такой зажим может представлять собой прижимной зажим, который обычно размещают перманентно, или он может содержать гильзу и зажим, который обычно устанавливают временно. Он может быть размещен на оболочке или на сердечнике. Затем провод захватывают позади зажима так, чтобы конец был в свободном доступе. Затем провод отрезают на длину 150. Затем размещают концевой зажим 160 для окончательной фиксации провода во второй точке подвеса. В качестве иллюстрации схематический вид этапов данного способа показан на фиг. 1. Если во время установки для фиксации удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике используют дополнительные зажимы в положениях не на концах провода, обычно это делают после того, как удлиненная оболочка пришла в состояние покоя.

Второй частный вариант осуществления относится к способу 200 размещения провода, причем провод относится к типу, в котором в ненатянутом состоянии оболочка смещена от сердечника посредством наполнителя в зазоре между сердечником и оболочкой. Способ также включает в себя этап обеспечения 210 наличия провода, причем обеспечение наличия здесь в частности относится к использованию или изготовлению провода, в котором оболочка смещена от сердечника с помощью упругого наполнителя между сердечником и оболочкой в состоянии, когда провод не натянут.Способ дополнительно включает в себя зажимание 220 провода на первом конце для фиксации удлиненного сердечника и удлиненной оболочки, захватывание 230 удлиненной оболочки на втором конце и отрезание 240 провода на нужную длину. Способ также включает в себя окончательное зажимание 250 удлиненного сердечника и удлиненной оболочки на втором конце провода и натяжение 260 провода до тех пор, пока проволоки оболочки не будут соприкасаться. Способ обычно также включает в себя фиксацию посредством по меньшей мере одного зажимного элемента в положении не на концах провода, причем данный этап выполняют перед натяжением провода или после натяжения провода. Согласно способу время зажимания меньше, поскольку деформация, вызванная сдвигом или растяжением, локально компенсируется в проводе. Однако промежуточные зажимы могут дополнительно способствовать данной локальной компенсации.

В третьем частном варианте осуществления настоящее изобретение относится к другому способу установки провода, причем провод в данном случае состоит из сердечника с оболочкой, окружающей его и содержащей набор проволок, выполненных в ненатянутом состоянии так, что проволоки не соприкасаются. Способ 300 в данном случае включает в себя обеспечение 310 наличия такого провода. Способ 300 дополнительно включает в себя зажимание 320 провода на первом конце для фиксации удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике. Способ также включает в себя разматывание 330 провода, захватывание 340 удлиненной оболочки и сердечника и натяжение провода до достижения соприкосновения проволок оболочки, для определения нужной длины провода. Также способ включает в себя отрезание 350 провода на нужную длину в ненатянутом состоянии и окончательное зажимание 360 удлиненного сердечника и удлиненной оболочки на втором конце провода, и затем повторное натяжение до тех пор, пока проволоки оболочки не будут снова точно соприкасаться. Перед определением нужной длины провода оболочка и сердечник могут быть опционально зафиксированы после натяжения с помощью втулки.

Использование по меньшей мере одного зажимного элемента для фиксации в положении не на концах провода может быть осуществлено перед натяжением провода или после него. Опять же, точный расчет времени не имеет большого значения, поскольку деформация, вызванная сдвигом или растяжением, распределена более локально.

В некоторых вариантах осуществления неподвижность удлиненной оболочки относительно сердечника в положении не на концах провода при фиксации, обеспечивают путем использования зажима (временного или другого) на оболочке.

Однако в других вариантах осуществления обеспечение неподвижности удлиненной оболочки относительно сердечника в положении, которое не находится на концах провода, обеспечивается путем использования стопора, закрепленного на сердечнике, например, путем прижатия или путем болтового соединения. При этом оболочка больше не может перемещаться вперед, когда натяжение уменьшается, или не может быть сдвинута на сердечнике, если оболочку захватывают.

В данных вариантах осуществления неподвижность оболочки, например, алюминиевой оболочки, относительно сердечника, например стального сердечника, обеспечивают путем прижатия стопора к сердечнику, как показано на фиг. 5а и 5b. На фиг. 5а показан кабель с оболочкой 505, сердечником 510, зазором 515, гильзой 520 и рабочим зажимом 525. На фиг. 5b также показан стопор 530. Такой стопор является альтернативой зажимам на оболочке. На фиг. 6 показано схематическое изображение стопора (без его прижатия к сердечнику), а на фиг. 7 показан схематический пример соединительного элемента, в данном примере - ушка, который может быть прикреплен к стопору для окончательного подвешивания кабеля на нем, или чтобы присоединить его к другой части кабеля. Стопор, показанный на фиг. 6, является примером стопора для сердечника, такого как, например, стальной сердечник. В центральной части видно отверстие, которое будет заполнено сердечником. Также видны заплечик для удерживания оболочки, часть без винтовой резьбы, на которую будет оказано значительное прижимное воздействие, и элемент с винтовой резьбой, который позже может служить для привинчивания к соединительному элементу, например, ушку. Фактически стопоры и соединительные элементы могут, например, иметь внутреннюю и внешнюю резьбу, так что они могут быть свинчены вместе.

В качестве иллюстрации ниже раскрывается пример способа установки, в котором описываются опциональные и стандартные этапы, причем варианты осуществления этим не ограничиваются. Следует отметить, что хотя эти примеры иногда относятся к алюминиевой оболочке, оболочка также может быть изготовлена из другого материала, и хотя в примерах иногда упоминается стальной сердечник, оболочка также может быть изготовлена из другого материала.

Согласно данному способу установки кабель зажимают на одном конце с помощью концевого зажима (или соединительного элемента).

На следующем этапе кабель может быть потянут за сердечник на другом конце с помощью временного зажима. При этом стальной сердечник свободно высовывается из временных рабочих зажимов на одном конце, например, приблизительно на два метра. В качестве альтернативы сердечник и оболочка могут быть вытянуты на другом конце. Затем оболочка может быть отделена и может перемещаться. с помощью временного рабочего зажима удаляют достаточное количество алюминия для обеспечения возможности захватывания стального сердечника, затем первоначальный зажим удаляют.

На следующем этапе гильзу конечного зажима сдвигают по стальному сердечнику, затем на сердечнике размещают стопор, например, стальной стопор, при необходимости с винтовой резьбой, ориентированной к концу кабеля.

Затем позади гильзы и стопора размещают еще один временный зажим, при этом другой временный рабочий зажим снова удаляют.Гильзу сдвигают по кабелю, при этом стопор прижимают к кабелю после того, как была определена нужная длина.

На следующем этапе временный зажим может быть размещен на оболочке, поскольку она больше не может перемещаться. В качестве альтернативы стопор также можно быть зажат.Теперь сердечник может быть отрезан по длине, и может быть прижат стальной концевой зажим. Теперь может быть прижат алюминиевый фитинг. Альтернативой этому этапу является применение стопора, имеющего винтовую резьбу, при этом гильзу прижимают к стопору, когда временный зажим все еще закреплен на стали. Затем оболочку захватывают временным рабочим зажимом, стальной сердечник отрезают по длине, прикручивают ушко концевого зажима и гильзу полностью прижимают.

Возможны и другие альтернативные способы установки. Таким образом, стальной стопор может быть задвинут на сердечник заранее, когда провод тянут, так что можно использовать меньше рабочих зажимов. Это также возможно для алюминиевого стопора, так что может быть использован цилиндрический стопор. Другой альтернативой является работа со стопором, выполненным из двух половинок. Последнее является предпочтительным способом монтажа в средней части кабеля после установки.

Дополнительно, в качестве иллюстрации ниже описаны некоторые примерные способы установки со ссылками на фиг. 8-12, при этом варианты осуществления не ограничены ими. На фиг. 8 показан способ установки провода с зазором. Способ 800 включает в себя обеспечение 810 наличия провода с удлиненной оболочкой и удлиненным сердечником, причем между сердечником и оболочкой выполнен зазор. Способ 800 также включает в себя фиксацию 820 оболочки и сердечника с помощью прижимного зажима в любой точке между началом и концом провода. На этапе 830 провод захватывают за сердечник на обоих концах. Затем провод натягивают 840 на нужную высоту. Способ дополнительно включает в себя фиксацию 850 оболочки на сердечнике с помощью стопора на обоих концах кабеля. На следующем этапе 860 провод захватывают за сердечник с помощью рабочего зажима и размещают концевые фитинги. Наконец, фитинги 870 закрепляют на опоре.

На фиг. 9 описан альтернативный способ установки провода с зазором. Способ 900 включает в себя обеспечение 910 наличия провода с удлиненной оболочкой и удлиненным сердечником, причем между сердечником и оболочкой имеется зазор.

Способ 900 также включает в себя зажимание 920 провода на одном конце так, что оболочка и сердечник фиксируются. На этапе 930 провод захватывают одновременно за сердечник и оболочку. Затем провод натягивают 940 на нужную высоту. Способ дополнительно включает в себя отрезание 950 алюминия так, что он не натягивается, и измерение 960 будущих положений концевого зажима. Способ 900 дополнительно включает в себя фиксацию 970 оболочки на сердечнике с помощью стопора. На следующем этапе 960 провод захватывают за сердечник с помощью рабочего зажима и размещают концевые фитинги. Наконец, фитинги 990 закрепляют на опоре.

На фиг. 10 описан другой альтернативный способ установки. Способ 1000 включает в себя обеспечение наличия провода, оболочка которого смещена от сердечника упругим наполнителем, находящимся между сердечником и оболочкой, в ситуации, когда сердечник не натянут.Способ 1000 также включает в себя зажимание 1020 провода на одном конце так, что оболочка и сердечник фиксируются. На этапе 1030 провод захватывают одновременно за сердечник и оболочку. Затем провод натягивают 1040 на нужную высоту. Способ дополнительно включает в себя измерение 1050 будущих положений концевого зажима. Способ 1000 дополнительно включает в себя захватывание 1070 провода за оболочку рабочим зажимом и размещение концевых фитингов. На следующем этапе 1080 фитинг закрепляют на опоре.

На фиг. 11 также описан альтернативный способ установки. Способ 1100 включает в себя обеспечение 1110 наличия провода, в котором оболочка сердечника сформирована набором проволок, которые в ненатянутом состоянии выполнены так, что проволоки не соприкасаются. Способ 1100 также включает в себя зажимание 1120 провода на одном конце так, что оболочка и сердечник фиксируются. На этапе 1130 провод захватывают за сердечник. Затем провод натягивают 1140 на нужную высоту. Способ дополнительно включает в себя независимое захватывание 1150 оболочки до достижения соприкосновения проволок друг с другом и с сердечником. Способ дополнительно включает в себя фиксацию 1160 оболочки и сердечника с помощью временного зажима и временное захватывание 1170 на оболочке. Способ 1100 дополнительно включает в себя размещение 1180 концевых фитингов. На следующем этапе 1190 фитинг закрепляют на опоре.

В последнем примере с фиг. 12 снова описывается альтернативный способ установки. Способ 1200 включает в себя обеспечение 1210 наличия провода с находящимися на расстоянии стопорами, фиксирующими оболочку во время изготовления на предварительно натянутом сердечнике. Способ 1200 также включает в себя подготовку 1220 концевого зажима на одном конце и зажимание стальной части в этот момент времени. На этапе 1230 провод захватывают за сердечник на другом конце (т.е. не там, где подготавливают концевой зажим). Затем провод натягивают 1240 на нужную высоту. Способ дополнительно включает в себя прижатие 1250 алюминиевой части зажима на первом конце. Способ также включает в себя захватывание 1260 провода позади стопора в непосредственной близости. Способ также включает в себя подготовку 1270 концевого зажима на одном конце и зажимание стальной части в этот момент времени. На этапе 1280 прижимают алюминиевую часть концевого зажима ко второму конце. На следующем этапе 1290 фитинг закрепляют на опоре.

Другой аспект настоящего изобретения относится к способу ремонта разрыва провода для воздушной передачи энергии, причем провод включает в себя различные зажимные элементы, не расположенные в концевых точках провода. Здесь способ включает в себя этап замены части провода между зажимными элементами и/или стопорами, между которыми произошел разрыв провода. Способ может, например, включать в себя удаление поврежденной части провода и размещение новой части провода между двумя зажимными элементами и/или стопорами. Одним из преимуществ данного способа является то, что сердечник и оболочка могут перемещаться относительно друг друга не более, чем на длину между двумя зажимными элементами и/или стопорами. Если промежуточные зажимные элементы и/или стопоры не используются, сердечник может скользить одним целым концом внутрь оболочки, вследствие чего провод должен быть отрезан на большую длину для обеспечения возможности выполнения ремонта.

Еще один аспект настоящего изобретения относится к проводу. Провод включает в себя удлиненный сердечник и удлиненную оболочку, расположенную вокруг удлиненного сердечника. Провод дополнительно содержит по меньшей мере один зажимной элемент и/или стопор, при использовании провода зажатый на проводе так, что удлиненный сердечник и удлиненная оболочка закреплены друг на друге, или обеспечена их неподвижность посредством зажимного элемента, причем указанный по меньшей мере один зажимной элемент и/или стопор не расположены на концах провода во время установки. Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что разность натяжений между сердечником и оболочкой провода разделена по более коротким длинам кабеля. Это означает, что полные разности натяжений разделены на меньшие разности натяжений, распределенные по более коротким длинам. В некоторых вариантах осуществления провод также может содержать несколько зажимных элементов и/или стопоров, зажимаемых на проводе во время использования провода после натяжения и подвешивания провода. В некоторых вариантах осуществления они не расположены на концах провода во время использования провода. В некоторых вариантах осуществления указанное множество зажимных частей расположено по существу на одинаковом расстоянии друг от друга по длине провода. В других вариантах осуществления этого избегают, чтобы отсутствовал дополнительный резонанс. Указанное множество зажимных элементов и/или стопоров предпочтительно распределено по всей длине провода. Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что максимальная длина провода, который должен быть заменен при разрыве, ограничена длиной между двумя зажимными элементами. Удлиненная оболочка может, например, состоять из материала, выбранного из группы, включающей в себя медь, медный сплав, алюминий или алюминиевый сплав, при этом удлиненный сердечник состоит из материала, выбранного из группы, включающей в себя инвар (железоникелевый сплав), композиционный материал с металлической матрицей, композиционный материал с полимерной матрицей, металл или сталь. Удлиненная оболочка может быть изготовлена из набора проволок или множества наборов проволок, расположенных в одном или более слоях вокруг сердечника. Преимущество данных вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что данный способ может применяться независимо от используемых материалов. В некоторых вариантах осуществления провод представляет собой провод с зазором, в котором между сердечником и оболочкой имеется воздушный зазор. Преимущество вариантов осуществления настоящего изобретения заключается в том, что способы и системы могут быть применены к значительному классу проводов, имеющих воздушный зазор между сердечником и оболочкой, известных как проводы с зазором. По меньшей мере один, но также и множество проводящих слоев могут содержать проволоки трапециевидной или Z-образной, или имеющие иную форму. Вокруг оболочки могут быть расположены дополнительные слои так, что провод образует кабель.

Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение относится к зажимному элементу для использования с проводом для воздушной передачи. Данный зажимной элемент выполнен с возможностью фиксации, в удаленном от концов провода положении, удлиненного сердечника провода и удлиненной оболочки провода, расположенной вокруг удлиненного сердечника. Зажимной элемент обычно имеет длину 50 см или менее, например 30 см или менее. Возможны различные варианты осуществления таких зажимных элементов. Они могут быть прижаты к оболочке или к сердечнику. Указанный один или более зажимных элементов могут соответствовать короткой версии стандартных ремонтных зажимных элементов с болтовым зажимным элементом и т.д. Схематическое изображение одного примера таких зажимных элементов показано на фиг. 4, где 410 обозначает провод, и 420 - зажим. Другой альтернативный вариант зажимных элементов, которые могут быть использованы для установки проводов с зазором, состоит из цилиндрического твердого материала, размещенного между сердечником и оболочкой, и одной или более зажимных лент или временного рабочего зажима, которые размещены над сердечником, и которые сжимают вместе сердечник и оболочку в точке, где расположен цилиндрический твердый материал. В некоторых случаях цилиндрический твердый материал может быть введен во время изготовления так, что должны быть использованы только зажимные ленты. В одном или более других описанных аспектов могут быть использованы зажимные элементы других типов.

Согласно еще одному аспекту настоящее изобретение относится к использованию зажимного элемента из предыдущего аспекта для распределения разностей натяжений между сердечником и оболочкой по различным частям провода.

Данные различные аспекты могут быть легко комбинированы друг с другом, при этом полученные комбинации также соответствуют вариантам осуществления согласно настоящему изобретению.

Способ размещения провода для воздушной передачи энергии, обеспечения наличия провода с удлиненным сердечником и удлиненной оболочкой, расположенной вокруг удлиненного сердечника. Способ включает в себя этап фиксации удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике в положении, которое не находится на концах провода, посредством по меньшей мере одного зажимного элемента, которое при установке не находится на концах провода, при этом при использовании провода обеспечена разность натяжений между сердечником и оболочкой провода. Изобретение обеспечивает усовершенствование способов и систем установки и/или ремонта проводов, таких как, например, линии контактной сети для поездов, воздушные высоковольтные кабели для передачи или распределения энергии, и для других областей применения. 4 н. и 23 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Способ размещения провода для воздушной передачи энергии, в котором:

- обеспечивают наличие провода с удлиненным сердечником и удлиненной оболочкой, расположенной вокруг удлиненного сердечника,

причем способ включает в себя этап обеспечения неподвижности удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике в положении, которое при установке не находится на концах провода, посредством по меньшей мере одного зажимного элемента,

отличающийся тем, что неподвижность обеспечивают посредством по меньшей мере одного зажимного элемента или стопора на проводе, при этом при использовании провода обеспечена разность натяжений между сердечником и оболочкой провода.

2. Способ по п. 1, включающий в себя этап обеспечения неподвижности посредством по меньшей мере двух зажимных элементов и/или стопоров, причем указанное множество зажимных элементов не располагают при установке на концах провода.

3. Способ по п. 2, в котором указанное множество зажимных элементов и/или стопоров расположено по длине провода по существу на равном расстоянии друг от друга.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором этап обеспечения неподвижности удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике в положении не на концах провода выполняют во время изготовления провода.

5. Способ по п. 4, в котором провод имеет воздушный зазор между удлиненным сердечником и удлиненной оболочкой, при этом для обеспечения неподвижности во время изготовления удлиненный сердечник сначала подвергают натяжению.

6. Способ по п. 4, в котором в полученном проводе в ненатянутом состоянии оболочка смещена от сердечника посредством наполнителя в зазоре между сердечником и оболочкой или оболочка состоит из набора проволок, сформированных так, что проволоки не соприкасаются, при этом для обеспечения неподвижности во время изготовления удлиненный сердечник не подвергают сначала натяжению.

7. Способ по любому из пп. 1-3, в котором этап обеспечения неподвижности удлиненной оболочки на удлиненном сердечнике в положении не на концах провода выполняют во время установки провода.

8. Способ по любому из пп. 1-5 или 7, в котором обеспечение неподвижности включает в себя применение стопора, расположенного на сердечнике.

9. Способ по п. 6, в котором обеспечение неподвижности включает в себя применение стопора, расположенного на сердечнике.

10. Способ по любому из пп. 1-9, в котором обеспечение неподвижности включает в себя применение зажима, расположенного на оболочке.

11. Способ по любому из пп. 1-10, включающий в себя этапы, на которых:

- зажимают провод на первом конце для фиксации удлиненного сердечника и удлиненной оболочки,

- натягивают удлиненный сердечник на втором конце провода посредством временного зажима до достижения висения провода на нужной высоте,

- после того, как удлиненная оболочка пришла в состояние покоя, фиксируют удлиненную оболочку на удлиненном сердечнике,

- отрезают кабель по длине и

- размещают концевой зажим для окончательной фиксации провода на втором конце.

12. Способ по п. 9, в котором фиксацию удлиненной оболочки к удлиненному сердечнику в положении не на концах провода выполняют после того, как удлиненная оболочка пришла в состояние покоя.

13. Способ по любому из пп. 1-7, в котором в полученном проводе в ненатянутом состоянии оболочка смещена от сердечника посредством наполнителя в зазоре между сердечником и оболочкой, при этом способ включает в себя этапы, на которых:

- зажимают провод на первом конце для фиксации удлиненного сердечника и удлиненной оболочки,

- захватывают удлиненную оболочку на втором конце и отрезают провод на надлежащую длину,

- окончательно зажимают удлиненный сердечник и удлиненную оболочку на втором конце провода и натягивают провод до достижения соприкосновения проволок оболочки.

14. Способ по п. 13, в котором упомянутую фиксацию посредством по меньшей мере одного зажимного элемента в положении не на концах провода выполняют перед натяжением провода или после натяжения провода.

15. Способ по любому из пп. 1-7, в котором в полученном проводе в ненатянутом состоянии оболочка, состоящая из набора проволок, сформирована так, что проволоки не соприкасаются, при этом способ включает в себя этапы, на которых:

- зажимают провод на первом конце для фиксации удлиненной оболочки к удлиненному сердечнику,

- разматывают провод, захватывают удлиненную оболочку и сердечник и натягивают провод до достижения точного соприкосновения проволок оболочки для определения надлежащей длины провода, и отрезают провод на надлежащую длину в ненатянутом состоянии, и

- окончательно зажимают удлиненный сердечник и удлиненную оболочку на втором конце провода и натягивают провод до достижения точного соприкосновения проволок оболочки.

16. Способ по п. 15, в котором перед определением нужной длины провода оболочку и сердечник фиксируют после натяжения посредством втулки.

17. Способ по любому из пп. 15-16, в котором упомянутую фиксацию посредством по меньшей мере одного зажимного элемента в положении не на концах провода выполняют перед натяжением провода или после натяжения провода.

18. Способ ремонта разрыва провода для воздушной передачи энергии, причем провод содержит различные зажимные элементы на проводе, не расположенные на концевых точках подвеса провода,

отличающийся тем, что различные зажимные элементы расположены на проводе, при этом при использовании провода обеспечена разность натяжений между сердечником и оболочкой провода, причем способ включает в себя этап замены части провода между зажимными элементами, между которыми в проводе произошел разрыв.

19. Способ ремонта по п. 18, включающий в себя этапы, на которых:

- удаляют поврежденную часть провода и

- размещают новую часть провода между двумя зажимными элементами.

20. Провод для воздушной передачи энергии, причем провод содержит:

- удлиненный сердечник и удлиненную оболочку, расположенную вокруг удлиненного сердечника,

- множество зажимных элементов, которые при использовании провода зажаты на проводе так, что удлиненный сердечник и удлиненная оболочка прикреплены друг к другу с помощью зажимных элементов, при этом указанное множество зажимных элементов не расположено на концах провода,

отличающийся тем, что зажимные элементы расположены на проводе, причем при использовании провода обеспечена разность натяжений между сердечником и оболочкой провода.

21. Провод по п. 20, причем указанное множество зажимных элементов расположено по длине провода по существу на равном расстоянии друг от друга.

22. Провод по любому из пп. 20-21, причем удлиненная оболочка состоит из материала, выбранного из группы, включающей в себя медь, медный сплав, алюминий или алюминиевый сплав, при этом удлиненный сердечник состоит из материала, выбранного из группы, включающей в себя инвар, композиционный материал с металлической матрицей, композиционный материал с полимерной матрицей, металл или сталь.

23. Провод по любому из пп. 20-22, причем между сердечником и оболочкой имеется воздушный зазор.

24. Провод по любому из пп. 20-23, причем удлиненная оболочка состоит из одного или более слоев проводящих проволок.

25. Провод по п. 24, причем по меньшей мере один из слоев проводящих проволок содержит проволоки трапециевидной, или Z-образной формы, или имеющие иную круглую форму.

26. Провод по любому из пп. 20-25, причем вокруг оболочки расположены дополнительные слои так, что проводом образован кабель.

27. Применение зажимного элемента для распределения разностей натяжений между сердечником и оболочкой провода для воздушной передачи энергии по различным частям провода при использовании провода, причем зажимной элемент выполнен с возможностью фиксации в положении, удаленном от концов провода, удлиненного сердечника провода и удлиненной оболочки провода, расположенной вокруг удлиненного сердечника, причем зажимной элемент имеет длину 50 см или менее, например 30 см или менее.