НАТЯЖНОЙ ЗАЖИМ СПИРАЛЬНОГО ТИПА С УКОРОЧЕННОЙ НИЖНЕЙ СИЛОВОЙ ПРЯДЬЮ И ВЕРХНЕЙ СИЛОВОЙ ПРЯДЬЮ СТУПЕНЧАТОЙ КОНСТРУКЦИИ (варианты) Российский патент 2021 года по МПК H02G7/02 

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано на воздушных линиях электропередачи и волоконно-оптических линиях связи в качестве натяжного зажима (натяжной подвески) для крепления к анкерным опорам проводов, или оптоволоконных кабелей, или молниезащитного троса, или кабелей, встроенных в грозотрос.

Наиболее близким аналогом заявленного изобретения является спиральный натяжной зажим для анкерного крепления проводов и тросов воздушных линий электропередачи (патент RU 2530753 C1 10.10.2014). Данный известный из уровня техники зажим состоит из двух U-образных силовых прядей с противоположным друг относительно друга направлением навивки, выполненных из проволочных спиралей. Пряди подвергаются технологической операции сгибания. Для этого непосредственно перед операцией сгибания наружная прядь навивается поверх внутренней пряди. В результате сгибания наружная и внутренняя пряди проволочных спиралей образуют единую U-образную конструкцию с крепежной петлей в месте сгиба, которая располагается на одном коуше. Перед непосредственным монтажом на провод (кабель) пряди зажима расплетаются до точки начала рабочего участка прядей. Нижняя прядь монтируется непосредственно на провод. Верхняя прядь монтируется поверх нижней силовой пряди. Каждая силовая прядь состоит из трех характерных участков. Для увеличения сил трения между проводом (кабелем) и силовыми прядями последние проклеиваются с абразивом на длине рабочего участка L_PH и L_PB. С ростом усилия растяжения происходит перераспределение сил между нижней и верхней прядями. По этой причине на указанных участках - L_K и - L_CB имеют место незначительные взаимные перемещения между прядями. Для облегчения перераспределения усилий участки L_K и L_CB не проклеены или проклеиваются без нанесения абразива. В случаях применения зажима для удержания оптических кабелей связи в комплект натяжного зажима может входить дополнительный элемент - протектор, состоящий, как из отдельных спиралей, так и прядей проклеенных спиралей. В этом случае сначала монтируется на кабель протектор. Далее нижняя прядь монтируется непосредственно на протектор. Верхняя прядь монтируется поверх нижней силовой пряди. В расчетах натяжного зажима обычно принимается равенство усилий растяжения, приходящихся на нижнюю и верхнюю силовые пряди.

При выполнении этого условия достигается максимальный коэффициент использования материала натяжного зажима в целом. В процессе приложения растягивающего усилия происходит перераспределение усилия от провода на силовые пряди зажима.

В силу своего конструктивного расположения нижняя силовая прядь нагружается быстрее по сравнению с верхней прядью, поскольку прижимающие усилия на нижнюю прядь суммируются с прижимающими усилиями от верхней пряди. В этом случае часть длины рабочего участка нижней пряди можно исключить из конструкции зажима, сохраняя при этом заявленные прочностные свойства конструкции.

Таким образом, в качестве недостатка устройства, выбранного в качестве прототипа, можно указать следующее. Известное устройство имеет избыточную длину нижней силовой пряди, что приводит к излишнему расходу материала и повышенной стоимости зажима.

Технической проблемой, решаемой заявленным изобретением, является устранение указанного недостатка наиболее близкого аналога, т.е. исключение излишнего расхода материала при сохранении таких же эксплуатационных свойств зажима, прочности, надежности, долговечности, как у описанного выше аналога.

Для того, чтобы сократить длину нижней силовой пряди и излишний расход материала необходимо, чтобы верхняя силовая прядь по окончании нижней пряди переходила непосредственно на провод. Это означает, что верхнюю силовую прядь необходимо изготовить в виде ступенчатой конструкции.

Оба варианта заявленного изобретения имеют следующие общие с наиболее близким аналогом существенные признаки: натяжной зажим содержит навитые на провод, или трос, или оптоволоконный кабель, по меньшей мере, две пряди проволочных силовых спиралей с противоположным друг другу направлением навивки, вплетенные одна в другую и согнутые в единую U-образную конструкцию, образующую в месте сгиба крепежную петлю, расположенную на одном коуше.

Указанная выше техническая проблема в случае прикрепления к анкерным опорам проводов, или молниезащитного троса, или кабелей, встроенных в грозотрос, решается следующим образом. Нижнюю силовую прядь на участке, взаимодействующем с проводом или тросом выполняют укороченной длины по сравнению с соответствующей длиной верхней силовой пряди и навивают непосредственно на провод или трос, а верхнюю силовую прядь навивают поверх нижней силовой пряди, при этом ее внутренний диаметр рассчитан под наружный диаметр нижней силовой пряди, а по окончании нижней силовой пряди верхнюю силовую прядь со ступенчатым уменьшением ее внутреннего диаметра под диаметр провода или троса навивают непосредственно на провод или трос.

Указанная техническая проблема в случае прикрепления к анкерным опорам оптоволоконных кабелей решается следующим образом. Нижнюю силовую прядь на участке, взаимодействующем с оптоволоконным кабелем выполняют укороченной длины по сравнению с соответствующей длиной верхней силовой пряди и навивают на протектор, охватывающий оптоволоконный кабель, при этом верхнюю силовую прядь навивают поверх нижней силовой пряди, при этом ее внутренний диаметр рассчитан под наружный диаметр нижней силовой пряди, а по окончании нижней силовой пряди верхнюю силовую прядь со ступенчатым уменьшением ее внутреннего диаметра под диаметр протектора навивают на протектор, а по его окончании со ступенчатым уменьшением внутреннего диаметра под диаметр оптоволоконного кабеля навивают непосредственно на оптоволоконный кабель.

В случае выполнения изобретения по обоим вариантам силовые пряди, как нижняя, так и верхняя, могут быть проклеены, как с нанесением абразива, так и без него. Кроме того, проволочные спирали, из которых изготовлены верхняя и нижняя силовые пряди, могут быть собраны в пряди и проклеены, как с нанесением абразива, так и без него. При этом спирали верхней и нижней силовых прядей могут быть изготовлены из проволоки, имеющей разные диаметры. Также спирали в верхней и нижней силовых прядях могут быть изготовлены из разного материала. При этом при любом исполнении натяжного зажима U-образных конструкций в натяжном зажиме может быть более одной.

Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в уменьшении массы конструкции за счет уменьшения длины нижней силовой пряди при сохранении требуемых эксплуатационных характеристик натяжного зажима. В свою очередь, верхняя силовая прядь выполнена в виде одно- или двухступенчатой конструкции. По окончании длины нижней пряди верхняя силовая прядь переходит непосредственно на провод или, в случае использования натяжного зажима для оптического кабеля и наличия протектора, верхняя силовая прядь после окончания нижней силовой пряди переходит на протектор, расположенный поверх кабеля, и затем на кабель, образуя двухступенчатую конструкцию.

При этом за счет предлагаемой одно- или двухступенчатой формы верхней силовой пряди, т.е. за счет наличия «ступенек», увеличивается усилие прижатия спиралей верхней силовой пряди к проводу, и уменьшается конечная длина силовой пряди при обеспечении расчетных прочностных нагрузок.

Заявленный спиральный натяжной зажим для анкерного крепления проводов и тросов воздушных линий электропередачи, или волоконно-оптических кабелей линий связи, или кабелей, встроенных в грозотрос, содержит навитые на провод, или кабель, или трос, по меньшей мере, две пряди проволочных спиралей с противоположным друг другу направлением навивки.

Верхние и нижние силовые пряди за пределами рабочих участков вплетены одна в другую и согнуты в единую U-образную конструкцию, образующую в месте сгиба крепежную петлю, расположенную на одном коуше.

Указанный технический результат достигается тем, что нижняя силовая прядь на участке взаимодействия с проводом, тросом или кабелем выполняется короче, чем верхняя силовая прядь, что приводит к тому, что форма верхней силовой пряди представляет собой ступенчатую конструкцию, при этом верхняя силовая прядь монтируется поверх нижней пряди и по ее окончании переходит непосредственно на провод или трос, или вначале с нижней силовой пряди на протектор, а затем на оптоволоконный кабель.

Изобретение поясняется чертежами, на которых изображено:

На фиг. 1 изображена схема натяжного зажима с укороченной нижней силовой прядью и верхней прядью в виде одноступенчатой конструкции.

На фиг. 2 изображена схема натяжного зажима с протектором, укороченной нижней силовой прядью и верхней прядью одноступенчатой конструкции.

На фиг. 3 изображена схема натяжного зажима с протектором, укороченной нижней силовой прядью и верхней прядью в виде двухступенчатой конструкции.

На фиг. 4 изображена схема натяжного зажима с протектором, укороченной нижней силовой прядью и верхней силовой прядью, выполненной в виде одноступенчатой конструкции.

На чертежах позициями обозначено:

1 - удерживаемый провод, или оптоволоконный кабель, или трос;

2 - нижняя силовая прядь;

3 - верхняя силовая прядь ступенчатой конструкции;

4 - протектор.

На фиг. 1 представлен общий вид спирального натяжного зажима с двумя прядями проволочных спиралей.

Спиральный натяжной зажим (далее - зажим) содержит изготовленные из проволоки две силовые пряди с различным направлением навивки - нижнюю 2 силовую прядь проволочных спиралей (цилиндрическая спираль) и верхнюю 3 силовую прядь проволочных спиралей. Каждая из силовых прядей 2, 3 проволочных спиралей содержит несколько проволок, причем количество проволок в верхней 3 и нижней 2 силовых прядях проволочных спиралей может быть различно. Верхняя силовая прядь 3 проволочных спиралей перед операцией сгибания навивается поверх нижней силовой пряди 2. В результате сгибания верхняя 3 и нижняя 2 силовые пряди проволочных спиралей образуют единую U-образную конструкцию с крепежной петлей в месте сгиба, которая располагается на одном коуше. Силовая прядь 2 наматывается непосредственно на провод 1 или, в случае использования в волоконно-оптических линиях связи, на протектор, охватывающий оптоволоконный кабель. Силовая прядь 3 наматывается на нижнюю прядь с последующим переходом на провод за пределы нижней силовой пряди 2 вследствие меньшей длины нижней силовой пряди 2, или, в случае использования в волоконно-оптических линиях связи, на протектор, охватывающий оптоволоконный кабель. Коуш крепится к элементам опоры посредством стандартных промежуточных звеньев.

Показанная на фиг. 1 схема двухповивного натяжного зажима монтируется на провод и содержит укороченную нижнюю силовую прядь 2, а также верхнюю силовую прядь 3, выполненную ступенчатой формы. Указание на то, что нижняя силовая прядь 2 выполнена укороченной, означает, что длина рабочего участка этой пряди меньше, чем длина рабочего участка верхней силовой пряди 3. Рабочий участок верхней силовой пряди 3 обозначен Lрв, а рабочий участок нижней силовой пряди 2 обозначен Lрн (см. фиг. 1). Рабочими участками силовых прядей названы участки, на которых силовые пряди 2,3 взаимодействуют с проводом 1, при этом рабочий участок нижней силовой пряди 2 взаимодействует с проводом 1 непосредственно (намотан на провод), а верхняя силовая прядь 3 взаимодействует с проводом 1 сначала через нижнюю силовую прядь 2, а затем, после перехода на провод, непосредственно с проводом 1.

Рабочий участок Lpв верхней силовой пряди 2 состоит из двух участков, начального и конечного, имеющих разные наружные диаметры. Начальный участок верхней силовой пряди 3 с бо'льшим диаметром монтируется поверх всей длины укороченной нижней силовой пряди 2 на длине L_PH, т.е. внутренний диаметр верхней силовой пряди 3 рассчитан под внешний диаметр нижней силовой пряди 2. В месте окончания нижней пряди 2 верхняя прядь 3 «ступенькой» переходит непосредственно на провод 1, соответственно величина диаметра верхней силовой пряди 3 на конечном участке меньше, чем на упомянутом начальном участке, т.е. внутренний диаметр верхней силовой пряди 3 рассчитан под внешний диаметр провода (см фиг. 1).

Если зажим предназначен для удержания оптического кабеля связи, то в конструкцию зажима входит протектор 4 (фиг. 2). Функция протектора - защита оптических волокон от чрезмерного радиального сдавливания со стороны силовых прядей и предотвращение возможного затухания оптического сигнала. В этом случае сначала непосредственно на кабель монтируется протектор 4. Далее на протектор 4 монтируется нижняя силовая прядь 2. Верхняя силовая прядь 3 монтируется поверх нижней силовой пряди. В месте окончания нижней пряди 2 верхняя прядь 3 «ступенькой» переходит непосредственно на протектор 4 (см. фиг. 2).

В отдельных случаях верхняя силовая прядь 3 может монтироваться с последовательным переходом с нижней силовой пряди 2 на протектор 4 и далее - на кабель 1 (фиг. 3). В этом случае рабочий участок Lрв верхней силовой пряди 2 состоит из трех участков, начального, промежуточного и конечного, имеющих разные наружные и внутренние диаметры, а форма верхней силовой пряди 3 представляет собой двухступенчатую конструкцию. В месте окончания нижней пряди 2, т.е. в месте окончания начального участка, верхняя прядь 3 первой «ступенькой» переходит на протектор 4 (на промежуточный участок), соответственно величина диаметра верхней силовой пряди 3 на промежуточном участке меньше, чем на упомянутом начальном участке, т.е. внутренний диаметр верхней силовой пряди 3 рассчитан под внешний диаметр протектора 4. Далее в месте окончания протектора 4, т.е. в месте окончания промежуточного участка, верхняя прядь 3 второй «ступенькой» переходит на кабель 1, соответственно величина диаметра верхней силовой пряди 3 на конечном участке меньше, чем на предыдущем промежуточном участке, т.е. внутренний диаметр верхней силовой пряди 3 рассчитан под внешний диаметр кабеля 1 (см фиг. 3).

В некоторых случаях требуется уменьшить длину натяжного зажима из-за стесненности габаритов по размещению конструкции на опоре воздушной линии. В этом случае верхняя силовая прядь 3 может быть выполнена в виде ступенчатой конструкции с переходом с нижней силовой пряди 2 непосредственно на оптоволоконный кабель 1, минуя участок взаимодействия с протектором 4, при этом при таком варианте выполнения окончание протектора 4 по длине не выходит за окончание рабочего участка нижней силовой пряди 2, или выходит на незначительную величину, не влияющую на ступенчатый переход верхней силовой пряди 3 непосредственно на оптоволоконный кабель (см. фиг. 4).

Монтаж натяжного зажима осуществляется обычным образом, в частности, как описано в наиболее близком аналоге RU 2530753.

Натяжной зажим спирального типа с укороченной нижней силовой прядью и верхней силовой прядью ступенчатой конструкции содержит навитые на провод или трос по меньшей мере две пряди проволочных силовых спиралей с противоположным друг другу направлением навивки, вплетенные одна в другую и согнутые в единую U-образную конструкцию, образующую в месте сгиба крепежную петлю, расположенную на одном коуше. Для уменьшения длины нижней силовой пряди при сохранении требуемых эксплуатационных характеристик натяжного зажима нижняя силовая прядь 2 выполнена укороченной длины по сравнению с длиной верхней силовой пряди 3 и навита непосредственно на провод 1, а верхняя силовая прядь 3 навита поверх нижней силовой пряди 2 так, что ее внутренний диаметр рассчитан под наружный диаметр нижней силовой пряди 2, а по окончании нижней силовой пряди 2 верхняя силовая прядь 3 со ступенчатым уменьшением внутреннего диаметра под диаметр провода навита непосредственно на провод 1. Предложен также вариант использования изобретения для оптоволоконного кабеля. Технический результат, на достижение которого направлено изобретение, заключается в уменьшении массы конструкции натяжного зажима. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Спиральный натяжной зажим, содержащий навитые на провод или трос по меньшей мере две пряди проволочных силовых спиралей с противоположным друг другу направлением навивки, вплетенные одна в другую и согнутые в единую U-образную конструкцию, образующую в месте сгиба крепежную петлю, расположенную на одном коуше, отличающийся тем, что нижняя силовая прядь выполнена укороченной длины по сравнению с длиной верхней силовой пряди и навита непосредственно на провод, а верхняя силовая прядь навита поверх нижней силовой пряди так, что ее внутренний диаметр рассчитан под наружный диаметр нижней силовой пряди, а по окончании нижней силовой пряди верхняя силовая прядь со ступенчатым уменьшением внутреннего диаметра под диаметр провода навита непосредственно на провод.

2. Зажим по п. 1, отличающийся тем, что силовые пряди проклеены как с нанесением абразива, так и без него.

3. Зажим по п. 1, отличающийся тем, что силовые пряди образованы из спиралей, собранных в пряди и проклеенных как с нанесением абразива, так и без него.

4. Зажим по п. 1, отличающийся тем, что спирали верхней и нижней силовых прядей изготовлены из проволоки, имеющей разные диаметры.

5. Зажим по п. 1, отличающийся тем, что спирали в верхней и нижней силовых прядях изготовлены из разного материала.

6. Зажим по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен протектором, расположенным между нижней силовой прядью и проводом.

7. Зажим по п. 1, отличающийся тем, что U-образных конструкций может быть более одной.

8. Спиральный натяжной зажим, содержащий навитые на оптоволоконный кабель по меньшей мере две пряди проволочных силовых спиралей с противоположным друг другу направлением навивки, вплетенные одна в другую и согнутые в единую U-образную конструкцию, образующую в месте сгиба крепежную петлю, расположенную на одном коуше, отличающийся тем, что нижняя силовая прядь выполнена укороченной длины по сравнению с длиной верхней силовой пряди и навита на протектор, охватывающий оптоволоконный кабель, а верхняя силовая прядь навита поверх нижней силовой пряди так, что ее внутренний диаметр рассчитан под наружный диаметр нижней силовой пряди, а по окончании нижней силовой пряди верхняя силовая прядь со ступенчатым уменьшением внутреннего диаметра под диаметр протектора навита на протектор, а по его окончании со ступенчатым уменьшением внутреннего диаметра под диаметр оптоволоконного кабеля навита непосредственно на оптоволоконный кабель.

9. Зажим по п. 8, отличающийся тем, что силовые пряди проклеены как с нанесением абразива, так и без него.

10. Зажим по п. 8, отличающийся тем, что силовые пряди образованы из спиралей, собранных в пряди и проклеенных как с нанесением абразива, так и без него.

11. Зажим по п. 8, отличающийся тем, что спирали верхней и нижней силовых прядей изготовлены из проволоки, имеющей разные диаметры.

12. Зажим по п. 8, отличающийся тем, что спирали в верхней и нижней силовых прядях изготовлены из разного материала.

13. Зажим по п. 8, отличающийся тем, что U-образных конструкций может быть более одной.