Оттяжка к опорам всех типов воздушных линий электропередачи (варианты) Российский патент 2021 года по МПК E04H12/20 

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к строительству опор всех типов воздушных линий электропередачи среднего и высокого напряжения.

Известны ряд технических решений, приведенных ниже, в которых в качестве решения вопроса, связанных с применением оттяжек при строительстве опор воздушных линий электропередачи, в настоящее время традиционно применяются для оттяжки двухслойный или трехслойный канат, изготовленный многооперационным способом, с точечным касанием круглых проволок в канате по ГОСТ 3063-80 и по ГОСТ 3064-80.

Известна опора линии электропередачи и способ ее монтажа, (патент на изобретение RU 2256049 С2, МПК Е04Н 12/08, опублик. 10.07.2005, Бюл. №19). Опора содержит пространственно ориентированные оттяжки, установленные между анкерными фундаментами, заглубленными по разные стороны плоскости ствола опоры, и местами соединения межстоечного крепления со стойками.

Известна промежуточная опора линии электропередачи (патент на изобретение RU 2700849 С1, МПК Е04Н 12/08, опублик. 23.09.2019, Бюл. №27). Оттяжки закреплены к стойкам в двух уровнях: уровне траверсы и верхней диафрагмы. Второй конец оттяжек фиксируется в отдельно стоящих анкерных фундаментах, разнесенных по разные стороны от ствола опоры. В случае проседания грунта в зоне одного из анкерных фундаментов, опора удерживается за счет других, что исключает опрокидывание конструкции.

Известно устройство для крепления одного конца оттяжки к основанию и способ его изготовления (патент на изобретение RU 2700849 C1, МПК E04G 21/12, опублик. 27.09.2003, Бюл. №27).

Изобретение относится к устройству для крепления одного конца оттяжки к основанию, которое обычно называют анкерной головкой.

Под оттяжкой в частности, но не исключительно, понимают трос, применяемый при строительстве подвесных конструкций или конструкций с оттяжками, таких как подвесные мосты, вантовые мосты, навесы на стадионах, здания, телекоммуникационные вышки и т.п.

Оттяжкой может также быть трос, применяемый для наземного анкера. Наземный анкер включает в себя стальной натяжной элемент или элементы, оболочку, заключенную или погруженную в отверждаемый материал, такой как строительный раствор, заливаемый в скважину, подготовленную в грунте.

Такая оттяжка позволяет соединять части конструкции в тех местах, где заранее были выполнены основания для крепления этой оттяжки, в каждом случае с помощью устройства, предназначенного для этого.

Оттяжка, изготовленная из каната с точечным касанием проволок в канате по ГОСТ 3063-80 и по ГОСТ 3064-80, отличается повышенной жесткостью, и при этом проволоки оттяжки подвергаются значительному износу из-за перекрещивания проволок между слоями, а также значительным контактным напряжениям. Необходимо также отметить, что к недостаткам оттяжки данной конструкции, которая соответствует канатам, изготовленным многооперационным способом, по ГОСТ 3063-80 или по ГОСТ 3064-80, необходимо отнести крайне низкий технический ресурс. Точки контакта проволок между слоями являются концентраторами напряжений, что ведет к повышению местных значений напряжений не только при изгибе, но и при растяжении каната. Со временем из-за действия описанного эффекта канат, с точечным касанием проволок, может неожиданно потерять устойчивость и пластически деформироваться даже в области упругих деформаций. К существенному недостатку оттяжки в виде канатов по ГОСТ 3063-80, и по ГОСТ 3064-80 можно также отнести большую вытяжку в процессе работы в конструкции опор под действием рабочих растягивающих усилий.

Необходимо отметить аварийные ситуации, вплоть до падения опор, связанные с эксплуатационной вытяжкой канатов по ГОСТ 3063-80 и по ГОСТ 3064-80, которые привели к резкому снижению применения опор на оттяжке при новом строительстве, несмотря на их экономическую эффективность.

Задачей заявляемого изобретения является создание многопроволочной конструкции оттяжки для всех типов опор, отличной от применяемых в настоящее время, в части с намного более высокими механическими характеристиками, с пониженной металлоемкостью и весом, более высоким модулем упругости (меньшей вытяжкой), уменьшенным аэродинамическим сопротивлением и нагрузками от воздействия гололеда стандартных конструкций опор за счет уменьшения диаметра оттяжки, снижение вибрационных нагрузок на опору и ее фундамент, придания дополнительной устойчивости всей системы (опора, фундамент, провод, оттяжка и их крепление), ввиду снижения ветровой нагрузки на оттяжке.

Сущность заявляемого изобретения заключается в следующем.

Многопроволочная оттяжка, выполненная за одну технологическую операцию, содержащая центральную проволоку, вокруг которой расположены два или три слоя проволок выполненных с линейным касанием проволок между собой, с одинаковым шагом свивки слоев, наружные поверхности проволок пластически деформированы со степенью обжатия 7-14% площади поперечного сечения провода. Количество проволок в двухслойной оттяжке может изменяться от 11 до 21 при изменении диаметра проволок в диапазоне от 0,65 мм до 3,0 мм. В трехслойной оттяжке количество проволок может изменяться от 26 до 41 при изменении диаметра проволок в диапазоне от 0,85 мм до 6,0 мм. Количество слоев и количество проволок в оттяжке определяется номинальным сечением, а также техническими требованиями, предъявляемыми к оттяжке. Все проволоки оттяжки выполнены из оцинкованных проволок, плотность цинкового покрытия по группе ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, в диапазоне от 1770 (180) Н/мм² (кгс/мм²) до 2060 (210) Н/мм² (кгс/мм²) по ГОСТ 7372-79 «Проволока стальная канатная. Технические условия».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где на Фиг. 1 показано поперечное сечение оттяжки, в которой вокруг центральной проволоки 1, расположены два слоя проволок 2.

Наружные поверхности проволок второго слоя оттяжки пластически деформированы со степенью обжатия 7-14% площади поперечного сечения оттяжки.

На Фиг. 2 показано поперечное сечение оттяжки, в которой вокруг центральной проволоки 1, расположены три слоя проволок 2.

Наружные поверхности проволок третьего слоя оттяжки пластически деформированы со степенью обжатия 7-14% площади поперечного сечения оттяжки.

Первая технологическая операция. Свивку проволок всех слоев оттяжки осуществляют за одну технологическую операцию с линейным касанием проволок. При этом шаг свивки для всех слоев проволок сохраняется постоянным, что позволяет исключить деформации, внутреннего износа и дополнительного изгибающего напряжения, которые возникают в результате наличия точек контакта между проволоками в оттяжке с точечным касанием проволок.

Вторая технологическая операция. Пластическая деформация оттяжки по площади поперечного сечения оттяжки со степенью обжатия 7-14%, по наружной поверхности проволок, осуществляется одновременно в процессе свивки оттяжки.

Пластическое деформирование по площади поперечного сечения оттяжки, способствует уплотнению оттяжки, увеличению заполнения расчетного сечения оттяжки за счет увеличения исходных диаметров проволоки, устранить возможную неравномерность натяжения проволок при свивке оттяжки, нейтрализовать свивочные напряжения. Полученная внешняя поверхность более гладкая, чем у оттяжки, выполненной из круглых с точечным касанием проволок в канате по ГОСТ 3063-80 и по ГОСТ 3064-80, способствует снижению аэродинамического сопротивления и пляски провода, за счет меньшей площади контура провода.

Это позволяет применение вновь разработанной оттяжки, выполненной с линейным касанием проволок за одну технологическую операцию, пластически деформированной по наружной поверхности в системе роликовых калибров, существенно изменить следующие характеристики оттяжки по отношению к применяемым в настоящее время, выполненным из круглых с точечным касанием проволок в канате по ГОСТ 3063-80 и по ГОСТ 3064-80:

- снизить металлоемкость и вес оттяжки;

- снизить стоимость оттяжки;

- снизить эксплуатационные затраты на обслуживание ВЛЭП за счет снижения вытяжки в 4 раза;

- увеличить модуль нормальной упругости на 14-16% и крутильную жесткость, уменьшить вытяжку в процессе работы;

- снизить диаметр, вес оттяжки в конструкциях стандартных опор высоковольтных линий электропередачи;

- уменьшить аэродинамическое сопротивление и нагрузки от воздействия гололеда стандартных конструкций опор за счет уменьшения диаметра оттяжки, на 25-30%;

- снизить вибрационные нагрузки на опору и ее фундамент, ввиду снижения ветровой нагрузки на канат, относительно стандартного на 20-30%, и дополнительной нагрузки на оттяжке, за счет снижения гололедообразования на 15-20%;

- увеличить надежность и долговечность работы опор на воздушных линиях электропередачи.

- вернуть целый класс опор в режим широкого применения при новом строительстве.

Изобретение относится к области электротехники. Многопроволочная оттяжка выполнена за одну технологическую операцию, содержит центральную проволоку, вокруг которой расположены два или три слоя проволок, выполненных с линейным касанием проволок между собой, с одинаковым шагом свивки слоев, наружные поверхности проволок пластически деформированы со степенью обжатия 7-14% площади поперечного сечения провода. Количество проволок в двухслойной оттяжке может изменяться от 11 до 21 при изменении диаметра проволок в диапазоне от 0,65 мм до 3,0 мм. Количество проволок в трехслойной оттяжке может изменяться от 26 до 41 при изменении диаметра проволок в диапазоне от 0,85 мм до 6,0 мм. Количество слоев и количество проволок в оттяжке определяется техническими требованиями, предъявляемыми к оттяжке. Все проволоки оттяжки выполнены из оцинкованных проволок, плотность цинкового покрытия по группе ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, в диапазоне от 1770 (180) Н/мм² (кгс/мм²) до 2060 (210) Н/мм² (кгс/мм²). 2 н.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многопроволочная двухслойная оттяжка к опорам всех типов воздушных линий электропередачи, содержащая центральную проволоку, вокруг которой расположены два слоя проволок, отличающаяся тем, что проволоки свиты с линейным касанием проволок между собой, с одинаковым шагом свивки слоев, наружные поверхности проволок пластически деформированы со степенью обжатия 7-14% площади поперечного сечения провода, количество проволок в двухслойной оттяжке может изменяться от 11 до 21 при изменении диаметра проволок в диапазоне от 0,65 мм до 3,0 мм, все проволоки оттяжки выполнены из оцинкованных проволок, плотность цинкового покрытия по группе ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, в диапазоне от 1770 (180) Н/мм² (кгс/мм²) до 2060 (210) Н/мм² (кгс/мм²).

2. Многопроволочная трехслойная оттяжка к опорам всех типов воздушных линий электропередачи, содержащая центральную проволоку, вокруг которой расположены три слоя проволок, отличающаяся тем, что проволоки свиты с линейным касанием проволок между собой, с одинаковым шагом свивки слоев, наружные поверхности проволок пластически деформированы со степенью обжатия 7-14% площади поперечного сечения провода, количество проволок в трехслойной оттяжке может изменяться от 26 до 41 при изменении диаметра проволок в диапазоне от 0,85 мм до 6,0 мм, все проволоки оттяжки выполнены из оцинкованных проволок, плотность цинкового покрытия по группе ОЖ, с временным сопротивлением разрыву, в диапазоне от 1770 (180) Н/мм² (кгс/мм²) до 2060 (210) Н/мм² (кгс/мм²).